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Lu基氟化物粉體的制備及閃爍性能研究

時間:2019-06-08 08:31來源:畢業論文
以硝酸镥、氟化鋰、EDTA以及氟化氫銨為原料,用水熱合成法制備LiLuF4粉體。實驗探究了合成條件中反應溫度、反應時間及溶液的酸堿條件等對因素對粉體純度, 形貌和尺寸的影響

摘要本實驗以硝酸镥、氟化鋰、EDTA以及氟化氫銨為原料,用水熱合成法制備LiLuF4粉體。實驗探究了合成條件中反應溫度、反應時間及溶液的酸堿條件等對因素對粉體純度, 形貌和尺寸的影響。 對制備的 LiLuF4粉末使用XRD進行表征。此外對所制備的 LiLuF4粉體進行稀土離子摻雜,本實驗采用不同濃度的 Ce3+和Pr3+進行摻雜以此對其閃爍性能研究化學結果表明,36058
畢業論文關鍵詞:氟化鋰镥;水熱合成;閃爍性;稀土摻雜;
Study on the preparation and scintillation propertiesof Lu based fluoride powder
Abstract
In this experiment, nitrate lutetium, lithium fluoride, EDTA, ammoniumhydrogen fluoride as raw materials, the preparation of LiLuF4 powder byhydrothermal synthesis method. The influence of reaction temperature, reaction timeand acid pH of the synthesis conditions on the purity, morphology and size of thepowder was explored.. The LiLuF4 powder was characterized by XRD.. In addition,the rare earth ions doped with LiLuF4 powders were doped, and the scintillationproperties of the Ce3+ and Pr3+ doped with different concentrations werestudied.Chemical results show.
Keywords: Lithium fluoride lutetium; hydrothermal synthesis; scintillation properties;rare earth doped
目錄
1緒論.1
1.1閃爍體的概述.1
1.1.1無機閃爍體1
1.1.2有機閃爍體2
1.1.3閃爍體的應用..2
1.2Lu基閃爍材料.1
1.3水熱法..5
1.3.1水熱法的簡介..5
1.3.2水熱法的特點..5
1.4實驗方案的設計.5
2試驗部分..9
2.1實驗原料9
2.2儀器和設備..9
2.3研究方案9
2.3.1LiLuF4粉體的制備及優化.13
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2.3.2用不同含量的Pr3+對LiLuF4摻雜.13
2.3.3用不同含量的Ce3+對LiLuF4摻雜.13
3結果與討論..14
3.1LiLuF4粉體的XRD檢測.14
3.1.1溶液PH值對粉體制備的影響.13
3.1.2反應溫度對粉體制備的影響13
3.1.3反應時間對粉體制備的影響13
3.2Li(Lu1-xPrx)F4的閃爍性能測試..16
3.3Li(Lu1-xCex)F4的閃爍性能測試.17
4結論..23
致謝23
參考文獻.24
1 緒論隨著高能物理與核醫學的發展,新型閃爍晶體的發展也極為迅速。為適應未來大加速器(能量高達 10TeV 以上)上第三代高能物理實驗之需,對新閃爍體的基本要求是:高密度(\6g/cm3),快發光衰減(<100ns),高發光效率(\6000 光子/MeV),高輻照硬度(106rad),低成本(~2$/cm3),除原有的NaIBTl,BGO(即Bi3Ge4O12)外,近年來已發展了CsIBTl,BaF2,CeF3,PbWO4 幾種新型閃爍體[1]。至今,雖無/全能 0 閃爍體,但它們各有所長,各有所用,如表1 所示。BaF2 和 CeF3 曾分別是美國超級超導對撞機(SSC)和西歐核子中心的大型強子對撞機(LHC,/質子-質子 0 對撞)的首選探測材料。CsIBTl 已于1999 年用于美國 SLAC,日本 KEK的/正負電子 0 對撞機。 PbWO4將用于2005年的LHC中CMS大型探測器(長:~2116m,直徑約1416m,總重達141500 噸)[2],探測器的核心為電磁量能(ECAL),由 8 萬根 PbWO4 晶體組成。在此研究中,主要是通過國際合作,不僅大大改進了晶體生長技術(如上海硅酸鹽所首創一爐同時生長28 根單晶的新方法)[1],而且也促進了發光物理的研究,把發光研究范圍從第一能隙區擴展到了第二能隙區(即/價帶 y 芯帶0 的躍遷),發光的激發譜也擴展到20~100eV的芯能級,這些研究都是用同步輻射完成的。稀土離子激活的材料已經引起了相當多的興趣,因為其獨特的光學性質。稀土的無機化合物如氧化物、 氟化物, 釩磷酸鹽等, 現今已制出固體激光器熒光粉,平板顯示器,光學放大器,發光器件,生物標簽和太陽能電池。由于他們非凡的特性,從4f電子配置產生的性能。作為一個稀土氟化物的重要范疇,比其他元素堿金屬(重稀土)矩陣已經越來越高發光,由于相對較低的聲子能量。特別是,六相的NaYF4是綠色更高效的主機藍色上轉換熒光粉比立方相高。閃爍晶體的研究和發展日新月異,隨著人們對閃爍晶體的更加深入的認識以及晶體生長技術的發展,許多已開發的閃爍晶體的性能得到優化和提高,應用范圍也隨之擴大。然而隨著核醫學、核物理、安全檢查、極端條件應用以及工業無損探傷發展的更高要求,對閃爍晶體的綜合性能要求越來越高,進一步設計、發現、開發和生長具有高密度、優良光學均勻性、高帶電粒子阻止本領、高光產額、快衰減、 高穩定性、 低成本等綜合優良性能的閃爍晶體仍然是閃爍材料研究的重點。 Lu基氟化物粉體的制備及閃爍性能研究:http://www.aftnzs.live/cailiao/20190608/34366.html
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