DOI: 10.1016/j.ceramint.2021.08.006

传统无机材料由于聚合物材料中缺乏聚合物链或金属中的原子滑移而表现出刚性。然而，最近有人提出了将无机氧化物材料转化为柔性材料的纳米化方法。在此，研究者采用静电纺丝法合成了柔性无机发光材料CaTiO3:0.2％Pr3+，实现了纯无机CaTiO3:0.2％Pr3+的宏观柔性。通过X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光分析对该柔性膜进行了表征。通过SEM分析了不同煅烧温度下的晶粒尺寸，结果表明煅烧温度升高导致了晶粒的生长。研究表明，晶粒的生长有利于提高发光性能。然而，为了获得更好的柔性，需要更小的晶粒。总体而言，本研究为柔性无机材料的设计提供了重要参考。

图1.（a）柔性无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维薄膜的制备工艺示意图：溶胶-凝胶静电纺丝。（b）CaTiO3:0.2％Pr3+的晶体单胞。（c）CaTiO3:0.2％Pr3+形成过程中的热重曲线。

图2.（a）-（e）无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜中Ca、Ti、O和Pr的EDX映射。（f）无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜在不同煅烧温度下的XRD谱。（g）由GSAS软件获取CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜的Rietveld精修XRD。

图3.（a）-（f）无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜在不同煅烧温度下的SEM显微照片（放大倍数相同）。插图显示了无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜的柔性特征（顶部）和SEM表面粒度分布（底部）。

图4.（a）在不同煅烧温度下由SEM表面测量的晶粒平均直径分布。（b）不同煅烧温度下无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维薄膜的弯曲角分布。（c）无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜在550℃下煅烧时的弯曲应力曲线（插图：测试系统的几何结构）。（d）弯曲应力测试系统的物理图像。

图5,（a）无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维薄膜在不同煅烧温度下的PL光谱。中间插图显示了在254nm灯下的样品。（b）PL发射光谱显示无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维膜在不同煅烧温度下的强度分布。（c）无机CaTiO3:0.2％Pr3+晶体纳米纤维薄膜的能级图。