JP2685867B2 - 蛍光性セラミックスの製造方法 - Google Patents
蛍光性セラミックスの製造方法Info
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- JP2685867B2 JP2685867B2 JP1030732A JP3073289A JP2685867B2 JP 2685867 B2 JP2685867 B2 JP 2685867B2 JP 1030732 A JP1030732 A JP 1030732A JP 3073289 A JP3073289 A JP 3073289A JP 2685867 B2 JP2685867 B2 JP 2685867B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線やγ線などの放射線検出器などに用い
られる蛍光性セラミックスの製造方法に関する。
られる蛍光性セラミックスの製造方法に関する。
（従来の技術） シンチレータは、Ｘ線などの放射線の刺激によって可
視光または可視光に近い波長の電磁波を放射する材料で
あり、シンチレーションカウンタとしてＸ線CT（Ｘ線断
層像撮影装置）の検出器などに用いられている。
視光または可視光に近い波長の電磁波を放射する材料で
あり、シンチレーションカウンタとしてＸ線CT（Ｘ線断
層像撮影装置）の検出器などに用いられている。
このようなシンチレータとしては、NaI、CsI、CdWO4
などの単結晶体、BaFCl:Eu、LaOBr:Tb、CsI:Tl、CaWO4
およびCdWO4焼結体（特公昭59−45022号公報参照）、立
方晶系希土類酸化物セラミックス（特開昭59−27283号
公報参照）、Gd2O2S:Pr、Gd2O2S:（Tb,Pr）などの希土
類オキシ硫化物セラミックス（特開昭58−204088号公報
参照）などが知られている。
などの単結晶体、BaFCl:Eu、LaOBr:Tb、CsI:Tl、CaWO4
およびCdWO4焼結体（特公昭59−45022号公報参照）、立
方晶系希土類酸化物セラミックス（特開昭59−27283号
公報参照）、Gd2O2S:Pr、Gd2O2S:（Tb,Pr）などの希土
類オキシ硫化物セラミックス（特開昭58−204088号公報
参照）などが知られている。
これらシンチレータのうち、特に希土類オキシ硫化物
セラミックスは、その高い発光効率や大きなＸ線吸収係
数のためにＸ線CT用のシンチレータとして好適なものと
言える。
セラミックスは、その高い発光効率や大きなＸ線吸収係
数のためにＸ線CT用のシンチレータとして好適なものと
言える。
上記希土類オキシ硫化物セラミックスは、たとえば原
料粉末をホットプレス法やHIP（熱間静水圧プレス）法
などを用いて焼結させ、このセラミックス焼結体から切
断、研磨などの機械加工によって所望の形状および寸法
にし、シンチレータとして用いられている。
料粉末をホットプレス法やHIP（熱間静水圧プレス）法
などを用いて焼結させ、このセラミックス焼結体から切
断、研磨などの機械加工によって所望の形状および寸法
にし、シンチレータとして用いられている。
（発明が解決しようとする課題） 上述のように希土類オキシ硫化物セラミックスからな
るシンチレータは、ホットプレスやHIPなどによる焼結
体に切断や研磨などの機械加工を施すことによって得ら
れる。しかし、希土類オキシ硫化物セラミックスは、焼
結の際の印加圧力による残留歪やこれら機械加工による
機械的ダメージによって、継続してＸ線の曝射を受けた
シンチレータが一時的に劣化し、光出力（放射線照射時
にシンチレータから放出される光量）が経時的に低下す
るヒステリシス現象が認められるという問題があった。
るシンチレータは、ホットプレスやHIPなどによる焼結
体に切断や研磨などの機械加工を施すことによって得ら
れる。しかし、希土類オキシ硫化物セラミックスは、焼
結の際の印加圧力による残留歪やこれら機械加工による
機械的ダメージによって、継続してＸ線の曝射を受けた
シンチレータが一時的に劣化し、光出力（放射線照射時
にシンチレータから放出される光量）が経時的に低下す
るヒステリシス現象が認められるという問題があった。
このようなヒステリシス現象が生じると、たとえばＸ
線CTのＸ線検出器に用いた際に、誤ったＸ線強度データ
を出力することとなり、雑音の多い画像や誤った画像を
もたらすことになる。また、この光出力は放射線検出器
の感度を決定する重要な特性であり、ヒステリシスを減
少させるために光量が極端に低下するようなことがあっ
てはならない。
線CTのＸ線検出器に用いた際に、誤ったＸ線強度データ
を出力することとなり、雑音の多い画像や誤った画像を
もたらすことになる。また、この光出力は放射線検出器
の感度を決定する重要な特性であり、ヒステリシスを減
少させるために光量が極端に低下するようなことがあっ
てはならない。
本発明は、このような従来技術の課題に対処するため
になされたもので、シンチレータの絶対的光出力をほと
んど低下させることなく、放射線の曝射によるヒステリ
シス現象を軽減した蛍光性セラミックスを製造する方法
を提供することを目的としている。
になされたもので、シンチレータの絶対的光出力をほと
んど低下させることなく、放射線の曝射によるヒステリ
シス現象を軽減した蛍光性セラミックスを製造する方法
を提供することを目的としている。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明の蛍光性セラミックスの製造方法は、 化学式:M2O2S ……（Ｉ） （式中、Ｍは希土類元素から選ばれる少なくとも１種の
