[发明专利]坩埚及其制备方法以及硅酸钇镥晶体的制备方法

说明书

本公开提供了一种坩埚及其制备方法以及硅酸钇镥晶体的制备方法。坩埚包括周壁和底壁，周壁从底壁的周边向上突出，周壁和底壁均具有贯通其壁厚的毛细管道。坩埚的制备方法包括：将不同粒径的坩埚材料的粉料混匀；冷等静压预成型后，惰性气氛预烧结；中频感应下烧结。硅酸钇镥晶体的制备方法：将所述坩埚放入周壁和底壁均为实心的大坩埚内，坩埚的底壁和大坩埚的底壁间隔开，在坩埚内外放置不同浓度的制备(Lu_xY_1‑x)₂SiO₅的原料，坩埚内的原料的钇组分含量高于坩埚外的原料的钇组分含量，坩埚1内外放置的原料的浓度设定为以(Lu_xY_1‑x)₂SiO₅的元素化学计量比生长(Lu_xY_1‑x)₂SiO₅晶体，升温熔化，开始晶体生长。所制备的硅酸钇镥晶体头尾化学成分和闪烁性能均一。

技术领域

本公开涉及晶体生长领域，具体涉及一种坩埚及其制备方法以及硅酸钇镥晶体的制备方法。

背景技术

硅酸钇镥闪烁晶体(LYSO)以其高光输出、快发光衰减、有效原子序数多、密度大等特性引起国际闪烁晶体界极大关注，并且物化性质稳定、不潮解、对γ射线探测效率高，被认为是综合性能最好的无机闪烁晶体材料，是未来代替NaI(Tl)、BGO的理想SPECT和PET用闪烁晶体。此外，LYSO晶体在高能物理、核物理、油井钻探、安全检查、环境检查等领域也具有广泛的应用。

硅酸钇镥晶体中，镥和钇两种元素占据同一晶体格位。在晶体生长过程中，由于镥和钇元素分凝系数的差别，镥的分凝系数大于1，钇的分凝系数小于1。因此，在晶体头部镥元素含量较配料浓度高，钇较配料浓度低。随着晶体的生长，晶体中镥含量逐渐减小，钇含量逐渐增加。晶体中不同区域组分的不均匀导致晶体不同区域闪烁性能有明显差异，严重影响晶体的产率和闪烁阵列器件的均匀性。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种坩埚及其制备方法以及硅酸钇镥晶体的制备方法，在制备硅酸钇镥晶体时能够获得头尾化学成分和闪烁性能均一的硅酸钇镥晶体。

为了实现上述目的，在一些实施例中，本公开提供了一种坩埚，其包括底壁和周壁，周壁从底壁的周边向上突出，周壁和底壁围绕成收容腔，周壁和底壁均具有贯通其壁厚的毛细管道。

在一些实施例中，本公开提供了一种坩埚的制备方法，其用于制备前述的坩埚，包括步骤：步骤一，将不同粒径的坩埚材料的粉料混匀；步骤二，冷等静压预成型后，惰性气氛预烧结；步骤三，中频感应下烧结。

在坩埚制备方法的一些实施例中，在步骤一中，坩埚材料的粉料的粒径分别为100目、200目和400目，对应的重量比为6:3:1。

在坩埚制备方法的一些实施例中，在步骤二中，冷等静压的压力为200MPa～400MPa。

在坩埚制备方法的一些实施例中，在步骤二中，惰性气氛预烧结的温度为1400℃～1600℃，预烧结的时间为10h～50h。

在坩埚制备方法的一些实施例中，在步骤三中，中频感应下烧结的温度为1900℃～2000℃，烧结的时间为5h～20h。