摘要：通过化学处理提纯晶体原料,采用模拟软件设计合理的温场结构,在系统实验优化晶体生长工艺的基础上,采用改进的坩埚下降生长方法(布里奇曼法)成功地生长出直径300mm的CaF2晶体。CaF2晶体的透过率在0.15～8.3μm波长范围内超过80%,最高透过率约为95%。

摘要：采用改进的Bridgman法及独特设计的多孔石墨坩埚批量生长出了高质量的氟化物晶体,通过该方法可以制备出不同尺寸、不同形状的各类氟化物晶体。与传统单孔坩埚相比,可以有效提高氟化物晶体的成品率,降低生产成本。

摘要：通过软件模拟设计合理的炉体温场结构,并对晶体原料的提纯及生长工艺条件进行优化,采用改进的坩埚下降法成功地制备出了大尺寸、高质量的氟化钡晶体。晶体的透过率在0.2～10μm波长范围内高于85%,最高透过率约为94%。

摘要：NaBi(WO4) 2 简称NBW ,是一种性能优良的新型闪烁晶体 ,它具有密度大 (d =7.5 7g/cm3 ) ,辐照长度短 (X0 =1 .0 4cm) ,衰减时间短 (τ <30ns) ,抗光损伤能力强 (经 5 0Mradγ射线辐照后 ,光学透过无明显降低 ) ,不潮解及机械加工性能好等优点 ,这使得它成为很有前途的无机闪烁晶体。NBW属于含Bi二元钨酸盐 ,是具有白钨矿结构的四方晶系化合物 (空间群C64h I41/a) ,本文概括了NBW的物理化学性能 ,并从原料合成、晶体生长、性能测试等方面对该晶体进行了系统研究。NBW原料是由高纯WO3 、Bi2 O3 以及基准纯的无水Na2 CO3 按化学计量比混合烧结而成。在NBW的形成过程中容易形成中间化合物 ,如Na2 WO4、Bi2 WO6,并且容易产生Bi2 O3 的晶型转变 ,因此在原料合成过程中 ,尤其在 5 0 0～ 80 0℃之间要尽量快升温 ,使之尽量减少形成中间产物及相转变。并且为尽量保证原料合成的化学计量配比 ,通过EPMA对合成后的原料进行测试 ,偏WO3 的质量分数为 2 %～ 4%是较为理想的原始原料配比。该晶体的生长国际普遍采用Czochralski技术 ,我们根据自己的优势 ,采用改进的坩埚下降(Bridgman)法与提拉法相结合的方法进行晶体生长。针对它是二元钨酸盐的特点 ,控制组分偏离是晶体生长的关键 ,并从坩埚设计、炉体温场设计。

摘要：CsI(Tl)晶体密度大 ,发光中心波长长 ,余辉时间短 ,光产额高 ,易于加工 ,是综合性能优良的闪烁体 ,近年来在高能物理、核物理和医学等领域得到广泛应用。大面积高效短余辉透明闪烁转换屏要求晶体能量转换效率高、余辉时间短、透明、发光中心波长位于可见光范围 ,因而CsI(Tl)晶体成为转换屏的首选材料。本实验就是进行满足上述要求的大面积CsI(Tl)闪烁晶体生长的研究。采用坩埚下降法 ,将高纯碘化铯原料进行预处理后 ,掺入一定的TlI粉料生长晶体。针对晶体截面积大 ( 2 0 0mm× 2 0 0mm)的特点 ,设计合理的晶体生长温场 ,通过实验确定了最佳工艺参数。转换屏用闪烁晶体要求密度均匀 ,即对均匀入射的γ光子响应均匀。实验表明 ,TlI的掺入量及其在晶体中的分布是影响晶体这一性能的关键因素。实验确定了TlI的最佳掺入量的范围 ,通过控制生长工艺生长出TlI分布均匀的CsI(Tl)闪烁晶体 ,加工尺寸为 2 0 0mm× 2 0 0mm× 1 0mm。

摘要：钨酸铅晶体因具有高密度 ,低成本 ,快的衰减时间及耐辐射等特点 ,引起了高能物理界的关注 ,已被看作是一种很有竞争力的探测器材料。它已被选为欧洲核子中心 (CERN)的CMS实验的精密电磁量能器 (EMC)的探测材料。CMS实验对晶体的光输出、辐照性能、透过率及尺寸要求很高 ,要求尺寸为 2 3mm× 2 3mm× 2 30mm× 2 6mm× 2 6mm。对晶体的光输出、辐照性能及透过率要求很高 ,因此必须改进工艺提高晶体的结构完整性。我们采用下降炉 ,采用硅碳棒加热 ,利用在大气气氛中进行晶体生长 ,加籽晶定向减少晶体的开裂 ,生长速度控制在 0 .4～ 1 .0mm/h之间 ,采用 4N原料 ,得到了 2 3mm× 2 3mm× 2 30mm× 2 6mm× 2 6mm的晶体。我们发现晶体的缺陷主要集中在晶体生长的初期和末期。主要有包裹物、气泡、散射颗粒等。通过研究界面稳定的条件下 ,最大生长速率的变化 ,分析了缺陷形成的原因。并通过设计相关实验 ,证实了我们的分析 ,提出较为合理的工艺改进方案。经过实验 ,我们已生长出无气泡 ,无包裹物 ,无开裂的满意尺寸晶体 ,其透过率在 35 0nm处为 1 0 % ;在 42 0nm处为 5 0 %。光输出及辐照性能都有显著提高。

摘要：众所周知 ,BaF2 晶体具有快慢 2个发光成分 ,快成分荧光衰减常数为 0 .88ns,比常用的塑料闪烁体还快 ;慢成分发光强度高 ,有很好的能量分辨率 ,使用该晶体可分别进行能量谱和时间谱的测量。为满足高能物理和低能物理实验工程的需要 ,我们采用Bridgman技术 ,设计出适于大截面BaF2 晶体生长的温场 ,加强了下保温 ,选取优质原料 ,使用异型孔状结构的高纯石墨坩埚 ,在真空石墨电阻加热的下降炉中 ,生长出异型大截面晶体。晶体截面为六方形 ,两平行对边之间距离为 1 0 0mm ,晶体全长达 2 5 0mm ,重量达 1 0kg左右。晶体生长工艺参数 :真空度 1～ 2× 1 0 -3 Pa ,固液界面附近温梯 2 0～ 30℃ /cm ,坩埚下降速率 1～ 2mm/h ,降温速率 1 0～ 2 0℃ /h。经一系列实验测量发现 ,晶体中的阴离子如OH-,O2 -等杂质含量较高 ,使晶体在 1 90nm ,2 1 0nm ,2 5 0nm光谱透过波段产生吸收峰 ,可降低晶体的快成分发光和抗辐照性能 ;而一些有害的稀土离子如La ,Tm ,Ce等杂质的存在可影响晶体慢成分的发光 ,并降低晶体的能量分辨率。同时 ,BaF2 原料中常伴生有Ra等放射性元素 ,这使晶体α辐射本底增加 ,影响晶体使用。另外 ,BaF2 晶体加工表面的光洁度和清洁度也会对晶体闪烁性能起到重要作用 ,特别是选用不同的抛光粉和表面?