[發(fā)明專利]一種光敏陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611154075.0
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106699188A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雪明
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州耐思特塑膠有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32243
• 代理人: 顧伯興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷材料領(lǐng)域，特別涉及一種光敏陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體陶瓷是指具有半導(dǎo)體特性、電導(dǎo)率約在10^-6～10⁵S/m的陶瓷。半導(dǎo)體陶瓷的電導(dǎo)率因外界條件（溫度、光照、電場、氣氛和溫度等）的變化而發(fā)生顯著的變化，因此可以將外界環(huán)境的物理量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瞥筛鞣N用途的敏感元件。半導(dǎo)體陶瓷主要有熱敏陶瓷，光敏陶瓷，氣敏陶瓷和濕敏陶瓷。其中光敏陶瓷主要是半導(dǎo)體陶瓷，其導(dǎo)電機(jī)理分為本征光導(dǎo)和雜質(zhì)光導(dǎo)。對本征半導(dǎo)體陶瓷材料，當(dāng)入射光子能量大于或等于禁帶寬度時，價帶頂?shù)碾娮榆S遷至導(dǎo)帶，而在價帶產(chǎn)生空穴，這一電子-空穴對即為附加電導(dǎo)的載流子，使材料阻值下降；對雜質(zhì)半導(dǎo)體陶瓷，當(dāng)雜質(zhì)原子未全部電離時，光照能使未電離的雜質(zhì)原子激發(fā)出電子或空穴，產(chǎn)生附加電導(dǎo)，從而使阻值下降。不同波長的光子具有不同的能量，因此，一定的陶瓷材料只對應(yīng)一定的光譜產(chǎn)生光導(dǎo)效應(yīng)，所以有紫外（0.1-0.4μm）、可見光（0.4～0.76μm）和紅外（0.76～3μm）光敏陶瓷。由此也造成了傳統(tǒng)光敏陶瓷在光譜方面較窄，且靈敏度還有待進(jìn)一步提升等不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種光敏陶瓷材料及其制備方法，通過加入多種成分，以提高陶瓷材料的靈敏度以及拓寬陶瓷的光譜范圍。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種光敏陶瓷材料，由下列重量組份的各物質(zhì)組成：氯化鋅3-8份、硫化鉛5-10份、碳化硅10-15份、碳酸鋇3-6份、硫化銅2-5份、氧化鈷1-3份、鉻酸鉛2-5份、氟化錫0.5-2份、二氧化銥1-3份、氯化銦2-4份、3,7-二甲基-3-辛醇15-30份。

優(yōu)選的，所述氯化鋅4-7份、硫化鉛6-9份、碳化硅11-14份、碳酸鋇4-6份、硫化銅3-5份、氧化鈷1.5-2.5份、鉻酸鉛2-4份、氟化錫1-2份、二氧化銥2-3份、氯化銦3-4份、3,7-二甲基-3-辛醇24-28份。

優(yōu)選的，所述氯化鋅5份、硫化鉛8份、碳化硅12份、碳酸鋇5份、硫化銅4份、氧化鈷2份、鉻酸鉛3份、氟化錫1.5份、二氧化銥2.5份、氯化銦3.5份、3,7-二甲基-3-辛醇25份。

一種光敏陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：將氯化鋅3-8份、硫化鉛5-10份、碳化硅10-15份、碳酸鋇3-6份、硫化銅2-5份、氧化鈷1-3份、鉻酸鉛2-5份、氟化錫0.5-2份、二氧化銥1-3份、氯化銦2-4份粉碎至50-100目后，放入攪拌機(jī)中混合攪拌至均勻；

S2：隨后向步驟S1中加入3,7-二甲基-3-辛醇15-30份，以升溫速率2-4℃/min升溫至80-100℃，邊攪拌邊反應(yīng)30-50min；

S3：將步驟S2中所得混合物放入燒結(jié)爐中在250-350℃下反應(yīng)5-10min；隨后以5-10℃/min升溫至600-800℃，并保溫反應(yīng)15-25min；再以3-5℃/min升溫至1150-1300℃，保溫反應(yīng)1-2.5h；待反應(yīng)結(jié)束、冷卻后即可得到所述光敏陶瓷材料。

優(yōu)選的，步驟S1中粉碎至60-80目；攪拌速度為1000-1200rpm。

優(yōu)選的，步驟S2中所述升溫速率為3℃/min，升溫至95℃，以速率800-1000r/min攪拌反應(yīng)45min。

優(yōu)選的，步驟S3中所得混合物放入燒結(jié)爐中在300℃下反應(yīng)8min；隨后以7℃/min升溫至700℃，并保溫反應(yīng)20min；再以4℃/min升溫至1200℃，保溫反應(yīng)2h。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為：

本發(fā)明所述一種光敏陶瓷材料的制備方法，通過加入鉻酸鉛、氟化錫、二氧化銥、氯化銦等物質(zhì)，摻入鉛、錫、銥、銦離子，使其起敏化中心的作用，進(jìn)而提高陶瓷的靈敏度；同時還可燒結(jié)成多晶型光敏導(dǎo)體，形成不同比例的固溶體，因而可制得峰值波長在750-1300nm連續(xù)變化的光敏陶瓷，拓寬了陶瓷材料的光譜范圍。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

實施例1

S1：將氯化鋅3份、硫化鉛5份、碳化硅10份、碳酸鋇3份、硫化銅2份、氧化鈷1份、鉻酸鉛2份、氟化錫0.5份、二氧化銥1份、氯化銦2份粉碎至50目后，放入攪拌機(jī)中以1000rpm混合攪拌至均勻；

S2：隨后向步驟S1中加入3,7-二甲基-3-辛醇15份，以升溫速率2℃/min升溫至80℃，以速率800r/min邊攪拌邊反應(yīng)30min；