本发明专利技术涉及一种Eu3+和Ce3+共掺的氧化镧钇闪烁透明陶瓷材料的制备方法，属特种陶瓷制造工艺技术领域。本发明专利技术采用高纯Y2O3，Eu2O3，CeO2，La2O3粉体为原料，采用传统陶瓷制备工艺在较低的温度条件下，通过合适的烧结制度，固相烧结法制备了Ce3+-Eu3+共掺的氧化镧钇闪烁透明陶瓷材料。经实验测定，通过氢气退火后，该闪烁陶瓷的红色荧光光强度显著增强。因此，Eu3+和Ce3+共掺氧化镧钇透明陶瓷材料在闪烁材料领域有着广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种Eu3+和Ce3+共掺的氧化镧钇闪烁透明陶瓷材料的制备方法，属于特种陶瓷制造エ艺
技术介绍
无机闪烁材料被广泛的应用于核医学(X-CT、PET),高能物理，核物理，核天文学，材料无损探伤，安全检查，地质探测等领域。Eu3+闪烁体由于其能级结构简单，发光效率高，衰减时间短，余辉短，和光探測器有较好的光谱匹配以及优异的化学和热稳定性等特点，得 到了广泛的应用。尤其是其光输出远远大于BGO闪烁晶体。目前应用比较广泛的无机闪烁材料是稀土离子掺杂的晶体材料，但是晶体生长周期长，且利用率不高，与晶体相比，透明陶瓷具有掺杂浓度高，掺杂均匀性好，烧结温度低，周期短，成本低，质量可控性強，尺寸大，形状自由度大等优点。因此透明陶瓷闪烁材料引起了广泛的关注。Y2O3属立方晶系，无双折射现象，热导率高，为钇铝石榴石(YAG)的两倍多，是ー种优良的固体闪烁基质材料。因此，EikY2O3被广泛的用在阴极射线管，等离子体显示，三基色荧光灯以及场发射显示器等领域。但是由于Y2O3的熔点高达2430 V，且在2280 V附近会发生立方相向六方相的多晶转变，因而难以生长出大尺寸和高光学质量的Y2O3单晶。随着陶瓷制备技术及纳米制粉技术的发展，Y2O3透明陶瓷的烧结温度可降低为1700°C左右。此外，由于La2O3的加入，可以加速气孔的排除，降低透明陶瓷烧结温度并且有效抑制陶瓷晶粒过分长大，因此Eu3+掺杂的氧化镧钇透明陶瓷是ー种性能优良的闪烁材料。此外，与其他镧系离子相比，由于轨道自旋以及4f_5d的能级转变，Ce3+的荧光输出更加高效。所以Ce3+-Re(其他镧系离子)共掺的材料得到广泛的研究，尤其在Ce3+-Eu3+共掺的YAG中，Eu3+的光输出明显增強。由于在Y2O3基质中，Ce3+的4f_5d的发射波长与Eu3+的7F2 — 5D2,5D3吸收波长存在明显的重叠，Ce3+与Eu3+之间的有效的能量转移能明显提高红光发射強度。因此，Eu3+和Ce3+共掺氧化镧钇透明陶瓷材料在闪烁体领域有着广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于采用国产高纯Y2O3, Eu2O3, CeO2, La2O3纳米粉为原料，采用传统陶瓷制备エ艺，制定合适的烧结温度，最后在较低的温度条件下，采用固相烧结法制备了Ce3+-Eu3+共掺的氧化镧钇透明陶瓷材料。本专利技术ー种Ce3+-Eu3+共掺的氧化镧钇闪烁透明陶瓷材料的制备方法，其特征在于其具有以下的エ艺过程和步骤 a.采用高纯99. 99% Υ203，99· 999ffiu203，99· 99%Ce02 和 99. 99% La2O3 为原料，四者的摩尔比按化学式(Ce0.001Eu0.01Y0.889La0.ェ)203进行称量配料； b.将按上述配方配制好的Y2O3,Eu2O3, CeO2, La2O3混合粉料放入球磨罐中进行球磨，球料比为2:1，溶剂こ醇与粉体的质量比为4:1，球磨罐转速为50转/分，球磨时间为5h ；C.将球磨好的粉体在烘箱内烘干，然后将混合粉体在马弗炉中进行煅烧，1200°c保温IOh,自然冷却，得到(CeacicilEuci.よ.889LaQ. J2O3 粉体； d.再次将粉体放入球磨罐中进行球磨，球料比为2:1，溶剂こ醇与粉体的质量比为4:1，球磨罐转速为50转/分，球磨时间为5h ； e.将球磨好的粉体在烘箱内烘干，将粉料进行造粒，过40目筛； f.将造粒后的粉料干压成型，随后在200MP冷等静压下压成片状试样； g.将上述试样放在放在真空炉中，常压烧结，烧结温度范围1600-1700°C，烧结时间40-45个小时最终得到致密的(CeacicilEuacilYa 889Laa J 203陶瓷。