在可见光谱内具有大于75％的透光度的光学品质的掺杂的多晶镥铝石榴石(LuAG)闪烁体材料；以及由氧化铝和掺杂的氧化镥粉末来生产该闪烁体材料的方法。
【技术实现步骤摘要】
披露领域本披露总体上涉及光学品质的掺杂的多晶镥铝石榴石(LuAG)闪烁体材料以及由氧化铝和掺杂的氧化镥粉末来制造该闪烁体材料的方法。 进旦 冃月^ 相关技术说明镥铝石榴石(化学式为Lu3Al5O12，也称为“LuAG”)在掺杂有不同的镧系元素时显示出了用于各种各样应用中的潜力，这些应用包括用于核医学成像应用的闪烁体，如正电 子发射断层摄影术(PET)以及计算机层析成像(CT)扫描器、以及伽马射线光谱学和射线照相术、激光和微中子物理学应用。由于某些与单晶掺杂的LuAG材料有关的限制，在开发适合用作闪烁体材料的多晶掺杂的LuAG材料粉末中已经显示出浓厚兴趣。此类多晶掺杂的LuAG材料的希望的特性包括在可见光谱内的高的光透光度、快速的无线电发光衰减时间(快)、辐射俘获效率(密度)、光强度(明亮)。然而，在追求此类有前景的材料的商业化上仍旧存在挑战。过去已经通过形成单晶和多晶材料的不同方法来生产掺杂的材料，然而，此类方法和所生产的材料都具有某些缺点并且工业上继续要求高品质的闪烁体材料及其形成方法。 附图简要说明通过参见附图可以更好地理解本披露，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。图I是一种形成多晶掺杂的镥铝石榴石的方法的一个实施方案的工艺流程图。图2是一种形成掺杂的氧化镥粉末的方法的工艺流程图。图3是一种形成多晶掺杂的镥铝石榴石材料的方法的另一个实施方案的工艺流程图。图4是一种形成多晶掺杂的镥铝石榴石材料的方法的又一个实施方案的工艺流程图。图5是适合用于形成多晶掺杂的镥铝石榴石材料的实施方案的一种掺杂的氧化镥粉末的一张透射电镜照片(TEM)。图6是适合用于形成多晶掺杂的镥铝石榴石材料的实施方案的一种掺杂的氧化镥粉末的一张扫描电镜照片(SEM)。图7是适合用于形成多晶掺杂的镥铝石榴石材料的实施方案的一种氧化铝粉末的一张TEM。图8是适合用于形成多晶掺杂的镥铝石榴石材料的实施方案的一种氧化铝粉末的另一张TEM。图9是一种多晶掺杂的镥铝石榴石材料的一个实施方案的一张照片，该材料处于直径15. 5mm且厚度约为4mm的透明盘的形式。附图说明图10是根据一种多晶掺杂的镥铝石榴石材料的一个实施方案的波长的电磁辐射的百分比透光度的图。图11是根据一种多晶掺杂的镥铝石榴石材料的一个实施方案所用的波长的电磁辐射的百分比透光度的图。在不同的图中使用相同的参考符号表示相似的或相同的事项。 详细说明多晶掺杂的镥铝石榴石(LuAG)材料当它以一种在电磁辐射光谱的特定部分(包括近紫外(UV)、可见光、近红外(IR)及其组合)具有高透光度的方式生产时作为闪烁体材料是有用的。在近UV、蓝光和绿光 范围内的高透光度可以帮助改进光子到光传感器的传输并且因此改进辐射探测器的信噪比。提供与这些附图相结合的以下说明用来帮助理解在此披露的传授内容。以下讨论将集中在这些传授内容的具体实现方式和实施方案上。提供这种集中用来帮助描述这些传授内容并且不应该解释为对这些传授内容的范围或适用性的一种限制。当提及一个数值时，术语“平均化的”旨在表示一个平均值、一个几何平均数、或一个中间值。如在此所用的，术语“包括(comprises) ”、“包括了(comprising) ”、““包含(includes) ”、“包含了 (including)，，、“具有(has)”、“具有了(having) ” 或它们的任何其他变形均旨在覆盖一种非排他性的涵盖意义。例如，包括一系列特征的一种工艺、方法、物品或装置并非必须仅限于那些特征，而是可以包括对于该工艺、方法、物品或装置的未明确列出或固有的其他特征。另外，除非有相反意义的明确陈述，“或者”指的是一种包含性的或者而不是一种排他性的或者。例如，条件A或B是通过以下的任一项而得到满足:A是真(或者存在)且B是假(或者不存在)，A是假(或者不存在)且B是真(或者存在)，并且A和B均为真(或者存在)。使用“一种/ 一个(a/an)”来描述在此所述的要素和组成部分。