国产 LaBr3：Ce 晶体性能表征

作为近年来发展起来的新晶体,LaBr3:Ce有着很高的发光产额(~60 000p·MeV-1)和较快的发光衰减时间常数(~16ns),因而成为研究热点.国内对LaBr3:Ce晶体的研究生产时间不长,仅有少数几家单位具备生产研究条件.本工作采用北京华凯龙电子有限公司生产的LaBr3:Ce晶体(晶体尺寸为φ30mm×20mm),配合XP20D0光电倍增管,采用单光电子方法测量得到其光电子产额为16 800pe·MeV-1;测量了其发光衰减曲线,计算得到其上升时间为5.6ns,发光衰减时间常数为21ns;其对137 Cs的能量分辨率为3.3%;采用两块φ30 mm×20 mm的LaBr3:Ce晶体与两只XP20D0光电倍增管,测量得到对22 Na的符合时间分辨率为191ps;这些表征为国产LaBr3:Ce晶体的γ谱仪研究提供了重要参考.     

原材料Ce的纯度对Ce-Ga-Cu系大块非晶合金形成能力的显著影响

本文通过使用不同纯度的原材料Ce制备Ce70GaxCu70-x(4≤x≤15)系大块非晶合金,系统研究了原材料纯度对合金玻璃形成能力(GFA)的影响.结果发现,相同的合金成分,Ce的纯度变化0.1%左右,能够引起非晶合金临界尺寸从1 mm到6–10 mm的变化.同时,Ce70GaxCu70-x(4≤x≤15)系的临界玻璃形成尺寸和Ga含量x之间的关系也随着Ce元素纯度的变化而显著变化.总体来看,与其他的Fe基和Zr基体系不同,低纯度的原材料有助于提高Ce-Ga-Cu系非晶合金的玻璃形成能力.本文还分析了合金的GFA和热力学参数之间的关系,发现晶化温度(Tx)越高,形成能力越好,这表明Ce基合金的形成能力与其抵抗晶化的能力密切相关.此外,实验结果也显示原材料杂质中的微量元素,能有效抑制Ce和CeCuGa3相的形成,从而导致合金GFA的提高.因此,本文结果有助于深入理解微量元素对玻璃形成能力的影响以及作用机制.     

籽晶保护条件下铈掺杂溴化镧晶体生长及其性能

为定向生长出铈掺杂溴化镧（LaBr3:Ce）晶体,改进了坩埚下降法,并在籽晶接种过程引进冷却气体的保护装置。生长出的LaBr3:Ce晶体在137Cs放射源辐照下,其能量分辨率为3.08%,衰减时间为20.1 ns。采用多通道DRS4采集系统,以XP20D0型光电倍增管耦合 Ф 20 mm×5 mm 溴化镧器件作为开始道探测器,H8500型光电倍增管耦合LaBr3:Ce阵列作为被测停止道探测器,放射源为22Na（511 keV）。制备了6×6的LaBr3:Ce阵列,单根晶体条的尺寸为2 mm×2 mm×15 mm。利用数字化波形分析法,获得阵列的清晰二维散点图和一维位置谱,阵列x和y方向的位置分辨率分别为1.01 mm和0.89 mm。制备出的LaBr3:Ce晶体具有优异的能量分辨率和位置分辨率,可以应用于PET等医学成像技术领域。     

氯化镧—氯化铷体系的熔度图

用差热分析法研究了LaCl_3—RbCl体系,得到了它们的熔度图。在LaCl_3—RbCl体系中生成了三个化合物。第一个化合物的组成相当于3RbCl·LaCl_3,熔点695℃;第二个化合物的组成相当于RbCl·3LaCl_3,其转熔点P_1的温度为624°;第三个化合物组成相当于3RbCl·2LaCl_3,其转熔点P_2的温度为625℃。RbCl·3LaCl_3与3RbCl·2LaCl_3之间形成低共熔体,其组成为46摩尔%LaCl_3,熔点为562℃。RbCl与3RbCl·LaCl_3之间形成的低共熔体其组成为16摩尔%LaCl_3,熔点为580℃。     

