CN106816489A - 一种光敏电阻瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光敏电阻瓷，属于功能陶瓷技术领域，是由以下重量份的组分制成：CdS 50～70份，CdSe 20～35份，CdCl2 2～3.5份、ZnCl2 2.5～4份、CuCl2 3～4份、LiCl2 1～3.5份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液0.5～1.5重量份。本发明还公开了光敏电阻瓷的制备方法，取CdSe烧5～7小时，研细，烘干；取各组分和上述的CdSe，研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。本发明制得的光敏电阻在老化工艺后性能参数降低，稳定性好，光敏灵敏度可提高50％左右，废品率控制在5％以内。
Description
技术领域
本发明涉及功能陶瓷技术领域，特别涉及一种光敏电阻瓷及其制备方法。
背景技术
光敏电阻的光谱特性是指光敏电阻灵敏度最高时所处的那段光波波长，如CdS灵敏度峰值波长520nm，CdSe灵敏度峰值波长在720nm，两者按不同比例形成固液体时灵敏度峰值范围在520～720nm之间连续变化。光电灵敏度是指一定的光照条件下所产生的光电流的大小，它与材料的光生载流子数目、寿命、电极之间的距离有关。但在不同的场合其它表示方法不同。
光敏电阻的光敏层是将光敏溶液涂在陶瓷基体的表面后高温烧结而形成。传统的光敏电阻的光敏层主要包括CdS、CdSe和CdCl2三种材料混合后溶解在离子水中得到。传统的光敏电阻的灵敏度已不能满足现代光电控制系统的高精度要求。目前，人们通过在光敏层添加CuCl2材料来提高光敏电阻的暗电阻并降低其亮电阻，从而提高光敏电阻的灵敏度。虽然添加CuCl2材料的方式可以提高光敏电阻的灵敏度，但是由于铜离子存在不稳定性，即一价铜离子和二价铜离子会互相变化，由此将导致光敏电阻在老化工艺后性能参数降低，稳定性较差，突出表现之一为废品率高，达到15％左右。
发明内容
本发明提供了一种光敏电阻瓷及其制备方法，解决现有的光敏电阻瓷在老化工艺后性能参数降低、稳定性差的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 50～70份，CdSe 20～35份，CdCl2 2～3.5份、ZnCl2 2.5～4份、CuCl2 3～4份、LiCl2 1～3.5份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液0.5～1.5重量份。
其中，优选地，一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 60份，CdSe 30份，CdCl2 2.8份、ZnCl2 3.5份、CuCl2 3.5份、LiCl2 2份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液1份。
本发明并提供了光敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中400～500℃烧5～7小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。
其中，优选地，所述烧成是氮气气氛中，600℃保温30～45分钟。
其中，优选地，所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂隔离层的步骤。
其中，优选地，所述隔离层的材料的环氧树脂。
本发明的有益效果：
CdS的熔点为1750℃，故其烧成温度很高。为了降低烧成温度，要加入助熔剂，以获得紧密结构的烧结层。常用的助熔剂为CdCl2，熔剂的熔点应比CdS低，能在烧成温度熔化，促进CdS烧结。但在烧成时，CdCl2大部分变成气体由气氛气体带走，残留的部分在湿汽的作用下会离解，呈酸性，慢慢与CdS及电极材料In起化学反应，最后将In完全腐蚀掉。这是影响CdS光敏电阻稳定性的主要原因之一。本发明采用CdCl2、ZnCl2、CaCl2、LiCl2的复合助熔剂，烧成时大部分变成气体由气氛气体带走，残留的部分较少，并且不会和电极材料In起化学反应。并且本发明采用Cu(NO3)2代替传统的CuCl2，提高了Cu离子的稳定性，该光敏电阻在老化工艺后性能参数降低，稳定性好，光敏灵敏度可提高50％左右，废品率控制在5％以内。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 60份，CdSe 30份，CdCl2 2.8份、ZnCl2 3.5份、CuCl2 3.5份、LiCl2 2份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液1份。
本实施例光敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中450℃烧6小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。所述烧成是氮气气氛中，600℃保温40分钟。所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂环氧树脂隔离层的步骤。
实施例2
本实施例提供一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 50份，CdSe 35份，CdCl2 2份、ZnCl2 4份、CuCl2 3份、LiCl2 3.5份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液0.5重量份。
本实施例光敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中400℃烧7小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。所述烧成是氮气气氛中，600℃保温30分钟。所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂环氧树脂隔离层的步骤。
实施例3
本实施例提供一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 70份，CdSe 20份，CdCl23.5份、ZnCl2 2.5份、CuCl24份、LiCl2 1份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液1.5重量份。
本实施例光敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中500℃烧5小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。所述烧成是氮气气氛中，600℃保温45分钟。所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂环氧树脂隔离层的步骤。
实施例4
本实施例提供一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 55份，CdSe 28份，CdCl2 2.5份、ZnCl2 3.5份、CuCl2 3.6份、LiCl2 2.5份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液1.2重量份。
本实施例光敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中45℃烧6小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。所述烧成是氮气气氛中，600℃保温42分钟。所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂环氧树脂隔离层的步骤。
实施例5
本实施例提供一种光敏电阻瓷，是由以下重量份的组分制成：CdS 65份，CdSe 32份，CdCl2 3.2份、ZnCl23份、CuCl2 3.2份、LiCl2 2份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液0.8重量份。
本实施例光敏电阻陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中500℃烧5.5小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。所述烧成是氮气气氛中，600℃保温35分钟。所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂环氧树脂隔离层的步骤。
将采用本发明制作方法制作的光敏电阻进行老化测试，在25℃常温下老化10天后，分别加100V、150V、200V电压，测量无光下的暗电阻和100Lux光照射10秒后的亮电阻，测试结果如下表所示：
由上述数据可知，本发明制得的光敏电阻相对于现有的光敏电阻，灵敏度提高了50％，且老化后稳定性高，废品率降到5％以下。除灵敏度、稳定性以外，光敏电阻的其它性能未受影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光敏电阻瓷，其特征在于是由以下重量份的组分制成：CdS 50～70份，CdSe 20～35份，CdCl2 2～3.5份、ZnCl2 2.5～4份、CuCl2 3～4份、LiCl2 1～3.5份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液0.5～1.5重量份。
2.根据权利要求1所述的一种光敏电阻瓷，其特征在于：是由以下重量份的组分制成：CdS 60份，CdSe 30份，CdCl2 2.8份、ZnCl2 3.5份、CuCl2 3.5份、LiCl2 2份、Cu含量为1mg/ml的Cu(NO3)2溶液1份。
3.一种权利要求1或2所述的光敏电阻陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)取CdSe在氮气气氛中400～500℃烧5～7小时，再加去离子水研细，烘干备用；
(2)取CdS、CdCl2、ZnCl2、CuCl2、LiCl2和步骤(1)中烘干备用的CdSe，加入去离子水研混均匀，再加入Cu(NO3)2研磨均匀；
(3)将上述混合液用喷枪喷在基体上喷膜、干燥，放入管式炉中进行烧成，即得。
4.根据权利要求3所述的一种光敏电阻陶瓷的制备方法，其特征在于：所述烧成是氮气气氛中，600℃保温30～45分钟。
5.根据权利要求3所述的一种光敏电阻陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)在喷膜后还包括在喷膜上喷涂隔离层的步骤。
6.根据权利要求5所述的一种光敏电阻陶瓷的制备方法，其特征在于：所述隔离层的材料的环氧树脂。
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