1.一种高密度、快衰减时间的闪烁晶体Bi2W2O9的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
(1)Bi2W2O9的合成与籽晶制备:将Li2CO3与H3BO3混合均匀,压制成块,置于坩埚中加热至400 oC恒温24 h,降温后研磨,重新压制成块,再于400 oC加热24 h后降温冷却,获得Li2B4O7预烧料;将Bi2O3、WO3与Li2B4O7预烧料充分混合后,置于坩埚中加热至900 oC恒温10 h后,在24 h内降温至700oC,随后冷却至室温得到冷却料;将冷却料进行破碎处理,再用稀盐酸进行酸洗,再采用超纯水水洗,过滤并干燥后得到Bi2W2O9的微小晶粒;挑选其中形貌完整、透明度高的小晶粒用作籽晶;
(2)确定饱和温度:将Li2CO3与H3BO3混合均匀,压制成块,置于坩埚中加热至400oC恒温24 h;降温后研磨,重新压制成块,再于400oC加热24 h后降温冷却,重复研磨、压制和烧结的过程3次,获得Li2B4O7预烧料;将Bi2O3、WO3与Li2B4O7预烧料混合后,置于坩埚中,在坩埚上方做好保温后,加热至850oC,恒温24h,降温至830oC,得混合液;固定步骤(1)所得Bi2W2O9籽晶缓慢降至混合液液面以上2cm处,停留10分钟后,缓慢下降使Bi2W2O9籽晶轻触液面,2 h后提出籽晶,反复调节温度进行试验并观察籽晶表面,直至表面出现结晶的温度即为饱和温度T;
(3)晶体生长:将步骤(2)所得混合液再次加热至900℃,恒温10 h,随后降温至饱和温度T以上2 oC,缓慢下入Bi2W2O9籽晶使其轻触液面; 2 h降温至饱和温度T,随后以0.01-0.05 oC/h的速率降温至饱和温度T以下20±5 oC进行晶体生长;生长完成后将晶体提离液面,48 h降温至室温,得到Bi2W2O9晶体;
步骤(1)和步骤(2)中Li2CO3、H3BO3、Bi2O3、WO3的摩尔比为1:4:1:3。
2.根据权利要求1所述高密度、快衰减时间的闪烁晶体Bi2W2O9的制备方法,其特征在于,步骤(1)和步骤(2)中坩埚为铂金坩埚。
3.根据权利要求1所述高密度、快衰减时间的闪烁晶体Bi2W2O9的制备方法,其特征在于,步骤(2)用铂丝固定步骤(1)所得Bi2W2O9籽晶。
4.根据权利要求1所述高密度、快衰减时间的闪烁晶体Bi2W2O9的制备方法,其特征在于,步骤(3)晶体生长周期为10-40 天,晶转速率控制在10-40 r/min。
5.根据权利要求4所述高密度、快衰减时间的闪烁晶体Bi2W2O9的制备方法,其特征在于,步骤(3)晶转速率控制在15-25 r/min。
6.一种权利要求1-5任意一项所述高密度、快衰减时间的闪烁晶体Bi2W2O9的制备方法的应用,其特征在于,所得到的晶体用于高能射线、高能粒子的探测和防护领域。