硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶

硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶

国家标准 GB/T37418一2019 硅酸鲁、硅酸钯鲁闪烁单晶 oxyorthosilieate,lutetum-yttriumoxyorthosilieatescintilaton Iutetium singleorystals 2019-05-10发布 2019-12-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/37418一2019 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 技术要求 4.1概述 4.2性能 4.3外观、尺寸与形位公差 5 试验方法 5.1试验条件 5.2光输出 5.3能量分辨率 5." 衰减时间 5.5透过率 5.6 辐照硬度 5.7 外观 尺寸 5.8 5.9翘曲度(warp ,.10总厚度偏差(TTV 5a1表面粗糙度(Ra .12垂直度 5.13面形偏差 5.14平行度 检验规则 6.1检验分类 6.2鉴定检验 6.3质量一致性检验 6.4交收检验 供货方式、包装、运输和随行文件 7.1供货方式 7.2包装 7.3运输 7.4随行文件 附录A规范性附录辐照硬度试验方法 附录B规范性附录垂直度测量方法 12 附录C规范性附录平行度测量方法
GB/37418一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国仪表功能材料标准化技术委员会(SAC/TC419)归口 本标准起草单位:电子科技集团公司第二十六研究所、重庆材料研究院有限公司 本标准主要起草人:王佳、岑伟、张俊、付昌禄、丁雨憧、何伦英、张弛、徐扬、胡吉海、李和新
GB/37418一2019 硅酸鲁、硅酸亿鲁闪烁单晶 范围 .sio.,简称Ce:.L.so]、掺铺硅酸忆锦[Ce.(Lu,Y,)a 本标准规定了掺铺硅酸锻[Ce.Ldan SiO,简称Ce;ILYsO]闪烁单晶的术语和定义、技术要求,试验方法、检验规则供货方式,包装、运输及 随行文件 本标准适用于Ce;LsO,Ce:;LYSO闪烁单晶(以下简称晶体),其他闪烁晶体可以参考使用 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 件 -般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T1804一2000 GB/T2831-2009光学零件的面形偏差 GB/T4960.62008核科学技术术语第6部分:核仪器仪表 GB/T7962.12201o无色光学玻璃测试方法第12部分;光谐内透射比 GB10252一2009 辐照装置的辐射防护与安全规范 Y GB/T11293一1989固体激光材料名词术语 GB/T13181一2002闪烁体性能测量方法 GB/T131822007碘化钠(钝)闪烁体和碘化钠(钝)闪烁探测器 GB/T142642009 半导体材料术语 GB/T30118一2013声表面波(SAw)器件用单晶晶片规范与测量方法 GJB179A一1996计数抽样检验程序及表 c/T2018-201o高能粒子探测用掺钝碘化钝晶体 术语和定义 GB/T4960.62008,GB/T112931989,GB/T131822007、GB/T14264一2009、Jc/T2018 2010界定的以及下列术语和定义适用于本文件 为便于使用,以下重复列出了GB/T4960.62008 GB/T11293一1989,GB/T13182一2007,GB/T14264一2009,JC/T2018一2010中的某些术语和定义 3.1 单晶singleerystal 不含大角晶界或李晶界的晶体 [GB/T142642009,定义3.222] 3.2 原生晶棒ingot 未经过任何加工工艺过程的原生态棒状单晶体 3.3 宏观质量macrscopicquality 在一定功率的激光器照射下,肉眼可见的晶体内部质量特性
