本發明涉及氧化銦錫靶材制備技術領域，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：

ito(錫銦氧化物)的主要成分是氧化錫固溶在氧化銦中的復合氧化物。ito具有很好的光電性能，ito的薄膜具有高的導電性和可見光透射性，被廣泛應用于太陽能電池、液晶顯示裝置、觸控電板等各種領域。隨著液晶平板顯示裝置等的快速普及，ito靶材的消耗越來越多，對靶材的要求也越來越高。目前，采用納米材料制備低溫燒結的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，但現有技術制備的ito粉末燒結性能較差，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域的應用。

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

干壓成型技術是將ito粉料直接置于模具中，通過壓機進行軸向加壓而成型。其制程短、操作簡單，但成型坯體密度不均勻、模壓過程易出現分層、對模具和壓機精度要求高、難于壓制大規格坯體。注漿成型技術通常是將預先制備的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。注漿成型的難點是如何開發適合于澆注的漿料的制備技術，目前采用的技術所制備的漿料存在固含量低、粘度大、流動性差等缺點，制備出的坯體容易出現開裂、分層、不均勻、變形等，造成廢品率增加，制得ito靶材相對密度也較低。

技術實現要素：

本發明提供一種采用雙分散劑注漿成型法來生產高密度ito靶材，解決現有的ito靶材的濕法成型的制備過程中坯體廢品率高、得到靶材相對密度也較低的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種注漿成型高密度ito靶材的制備方法，包括以下步驟：

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

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入ito粉體，經球磨機進行濕磨；

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進行真空除氣，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：將脫脂后的ito坯體放置到燒結爐中，在流動的氧氣氛下，以50～120℃/h升溫至1450～1650℃，并保溫5～10h，通過自然降溫至溫度低于200℃，而得高密度ito靶材。

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

其中，優選地，所述步驟(2)中尼龍罐轉速為120rpm，研磨時間為35～45h。

本發明的有益效果：

本發明在懸浮漿料的制備過程中，由于采用雙分散劑結合調節溶液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，穩定性好。懸浮體的粘度隨固含量地增加呈指數關系增大。本發明制備高固含量ito漿料其粘度值為140～265mpa·s(室溫，轉速20s^-1)，其良好的流動性可使澆注過程順利進行。

采用優化的料漿注漿成型得到ito坯體中顆粒微結構均勻而致密，無明顯宏觀缺陷。添加分散劑后，生坯徑向壓潰強度增加到13.5mpa，有利于后續素坯搬運、加工等過程。經過燒結后，獲得了幾乎全致密的燒結體，相對密度大于99.0％。其顯微結構均勻，沒有異常晶粒長大和異常缺陷。

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

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1本發明中采用優化后的注漿成型技術得到的坯體典型微結構；

圖2本發明中制得高致密化的ito靶材典型微結構。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

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

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入ito粉體，再經球磨機進行濕磨；制備ito漿料其粘度值為195mpa·s(室溫，轉速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進行真空除氣，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：將脫脂后的ito坯體放置到燒結爐中，在流動的氧氣氛下，以75℃/h升溫至1500℃，并保溫8h，通過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)中球磨機的球磨介質為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為3：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉速為120rpm，研磨時間為40h。

取樣測得本實施例制得的ito靶材的相對密度為99.6％。其典型的微結構見圖2。

實施例2

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

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入ito粉體，再經球磨機進行濕磨；制備ito漿料其粘度值為240mpa·s(室溫，轉速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進行真空除氣，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：將脫脂后的ito坯體放置到燒結爐中，在流動的氧氣氛下，以50℃/h升溫至1450℃，并保溫10h，通過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)中球磨機的球磨介質為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為2：1。

其中，優選地，所述步驟(2)中尼龍罐轉速為120rpm，研磨時間為35h。

取樣測得本實施例制得的ito靶材的相對密度為99.5％。

實施例3

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

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入ito粉體，再經球磨機進行濕磨；制備ito漿料其粘度值為140mpa·s(室溫，轉速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進行真空除氣，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：將脫脂后的ito坯體放置到燒結爐中，在流動的氧氣氛下，以120℃/h升溫至1650℃，并保溫5h，通過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)中球磨機的球磨介質為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為4：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉速為120rpm，研磨時間為45h。

取樣測得本實施例制得的ito靶材的相對密度為99.6％。

實施例4

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

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入ito粉體，再經球磨機進行濕磨；制備ito漿料其粘度值為265mpa·s(室溫，轉速20s^-1)

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進行真空除氣，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：將脫脂后的ito坯體放置到燒結爐中，在流動的氧氣氛下，以60℃/h升溫至1600℃，并保溫6h，通過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)中球磨機的球磨介質為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為3：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉速為120rpm，研磨時間為40h。

取樣測得本實施例制得的ito靶材的相對密度為99.7％。

實施例5

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

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

(3)坯體成型：將球磨后的漿料進行真空除氣，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：將脫脂后的ito坯體放置到燒結爐中，在流動的氧氣氛下，以80℃/h升溫至1550℃，并保溫7h，通過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)中球磨機的球磨介質為直徑為5mm的氧化鋯球，球料比為3：1。

其中，所述步驟(2)中尼龍罐轉速為120rpm，研磨時間為40h。

取樣測得本實施例制得的ito靶材的相對密度為99.8％。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。