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发光材料是一类吸收高能粒子(中子)或射线(γ射线)后能够发光的材料,在辐射探测领域发挥着十分重要的作用,通常在应用中将其加工成晶体,称为闪烁晶体[1]。稀土离子因其独特的电子结构而具有丰富的光学跃迁能级,被称为发光材料的宝库,已被广泛应用于荧光晶体、荧光玻璃、荧光陶瓷、闪烁晶体、闪烁玻璃和闪烁陶瓷等闪烁光功能材料中。但是由于稀土价格较高,所以人们就将含稀土的组分部分改成其他非稀土元素,并且具有同样或更好的发光性能,如YAG:Pr、Y2O2S:Eu和LaPO4:Ce等[2],[3]。近年来,随着相关医疗仪器的发展和普及,以及高能物理研究的需要,对闪烁体提出了越来越高的性能要求。如果我们能通过实验总结出能级跃迁规律,我们便能够通过掺杂或者改变基质从而影响甚至改变能级跃迁,使其适应各领域发展的更高需求,这在发光材料理论和性能研究等方面有重要的意义[4]。本课题钇铝石榴石(YAG)的化学式为Y3Al5O12,或写为3Y2O3·5Al2O3,其中Y2O3占为57.06%,Al2O3为42.94%,是一种综合性能(包括:光学、力学和热学)优良的发光基质[5],[6],[7]。Pr3+掺杂钇铝石榴石荧光陶瓷粉体具有优良的光学性能,本文实验均采用高温固相法制备YAG:Pr陶瓷前驱粉体,制备了不同敏化剂掺杂的YAG:Pr发光粉体与不同比例基质的YAG:Pr发光粉体,通过对YAG:Pr的价态分析、发光谱图及结构缺陷分析探讨了其发光机理及主要的影响因素。结果在1450℃完全形成钇铝石榴石结构,YAG:Pr前驱粉体通过掺杂少量的敏化剂K+和Zn2+,能较好其提高发光强度,其中1%掺杂量的锌离子效果最佳。YAG:Pr前驱粉体通过添加Li+、Na+随时间的增加发光效率缓慢上升,在将YAG:Pr的20%基质部分替代Zr4+时,发光效率没有显著降低,将YAG:Pr的基质部分替换Gd3+不仅可以有效提高发光效率而且还可以很好地抑制不可见光的激发,其中30%取代的时候发光效率相对较好,40%取代时不可见光波段被大幅度抑制。镨离子发光过程仅仅只有三级镨离子参与,未发现其他价态离子。