面向辐射环境监测的反康普顿γ能谱仪蒙特卡罗模拟研究

使用蒙特卡罗软件Geant4设计模拟了一套用于核事故等辐射环境监测的反康普顿γ能谱仪.主探测器采用HPGe探测器,选择新型闪烁体晶体LaBr3(Ce)作为次级探测器.利用Geant4对探测器系统进行模拟优化,确定最佳的探测器尺寸和结构.模拟的γ射线能量范围从500到1500keV.结果表明,增加主体LaBr3(Ce)晶体厚度能显著提升康普顿抑制系数,当主体LaBr3(Ce)晶体厚度达到60mm时,提升效果明显减弱;在HPGe探测器的后方添加LaBr3(Ce)晶体也能一定程度提升抑制效果,而在HPGe探测器的前方增加LaBr3(Ce)晶体厚度对康普顿抑制系数的提升非常有限.在最优化条件下模拟测量了放射性核素I-131,Cs-134,Cs-137和K-40,对发射单能γ射线的Cs-137和K-40康普顿抑制效果很好,对存在级联衰变的I-131和Cs-134抑制效果相对较弱.     

光子在LYSO晶体中传输的Monte Carlo模拟

为了获得PET探测器设计中闪烁晶体表面不同处理方式对探测效率的影响,使用DETECT2000对光子在LYSO(Lu1.9Y0.1SiO5∶Ce,硅酸镥)晶体中的光学输运特性进行了蒙特卡罗模拟.探测器由一个4 mm×4 mm×25 mm的LYSO晶体与一个PMT耦合组成.模拟结果显示:入射面为粗糙面(漫反射面),其余均为抛光面并在外层(入射面和与PMT耦合的面除外)包有反射介质。反射介质的反射率越高,则探测效率越高,并且其探测效率是晶体所有表面作抛光处理方式的1.6倍.在探测器设计过程中,需要选取反射率大于0.98的反射介质作为反射层.     

太阳光活性的Ce/ZnO复合材料的制备及其表征

以竹纤维为模板,Zn(OAc)_2·2H_2O和Ce(NO_3)_3·6H_2O为原料,采用模板法制备了一系列不同Ce掺杂量的Ce/ZnO复合材料.通过SEM、TG、FT-IR、XRD等方法对该复合材料的形貌和结构进行了表征.采取太阳光光照,以罗丹明B(Rhodamine B)的脱色降解率为指示模型,考察了浸泡时间和Ce掺杂量对该催化剂催化活性的影响.实验结果表明:浸泡3 h获得的前驱体在600℃下煅烧2 h制备的含Ce质量分数为1.0%的Ce/ZnO复合材料催化性能最佳,太阳光照射390 min时Rhodamine B降解率为92.61%.     

CuO/CeO2/ZSM-5催化剂的合成、表征及催化性能的研究

以ZSM - 5分子筛为载体用浸渍法混合负载Cu、Ce ,研制出一种复氧化物分子筛催化剂MxOy/ZSM - 5(Cu、Ce) .考察了它对液相合成乙酸丁酯反应的催化活性 ,并探讨了催化剂的制备条件对催化活性的影响 ,用IR、DTA、TG、ICP、比表面仪等技术对催化剂进行表征 .结果表明 :在Cu∶Ce =3∶1,T =12 0℃ ,酸∶醇 =1∶2 ,催化剂用量为 3g ,t =6h时 ,乙酸丁酯的产率高达 96 % ,且催化剂制备成本低 ,催化剂热稳定性好 .     

Tm∶YAP激光晶体的生长

采用提拉法生长了b轴Tm∶YAP晶体,晶体尺寸为(20~25)mm×(60~70)mm.针对部分晶体中存在的开裂、散射颗粒等宏观缺陷,分析讨论了其成因并提出了改进措施.对晶体吸收光谱和荧光光谱的测定结果表明,晶体的吸收峰位于694和795 nm,荧光谱峰值在2.01μm附近.     

