專利名稱：新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光存儲(chǔ)發(fā)光材料，特別涉及可用來探測醫(yī)療X線診斷影像，工業(yè)無損探傷的摻雜型稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)光存儲(chǔ)發(fā)光材料及其用途。
關(guān)于該類光存儲(chǔ)發(fā)光材料世界曾有過一些報(bào)道日本專利申請(qǐng)公開說明書2001-011439披露了在氟鹵化鋇銪(BaFXEu，X為鹵素或?yàn)辂u素的組合)中摻雜一價(jià)金屬離子；日本專利2001-345151報(bào)道了在氟鹵化鋇銪(BaFXEu，X為鹵素或?yàn)辂u素的組合)中摻雜二價(jià)金屬離子；日本專利2001-144128揭示了了在氟鹵化鋇銪(BaFXEu，X為鹵素或?yàn)辂u素的組合)中共同摻雜一價(jià)和四價(jià)金屬離子；美國專利6180949亦曾披露過在氟鹵化鋇銪(BaFXEu，X為鹵素或?yàn)辂u素的組合)中共同摻雜一價(jià)和二價(jià)與三價(jià)或四價(jià)金屬離子的化合物。綜上所述報(bào)道的專利中采用該化合物的光存儲(chǔ)發(fā)光材料涂覆于基板上制成的X線影像板并與相匹配的短波段適用的激光器配合使用。如釔鋁石榴石摻釹(NdYAG)激光器、氬離子激光器或者氦氖激光器。這些在短波段使用的激光器是很有限的，在短波段中其它波長的激光器是沒有的或者說不適合商用的，這也就對(duì)與之相匹配的光存儲(chǔ)發(fā)光材料提出了一定的要求，即這類光存儲(chǔ)發(fā)光材料的激勵(lì)波長峰值必須處于這些激光器所發(fā)射波長的附近，否則會(huì)造成影像的模糊、灰度不豐富，甚至讀不出影像。另外，這類激光器價(jià)格較貴、體積龐大的缺陷伴隨著人們對(duì)于使用方便性越來越高的要求，人們希望能用現(xiàn)有的價(jià)廉小巧的半導(dǎo)體激光器代替在短波段使用的釔鋁石榴石摻釹(NdYAG)激光器、氬離子激光器或者氦氖激光器。
根據(jù)本發(fā)明，此類光存儲(chǔ)發(fā)光材料是由稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物，其分子式如下Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe其中MIII為三價(jià)金屬離子，是鋁(Al)，鎵(Ga)，銦(In)，鉈(Tl)，鈧(Sc)，釔(Y)之一；MIV為四價(jià)金屬離子，是硅(Si)，鍺(Ge)，錫(Sn)，鉛(Pb)，鈦(Ti)，鋯(Zr)之一；Re為稀土離子，是鑭(La)，鈰(Ce)，鐠(Pr)，釹(Nd)，釤(Sm)，銪(Eu)，釓(Gd)，鋱(Tb)，鏑(Dy)，鈥(Ho)，鉺(Er)，銩(Tm)，鐿(Yb)，镥(Lu)之一；(1-x-y)，x，y，z，(1-z)為分子式的下標(biāo)，表示分子式中各元素的化學(xué)計(jì)量比。x，y，z的取值范圍為0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0＜x+y＜1.0，0≤z≤1；a為稀土離子的摻入計(jì)量比。A的取值范圍為0＜a≤0.1。
本發(fā)明中，合成稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)所需要的原料如下所示1)鋇(Ba2+)離子的來源，是由氧化鋇(BaO)，氟化鋇(BaF2)，鹵化鋇(BaX2)，碳酸鋇(BaCO3)，硫酸鋇(BaSO4)，硝酸鋇(Ba(NO3)2)其中之一所提供的；2)氟(F-)離子的來源，是由氟化鋇(BaF2)，氟化銨(NH4F)，所摻入三價(jià)和(或)四價(jià)金屬離子的氟化物(MIIIF3，MIVF4)，稀土離子的氟化物(ReF3)其中之一或其中幾種所提供的；3)溴(Br-)離子的來源，是由溴化鋇(BaBr2)，溴化銨(NH4Br)其中之一所提供的；4)碘(I-)離子的來源，是由碘化銨(NH4I)，所摻入三價(jià)和(或)四價(jià)金屬離子的碘化物其中之一或其中幾種所提供的；5)稀土離子(Re)的來源，是由其氧化物，鹵化物，硝酸鹽，硫酸鹽其中之一所提供的；6)所摻入三價(jià)和(或)四價(jià)金屬離子(MIII，MIV)的來源，是由其氧化物，鹵化物，碳酸鹽其中之一所提供的。
所述的合成的稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)的合成工藝及條件依次為將上述1)---6)中的各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取研磨，或?qū)⑸鲜?)----6)中的各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取溶于蒸餾水中制成溶液或懸濁液，攪拌進(jìn)行混合，再進(jìn)行干燥，干燥溫度應(yīng)小于所選取上述1)---6)中的各類化合物熔點(diǎn)中最小的化合物的熔點(diǎn)；對(duì)上述化合物進(jìn)行灼燒，灼燒的氣氛為弱還原性氣氛，灼燒完畢的樣品隨爐溫冷卻到室溫，研磨過篩后即可涂屏。
上述的干燥方法可選用加熱干燥法、噴霧干燥法、真空干燥法或微波干燥法。
上述的干燥方法優(yōu)選為加熱干燥法；干燥溫度優(yōu)選為0---200℃。
