一种闪烁体产品的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种闪烁体产品的制备方法，包括：(1)切割闪烁体母材；(2)热处理上一步产物，热处理在含氧气氛中进行，热处理的温度为1000～1500℃，热处理的保温时间为1～10小时。热处理的保温时间为1～10小时。热处理的保温时间为1～10小时。

【技术实现步骤摘要】
一种闪烁体产品的制备方法


[0001]本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种闪烁体产品的制备方法。

技术介绍

[0002]闪烁体是将高能射线转换为可见光的元件。将闪烁体制造成闪烁体阵列，并与检测器阵列、光电转换器件配合使用，可获得闪烁体探测器。当粒子进入闪烁体时，闪烁体的原子或分子受激而产生荧光，检测器阵列可以收集产生的可见光子，光电转换器件将其转换成可测量的电信号。
[0003]闪烁体探测器可以适用于辐射成像安检、医疗领域，例如其可用于X射线计算机断层扫描仪(X-CT)、正电子扫描(PET)仪、线扫描成像模式的X射线、γ射线电离辐射成像探测器等装置。

技术实现思路

[0004]专利技术人发现，闪烁体经过切割加工，光输出性能会有下降。专利技术人进一步发现，在含氧气氛中对切割后的闪烁体进行1000℃以上的热处理1～10小时，能够恢复甚至提高闪烁体的光输出性能。
[0005]在一些方面，提供一种闪烁体产品的制备方法，包括：
[0006](1)切割闪烁体母材；
[0007](2)热处理上一步产物，热处理在含氧气氛中进行，热处理的温度为1000～1500℃(例如1000～1100℃，例如1100～1200℃，例如1200～1300℃，例如1300～1400℃，例如1400～1500℃)，热处理的保温时间为1～10小时(例如1～2小时，例如2～5小时，例如5～10小时)。
[0008]在一些实施方案中，步骤(1)还包括：在切割后的闪烁体的任一面上施加胶材。
[0009]在一些实施方案中，切割方式可选用但不限于金刚石单线切割、多线切割、外圆切割、激光切割等方式。
[0010]在一些实施方案中，步骤(1)中，切割在闪烁体母材上形成切缝，步骤(1)还包括在切缝中施加胶材。
[0011]在一些实施方案中，切缝贯穿或不贯穿闪烁体母材。
[0012]在一些实施方案中，胶材含有无机胶粘剂。
[0013]在一些实施方案中，无机胶粘剂选自硅酸盐胶粘剂、铝硅酸盐胶粘剂或硼酸盐胶粘剂中的一种或多种。
[0014]在一些实施方案中，胶材中还含有反射材料。
[0015]在一些实施方案中，反射材料是不与胶材发生化学反应的白色粉末。
[0016]在一些实施方案中，反射材料选自氧化镁、二氧化钛(钛白粉)、氧化铝和硫酸钡中的一种或多种。
[0017]在一些实施方案中，含氧气氛中氧气的体积含量为5～50％，例如5～10％、10～
20％、20～30％、30～40、40～50％或10～30％。
[0018]在一些实施方案中，所述含氧气氛中除氧气外的剩余气体是基本不与闪烁体发生化学反应的气体。
[0019]在一些实施方案中，含氧气氛中除氧气外的剩余气体选自氮气、二氧化碳和惰性气体中的一种或多种。
[0020]在一些实施方案中，含氧气氛为空气。
[0021]在一些实施方案中，含氧气氛的含水率低于5％。
[0022]在一些实施方案中，闪烁体产品是闪烁体阵列。
[0023]在一些方面，提供一种闪烁体产品，由上述任一项的方法制备获得。
[0024]优选地，闪烁体产品是一维闪烁体阵列(线状排布)或二维闪烁体阵列(面状排布)。
[0025]在一些实施方案中，本公开方法还包括，施加胶材后进行固化胶材的操作。固化方式可以包括干燥固化、熔融固化或水固化等方式。
[0026]在一些实施方案种，胶材可以是气干型无机胶粘剂。此类胶粘剂是指胶粘剂体系中的水分或其它溶剂通过在空气中自然挥发，从而固化形成粘接的一类胶粘剂。例如，俗称水玻璃的碱金属硅酸盐类胶粘剂，其分子通式可表示为：M2O
·
nSiO2，M代表钾、钠、锂等金属离子。
[0027]在一些实施方案中，胶材可以是以硅酸盐、铝硅酸盐、硼酸盐等为基料，再添加固化剂和填料获得。