Ce：Cu：LiNbO3晶体抗光致散射性能研究

用提拉法从熔体生长出来了Ce(0.09%),Cu(0.01%)LiNbO3(Ce:Cu:LiNbO3)晶体,切割后分别对其中两块晶体进行氧化和还原处理,对晶体的抗光致散射能力和衍射效率测试表明,晶体的抗光致散射能力和衍射效率与氧化、还原处理条件有密切关系,其对晶体进行大容量体全息存储起重要作用。     

Ce修饰Mn基活性炭纤维耦合低温等离子体降解苯

为了研究Ce修饰Mn基活性炭纤维(activated carbon fiber, ACF)耦合低温等离子体降解苯的效果,采用水浴加热法制备了5%Mn/ACF、5%Ce/ACF以及Mn-Ce(m∶1)/ACF负载型催化剂,其中,5%为Mn或Ce在ACF中的质量分数,m∶1为Mn与Ce的质量比,将制备的催化剂用于协同双层介质阻挡放电(double dielectric barrier discharge, DDBD)降解苯。结果表明：引入催化剂后,DDBD对苯的降解效率和CO₂选择性都得到了明显的提高,而O₃生成量显著下降;双金属催化剂的活性优于单金属催化剂,其中Mn-Ce(5∶1)/ACF对于DDBD降解苯的协同效果最佳;相比单独DDBD系统,在能量密度为373 J/L时,Mn-Ce(5∶1)/ACF协同DDBD系统对苯的降解效率和CO₂选择性分别提高22.3%和19.7%,而O₃的生成量则下降55.3%。所制备的Ce修饰Mn基催化剂在低温等离子体降解苯的研究中具有一定的适用性。     

离子辅助反应蒸发技术室温制备ITO薄膜

室温下利用离子辅助反应蒸发法在玻璃衬底上制备高透射比、低电阻率的ITO透明导电薄膜. 实验结果表明离子辅助蒸发可以有效地降低制备温度,提高薄膜的光电特性,薄膜具有明显的(222)择优取向,晶体粒子尺寸约为21 nm;离子源屏压、通氧量及沉积速率是影响薄膜光电特性的主要因素. 室温制备的ITO薄膜电阻率为2.4×10-3 Ω·cm,可见光平均透射比大于82%.     

添质铝金红石(TiO2)单晶体焰熔法生长实验及机理

使用添加适量(原子分数为0 4%)Al2O3的金红石粉料,采用焰熔法成功地生长了尺寸为20mm×30mm的透明金红石单晶体,而采用相同工艺使用纯金红石粉料生长的晶体却是蓝黑色不透明的·添质铝在晶体生长过程中有如下作用:Al3 在晶体中取代Ti4 的位置,减少了氧的配位数,因而减少了晶体形成时对氧的需求,从而减少了由于Ti4 还原而形成的Ti3 和非本征氧空位的数量;由于Al3 半径小于Ti4 ,因此增加了正离子间距,使氧离子更易于迁移;形成添质后晶体的本征(固有)缺陷对Al′Ti V¨O,提供氧离子扩散通路·因此适量Al2O3的添加从宏观上增加了氧离子在晶体中的扩散速度,避免了大量色心的形成,从而在生长过程中可直接获得透明的金红石单晶体·     

Te自助熔剂定向凝固法生长CdTe晶体

碲化镉(CdTe)晶体是一种制造室温X射线和γ射线探测器最为理想的半导体材料,在医学、食品、安检、核废料监测等应用领域前景广阔。采用一种Te自助溶剂定向凝固技术生长CdTe晶体,在区熔温场及坩埚旋转系统的综合作用下,获得了平坦状的理想固液界面形貌。生长?25 mm的CdTe晶体横截面单晶区域面积可达70%,从?56 mm的CdTe晶体中可截取尺寸达15 mm×15 mm×3 mm的单晶,电学测试表明CdTe晶体在未掺杂改性条件下电阻率达10~8Ω·cm。红外透射显示,CdTe晶体中包含尺寸范围为1～20μm的Te夹杂,这是CdTe单晶生长过程中出现的主要微观缺陷。该工作取得的相关成果对未来CdTe晶体生长技术发展具有一定参考价值和借鉴意义。     

