本發(fā)明涉及氧化銦錫靶材制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法。

背景技術(shù)：

ito(錫銦氧化物)的主要成分是氧化錫固溶在氧化銦中的復(fù)合氧化物。ito具有很好的光電性能，ito的薄膜具有高的導(dǎo)電性和可見光透射性，被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、液晶顯示裝置、觸控電板等各種領(lǐng)域。隨著液晶平板顯示裝置等的快速普及，ito靶材的消耗越來(lái)越多，對(duì)靶材的要求也越來(lái)越高。目前，采用納米材料制備低溫?zé)Y(jié)的ito靶材是靶材研究者不懈努力的方向，雖然常用的方法是采用共沉淀法制備納米ito粉末，但現(xiàn)有技術(shù)制備的ito粉末燒結(jié)性能較差，最終得到的ito靶材的密度較低，限制了ito靶材在高端顯示等領(lǐng)域的應(yīng)用。

ito靶材坯體成型技術(shù)分為干法成型與濕法成型兩大類。干法普遍采用先預(yù)壓再冷等靜壓(cip)的方法；濕法采用注漿成型、壓濾注漿成型等方法。

干壓成型技術(shù)是將ito粉料直接置于模具中，通過(guò)壓機(jī)進(jìn)行軸向加壓而成型。其制程短、操作簡(jiǎn)單，但成型坯體密度不均勻、模壓過(guò)程易出現(xiàn)分層、對(duì)模具和壓機(jī)精度要求高、難于壓制大規(guī)格坯體。注漿成型技術(shù)通常是將預(yù)先制備的ito漿料澆注到石膏模中，采用多面、雙面或單面吸漿，使ito坯體成型。用該法可得到大規(guī)格、高密度、均勻的平面板狀坯體，且成本較低。注漿成型的難點(diǎn)是如何開發(fā)適合于澆注的漿料的制備技術(shù)，目前采用的技術(shù)所制備的漿料存在固含量低、粘度大、流動(dòng)性差等缺點(diǎn)，制備出的坯體容易出現(xiàn)開裂、分層、不均勻、變形等，造成廢品率增加，制得ito靶材相對(duì)密度也較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種采用雙分散劑注漿成型法來(lái)生產(chǎn)高密度ito靶材，解決現(xiàn)有的ito靶材的濕法成型的制備過(guò)程中坯體廢品率高、得到靶材相對(duì)密度也較低的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至8～11，得預(yù)混液；分散劑的加入量為ito粉體質(zhì)量的1.5～3.0％，水的加入量為ito粉體質(zhì)量的10～20％；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入ito粉體，經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行濕磨；

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進(jìn)行真空除氣，把真空除氣后料漿注入石膏模具中；吸漿成型后脫模，將生坯晾干72h以上，得ito坯體；

(4)脫脂：將干燥的ito坯體放置到脫脂爐中以0.5℃/min升溫到600℃，并保溫3h；

(5)燒結(jié)：將脫脂后的ito坯體放置到燒結(jié)爐中，在流動(dòng)的氧氣氛下，以50～120℃/h升溫至1450～1650℃，并保溫5～10h，通過(guò)自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

其中，優(yōu)選地，所述ito粉體純度大于99.99％，平均粒徑范圍為0.10～0.3μm。

其中，優(yōu)選地，所述分散劑為重量比為1:1～2的檸檬酸和聚丙烯酸胺的混合物。

其中，優(yōu)選地，所述分散劑為重量比為1:1～2的檸檬酸和聚乙二醇的混合物。

其中，優(yōu)選地，所述分散劑為重量比為1:1～2的檸檬酸和阿拉伯樹膠的混合物。

其中，優(yōu)選地，所述步驟(2)中球磨機(jī)的球磨介質(zhì)為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為2～4：1。

