【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及閃爍體及成像，具體為可用于延時成像的閃爍體、制備方法及應用。
技術介紹
1、在工業缺陷檢測中，確保機械設備的安全性和可靠性至關重要，這就需要評估材料或組件在高溫下的損壞情況。然而，在惡劣的高溫環境中構建復雜的實時x射線成像系統極為困難。此外，高溫容易損壞光電探測器，因此需要開發能在極端溫度環境下進行x射線成像的策略。在閃爍體材料中，延遲成像技術利用材料在受到輻射激發后，能在一定時間內保持其光發射特性，產生持續的光信號。這一特性使得延遲成像能夠在多個時間點對同一場景進行采集，進而提高成像的信噪比，降低背景干擾。此外，延遲成像還能夠在動態場景中捕捉快速變化的事件，適用于生物醫學成像和安全檢測等領域。
2、x射線誘導的持久熒光的閃爍體作為x射線時間延遲成像的核心組件，如雨后春筍般涌現出來。例如，文獻（wu?s.,?yuan?l.,?et?al.,?all-inorganic?mn2+-doped?metalhalide?perovskite?crystals?for?the?late-time?detection?of?x-rayafterglowimaging,?nanoscale?2023,?15,?13628-13634）報道了具有x射線時間延遲成像功能的摻錳金屬鹵化物鈣鈦礦晶體，該成像可以在72小時的衰減后通過870?nm光或熱刺激重新激活。文獻（peng?s.,?chen?l.,?et?al.,?precision?x-raytime-lapse?flexibleimaging?from?fluor
3、在工業缺陷檢測領域，使用x射線延遲成像技術對于確保高溫下材料或組件的完整性至關重要。以下是對“兩者都嚴重受限于周圍環境的高溫和高濕度，制約其成像空間分辨率、使用壽命和延遲時間”的具體詳細說明：
4、高溫影響：高溫環境會加劇氟化物納米晶表面的化學反應，尤其是當材料暴漏在氧氣或水蒸氣中時：
5、1）表面氧化，稀土摻雜的氟化物納米晶，某些離子（如ce3+、eu2+）容易被氧化成ce4+或eu3+，導致發光性能變化甚至消失；
6、2）氟化物納米晶表面可能分解或失去部分氟離子，導致結構破壞，表面缺陷增多；
7、3）納米晶表面的缺陷起發光淬滅作用，無包裹的納米晶通常需要配體修復表面缺陷。高溫會對納米晶表面配體造成破壞，發光效率降低，進而造成閃爍性能降低。
8、高濕度影響：空氣中的濕度對無包裹的氟化物晶體的影響主要體現在：
9、1）表面水解，氟化物納米晶通常具有較高的表面能，容易與空氣中的水分子發生反應，尤其是在空氣濕度較高的環境中。表面氟化物溶解或部分解離，形成氫氟酸，使表面結構發生變化，光學性能發生變化；
10、2）長期暴露在潮濕空氣中可能會導致氟化物納米晶發生相變、團聚現象。
11、因此，開發新型閃爍體材料，尤其是那些在極端環境下（高溫）仍能保持優異成像性能的材料，是提高延遲成像技術應用潛力的關鍵。本專利旨在提供一種基于創新材料的閃爍體延遲成像系統，解決現有技術的局限性，以實現更高效、更穩定的成像性能。
技術實現思路
1、在x射線成像
，實時x射線成像在健康檢測、無損探傷方面具有廣泛的應用。在工業缺陷檢測中，確保機械設備的安全性和可靠性至關重要，這就需要評估材料或組件在高溫下的損壞情況。然而，在惡劣的高溫環境中構建復雜的實時x射線成像系統極為困難。此外，高溫容易損壞光電探測器，因此需要開發能在極端溫度環境下進行x射線成像的策略。隨之應運而生的時間延時成像技術，與實時成像相比，時間延遲成像具有無可比擬的優點。它具有簡化的成像系統，使其更適合惡劣環境，特別是高溫環境。然而，大多數時間延遲成像閃爍材料主要集中在沒有包覆的ncs或磷光體上，兩者都嚴重受限于周圍環境的高溫和高濕度。因此，開發新型閃爍體材料，尤其是那些在極端環境下（高溫、潮濕）仍能保持優異成像性能的材料，是提高延遲成像技術應用潛力的關鍵。
2、本專利技術提供可用于時間延遲成像的閃爍體，所述閃爍體為包覆的鑭元素摻雜氟化物納米晶，所述包裹層為二氧化硅、有機玻璃、無機玻璃中的任一種。
3、本專利技術還提供可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，包括以下步驟：