元素を示す。）で表される希土類オキシ硫化物を主成分
とする希土類元素付活の蛍光性セラミックス焼結体を所
望の形状に機械加工する工程と、この加工体に水素また
は硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で800℃
〜1400℃の温度で熱処理を施す工程とを有することを特
徴としている。
元素を示す。）で表される希土類オキシ硫化物を主成分
とする希土類元素付活の蛍光性セラミックス焼結体を所
望の形状に機械加工する工程と、この加工体に水素また
は硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で800℃
〜1400℃の温度で熱処理を施す工程とを有することを特
徴としている。
本発明に用いられる希土類元素付活の蛍光性セラミッ
クス焼結体としては、上記（Ｉ）式で表される希土類オ
キシ硫化物を主成分とするものであり、上記（Ｉ）式中
のＭとしてはGd、La、Ｙ、Luなどが例示され、これらの
１種または２種以上の混合系として用いられる。また、
付活剤としての希土類元素としては、Pr、Tb、Eu、Tmな
どの１種または２種以上が用いられる。具体例として
は、Gd2O2S:Pr、Gd2O2S:（Tb,Pr）、（Y,Gd）2O2S:Pr、
（Y,Gd）2O2S:（Tb,Pr）、La2O2S:Tbなどが例示され
る。これらはたとえばホットプレス法やHIP法などによ
って作製される。
クス焼結体としては、上記（Ｉ）式で表される希土類オ
キシ硫化物を主成分とするものであり、上記（Ｉ）式中
のＭとしてはGd、La、Ｙ、Luなどが例示され、これらの
１種または２種以上の混合系として用いられる。また、
付活剤としての希土類元素としては、Pr、Tb、Eu、Tmな
どの１種または２種以上が用いられる。具体例として
は、Gd2O2S:Pr、Gd2O2S:（Tb,Pr）、（Y,Gd）2O2S:Pr、
（Y,Gd）2O2S:（Tb,Pr）、La2O2S:Tbなどが例示され
る。これらはたとえばホットプレス法やHIP法などによ
って作製される。
本発明においては、これらの希土類元素付活の蛍光性
セラミックス焼結体に対し、所望の形状とするための切
断加工や研磨加工などの機械加工を施し、この後水素ま
たは硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で800
℃〜1400℃の温度において熱処理を施す。
セラミックス焼結体に対し、所望の形状とするための切
断加工や研磨加工などの機械加工を施し、この後水素ま
たは硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で800
℃〜1400℃の温度において熱処理を施す。
この熱処理温度が800℃より低い温度では、有効に内
部歪や機械的ダメーシを取り除くことができず、また14
00℃を超える温度では、上記蛍光性セラミックス焼結体
が着色してしまうという現象がみられ、光出力が低下し
てしまう。
部歪や機械的ダメーシを取り除くことができず、また14
00℃を超える温度では、上記蛍光性セラミックス焼結体
が着色してしまうという現象がみられ、光出力が低下し
てしまう。
また、熱処理の際の雰囲気中の水素または硫化水素の
濃度は１体積％以上であることが好ましい。水素や硫化
水素の濃度が１体積％未満であると光出力の低下が著し
くなるためである。熱処理に要する時間は、温度にも依
存するためいちがいに言えないが、おおよそ10分間以上
で効果が認められ、たとえば１時間〜５時間程度であ
る。
濃度は１体積％以上であることが好ましい。水素や硫化
水素の濃度が１体積％未満であると光出力の低下が著し
くなるためである。熱処理に要する時間は、温度にも依
存するためいちがいに言えないが、おおよそ10分間以上
で効果が認められ、たとえば１時間〜５時間程度であ
る。
（作 用） 本発明においては、所望の形状とするための機械加工
を行った希土類オキシ硫化物蛍光性セラミックスに対し
て水素または硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気
中で800℃〜1400℃の温度で熱処理を施す。この水素ま
たは硫化水素を含む不活性ガス中での熱処理によって内
部歪が緩和されるとともに、機械加工による機械的ダメ
ージが有効に取り除かれ、ヒステリシスが低減する。た
とえば上記雰囲気以外の雰囲気中での熱処理では、800
℃〜1400℃の温度範囲による熱処理でも希土類オキシ硫
化物蛍光性セラミックスの着色が発生し、光出力が大幅
に低下してしまう。
を行った希土類オキシ硫化物蛍光性セラミックスに対し
て水素または硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気
中で800℃〜1400℃の温度で熱処理を施す。この水素ま
たは硫化水素を含む不活性ガス中での熱処理によって内
部歪が緩和されるとともに、機械加工による機械的ダメ
ージが有効に取り除かれ、ヒステリシスが低減する。た
とえば上記雰囲気以外の雰囲気中での熱処理では、800
℃〜1400℃の温度範囲による熱処理でも希土類オキシ硫
化物蛍光性セラミックスの着色が発生し、光出力が大幅
に低下してしまう。
（実施例） 次に、本発明の実施例について説明する。
実施例１ まず、1500℃×1000気圧の条件によるHIPによりGd2O2
S:Prのセラミックス焼結体を作製し、このセラミックス
焼結体から1mm×2mm×30mmの大きさのシンチレータ片を
