【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃制备，尤其是涉及一种基于量子点的微晶玻璃制备。
技术介绍
1、太阳光是重要的热量来源，太阳辐射的能量50％在可见光区，43％位于红外区，7％的能量在紫外区。尤其在夏季，大量的空调、风扇等降温设备运行，造成了巨大的能源消耗。建筑的能量交换以窗户为主，那就需要具有隔热性能的玻璃，来阻隔太阳辐射对室内的能量传输，对可见光能够高透，并可以根据辐射强度进行自动变色。
2、现有技术中，提供了很多具有隔热效果的方案，但都存在一定的问题，如中国专利cn115093131b，cn213167232u均采用镀膜的方式达到隔热效果，但是镀层里含有有机物，在经过高温暴晒后，极容易氧化失效，缩减使用寿命，降低甚至失去隔热效果。中国专利cn219320620u，cn217718391u均采用电致变色的方式来实现变色效果，电致变色的工艺复杂，需要有导电层、温度调节机构、变色胶膜、蓄电池或外接电源等多个零部件组合，成本昂贵，施工难度大，不适宜在建筑门窗上大范围推广。
3、由于量子点所具有的独特性质，近年来被应用于多个领域。量子点又被称为半导体纳米晶体，具有极小的纳米级尺寸，导带电子、价带空穴及激子在三个维度上都被束缚住，使量子点具有量子限域效应、量子尺寸效应等特殊性质。当量子点被光照射，会吸收光子，价带上的电子就被激发跃迁至导带，此时价带上将会空穴。当导带上的电子再次跃迁回到价带，与之前的空穴发生直接辐射复合，就会有光子被发射出来，这就是量子点的发光过程。量子点的发射光谱具有可调性，改变量子点的尺寸大小，调节其发射光谱
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种基于量子点的微晶玻璃制备。
2、现有技术均将熔制玻璃所需的原料与量子点共同混合，进行熔炼，制备量子点玻璃。例如在制备钙钛矿量子点微晶玻璃时，就需要探究熔炼玻璃的温度，避免卤族元素的挥发，增加了实验难度以及实验时间。采用此种方法熔制量子点玻璃，还需要引入晶核剂，促进玻璃内的晶体生成以及降低大尺寸量子点的形成，晶核剂的引入就加大了微晶玻璃熔制的复杂程度，由于量子点的小尺寸效应才具有优异的性能，所以利用晶核剂控制量子点的尺寸的同时，还要考虑微晶玻璃内晶体的存在状态，增大了制备难度。对玻璃的隔热性能有很大影响。
3、本专利技术采用先制备微晶玻璃，设计玻璃的组成成分，控制微晶玻璃的tg温度在400℃，tf温度在640℃。再将微晶玻璃进行破碎，得到微晶玻璃的粉体。这种方法不需要引入晶核剂，不用考虑钙钛矿量子点卤族元素的挥发，大大降低了实验操作难度。
4、将微晶玻璃粉体与量子点按比例进行混合，在高于玻璃tg温度，低于玻璃tf温度的马弗炉内进行烧结，使量子点被微晶玻璃粉包覆，由于玻璃的化学稳定性极高，包覆之后提高量子点的稳定性，增加其使用寿命。通过测试玻璃变色之前、变色之后的紫外、红外阻隔性能以及可见光透过率，具有明显的差异变化。一种或多种量子点的混合，给予微晶玻璃在250nm-2500nm全波段发生颜色变化。
5、为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
6、第一方面，本专利技术提供了一种基于量子点的微晶玻璃，包括质量比为2.5：1的微晶玻璃粉体和量子点，所述微晶玻璃粉包括如下质量百分比的组分：
7、sio2：40-60％；h3bo3：25-45％；la2o3：1-3％；zno：5-12％；na2co3：10-20％；
8、所述量子点为氧化钨量子点、氧化钼量子点、钙钛矿量子点以及石墨烯量子点中的一种或多种组合。
9、第一方面，本专利技术提供了上述基于量子点的微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤：
10、(1)将原料混合均匀，放入坩埚内。坩埚为石英坩埚、刚玉坩埚或铂金坩埚；
11、(2)使用马弗炉进行熔炼，升温速率为8℃/min，熔炼温度为800-1200℃，熔炼时间为4-8h；
12、(3)使用10cm厚的不锈钢板作为底，将不锈钢模具放在钢板上。熔炼完成后，将玻璃液体倒入放置在空气中的不锈钢模具内，冷却成型；
13、(4)将成型的玻璃放入200-500℃的退火炉内退火1-3h，随炉冷却至室温，得到微晶玻璃；
14、(5)将微晶玻璃放入破碎机内，粉碎成粉体，粉碎时间为10-40分钟，使粉体粒径在50-200μ之间；
15、(6)称量微晶玻璃粉体和量子点，称量好后进行均匀混合，放入坩埚内，使用马弗炉进行熔炼，熔炼温度为微晶玻璃的tg-tf之间的温度，熔炼时间为6-12h；
16、(7)使用10cm厚的不锈钢板作为底，将不锈钢模具放在钢板上。熔炼完成后，将玻璃液体倒入放置在空气中的不锈钢模具内，冷却成型；
17、(8)将成型的玻璃放入马弗炉内进行退火，退火温度在240-600℃，退火时间为2-6h。随炉冷却到室温，得到包覆量子点的微晶玻璃。
18、相对于现有技术，本专利技术创造具有以下优势：
19、(1)与现有技术相比，本专利技术的优势在于，所使用的仪器设备简单，操作方便，产品的收率更高，对环境基本为零污染。采用先熔制微晶玻璃，后将微晶玻璃分与量子点材料结合的方式，既能减少直接熔炼量子点微晶玻璃的困难程度，降低熔炼失败的概率，免去了晶核剂对微晶玻璃内晶体成核及生长的影响，能够得到纯正的微晶玻璃；又能够实现量子点材料被微晶玻璃粉体完整包覆，利用玻璃的稳定性，使量子点的湿热不稳定性无限缩小，并均匀分散在微晶玻璃内，提高微晶玻璃的耐候性，增加使用寿命。
20、(2)本专利技术制得的10cm×5cm×0.5cm的玻璃，使用阻隔率测试仪进行测量，玻璃变色前紫外、红外阻隔率达到90％左右，可见光透过率达到80.0％以上；玻璃变色后紫外阻隔率达到99.0％以上，红外阻隔率高于97％，可见光透过率达到30％以上。
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1.一种基于量子点的微晶玻璃，其特征在于：包括质量比为2.5：1的微晶玻璃粉体和量子点，所述微晶玻璃粉包括如下质量百分比的组分：
2.权利要求1所述的基于量子点的微晶玻璃的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种基于量子点的微晶玻璃，其特征在于：包括质量比为2.5：1的微晶玻璃粉体和量子点，所述微晶玻璃粉包括如下...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金龙，尹健，王丁卉，张琪，秦晓婷，李璐，张光睿，阚丽欣，赵玉亮，
申请(专利权)人：天津包钢稀土研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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