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透明闪烁陶瓷
  文章来源:上海硅酸盐研究所 发布时间:2013-05-28 【字号: 小  中  大   

当我们去医院体检时,医生通过PET/CT机就可以了解我们体内的病变信息,当我们经过机场车站的安检处,不须打开行李箱,就可对箱内的物品进行安全检查,这种安全快捷的检查方式得以实现,神奇的闪烁材料发挥了关键的作用。

闪烁材料是一种能将入射在其上的高能射线(X / γ射线)或带电粒子转换为紫外或可见光的能量转换体,当被高能射线照射后,闪烁材料便发出荧光,这荧光被光电转换系统接收并转变成电信号,经过电子线路处理后,便能在指示器上指示出来,因此人们将这种由闪烁材料组成的闪烁探测器比喻为看得见X光和其他高能射线的"眼睛"。

图1 闪烁材料(scintilltor)的转换机理 

利用高能射线的超强穿透能力,由闪烁材料组成的探测器可广泛应用在高能物理与核物理实验、影像核医学(Computed Tomography ,简称 CTPositron Emission Tomography ,简称 PET 、工业CT在线检测、油井勘探、安全稽查及反恐应用等许多领域,是一种生产生活密切相关的功能材料。

图2 闪烁材料在核医学成像PET仪器上的工作原理

传统器件中,晶体是一种常见的闪烁材料形式,近年来,透明陶瓷的快速发展,引起了人们的广泛关注,传统陶瓷是不透明的,这是由于陶瓷内部存在大量气孔,杂质相,晶粒双折射等光散射源,当通过采用高纯原料,选择立方对称结构的材料体系,控制烧结有效排除这些散射源后,就可以实现陶瓷的透明化。透明陶瓷具有优异的机械,热学和力学性能,可以实现高浓度多种类发光离子的均匀掺杂,因此通过选择合适的发光离子,可以实现透明陶瓷作为闪烁材料的应用。 

图3陶瓷中的各种光散射源

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图4 各种发光透明陶瓷

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