新型金刚石膜辐射剂量计的研究进展

在辐射研究与辐射应用中准确地测量辐射剂量或吸收剂量是一项重要的工作,因此对其所用测试仪器--剂量计的要求也就十分严格.现有的剂量计主要有电离室剂量计和Si二极管剂量计,它们在使用过程中均存在许多不足之处,有必要开发新型的辐射剂量计.近年来,国内外开展了用金刚石膜作为辐射探测材料的研究,并取得了许多进展.简要介绍了该辐射剂量计的原理、研究进展及应用前景.     

溶胶凝胶法制备玻璃离子水门汀粉剂

针对充填用玻璃离子水门汀(Glass ionomer cement,GIC)机械强度不足的问题,选取SiO2-Al2O3-CaF2-CaO-P2O5体系,用溶胶凝胶法(sol-gel)制备玻璃粉,以市售GIC为对照,抗压强度为指标,优化配方、煅烧温度、粉液比并用乙酸处理来提高GIC机械性能,并测试GIC的抗压强度、维氏硬度和净固化时间,用XRD表征并做粒径分析,所得数据用单因素方差分析.以配方2.3SiO2-2.2Al2O3-0.5CaO-0.5CaF2-0.08P2O5,750℃煅烧,1.5％乙酸处理后酸处理组GIC抗压强度(粉液比1∶1)为148.04 MPa,相较于自制组(111.59 MPa)和市售组(102.54 MPa)分别提高了12.65％和44.37％ (P ＜0.05);维氏硬度38.11 MPa,相较于自制组(33.83 MPa)提高了12.65％ (P ＜0.05)并与市售组(41.63 MPa)相比较无显著性差异(P ＞0.05);XRD显示市售、自制及酸处理三组玻璃粉相似均呈无定形态,90％粒径分另分布在26.02 μm、29.80 μm和14.62μm以下,净固化时间分别为3,24″、3,23″和5,49″,均满足临床要求.提示通过优化配方、煅烧温度、粉液比及用乙酸处理sol-gel制备的GIC粉剂能有效提高GIC的机械学性能.     

不同灌注间隔时间对模型材料间结合的影响

在口腔模型的分步灌模法中,脱模时模型与底座分离的现象时有发生,直接影响了模型的完整性和精确性.因此有必要对不同灌注间隔时间下模型材料间的结合强度进行研究,为临床操作提供参考.将超硬石膏和硬石膏灌注印模腔一侧,间隔0 min、5 min、10 min、20 min和30 min后用普通石膏灌注另一侧,每组样本10个,共100个.常规自然干燥后,用电子万能实验机测量各样本的抗弯强度,用单因素方差进行统计学分析.研究结果表明超硬石膏组不同间隔时间的抗弯强度分别为:1.26、1.32、1.07、0.75、0.68 MPa,硬石膏组的分别为:1.10、0.96、0.73、0.65、0.52 MPa,各组之间的抗弯强度有高度统计学差别(P<0.01).超硬石膏组的抗弯强度在5 min组达到最高,随间隔时间增加快速下降,间隔30 min时其抗弯强度已下降至0 min组的1/2.硬石膏组的抗弯强度在0 min组最大,随间隔时间的增加而持续下降.由此可见口腔临床分步灌模中,在超硬石膏或硬石膏灌注完成后应立即灌注普通石膏,或至少在10 min以内灌注.以避免因间隔时间过长影响石膏间的结合强度.     

微波加速合成含碳酸根纳米羟基磷灰石

为加速合成仿自然骨的含碳酸根纳米羟基磷灰石（CHA），以Ca（NO3）2·4H2O、NH4HCO3和（NH4）2HPO4为原料，采用微波快速（1h）制备出纳米碳酸羟基磷灰石。采用TEM、XRD、IR测定了CHA的形貌和粒径、研究了CHA的取代类型及其热稳定性。研究结果表明：（1）微波加速合成的粉末为AB混合型取代，粒径为15～30nm、长约40nm的短捧状碳酸纳米羟基磷灰石；（2）煅烧温度对产物的相组成和CO3^2-的含量有很大影响，在700℃时，CHA稳定存在，CHA在900℃或900℃以上分解成TCP和HA的双相钙磷陶瓷粉末，并脱出部分CO2。说明微波法是一种快速合成热稳定性好的纳米碳酸羟基磷灰石的好方法。     

