CN115504673A - CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法 - Google Patents

CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115504673A
CN115504673A CN202211184367.4A CN202211184367A CN115504673A CN 115504673 A CN115504673 A CN 115504673A CN 202211184367 A CN202211184367 A CN 202211184367A CN 115504673 A CN115504673 A CN 115504673A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
introduction
cspbbr
quantum dot
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211184367.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115504673B (zh
Inventor
陶依婷
陈丹平
杜英
王盼挺
吴婷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Original Assignee
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS filed Critical Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics of CAS
Priority to CN202211184367.4A priority Critical patent/CN115504673B/zh
Publication of CN115504673A publication Critical patent/CN115504673A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115504673B publication Critical patent/CN115504673B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/16—Halogen containing crystalline phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C03B19/02—Other methods of shaping glass by casting molten glass, e.g. injection moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
    • C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • C03C4/12—Compositions for glass with special properties for luminescent glass; for fluorescent glass
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

一种CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法，本发明CsPbBr3量子点玻璃陶瓷的摩尔百分比为：7～24mol％的P2O5，1～12mol％的Na2O，1～10mol％的K2O，5～16mol％的ZnO，0～24mol％的Al2O3，26～55mol％的B2O3，1～13mol％的Cs2O，0.1～10mol％的PbBr2，0.1～10mol％的NaBr。该玻璃的制备过程中热压处理时，压强大小为25kPa～100MPa，热处理的温度为400～490℃，热处理的时间为1～48h。通过向玻璃施加压强，抑制了微晶的异常长大，析出的微晶尺寸均匀，由此，可增强CsPbBr3量子点玻璃陶瓷的光致发光强度、辐致发光强度、量子产率、透过率和机械强度。本发明CsPbBr3量子点玻璃陶瓷具有发光量子产率高、透过率高、光致发光和辐致发光强度高、玻璃机械强度高及稳定性好的特点。

Description

CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及白光发光二极管，特别是一种CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法。
技术背景
无机卤化铅铯(CsPbX3(X＝Cl、Br、I))钙钛矿量子点由于其优异的光学性能，例如带隙可控的宽波长调节性、发射带的半峰全宽窄以及高的光致发光量子效率而受到了极大的关注，这表明其在白光发光二极管(LED)领域有着巨大的潜在应用。近来，卤化铅铯钙钛矿已成为应用于超灵敏X射线探测器和低剂量X射线照相的新型闪烁材料。当将它们缩小到量子点的尺寸范围时，由于激子限制效应，已经实现了与商业化单晶(例如LuAG：Ce)相当出色的闪烁性能。只需调整阴离子成分，即可获得传统闪烁晶体无法想象的引人入胜的颜色可调的闪烁发光。因此，CsPbX3钙钛矿量子点有望应用于医学诊断、安全检查、基础科学研究和辐射剂量测定等领域。然而，尽管钙钛矿量子点具有卓越的光致发光和辐致发光性能，但是稳定性差，限制了它们的实际应用。研究报道，无机CsPbX3钙钛矿量子点可以通过熔融法在不同的氧化物玻璃体系中沉淀，例如硼硅酸盐、锗硼酸盐、磷硼酸盐、磷硅酸盐和碲硼酸盐玻璃。由于氧化物玻璃基质可以有效地防止金属卤化物量子点的降解，因此这些嵌入玻璃的量子点的稳定性显著地提高且它们在玻璃内部仍显示出良好的光学性能。但是，在上述玻璃中量子点玻璃还存在闪烁效率普遍都低的问题，原因是玻璃的无序结构导致生长出来的微晶产生大量的表面缺陷，通过延长保温时间，可以消除一些表面缺陷，但是，会带来微晶的异常晶粒长大，使得微晶玻璃的透明性和量子产率下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法，该玻璃陶瓷具有发光量子产率高、透过率高、光致发光和辐致发光强度高、玻璃机械强度高及稳定性好的特点。
本发明的技术解决方案如下：
一种CsPbBr3量子点微晶玻璃陶瓷，特点在于该玻璃的摩尔百分比组成如下：
Figure BDA0003866756290000021
上述CsPbBr3量子点玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
