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一种高透明复合玻璃及其制备方法和应用

0.2):1。
10.进一步地，所述荧光材料与透明玻璃基质的质量比为(0.005-0.1)：1。
11.进一步地，所述高透明复合玻璃在可见光区的透过率为≥55％。
12.进一步地，所述透明玻璃基质选自有机凝胶玻璃。
13.进一步地，所述掺杂有稀土元素的gos荧光粉的制备可参考申请号为：202110423157.5的中国发明专利申请。优选地，所述掺杂有稀土元素的gos荧光粉的制备包括如下步骤：
14.将gdcl3·
6h2o，稀土元素可溶性盐和尿素溶于去离子水中，进行搅拌反应，随后沉淀、洗涤、干燥得前驱体；
15.将前驱体，硫和熔盐进行充分混合，在还原气氛中进行煅烧处理，即得；所述熔盐为na2co3和naf，或na2co3。
16.示例性的，所述gdcl3·
6h2o、稀土元素可溶性盐、尿素和去离子水的摩尔比为1:(0.001-0.2):4:(2000-2500)。
17.示例性的，所述前驱体，硫，na2co3和naf的摩尔比为(1-20):(20-40):(5-10):(0-10)。
18.示例性的，所述还原气氛为氢气和氩气的混合气氛，其中，所述氢气占混合气氛的8vol％；优选地，所述还原气氛的流速为60-100ml/min。
19.示例性的，所述煅烧处理的条件为：煅烧的温度为800-1000℃，煅烧的时间不少于1h；优选的，所述煅烧的升温速率为3-8℃/min。
20.又一方面，本发明提供如上所述的高透明复合玻璃的制备方法，包括如下步骤：
21.将所述荧光材料加入透明玻璃基质溶胶中，混匀，得混合溶胶；
22.将所述混合溶胶注入模具中，于室温静置自然干燥，制备得到所述高透明复合玻璃。
23.进一步地，所述模具为塑料模具，优选为聚丙烯模具。
24.进一步地，所述荧光材料在透明玻璃基质中的质量分数为0.5％-10％。
25.进一步地，所述透明玻璃基质溶胶的制备包括如下步骤：
26.在强酸性条件，使甲基三乙氧基硅烷、水、乙醇发生水解缩聚反应，搅拌后，旋蒸去除多余的乙醇，得所述透明玻璃基质溶胶。
27.进一步地，所述强酸性条件是指ph为2.5的条件。
28.进一步地，所述水解缩聚反应在硅烷水解催化剂的条件下进行，所述催化剂优选为醋酸。
29.进一步地，所述甲基三乙氧基硅烷(mtes)：水：乙醇的摩尔比为1:3.5:12.05。
30.又一方面，本发明提供一种闪烁屏，其由包括如上所述的高透明复合玻璃制备得到。
31.进一步地，可以将所述高透明复合玻璃经光学抛光和镀膜加工后，直接作为闪烁屏使用。
32.又一方面，本发明提供如上所述的高透明复合玻璃在射线成像系统中的应用。
33.进一步地，所述射线包括但不限于选自伽马射线、中子、x射线、阴极射线中的一种或几种。
34.本发明的有益效果如下：
35.本发明中提供的高透明复合玻璃中，荧光材料均匀的分散在透明玻璃基质中，没有发生团聚和相分离；同时，通过在一定范围内调整荧光材料的掺杂浓度，可实现材料的多种性能的调控。其作为闪烁屏器件使用可以最大限度的提高转换屏的透明性，同时可以克服粉体闪烁屏和陶瓷闪烁屏表面易损伤的缺点，且在射线(如伽马射线、中子、x射线及阴极射线等)成像系统中的使用效果良好，成像质量较高，有望代替粉体闪烁屏和陶瓷闪烁屏获得广泛使用。
36.本发明中提供的高透明复合玻璃方法中，采用溶胶凝胶法制备透明玻璃基质，该方法制备温度低，能够在分子水平上控制材料的纯度及均匀性，而且组分的灵活度很大，制备工艺简单，且能够很好的将荧光材料以较大的掺杂量掺杂在透明玻璃基质中。
附图说明
37.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
38.图1示出实施例1制备得到的gos:tb的扫描电镜图。
39.图2示出实施例1制备得到的gos/凝胶玻璃的实物图。
40.图3示出实施例1制备得到的gos/凝胶玻璃的透过率光谱图。
41.图4示出实施例1制备得到的gos/凝胶玻璃在x射线下的分辨率成像结果及相对灰度值分布曲线。
42.图5示出实施例1制备得到的gos/凝胶玻璃对u盘内部芯片结构的x射线成像。
43.图6示出实施例2制备得到的gos/凝胶玻璃在日光灯下的实物图。
44.图7示出对比例1制备得到的gos/凝胶玻璃在日光灯下的实物图及在x射线下的发光图。
45.图8示对比例3制备得到的gos/无机凝胶玻璃在日光灯下的实物图。
具体实施方式
46.为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
47.实施例1