其中，優(yōu)選地，所述步驟(2)中尼龍罐轉(zhuǎn)速為120rpm，研磨時(shí)間為35～45h。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明在懸浮漿料的制備過(guò)程中，由于采用雙分散劑結(jié)合調(diào)節(jié)溶液ph值，使高固含量ito粉體懸浮在水溶液中形成牛頓流體粘度低，穩(wěn)定性好。懸浮體的粘度隨固含量地增加呈指數(shù)關(guān)系增大。本發(fā)明制備高固含量ito漿料其粘度值為140～265mpa·s(室溫，轉(zhuǎn)速20s^-1)，其良好的流動(dòng)性可使?jié)沧⑦^(guò)程順利進(jìn)行。

采用優(yōu)化的料漿注漿成型得到ito坯體中顆粒微結(jié)構(gòu)均勻而致密，無(wú)明顯宏觀缺陷。添加分散劑后，生坯徑向壓潰強(qiáng)度增加到13.5mpa，有利于后續(xù)素坯搬運(yùn)、加工等過(guò)程。經(jīng)過(guò)燒結(jié)后，獲得了幾乎全致密的燒結(jié)體，相對(duì)密度大于99.0％。其顯微結(jié)構(gòu)均勻，沒有異常晶粒長(zhǎng)大和異常缺陷。

本發(fā)明采用注漿成型與在氧氣氛中無(wú)壓燒結(jié)ito靶材工藝，可制得低成本、高致密化的ito靶材。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1本發(fā)明中采用優(yōu)化后的注漿成型技術(shù)得到的坯體典型微結(jié)構(gòu)；

圖2本發(fā)明中制得高致密化的ito靶材典型微結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至9，得預(yù)混液；分散劑的加入量為ito粉體質(zhì)量的2.2％，水的加入量為ito粉體質(zhì)量的15％；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入ito粉體，再經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行濕磨；制備ito漿料其粘度值為195mpa·s(室溫，轉(zhuǎn)速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進(jìn)行真空除氣，把除氣后料漿注入石膏模具中；吸漿成型后脫模，將生坯晾干72h，得ito坯體(見圖1)；

(4)脫脂：將干燥的ito坯體放置到脫脂爐中以0.5℃/min升溫到600℃，并保溫3h；

(5)燒結(jié)：將脫脂后的ito坯體放置到燒結(jié)爐中，在流動(dòng)的氧氣氛下，以75℃/h升溫至1500℃，并保溫8h，通過(guò)自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

其中，所述ito粉體純度大于99.99％，平均粒徑范圍為0.10～0.3μm。

其中，所述分散劑為重量比為1:1的檸檬酸和聚丙烯酸胺的混合物。

其中，所述步驟(2)中球磨機(jī)的球磨介質(zhì)為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為3：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉(zhuǎn)速為120rpm，研磨時(shí)間為40h。

取樣測(cè)得本實(shí)施例制得的ito靶材的相對(duì)密度為99.6％。其典型的微結(jié)構(gòu)見圖2。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至8，得預(yù)混液；分散劑的加入量為ito粉體質(zhì)量的3.0％，水的加入量為ito粉體質(zhì)量的10％；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入ito粉體，再經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行濕磨；制備ito漿料其粘度值為240mpa·s(室溫，轉(zhuǎn)速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進(jìn)行真空除氣，把除氣后料漿注入石膏模具中；吸漿成型后脫模，將生坯晾干80h，得ito坯體；

(4)脫脂：將干燥的ito坯體放置到脫脂爐中以0.5℃/min升溫到600℃，并保溫3h；

(5)燒結(jié)：將脫脂后的ito坯體放置到燒結(jié)爐中，在流動(dòng)的氧氣氛下，以50℃/h升溫至1450℃，并保溫10h，通過(guò)自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

其中，所述ito粉體純度大于99.99％，平均粒徑范圍為0.10～0.3μm。

其中，所述分散劑為重量比為1:2的檸檬酸和聚乙二醇的混合物。

其中，所述步驟(2)中球磨機(jī)的球磨介質(zhì)為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為2：1。

