Heißisostatisches Pressen und Leistungseigenschaften der transparenten Eu3+-dotierten (Gd,Lu)2O3-Keramik

LIU Qiang ,  

HE Ningtong ,  

WANG Yanbin ,  

HUANG Dong ,  

CHEN Yuyang ,  

LI Tingsong ,  

ZHOU Zhenzhen ,  

HU Chen ,  

IVANOV Maxim ,  

LI Jiang ,  

摘要

Eu3+-dotierte (Gd, Lu)2O3-Szintillatorkeramik hat ein breites Anwendungspotenzial in der Hochenergie-Röntgenbildgebung. Das durch Ko-Fällung synthetisierte Ausgangsmaterial wurde bei 1050 ℃ für 4 Stunden kalziniert, um reines Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Nanopulver herzustellen. Mit dem hergestellten Nanopulver als Ausgangsmaterial wurden Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramiken durch vakuumvorgebrannt bei verschiedenen Temperaturen (2 h Haltezeit) und anschließendes heißisostatisches Pressen (1750 ℃ × 3 h, Ar-Atmosphäre) hergestellt. Es wurde der Einfluss der Vorbrenntemperatur auf die Mikrostruktur sowie die optischen und lumineszenten Eigenschaften der Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramik untersucht. Die bei 1625 ℃ für 2 Stunden vorgebrannte und anschließend mit HIP behandelte Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramik weist die höchste lineare Durchlässigkeit (75,2 % @ 611 nm) auf. Aufgrund des Energieübergangs 5D0→7F2 der Eu3+-Ionen zeigen die PL- und XEL-Spektren der mit HIP behandelten Keramik das stärkste rote Emissionsmaximum bei 611 nm, dessen Intensität mit steigender Vorbrenntemperatur zunächst ansteigt und dann abnimmt. Die Thermolumineszenz-(TSL-)Kurven der Eu0.1Gd0.6Lu1.3O3-Keramik zeigen ein starkes Maximum bei 178 K sowie zwei schwächere Maxima bei 253 K und 320 K. Das Maximum bei 320 K könnte mit Sauerstoffvacancies zusammenhängen. Die Lumineszenz bei 178 K hängt mit Defekten infolge der Valenzänderung der Eu3+-Ionen zusammen.

关键词

(Gd, Lu)2O3∶Eu; transparente Keramik; Mikrostruktur; optische Eigenschaften; heißisostatisches Pressen

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