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专利号: 2020105947361
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 晶体生长〔3〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种化合物磷酸铋镉,其特征在于,其化学式均为Bi35-xCdxP10O(155-x)/2,其中x=0-35。

2.一种根据权利要求1所述的化合物磷酸铋镉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将含铋化合物、含镉化合物、含磷化合物混合采用固相反应法制得所述化合物磷酸铋镉,含铋化合物中元素铋、含镉化合物中元素镉、含磷化合物中元素磷的摩尔比为(35-x):x:10,其中x=0-35,将含铋化合物、含镉化合物、含磷化合物原料混合均匀,研磨后放入马弗炉中,预烧排除原料中的水分和气体,冷却至室温,取出研磨之后放入马弗炉中煅烧,制得化合物磷酸铋镉。

3.根据权利要求2所述的化合物磷酸铋镉的制备方法,其特征在于,所述含铋化合物包括氢氧化铋、氧化铋、铋盐中的至少一种;

所述含镉化合物包括氧化镉、氢氧化镉及镉盐中的至少一种;

所述含磷化合物为氧化磷、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵及磷酸盐。

4.根据权利要求3所述的化合物磷酸铋镉的制备方法,其特征在于,铋盐包括氯化铋、溴化铋、硝酸铋、草酸铋、碳酸铋、碳酸氢铋、硫酸铋中的至少一种;

镉盐包括氯化镉、溴化镉、硝酸镉、草酸镉、碳酸镉、碳酸氢镉、硫酸镉中的至少一种;

磷盐包括氯化磷、溴化磷、硝酸磷、草酸磷、碳酸磷、碳酸氢磷、硫酸磷中的至少一种。

5.一种化合物磷酸铋镉闪烁晶体,其特征在于,该晶体的化学式均为Bi35-xCdxP10O(155-x)/2,其中x=0-35,晶体属单斜晶系,空间群C2,不具有对称中心,晶胞参数为Z=2,

分子量为5204.09-8864g/mol,其晶体密度为4.476-8.529g/cm3。

6.一种权利要求5所述的化合物磷酸铋镉闪烁晶体的制备方法,其特征在于,采用高温熔盐法或提拉法或顶部籽晶法或坩埚下降法或水热法或温度梯度法或浮区法或导模法生长磷酸铋镉闪烁晶体。

7.根据权利要求6所述方法,其特征在于,具体操作按下列步骤进行:将权利要求1-4任一所得的磷酸铋镉化合物单相多晶粉末或权利要求1-4任一所得的磷酸铋镉化合物单相多晶粉末与助熔剂的混合物,升温至熔化得到混合熔液,降温或恒温生长,制备化合物磷酸铋镉晶体;

或直接将含铋化合物、含镉化合物和含磷化合物的混合物或含铋化合物、含镉化合物和含磷化合物与助熔剂的混合物,升温至熔化得到混合熔液,降温或恒温生长,制备化合物磷酸铋镉晶体。

8.根据权利要求7所述方法,其特征在于,磷酸铋镉化合物单相多晶粉末与助熔剂的摩尔比为1:0.1-20;或者其中含铋化合物、含镉化合物和含磷化合物与助熔剂的摩尔比为(35-x):x:10:0.1-20,x=0-35;助熔剂包括氢氧化铋、氢氧化镉、氢氧化磷、氧化铋、氧化镉、五氧化二磷、铋盐、镉盐、磷酸二氢铵、磷酸氢二氨、磷盐、氧化铅中的至少一种或多种,复合助熔剂包括Bi2O3-CdO、Bi2O3-TeO2、BiF3-CdO、BiF3-TeO2、CdO-TeO2、Bi2O3-TeO2-CdO、Bi2O3-PbO、NH4H2PO4-PbO、NH4H2PO4-Bi2O3、NH4H2PO4-CdO、BiF3-PbO、CdO-PbO、Bi2O3-PbO-CdO中一种或多种。

9.根据权利要求8所述方法,其特征在于,复合助熔剂Bi2O3-CdO体系中Bi2O3与CdO的摩尔比为0.1-3:0.2-5;CdO-TeO2体系中CdO与TeO2摩尔比为0.1-3:0.3-6;BiF3-CdO体系中BiF3与CdO的摩尔比为0.1-6:0.2-5;Bi2O3-TeO2体系中Bi2O3与TeO2摩尔比为0.1-6:0.3-6;

BiF3-TeO2体系中BiF3与TeO2摩尔比为0.2-5:0.1-3;Bi2O3-TeO2-CdO体系中Bi2O3、CdO与TeO2摩尔比为0.2-5:0.1-6:0.3-8;Bi2O3-PbO体系中Bi2O3与PbO的摩尔比为0.1-3:0.2-5;CdO-PbO体系中CdO与PbO摩尔比为0.1-3:0.3-6;BiF3-PbO体系中BiF3与PbO的摩尔比为0.1-6:

0.2-5;Bi2O3-PbO-CdO体系中Bi2O3、CdO与PbO摩尔比为0.2-5:0.1-6:0.3-8;NH4H2PO4-PbO体系中NH4H2PO4与PbO摩尔比为0.2-7:0.1-3;H4H2PO4-Bi2O3体系中NH4H2PO4与Bi2O3摩尔比为

0.1-7:0.1-3;H4H2PO4-CdO体系中NH4H2PO4与CdO摩尔比为0.1-8:0.1-3。

10.一种根据权利要求5所述的磷酸铋镉闪烁晶体的用途,其特征在于,该磷酸铋镉闪烁晶体可用于x射线、γ射线、中子及高能粒子的探测及核医学成像、放射医疗、工业无损探伤、安全检查、石油测井、核探矿、高能物理、空间物理技术领域。