0可以省略。在進(jìn)行閃爍體基元的導(dǎo)入時(shí),可直接通過(guò)基元模板210將閃爍體基元導(dǎo)入到基元載體生坯上,完成裝配過(guò)程。
[0073]S230:將裝配好的閃爍體基元和基元載體生坯進(jìn)行燒結(jié),基元載體生坯燒結(jié)后形成基元載體,多個(gè)閃爍體基元拼接于基元載體上,得到閃爍體陣列。
[0074]優(yōu)選地,本步驟中的燒結(jié)溫度為閃爍體基元、基元載體的基質(zhì)組分中熔點(diǎn)較低者熔點(diǎn)溫度以下100°C?500°C,燒結(jié)時(shí)間為2?50h。較佳地,將燒結(jié)后得到的閃爍體陣列在800°C?1500°C下退火處理2h?50h,可得到性能更優(yōu)異的閃爍體陣列。
[0075]由于基元載體生坯在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,一般情況下,陶瓷粉體的收縮率(燒結(jié)后的體積與燒結(jié)前體積之比)為40%?60%。將裝配好的閃爍體基元和基元載體生坯進(jìn)行燒結(jié)時(shí),基元載體生坯會(huì)收縮,相應(yīng)的,基元載體生坯上的凹坑也會(huì)收縮,而閃爍體基元已經(jīng)燒結(jié)成型,再次燒結(jié)時(shí)收縮率較小,因此,燒結(jié)完成后凹坑將閃爍體基元緊緊包裹在其中,實(shí)現(xiàn)閃爍體基元與基元載體的拼接。
[0076]因此,步驟S210中的“與閃爍體基元的大小相匹配的凹坑”是指凹坑的尺寸應(yīng)合理,使得燒結(jié)后,凹坑收縮后能夠較好地包裹再次燒結(jié)后的閃爍體基元,使閃爍體基元固定于凹坑中并部分收容于凹坑中,從而使多個(gè)閃爍體基元拼接于基元載體上。
[0077]需要說(shuō)明的是,上述步驟中,閃爍體基元和基元載體的制備順序可相互調(diào)換,也可以同時(shí)進(jìn)行。
[0078]當(dāng)基元載體上存在多個(gè)呈陣列結(jié)構(gòu)排列的凹坑,且閃爍體基元的收縮率小于基元載體的收縮率時(shí),可采用如下方法進(jìn)行制備閃爍體陣列:首先制備出多個(gè)閃爍體基元生坯和基元載體生坯,將多個(gè)閃爍體基元生坯直接置于基元載體生坯的凹坑中(注:此步驟中多個(gè)閃爍體基元生坯和基元載體生坯均不燒結(jié));將組裝好的多個(gè)閃爍體基元生坯和基元載體生坯置于高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)得到閃爍體陣列。在多個(gè)閃爍體基元生坯和基元載體生坯同時(shí)燒結(jié)后,由于基元載體的收縮率較大,基元載體上的凹坑可將閃爍體基元緊緊包裹,實(shí)現(xiàn)閃爍體基元和基元載體的拼接。
[0079]作為另一種實(shí)施方式,上述S200包括如下步驟:
[0080]S210 ':將多個(gè)閃爍體基元呈陣列結(jié)構(gòu)排列,然后在多個(gè)閃爍體基元之間填充粘結(jié)劑。
[0081]具體的,可利用組合篩選板將多個(gè)閃爍體基元排布為陣列結(jié)構(gòu),再將其導(dǎo)入到合適的容腔中;然后將粘結(jié)劑灌入多個(gè)閃爍體基元之間的縫隙。
[0082]S220丨:粘結(jié)劑固化后形成基元載體,多個(gè)閃爍體基元拼接于基元載體上,得到閃爍體陣列。由于粘結(jié)劑具有較高的粘結(jié)強(qiáng)度,固化后,將多個(gè)閃爍體基元粘結(jié)為一體。作為優(yōu)選,粘結(jié)劑為環(huán)氧樹(shù)脂,其具有較好的粘結(jié)性和較高的透光率。
[0083]較佳地,在多個(gè)閃爍體基元之間填充粘結(jié)劑時(shí),可同時(shí)填充反射介質(zhì),以增強(qiáng)閃爍體陣列的對(duì)光的提取效率。其中,反射介質(zhì)可以與粘結(jié)劑混合后填充,反射介質(zhì)的填充量根據(jù)具體的工藝要求而定。
