Ce:Lu₂SiO₅多晶闪烁光学陶瓷的无压烧结制备方法

摘要

本发明涉及一种采用无压烧结工艺制备Ce:Lu2SiO5多晶闪烁光学陶瓷的方法，属稀土掺杂多晶闪烁光学陶瓷制备工艺技术领域。本发明采用溶胶-凝胶法低温合成单相亚微米级Ce:Lu2SiO5陶瓷粉体，将上述粉体经干压、等静压成型后在流动的H2气氛条件下于1600-1800℃进行无压烧结获得Ce:Lu2SiO5多晶闪烁光学陶瓷。获得材料的相对密度达到理论密度的98.5％以上，在X射线激发下表现良好的发光行为，主发射峰位于440nm处。

主权项

一种Ce:Lu2SiO5多晶闪烁光学陶瓷的无压烧结制备方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：a. 设计确定Ce:Lu2SiO5多晶闪烁光学陶瓷的化学分子式：化学分子式为(Lu1‑xCex)2SiO5；其中，x为掺杂稀土Ce离子的摩尔含量，x=0.0025‑0.01；b. 以氯化镥(LuCl3)和正硅酸乙酯(Si(C2H5O)4)为原料，以硝酸铈(Ce(NO3)3)为掺杂剂，按上述摩尔比溶解于适量的异丙醇((CH3O)2CHOH)中，且以环氧丙烷(C3H6O)为反应助剂，在室温下经湿化学过程反应得到沉淀物Ce:Lu2SiO5粉体前驱体，将干燥的所述粉体前驱体在900～1300℃温度下经过2～6小时煅烧合成，得到单相Ce:Lu2SiO5粉体；c. 将上述获得的高烧结活性的单相粉体先在1～8 MPa的压力下，于不锈钢模具中初步成型，然后于100～300MPa的冷等静压下压制成圆片状得到Ce:Lu2SiO5陶瓷素坯；d. 将上述获得的素坯置于氢气炉中，按预定的升温制度烧结，以2～5℃的升温速度升至1600～1800℃，保温时间在2‑8小时，自然冷却后得到Ce:Lu2SiO5烧结体；e. 对获得的烧结体进行双面细磨抛光，得到紫外光激发下发射蓝光的Ce:Lu2SiO5多晶闪烁光学陶瓷；在360 nm紫外光激发下，存在两个快衰减成分，衰减时间分别为13.14和2.86 ns。