附图说明 图I为本专利技术中(CeacicilEuacilYa889Laai) 203透明陶瓷的激发光谱。图2为本专利技术中(CeacicilEuacilYa889Laai) 203透明陶瓷的荧光光谱。具体实施例方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。本专利技术是ー种Ce3+-Eu3+共掺的氧化镧钇闪烁透明陶瓷材料的制备方法，其特征在于其具有以下的エ艺过程和步骤c.采用高纯99. 99% Υ203，99· 999ffiu203，99· 99%Ce02 和 99. 99% La2O3 为原料，四者的摩尔比按化学式(Ce0.001Eu0.01Y0.889La0.ェ)203进行称量配料； d.将按上述配方配制好的Y2O3,Eu2O3, CeO2, La2O3混合粉料放入球磨罐中进行球磨，球料比为2:1，溶剂こ醇与粉体的质量比为4:1，球磨罐转速为50转/分，球磨时间为5h ； c.将球磨好的粉体在烘箱内烘干，然后将混合粉体在马弗炉中进行煅烧，1200°C保温IOh,自然冷却，得到(CeacicilEuci.よ.889LaQ. J2O3 粉体； d.再次将粉体放入球磨罐中进行球磨，球料比为2:1，溶剂こ醇与粉体的质量比为4:1，球磨罐转速为50转/分，球磨时间为5h ； e.将球磨好的粉体在烘箱内烘干，将粉料进行造粒，过40目筛； f.将造粒后的粉料干压成型，随后在200MP冷等静压下压成片状试样； g.将上述试样放在放在真空炉中，常压烧结，烧结温度范围1630-1650°C，烧结时间40-45个小时最终得到致密的(CeacicilEuacilYa 889Laa J 203陶瓷。由上述实例制备了致密的(Cetl.001Eu0.01Y0.889La0.i) 203透明陶瓷，具有良好的光学性能。本专利技术的材料制备エ艺简单，制造成本低，有利于实现エ业规模化生产。透明陶瓷样品的激发谱和荧光光谱通过分光光度计(FP-6300，JASCO, Japan)检测。如图I所示，在空气退火处理以后，400 nm, 466 nm和535 nm处的激发带是由于Eu3+的f层电子从基态7Ftl能级分别跃迁到5L6, 5D2, 5D1引起的，260 nm处的激发带可能是由Eu3+-02_电荷转移引起的。当氢气退火处理以后，由于Eu3+变为Eu2+，因此400 nm, 466 nm和535 nm处的激发带消失，同时由于Ce3+的増加，260 nm处的激发带的强度增加。由图2可知，580nm到650nm的荧光发射峰组是由Eu3+的激发态能级5Dtl到基态能级7も(J= 0，I, 2，3)的电子跃迁得到的。氢气退火处理以后，由于Ce3+的増加，613nm处的红光发射强度显著增加，Ce3+与Eu3+之间有效的能量转移提高了 Eu3+的闪烁发光強度。因此，Eu3+和Ce3+共掺氧化镧钇透明陶瓷材料在闪烁体领域有着广泛的应用前 景。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.ー种Eu3+和Ce3+共掺的氧化镧钇闪烁透明陶瓷材料的制备方法，其特征在于其具有以下的エ艺过程和步骤 采用高纯 99. 99% Y2O3,99. 99%Eu203,99. 99%Ce02 和 99. 99% La2O3 为原料，四者的摩尔比按化学式(Ce0.001Eu0.01Y0.889La0.丄)203进行称量配料； 将按上述配方配制好的Y2O3, Eu2O3, CeO2, La2O3混合粉料放入球磨罐中进行球磨，球料比为2:1，溶剂こ醇与粉体的质量比为4:1，球磨罐转速为50转/分，球磨时间为5h ； c.将球磨好的粉体在烘箱内烘干，然后将混合粉体在...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永刚，杨秋红，陆神洲，张浩佳，黄栋栋，李韫含，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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