上述的灼燒的溫度在600---1100℃，優(yōu)選為650---1000℃；灼燒時(shí)間為1.0---5.5小時(shí)，優(yōu)選為2.0---4.5小時(shí)；灼燒的氣氛為弱還原性氣氛，弱還原性氣氛的選擇可采用以下之一活性炭粉或石墨包圍；使用硫的氧化物(SiOj，其中i，j為分子式的下標(biāo)，取值范圍為0.25≤i/j≤1.0，i，j為正整數(shù))；通入氬氣或者氬氣與氫氣的混合氣；氮?dú)饣蛘叩獨(dú)馀c氫氣的混合氣；一氧化碳與二氧化碳的混合氣，氧氣的存在量控制在百萬分之0---150。
稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物所匹配的波長段為650納米---730納米。
新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料的用途，用稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)應(yīng)用于醫(yī)療X線診斷儀、工業(yè)無損探傷的影像獲得以及利用X射線獲得二維影像的探測中。
本發(fā)明的有益效果是目前價(jià)廉小巧的半導(dǎo)體激光器處于650納米長波段，可以在650---850納米(nm)范圍內(nèi)制作出任選波長的窄帶激光器。本發(fā)明的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)所匹配的波長段為650納米---730納米之間的一個(gè)寬帶，并保持高的發(fā)光亮度，在此寬帶間的不同波長的激勵(lì)發(fā)光亮度差異小，適合這一波段所有的半導(dǎo)體激光器作為其匹配的激勵(lì)光源。一方面適合價(jià)廉小巧的半導(dǎo)體激光器作為其激勵(lì)光源，從而大大提高了利用該樣品涂覆制成的X線影像板的使用方便性；另一方面大大簡化了該新型存儲(chǔ)發(fā)光材料的涂覆制成的X線影像板的讀出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加了選擇匹配激勵(lì)光源的彈性范圍。
下面結(jié)合實(shí)施例具體說明本發(fā)明稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)的合成工藝及條件依次為將上述1)---6)中的各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取研磨，或?qū)⑸鲜?)---6)中的各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取溶于蒸餾水中制成溶液或懸濁液，攪拌進(jìn)行混合，再進(jìn)行加熱200℃干燥；干燥后的產(chǎn)品在馬弗爐中灼燒，灼燒的溫度在650---1000℃；灼燒時(shí)間為2.0---4.5小時(shí)；灼燒的氣氛為弱還原性氣氛，活性炭粉或石墨包圍，氧氣的存在量控制在百萬分之0---150；灼燒完畢的樣品隨爐溫冷卻到室溫，研磨過篩后即可涂屏。
本發(fā)明的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)表觀為白色粉末，利用熒光分光光度計(jì)測量其光激勵(lì)發(fā)光(PSL)譜，從650納米---730納米之間為一寬帶，相應(yīng)的激勵(lì)光源為價(jià)廉小巧的半導(dǎo)體激光器，因此，適合價(jià)廉小巧的半導(dǎo)體激光器作為其激勵(lì)光源。從而大大提高了利用該樣品涂覆制成的X線影像板的使用方便性。
本發(fā)明的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料的用途稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)應(yīng)用于X線醫(yī)療診斷影像、工業(yè)無損探傷以及其它利用X射線進(jìn)行的二維影像的探測。
權(quán)利要求
1.一種新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，是由稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物，其化學(xué)分子式為Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRei)其中MIII為三價(jià)金屬離子，是鋁(Al)，鎵(Ga)，銦(In)，鉈(Tl)，鈧(Sc)，釔(Y)之一；MIV為四價(jià)金屬離子，是硅(Si)，鍺(Ge)，錫(Sn)，鉛(Pb)，鈦(Ti)，鋯(Zr)之一；Re為稀土離子，是鑭(La)，鈰(Ce)，鐠(Pr)，釹(Nd)，釤(Sm)，銪(Eu)，釓(Gd)，鋱(Tb)，鏑(Dy)，鈥(Ho)，鉺(Er)，銩(Tm)，鐿(Yb)，镥(Lu)之一；(1-x-y)，x，y，z為分子式的下標(biāo)，表示分子式中各元素的化學(xué)計(jì)量比，x，y的取值范圍為0＜x≤0.5，0＜y≤0.5，0＜x+y＜1.0，0≤z≤1；a為稀土離子的摻入計(jì)量比，a的取值范圍為0＜a≤0.1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，合成的稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)所需要的原料如下1)鋇(Ba2+)離子的來源，是由氧化鋇(BaO)，氟化鋇(BaF2)，鹵化鋇(BaX2)，碳酸鋇(BaCO3)，硫酸鋇(BaSO4)，硝酸鋇(Ba(NO3)2)其中之一所提供的；2)氟(F-)離子的來源，是由氟化鋇(BaF2)，氟化銨(NHF4)，所摻入三價(jià)和(或)四價