GB/T37418一2019 注:如裂纹、云层、气泡等 3.4 光输出lightoutput 闪烁体发射光子的总数与该闪烁体吸收的人射辐射能量之比 [GB/T4960.62008,定义2.3.19] 3.5 能量分辨率energresolutionm 对于某一给定的能量,能分辨的两个粒子能量之间的最小相对差值的量度 [GB/T13182一2007,定义3.1.16] 3.6 衰减时间deeytime 闪烁体受单次激发后,发射光的强度下降到其最大值的1/e所需的时间 [GB/T4960.62008,定义2.3.5] 3.7 透过率transmittance 由光学介质出射的光强与同波长的人射光强之比 [GB/T11293一1989,定义75 3.8 辐照硬度radiationhardness 晶体抵抗辐照损伤的能力 注，通常采用晶体辐照前后光输出或透过率的下降幅度作为评价闪烁晶体辐照硬度的指标 [Jc/T2018一2010,定义3.打] 技术要求 4.1概述 原生晶棒可以加工成片状、块状等形状的晶体,也可以按照使用要求加工成其他形状 4.2性能 原生晶棒的性能应符合表1的规定 表1原生晶棒性能 序号 性能特性 Ce:lSO Ce:LYSO 备注 光输出 >28000ph/MeV >28000ph/MeV <11%(@662keV <11%(@662keV) 能量分辨率 衰减时间 42ns 42ns >82%(420nm) 透过率规定时 >82%(420nm 高能物理领域用 <10%累积10Gy <10%(累积10'Gy) 辐照硬度(规定时 高能物理领域用
GB/37418一2019 4.3外观、尺寸与形位公差 4.3.1通则 除另有规定外,晶体的外观、尺寸与形位公差应符合本标准的要求,其中未注线性尺寸公差与角度 公差应分别不低于GB/T1804一2000中m级要求 4.3.2外观 晶体应无色透明,宏观质量应合格,即无裂纹、云层和气泡等 4.3.3尺寸 品体尺寸应符合合同或技术规格书要求 4.3.4尺寸与形位公差 4.3.4.1晶片 晶片尺寸与形位公差应符合表2的规定,其中晶片尺寸D表示晶圆直径或者方片对角线长度 尺寸 表2晶片形位公差 品体尺寸(D) 单位 序号 参数名称 D<50.8 50.8D76.2 76.2100.0 mmm 翘曲度(Warp 二20 30 二50 S60 4mm 总厚度偏差(TTV <20 30 10 30 Amm 表面粗糙度(Ra) 0.005 <0.005 <0.005 <0.005 Am 4.3.4.2晶块 晶品块尺寸与形位公差应符合表3的规定 表3晶块形位公差 序号 参数名称 指标 备注 0.0054nm 表面粗糙度(Ra 垂直度 l0" 适用于非圆柱状晶块 面形偏差 <0.6m 平行度 <40" 试验方法 5.1试验条件 应在正常大气条件下进行外观尺寸,形位公差与透过率试验,在参考条件或标准试验条件下进行
GB/T37418一2019 性能试验 参考条件、标准试验与正常大气条件应符合表4的规定 表4试验条件 检测项目 影响量 参考条件 标准试验条件 正常大气条件 环境温度 15C35C 外观、尺寸与 形位公差 相对湿度 20%一80% 透过率 86kPa106kPa 大气压强 " 20 -22 环境温度 18 相对湿度 65% 50%75% 大气压强 101.3kPa 86kPa~106kkPa 交流供电电压 220(1士1%)V 220V 光输出、 交流供电频率 50Hz 50(1士1%)Hz 能量分辨率、 衰减时间、 交流供电波形 正弦波,波形总畸变<5% 正弦波 辐照硬度 环境》辐射 空气吸收剂量率0.1gGy/h空气吸收剂量率<0.25Gy/h 外磁场干扰 可忽略 小于引起干扰的最低值 外界磁感应 可忽略 小于地磁场引起的干扰的2 放射性沾染 可忽略 可忽略 注:在不影响Ce;LSO,Ce:LYSO单晶性能测量的前提下,允许在相近条件下进行 5.2光输出 光输出的试验方法应按照GB/T13181一2002第5章的规定,宜使用5.1中全吸收峰法或康普顿分 布边缘法,放射源使用rC、/2Na 5.3能量分辨率 能量分辨率的试验方法应按照GB/T131812002第7章的规定,宜使用rCs放射源 5.4衰减时间 衰减时间的试验方法应按照GB/T13181一2002第10章的规定,宜使用Cs放射源 5.5透过率 透过率的试验方法应按照GB7962.12一2010第4章的规定 5.6辐照硬度 辐照硬度的试验方法应按照附录A的规定 5.7外观 晶体颜色用目测法检查 在5倍放大镜下,目视检查晶体的裂纹,宏观质量采用在荧光灯或5mw He-Ne激光束照射下目视检查
