ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Советский патент 1997 года по МПК C09K11/67 C09K11/77 

Изобретение относится к люминесцентным составам, пригодным для регистрации рентгеновского излучения и может быть использовано в рентгеновских экранах в сочетании с рентгеновскими пленками и телевизионными трубками или в экранах с непосредственной визуализацией рентгеновского изображения.

Цель изобретения повышение интенсивности свечения люминесцентного состава для регистрации рентгеновского излучения.

Люминесцентный состав на основе Ta₂O₅ содержит M₂O₃, где M La, Gd или Lu, Y₂O₃ и Ln₂O₃, где Ln Ce, Dy, Er, Eu, Sm, Tb, Tm, Yb при соотношении компонентов, мол.

Ln₂O₃ 10,0000 12,3750
M₂O₃ 0,0625 1,2500
Y₂O₃ 0,0625 1,2500
Ta₂O₅ Остальное
Данный состав соответствует формуле (Y_xM_yLn_1-x-y Ta)•Ta_6-zO₁₉, где 0,005≅x≅0,1; 0,005≅y≅0,1; 0,001≅z≅0,004.

Технология получения состава состоит в следующем. Смесь составляющих оксидов в заданном соотношении тщательно перетирают с этиловым спиртом в агатовой ступке, спекают на воздухе при 1300 1350^oC в течение 30 35 ч, после чего охлаждают в печи со скоростью 100 110^o/ч во избежание закалки до достижения 500 600^oC в рабочей зоне печи; кроме того, печь охлаждают произвольно при выключенных нагревателях. Испытания образцов проводят при 18 - 23^oC. Люминесценция возбуждается квантами с энергией 35 кВ, токе 0,5 мА с медным антикатодом. В качестве приемника используют фотоумножитель. Применяют при этом спектрометр МДР-2 (разрешение 4 нм).

Пример 1. Берут 1,8036 г Ta₂O₅, 0,0132 г Y₂O₃, 0,0189 г La₂O₃, 0,1642 г Eu₂O₃, тщательно смешивают и перетирают с 10 г этилового спирта в агатовой ступке. Полученную шихту спекают на воздухе при 1300^oC в течение 30 ч. Затем охлаждают печь со скоростью 100^o/ч до достижения 600^oC в рабочей зоне печи, после чего печь охлаждают при отключенных нагревателях до комнатной температуры, т.е. 18 23^oC.

Получают люминесцентный состав, мол.

Eu₂O₃ 10,000
La₂O₃ 1,250
Y₂O₃ 1,250
Ta₂O₅ 87,500
Цвет свечения красный. Максимум свечения приходится на длину волны λ_макс 607нм. Концентрация ионов Eu³⁺ составляет 21•10²⁰ cм^-3, интенсивность свечения 1.

В таблице представлены данные по интенсивности и цвету свечения люминесцентных составов по предлагаемому изобретению, содержащих в качестве M₂O₃La₂O₃ и Ln₂O₃ - Eu₂O₃.

На фиг. 1, 2 и 3 представлены зависимости интенсивности свечения (относительные единицы) от концентрации ионов Ln³⁺(Eu³⁺) в люминесцентных составах по изобретению, содержащих в качестве M₂O₃-La₂O₃ (фиг.1), Gd₂ O₃ (фиг. 2), Lu₂O₃ (фиг. 3). Точки на графиках соответствуют по количественному содержанию компонентов составам 1 4 (для предлагаемого - кривая 1 и для известного кривая 2), приведенным в таблице. Цвет свечения всех предлагаемых составов красный с λ=607 нм.

Предлагаемое содержание Ln³⁺ обеспечивает возрастание свечения состава за счет уменьшения эффекта концентрационного тушения благодаря высокому содержанию оксида тантала в составе (87,5 мол.) и соответственно расположению ионов на расстоянии, превышающем радиус их мультипольного взаимодействия.

Верхние пределы в соотношении компонентов определяются концентрацией ионов Ln³⁺. При содержании Ln₂O₃ 12,3750 мол. концентрация Ln³⁺ составляет примерно 27,5•10²⁰см^-3.

Оксид лантана (Gd или Lu) и оксид иттрия являются неактиваторными катионами, эффективно поглощающими рентгеновское излучение. Содержание их определяется общим количеством оксидов в составе до 100 мол. Уменьшение Y₂O₃ в составе 0,0625 приводит к снижению интенсивности свечения состава. Увеличение же содержания оксида иттрия более 1,2500 приводит к увеличению эффекта концентрационного тушения свечения ионов Ln³⁺.

Использование предлагаемого состава позволяет увеличить интенсивность свечения при регистрации рентгеновского излучения за счет уменьшения эффекта концентрационного тушения. Это в свою очередь позволяет использовать тонкие рентгеновские экраны.

Люминесцентный состав для регистрации рентгеновского излучения, содержащий Ln₂O₃, где Ln-элемент из группы, включающей Ce, Dy, Er, Eu, Sm, Tb, Tm и Yb, M₂O₃, где M-элемент из группы, включающий La, Gd и Lu, Y₂O₃ и Ta₂O₅, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности свечения, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мол.%: Ln₂O₃ 10,0000 - 12,3750 M₂O₃ 0,0625 - 1,2500 Y₂O₃ 0,0625 - 1,2500 Ta₂O₅ Остальноет

1 Люминесцентный состав для регистрации рентгеновского излучения, содержащий Ln<Mv>2<D>O<Mv>3<D>, где Ln элемент из группы, включающий Ce, Dy, Eu, Ec, Sm, Tb, Tm и Yb, M<Mv>2<D>O<Mv>3<D>, где M элемент из группы, включающей La, Gd и Lu, Y<Mv>2<D>O<Mv>3<D> и Ta<Mv>2<D>O<Mv>5<D>, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности свечения, он содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мол.3 Ln<Mv>2<D>O<Mv>3<D>7 10,0000 12,37503 M<Mv>2<D>O<Mv>3<D> 7 0,0625 1,25003 Y<Mv>2<D>O<Mv>3<D>7 0,0625 1,25003 Ta<Mv>2<D>O<Mv>5<D>7 Остальное