預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料、制備方法及應(yīng)用

本發(fā)明屬于發(fā)光材料，具體涉及預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，還涉及上述預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、核能利用過程中，核輻射產(chǎn)生的x射線、α射線、β射線、γ射線和中子射線，會對人體造成不同程度的損傷。因此，核安全問題越來越受到廣泛關(guān)注，做好核輻射防護(hù)工作是確保核安全的關(guān)鍵。

2、最為苦惱的是，射線看不見、摸不著，易傷人于無形，因此在各種不同的復(fù)雜環(huán)境中，射線預(yù)警尤為重要。gd2o3是一種紫外光激發(fā)的熒光粉，在各種摻雜劑中，基于離子半徑的相似性，gd2o3被認(rèn)為是摻雜稀土離子的合適基質(zhì)。根據(jù)發(fā)光預(yù)警應(yīng)用的需求，人體肉眼對紅光和綠光最為敏感，因此研究人員針對gd2o3:eu3+和gd2o3:tb3+進(jìn)行了大量摸索，結(jié)果表明稀土離子eu3+或tb3+摻雜的gd2o3納米顆粒在一定濃度范圍內(nèi)，其發(fā)光強(qiáng)度隨著摻雜濃度的增加而增大，但當(dāng)超過最佳濃度時，便會產(chǎn)生濃度淬滅現(xiàn)象。從目前研究結(jié)果來看，在射線柔性防護(hù)中添加稀土發(fā)光材料實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員共同面臨的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法在射線柔性防護(hù)中添加稀土發(fā)光材料進(jìn)行預(yù)警的問題。

2、本發(fā)明的第二個目的是提供預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法。

3、本發(fā)明的第三個目的是提供預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的應(yīng)用。

4、本發(fā)明所采用的第一個技術(shù)方案是，預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)通式為：2naeuxgd(1-x)(po3)4，2naeuxgd(1-x)(po3)4中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為1～100％。

5、本發(fā)明第一個技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

6、2naeuxgd(1-x)(po3)4中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為10～70％。

7、2naeuxgd(1-x)(po3)4中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為30～50％。

8、本發(fā)明所采用的第二個技術(shù)方案是，預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，具體步驟如下：

9、s1：將混合粉末在瑪瑙研缽中研磨使其均勻混合，研磨時需加入無水乙醇至恰好能夠浸沒混合物；

10、s2：將s1得到的混合物粉末送至干燥箱中，進(jìn)行烘干；

11、s3：將s2烘干后的烘干粉末送至剛玉坩堝中，在空氣氣氛下于管式爐中進(jìn)行煅燒，得到煅燒樣品；

12、s4：將s3得到的煅燒樣品用溫水和硝酸清洗，去除可能殘留的反應(yīng)物，得到預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料結(jié)構(gòu)通式為：2naeuxgd(1-x)(po3)4，其中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為1～100％。

13、本發(fā)明第二個技術(shù)方案的特點(diǎn)還在于：

14、混合粉末的組分為氧化物、(nh4)2hpo4與na2co3，按照質(zhì)量百分比，氧化物占比23～24％，(nh4)2hpo4占比69～70％，na2co3占比7％。

15、氧化物為gd2o3與eu2o3，gd2o3與eu2o3按一定比例混合。

16、s1中，研磨時間50～70min。

17、s2中，烘干溫度為50～70℃，時間20～40min。

18、s3中，煅燒溫度550～850℃，煅燒時間22～26h，煅燒結(jié)束后冷卻速率1～3℃/min。

19、本發(fā)明所采用的第三個技術(shù)方案是，預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料在核潛艇的生物防護(hù)、防核裝甲車的內(nèi)部防護(hù)、核設(shè)施異形復(fù)雜結(jié)構(gòu)射線防護(hù)及特殊電子元器件射線防護(hù)中的應(yīng)用。

20、本發(fā)明的有益效果是：

21、(1)本發(fā)明提供的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，通過基體和功能粒子共混、烘干與煅燒，并控制其參數(shù)在可控范圍內(nèi)，可以獲得均勻的微觀組織；同時有效調(diào)控材料的發(fā)光特性，實(shí)現(xiàn)射線預(yù)警功能。

22、(2)本發(fā)明提供的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，能夠有效調(diào)控柔性材料的微觀組織均勻性，能夠使其獲得優(yōu)良的射線致發(fā)光特性，且制備方法簡單，參數(shù)易控。

技術(shù)特征：

1.預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，其特征在于，所述發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)通式為：2naeuxgd(1-x)(po3)4，所述2naeuxgd(1-x)(po3)4中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為1～100％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，其特征在于，所述2naeuxgd(1-x)(po3)4中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為10～70％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，其特征在于，所述2naeuxgd(1-x)(po3)4中eu3+相對于gd3+的摩爾占比為30～50％。

4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述混合粉末的組分為氧化物、(nh4)2hpo4與na2co3，按照質(zhì)量百分比，所述氧化物占比23～24％，所述(nh4)2hpo4占比69～70％，所述na2co3占比7％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述氧化物為gd2o3與eu2o3，所述gd2o3與eu2o3按一定比例混合。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述s1中，研磨時間50～70min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述s2中，烘干溫度為50～70℃，時間20～40min。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，所述s3中，煅燒溫度550～850℃，煅燒時間22～26h，煅燒結(jié)束后冷卻速率1～3℃/min。

10.如權(quán)利要求1～9任一所述的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料在核潛艇的生物防護(hù)、防核裝甲車的內(nèi)部防護(hù)、核設(shè)施異形復(fù)雜結(jié)構(gòu)射線防護(hù)及特殊電子元器件射線防護(hù)中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)通式為：2NaEuxGd(1?x)(PO3)4，2NaEuxGd(1?x)(PO3)4中Eu3+相對于Gd3+的摩爾占比為1～100％；本發(fā)明還公開了上述發(fā)光材料的制備方法及應(yīng)用。本發(fā)明提供的預(yù)警型射線柔性防護(hù)用發(fā)光材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無法在射線柔性防護(hù)中添加稀土發(fā)光材料進(jìn)行預(yù)警的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：王曉娟,王博宇,馮寧寧,韓小祥,劉洋,原林,方青龍,翟慎菂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30