48.一种高透明复合玻璃的制备方法，包括如下步骤：
49.1)根据发明专利一种三价铽掺杂的硫氧化钆发光材料的制备方法及其产品和应用》(申请号：202110423157.5)公开的方法制备得到gos:tb荧光粉。所得gos荧光粉形貌如图1所示，经扫描电镜观察，gos:tb颗粒的平均当量直径为450nm。
50.2)将上述0.05g的gos:tb荧光粉超声分散在10ml的无水乙醇中，得gos:tb/乙醇分散液。
51.3)将甲基三乙氧基硅烷(mtes)以醋酸为硅烷水解催化剂，在ph＝2.5的条件使mtes水解缩聚(mtes：水：乙醇的摩尔比为1:3.5:12.05)，搅拌12h后通过旋蒸去除溶液内多余的乙醇获得固含量为10g的mtes溶胶。
52.4)将步骤2)所得分散液加入到步骤3)中的mtes溶胶中，搅拌，混合均匀。
53.5)将上述步骤4)得到的混合物倒入圆形塑料模具中，使其在室温下固化、脱模得到具有x射线成像性能的掺杂gos:tb荧光粉的溶胶凝胶高透明复合玻璃，所得高透明复合玻璃中gos:tb荧光粉的含量为相对玻璃基质(固含)的0.5wt％。图2为gos/凝胶玻璃在日光灯下的实物图，其在可见光区具有较高的透过率(≥55％)，如图3所示。
54.性能测试：利用x射线对gos:tb/凝胶玻璃进行照相，gos/凝胶玻璃在x射线下发出明亮的绿光，通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，如图4所示，其分辨率为10lp/mm。进一步对u盘内部的芯片结构进行了x射线成像，如图5。
55.实施例2
56.与实施例1相同，区别在于：
57.实施例2步骤2)中，将上述0.1g的gos:tb荧光粉超声分散在10ml的无水乙醇中，得gos:tb/乙醇分散液。
58.性能测试：所得高透明复合玻璃中gos:tb荧光粉的含量为相对玻璃基质(固含)的1wt％，图6为gos/凝胶玻璃在日光灯下的实物图，其在x射线下的发光强度较实施例1中gos:tb掺杂量为0.5％的更强。在x射线下通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，其分辨率为10lp/mm。
59.实施例3
60.与实施例1相同，区别在于：
61.实施例3步骤1)中，根据发明专利一种三价铽掺杂的硫氧化钆发光材料的制备方法及其产品和应用》(申请号：202110423157.5)公开的方法制备得到gos荧光粉。gos荧光粉掺杂的稀土元素为pr，pr相对于gd元素的的摩尔分数为1mol％。获得的gos/凝胶玻璃在可见光区的透过率≥55％。
62.性能测试：利用x射线对gos/凝胶玻璃进行照相，均在x射线下有明亮的发光。在x射线下通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，其分辨率为10lp/mm。
63.实施例4
64.与实施例1相同，区别在于：
65.实施例3步骤1)中，根据发明专利一种三价铽掺杂的硫氧化钆发光材料的制备方法及其产品和应用》(申请号：202110423157.5)公开的方法制备得到gos荧光粉。gos荧光粉掺杂的稀土元素为pr，ce。pr和ce的总掺杂量相对于gd元素的摩尔分数为1mol％，pr和ce的摩尔比为1:0.0002。获得的gos/凝胶玻璃在可见光区的透过率≥55％。
66.性能测试：利用x射线对gos/凝胶玻璃进行照相，均在x射线下有明亮的发光。在x射线下通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，其分辨率为10lp/mm。
67.实施例5
68.与实施例1相同，区别在于：
69.实施例3步骤1)中，根据发明专利一种三价铽掺杂的硫氧化钆发光材料的制备方法及其产品和应用》(申请号：202110423157.5)公开的方法制备得到gos荧光粉。gos荧光粉掺杂的稀土元素为eu。eu相对于gd元素的的摩尔分数为1mol％。获得的gos/凝胶玻璃在可见光区的透过率≥55％。
70.性能测试：利用x射线对gos/凝胶玻璃进行照相，均在x射线下有明亮的发光。在x射线下通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，其分辨率为10lp/mm。
71.实施例6
72.与实施例1相同，区别在于：
73.实施例6步骤2)中，将上述0.5g的gos:tb荧光粉超声分散在10ml的无水乙醇中，得gos:tb/乙醇分散液。
