[發(fā)明專利]一種ITO陶瓷靶制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110360722.4
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102491741A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張?zhí)焓?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 張?zhí)焓?/a>
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622
• 代理公司: 合肥誠興知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及ITO陶瓷靶，具體是涉及一種ITO陶瓷靶制備方法。

背景技術(shù)

ITO(90wt％In₂O₃+10wt％SnO₂)靶材主要是通過磁控濺射設(shè)備，將ITO濺射至玻璃或其它基板上形成透明電極ITO膜，由于ITO膜既透明又具有良好的導電性，所以被廣泛應用在單極顯示器等領(lǐng)域。ITO膜有以下主要性能和特點：導電性能好，電阻率小，約10-4Ω·cm；硬度高，耐磨，化學蝕刻性好，高可見光透過率可高達85％以上；對紫外線吸收率大于85％：對紅外線反射率大于80％：對微波具有衰減性，衰減率大于85％。基于ITO膜良好的性能，ITO膜被廣泛應用于：(1)平板顯示器產(chǎn)業(yè)如LCD(液晶顯示)與PDP(等離子體顯示)，(2)太陽能電池的電極材料，(3)ITO涂層用于功能性玻璃以達到防紫外線和反紅外線的功能。

ITO的理論密度為7.15g/cm³，商業(yè)產(chǎn)品的相對密度至少要達到理論密度的98％以上，高端用途的產(chǎn)品其密度應該理論密度99.5％左右。另外，高性能的ITO靶還具備以下性能：高耐熱沖擊性、組織均一無偏板現(xiàn)象、微細均勻的晶粒尺寸、純度達到99.99％以上。目前，ITO靶材的主要制備技術(shù)有真空熱壓法、熱等靜壓法。

其中真空熱壓法(Martin，U.S.Pat.No.5531948)是燒結(jié)溫度可依外加壓力的大小而比常溫燒結(jié)低約200-400℃，同時外加的能量使陶瓷的致密化速度加快，因此可以在較低溫度及較短的時間內(nèi)生成完全致密的陶器產(chǎn)品。此方法的主要缺點為：由于受熱壓設(shè)備壓力和模具尺寸所限，靶材尺寸較小，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成本高，靶材晶粒均一性差，目前只能用于低檔TN-LCD，建筑玻璃膜和冰柜玻璃鍍膜等低端領(lǐng)域。

熱等靜壓法(Martin，U.S.Pat.No.6187253)一般用惰性氣體如氬氣等常用來作為壓力傳遞媒介，在800-1400℃及1000-2000kg/cm²的壓力下加壓燒結(jié)。此方法的主要缺點：靶材尺寸受設(shè)備壓力和壓缸限制無法制備大尺寸靶，設(shè)備昂貴，投資成本高，生產(chǎn)效力低，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品競爭力不強。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提高一種結(jié)構(gòu)均一且產(chǎn)品尺寸無限制的ITO陶瓷靶制備方法。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種ITO陶瓷靶制備方法，其特征在于，包括以下操作：

①以ITO粉為原料，與有機單體，膠聯(lián)劑、有機分散劑和水制成懸浮液，并加入引發(fā)劑至所述懸浮液中反應得到混合漿料；

②接著將所得的混合漿料注入模具中靜置；

③干燥脫模后在1200-1700℃下燒結(jié)該素坯，即得致密ITO陶瓷靶。

本發(fā)明的處理方法存在的優(yōu)點：1)其適用范圍廣，對ITO粉體無特殊要求；2)可實現(xiàn)近凈尺寸成型，制備出復雜形狀的部件；3)坯體強度高，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)成型工藝所制的坯體，可進行機械加工；4)坯體有機物含量低；5)坯體和燒結(jié)體性能均勻性好；6)工藝過程易控制；7)成本低廉。ITO陶瓷靶產(chǎn)品晶粒大小分布均勻，約為3-5μm、高致密且燒結(jié)體密度為99.0％以上。

附圖說明

圖1是ITO燒結(jié)體的XRD圖；

圖2是ITO燒結(jié)體的SEM照片。

具體實施方式

一種ITO陶瓷靶制備方法，包括操作：①以ITO粉為原料，與有機單體，膠聯(lián)劑、有機分散劑和水制成懸浮液，并加入引發(fā)劑至所述懸浮液中反應得到混合漿料；②接著將所得的混合漿料注入模具中靜置；③干燥脫模后在1200-1700℃下燒結(jié)該素坯，即得致密ITO陶瓷靶。該方法是將高分子單體聚合的方法靈活地引入到了粉體成型領(lǐng)域中，通過制備低黏度、高固相含量的懸浮液來實現(xiàn)凈尺寸成型高強度、高密度均勻素坯。其基本思想是采用具備三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)將分散均勻的粉體懸浮液中的顆粒包裹使之后位固定從而得到具有粉體與高分子物質(zhì)復合結(jié)構(gòu)的坯體，再經(jīng)燒結(jié)除去有機物質(zhì)即可得到致密的ITO陶瓷靶。

所述操作①中分散劑為聚甲基丙烯酸銨或四基氫氧化銨，分散劑占懸浮液質(zhì)量的0.2-1％。分散劑利于懸浮液的分散，利于得到結(jié)構(gòu)均一的ITO素坯。

所述操作①中有機單體為甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸。所述的有機單體占懸浮液質(zhì)量的15％。有機單體在發(fā)生聚合反應后得到高分子物質(zhì)，使懸浮液中分散均勻的ITO粉被三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)包裹使之后位固定從而得到具有粉體與高分子物質(zhì)復合結(jié)構(gòu)的坯體。