其中，優(yōu)選地，所述步驟(2)中尼龍罐轉(zhuǎn)速為120rpm，研磨時(shí)間為35h。

取樣測(cè)得本實(shí)施例制得的ito靶材的相對(duì)密度為99.5％。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至11，得預(yù)混液；分散劑的加入量為ito粉體質(zhì)量的1.5％，水的加入量為ito粉體質(zhì)量的20％；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入ito粉體，再經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行濕磨；制備ito漿料其粘度值為140mpa·s(室溫，轉(zhuǎn)速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進(jìn)行真空除氣，把除氣后料漿注入石膏模具中；吸漿成型后脫模，將生坯晾干84h，得ito坯體；

(4)脫脂：將干燥的ito坯體放置到脫脂爐中以0.5℃/min升溫到600℃，并保溫3h；

(5)燒結(jié)：將脫脂后的ito坯體放置到燒結(jié)爐中，在流動(dòng)的氧氣氛下，以120℃/h升溫至1650℃，并保溫5h，通過(guò)自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

其中，所述ito粉體純度大于99.99％，平均粒徑范圍為0.10～0.3μm。

其中，所述分散劑為重量比為1:2的檸檬酸和阿拉伯樹膠的混合物。

其中，所述步驟(2)中球磨機(jī)的球磨介質(zhì)為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為4：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉(zhuǎn)速為120rpm，研磨時(shí)間為45h。

取樣測(cè)得本實(shí)施例制得的ito靶材的相對(duì)密度為99.6％。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至10，得預(yù)混液；分散劑的加入量為ito粉體質(zhì)量的2.4％，水的加入量為ito粉體質(zhì)量的12％；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入ito粉體，再經(jīng)球磨機(jī)進(jìn)行濕磨；制備ito漿料其粘度值為265mpa·s(室溫，轉(zhuǎn)速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進(jìn)行真空除氣，把除氣后料漿注入石膏模具中；吸漿成型后脫模，將生坯晾干72h，得ito坯體；

(4)脫脂：將干燥的ito坯體放置到脫脂爐中以0.5℃/min升溫到600℃，并保溫3h；

(5)燒結(jié)：將脫脂后的ito坯體放置到燒結(jié)爐中，在流動(dòng)的氧氣氛下，以60℃/h升溫至1600℃，并保溫6h，通過(guò)自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

其中，所述ito粉體純度大于99.99％，平均粒徑范圍為0.1～0.3μm。

其中，所述分散劑為重量比為1:1的檸檬酸和阿拉伯樹膠的混合物。

其中，所述步驟(2)中球磨機(jī)的球磨介質(zhì)為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為3：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉(zhuǎn)速為120rpm，研磨時(shí)間為40h。

取樣測(cè)得本實(shí)施例制得的ito靶材的相對(duì)密度為99.7％。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至9，得預(yù)混液；分散劑的加入量為ito粉體質(zhì)量的1.8％，水的加入量為ito粉體質(zhì)量的12％；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入ito粉體，再于球磨機(jī)中進(jìn)行濕磨；制備ito漿料其粘度值為212mpa·s(室溫，轉(zhuǎn)速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進(jìn)行真空除氣，把除氣后料漿注入石膏模具中；吸漿成型后脫模，將生坯晾干72h，得ito坯體；

(4)脫脂：將干燥的ito坯體放置到脫脂爐中以0.5℃/min升溫到600℃，并保溫3h；

(5)燒結(jié)：將脫脂后的ito坯體放置到燒結(jié)爐中，在流動(dòng)的氧氣氛下，以80℃/h升溫至1550℃，并保溫7h，通過(guò)自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

其中，所述ito粉體純度大于99.99％，平均粒徑范圍為0.10～0.3μm。

其中，所述分散劑為重量比為1:2的檸檬酸和聚乙二醇的混合物。

其中，所述步驟(2)中球磨機(jī)的球磨介質(zhì)為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為3：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉(zhuǎn)速為120rpm，研磨時(shí)間為40h。

取樣測(cè)得本實(shí)施例制得的ito靶材的相對(duì)密度為99.8％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。