[0084]該閃爍體陣列的制備方法,將基元載體的制備過(guò)程與閃爍體基元和基元載體的拼接過(guò)程合為一體,簡(jiǎn)化了閃爍體陣列的制備步驟,降低了閃爍體陣列的制備成本;同時(shí),無(wú)需機(jī)械切割,因此,無(wú)需購(gòu)置切割裝置,提高了制備效率,進(jìn)一步降低了制備成本。
[0085]需要說(shuō)明的是,在進(jìn)行閃爍體基元和基元載體的拼接時(shí),可將同一種類(lèi)的閃爍體基元(同一閃爍體陣列的不同閃爍體基元的材質(zhì)相同)拼接到同一基元載體上,得到單一閃爍體陣列;也可將不同種類(lèi)的閃爍體基元(同一閃爍體陣列的不同閃爍體基元的材質(zhì)不同)拼接到同一基元載體上,得到復(fù)合閃爍體陣列。不同種類(lèi)的閃爍體基元與基元載體的拼接,可實(shí)現(xiàn)不同的材料優(yōu)化組合、提高閃爍體陣列的性能的效果。
[0086]上述閃爍體陣列的制備方法,將閃爍體基元和基元載體分開(kāi)制備,并將二者拼接得到閃爍體陣列,制備過(guò)程簡(jiǎn)單,無(wú)需機(jī)械切割,因此,無(wú)需購(gòu)置切割裝置,提高了制備效率,降低了制備成本;同時(shí),可實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)的閃爍體基元和基元載體的自由拼接,制備出性能更優(yōu)異的閃爍體陣列。
[0087]為了更好地理解本發(fā)明,下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明閃爍體陣列的制備方法進(jìn)一步說(shuō)明:
[0088]實(shí)施例1
[0089](I)閃爍體基元的制備
[0090]閃爍體基元的基質(zhì)為Y3Al5O12透明陶瓷,激活離子為Pr'且Pr3+的摻雜量為基質(zhì)摩爾量的0.15%。
[0091]制備過(guò)程如下:按照閃爍體基元的成分配比配制基元粉體;將基元粉體研磨、混勻并干燥;選擇合適的基元制備模具,將干燥后的基元粉體置于第一粉體收容腔中;將基元壓板覆蓋在第一粉體收容腔上,施加一定壓力,得到多個(gè)閃爍體基元生坯。每個(gè)閃爍體基元生坯的密度為2.8g/cm3 ;將多個(gè)閃爍體基元生坯置于高溫爐中,在1750°C下燒結(jié)2h,冷卻后取出,得到多個(gè)閃爍體基元。
[0092](2)基元載體生坯的制備
[0093]本實(shí)施例中,基元載體選用¥#15012透明陶瓷;按照基元載體的成分配比配制載體粉體;將載體粉體研磨、混勻并干燥;選擇合適的載體制備模具,將干燥后的載體粉體置于第二粉體收容腔中,將載體壓板覆蓋在第二粉體收容腔中,施加一定壓力,得到含有多個(gè)呈陣列結(jié)構(gòu)排列的凹坑的基元載體生坯,基元載體生坯的密度為2.5g/cm3。需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中的載體壓板上設(shè)置有多個(gè)呈陣列結(jié)構(gòu)的凸起。
[0094](3)拼接
[0095]將多個(gè)閃爍體基元導(dǎo)入到基元載體生坯上的多個(gè)凹坑中,保證每個(gè)閃爍體基元對(duì)應(yīng)一個(gè)凹坑;將裝配好的閃爍體基元與基元載體生坯置于高溫爐中,在1750°C下燒結(jié)20h,冷卻后取出;再于1200°C下進(jìn)行退火20h ;最后在基元載體上的多個(gè)閃爍體基元之間填充含有反射介質(zhì)的粘結(jié)劑,固化后得到所需的閃爍體陣列。
[0096]在得到的閃爍體陣列中,閃爍體基元和基元載體對(duì)可見(jiàn)光的透過(guò)率均為80%。每個(gè)閃爍體基元的密度為4.5g/cm3,每個(gè)閃爍體基元的橫截面為Imm2的正方形,每個(gè)閃爍體基元的高度為3mm?;d體的密度為4.5g/cm3,厚度為2mm,并開(kāi)設(shè)有多個(gè)呈陣列結(jié)構(gòu)排列的凹坑,陣列結(jié)構(gòu)為正方形;單個(gè)凹坑的橫截面為Imm2的正方形,凹坑的深度為2mm,相鄰兩個(gè)凹坑之間的距離為0.2mm。
