[發(fā)明專利]一種銅基鈣鈦礦納米晶薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110295022.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113023764B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬安朋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 襄陽(yáng)汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C01G3/00
• 分類號(hào): C01G3/00;B82Y40/00;C09K11/61;H01L31/0232
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種銅基鈣鈦礦納米晶薄膜的方法，在將鈣鈦礦納米晶粉末燒結(jié)成鈣鈦礦薄膜過(guò)程中，先將干燥的鈣鈦礦納米晶粉末放入模具型腔內(nèi)，并在氮?dú)鈿夥罩惺褂美鋲悍▽⑵鋲褐瞥芍睆綖棣?0mm×10mm圓柱體素坯；將壓制好的圓柱體素胚插入Mo坩堝中；隨后裝入多砧裝置，并從6個(gè)碳化鎢砧軸向上進(jìn)行六軸擠壓。超高壓可以大大降低燒結(jié)溫度，使銅基鈣鈦礦納米晶粉末在熱裂解溫度點(diǎn)以下就可以形成熔融態(tài)，同時(shí)超高壓還可以促進(jìn)銅基鈣鈦礦納米晶粒的重排，擇優(yōu)取向使系統(tǒng)自由能往更低的方向進(jìn)行，最終獲得毫米級(jí)厚度的銅基鈣鈦礦薄膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及鈣鈦礦薄膜制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅基鈣鈦礦納米晶薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

X射線探測(cè)材料因其具有將X射線轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)或者光信號(hào)的能力因此在海關(guān)安檢、核反應(yīng)監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)成像等具有重要意義，所以獲得靈敏度高、檢測(cè)效率高的X射線探測(cè)材料尤其重要。近年來(lái)，全無(wú)機(jī)銫鹵鉛鈣鈦礦(Cs₃Cu₂X₅，X=Cl，Br，I)量子點(diǎn)(QDs)由于其發(fā)光效率高，光致發(fā)光在可見(jiàn)光范圍內(nèi)可簡(jiǎn)單調(diào)諧，對(duì)X射線敏感等性能獲得了廣泛研究。例如在X射線輻射探測(cè)及醫(yī)療成像中由于其優(yōu)異的輻射發(fā)光性能，被認(rèn)為是未來(lái)最有希望的X射線成像材料，另一方面全無(wú)機(jī)銫鹵鈣鈦礦薄膜光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)目前已超過(guò)傳統(tǒng)熒光材料，因此越發(fā)受到了廣泛的關(guān)注及運(yùn)用。

鈣鈦礦制備薄膜方法，一般分為溶液法和真空法兩種。常規(guī)利用溶液法制膜，在制備過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)溶劑揮發(fā)的情況，容易形成空洞，膜的質(zhì)量普通；另一種方法為真空法制膜工藝，真空法多集中于薄膜的制備中，在制備鈣鈦礦薄膜時(shí)常會(huì)出現(xiàn)組分偏析嚴(yán)重的問(wèn)題，導(dǎo)致制得的鈣鈦礦薄膜不純，另外晶體無(wú)法大面積生長(zhǎng)，因此真空法在制備鈣鈦礦薄膜中不是首選方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種銅基鈣鈦礦納米晶薄膜的制備方法，首次提出通過(guò)超高壓燒結(jié)工藝，在銅基鈣鈦礦納米晶熔融溫度點(diǎn)以下，制備出了毫米級(jí)厚度的銅基鈣鈦礦納米晶薄膜。

為實(shí)現(xiàn)所述目的，按照本發(fā)明，提供了一種超高壓銅基鈣鈦礦納米晶薄膜的制備方法，所采用的技術(shù)方案在于：在將鈣鈦礦納米晶粉末燒結(jié)成鈣鈦礦薄膜過(guò)程中，先將干燥的鈣鈦礦納米晶粉末放入模具型腔內(nèi)，并在氮?dú)鈿夥罩惺褂美鋲悍▽⑵鋲褐瞥芍睆綖棣?0mm×10mm圓柱體素坯；將壓制好的圓柱體素胚插入Mo坩堝中；隨后裝入多砧裝置，并從6個(gè)碳化鎢砧軸向上進(jìn)行六軸擠壓。

加壓燒結(jié)過(guò)程在不同燒結(jié)溫度下進(jìn)行，燒結(jié)溫度范圍是200~230℃；在對(duì)應(yīng)燒結(jié)溫度下依次給樣品施加高壓，壓力分布范圍為1.5~2.0GPa；加熱速率為

150K/min，停留保溫保壓燒結(jié)時(shí)間為10~15min。

制作銅基鈣鈦礦納米晶薄膜原料鈣鈦礦納米晶粉末優(yōu)選的制作步驟為：

第一步，先制備銫油酸脂的前驅(qū)體溶液：將?2.92g（9mm）碳酸銫、0.95ml油酸（OA）和15ml十八烯（ODE）依次加入到50ml規(guī)格的三頸燒瓶中并充入氮?dú)馀懦恐锌諝?；將三頸燒瓶放入油浴鍋中加熱至120℃，并保持1h，以除盡OA、ODE中殘余的水分同時(shí)令碳酸銫充分反應(yīng)生產(chǎn)銫油酸酯；將所生成的銫油酸酯前驅(qū)體溶液放在120℃油浴鍋中保持透明熔融狀態(tài)，以備后面步驟直接使用；

第二步，合成鈣鈦礦量子點(diǎn)：將鹵化亞銅、10ml?ODE加入到另一個(gè)50ml規(guī)格的三頸燒瓶，并通入氮?dú)馀懦恐锌諝?；將三頸燒瓶放入油浴鍋中加熱至120℃，并保持1h，以除盡ODE中殘余的水分；隨后使其溫度緩慢下降，當(dāng)溫度下降穩(wěn)定在70℃時(shí)，快速注入第一步中制備的銫油酸酯前驅(qū)體溶液，并充分振蕩三頸燒瓶20-30s；最后立即放入冰水浴中降溫，促使晶粒不再繼續(xù)生長(zhǎng)；