掺碳AlON透明陶瓷的制备及其热释光与光释光特性的研究

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1、分类号学校代码10408密级研究生学号1520021010硕士学位论文掺碳AlON透明陶瓷的制备及其热释光与光释光特性的研究Preparation，Thermoluminescence(TL)andOpticallyStimulatedLuminescence(OSL)PropertiesResearchofCarbonDopedAlONTransparentCeramics学位申请人寿金翔导师姓名及职称顾幸勇教授邹宇琦副研究员（中科院上海硅酸盐研究所）专业名称材料科学与工程研究方向无机非金属材料所在学院材料科学与工程论文提交日期2018-6景德镇陶瓷大学硕士学位

2、论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权景德镇陶瓷大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或

3、扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年摘要热释光与光释光技术现已被广泛的运用于电离辐射的监测，光释光技术因为其优异的特性成为最新的电离辐射剂量探测技术，掺碳蓝宝石晶体具有优异的热释光与光释光性能，为现在唯一使用的光释光剂量材料。本文以掺碳蓝宝石晶体为启发，开发制备出掺碳氧氮化铝透明陶瓷（简称AlON:C），并对其热释光与光释光特性进行了研究，主要开展了以下的研究工作工作：（1）无压烧结制备AlON:C透明陶瓷：采用AlON粉体，经干压、200

4、MP冷等静压后，得到AlON陶瓷的素坯,将素坯放置在以石墨为发热体的气氛烧结炉中，在氮气气氛下，1950℃保温10小时，在烧结过程中，通过石墨气氛渗透的方法，成功制备得到AlON:C透明陶瓷。对其加工得到的剂量计样品进行了热释光与光释光特性的研究。制备的AlON:C透明陶瓷剂量计样品，经β射线照射后在350K温度附近出现单个热释光特征峰，光释光曲线呈现先快衰减后衰减变慢的特点；热释光重复性良好，光释光470nm蓝光LED不能完全激发辐照后陷阱中捕获的电子，连续辐照后有信号堆积现象。β射线辐照下，在约50mGy~115Gy的范围内热释光剂量响应呈线性，分别在约50m

5、Gy~50Gy和约50Gy~100Gy的范围内光释光剂量响应呈线性。在约50mGy~500mGy的范围内，对γ与β射线的热释光与光释光剂量响应呈良好的线性，光释光读取时同剂量γ照射的光释光强度为β照射的76%，热释光读取时同剂量γ照射的热释光强度为β照射的50%。（2）热压烧结制备AlON:C透明陶瓷：采用先高温煅烧制备掺碳氧化铝（Al2O3:C）粉体,再以不同掺碳量的Al2O3:C粉体（0ppm、1000ppm、3000ppm、5000ppm）与AlN粉体通过热压烧结制备得到不同掺碳量的具有一定透光性的AlON:C陶瓷。运用XRD与扫描电镜对α-Al2O3粉体-

6、AlN粉的配比及氮气气氛25MP压力下热压烧结温度做了研究，以透过率最高工艺作为AlON:C制备工艺。对不同掺碳量的AlON:C陶瓷加工而成的剂量计样品进行了热释光与光释光特性的研究。以掺碳量为3000ppm的Al2O3:C粉体为原料制备的AlON:C剂量计样品的热释光与光释光强度最强。其在343K和473K左右出现了两个热释光峰。与无压气氛渗碳制备的AlON:C陶瓷相比，Al2O3:C粉体与AlN粉体热压制备AlON:C陶瓷剂量计样品有更小的分散性，发现陶瓷样品外侧部分在烧结制备过程中与外界环境物质更多的交换，导致成分与结构更加不均一，为剂量计样品间分散性大的原

7、因之I一。热压烧结制备的AlON:C陶瓷剂量计样品透光性差，使得光激发不完全、不均匀，是造成信号堆积的原因之一。在β射线照射下，以掺碳量为3000ppm的Al2O3:C粉体为原料制备的AlON:C剂量计样品在约50mGy~100Gy之间呈良好的线性。关键字：AlON:C透明陶瓷热释光光释光IIAbstractThermoluminescence(shorthandforTL)andOpticallyStimulatedLuminescence(shorthandforOSL)haswidelyusedintheionizingradiationmonitoring

8、.Beca