鎢酸鉛微晶

新一代鎢酸鉛微晶被認(rèn)為是迄今為止最具發(fā)展?jié)摿Φ拈W爍晶體之一，高密度(8.28 g /cm3) 、短輻射長(zhǎng)度(0.87 cm) 和半徑(2.12cm) 、快的閃爍衰減時(shí)間(t平均＜50 ns)以及較強(qiáng)的抗輻照損傷能力，已被歐洲核子中心確定為建造大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上精密電磁量能器用的首選閃爍晶體。鎢酸鉛微晶與光探測(cè)器件如光電倍增管、雪崩光二極管以及硅光二極管等組成探測(cè)器元件，廣泛應(yīng)用于高能物理、核物理、核醫(yī)學(xué)影像及工業(yè)CT等方面。

鎢酸鉛微晶最常用的生長(zhǎng)方法有兩種: 提拉法和坩堝下降法，垂直梯度凝固法。合成方法包括沉淀法、水熱法、微乳液法、超聲輔助法和微波輔助法等。

鎢酸鉛微晶形貌：微球狀、雪花狀、菱形、紡錘狀、板條狀及樹(shù)枝狀等。

鎢酸鉛微晶發(fā)光：主要包括一個(gè)藍(lán)發(fā)光帶和兩個(gè)綠發(fā)光帶，鎢酸鉛微晶的藍(lán)發(fā)光是納秒級(jí)的快衰減和其他鎢酸鹽不同，大多鎢酸鹽存在藍(lán)發(fā)光中心WO2－4，Pb2+擾動(dòng)了WO2－4發(fā)光中心內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移躍遷導(dǎo)致藍(lán)發(fā)光。但對(duì)于綠發(fā)光機(jī)制還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，還需要進(jìn)一步的研究證明。

鎢酸鉛微晶形成機(jī)理：硝酸鉛和鎢酸鈉為起始原料，去離子水為溶劑，聚乙二醇-400 為分散劑，按照化學(xué)計(jì)量比，稱(chēng)取適量Pb( NO3)2和Na2WO4·2H2O 分別溶于去離子水中，攪拌使藥品完全溶解，配成Pb( NO3)2溶液和Na2WO4·2H2O 溶液 ，分別加入PEG-400，用磁力攪拌器攪拌30 min，達(dá)到充分分散顆粒的效果。然后將A溶液直接加入到B溶液中，最后得到白色渾濁液，將渾濁液靜置3天，鎢酸鉛沉淀于燒杯底部，用去離子水和無(wú)水乙醇分別洗滌鎢酸鉛沉淀3 次。將清洗后的沉淀在80 ℃烘干，得到白色的鎢酸鉛微晶粉末。

晶體生長(zhǎng)首先在過(guò)飽和溶液中生成微晶核，由于大顆粒和小顆粒之間的能量差異，小顆粒逐漸長(zhǎng)大成大顆粒。臨近的顆粒通過(guò)結(jié)晶生長(zhǎng)面而自組裝生長(zhǎng)。不同添加PEG-400量合成不同形貌PWO微晶，在未添加PEG-400鎢酸鹽和鉛鹽溶解在水中，隨著調(diào)節(jié)適當(dāng)pH 值增大了溶液水解率，Pb2+和WO2－4之間的靜電相互作用導(dǎo)致了PWO粉體的形成。長(zhǎng)時(shí)間處理促進(jìn)了大面微八面體形成，主要通過(guò)先前形成的小準(zhǔn)八面體和微八面體的連接，就形成了類(lèi)塔狀的鎢酸鉛微晶。

鎢酸鉛微晶純四方相鎢酸鉛晶體，結(jié)晶性良好，鎢酸鉛微晶在300 ～400 nm范圍內(nèi)具有較寬的發(fā)射譜帶，由三組主要的發(fā)光峰構(gòu)成，分別在430 nm、465 nm 左右的藍(lán)色發(fā)光峰和560 nm 左右的弱黃綠色發(fā)光峰；隨著不同質(zhì)量的PEG-400 的加入，其形貌由塔形轉(zhuǎn)變成梭子形，由此可見(jiàn)PEG-400 對(duì)PWO 形貌起了關(guān)鍵作用。PEG-400 促進(jìn)了梭子形鎢酸鉛微晶的形成，不同PEG-400的量對(duì)溶液中
鎢酸鉛微晶的生長(zhǎng)、聚集的限制和促進(jìn)作用是不同的。