在工业无损检测、极端环境监测和高温服役装备安全评估等领域，高温X射线成像技术具有重要应用价值。作为X射线成像系统中的核心材料，闪烁体能够将高能X射线转化为可见光信号，其发光效率、空间分辨率和高温稳定性直接决定成像质量。然而，现有商业闪烁体在高温环境下普遍面临热猝灭严重、图像对比度下降和空间分辨率衰减等问题，难以满足极端环境下稳定成像的应用需求。玻璃陶瓷闪烁体兼具玻璃易制备、易成型和晶体高效发光的优势，被认为是发展高性能X射线成像材料的重要方向。但在透明玻璃陶瓷体系中，高结晶度通常会增强光散射并降低透过率，因此如何同时实现高结晶度、高透过率和高温稳定闪烁性能仍是该领域的重要挑战。
针对上述问题，我校陈大钦教授课题组提出了一种顺序析晶调控方式，设计并制备了BaAl2Si2O8/CaF2双相透明玻璃陶瓷闪烁体。团队通过可控热处理过程，使CaF2纳米晶首先从玻璃基体中析出，随后进一步促进BaAl2Si2O8晶相的异质形核与生长。研究表明，该玻璃体系内部存在F富集区和O富集区的纳米尺度相分离结构，能够有效缩短原子扩散距离，促进晶相高效析出，从而使材料结晶度达到97.6%。同时，纳米尺度CaF2晶粒和高含量BaAl2Si2O8基体有助于降低光散射，使材料在超高结晶度条件下仍保持69.4%的可见光透过率，突破了透明玻璃陶瓷中结晶度和透过率难以兼顾的限制。
实验表明，该透明玻璃陶瓷在X射线激发下具有优异的闪烁发光性能和高温稳定性，其室温X射线激发发光强度达到商业BGO闪烁体的94.2%，并且在300 °C下仍能保持90.6%的发光强度。进一步分析表明，材料中的氧空位相关缺陷陷阱能够有效俘获X射线诱导产生的载流子，并在升温过程中实现热刺激释放，从而补偿高温下的热猝灭损失。基于上述结构和发光优势，该玻璃陶瓷闪烁体在高温X射线成像中仍能保持清晰图像，在225 °C下空间分辨率约为10.4 lp/mm，明显优于商业BGO在高温下的成像稳定性。该成果为突破玻璃陶瓷闪烁体中结晶度、透明性和高温稳定性难以兼顾的瓶颈提供了新的材料设计思路，也为极端环境下高灵敏X射线成像材料的开发提供了可行方案。
相关研究成果以“Ultra-High-Crystallinity Transparent Glass-Ceramic Scintillators for High-Temperature X-Ray Imaging”为题，发表于国际权威期刊《Science China Materials》。福建师范大学为论文第一完成单位，我校副教授林世盛和硕士研究生张云飞为共同第一作者，林继栋博士、昆明理工大学杨秀霞副教授、陈大钦教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、福建省优青基金等项目支持。
论文链接： http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-026-4315-2
（物理与能源学院）