74.性能测试：所得高透明复合玻璃中gos:tb荧光粉的含量为相对玻璃基质(固含)的5wt％，其在x射线下的发光强度较实施例1中gos:tb掺杂量为0.5％的更强。其在可见光区的透过率≥50％，在x射线下通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，其分辨率为8.9lp/mm。
75.实施例7
76.与实施例1相同，区别在于：
77.实施例7步骤2)中，将上述1g的gos:tb荧光粉超声分散在10ml的无水乙醇中，得gos:tb/乙醇分散液。
78.性能测试：所得高透明复合玻璃中gos:tb荧光粉的含量为相对玻璃基质(固含)的10wt％，其在x射线下的发光强度较实施例1中gos:tb掺杂量为0.5wt％的更强。其在可见光区的透过率≥45％，在x射线下通过type 18d分辨率测试模板对gos/凝胶玻璃进行分辨率测试，其分辨率为8lp/mm。
79.对比例
80.对比例1
81.与实施例1相同，区别在于：
82.对比例1步骤2)中，将上述0.001g的gos:tb荧光粉超声分散在10ml的无水乙醇中，得gos:tb/乙醇分散液。
83.性能测试：所得高透明复合玻璃中gos:tb荧光粉的含量为相对玻璃基质(固含)的0.005wt％，其在x射线下不能发光，如图7所示。
84.对比例2
85.与实施例1相同，区别在于：
86.对比例2步骤2)中，将上述0.005g的gos:tb荧光粉超声分散在10ml的无水乙醇中，得gos:tb/乙醇分散液。
87.性能测试：所得高透明复合玻璃中gos:tb荧光粉的含量为相对玻璃基质(固含)的0.005wt％，其在x射线下不能发光。
88.对比例3
89.与实施例1相同，区别在于：
90.对比例3步骤3)中，量取220ml四乙氧基硅烷(teos)，倒入烧杯中，加入40ml无水乙醇，40ml的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，并进行充分搅拌，作为a液待用；另取一烧杯，加入140ml去离子水，加入40ml无水乙醇，40ml的dmf，加入0.5ml盐酸调节至酸性，并进行充分搅拌，作为b液；将a液放置在磁力搅拌器上进行搅拌，同时缓慢加入b液，封口搅拌2至7天，获得teos溶胶。
91.性能测试：不易制备完整的gos/无机凝胶玻璃(如图8)。这主要是由于固化后无机凝胶玻璃遇湿热易碎裂，其次由于dmf等高沸点溶剂挥发困难，导致固化周期长。
92.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：

1.一种高透明复合玻璃，其特征在于，所述高透明复合玻璃的结构中包含透明玻璃基质以及均匀分散在所述透明玻璃基质中的荧光材料；所述荧光材料为掺杂有稀土元素的gos荧光粉。2.根据权利要求1所述的高透明复合玻璃，其特征在于，所述稀土元素选自pr、eu、tb或ce中的一种或几种；所述荧光材料中，稀土元素与gos荧光粉中gd的摩尔比为(0.001-0.2):1。3.根据权利要求1所述的高透明复合玻璃，其特征在于，所述荧光材料与透明玻璃基质的质量比为(0.005-0.1)：1。4.根据权利要求1所述的高透明复合玻璃，其特征在于，所述高透明复合玻璃在可见光区的透过率为≥55％。5.根据权利要求1所述的高透明复合玻璃，其特征在于，所述透明玻璃基质为有机凝胶玻璃。6.如权利要求1-5任一项所述的高透明复合玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述荧光材料加入透明玻璃基质溶胶中，混匀，得混合溶胶；将所述混合溶胶注入模具中，于室温静置自然干燥，制备得到所述高透明复合玻璃。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述荧光材料在透明玻璃基质中的质量分数为0.5％-10％。8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述透明玻璃基质溶胶的制备包括如下步骤：在强酸性条件，使甲基三乙氧基硅烷、水、乙醇发生水解缩聚反应，搅拌后，旋蒸去除多余的乙醇，得所述透明玻璃基质溶胶。9.一种闪烁屏，其特征在于，由如权利要求1-5任一项所述的高透明复合玻璃制备得到。10.如权利要求1-5任一项所述的高透明复合玻璃在射线成像系统中的应用。

技术总结

本发明公开一种高透明复合玻璃，所述高透明复合玻璃的结构中包含透明玻璃基质以及均匀分散在所述透明玻璃基质中的荧光材料；所述荧光材料为掺杂有稀土元素的GOS荧光粉。以至少克服目前闪烁屏存在的多粒性和透明性差的结构缺陷，进而影响射线成像系统的工作效能的问题。本发明还公开了该高透明复合玻璃的制备方法和应用。方法和应用。方法和应用。