[0097]實(shí)施例2
[0098](I)閃爍體基元的制備
[0099]閃爍體基元的基質(zhì)為Y3Al5O12透明陶瓷,激活離子為Ce'且Ce3+的摻雜量為基質(zhì)摩爾量的0.00005%。
[0100]制備過(guò)程如下:按照閃爍體基元的成分配比配制基元粉體;將基元粉體研磨、混勻并干燥;選擇合適的基元制備模具,將干燥后的基元粉體置于第一粉體收容腔中;將基元壓板覆蓋在第一粉體收容腔上,施加一定壓力,得到多個(gè)閃爍體基元生坯。每個(gè)閃爍體基元生坯的密度為2.8g/cm3 ;將多個(gè)閃爍體基元生坯置于高溫爐中,在1700°C下燒結(jié)10h,冷卻后取出,得到多個(gè)閃爍體基元。
[0101](2)基元載體的制備及閃爍體基元的拼接
[0102]將多個(gè)閃爍體基元按照設(shè)計(jì)要求排布為陣列結(jié)構(gòu),具體的,可利用組合篩選板將多個(gè)閃爍體基元排布為陣列結(jié)構(gòu),再導(dǎo)入到底部平整的容腔中;然后將含有反射介質(zhì)的環(huán)氧樹(shù)脂灌入多個(gè)閃爍體基元之間的縫隙,最后進(jìn)行固化,得到所需的閃爍體陣列。在本實(shí)施例中,基元載體為固化后的環(huán)氧樹(shù)脂。
[0103]為了實(shí)現(xiàn)閃爍體基元與基元載體的可靠連接,在進(jìn)行填充時(shí),提高環(huán)氧樹(shù)脂的比例,增強(qiáng)其粘結(jié)強(qiáng)度。
[0104]在得到的閃爍體陣列中,閃爍體基元對(duì)可見(jiàn)光的透過(guò)率為70%。每個(gè)閃爍體基元的密度為4.5g/cm3,每個(gè)閃爍體基元的橫截面為0.5mm2的正方形,每個(gè)閃爍體基元的高度為 Imm0
[0105]實(shí)施例3
[0106](I)閃爍體基元的制備
[0107]閃爍體基元的基質(zhì)選取(GdxLu1 x)3(AlyGa1 y)5012(0〈x〈l,0〈y〈l)透明陶瓷,激活離子為稀土離子Ce3+,Ce3+的摻雜量為基質(zhì)摩爾量的10%。
[0108]制備過(guò)程如下:按照閃爍體基元的成分配比配制基元粉體;將基元粉體研磨、混勻并干燥;選擇合適的基元制備模具,將干燥后的基元粉體置于第一粉體收容腔中,將基元壓板覆蓋在第一粉體收容腔上,施加一定壓力,得到多個(gè)閃爍體基元生坯。每個(gè)閃爍體基元生坯的密度為3-5g/cm3 ;將多個(gè)閃爍體基元生坯置于高溫爐中,在1500°C下燒結(jié)2h,冷卻后取出,得到多個(gè)閃爍體基元。
[0109](2)基元載體生坯的制備
[0110]本實(shí)施例中,基元載體選用Y3Al5O12透明陶瓷。
[0111]按照基元載體的成分配比配制載體粉體;將載體粉體研磨、混勻并干燥;選擇合適的載體制備模具,將干燥后的基元粉體置于第二粉體收容腔中;將載體壓板覆蓋在第二粉體收容腔中,施加一定壓力,得到含有多個(gè)呈陣列結(jié)構(gòu)排列的凹坑的基元載體生坯。基元載體生坯的密度為2.5g/cm3。需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中的載體壓板上設(shè)置有多個(gè)呈陣列結(jié)構(gòu)的凸起。
[0112](3)拼接
[0113]將多個(gè)閃爍體基元導(dǎo)入到基元載體生坯上的多個(gè)凹坑中,保證每個(gè)閃爍體基元對(duì)應(yīng)一個(gè)凹坑;將裝配好的閃爍體基元與基元載體生坯置于高溫爐中,在1700°C下燒結(jié)50h,冷卻后取出,得到所需的閃爍體陣列。
[0114]在得到的閃爍體陣列中,閃爍體基元和基元載體對(duì)可見(jiàn)光的透過(guò)率均超過(guò)50%。每個(gè)閃爍體基元的密度為4.5g/cm3 ;每個(gè)閃爍體基元均為圓柱體,其中,圓柱體的橫截