切り出した。
S:Prのセラミックス焼結体を作製し、このセラミックス
焼結体から1mm×2mm×30mmの大きさのシンチレータ片を
切り出した。
なお、この切断後のシンチレータ片に管電圧120kVp、
線量1500レントゲンのＸ線を曝射し、この後管電圧120k
Vp、線量0.01レントゲンの条件でＸ線を照射して光出力
を測定したところ、切断後のシンチレータ片の光出力に
対して、ヒステリシス現象によりＸ線曝射前の81％に低
下した。
線量1500レントゲンのＸ線を曝射し、この後管電圧120k
Vp、線量0.01レントゲンの条件でＸ線を照射して光出力
を測定したところ、切断後のシンチレータ片の光出力に
対して、ヒステリシス現象によりＸ線曝射前の81％に低
下した。
次に、切断して所望の形状としたシンチレータ片に、
箱型電気炉中において水素と窒素の混合ガス（水素濃度
３体積％、流量100/min）雰囲気下で1200℃×２時間
の条件で熱処理を施した。
箱型電気炉中において水素と窒素の混合ガス（水素濃度
３体積％、流量100/min）雰囲気下で1200℃×２時間
の条件で熱処理を施した。
このようにして得た熱処理後のシンチレータに線量15
00レントゲンのＸ線を曝射し、この後管電圧120kVp、線
量0.01レントゲンの条件でＸ線を照射し、Ｘ線曝射前の
シンチレータ片の光出力を100％として光出力を測定し
たところ、光出力の維持率は85％と、上記熱処理を行わ
ないものに比べてヒステリシスが減少した。また、熱処
理後のシンチレータの光出力は、熱処理を施さないもの
に対して14％向上していた。
00レントゲンのＸ線を曝射し、この後管電圧120kVp、線
量0.01レントゲンの条件でＸ線を照射し、Ｘ線曝射前の
シンチレータ片の光出力を100％として光出力を測定し
たところ、光出力の維持率は85％と、上記熱処理を行わ
ないものに比べてヒステリシスが減少した。また、熱処
理後のシンチレータの光出力は、熱処理を施さないもの
に対して14％向上していた。
実施例２ 上記実施例１における熱処理に代えて、切断後のシン
チレータ片に管状炉中で硫化水素と窒素の混合ガス（硫
化水素濃度２体積％、流量２/min）雰囲気下で900℃
×１時間の熱処理を施した。
チレータ片に管状炉中で硫化水素と窒素の混合ガス（硫
化水素濃度２体積％、流量２/min）雰囲気下で900℃
×１時間の熱処理を施した。
このようにして得たシンチレータに対して実施例１と
同様に、線量1500レントゲンのＸ線曝射を行い、光出力
の維持率を測定したところ、91％と熱処理を施さないも
のに比べてヒステリシスの大幅な減少が認められた。ま
た、処理後のシンチレータの光出力は、熱処理前に比べ
てわずか１％低下しただけであり、実用上ほとんど支障
のないものであった。
同様に、線量1500レントゲンのＸ線曝射を行い、光出力
の維持率を測定したところ、91％と熱処理を施さないも
のに比べてヒステリシスの大幅な減少が認められた。ま
た、処理後のシンチレータの光出力は、熱処理前に比べ
てわずか１％低下しただけであり、実用上ほとんど支障
のないものであった。
実施例３ 1400℃×1000気圧の条件のHIPによって作製したLa2O2
S:Tbのセラミックス焼結体から1mm×2mm×30mmの大きさ
のシンチレータ片を切り出した。
S:Tbのセラミックス焼結体から1mm×2mm×30mmの大きさ
のシンチレータ片を切り出した。
なお、この切断後のシンチレータ片に実施例１と同一
条件でＸ線を曝射し、この後実施例１と同様にして光出
力の維持率を測定したところ、ヒステリシス現象により
Ｘ線曝射前の89％に低下した。
条件でＸ線を曝射し、この後実施例１と同様にして光出
力の維持率を測定したところ、ヒステリシス現象により
Ｘ線曝射前の89％に低下した。
次に、切断して所望の形状としたシンチレータ片に、
箱型電気炉中において水素と窒素の混合ガス（水素濃度
３体積％、流量100/min）雰囲気下で1200℃×１時間
の条件で熱処理を施した。
箱型電気炉中において水素と窒素の混合ガス（水素濃度
３体積％、流量100/min）雰囲気下で1200℃×１時間
の条件で熱処理を施した。
このようにして得た熱処理後のシンチレータに線量15
00レントゲンのＸ線を曝射し、実施例１と同様にして光
出力の維持率を測定したところ94％と、上記熱処理を行
わないものに比べてヒステリシスが大幅に減少した。ま
た、熱処理後のシンチレータの光出力は、熱処理を施さ
ないものに対して10％向上していた。
00レントゲンのＸ線を曝射し、実施例１と同様にして光
出力の維持率を測定したところ94％と、上記熱処理を行
わないものに比べてヒステリシスが大幅に減少した。ま
た、熱処理後のシンチレータの光出力は、熱処理を施さ
ないものに対して10％向上していた。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、所望の形状を得
る際に不可欠な機械加工によって受けるダメージや焼結
時の印加圧力による残留歪に起因するヒステリシス現
象、すなわちＸ線曝射による光出力の低下を大幅に減少
させることが可能となる。しかも、熱処理による絶対的
光出力の低下がほとんどないために、十分な検出感度が
得られる。したがって、本発明によって得られる蛍光性
セラミックスは十分な感度と少ないヒステリシスを示
し、Ｘ線CTなどの放射線検出器に好適なものを提供する
ことができる。
る際に不可欠な機械加工によって受けるダメージや焼結
時の印加圧力による残留歪に起因するヒステリシス現
象、すなわちＸ線曝射による光出力の低下を大幅に減少