1)根据所述CsPbBr3量子点玻璃陶瓷的摩尔百分比组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、或者Al(PO3)3引入，所述的Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，所述的K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，所述的Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，所述的B2O3由H3BO3引入，所述的Cs2O由Cs2CO3引入，将称量好的各原料在刚玉研钵中研磨，混合均匀形成混合料；
2)将所述的混合料放入加盖的坩埚中于高温炉中熔化，完全熔化后取出坩埚，将澄清的玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明的玻璃；
3)将所述的玻璃迅速转移到低于Tg温度30～50℃的马弗炉中进行退火处理，保温2～12小时后随炉冷却，取出玻璃后进行切割抛光形成抛光玻璃；
4)热压处理：将切割抛光后的玻璃进行热处理，同时在玻璃上放置重物施加压力，通过改变重物的质量使玻璃承受到不同压强，压强范围为25kPa～100MPa，热处理温度为400～490℃，热处理时间为1～48h(此后称之为热压处理)，之后，自然冷却后获得热压增强的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
本发明的技术效果如下：
本发明制备的CsPbBr3量子点陶瓷玻璃，通过X射线衍射测试分析、拉曼测试和TEM图像确认了在玻璃中有CsPbBr3量子点。未通过热压处理的CsPbBr3量子点陶瓷玻璃的光致发光和辐致发光强度很低，透过率低，而通过热压处理的CsPbBr3量子点陶瓷玻璃的光致发光和辐致发光强度分别增强了9倍和1.2倍，硬度和密度分别提升了1.2倍和1.01倍，量子产率提高。这是由于较高的压强作用下，形成的量子点内能增加，表面能下降，微晶在高温下均匀长大和不容易异常长大，同时微晶表面的缺陷得到消除，CsPbBr3量子点生长得小、多且均匀。
本发明热压增强的CsPbBr3量子点陶瓷玻璃具有发光量子产率高、透过率高、光致发光和辐致发光强度高、玻璃机械强度高及稳定性好的特点。成为用于制备白光发光二极管照明领域和闪烁探测领域的新材料，也为透明微晶玻璃陶瓷提升透明性和机械强度提供了新的处理工艺思路。
附图说明
图1为本发明CsPbBr3量子点玻璃陶瓷对比例1#和实施例1#的透过率曲线对比图。
图2为本发明热压增强的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷对比例1#和实施例1#的光致发光光谱对比图。
图3为本发明热压增强的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷对比例1#和实施例1#的闪烁发光光谱对比图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不应以此限制本发明的保护范围。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明热压析晶，抑制微晶长大的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明热压增强的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷的15个实施玻璃组分如表1所示：
表1：
Figure BDA0003866756290000031
Figure BDA0003866756290000041
对比例1#：
首先，依据表1中1#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；将玻璃迅速转移到已升温至350℃退火炉中退火，保温4小时后随炉冷却至室温，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。随后，将玻璃样品在430℃的温度下进行热处理3个小时并自然冷却，得到不施加压强处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷，样品透明，呈现出黄色。对样品密度进行测试，结果为2.81kg/m3,对样品硬度进行测试，结果为280.4MPa。样品的透过率曲线如图1实线所示，光致发光光谱如图2实线所示，辐致发光光谱如图3实线所示。
实施例1#：
实施例1的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中1#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。
2、将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至350℃退火炉中退火，保温4小时后随炉冷却至室温，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、热压处理：在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得1.8MPa的压强，同时在430℃的温度下进行热处理3个小时并自然冷却，得到1.8MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷，样品透明，呈现出较淡的黄绿色。
对样品密度进行测试，结果为2.85kg/m3，对样品硬度进行测试，结果为336.0MPa。样品的透过率曲线如图1虚线所示，光致发光光谱如图2虚线所示，辐致发光光谱如图3虚线所示。
对比图1和图2中无压强处理和热压处理后两个样品的透过和发光谱，激发处吸收相差不大，而发光强度增加9倍，这反映了热压后，玻璃陶瓷中的量子点量子效率大幅度增加。
实施例2#：
实施例2的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中2#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至330℃退火炉中退火，保温8小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得25KPa的压强，同时在490℃的温度下进行热处理1个小时并自然冷却，得到25KPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷，样品透明，呈现出较淡的黄色，在近紫外灯照射下，显示出绿色发光。
实施例3#：
实施例3的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中3#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。