4、采用s1或者s2或者s3制得可用于時間延遲成像的閃爍體：
5、采用s1方法制備得到無機玻璃包覆的納米晶閃爍體，在無機玻璃中采用析晶方法制備得到閃爍體，包括如下步驟：
6、步驟s1-1按比例稱量玻璃原料，進行充分混合后，轉移至高溫t1，保溫一段時間t1直至混合粉完全變成熔體；
7、步驟s1-2采用熔融淬冷法得到前驅體玻璃，并對前驅體玻璃退火；
8、步驟s1-3將步驟s1-2經過退火的玻璃轉移至低溫爐內，溫度為t2，保溫一段時間t2，在玻璃內部析出鑭元素摻雜氟化物納米晶，得到閃爍體。
9、采用s2方法制備得到有機玻璃包覆的納米晶閃爍體，鑭元素摻雜氟化物納米晶和有機玻璃混合得到閃爍體，包括如下步驟：
10、步驟s2-1采用液相法、共沉淀法、固溶法、固相法中的任一方法制備得到鑭元素摻雜氟化物納米晶；
11、步驟s2-2稱量聚甲基丙烯酸甲酯pmma，溶于溶劑，并進行充分攪拌直至pmma完全溶解，得到pmma溶液；
12、步驟s2-3通過溶液混合，將步驟s2-1中的納米晶引入到pmma溶液中，并進行充分攪拌，直至納米晶均勻分散在溶液中，得到均勻分散液。
13、步驟s2-4取步驟s2-3中的均勻分散液置于模具中，待固化成型后得到閃爍體。
14、采用s3方法制備得到二氧化硅包覆的納米晶閃爍體，二氧化硅包裹納米晶得到閃爍體，包括如下步驟：
15、步驟s3-1將硅源溶解在溶劑中，并加入一定量的氨水，攪拌混合均勻，形成二氧化硅前驅體溶液；
16、步驟s3-2取步驟s2-1中的納米晶，采用羧酸、胺中的任一修飾劑對納米晶進行修飾；
17、步驟s3-3取修飾過的納米晶滴加到二氧化硅前驅溶膠中，攪拌混合均勻，并靜置后得到溶膠；
18、步驟s3-4將上述溶膠進行凝膠化和固化處理，得到二氧化硅凝膠鑭元素摻雜氟化物納米晶閃爍體。
19、上述方案中，所述s1方法中，玻璃原料及摩爾比為：?sio2：35-65%；k2co3：0-25%；na2co3：0-25%；al2o3：10-3本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可用于時間延遲成像的閃爍體，其特征在于，閃爍體為包覆的鑭元素摻雜氟化物納米晶，包裹層為二氧化硅、有機玻璃、無機玻璃中的任一種。
2.根據權利要求1所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，所述S1方法中，玻璃原料及摩爾比為：
4.根據權利要求2所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，所述S2方法中，溶劑為氯仿、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種或兩種。
5.根據權利要求2所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，所述S3方法中，正硅酸四甲酯、硅酸鈉、3-氨丙基三乙氧基硅烷中任一種為硅源。
6.根據權利要求2所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，
7.根據權利要求2-6所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，所述無機玻璃包覆納米晶閃爍體的應用溫度達到573K；有機玻璃或者二氧化硅包覆納米晶閃爍體應用溫度達到423K。
...【技術特征摘要】
1.一種可用于時間延遲成像的閃爍體，其特征在于，閃爍體為包覆的鑭元素摻雜氟化物納米晶，包裹層為二氧化硅、有機玻璃、無機玻璃中的任一種。
2.根據權利要求1所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，所述s1方法中，玻璃原料及摩爾比為：
4.根據權利要求2所述的一種可用于時間延遲成像的閃爍體的制備方法，其特征在于，所述s2方法中，溶劑為氯仿、二甲基甲酰...
【專利技術屬性】
技術研發人員：田祥嶺，魏榮妃，魏文灝，王倫，陳意釩，
申請(專利權)人：電子科技大學長三角研究院衢州，
類型：發明
國別省市：
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