已開發出一種用於檢測電離輻射的新技術
科拉科學中心稀有元素和礦物原料 I. V. Tananaev 化學與技術研究所和南方聯邦大學物理研究所的科學家研究了通過各種方法獲得半透明發光陶瓷的過程，並比較了其特性。獲得的材料。所發現的獲得半透明高強度鈮酸釔發光陶瓷的基本參數，使其有可能顯著擴大其應用範圍，降低成本，加快閃爍探測器的生產並使其生產更具可預測性。
通過超高壓（а-е）和傳統燒結（f）獲得的陶瓷樣品的微觀結構和尺寸分布。數字下方是初始粉末的燒結溫度和陶瓷的燒結模式。
研究結果和發現的最佳技術原理髮表在國際期刊《光學材料》的 7 月刊上。閃爍體的高效率（閃爍 - 短期發光）使其不僅可用於研究空間中的電離輻射、核物理和地質學，還可以用於生物學、醫學、領土輻射監測、控制放射性排放和核廢料處理，海關控制和建設。
閃爍材料的一個重要參數是其光學透明度。它決定了閃爍體的光輸出效率和光學材料的發光效率。因此，可靠測量輸出信號的能力高度依賴於透明度。
通過實驗獲得的半透明陶瓷樣品
最敏感和最耐用的是無機閃爍體，例如具有通式 RENbO 4（其中 RE 是釓、鑭、釔等）和單斜結構的稀土鈮酸鹽。它們堅固且化學穩定，顯示出非常好的發光和閃爍特性。
摻雜劑（通常是稀土元素）的使用會改變發射光的波長，從而允許使用不同的光電探測器。此類材料還可用於計算機射線照相術或斷層掃描術、自然資源勘探和太空輻射暴露評估。隨著閃爍材料應用領域的擴大，其運行條件也越來越複雜。惡劣的化學環境、高溫高濕、機械衝擊和過載等都增加了對材料的耐化學性和機械特性的要求，這不僅決定了此類產品的使用壽命，而且在一定程度上決定了其光學性能。
稀土鈮酸鹽主要以單晶形式用作閃爍體。單晶具有高透明度，光學和結構完美，這使得實現高閃爍特性成為可能。但是，在獲得所需尺寸的單晶時，需要消耗過多的資源和能源，而且該技術不能保證穩定的產品質量，使用時成分的選擇也受到化學體系熱力學特性的限制。晶體從中生長。
一種更經濟的方法是製造閃爍陶瓷。這種材料的成分變化範圍很廣，更容易賦予它們所需的形狀。此外，它們可以顯著降低生產成本。
在創造任何新材料的技術上都充滿了妥協。平衡技術成本、初始組件的可用性、實現所需特性的可能性以及找到多級技術的最佳參數是很重要的。今天，有兩種主要方法及其組合用於獲得透明陶瓷：燒結添加劑的引入和熱等靜壓。
在第一種方法中，燒結添加劑（通常是氧化鎂或氧化硅）可以抑制透明陶瓷的發光和閃爍性能，這是該技術的嚴重障礙。第二種方法非常昂貴，因為設備非常複雜且能源密集，並且需要使用極高（超過 1300 攝氏度）的溫度。因此，世界各地的化學家和技術人員繼續在獲得最實惠和高質量的陶瓷閃爍體方面尋求平衡。
該研究的主要目標是研究和優化不使用熱等靜壓和燒結添加劑的 YNbO 4陶瓷的生產，以實現相對高的產量（半透明性）、優異的機械和發光特性。使用溶膠-凝膠法，研究人員獲得了超細結晶粉末，然後他們使用傳統的陶瓷技術或單軸熱壓法對其進行燒結，並研究了所得陶瓷樣品的性能。在比較了可見光範圍內顯微組織的形態特徵、力學和光致發光特性後，選擇了獲得半透明YNbO 4陶瓷的最佳模式。單軸熱壓法。
研究人員開發的獲得發光陶瓷的方法包括使用通過溶膠-凝膠法合成的初始超細粉末和通過相對便宜且易於使用的單軸熱壓方法對其進行燒結。得益於成熟且平衡的生產技術，超分散鈮酸釔粉末具有幾乎相同的晶粒尺寸，不超過幾十納米，燒結相當均勻，在晶界處的光散射較低。
此外，增加超細混合物的流動性有助於生產低孔隙率陶瓷材料，因為表面張力被添加到成型壓力中。在這種情況下，壓力燒結過程顯著加快和縮短。在燒結過程中形成緻密的各向同性細晶粒結構通常會導致產生足夠透明、堅硬和堅固的陶瓷。
科學家發現的用於生產鈮酸釔半透明和高強度發光陶瓷的基本參數，可以在額外摻雜稀土元素的情況下，顯著擴大其應用範圍，降低成本，加快生產速度。更可預測的閃爍探測器的生產。
