一种新型X射线防辐射特种玻璃及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型X射线防辐射特种玻璃，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：TeO2：60％；PbO：20％；ZnO：11

【技术实现步骤摘要】
一种新型X射线防辐射特种玻璃及制备方法


[0001]本专利技术属于防护材料
，特别涉及一种新型X射线防辐射特种玻璃及制备方法。

技术介绍

[0002]X射线、γ射线等放射性射线都属于高能量的电磁波，这种射线在通过不同的介质时，能导致介质的原子发生电离现象，因而又叫做电离射线。电磁波的波长愈短，其穿透能力就愈强。普通玻璃的组成并不能有效吸收这类射线，必须在玻璃组成中引入大量原子序数高的元素才能提高它的吸收能力。而特种玻璃是应用在现代特殊技术上的玻璃，其中由于物质对放射性辐射的吸收能力随着其含有的金属元素的原子序数加大而提高，所以防护用特种玻璃都含有较多量的重金属氧化物。
[0003]目前在人类的生产活动中，辐射的使用和产生随着生产力的大幅度发展而越来越多，其中电离辐射被认为是影响人类健康和安全的关键问题之一。因此研究人员不断尝试寻找新的高质量辐射屏蔽材料，尽可能低成本地将辐射衰减到安全的水平。
[0004]合适的辐射屏蔽材料应同时满足无毒、廉价、环保、多用途的条件。在辐射屏蔽材料的开发中，研究人员尝试开发和研究合金、无铅混凝土、岩石、聚合物和玻璃等材料。在这些材料中，掺杂重金属氧化物的玻璃因其具有高透明度、耐热性、耐化学腐蚀性、耐压性、高密度和抗损伤性等优异的综合性能而受到广泛关注。而随着该领域的发展，碲酸盐玻璃的辐射防护性能越来越受到人们的重视。碲酸盐玻璃基于TeO2，其密度高于硅酸盐和硼酸盐玻璃系统，并且具有更好的辐射屏蔽能力。
[0005]目前已有研究表明碲酸盐玻璃系统在辐射防护领域有着潜在用途。Al
‑
Buriahi在10.1016/j.ceramint.2020.04.240中研究了成分为TeO2‑
ZnO
‑
NiO的玻璃系统，Amani在10.1016/j.ceramint.2020.04.017研究了TeO2‑
PbO的玻璃系统，并介绍了该系统在辐射防护领域的意义。
[0006]在当下的科研及生产活动中，使用较多的辐射防护材料，如RS 360玻璃以及混凝土，都有着防护效果较弱或成本太高等问题亟待解决，市场需要一款性能较强、经济效益较高的产品来满足需求。

技术实现思路

[0007]为解决以上问题，本专利技术提供了一种新型X射线防辐射特种玻璃，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0008]TeO2：60％；
[0009]PbO：20％；
[0010]ZnO：20
‑
X％；
[0011]BaF2：X％；
[0012]X＝1～9。
[0013]进一步地，X＝1、3、5、6、7或9。
[0014]进一步地，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0015]TeO2：60％；
[0016]PbO：20％；
[0017]ZnO：19％；
[0018]BaF2：1％。
[0019]进一步地，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0020]TeO2：60％；
[0021]PbO：20％；
[0022]ZnO：17％；
[0023]BaF2：3％。
[0024]进一步地，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0025]TeO2：60％；
[0026]PbO：20％；
[0027]ZnO：15％；
[0028]BaF2：5％。
[0029]进一步地，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0030]TeO2：60％；
[0031]PbO：20％；
[0032]ZnO：14％；
[0033]BaF2：6％。
[0034]进一步地，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0035]TeO2：60％；
[0036]PbO：20％；
[0037]ZnO：13％；
[0038]BaF2：7％。
[0039]进一步地，新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：
[0040]TeO2：60％；
[0041]PbO：20％；
[0042]ZnO：11％；
[0043]BaF2：9％。
[0044]本专利技术还提供了一种新型X射线防辐射特种玻璃的制备方法，制备方法包括以下步骤：
[0045]S1：称量：按规定摩尔百分比称取各组分；
[0046]S2：溶制：将S1称量的各组分放置于耐热容器中，再将盛有各组分的耐热容器放置于马弗炉内加热融化，得到均匀的玻璃熔体；
[0047]S3：成型及退火：将步骤S2得到的玻璃熔体浇筑到预热黄酮模具中使其冷却成型，并置于恒温炉内退火，制得玻璃初品；
[0048]S4：将步骤S3得到的玻璃初品切割，对玻璃初品的表面进行研磨、抛光，制得新型X
射线防辐射特种玻璃。
[0049]进一步地，S2所述放置于马弗炉内加热融化中的加热融化的温度为850℃，加热融化的时间为1.5小时。
[0050]进一步地，步骤S3所述预热黄酮模具的预热温度为200
‑
250℃，恒温炉内温度为250
‑
300℃，退火时间为24小时。
[0051]本专利技术还提供了一种新型X射线防辐射特种玻璃在防X射线中的用途。
[0052]有益效果：本专利技术提供的新型X射线防辐射特种玻璃是高度稳定的特种玻璃，具有良好的X射线截止能力。相比于现有技术的防辐射玻璃和混凝土，本专利技术的防护能力最高分别提高了1.85倍和1.6倍。本专利技术通过调节玻璃组成成分，在低于1000℃的温度下制备出具有较强防辐射能力的特种玻璃；本专利技术制备工艺简单，易实现大尺寸制备，可重复性高，熔融温度低；特别相比于已有技术，本专利技术制备的新型X射线防辐射特种玻璃，具有优异的防护能力，同时具有无毒、价格低廉、环保和多用途的优点，且密度高，透明度高，耐热性强，有助于在人类的各种生产活动中对电离辐射进行屏蔽，提高生产效率和安全性。
附图说明
[0053]图1为辐射防护能力测试装置示意图；
[0054]图2为辐射防护能力测试装置实地图；
[0055]图3为试验例中不同实施例制得的新型X射线防辐射特种玻璃的半值层厚度对比图；photon energy指的是光子能量；
[0056]图4为试验例中不同实施例制得的新型X射线防辐射特种玻璃的质量衰减系数对比图；mass attenuation coefficient指的是质量衰减系数；
[0057]图5为试验例与RS 360商用玻璃和重晶石混凝土的平均自由程对比；mean free path指的是平均自由程。
具体实施方式
[0058]下面结合实施例，对本专利技术进一步说明；下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：TeO2：60％；PbO：20％；ZnO：20
‑
X％；BaF2：X％；X＝1～9。2.如权利要求1所述的新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述X＝1、3、5、6、7或9。3.如权利要求2所述的新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：TeO2：60％；PbO：20％；ZnO：19％；BaF2：1％。4.如权利要求2所述的新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：TeO2：60％；PbO：20％；ZnO：17％；BaF2：3％。5.如权利要求2所述的新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：TeO2：60％；PbO：20％；ZnO：15％；BaF2：5％。6.如权利要求2所述的新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩尔百分比的组分制成：TeO2：60％；PbO：20％；ZnO：14％；BaF2：6％。7.如权利要求2所述的新型X射线防辐射特种玻璃，其特征在于，所述新型X射线防辐射特种玻璃由以下摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹士玉，刘霖，王昊，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：