一种掺杂稀土铈的铪酸钡陶瓷闪烁体的制备方法，涉及一种陶瓷材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：（１）按Ｂａ↓［１－ｘ］ＨｆＯ↓［３］：Ｃｅ↓［ｘ］称取原料硝酸钡Ｂａ（ＮＯ↓［３］）↓［２］、氯氧化铪ＨｆＯＣｌ↓［２］和硝酸铈Ｃｅ（ＮＯ↓［３］）↓［３］；（２）采用共沉淀法合成粉体；（３）选择滴定方式；（４）控制滴定速度、体系温度及滴定终点的ｐＨ值；（５）清洗，抽滤；（６）恒温干燥；（７）研磨过１２０～２００目筛；（８）还原性气氛下煅烧；（９）干压成型；（１０）真空烧结。本发明专利技术的闪烁体可应用于医学成像及无损检测系统，该方法可实现准确掺杂，工艺简单，成本低，适宜大批量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种陶瓷材料的制备方法，特别是涉及一种用于医学 成像及无损检测的掺铈碱土二氧化铪闪烁体的制备方法。技术背景闪烁体是主要应用于医学成像及无损检测系统，如平面X射线成像、X射线层析扫描(X-CT)，单光子发射计算机层析扫描(SPECT) 和正电子发射层析扫描(PET)、工业CT等探测器中探测高能光子的 核心灵敏元件。随着现代科学技术的不断进步，对闪烁体的数量和性 能都提出了更高的要求。理想的闪烁体应具有高光输出、高密度、快衰减、短余辉、成本 低廉等特点。其中高光输出可以使光电检测器具有较高的灵敏度，减 少患者服用发射性物质的剂量。短衰变时间便于更迅速的扫描，更好 的观察身体器官的运动。目前医用和工应用闪烁体主要有掺铊碘化钠 (Nal:Ti)、氟化铯(CsF)、 氟化钡(BaF2)和锗酸铋(BGO)，这 些闪烁晶体都不是尽善尽美。Nal: Ti具有高阻止本领，但衰变常数大; CsF具有约0.43cm"较差的阻止本领且吸潮。BGO有较好的阻止本领 但光输出较低、衰变常数大。BaF2阻止本领差、衰变常数更大。因此， 寻求性能更好的闪烁体用于医学成像是目前研究的核心问题。陶瓷闪烁体与闪烁晶体相比，具有制备工艺简单，易于性能裁减， 成本低等优点，且陶瓷闪烁体由许多微小单晶组成，发光具有更好的一致性。因此陶瓷闪烁体将是闪烁晶体有力的竞争者。其中，钙钛矿型(AB03)氧化物碱土铪酸盐(MHf03 M=Ba， Ca， Sr)具有稳定的 简单立方结构，光学各向同性，易实现透明，且密度高(8.35g/cm3)， 阻止本领强，衰变时间短(30ns)，是适应于快速响应探测器的一种 极有前途的陶瓷闪烁体基体材料。(^3+作为闪烁体激活离子，具有光 学电负性小，能实现5d—4f完全跃迁，符合闪烁体发光衰减〈100ns的 特征要求。目前，国内外制备BaHf03:Ce粉体主要采用固相合成和燃 烧法，固相法合成温度高，产物纯度低，粒径大，不适合制备高性能 的陶瓷闪烁体。燃烧法不适合工业化大批量生产。目前国内在研究陶 瓷闪烁体方面取得的成果较小，各种X-CT使用的陶瓷闪烁体都是从 国外高价进口，极大的限制了国内检测技术的发展，研究并掌握 BaHf03: Ce陶瓷闪烁体的制备工艺，实现工业化生产是势在必行的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于医学成像及无损检测的掺铈碱 土二氧化铪闪烁体的制备方法。该制备方法利用纳米粉体铪酸钡，并 采用共沉淀法制得铪酸钡陶瓷闪烁体，其激活剂铈(Ce)的掺杂浓度 为0.01 lmol%。该方法可实现准确掺杂，工艺简单，成本低，适宜 大批量生产。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，该制备方法包 括如下步骤(1)按Bai.xHf03: Cex称取原料硝酸钡Ba(NQ3)2、氯氧化铪HfOCl2和硝酸铈Ce(N03)3;(2) 采用共沉淀法合成粉体，其沉淀剂可取草酸或草酸盐或氨 水或碳酸氢铵，沉淀剂的浓度为0.1 1M;(3) 选择滴定方式正向滴定或反向滴定；(4) 控制滴定速度2 10ml/min、体系温度0 40°C，酸性沉 淀剂滴定范围控制在pH值为4 7，碱性沉淀剂滴定法为控制在pH 值为7 10;(5) 清洗，抽滤；(6) 恒温干燥，干燥温度为60 10(TC;(7) 研磨过120 200目筛；(8) 还原性气氛下煅烧，煅烧温度为400 130(TC，煅烧时间 为2 4小时；(9) 干压成型，压力控制在100 200MPa;(10) 真空烧结。 如上所述的，所述硝酸铈在滴定过程中添加，其以硝酸铈的形式掺杂的激活剂铈 的掺杂浓度为0.01 lmol%。如上所述的， 其上述步骤(8)中采用活性炭维系煅烧过程中的弱还原性气氛。如上所述的， 所述干压成型为不添加任何粘结剂的干压成型。如上所述的所述真空烧结，其真空度为1(T1 10.3，烧结温度为1400 1800°C， 烧结时间为2 10小时。 本专利技术的优点与效果是1. 