(jià)金屬離子的氟化物(MIIIF3，MIVF4)，稀土離子的氟化物(ReF3)其中之一或其中幾種所提供的；3)溴(Br-)離子的來源，是由溴化鋇(BaBr2)，溴化銨(NH4Br)其中之一所提供的；4)碘(I-)離子的來源，是由碘化銨(NH4I)，所摻入三價(jià)和(或)四價(jià)金屬離子的碘化物(MIIII3，MIVI4)其中之一或其中幾種所提供的；5)稀土離子(Re)的來源，是由其氧化物，鹵化物，硝酸鹽，硫酸鹽其中之一所提供的；6)所摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子(MIII，MIV)的來源，是由其氧化物，鹵化物，碳酸鹽其中之一所提供的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，合成的稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1-x-y)MIIIxMIVyFBrzI1-zaRe)的合成工藝及條件依次為將上述1)---6)中的各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取研磨，或?qū)⑸鲜?)---6)中的各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取溶于蒸餾水中制成溶液或懸濁液，攪拌進(jìn)行混合，再進(jìn)行干燥，干燥溫度小于所選取上述2、1)---6)中的各類化合物熔點(diǎn)中最小的化合物的熔點(diǎn)；對(duì)化合物進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)的氣氛為弱還原性氣氛，灼燒完畢的樣品隨爐溫冷卻至室溫，研磨過篩后的成品化合物即可涂屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，上述的干燥方法可選用加熱干燥法、噴霧干燥法、真空干燥法或微波干燥法。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，上述的干燥方法優(yōu)選加熱干燥法。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，干燥溫度優(yōu)選為0---200℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，上述的灼燒是在馬弗爐中進(jìn)行，灼燒溫度在600---1100℃，優(yōu)選為650---1000℃；灼燒時(shí)間為1.0---5.5小時(shí)，優(yōu)選為2.0---4.5小時(shí)；灼燒時(shí)的氣氛為弱還原性氣氛。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，灼燒時(shí)的氣氛為弱還原性氣氛的選擇可采用以下之一活性炭粉或石墨包圍；使用硫的氧化物(SiOj，其中i，j為分子式的下標(biāo)，取值范圍為0.25≤i/j≤1.0，i，j為正整數(shù))；通入氬氣或者氬氣與氫氣的混合氣；氮?dú)饣蛘叩獨(dú)馀c氫氣的混合氣；一氧化碳與二氧化碳的混合氣，氧氣的存在量控制在百萬分之0---150。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料，稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物，所匹配的激勵(lì)波長段為650納米---700納米。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光存儲(chǔ)發(fā)光材料的用途，用稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物使用于X線醫(yī)療診斷影像、工業(yè)無損傷以及其它利用X射線進(jìn)行的二維影像的探測中。
全文摘要
本發(fā)明屬于光存儲(chǔ)發(fā)光材料，特別涉及可用來探測醫(yī)療X線診斷影像，工業(yè)無損探傷的摻雜型稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)光存儲(chǔ)發(fā)光材料及其用途。合成的稀土離子激活的氟溴碘鋇(BaFBrIRe)中摻入三價(jià)和四價(jià)金屬離子形成的化合物(Ba(1－x－y)MIIIxMIVyFBrzI1－zaRe)。其化合物合成工藝及條件依次為將各類化合物按化學(xué)計(jì)量比逐一稱取溶于蒸餾水中制成溶液或懸濁液，攪拌進(jìn)行混合，再進(jìn)行干燥，干燥溫度小于所選取各類化合物熔點(diǎn)中最小的化合物的熔點(diǎn)；對(duì)化合物進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)的氣氛為弱還原性氣氛，灼燒完畢的樣品隨爐溫冷卻至室溫，研磨過篩后的成品化合物即可涂屏。所匹配的激勵(lì)波長段為650納米—700納米。大大簡化了該新型存儲(chǔ)發(fā)光材料的涂覆制成的X線影像板的讀出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加了選擇匹配激勵(lì)光源的彈性范圍。
文檔編號(hào)A61K49/04GK1408814SQ0114215
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月14日
發(fā)明者熊光楠, 余華, 婁素云 申請(qǐng)人:天津理工學(xué)院