金刚石薄膜取向性和后处理对其辐X射响应性能的影响

采用微波等离子体化学气相沉积合成金刚石薄膜,通过优化工艺参数和原位等离子后处理等方法来提高金刚石薄膜的质量和辐射响应灵敏度.制作出三明治结构的辐射剂量计.研究了金刚石薄膜取向性和后处理对X射线辐射响应灵敏度的影响.结果表明:薄膜取向性和后处理对X辐射响应性能有很大影响.提高金刚石薄膜的纯度和取向性是提高X射线响应灵敏度的有效途径.制作的金刚石薄膜辐射剂量计的X射线响应电流与辐射剂量率间有良好的线性关系.在电阻率相近的情况下,[100]取向金刚石薄膜制成的器件X射线响应灵敏度比[111]取向的高,取向度越高,其辐射响应灵敏度也越高.原位氧等离子后处理金刚石薄膜剂量计的X射线响应灵敏度比原位氮、氢等离子后处理的高,薄膜表面金刚石的含量由69.9%提高到93.5%,辐射响应灵敏度较未处理的膜提高1倍以上.     

空气等离子体刻蚀对金刚石薄膜性能的影响

为了提高金刚石薄膜电学和辐射响应性能,在石英钟罩式MPCVD装置中,采用微波空气等离子体刻蚀处理来提高金刚石薄膜的纯度、电阻率和辐射剂量计响应性能,研究了不同的微波功率、气体流量、处理时间对金刚石薄膜电阻率、X光响应的影响,结果表明,空气等离子体中高能、高活性的氧和氮能有效刻蚀薄膜表面的石墨等非金刚石相,提高膜的纯度,使金刚石薄膜的电阻率从1.11×109Ω.cm提高到1.83×1014Ω.cm,提高了5~6个数量级,且处理后的金刚石薄膜X射线响应灵敏度提高了15倍,并获得了最佳的空气等离子体刻蚀条件。空气等离子体刻蚀处理是一种易于掌控的刻蚀方法,可有效提高金刚石薄膜表面质量,且资源丰富,价格便宜。     

不同纳米颗粒对一次性使用葡萄糖传感器性能的影响

为了增强一次性使用葡萄糖传感器的响应电流和灵敏度，从而提高测量准确性，并减小测定时的取血量，将不同种类、不同量的纳米颗粒，例如Au、Ag、SiO2、Al2O3加入到葡萄糖传感器的酶电极中，结果表明：粒度在10～40nm之间的纳米颗粒，加入到酶电极中后，SiO2纳米颗粒对传感器的响应电流有较强的增强效应；Au纳米颗粒和Ag纳米颗粒也有一定的增强作用；Al2O3纳米颗粒增强作用不明显。分析认为SiO2纳米颗粒的吸附作用是增强响应电流的主要原因。计算得出SiO2颗粒增强的一次性葡萄糖传感器的灵敏度为85．37nA／mmol．L^-1，比未加入纳米颗粒时的56．85nA／mmol．L^-1有所提高。     

树脂镜片抗磨加硬膜层的研究进展

树脂光学镜片以其优异的性能逐步取代玻璃镜片,占据了国内外大部分市场,但由于硬度低,耐磨损性差,所以使用寿命较短.研究发现在其表面镀制抗磨加硬膜可显著提高耐磨损性.综述了国内外近年来在树脂镜片上涂镀有机硅、石英等抗磨加硬膜的制备方法和性能研究进展,并介绍了在树脂镜片上沉积新型类金刚石(DLC)抗磨加硬膜的研究现状及发展前景.     

薄膜型金刚石辐射剂量计的光电性能

金刚石具有宽禁带、强抗辐射性、与人体软组织接近的原子序数等一系列高质量辐射剂量计所需的性质，正日益受到关注。采用微波等离子体在不同条件和不同制备方法下合成金刚石薄膜，并制作出三明治结构的辐射剂量计。研究金刚石薄膜辐射剂量计的暗电流-电压特性，X光电响应特性及响应动力学。暗电流I-V特性测试结果表明，此剂量计具有欧姆特性。X光电响应测试结果表明，膜的取向和纯度是影响辐射剂量计X光响应灵敏度的主要因素。在纯度相近的情况下，[100]取向膜做成的器件X光响应灵敏度高于[111]取向膜；在同一取向下，纯度越高，灵敏度越高，“Priming”效应越弱。剂量计响应电流与辐射剂量间有较好的线性关系。通过标校后此金刚石薄膜剂量计能用于辐射剂量的定量检测。     

提高辐射剂量计用金刚石膜电学性能的研究

针对目前金刚石膜存在电阻率低,使辐射剂量计器件的信噪比不大、X光灵敏度较低的问题,采用优化的氧等离子体和氮等离子体对生成膜进行原位后处理.结果表明氧等离子体处理比氮等离子体更能有效的刻蚀石墨等非金刚石成分;处理后样品生成膜的电阻率可提高至少4个数量级;优化的等离子体处理工艺能提高金刚石膜对X射线的响应.