一种X射线探测用闪烁发光材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种X射线探测用闪烁发光材料及制备方法。化学组成表达式为：Ba1‑xEuxMgP2O7，激活离子为Eu

Scintillating luminescence material for X ray detection and its preparation method

The invention discloses a scintillation luminescent material for X ray detection and a preparation method thereof. The chemical composition of the expression is: Ba1 xEuxMgP2O7, Eu activated ion

【技术实现步骤摘要】
一种X射线探测用闪烁发光材料及制备方法
本专利技术涉及X射线探测用闪烁发光材料领域，具体涉及一种X射线探测用BaMgP2O7:Eu闪烁发光材料及制备方法。
技术介绍
闪烁体材料是一类在Ｘ-射线或α，β-射线等高能粒子的照射下可发出紫外或可见光的功能材料，在地质勘探、高能物理和核医学技术方面具有良好的应用前景。性能优良的闪烁体材料应该具有光输出率高、衰减速度快、无余辉等特性。早期用于医学X-CT的闪烁体主要是闪烁单晶,如NaI:TI(掺TI的NaI单晶),其缺点是存在严重的余辉问题,密度小,易潮解。后来改用ZnWO4和BGO(Bi4Ge3O12),虽然吸收系数大、余辉弱,但光输出小。目前在CT中采用的主要是光输出较大的CsI:TI和CdWO4,但CsI:TI余辉较长;Cd是剧毒元素,且钨酸盐晶体脆性很大,加工时易劈裂。随着X射线层面扫描(X-CT)及正电子发射断层扫描(PET)技术的发展,对闪烁体的性能要求更进一步提高，因此需要不断研制新的闪烁体材料。采用高温固相法合成的碱土金属焦磷酸盐参杂稀土体系BaMgP2O7:Eu在空气中能稳定存在，在X-射线激发下具有高的光输出，荧光衰减快。本专利技术可以为新型闪烁体材料的制备提供理论和技术支持。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种光产额高、荧光衰减快、不易潮解的X射线探测用闪烁发光材料。本专利技术的闪烁发光材料化学组成表达式为：Ba1-xEuxMgP2O7，激活离子为Eu2+，x为掺杂离子Eu2+相对碱土金属离子Ba2+所占的摩尔百分比系数，取值范围0.001≤x≤0.10。上述发光材料的制备方法包括如下步骤：按化学组成表达式称取原料，在研钵中将其混合均匀，在还原气氛中预烧和烧结，自然冷却到室温，将产物研磨便得到产品。在上述制备方法中，所用原料为：稀土氧化物、稀土草酸盐、稀土碳酸盐、稀土硝酸盐中的一种或多种的混合物；碱土金属碳酸盐，氧化镁、氢氧化镁、碱式碳酸镁中的一种或多种的混合物；磷酸氢二铵。在上述制备方法中，预烧温度为500℃，预烧时间为2-3小时,烧结温度为900-1000℃，煅烧时间为4-6小时，磷酸氢二铵需过量5%~20%。在上述制备方法中，还原气氛是指CO气氛、H2气氛、H2和N2混合气氛或者H2和Ar混合气氛。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果：（1）本专利技术的闪烁发光材料采用高温固相法合成，制备工艺简单，操作安全，条件易于控制。（2）本专利技术的闪烁发光材料，在空气中能稳定存在，不易潮解。（3）所发出的闪烁发光材料，荧光波长在360-460nm范围，最强发射峰位于410nm；在X射线激发下，x=0.005时得到的样品光产额为12929ph/Mev，为商业BaF2晶体的1.33倍。附图说明图1为Ba0.995MgEu0.005P2O7闪烁发光材料在X射线激发下测得的发射光谱图。图2为本专利技术实施例1~7所制备的闪烁发光材料Ba1-xEuxMgP2O7（x=0.005,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.055）的X射线衍射图。具体实施方式为更好理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，但是本专利技术要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1分别称取碳酸钡（BaCO3）0.7815g，氧化铕（Eu2O3）0.0035g，氧化镁（MgO）0.1612g，磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)1.1621g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，并加入无水乙醇作为分散剂，研磨均匀后装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于500℃预烧2小时，自然冷却至室温后，将原料倒出在玛瑙研钵中继续充分研磨，再装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于950℃烧结6小时，自然冷却至室温后研磨均匀，最终得到产品。产物的XRD衍射峰如图2中曲线a所示。从图2中曲线a可看出，所有衍射峰与BaMgP2O7的标准衍射峰（JCPDS500363）相对应。