[發明專利]Nb2O5摻雜AZO的制備

在審

• 申請號: 201710250083.3
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN108727011A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 尚福亮;王晨;肖超;董磊;朱佐祥;彭偉;高玲;楊海濤
• 申請（專利權）人: 楊海濤
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622;C04B35/64;C23C14/08;C23C14/34
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一種透明導電氧化物材料的制備。本發明屬于非金屬元素及其化合物。本發明公開了一種新的Nb?AZO材料制備技術。把（0.005?1at%）的Nb₂O₅、（0.5?5at%）的Al₂O₃與ZnO粉末經過充分混合、成型、燒結可制備出致密度超過99.4%，強度超過140MPa,電阻率小于9×10^?4Ω·cm的Nb?AZO材料。這種Nb?AZO材料，可制成濺射鍍膜靶材，在顯示、薄膜太陽能電池、low?E玻璃等領域有極其廣泛的應用。

技術領域

本發明屬于無機非金屬元素及其化合物。

背景技術

AZO薄膜作為透明導電氧化物薄膜是一種被廣泛研究的功能材料。AZO透明導電膜性能穩定、制備簡單、成本低廉，是新一代透明導電膜，有可能替代昂貴的ITO，在薄膜，在平板顯示、太陽能電池、節能玻璃、智能玻璃等領域有廣泛的應用前景。

透明導電AZO薄膜的制備方法主要有:物理氣相沉積、化學氣相沉積、溶膠-凝膠等各種方法。由于物理氣相沉積制備的薄膜與基體的結合強度高、沉積效率高、工藝成熟穩定而被廣泛應用。而用物理氣相沉積制備薄膜需要使用高密度靶材，通過能量束轟擊靶材將其氣化，再沉積到基體表面形成透明導電膜。Nb₂O₅摻雜AZO能大幅度降低AZO靶材的燒結溫度，促進其燒結的致密化，提高靶材的密度、強度及導電性，從而提高鍍膜質量。

發明內容

本發明公開了一種Nb₂O₅摻雜AZO靶材的制備。把（0.005-1at%）的Nb₂O₅、（0.5-5at%）的Al₂O₃與ZnO粉末，按水：料比為3：1制成混合料漿，濕磨72h，干燥過篩，粉末預燒后加入5wt%的PEG-2000溶液，繼續濕磨2h后，干燥過篩，然后造粒、成型、燒結。在1100℃-1250℃溫度下燒結，可制備出致密度超過99.4%，強度超過140MPa, 電阻率小于9×10^-4Ω·cm的Nb-AZO靶材，這種摻雜Nb-AZO靶材，可經濟、高效的制成各種復雜形狀。Nb-AZO透明導電薄膜有性能穩定、制備簡單、成本低廉等優勢，在光電學性能平板顯示領域得到了極其廣泛的應用，是新一代透明導電膜，最有可能替代昂貴的ITO，在薄膜太陽能電池和low-E玻璃等領域，正顯示出巨大的應用前景和市場，是一種被廣泛研究的功能材料。

本發明詳細研究并掌握了摻雜比、球磨參數、燒結溫度等對Nb-AZO燒結致密化過程的變化規律，從而可制備出高性能的燒結Nb-AZO材料。這種材料可經濟、高效的制成各種復雜形狀的產品，主要是濺射鍍膜用的靶材（包括平面靶和旋轉靶），也可用于制造多種導電零部件。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

附圖1： Nb-AZO材料的制備工藝流程圖。

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如附圖1所示，本發明的Nb-AZO粉體的制備工藝流程圖：先將Nb₂O₅、ZnO、Al₂O₃粉末和成型劑加入到球磨機中于水溶液中濕磨混合，充分混合均勻后，經干燥過篩得到充分混合的Nb-AZO粉體，

然后成型（干壓、冷等靜壓、注射成型等），得到生坯，經脫成型劑后，即可進行常壓燒結或氣壓燒結，得到高強度高密度的Nb摻雜AZO燒結材料。

本發明的優點在于用微量Nb₂O₅摻雜，即可大幅度降低Nb-AZO靶材的燒結溫度，提高Nb-AZO靶材致密度，通過對Nb-AZO粉體進行燒結，可制備出高性能燒結Nb摻雜AZO材料。