GB/37418一2019 5.8尺寸 尺寸采用精度为0.02mm的游标卡尺进行测量 5.9翘曲度(warp 翘曲度(warp)的试验方法应按照GB/T30118一2013中6.6的规定 5.10总厚度偏差(TTV 总厚度偏差(TTV)的试验方法应按照GB/T301182013中6.7的规定 5.11表面粗糙度(Ra) 表面粗糙度(Ra)的试验方法应按照GB/T301182013中6.10的规定 5.12垂直度 垂直度的试验方法应按照附录B的规定 5.13面形偏差 面形偏差的试验方法应按照GB/T2831-2009中第7章的规定 5.14平行度 平行度的试验方法应按照附录C的规定 检验规则 6.1检验分类 质量检验分为鉴定检验,质量一致性检验和交收检验 检验项目、检验顺序、检验类别和样本数见 表5 6.2鉴定检验 6.2.1通则 鉴定检验应在正式投产前进行 当晶体原料或制造工艺发生重大变化时,应重新进行鉴定检验 6.2.2样本 6.2.2.1样本组成 试验样本由样件与晶体组成 样本由同一批原料,并采用相同工艺制造 其中,样件用于性能指标 测试,晶体用于晶体外观、尺寸等指标测试 6.2.2.2样件要求 样件应由同一根原生晶棒制作而成 其中: 表5中“序号1序号3”检验样件为晶块 样件在原生晶棒等径长度头、尾10mm范围内各 a 取1件,尺寸为(10,0nmm士0.2mm)×(10.0mm士0.2mm)×(5.0mm士0.2mm),样件内部 无宏观缺陷,大面单侧抛光 b)表5中“序号4”的样件为晶片 样件在原生晶棒等径长度头、尾10mm范围内各取1件,尺寸
GB/T37418一2019 为20.0mm士0.2 mm)×20.0mm士0.2mm)×(1.0 mm),样件内部无宏观缺陷 mm士01 大面双侧抛光; 表5中“序号5”的样件为晶块 样件在原生晶棒等径长度头、尾20mm范围内各取1件,尺寸 为(20.0mm士0.2mm)×20.0mm士0.2mm)×(15.0mm士0.2mm),样件内部无宏观缺陷 大面单侧抛光 6.2.2.3晶体要求 晶体包括晶片或晶块,由符合表5“序号1~序号5”要求的原生晶棒加工制成 表5检验项目 检验类别 样本数 允许不合格数 质量一致性 技术 检验样本 序号 分类 检验项目 鉴定 交收 检验 要求 方法 形式 鉴定检验 交收检验、 检验 检验 C组检验 A组检验 A组 C组 4.2 5.2 光输出 能量分辨率 4.2 5.3 2(0) 2(0 性能 衰减时间 4.2 5.4 样件 透过率 4.2 5.5 2(0) 2(0 辐照硬度 4.2 5.6 2(0) 2(0 外观 4.3.2 5.7 尺寸 4.3.3 5.8 翘曲度 4.3.4.l1 5.9 warp) 晶片 6(0 总厚度偏差 5.10 4.3,4. TTV 外观、 表面粗糙度 iB179A-1996 9 4.3.4.1 5.11 尺寸与 Ra) 检验水平:ll， 形位 AQL;2.5 外观 5.7 4.3.2 公差 12 尺寸 5.8 4.3.3 表面粗糙度 13 4.3,4.2 5.l1 Ra 品块 4(0 1 垂直度 4.3,4.2 5.13 15 面形偏差 4.3.4.2 5.l4 16 平行度 4.3,4.2 5.15 注“"表示必检项目;"“”表示有要求时的检验项目;“"表示不要求检验 6.2.3检验程序 性能(表5中序号1一序号5)检验采用样件检验,外观、尺寸与形位公差表5中序号6序号16) 采用晶体检验 检验项目受试样本抽样方案应符合表5的规定 检验顺序按照表5中序号1序号