2、将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至345℃退火炉中退火，保温8小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得15MPa的压强，同时在450℃的温度下进行热处理6个小时并自然冷却，得到15MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷，样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例4#：
实施例4的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中4#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。
2、将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至360℃退火炉中退火，保温3小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得0.1MPa的压强，同时在480℃的温度下进行热处理1.5个小时并自然冷却，得到0.1MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例5#：
实施例5的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中5#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至360℃退火炉中退火，保温3小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得8.9MPa的压强，同时在460℃的温度下进行热处理2个小时并自然冷却，得到8.9MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例6#：
实施例6的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中6#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至340℃退火炉中退火，保温4小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得9.5MPa的压强，同时在450℃的温度下进行热处理7个小时并自然冷却，得到0.5MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出较深黄色，在近紫外灯照射下，显示出强烈的绿色发光。
实施例7#：
实施例7的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中7#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至345℃退火炉中退火，保温5小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得1MPa的压强，同时在470℃的温度下进行热处理2个小时并自然冷却，得到1MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例8#：
实施例8的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中8#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至330℃退火炉中退火，保温10小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到淡黄色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得77MPa的压强，同时在400℃的温度下进行热处理36个小时并自然冷却，得到77MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出很淡的黄色，在近紫外灯照射下，显示出绿色发光。
实施例9#：
实施例9的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中9#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至340℃退火炉中退火，保温4小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得20MPa的压强，同时在420℃的温度下进行热处理5个小时并自然冷却，得到20MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄绿色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例10#：
实施例10的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中10#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至345℃退火炉中退火，保温5小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到淡黄色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得49MPa的压强，同时在410℃的温度下进行热处理2个小时并自然冷却，得到49MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出黄色，在近紫外灯照射下，显示出强烈的绿色发光。
实施例11#：
实施例11的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中11#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至330℃退火炉中退火，保温12小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得4MPa的压强，同时在440℃的温度下进行热处理7个小时并自然冷却，得到4MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出强烈的绿色发光。
实施例12#：
