【摘 要】
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X射线荧光粉可以将X射线转化为可见光,分为有机X射线荧光粉和无机X射线荧光粉,有机X射线荧光粉虽然闪烁性能好,但是发光效率低。无机X射线荧光粉又可以分为卤化物X射线荧光粉和氧化物X射线荧光粉,其中,卤化物的X射线荧光材料（例如使用卤素的铅基钙钛矿结构材料）在X射线的照射下,有着发光效率高,色纯度好的特点。但是由于其独特的结构和带隙,导致了其化学稳定性和物理稳定性比较差,卤化物材料被分解后会污染环境
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X射线荧光粉可以将X射线转化为可见光,分为有机X射线荧光粉和无机X射线荧光粉,有机X射线荧光粉虽然闪烁性能好,但是发光效率低。无机X射线荧光粉又可以分为卤化物X射线荧光粉和氧化物X射线荧光粉,其中,卤化物的X射线荧光材料（例如使用卤素的铅基钙钛矿结构材料）在X射线的照射下,有着发光效率高,色纯度好的特点。但是由于其独特的结构和带隙,导致了其化学稳定性和物理稳定性比较差,卤化物材料被分解后会污染环境。为解决上述问题,氧化物X射线荧光粉成为当前研究的热点方向。荧光粉材料由于自身条件限制,很难同时具备多个特点,需要研究人员进行深入的研究。由于目前X射线的成熟且广泛的应用,需要相关设备适应各种场景应用,因此对X射线荧光粉的发光性能,稳定性,以及环保指标的要求也进一步提升。如何开发出具备多个高性能特点的新型X射线荧光粉材料,或针对应用领域进一步提高X射线荧光粉某一方面性能是目前迫切解决的问题。本文首先采用了高温固相法制备了不同浓度的Tb3+掺杂12CaO·7Al2O3:x%Tb3+（x=0.1,0.2,0.3,0.5,0.7）粉末样品。在监测波长为541 nm条件下,我们观察到了来自Tb3+的4f-5d跃迁激发峰。在267 nm的紫外光的激发下,随着Tb3+在12CaO·7Al2O3的掺杂浓度从0%逐渐的提升到0.7%,紫外光激发的材料荧光强度呈现一个先增大后减小的趋势,并且当Tb3+在12CaO·7Al2O3中浓度为0.3%时,紫外光激发下和X射线激发下的发射峰都最强。其次,我们在确定了Tb3+的掺杂浓度后,继续采用了高温固相法制备了不同浓度的Sr2+,Tb3+共掺杂的以12CaO·7Al2O3为基质的粉末样品。X射线衍射仪的表征结果表明Sr2+的掺杂没有改变整个样品的晶体结构,说明Sr2+成功替换Ca2+。X射线激发下的光谱表明,光强随着Sr2+浓度增加而增强。这是由于原子序数大的离子对X射线的吸收更好。对样品进行X射线成像,可以观察到随着Sr2+浓度的增大,亮度明显增强。热稳定性测试显示,温度为483 K时的发光强度可达原来的62.2%。最后,采用O2气氛和碳包埋两种方式对锶离子和Tb3+离子共掺的12CaO·7Al2O3样品进行热处理,从实验结果可以看到,经过碳包埋处理过的12CaO·7Al2O3:Sr2+,Tb3+样品发光增强,而经过O2气氛围处理的样品发光减弱。对碳包埋处理后的样品进行热稳定性测试,发现当样品温度升高到483 K时,Sr2+,Tb3+共掺杂的粉末样品在紫外光激发下的荧光发光强度仍可以达到初始温度的51.4%,说明样品的热稳定性较好。对样品进行X射线辐照下的成像,在照片中可以明显看到碳包埋处理的样品亮度明显高于未经过热处理和经过O2气氛的样品,并且经过碳包埋处理的样品分辨率可达2.0 lp/mm。
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