GB/37418一2019 16依次进行 6.2.4判定规则 若检验样本通过表5规定的各项检验,则鉴定检验合格,否则鉴定检验不合格 6.3质量一致性检验 6.3.1A组检验 6.3.1.1检验批 -个检验批应由同一批号原料生产,相同工艺制造、在规定时间内提交检验的一根原生晶棒所制样 件与晶体(晶片或晶块)组成 6.3.1.2检验程序 A组检验为逐批检验,A组检验项目、检验顺序、样本数按表5规定进行 6.3.1.3抽样方案 所有原生晶棒100%制样,表5中“序号1一序号5”使用同根原生晶棒的2个样件进行检验,其样件 应按照6.2.2.2a)的要求进行制样 试验样品应从检验合格的原生晶棒制成的晶体中抽取 表5“序号6一序号16”应按GJB179A 1996的规定,在每个检验批中随机抽样 采用一次正常检验抽样方案，一般检验水平I,可接收质量水 平为2.5 6.3.1.4判定规则 表5“序号1~序号5”检验出现任一项不合格时,则该批次原生晶棒检验不合格 当表5“序号6”或“序号1l1”检验不合格时,则该批次晶体检验不合格 当表5“序号1一序号5,序号6”检验合格或“序号1一序号5序号11"检验合格,而表5“序号7一序 号10”或“序号12一序号16”检验不合格时,可以进行返工,返工后再进行表5“序号7一序号10”或“序 号12一序号16”的一次加严检验抽样方案,检验水平l,可接收质量水平为2.5 6.3.2C组检验 6.3.2.1检验程序 C组检验为周期检验,C组检验每24个月或每60批(取最短时间)进行一次 C组检验项目、检验 顺序、样本数按表5规定进行 6.3.2.2抽样方案 C组检验应在已通过A组检验(表5中“序号1一序号3”)的原生晶棒中抽取,样件应按照6.2.2.2b 6.2.2.2e)的要求进行制样,抽样方案应按照表5规定执行 6.3.2.3判定规则 若受试样本通过C组检验,则周期检验合格 否则周期检验不合格 6.4交收检验 交收检验应按表5的规定进行
GB/T37418一2019 供货方式,包装,运输和随行文件 7.1供货方式 产品以晶体供货,供货形状由供需双方协商确定 7.2包装 7.2.1内包装 -个晶体宜单独使用一个内包装盒 在包装盒允许的情况下,可以装两个以上的晶体但晶体相互 之间应用软泡沫塑料等材料隔开并填实,确保在运输中不相互摩擦或碰撞 7.2.2外包装 晶体发货运输时,应有外包装箱 外包装箱内的内包装盒之间应用软泡沫塑料等材料填实,确保在 运输中不相互摩擦和碰撞 7.2.3包装标签 内包装盒应有包装标签,标签包括制造商名称、晶体名称和型号、出厂日期等 外包装箱应有包装标签,标签应至少包括: 晶体名称和型号,发货单位、出厂目期 a) 订货单位; b) “小心轻放”“请勿倒置”“易碎”“防雨”“防潮”等字样或图案标志 c 7.3运输 运输过程中应防止雨淋、水浸,注意防震 7.4随行文件 7.4.1概述 晶体的随行文件包括晶体合格证、使用说明书等有关文件 对出口的晶体,除需方特别声明外,应 有英汉对照的随行文件 7.4.2晶体合格证 晶体合格证应至少包括以下内容 制造商名称; aa b) 晶体名称和型号规格 检验合格章、检验日期和检验员号 c 7.4.3使用说明书 使用说明书的内容应至少包括以下内容 制造商的名称.地址和联络方式 a b 晶体的型号和规格,晶体尺寸 性能参数或范围; c d)使用和贮存的注意事项和环境条件
GB/37418一2019 附 录 A 规范性附录 辐照硬度试验方法 A.1试验目的 通过测试比较品体辐照前后光输出的变化即辐照硬度,反映晶体的抗辐射损伤情况 A.2试验条件 A.2.1放射源 放射源为"Co或1Cs,宜使用"Co. A.2.2辐照条件 吸收剂量率0.02Gy(H,O)/h1Gy(H,O)/h,辐照剂量积累达到10'Gy A.2.3工作场所 工作场所应符合GB102522009第5章的规定 A.2.4辐射防护 辐射防护应符合GB10252一2009第6章的规定 A.2.5辐射安全 辐射安全应符合GB10252一2009第9章的规定 A.3试验装置 晶体辐照硬度试验的辐照装置见图A.1 放射源 闪烁晶体 支架 图A.1辐照装置