实施例12的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中12#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至340℃退火炉中退火，保温7小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得23MPa的压强，同时在400℃的温度下进行热处理24个小时并自然冷却，得到23MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例13#：
实施例13的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中13#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至350℃退火炉中退火，保温5小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得20MPa的压强，同时在460℃的温度下进行热处理16个小时并自然冷却，得到20MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出淡黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例14#：
实施例14的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中14#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至335℃退火炉中退火，保温10小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到无色透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得30MPa的压强，同时在410℃的温度下进行热处理24个小时并自然冷却，得到30MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品透明，呈现出很浅的黄色，在近紫外灯照射下，显示出较强的绿色发光。
实施例15#：
实施例15的制备方法包括下列步骤：
1、首先，依据表1中15#组成，计算出相应各玻璃组成的质量，准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3、和Al(PO3)3引入，Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，B2O3由H3BO3引入，Cs2O由Cs2CO3引入。将称量好的各原料放入刚玉研钵中混合均匀，得到混合料；
2、将混合料放入加盖坩埚中于1100℃的硅碳棒电炉中熔化，15分钟后将玻璃液浇注在预热好的不锈钢模具上；
3、将玻璃迅速转移到已升温至330℃退火炉中退火，保温10小时后随炉冷却至室温，完全冷却后取出玻璃样品，得到黄色略透明的玻璃；切割抛光，加工成尺寸为10×10×2mm3的玻璃块。
4、随后，在玻璃上放置重物施加压力，使玻璃样品获得100MPa的压强，同时在400℃的温度下进行热处理48个小时并自然冷却，得到100MPa热压处理的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
样品半透明，呈现出黄褐色，在近紫外灯照射下，显示出很强的绿色发光。
实验表明，本发明CsPbBr3量子点陶瓷玻璃具有发光量子产率高、透过率高、光致发光和辐致发光强度高、玻璃机械强度高及稳定性好的特点。

Claims (2)

1.一种CsPbBr3量子点玻璃陶瓷，其特征在于，该玻璃陶瓷的摩尔百分比组成如下：
Figure FDA0003866756280000011
2.权利要求1所述的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)根据权利要求1所述的CsPbBr3量子点玻璃的摩尔百分比组成，选定所述的CsPbBr3量子点玻璃的摩尔百分比组成并计算出相应各玻璃组成的质量并准确称量各原料，所述的P2O5由NH4H2PO4、KH2PO4、NaH2PO4、Al(H2PO4)3、NaPO3、KPO3和Al(PO3)3引入，所述的Na2O由NaPO3、NaH2PO4和Na2CO3引入，所述的K2O由KPO3、KH2PO4和K2CO3引入，所述的Al2O3一部分由Al2O3引入，另一部分由Al(H2PO4)3和Al(PO3)3引入，所述的B2O3由H3BO3引入，所述的Cs2O由Cs2CO3引入，将称量好的各原料在刚玉研钵中研磨，混合均匀形成混合料；
2)将所述的混合料放入加盖的坩埚中于高温炉中熔化，完全熔化后取出坩埚，将澄清的玻璃液浇注在预热的不锈钢模具上，得到透明的玻璃；
3)将所述的玻璃迅速转移到低于Tg温度30～50℃的马弗炉中进行退火处理，保温2～12小时后随炉冷却，取出玻璃后进行切割抛光形成抛光玻璃；
4)热压处理：将切割抛光后的玻璃进行热处理，同时在玻璃上放置重物施加压力，通过改变重物的质量使玻璃受到不同压强，压强范围为25kPa～100MPa，热处理温度为400～490℃，热处理时间为1～48h，自然冷却后获得压强增强的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷。
CN202211184367.4A 2022-09-27 2022-09-27 CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法 Active CN115504673B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211184367.4A CN115504673B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211184367.4A CN115504673B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115504673A true CN115504673A (zh) 2022-12-23
CN115504673B CN115504673B (zh) 2023-08-11

Family

ID=84506407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211184367.4A Active CN115504673B (zh) 2022-09-27 2022-09-27 CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115504673B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110294597A (zh) * 2019-05-28 2019-10-01 华南农业大学 一种宽色域显示用铯铅溴钙钛矿量子点荧光玻璃及其制备方法和应用