Ru/Mn_xCe_(1-x)O_2催化苯甲醇液相氧化制苯甲醛

采用3种不同方法制备了Mnx Ce1-x O2载体,并通过负载Ru制得2.5%Ru/Ru/Mnx Ce1-x O2催化剂,考察了载体的制备方法、焙烧温度及n(Mn)∶n(Mn+Ce)对催化剂活性的影响.实验结果表明,由溶胶-凝胶法、n(Mn)∶n(Mn+Ce)=0.50、773K下焙烧制备的载体所制得的2.5%Ru/Ru/Mnx Ce1-x O2催化剂的活性最高,在333K下反应1h,苯甲醛产率达67.4%.XRD、N2物理吸附及SEM表征表明,该条件下制备的Mn0.5Ce0.5O2-sol-gel-773K载体具有完整的孔结构,较大的比表面积,且能够形成较多高分散的Ce-Mn-O复合氧化物.     

(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3单晶的生长及光学性能研究

采用顶部风冷籽晶助熔剂法成功生长出了(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3(简称NBBT5.5)晶体,晶体尺寸达到了Φ35mm×12mm;研究了粉料的热学性质、晶体的结构、光学性能及压电性能.实验结果表明,晶体具有三方相四方相共存的钙钛矿结构.通过研究粉料的DSC-TG曲线,得到了制备单晶材料的预烧结的温度以及烧结温度,优化了NBBT单晶材料的制备工艺,降低了Bi2O3和Na2O的挥发.晶体具有优良的光学性能,在369nm处晶体处于全吸收,390nm以上晶体是透明的,1 000nm处透过率达到72%.NBBT5.5晶体的压电常数d33为438pC/N,是一种极具应用潜力的无铅压电材料.     

CeO_2纳米球的制备及其降解甲基橙反应性能

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,采用水热合成法制备了Ce O2纳米球催化剂,利用N2吸附-脱附、X射线粉末衍射、扫描电镜等技术对其进行了表征,并以甲基橙(MO)为模拟污染物评价了Ce O2纳米球的光催化性能,探讨了催化剂加入量、甲基橙初始浓度、p H值、H2O2的添加对Ce O2纳米球光催化性能的影响。结果表明,采用水热合成法制备了Ce O2纳米球光催化活性高于尿素共沉淀法制备的Ce O2纳米粒子;当甲基橙的初始浓度为10 mg/L,催化剂用量为1 g/L,p H值6.2,光照3 h后,甲基橙降解率为75%。     

Ce对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响

Ce对Fe-Ni膨胀合金凝固组织的影响研究结果表明:经Ce处理后,Fe-Ni膨胀合金中形成了大量的高熔点Ce2O3包芯Al2O3复合物,尺寸约为2μm.错配度理论计算表明,Ce2O3的某些低指数面与Fe-Ni膨胀合金的低指数面具有7·1%的较低错配度,因此Ce2O3作为非均匀形核核心使膨胀合金凝固组织由完全的柱状晶变为完全的等轴晶组织.Ce在凝固组织的等轴晶晶界上以Ce2O3、Ce2O2S和CeS形式存在,具有阻止晶粒长大的作用.     

花状Fe/CeO_2固溶体多级结构的合成与电化学性能研究

以Ce(NO_3)_3·6H_2O和无水FeCl_3为原料、乙二醇为溶剂,通过溶剂热法成功地制备了花状Fe/CeO_2固溶体多级纳米结构.考察了温度和时间对产物形貌的影响.用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDX)和热分析(TG)对产物进行了表征.当硝酸铈和氯化铁的物质的量的比为1∶1,反应温度为180℃,反应时间为12 h时,产物尺寸分布均匀,为花状结构,直径约为5μm.用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗电化学方法研究了其电化学性能.结果表明:Fe/CeO_2在2 mol·L-1的KOH电解液中发生了相互协同的氧化-还原和嵌入/脱嵌反应,有望用作超级电容器的电极材料.     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7(x=0.42和x=0.86)设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3(Nd3+作三价锕系核素替代物)粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明:在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。