一种钙钛矿闪烁体及在X射线成像闪烁屏中的应用

本发明涉及一种钙钛矿闪烁体及在x射线成像闪烁屏中的应用，属于x射线成像。

背景技术：

1、基于x射线惊人的穿透能力，x射线检测被广泛应用于医疗诊断、工业无损检测和核辐射安全等领域。其中，闪烁体是x射线探测系统的重要组成部分，它主要是通过光电效应和康普顿效应，将x射线入射信号有效地转换为可见光输出信号。之后通过相机得到相应的图像，结合图像分析就会得到所检测物体的内部信息。

2、目前，x射线成像技术已经实现常温下的工业检测和探伤，但在高温x射线成像方面却处于完全空白状态，这严重限制了x射线成像技术在工业领域的应用(如高温管道检测、供暖设施维护等工业应用场景)。同时传统的闪烁体材料(bgo、csi：tl)主要存在环境稳定性差、空间分辨率不足、辐射发光强度低的问题，这极大限制了x射线成像技术的进一步发展。

技术实现思路

1、针对现有闪烁屏x射线成像环境稳定性差、空间分辨率不足、辐射发光强度低以及高温x射线成像方面处于完全空白状态的问题，本发明提出了一种钙钛矿闪烁体及在x射线成像闪烁屏中的应用，即将原料钙钛矿闪烁体cs5cu3cl8-xix和pdms混合，经“压盖法”制备cs5cu3cl8-xix闪烁屏，改善闪烁屏在高温下的辐射稳定性，降低闪烁屏的厚度，提高闪烁屏的负载量和均匀程度，以实现在高温环境下进行高质量x射线成像。本发明填补了高温下无法进行x射线成像检测的空白，同时解决现有闪烁体成膜技术中闪烁体薄膜不均匀、辐射发光强度低等缺陷的技术问题。

2、本发明闪烁屏不但在常温下表现出极高的光产额、空间分辨率、辐射稳定性，而且在高温下也表现出极高的可靠性。

3、一种钙钛矿闪烁体，化学式为cs5cu3cl8-xix，1≤x≤2。

4、所述钙钛矿闪烁体的制备方法，具体步骤如下：

5、(1)按照钙钛矿闪烁体cs5cu3cl8-xix的化学计量比，将cscl、cucl和csi在dmf-dmso混合溶液中加热至温度100～120℃并搅拌溶解得到透明前驱体溶液；

6、(2)将透明前驱体溶液逐滴滴入甲苯中得到反应体系，反应体系在剧烈搅拌或超声条件下反应产生沉淀产物，固液分离，固体经甲苯洗涤，真空干燥即得cs5cu3cl8-xix闪烁体。

7、所述步骤(1)dmf-dmso混合溶液中dmf和dmso的体积比为4～5:1。

8、所述步骤(1)搅拌溶解过程中加入甲酸和次磷酸。

9、优选的，所述甲酸的添加量为dmf-dmso混合溶液体积的3～5％，次磷酸的添加量为dmf-dmso混合溶液体积的3～5％。

10、所述步骤(2)反应体系中透明前驱体溶液与甲苯的体积比为10～12:1。

11、所述钙钛矿闪烁体在x射线成像闪烁屏中的应用：利用钙钛矿闪烁体制备x射线成像闪烁屏的方法，具体步骤如下：

12、1)将分散均匀的cs5cu3cl8-xix闪烁体粉末与pdms混合均匀，真空中静置10～20min得到混合浆料；

13、2)将混合浆料倾倒在盖玻片上，再用另一块盖玻片缓慢压制使其扩散5～10min，再置于温度70～80℃下退火8～12h得到cs5cu3cl8-xix闪烁屏，cs5cu3cl8-xix闪烁屏用于常温或高温x射线成像。

14、所述cs5cu3cl8-xix闪烁体粉末与pdms的质量比为3～3.5:2。

15、cs5cu3cl8-xix闪烁屏高温x射线成像原理：cs5cu3cl8-xix具有高的结构刚性，在高温下可保持较高的发光强度，在高温成像的过程中，可以实现更高的衬度。

16、本发明的有益效果是：

17、(1)本发明利用反溶剂法制备出钙钛矿闪烁体cs5cu3cl8-xix，钙钛矿闪烁体cs5cu3cl8-xix为颗粒大小均匀的亚微米级粉末，并且在高温环境中具有高热稳定性；

18、(2)本发明将原料钙钛矿闪烁体cs5cu3cl8-xix和pdms混合，经“压盖法”制备cs5cu3cl8-xix闪烁屏，具有薄厚度、高密度、负载均匀等特征，具有极高的热稳定性、光产额、空间分辨率和辐射稳定性；

19、(3)本发明闪烁屏不但在常温下表现出极高的光产额、空间分辨率、辐射稳定性，也可用于高温x射线成像工作，具有极高的可靠性。

技术特征：

1.一种钙钛矿闪烁体，其特征在于：化学式为cs5cu3cl8-xix，1≤x≤2。

2.根据权利要求1所述钙钛矿闪烁体，其特征在于，钙钛矿闪烁体的制备方法，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述钙钛矿闪烁体，其特征在于：步骤(1)dmf-dmso混合溶液中dmf和dmso的体积比为4～5:1。

4.根据权利要求2所述钙钛矿闪烁体，其特征在于：步骤(1)搅拌溶解过程中加入甲酸和次磷酸。

5.根据权利要求4所述钙钛矿闪烁体，其特征在于：甲酸的添加量为dmf-dmso混合溶液体积的3～5％，次磷酸的添加量为dmf-dmso混合溶液体积的3～5％。

6.根据权利要求2所述钙钛矿闪烁体，其特征在于：步骤(2)反应体系中透明前驱体溶液与甲苯的体积比为10～12:1。

7.权利要求1～6任一项所述钙钛矿闪烁体在x射线成像闪烁屏中的应用，其特征在于：利用钙钛矿闪烁体制备x射线成像闪烁屏的方法，具体步骤如下：

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于：cs5cu3cl8-xix闪烁体粉末与pdms的质量比为3～3.5:2。

技术总结
本发明涉及一种钙钛矿闪烁体及在X射线成像闪烁屏中的应用，属于X射线成像技术领域。本发明钙钛矿闪烁体化学式为Cs5Cu3Cl8‑xIx，1≤x≤2。将原料钙钛矿闪烁体Cs5Cu3Cl8‑xIx和PDMS混合，经“压盖法”制备Cs5Cu3Cl8‑xIx闪烁屏，改善闪烁屏在高温下的辐射稳定性，降低闪烁屏的厚度，提高闪烁屏的负载量和均匀程度，以实现在高温环境下进行高质量X射线成像。本发明填补了高温下无法进行X射线成像检测的空白，同时解决现有闪烁体成膜技术中闪烁体薄膜不均匀、辐射发光强度低等缺陷的技术问题。

技术研发人员：徐旭辉,王天池,巴怀强,姚淑一
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13