实施例2分别称取碳酸钡（BaCO3）0.7736g，氧化铕（Eu2O3）0.0070g，氧化镁（MgO）0.1612g，磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)1.1621g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，并加入无水乙醇作为分散剂，研磨均匀后装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于500℃预烧2小时，自然冷却至室温后，将原料倒出在玛瑙研钵中继续充分研磨，再装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于950℃烧结6小时，自然冷却至室温后研磨均匀，最终得到产品。产物的XRD衍射峰如图2中曲线b所示。从图2中曲线b可看出，所有衍射峰与BaMgP2O7的标准衍射峰（JCPDS500363）相对应。实施例3分别称取碳酸钡（BaCO3）0.7578g，氧化铕（Eu2O3）0.0141g，氧化镁（MgO）0.1612g，磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)1.1621g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，并加入无水乙醇作为分散剂，研磨均匀后装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于500℃预烧2小时，自然冷却至室温后，将原料倒出在玛瑙研钵中继续充分研磨，再装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于950℃烧结6小时，自然冷却至室温后研磨均匀，最终得到产品。产物的XRD衍射峰如图2中曲线c所示。从图2中曲线c可看出，所有衍射峰与BaMgP2O7的标准衍射峰（JCPDS500363）相对应。实施例4分别称取碳酸钡（BaCO3）0.7420g，氧化铕（Eu2O3）0.0211g，氧化镁（MgO）0.1612g，磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)1.2677g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，并加入无水乙醇作为分散剂，研磨均匀后装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于500℃预烧2小时，自然冷却至室温后，将原料倒出在玛瑙研钵中继续充分研磨，再装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于950℃烧结6小时，自然冷却至室温后研磨均匀，最终得到产品。产物的XRD衍射峰如图2中曲线d所示。从图2中曲线d可看出，所有衍射峰与BaMgP2O7的标准衍射峰（JCPDS500363）相对应。实施例5分别称取碳酸钡（BaCO3）0.7262g，氧化铕（Eu2O3）0.0282g，氧化镁（MgO）0.1612g，磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)1.2677g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，并加入无水乙醇作为分散剂，研磨均匀后装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于500℃预烧2小时，自然冷却至室温后，将原料倒出在玛瑙研钵中继续充分研磨，再装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于950℃烧结6小时，自然冷却至室温后研磨均匀，最终得到产品。产物的XRD衍射峰如图2中曲线e所示。从图2中曲线e可看出，所有衍射峰与BaMgP2O7的标准衍射峰（JCPDS500363）相对应。实施例6分别称取碳酸钡（BaCO3）0.7104g，氧化铕（Eu2O3）0.0352g，氧化镁（MgO）0.1612g，磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)1.2677g，将上述原料在玛瑙研钵中研磨，并加入无水乙醇作为分散剂，研磨均匀后装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于500℃预烧2小时，自然冷却至室温后，将原料倒出在玛瑙研钵中继续充分研磨，再装入刚玉坩埚，在一氧化碳还原气氛中于950℃烧结6小时，自然冷却至室温后研磨均匀，最终得到产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线探测用闪烁发光材料，其化学组成表示式为Ba1‑xEuxMgP2O7，激活离子为Eu

【技术特征摘要】
1.一种X射线探测用闪烁发光材料，其化学组成表示式为Ba1-xEuxMgP2O7，激活离子为Eu2+，x为掺杂离子Eu2+相对碱土金属离子Ba2+所占的摩尔百分比系数，取值范围0.001≤x≤0.10。2.权利要求1所述闪烁发光材料的制备方法，其特征在于，采用高温固相法合成，步骤为：按化学组成表达式称取原料，在研钵中加入无水乙醇将其混合均匀，在还原气氛中预烧和烧结，自然冷却到室温，将产物研磨便得到产品。3.根据权利要求2所述的闪烁发光材料的制备方法，其特征在于，所用原...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宏斌，李翠金，曾德朝，钟保民，
申请(专利权)人：中山大学，广东东鹏控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44