[發明專利]一種單面壓力注漿成型模具及ITO平面靶的制造方法

有效

• 申請號: 201810758424.2
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109079963B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 楊碩;孫冰;謝斌;方宏;李重理
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B28B1/26
• 分類號: B28B1/26
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 孫笑飛

一種單面壓力注漿成型模具及ITO平面靶的制造方法，成型模具包括上模和下模，上模包括上模框和上石膏模，下模包括下模框和下石膏模，上石膏模和下石膏模拼合形成坯體型腔，在上石膏模與上模框之間，以及下石膏模與下模框之間均填充有樹脂；上石膏模和下石膏模內部均分布有孔隙，上石膏模與其上部的樹脂之間設有密閉腔，下石膏模下方設有排水管路。ITO漿料注入坯體型腔后，向密閉腔內通入壓縮空氣，通過孔隙對ITO漿料施壓，使水分從下石膏模的孔隙排出。該方式不會產生因上、下模具均同時吸水而造成的坯體中間夾層缺陷。且坯體脫模時，用壓縮空氣經密閉腔或排水管路吹入石膏模具內部孔隙，均勻作用于坯體的方式，可解決脫模時的粘模問題。

技術領域

本發明涉及一種平板ITO靶材濕法成型技術，具體地說是一種單面壓力注漿成型模具及ITO平面靶的制造方法。

背景技術

ITO是Tin-doped Indium Oxide的縮寫名稱，ITO的含義是指一種銦錫氧化物材料，ITO坯體是由銦錫氧化物制成的坯體。

目前，ITO靶材坯體成型技術分干法與濕法兩種。干法普遍采用先模壓再冷等靜壓（CIP）的方法；濕法普遍采用注漿成型的方法。將干法或濕法制備的坯體進行常壓或微正壓燒結即可制得ITO靶材。

使用模壓后CIP成型大規格靶材坯體時，其工藝存在局限性，如坯體密度不均勻、成品率低、穩定性差、易引入雜質，對模具和壓機要求較高，CIP后坯體易出現厚度不均和不同程度的翹曲等現象。濕法成型技術可以彌補CIP成型的部分缺點，主要優勢體現在產品凈盡尺寸、均勻性較好，以及可成型大尺寸、復雜形狀靶材上。目前國外已有多家企業采用濕法技術制備大尺寸、高密度靶材。其中，日本三井專利《過濾式成形模以及使用該成形模的陶瓷燒結體制造方法》（公開號：1229067）是通過過濾器減壓使漿料中的水分排出而成型的方法。該方法可制備出較大規格ITO靶材坯體，但由于使用減壓排水，其壓差最多只達到1個大氣壓，漿料中的排水量不足，故坯體的強度和密度偏低，且排水速度較慢，成型效率受到抑制；同時該模具雖具備可拆卸、組裝能力，成本較低，但導致整體自動化程度相對較低。

壓力注漿方法自上世紀90年代以來，由于模具材料制備技術的發展，注漿壓力逐步提高、加壓脫水速度加快，同時自動化程度也得到提高。該技術的特點是：整個制備過程自動化程度高，制備的坯體規格大、密度高、強度高、可近凈尺寸成型。目前已有的壓力注漿成型技術，在產業化多應用于衛生潔具、日用瓷（如方盤、圓盤等）等形狀較為簡單的陶瓷坯體的成型。目前成型出最大尺寸為300 mm×700 mm的ITO靶材素坯（相對密度為60%左右），但由于該方法仍為實心（雙面）注漿成型，其坯體中間位置會產生一條明顯的夾層。采用壓力注漿成型的ITO靶材坯體出現明顯夾層的原因在于：上、下模合模后，受壓的漿料從進漿通道進入由微孔模具圍成的型腔中，漿料中水分通過微孔模具排出，漿料在受壓的同時完成固液分離而成型，成型固化順序是與微孔模具接觸的型腔外圍部分首先脫水固化，內部的漿料再通過坯體已經形成的外部坯層繼續向外排水，在這個過程中有漿料持續進入補充。在成型的最后階段，在坯體中部區域形成一個狹窄的腔室，進入該區域漿料中的粉料顆粒繼續向兩個相對的平面堆積，使窄腔通道進一步變窄，造成后續補充進入的漿料進入窄腔的難度持續增加而無法進入，容易形成夾層。該夾層缺陷在燒結后并不能完全消除，容易造成靶材在濺射過程中的開裂而影響實際使用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是平面靶材注漿成型時坯體內部容易形成夾層的問題，提供一種單面壓力注漿成型模具及ITO平面靶的制造方法。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種單面壓力注漿成型模具，包括上模和下模，所述上模包括外部的上模框和內部的上石膏模，下模包括外部的下模框和內部的下石膏模，所述上石膏模和下石膏模拼合形成坯體型腔，坯體型腔與進漿管路連接，在上石膏模與上模框之間，以及下石膏模與下模框之間均填充有樹脂；所述上石膏模和下石膏模內部均分布有連通其上下端面的孔隙，上石膏模與其上部的樹脂之間設有與進氣管路連接的密閉腔，下石膏模的下方設有排水管路。