微量SiO2添加对Pr:Lu3Al5O12陶瓷光学及闪烁性能的影响

作者：胡泽望; 陈肖朴; 刘欣; 李晓英; 石云; 寇华敏; 谢腾飞; 李江^*

来源：无机材料学报, 2020, 35(07): 796-802.

• Pr:LuAG陶瓷
• 烧结助剂
• 光学质量
• 闪烁性能

在制备透明陶瓷时,广泛采用烧结助剂来提升陶瓷的光学质量。但烧结助剂的添加可能会恶化陶瓷的发光性能。本研究采用真空预烧结合热等静压烧结制备了0.25at%Pr:LuAG闪烁陶瓷,研究了微量SiO2烧结助剂对陶瓷光学及闪烁性能的影响。结果表明,添加少于200 ppm的微量SiO2(1 ppm表示添加量为1×10–6 g/g)能有效促进热等静压过程中气孔的排出,有效提升了Pr:LuAG陶瓷的光学性能。150 ppm SiO2添加的Pr:LuAG陶瓷在400 nm处的直线透过率约为77%。同时研究了预烧温度及时间对Pr:LuAG陶瓷光学性能的影响。在实现完全闭气孔结构时,进一步升高预烧温度或延长保温时间会降低热等静压过程中的致密化速率,不利于气孔的排出,从而降低了Pr:LuAG陶瓷的光学质量。此外,添加微量SiO2对Pr:LuAG陶瓷闪烁性能的影响较小。添加微量SiO2结合热等静压烧结是制备Pr掺杂石榴石闪烁陶瓷的有效途径。

• 单位
  中国科学院上海硅酸盐研究所; 中国科学院大学