[0028]在一些实施方案中，基料可以是硅酸钠水玻璃(Na2O
·
nSiO2)。固化剂可以是二氧化硅、氧化镁、氧化锌、氢氧化铝、氟硅酸盐、硅酸盐、磷酸盐。填料可以是白色无机物粉末，如氧化铝、硫酸钡、二氧化钛等。
[0029]在一些实施方案中，填料的热膨胀系数是闪烁体的膨胀系数的80～120％，例如90～110％倍，例如95～105％倍。
[0030]在一些实施方案种，胶材可以是水固型无机胶粘剂，即遇到水即可化合而成型固化的一类物质。这类胶材例如以是硅酸盐水泥、铝无机胶粘剂酸盐水泥、氧镁水泥、石膏等。
[0031]在一些实施方案种，胶材可以是热熔型无机胶粘剂，即被加热到熔融温度(或流动态温度)后会变为熔融状态(或流动状态)，然后润湿被粘物表面，经冷却固化后，即可达到粘结目的的一类物质。
[0032]在一些实施方案中，胶材的熔融温度接近用于热处理闪烁体的温度(如T
热处理温度
±
100℃)，且胶材在热处理温度下化学性质稳定、不发生分解，并仍具有粘接力。
[0033]在一些实施方案中，胶材含有Zn-Al-B-K-Na-Si-O微晶玻璃材质粉末。使用时，将该无机胶的粉末填充入切缝，升温到该无机热熔胶的熔化温度以上，然后降温固化，即可实现对切缝两侧的闪烁体的粘接。
[0034]在一些实施方案种，胶材可以是以下文献中记载的任一项可耐受1000℃热处理的材料：李红强主编.胶粘原理、技术及应用[M].广州：华南理工大学出版社,2014.01。将该文献全部内容引用至此。
[0035]在一些实施方案中，热处理后的闪烁体阵列采用常规的方法封装外反射层，即得到闪烁体成品。
[0036]在一些实施方案中，外反射层的是含有反射材料(如白色无机物粉末，如氧化镁、二氧化钛、氧化铝和硫酸钡中的一种或多种)的胶材，例如树脂(如环氧树脂、聚酯树脂、硅酮树脂等)。
[0037]在一些实施方案中，封装外反射层的方法参照中国专利CN209580556U，将其全部引用于此。
[0038]在一些实施方案中，如图1的流程所示，采用如下方法制备闪烁体阵列
[0039]a1)将块状的闪烁体母材切割下闪烁体基片，在闪烁体基片上施加胶材，形成胶层，然后在胶层上放置另一片闪烁体基片，重复上述步骤多次，最后固化，得到如图1的(I)所示的由多个闪烁体层层叠形成的结构-层堆叠结构。
[0040]a2)沿垂直于胶层的方向，将上述层堆叠结构切割成片，得到如图1的(II)所示的由多个闪烁体条堆叠形成的结构-条堆叠结构；
[0041]a3)沿垂直于胶层的方向，将上述条堆叠结构切割成条，得到图1的(III)所示的由多个闪烁体像素块堆叠形成的结构-块堆叠结构，即为一维闪烁体阵列；
[0042]a4)对上述块堆叠结构进行热处理，热处理气氛为含氧气氛，热处理温度为1000℃，保温时间为1～10小时(例如1～2小时，例如2～5小时，例如5～10小时)。
[0043]在一些实施方案中，如图2所示，采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闪烁体产品的制备方法，包括：(1)切割闪烁体母材；(2)热处理上一步产物，热处理在含氧气氛中进行，热处理的温度为1000～1500℃，热处理的保温时间为1～10小时。2.根据权利要求1所述的方法，步骤(1)还包括：在切割后的闪烁体的任一面上施加胶材。3.根据权利要求1所述的方法，步骤(1)中，所述切割在闪烁体母材上形成切缝，步骤(1)还包括在所述切缝中施加胶材。4.根据权利要求3所述的方法，所述切缝贯穿或不贯穿所述闪烁体母材。5.根据权利要求2～4任一项所述的方法，所述胶材含有无机胶粘剂；优选地，所述无机胶粘剂选自硅酸盐胶粘剂、铝硅酸盐胶粘剂或硼酸盐胶粘剂中的一种或多种。6.根据权利要求2～4任一项所述的方法，所述胶材中还含有反射材料，优选地，所述反射材料选自氧化镁、二氧化钛、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕春，张清军，李元景，邹湘，何会绍，孙玉峰，王晓青，马冲，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：