这样做仅是为了方便并且给出本专利技术范围的一般性意义。这种说法应该被阅读为包括一个或至少一个，并且单数还包括复数，或反之亦然，除非它清楚地是另有所指。如在此使用的，一种材料在它包括浓度为至少Ippm的掺杂剂时是“掺杂的”。例如，当存在量值大于Ippm的掺杂剂时一种氧化镥是一种掺杂的氧化镥。除非另有定义，在此使用的所有技术和科学术语具有如本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。这些材料、方法和实例仅是解说性的并且无意加以限制。就在此未经说明之范围而言，关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的并且可以在教科书以及闪烁和辐射探测领域之内的其他原始资料中找到。图I示出了形成多晶掺杂的镥铝石榴石的一种方法100的一个具体实施方案。该方法在活动101处通过将一种掺杂的氧化镥粉末、一种含铝化合物、一种含硅化合物、以及一种溶剂进行混合以得到一种混合物而开始。在活动103处发生的是将该混合物成型以形成一个生坯物品。在活动105处，发生的是烧结该生坯以形成该多晶掺杂的镥铝石榴石材料。转向掺杂的氧化镥粉末，该氧化镥粉末中掺杂剂的类型和量值对应于所形成的多晶掺杂的镥铝石榴石材料中掺杂剂的类型和量值。在一个实施方案中，该掺杂的氧化镥粉末可以掺杂有一种镧系兀素。在另一个实施方案中，该掺杂剂是下组中的至少一种，该组由以下各项组成M (La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Ga)、铽(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Eb)、铥(Tm)、镱(Yb)、以及它们的组合。在另一个实施方案中，该掺杂剂是下组中的至少一种，该组由以下各项组成铈(Ce)、镨(Pr)、铽(Tb)、以及它们的组合。在具体的实施方案种，该掺杂剂是铈(Ce)、镨(Pr)、或铽(Tb)。该氧化镥粉末中的掺杂剂量值可以根据所希望的应用(如闪烁)而改变。在一个实施方案中，该氧化镥粉末中的掺杂剂量值为至少O. 0002摩尔％、至少约O. 002摩尔％、至少约O. 02摩尔％、至少约O. I摩尔％、至少约O. 5摩尔％、或至少约I. O摩尔％。在另一个实施方案中，该氧化镥粉末中的掺杂剂量值为不大 于约20mOle%、不大于约15m0le%、不大于约IOmole1^、不大于约Smole1^、不大于约、或不大于约I. Omole%。该氧化镥粉末中的掺杂剂量值可以是在约O. lmole%至约10mole%的范围内。该氧化镥粉末中的掺杂剂量值可以是在包含以上任何一对上下限值的范围内。在一个具体实施方案中，该氧化镥粉末中的掺杂剂量值是在约O. lmole%至约5. Omole%的范围内。在一个实施方案中，该含铝化合物是一种氧化铝粉末。关于该掺杂的氧化镥粉末以及氧化铝粉末，诸位专利技术人已确定适当掺杂的氧化镥粉末以及氧化铝粉末具有多种特别希望的物理特性的组合，这些特性被认为辅助了烧结步骤105而提高了该多晶掺杂的LuAG材料在可见光谱中的透明性。在一个实施方案中，这些粉末颗粒的形状是近球形至球形的(即，是基本上各向相等的)、具有低的附聚作用、具有特别的比表面积范围、具有特别的平均粒度范围、并且具有特别的密度范围。比表面积可使用Brunauer Emmett Teller 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种闪烁体材料，包括：一种掺杂的多晶镥铝石榴石，它在厚度大于2.0mm时具有：一个在可见光谱内为至少约75％的最大透光度；一个对于350nm至420nm的范围内的波长为至少约65％的最大透光度；或者它们的任何组合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：彭晓峰，陈启伟，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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