させることが可能となる。しかも、熱処理による絶対的
光出力の低下がほとんどないために、十分な検出感度が
得られる。したがって、本発明によって得られる蛍光性
セラミックスは十分な感度と少ないヒステリシスを示
し、Ｘ線CTなどの放射線検出器に好適なものを提供する
ことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊島 正規 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８ 株式 会社東芝横浜事業所内 (56)参考文献 特開 平２−173088（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】化学式:M2O2S （式中、Ｍは希土類元素から選ばれる少なくとも１種の
元素を示す。）で表される希土類オキシ硫化物を主成分
とする希土類元素付活の蛍光性セラミックス焼結体を所
望の形状に機械加工する工程と、この加工体に水素また
は硫化水素と不活性ガスとの混合ガス雰囲気中で800℃
〜1400℃の温度で熱処理を施す工程とを有することを特
徴とする蛍光性セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1030732A JP2685867B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 蛍光性セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1030732A JP2685867B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 蛍光性セラミックスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209987A JPH02209987A (ja) | 1990-08-21 |
| JP2685867B2 true JP2685867B2 (ja) | 1997-12-03 |
Family
ID=12311845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1030732A Expired - Lifetime JP2685867B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 蛍光性セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685867B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4402258C2 (de) * | 1994-01-26 | 1996-06-20 | Siemens Ag | Leuchtstoff mit reduziertem Nachleuchten |
| DE4402260A1 (de) * | 1994-01-26 | 1995-07-27 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs mit hoher Transluzenz |
| JP3454904B2 (ja) * | 1994-02-25 | 2003-10-06 | 株式会社東芝 | セラミックシンチレ―タおよびｘ線検出器 |
| FR2721918B1 (fr) * | 1994-06-29 | 1996-09-06 | Rhone Poulenc Chimie | Oxysulfure de terre rare, son procede de preparation et son utilisation comme luminophore |
| DE4425922B4 (de) * | 1994-07-21 | 2004-03-18 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung einer Leuchtstoffkeramik durch Heißpressen |
| US8123981B2 (en) | 2009-02-19 | 2012-02-28 | Nitto Denko Corporation | Method of fabricating translucent phosphor ceramics |
| US8137587B2 (en) * | 2009-02-19 | 2012-03-20 | Nitto Denko Corporation | Method of manufacturing phosphor translucent ceramics and light emitting devices |
| CN115321579B (zh) * | 2022-08-18 | 2023-08-08 | 北京科技大学 | 一种高性能硫氧化物荧光粉的制备方法 |
-
1989
- 1989-02-09 JP JP1030732A patent/JP2685867B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02209987A (ja) | 1990-08-21 |
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Legal Events
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