杜绝杂质吸附 新工艺让晶体材料“干货满满”

近日，包头稀土研究院天津分院发布信息，该院重点研究项目晶体级无水溴化镧、无水溴化铈的干法制粒实验取得良好实验效果。采用这种方法对无水稀土卤化物的吸潮性具有明显的抑制作用。

无水稀土卤化物制造中需抑制有害杂质吸附

据包头稀土研究院天津分院科研管理部部长李璐介绍，稀土光功能晶体用高纯稀土原材料主要包含两大类——高纯稀土卤化物和高纯稀土氧化物。稀土闪烁晶体是稀土光功能晶体中的一种，是指以稀土元素为基本组成或者以稀土离子为发光中心，在吸收X射线、γ射线或其他高能粒子后能发出快衰减紫外光或可见光的光功能晶体材料。这种新材料是当今世界晶体材料领域中有重大经济效益的主流晶体之一，产业规模仅次于半导体晶体。

包头稀土研究院天津分院技术人员张瑞森向记者介绍：“21世纪以来，科技人员重点研发的闪烁晶体中90%以上含有稀土元素，为稀土闪烁晶体。”

“我们通过研究发现，稀土卤化物晶体生长，多采用坩埚下降法和提拉法，但生长环境必须是真空环境，还要防止环境中的水、氧等有害杂质与稀土卤化物发生反应。而比表面积与杂质吸附速率呈正相关性，因此，通过干法制粒工艺减少无水稀土卤化物比表面积，抑制水、氧等有害杂质在产品表面的吸附显得十分必要。”张瑞森说。

为保证国内晶体原材料供需平衡贡献力量

那么，什么是干法制粒工艺？干法制粒工艺为何可以减少比表面积？张瑞森表示，干法制粒工艺是指在洁净无水的环境下，将无水稀土卤化物通过常温物理挤压的方式变为粒状，最终使高比表面积粉末状颗粒原料成形，变为粒径可控、高致密度的颗粒。以改善产品的流动性，减少水分吸附面积。

为保证造粒工作不影响现有光功能晶体用无水稀土卤化物批量化制备产品质量，包头稀土研究院天津分院闪烁晶体用无水溴化镧造粒封装工艺国产化研发项目组搭建了具有ppm级水含量控制能力的干法制粒作业车间，通过洁净加工可实现粉末状无水稀土卤化物的吨量级颗粒化处理，并可连续进行绝氧玻璃封装，全流程杜绝环境杂质干扰。

“我们通过建设光功能晶体用批量化制备试验平台、改进产品成型与包装工艺、完善产品质量检测方法，大幅度降低了高纯稀土卤化物的价格，进一步保证了国内高性能功能晶体原材料的供需平衡。”李璐说。

随着市场验证与客户反馈，下一步，项目组将对产品造粒工艺不断完善，以满足更好的用户体验。