CN113233775A (zh) * 2021-06-17 2021-08-10 中国科学院上海光学精密机械研究所 纳米Ag增强的CsPbBr3量子点玻璃及其制备方法
CN114455837A (zh) * 2022-03-08 2022-05-10 无锡极电光能科技有限公司 一种钙钛矿量子点玻璃及其制备方法与应用
CN114605077A (zh) * 2022-02-22 2022-06-10 泰山学院 一种全无机钙钛矿量子点玻璃微球激光器及其制备方法与应用
CN114634312A (zh) * 2022-03-09 2022-06-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种掺杂Al3+的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110294597A (zh) * 2019-05-28 2019-10-01 华南农业大学 一种宽色域显示用铯铅溴钙钛矿量子点荧光玻璃及其制备方法和应用
CN113233775A (zh) * 2021-06-17 2021-08-10 中国科学院上海光学精密机械研究所 纳米Ag增强的CsPbBr3量子点玻璃及其制备方法
CN114605077A (zh) * 2022-02-22 2022-06-10 泰山学院 一种全无机钙钛矿量子点玻璃微球激光器及其制备方法与应用
CN114455837A (zh) * 2022-03-08 2022-05-10 无锡极电光能科技有限公司 一种钙钛矿量子点玻璃及其制备方法与应用
CN114634312A (zh) * 2022-03-09 2022-06-17 中国科学院上海光学精密机械研究所 一种掺杂Al3+的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. ORESHKINA: "Spectral properties of CsPbX3 (X=Br, I) perovskite nanocrystals in borogermanate glass-ceramics", MATERIALS RESEARCH BULLETIN, pages 1 - 10 *
YUHONG HAN: "A stimuli responsive material of perovskite quantum dots composited nano-porous glass", JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY C, pages 11184 *
兰月梅: "铯铅卤化物钙钛矿量子点从玻璃中析出的诱导因素", 发光学报, vol. 42, no. 5, pages 605 - 619 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115504673B (zh) 2023-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ledemi et al. White light and multicolor emission tuning in triply doped Yb 3+/Tm 3+/Er 3+ novel fluoro-phosphate transparent glass-ceramics
CN113233775B (zh) 纳米Ag增强的CsPbBr3量子点玻璃及其制备方法
JP4747587B2 (ja) フッ化カルシウム焼結体の製造方法
CN113213766B (zh) 一种钙钛矿量子点闪烁微晶玻璃及制备方法
CN115504673A (zh) CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法
CN116253512B (zh) 一种可抑制伽马射线辐照暗化的锗酸盐玻璃及其制备方法
CN106007386B (zh) 铒镱共掺含钨酸钇钠晶相发光玻璃陶瓷及其制备方法
CN109942193B (zh) 一种CsPb1-xTixI3红光微晶玻璃及其制备方法
CN109437562B (zh) 一种2 μm超宽带可调谐发光析出量子点的掺稀土激光玻璃及其制备方法
CN114634312A (zh) 一种掺杂Al3+的CsPbBr3量子点玻璃陶瓷及其制备方法
CN111908787B (zh) 一种x射线探测铽掺杂钙钛矿量子点玻璃及其制备方法与应用
CN114349352B (zh) 一种Eu3+掺杂微晶玻璃及其制备方法和应用
Yi et al. Microstructural and optical properties of Pr3+:(Ca0. 97Gd0. 03) F2. 03 transparent ceramics sintered by vacuum hot-pressing method
CN115504672A (zh) 一种铬离子掺杂多相近红外玻璃陶瓷及其制备方法
CN110304831B (zh) Dy-Ag共掺硅酸盐防溅射板玻璃及其制备方法
Zhang et al. Luminescent properties of Eu2+-doped BaGdF5 glass ceramics a potential blue phosphor for ultra-violet light-emitting diode
Lee et al. Eu3+-Tb3+-Tm3+ co-doped oxyfluoride glass with high quantum yield for a robust white LED color converter
CN114455837A (zh) 一种钙钛矿量子点玻璃及其制备方法与应用
CN111170633A (zh) 一种铥镱共掺磷酸盐上转换发光玻璃及其制备方法和应用
CN112876084A (zh) 量子点微晶玻璃及其制备和应用3d打印技术制备量子点微晶玻璃制品的方法
CN114455845B (zh) 一种Er3+/Yb3+/Nd3+共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃及其制备方法
CN116730621B (zh) 高结晶度和透明度的稀土掺杂氟氧微晶玻璃及其制备方法
CN111099896A (zh) 一种白光led用镝掺杂的铌酸钾钠基透明陶瓷及其制备方法
CN112062472B (zh) 一种高硬度Lu2Si2O7透明微晶玻璃及其制备方法
CN108238722A (zh) 一种钪铬钬掺杂铝硅酸盐透明玻璃陶瓷激光材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant