锌铊共掺碘化钠晶体的生长及闪烁性能

采用坩埚下降法生长了NaI∶Zn(0,0.05%,0.08%,0.4%),Tl(0.18%)晶体。对晶体样品进行了X射线粉末衍射、电感耦合等离子体发射光谱以及紫外可见近红外透射光谱测试。结果表明,生长的晶体具有单一的物相,Zn和Tl离子掺杂并没有改变NaI的晶体结构;随着Zn掺杂浓度的增加,晶体内的Zn^(2+)离子浓度增加、Tl^(+)离子浓度下降;晶体透过率随Zn掺杂浓度的增加呈现先增大后减小的趋势,Zn掺杂浓度为0.08%时,样品的透过率最高,且所有样品在350~700 nm波段的透过率均高于70%。经过切割、打磨、抛光、封装等工序将NaI∶Zn,Tl晶体封装成辐射探测元件。闪烁性能测试结果表明,在137Cs放射源激发下,Zn掺量为0.05%、0.08%时的NaI∶Zn,Tl晶体的能量分辨率≤6.80%,光输出相对于NaI∶Tl晶体增加6%~10%,这有利于NaI晶体在高能粒子探测领域的进一步应用。

大尺寸掺铊碘化钠晶体生长及闪烁性能

采用坩埚下降法,生长了体积为4 L的大尺寸NaI(Tl)晶体。对晶体进行X射线粉末衍射、紫外可见近红外透射光谱测试,结果表明,生长的晶体具有单一的物相,在600~1600 nm的透过率高于75%。电感耦合等离子体发射光谱测试结果表明,晶体中的Tl离子浓度从头部到尾部逐渐增加。经过锻压、切割、打磨、抛光、封装等工序将NaI(Tl)晶体毛坯制成100 mm×50 mm×400 mm的方形晶体。闪烁性能测试结果表明,在^(137)Cs放射源激发下,晶体的平均能量分辨率为7.9%,不同位置的相对光输出和能量分辨率存在一定差异。

具有孔隙结构的金属基金刚石工具的研究进展

在金属基金刚石工具中引入孔隙结构,旨在增加容屑空间和冷却效果,从而提高工具性能。然而,孔隙率增加导致的工具力学性能急剧下降,限制了工具的服役性能。近年来科研人员开发了多种金刚石工具制备新方法,制备的工具孔隙结构从整体均匀化向局部有序化转变,同时工具的性能和成本等也呈现出较大差异。因此,本文首先介绍多孔金属基金刚石工具的孔隙结构特点及其对性能的影响,然后围绕制备多孔金属基金刚石工具的热压法、增材制造法和激光修整法,系统总结了各制备方法的原理和参数调控要点,重点梳理了工具的制备工艺参数-孔隙结构-力学性能-服役性能之间的对应关系,最后评述各制备方法的优缺点及适用范围,探讨多孔金属基金刚石工具可能的发展方向。

硅酸铋——一种快计时重闪烁新型多功能晶体材料

硅酸铋(Bi 4Si 3O 12,BSO)晶体是一种新型的闪烁晶体,具有高辐射硬度、短衰减时间、低成本等优点,作为闪烁材料近年来引起了人们的极大关注。BSO晶体短的紫外吸收边能更好地分离Cherenkov光和闪烁光,并有效收集Cherenkov光信号,使其成为未来双读出量能器和均匀强子量能器的最佳候选材料。稀土离子掺杂BSO晶体在LED和激光等方面表现出优良的性能,被认为是一种不错的发光二极管和激光晶体材料。尽管BSO晶体是一种综合性能指标非常优异的多功能晶体,但该晶体迄今为止还没有被真正应用于实际生产中。随着大尺寸BSO晶体生长技术的突破以及稀土离子掺杂BSO晶体闪烁性能的提升,该晶体独特的双读出性能和极具优势的价格使其在高能物理、核医学成像等粒子探测和LED、激光等方面展现出巨大的应用潜力。

晶体生长过程建模及解耦控制

晶体生长过程中其直径的控制是通过调节生长速度和热场温度而实现的。控制系统是一个双入双出系统,输入输出之间存在耦合关系。本文采用前馈补偿解耦的方法,实现了单晶炉生长控制中的解耦控制,并通过仿真及实验证明了方法的有效性。

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究。测量了晶体在350~2700 nm波段内的吸收光谱。用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1μm激光上能级的寿命为10.65 ms。用F-L公式计算了晶体在2.1μm处的发射截面为6.92×10^(-20)cm^2,并与其他Ho^(3+)掺杂的激光晶体进行了对比。采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶YAG晶体棒,实现2.1μm的脉冲输出。在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5%,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高。

YAlO_(3)∶Ce晶体的生长及性能研究

本文采用中频感应提拉法生长了尺寸为Φ35 mm×70 mm的完整的YAlO_(3)∶Ce(YAP∶Ce)晶体。XRD测试结果表明所生长的YAP∶Ce晶体主相为YAP相,同时存在第二相YAG相;光致激发发射光谱表明晶体发射波长在344 nm和376 nm,激发波长分别为273 nm、290 nm和305 nm;X射线激发发射光谱表明晶体发射波长在377 nm附近;在γ高能射线激发下,晶体衰减时间曲线呈指数衰减,拟合后得到YAP∶Ce晶体的衰减时间为46 ns,通过高斯拟合以后YAP∶Ce晶体的能量分辨率和绝对光产额分别为8.51%和8530 ph/MeV。本文分析了晶体生长过程中产生开裂和相变的原因,通过优化温场和工艺可以得到完整无开裂的晶体。如何获得更大尺寸的无开裂、无相变晶体,并实现量产是该晶体规模化应用中需要解决的重要技术难题。

上海新漫LYSO晶体商用于全景动态扫描PET-CT uEXPLORER探索者

2021年8月6日,CCTV-2《强国基石》栏目以“人体‘哈勃望远镜’”为题报道了人类历史首创的PET-CT系统——uEXPLORER探索者,该机由上海联影医疗科技股份有限公司生产。uEXPLORER探索者将轴向视野从传统PET-CT的20~30 cm扩展至近2 m,实现一个床位最短15 s完成人体的全身扫描,整机灵敏度是传统PET-CT的40倍,扫描时产生的辐射剂量为传统PET-CT的1/40,它在传统静态代谢过程3D成像的基础上增加了“时间”维度,实现了4D全景成像,让人类第一次能用肉眼清晰观测药物注射后在人体血管内流动、扩散,到被代谢的全过程,被称为探索人体奥秘的“哈勃望远镜”,为个性化精准诊疗、新药研发等各个领域的科研提供了丰富的想象空间。

石英晶体老化率及真空退火应用的探讨

作为最主要的可靠性之一,石英晶体的老化率是一项非常重要的参数,作为频率元件,老化率直接体现着石英晶体的稳定性。而石英晶体振荡器的老化是一个影响因素众多的系统问题,如何稳定并提高老化率指标是行业内各厂家生产中的难题。本文主要讨论关于老化的改善手段,并且主要介绍关于高真空退火对老化率影响的试验。

石英晶体与蓝牙技术的配合方案

无线系统对晶体的要求很高,本文以蓝牙芯片为例探讨石英晶体在开发与应用时的设计方法,以获得最适宜的匹配方案。

一种军用温补石英晶体振荡器的相关研究

表面贴装温度补偿石英晶体振荡器(以下称SMD TCXO),是压电石英晶体元器件系列中的高端产品,以其在宽温度范围有较高的频率稳定性和低功耗等独特优点,被广泛应用于移动通信、北斗导航设备等领域.本文介绍了一种用SMD TCXO产品及研制过程,主要对老化性能和电性能做了分析研究.

石英晶体振荡器温频特性与其石英晶片的关系

通过对普通晶体振荡器温度特性的研究,分析晶体振荡器温度频率特性与其的石英晶片的温频之间的关系,对测得的温频数据进行MINITAB分析,发现存在着规律及数学关系。

低噪声高稳定100M恒温振荡器的设计与实现

为设计一款低相位噪声、高稳定度的恒温晶振,该文对振荡电路和控温槽进行了研究。最终采用串联谐振模式电路配以高Q值晶体完成了振荡模块设计,100M晶振近端噪声可达-113dBc@10Hz、-168dBc@1kHz。控温槽选用双恒温槽结构。通过试验发现可以将单槽0.05的控温系数提高到0.01以内,极大地提高了晶振稳定性。

一种基于通孔技术的新型石英音叉振子

石英具有很高的品质因数,因此用石英加工的频率元件也具有极高的稳定性,能大大提高系统的时间精度。32.768 KHz的表晶利用其压电效应产生精准可靠的时间基准,随着石英频率元件领域对半导体光刻技术的引入,适用于表贴型小型化表晶的音叉振子的研究正不断深入。介绍了音叉的基本工作原理及阻抗改进的凹槽技术,提出一种以通孔导通正反面槽电极的新型石英音叉振子方案,极大的缩短供电线路,减少电流流通过程中的电能损耗,提升音叉振子的低功耗性能,同时提高音叉结构的对称,在一定程度上提升表晶的性能稳定性。

基于双摆模型的单晶炉提拉系统摆动现象动力学分析

针对单晶炉旋转提拉系统在运行中出现的摆动现象进行了建模和数值仿真。将该旋转提拉系统简化为在支座简谐激励下的双摆力学模型,模型中考虑了提拉软轴及提拉头的质量,以及系统的阻尼。应用拉格朗日方程导出了该系统的非线性振动方程并加以线性化,通过模态分析将耦合的双自由度振动方程化为两个单自由度方程。应用Matlab平台进行数值仿真,模拟出了提拉系统振动幅值随旋转频率的变化关系。理论分析结果与实际中观察到的现象一致。研究结果为改善提拉系统的动态性能,减小提拉系统的摆动幅值提供了理论方法和依据。

基于FPGA的开关电源模糊滑模控制器研究

设计了一种将模糊控制和传统滑模变结构控制相结合的模糊滑模变结构控制器。该控制器简化了模糊控制器的输入,同时柔化了控制信号,减轻了一般滑模变结构控制的抖振现象。仿真结果表明,所设计的模糊滑模变结构控制器与一般滑模变结构控制器相比,具有更好的控制效果、鲁棒性和动态性能,有效降低了抖振。利用现场可编程门阵列(FPGA)实现了所研究的数字控制器,并对高频开关电源样机进行了有效控制,证明了所提方法的有效性。

超细碳化钨粉末特性对金刚石锯片刀头显微结构的影响

采用超细WC粉末和工业级的Sn、N i、Co、Cu粉末以及金刚石为原料,经真空烧结后制备成金刚石锯片刀头。用扫描电镜(SEM)观察了WC粉末和合金的形貌,用能量散射谱(EDS)测试了合金的微区成分分布。研究结果表明,超细WC粉末的添加能改善Sn-N i-Co-Cu结合金刚石锯片刀头的显微结构,超细WC含量的增加有利于材料晶粒的细化和强度提高,Cu是烧结中产生液相和使成分偏析的重要影响因素,Co对晶粒异常生长影响很大,Sn的添加有利于晶粒的细化。

几种提高微晶石锯片综合应用性能的方法

近年来,微晶石作为新型的装饰材料在我国获得了广泛的应用。针对微晶石的难加工与锯切,从在金刚石刀头胎体中添加钨粉、采用制粒工艺以及设计多层结构刀头三方面探讨提高微晶石锯片的综合应用性能。结果表明:钨粉的添加能改善金刚石刀头的性能并提高锯片的寿命;制粒技术的应用可改善金刚石在胎体中的均匀分布和提高对金刚石的把持力;多层结构刀头有效提高了锯片的锋利度和切削质量。

技术创新在金刚石制品业中的重大作用(上)

通过对国内外近两年来金刚石工具工业技术创新的发展与作用的考察与分析,作者认为必须重视金刚石的镀覆和预合金粉末的应用,容积式冷压机与各种烧结工艺与设备的开发,加快激光焊接锯片,金刚石绳锯与金刚石表面金属化及单层金刚石高温钎焊的开发与应用,重视半导体工业中金刚石工具的应用,特别是CMP的研制与生产。

锯切花岗岩用金刚石有序排列锯片构研制

本文叙述了金刚石均匀分布／有序排列的优越性,引用信息产业集成电路的先进制造技术与工艺研制成锯切花岗岩用金刚石有序排列锯片。对比实验表明,在相同胎体配方与工艺条件下,有序排列锯片的锯切效率比常规锯片提高20％-30％,锯切速度高达7m／min以上。在我国金刚石工具行业中采用与推广金刚石有序排列锯片将具有重大意义。