Heißisostatisches Pressen und Brennen von transparentem Eu3+-dotiertem (Gd,Lu)2O3-Keramikmaterial und dessen Eigenschaftscharakterisierung

LIU Qiang ,  

HE Ningtong ,  

WANG Yanbin ,  

HUANG Dong ,  

CHEN Yuyang ,  

LI Tingsong ,  

ZHOU Zhenzhen ,  

HU Chen ,  

IVANOV Maxim ,  

LI Jiang ,  

摘要

(Gd,Lu)2O3∶Eu-dotiertes, transparentes Keramikmaterial aus Neodym hat breite Anwendungsaussichten bei der Anwendung der Hochenergie-Röntgenbildgebungstechnologie. Nach der Kondensation durch gemeinsame Kovalenzsynthese des Vorläufers bei 1 050 °C für 4 h wurde ein reines, gerades Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Nanopulver hergestellt. Mit dem synthetisierten Nanopulver als Rohstoff und Vakuumvorkonditionierung (2 h Haltezeiten) kombiniert with Heißisostatischen Pressens bei verschiedenen Temperaturen (1 750 °C×3 h, Ar-Atmosphäre) wurde das Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramikmaterial hergestellt. Untersucht wurden die Auswirkungen der Vorkonditionierungstemperatur auf die mikroskopische Struktur, die optischen und leuchtenden Eigenschaften des Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramik. Das Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramik, das bei 1 625 °C vorkonditioniert und anschließend HIP-behandelt wurde, weist die höchste direkte Transmissionsrate (75,2 % @ 611 nm) auf. Aufgrund des Übergangs von Eu3+ 5D07F2 weist das optische und lumineszierende Spektrum des HIP-behandelten Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramiks einen starken roten Emissionspeak bei 611 nm auf, dessen Intensität mit zunehmender Vorkonditionierungstemperatur zunächst ansteigt und dann abfällt. Die thermolumineszenz (TSL)-Kurve des Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramiks zeigt einen intensiven Peak bei 178 K, zwei niedrige Peaks bei 253 K und 320 K. Der Peak bei 320 K könnte mit Sauerstoffleerstellen in Verbindung stehen. Die Emission bei 178 K hängt mit Defekten zusammen, die durch Änderungen im Valenzzustand des Eu3+-Ions verursacht werden.

关键词

(Gd,Lu)2O3∶Eu;Transparente Keramik;Mikroskopische Struktur;Optische Eigenschaften;Heißisostatisches Pressen

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