閃爍單晶znwo4的坩堝下降法生長【開題報告】

1、開題報告開題報告應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)閃爍單晶閃爍單晶ZnWO4ZnWO4的坩堝下降法生長的坩堝下降法生長1、選題的背景與意義閃爍晶體是廣泛應(yīng)用于射線探測技術(shù)的功能材料。鎢酸鹽系列的閃爍晶體的發(fā)光效率高、密度大、抗輻照損傷能力強、無潮解性等優(yōu)點，ZnWO4單晶是鎢酸鹽系列中優(yōu)良的閃爍材料，該單晶密度大，輻射長度短，發(fā)光效率高，能量分辨率高，無毒，溫度穩(wěn)定性良好，抗輻射損傷能力強，已經(jīng)成為國內(nèi)外相關(guān)研究機構(gòu)的研究熱點。在ZnWO4晶體的生長方法

2、上，國際上主要采用提拉法生長工藝。采用提拉法生長存在若干固有的技術(shù)難題，如在晶體生長過程中存在比較嚴(yán)重的熔體成分揮發(fā)，使熔體組分逐漸偏離準(zhǔn)確的化學(xué)計量比，在晶體生長后期熔體成分已經(jīng)不能滿足透明單晶生長的需要，不利于優(yōu)質(zhì)大尺寸單晶的生長。此外，提拉法生長的純ZnWO4單晶呈紅棕色，因光自吸收而影響晶體的發(fā)光效率。迄今國內(nèi)外尚未見采用坩堝下降法生長ZnWO4單晶的研究報道，寧波大學(xué)晶體材料實驗室在無機閃爍晶體材料的坩堝下降法生長方面具有豐富

3、積累，本項目擬開展鎢酸鋅閃爍單晶的坩堝下降法生長的研究，該工藝將解決提拉法生長固有的技術(shù)難題，力求掌握單晶生長的基本實驗條件，獲得透明的ZnWO4單晶樣品，測試其光譜性質(zhì)、閃爍光學(xué)特性；本課題還將研究適當(dāng)離子摻雜以及氧氣氛退火處理方法，以探索減輕ZnWO4單晶著色的有效途徑；基于ZnWO4單晶生長以及性能測試結(jié)果，將就ZnWO4單晶的坩堝下降法生長的應(yīng)用價值作出科學(xué)評估。本課題的研究結(jié)果有助于發(fā)展無機閃爍材料新制備方法，可為此類閃爍晶體

4、的開發(fā)應(yīng)用提供有價值的技術(shù)基礎(chǔ)。二、基本研究內(nèi)容與擬解決的主要問題研究內(nèi)容：研究內(nèi)容：（1）ZnWO4多晶料合成：根據(jù)ZnOWO3系統(tǒng)的相平衡關(guān)系，采用適當(dāng)組成比例配制原料，通過高溫固相反應(yīng)合成ZnWO4多晶料，還嘗試采用濕化學(xué)方法合成ZnWO4多晶料。（2）晶體生長：針對ZnWO4晶體的析晶特性，探索晶體生長的最佳工藝條件，包括原料組成、爐體溫度、溫場分布、生長速度、晶體取向、固液界面形狀等工藝參數(shù)。（3）晶體性能表征：采用TGDTA

5、、XRD、透過光譜等方法對所獲晶體進行分析3撰寫開題報告；2011年1月：以高純ZnO、WO3為初始試劑，通過高溫固相合成法制備ZnWO4多晶料；2011年3月：開展ZnWO4單晶的垂直坩堝下降法生長實驗，獲得可供測試的ZnWO4單晶樣品；2011年4月上旬：應(yīng)用發(fā)光光譜、X射線衍射分析、差熱分析、光譜分析等方法進行晶體樣品的分析表征；2011年4月中旬：總結(jié)實驗研究結(jié)果，撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)論文答辯。5、主要參考文獻[1]周際新，吳

6、建生，孔向陽。鎢酸鋅晶須的制備，實驗室研究與探索，2003，22(2)：1006—7167[2]沈定中，任國浩。無機閃爍晶體的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景（上），上海化工，2000，24（23）[3]沈定中，任國浩。無機閃爍晶體的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景（下），上海化工，2000，24（23）[4]肖華平，陳紅兵，徐方，蔣成勇，楊培志。鎢酸鎘單晶的坩堝下降法生長，硅酸鹽學(xué)報，2008，36(5)：0454[5]李瑞紅，韓躍平，周漢昌，韓焱。閃爍晶體光譜

7、特性多參數(shù)綜合測試技術(shù)研究光譜學(xué)與光譜分析，201030（8）：21842186[6]鄧莆康徐四大寧傳剛.新型閃爍晶體的性能與應(yīng)用研究，原子核物理研究199916（1）[7]臧競存。鎢酸鹽閃爍單晶材料的現(xiàn)狀和發(fā)展，材料導(dǎo)報，1995，6[8]汪泓，周亞棟，陳綱，劉春偉。鎢酸鋅晶體的品質(zhì)分析及其缺陷研究，人工晶體學(xué)報，1989，18(4)：1[9]肖華平，陳紅兵，徐方，蔣成勇，楊培志。坩堝下降法生長鎢酸鎘單晶的光學(xué)均勻性，無機材料學(xué)報，2