本专利技术采用的共沉淀法较固相合成法更易得到性能良好的纳 米粉体，易实现准确掺杂，其工艺简单，成本低，适宜大批量生产。2. 本专利技术C^+在煅烧过程中易氧化成Ce"，而C^+衰减时间长， 不宜做陶瓷闪烁体的激活剂，本专利技术采用活性炭营造弱还原性烧结气 氛防止氧化发生。3. 本专利技术采用干压成型法，其不添加任何塑化剂，模具可多次 使用，成本低。4. 本专利技术采用真空烧结，可降低烧结温度，縮短烧结时间，加 快气孔的排除速度，加速烧结体致密化。具体实施方式 实施例1本实施例所用的装置有磁力加热搅拌器、酸度计、恒温干燥箱、 箱式电阻炉、压力试验机、高温真空碳管炉。分别称取2.235克Ba(N03)2、 8.561克HfOCl2、0.0053克Ce(N03)3 配成阳离子浓度为O.lmol/L的混合溶液。配置O.IM草酸溶液做沉淀 剂，温度0t:，滴定速度5ml/min，强力搅拌，正向滴定得到白色絮 状沉淀。时效2小时后过滤，用去离子水清洗3次，再用无水乙醇清 洗2次，抽滤得到先驱沉淀物。放置在6(TC恒温干燥箱中干燥24小 时，研磨过120目筛。将过筛后的粉体放入装有活性炭的Al203坩埚中于70(TC箱式电阻炉中煅烧2小时得到粒径为30 50nm，多边形 片状的BaHf03 : Ce。称取2克样品装入模具中以200MPa压制厚 3mm，直径为16mm的圆片生坯，将生坯送入真空碳管炉中于1600°C 烧结5小时后随炉冷却。经研磨、抛光后进行相关的性能测试。测得 lmm厚陶瓷闪烁体的平均透光率为28%。 实施例2本实施例与实施例l基本相同，其不同之处在于，采用氨水做沉 淀剂，配置pHd2.0的氨水溶液做沉淀剂，温度2(TC，反向滴定得 到透明半胶状沉淀。经清洗，80'C干燥、煅烧得到粉体形貌为20 30nm，近似球状的BaHf03:Ce。经成型，烧结后进行相关性能测试。 测得lmm厚陶瓷闪烁体的平均透光率为30%。实施例3本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，分别称取2.438 克Ba(N03)2、 8.256克HfOCl2、 0.009克Ce(N03)3，经滴定，成型， 烧结后得到透光率为29%的陶瓷闪烁体。实施例4本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，分别取2.432 克Ba(N03)2、 8.248克HfOCl2、 0.017克Ce(N03)3，经滴定，成型， 烧结后得到透光率为25%的陶瓷闪烁体。权利要求1.，其特征在于，该制备方法包括如下步骤(1)按Ba1-xHfO3:Cex称取原料硝酸钡Ba(NO3)2、氯氧化铪HfOCl2和硝酸铈Ce(NO3)3；(2)采用共沉淀法合成粉体，其沉淀剂可取草酸或草酸盐或氨水或碳酸氢铵，沉淀剂的浓度为0.1～1M；(3)选择滴定方式正向滴定或反向滴定；(4)控制滴定速度2～10ml/min、体系温度0～40℃，酸性沉淀剂滴定范围控制在pH值为4～7，碱性沉淀剂滴定法为控制在pH值为7～10；(5)清洗，抽滤；(6)恒温干燥，干燥温度为60～100℃；(7)研磨过120～200目筛；(8)还原性气氛下煅烧，煅烧温度为400～1300℃，煅烧时间为2～4小时；(9)干压成型，压力控制在100～200MPa；(10)真空烧结。2.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种掺杂稀土铈的铪酸钡陶瓷闪烁体的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤： （１）按Ｂａ↓［１－ｘ］ＨｆＯ↓［３］：Ｃｅ↓［ｘ］称取原料硝酸钡Ｂａ（ＮＯ↓［３］）↓［２］、氯氧化铪ＨｆＯＣｌ↓［２］和硝酸铈Ｃｅ（ＮＯ↓［３］）↓［３］； （２）采用共沉淀法合成粉体，其沉淀剂可取草酸或草酸盐或氨水或碳酸氢铵，沉淀剂的浓度为０．１～１Ｍ； （３）选择滴定方式：正向滴定或反向滴定； （４）控制滴定速度２～１０ｍｌ／ｍｉｎ、体系温度０～４０℃，酸性沉淀剂滴定范围控制在ｐＨ值为４～７，碱性沉淀剂滴定法为控制在ｐＨ值为７～１０； （５）清洗，抽滤； （６）恒温干燥，干燥温度为６０～１００℃； （７）研磨过１２０～２００目筛； （８）还原性气氛下煅烧，煅烧温度为４００～１３００℃，煅烧时间为２～４小时； （９）干压成型，压力控制在１００～２００ＭＰａ； （１０）真空烧结。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马伟民，刘晶，闻雷，沈世妃，郭易芬，尹凯，王华栋，
申请(专利权)人：沈阳化工学院，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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