GB/T37418一2019 A.4试验步骤 试验步骤如下 检测待测晶体样件辐照之前的光输出S; a b 用重铬酸银吸收剂量测量系统测量并计算得到样件辐照位置的吸收剂量率 根据辐照剂量计算得到辐照时间1,辐照时间！等于辐照剂量除以吸收剂量率; d 将待测样件置于辐照场中; e 经过辐照时间后,待测样件辐照剂量积累至试验规定条件后结束: 辐照完毕后,将待测晶体样件取出,并用黑布包好; 在24h内完成待测样件光输出S的检测 g A.5数据处理 待测晶体辐照硬度R按式(A.l)进行计算 S S ×100% R = (A.1 S 式中 R 晶体样件接受辐照后,光输出的变化; 辐照前,待测晶体样件的光输出,单位为光子数每兆电子伏(ph/MeV) 辐照后,待测晶体样件的光输出,单位为光子数每兆电子伏(ph/MeV. 0
GB/37418一2019 附录 B 规范性附录 垂直度测量方法 B.1测量目的 测量晶块相邻被测面的垂直程度 B.2测量条件 按表4规定的试验标准大气条件进行测量 B.3测量仪器 影像测量仪 B.4测量步骤 测量步骤如下: 将晶块放人三维影像仪的工作台上; a b 在相邻两条边上分别任取两点1,2和3,4,同一边上两点之间的距离应大于其边长的三分之 取点示意图见图B.l; 测量点1、点2形成的直线与点3、点4形成的直线相交形成的夹角,即为两个面的垂直度 图B.1相邻边取点示意图 11
GB/T37418一2019 附 录 C 规范性附录) 平行度测量方法 C.1测量目的 测量晶块被测两个平行面的平行程度 C.2测量条件 按表4规定的试验标准大气条件进行所有测量 C.3 测量仪器 比较测角仪 C.4 测量步骤 测量步骤如下 将被测晶块放在工作台上,为防止滑动,可在工作台上垫一张镜头纸 a b 将比较测角仪的自准直望远镜调节到使光轴与晶块被测表面垂直 由于存在不平度,在视场 中可见到两组分开的亮刻线象 在工作台上旋转被测晶块,此时在视场中见到两亮刻线象相对移动 直到水平暗刻线分划与 两亮刻线相交在相同的亮刻线的刻线值处,见图C.1 d 读出两亮刻线象分开的角度值" ; -品 另 w S E9 图c.1测量晶块平行度的视场示意图 C.5数据处理 待测晶块平行度按式(C.1)进行计算 12
GB/37418一2019 9 日 C.1 n 式中: 待测晶块平行度指标,单位为秒("); -两亮刻线象分开角度值,单位为秒("); 晶块的折射率,数值为l.80.

介绍硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶GB/T37418-2019

硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶是一种新型的非有机闪烁材料，具有较高的光输出和良好的能量分辨率，在核物理、高能物理、医学、环境监测等领域得到了广泛应用。

硅酸镥（Lu2SiO5）闪烁单晶是一种高效的闪烁材料，其主要特点是高密度（7.4g/cm3），高光输出（约24000 ph/MeV），以及很好的能量分辨率（6% @662keV）。硅酸钇镥（LYSO）闪烁单晶与硅酸镥相似，但其光输出更高（约32000 ph/MeV），能量分辨率也更优秀（7% @662keV）。

目前，硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶已经成为PET（正电子发射断层扫描）探测器的首选材料，可用于放射性药剂代谢显像、肿瘤诊疗等临床应用。同时，硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶还被广泛应用于高能物理实验领域，如LHC（大型强子对撞机）等。

GB/T37418-2019是国家标准化管理委员会发布的《硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶》标准，对该类闪烁单晶在生产制造、技术指标、质量控制、检验方法等方面进行了规范。该标准的发布，将进一步推动硅酸镥、硅酸钇镥闪烁单晶的发展和应用，在提高产品的品质和性能的同时，还可以促进国内相关产业的发展。

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2022/8/5 22:13:29 现行