本發明涉及功能陶瓷制備技術領域，特別涉及一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法。

背景技術：

近年來隨著液晶顯示器與太陽能電池的發展，使得透明導電薄膜成為關鍵性材料之一。目前常用的透明導電薄膜材料主要是ito。近年來由于液晶顯示器與太陽能電池的需求大幅增長；手機及觸摸屏的需求迅速增加。如何降低透明導電薄膜的材料成本與提高薄膜材料的性能成為當前的首要目標。但由于銦資源的稀少和價格的增加，世界各國的學者都急欲尋找新一代的透明導電薄膜材料，開發具有高透光、導電特性好的“非銦”材料來替代ito。由于azo透明導電薄膜價格較為低廉，且不具毒性，在發展上有相當的優勢。對azo材料和制備技術的研究，引起了廣泛的重視。雖然，目前azo薄膜的特性仍與ito薄膜有一定差距，但在觸控面板與太陽能電池領域azo最具潛力取代ito。

對于用磁控濺射法制備azo薄膜來說，其靶材性能在很大程度上影響其制得的薄膜的性能，也就是說沒有高性能靶材，就沒有高性能薄膜。靶材質量高低的一個重要指標就是靶材的致密度，所以如何獲得高致密度的靶材成為一個亟待解決的難題。一般把相對密度在95％以上的靶材稱為高致密度靶材，把相對密度在98％以上靶材稱為超高密度靶材。隨著未來薄膜產業的不斷擴大，可用于工業化生產的低成本azo陶瓷靶材的制備不僅具有一定的學術意義，而且具有極大的經濟價值。

技術實現要素：

本發明提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，這是基于采用雙分散劑，漿料的ph控制及篩選的燒結助劑三方面共同作用，解決現有的azo靶材制備工程中成品率低，密度低及成本高等問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，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azo粉體質量的0.2～0.3％，粘接劑的加入量為azo粉體質量的0.3～2％，水的加入量為azo粉體質量的10～20％；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；

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入以化學共沉淀法制備的azo粉體和燒結劑，再于球磨機中進行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為40～80℃，得azo坯體；

(4)燒結：干燥后的azo坯體在空氣氣氛下燒結，溫度為1200～1400℃，保溫時間為4～8小時，得azo靶材。

其中，優選地，所述azo粉體純度不低于99.0％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

其中，優選地，所述粘接劑為聚丙烯酸類粘接劑或聚乙烯醇縮丁醛。

其中，優選地，所述稀土氧化物為ceo2、y2o3或dy2o3，所述稀土氧化物的添加量為azo粉體的1.0～1.5％。

其中，優選地，所述氮化硅的添加量為azo粉體0.005～0.05％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.5～1.0％。

本發明的有益效果：

本發明在預混液的制備中，采用添加雙分散劑與調節ph方法(因azo懸浮液在ph8～10.3的堿性范圍有較高的zeta電位)。這使得高固含量azo粉末懸浮液表現為牛頓流體，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。可制得粘度小于40mpa·s(室溫，20s^-1)的高固含量的懸浮液。

本發明的另一個創新點是通過摻雜稀土氧化物、氮化硅及納米geo2復合燒結助劑，在空氣氣氛下燒結azo靶材，在較低溫度下發生固溶和液相燒結作用，大大地降低了燒結溫度，促進了azo靶材的致密度。

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為本發明實施例1中高密度、低電阻率azo靶材的典型微觀結構圖。

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。基于本發明中的實施例，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

本實施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調ph值至9，得預混液；分散劑的加入量為azo粉體質量的0.25％，粘接劑的加入量為azo粉體質量的1.0％，水的加入量為azo粉體質量的15％；所述分散劑為重量比為1：1.5的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚丙烯酸類粘接劑；

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入以化學共沉淀法制備的azo粉體和燒結劑，再于球磨機中進行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為ceo2，所述ceo2的添加量為azo粉體的1.2％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.02％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.8％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為60℃，得azo坯體；

(4)燒結：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結，溫度為1400℃，保溫時間為6小時，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.8％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實施例制備的azo靶材的相對密度為99.2％。本實施例制得的azo靶材的典型微觀結構圖見圖1。

實施例2

本實施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調ph值至8，得預混液；分散劑的加入量為azo粉體質量的0.3％，粘接劑的加入量為azo粉體質量的0.3％，水的加入量為azo粉體質量的20％；所述分散劑為重量比為1：1的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚乙烯醇縮丁醛；

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入以化學共沉淀法制備的azo粉體和燒結劑，再于球磨機中進行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為y2o3，所述y2o3的添加量為azo粉體的1.0％；所述氮化硅硅的添加量為azo粉體0.05％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.5％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為40℃，得azo坯體；

(4)燒結：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結，溫度為1200℃，保溫時間為4小時，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.0％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實施例制備的azo靶材的相對密度為99.6％。

實施例3

本實施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調ph值至11，得預混液；分散劑的加入量為azo粉體質量的0.2％，粘接劑的加入量為azo粉體質量的2％，水的加入量為azo粉體質量的10％；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；所述粘接劑為聚乙烯醇縮丁醛；

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入以化學共沉淀法制備的azo粉體和燒結劑，再于球磨機中進行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為dy2o3，所述dy2o3的添加量為azo粉體的1.5％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.005％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的1.0％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為80℃，得azo坯體；

(4)燒結：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結，溫度為1300℃，保溫時間為8小時，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.6％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實施例制備的azo靶材的相對密度為99.6％。

實施例4

本實施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調ph值至10，得預混液；分散劑的加入量為azo粉體質量的0.28％，粘接劑的加入量為azo粉體質量的0.8％，水的加入量為azo粉體質量的12％；所述分散劑為重量比為1：1.4的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚丙烯酸類粘接劑或聚乙烯醇縮丁醛；

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入以化學共沉淀法制備的azo粉體和燒結劑，再于球磨機中進行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為ceo2，所述稀土氧化物的添加量為azo粉體的1.4％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.01％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.9％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為50℃，得azo坯體；

(4)燒結：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結，溫度為1250℃，保溫時間為7小時，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.0％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實施例制備的azo靶材的相對密度為99.5％。

實施例5

本實施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調ph值至9，得預混液；分散劑的加入量為azo粉體質量的0.25％，粘接劑的加入量為azo粉體質量的1.4％，水的加入量為azo粉體質量的14％；所述分散劑為重量比為1：1.5的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚丙烯酸類粘接劑；

(2)懸浮漿料的制備：向預混液中加入以化學共沉淀法制備的azo粉體和燒結劑，再于球磨機中進行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為y2o3，所述y2o3的添加量為azo粉體的1.1％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.04％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.6％；(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為60℃，得azo坯體；

(4)燒結：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結，溫度為1350℃，保溫時間為4～8小時，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.5％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實施例制備的azo靶材的相對密度為99.3％。

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。