[发明专利]制取透明功能薄膜的三元金属氧化物陶瓷靶材的制备工艺

说明书

[技术领域]

本发明属于光电材料技术领域，具体地说是一种制取透明功能薄膜的三元金属氧化物陶瓷靶材的制备工艺。

[技术背景]

光学功能玻璃可以分为光学物理功能玻璃和光致化学功能玻璃两大类，前者具有包括高透光率，高反射率，选择性透光/反射，高阻隔比如红外线、紫外线效果等功效，后者具备光致表面自清洁、光致催化，光致变色等特定化学功能。它们在社会生活和生产中都具有广泛的应用，而且多功能玻璃近年来也得到大量的开发和应用研究。

上述光学功能玻璃的获得有两种途径，一种是玻璃制造过程中，向原料中添加功能性组分，另外一种就是通过玻璃表面改性技术实现，常见的玻璃表面改性有玻璃贴膜技术、镀膜技术等，玻璃表面贴膜一般为以高分子材料为主的多层膜成本低，易老化剥落，玻璃表面镀膜方法较多，主要有真空磁控溅射法、真空蒸发法、化学气相沉积法以及溶胶-凝胶法等，磁控溅射镀膜利用磁控溅射技术可以设计制造多层复杂膜系，可在白色的玻璃基片上镀出多种颜色，膜层的耐腐蚀和耐磨性能较好，是目前生产和使用最多的玻璃镀膜技术之一。

[发明内容]

本发明的目的是克服现有技术的不足，为实现通过射频磁控溅射技术在白色玻璃基片上制备出具有防紫外线和疏水性能的光学透明功能薄膜，而采用氧化硅、氧化钛、氧化铈三种金属氧化物混合粉制备而成的用于磁控溅射用的一种三元金属氧化物陶瓷靶材。

为实现上述目的，设计一种制取透明功能薄膜的三元金属氧化物陶瓷靶材的制备工艺，其特征在于：由重量百分比为10％～50％的氧化钛，0％～60％的氧化铈，0％-55％氧化硅的三种金属氧化物粉体做为原料粉，并在原料粉中加入占原料粉总重量1％～5％的粘结剂，混合均匀后，用冷压机压制成溅射靶材坯体，然后在常压、常气氛下将坯体高温烧结成陶瓷靶材。所述的氧化硅、氧化钛、氧化铈为分析纯粉体，采用超声波振荡和机械研磨工艺将三者均匀混合。所述的粘结剂采用蒸馏水或丙酮或无水乙醇，或者上述三种的混合物。所述的冷压机压制压力为5-300吨.所述的高温烧结中的高温为1000℃-1600℃。

与现有技术相比，本发明工艺简单，制备出的靶材可在白色玻璃上通过磁控溅射制备具有防紫外线和疏水性能的透明薄膜。

[具体实施方式]

下面结合实例对本发明作进一步说明，这种工艺技术对本专业的人来说还是是比较清楚的。

实施例1

取纯度为99.99％的氧化钛粉体80.0g，其重量占原料粉总质量25.64％、氧化铈粉体172.0g，其占原料粉总质量的55.13％、余量为占原料粉19.23％的氧化硅粉体60.0g，在无水乙醇中通过超声波振荡混合后，析出晾干用玛瑙研磨机研磨1小时，加入30ml乙醇搅拌均匀，取45g放入模具中，在冷压机上用8吨的压力压制后，从模具中取出，放入空气电阻炉中，按照如下工艺烧结：在300℃、600℃、900℃分别恒温60min，达到1100℃时连续恒温24h，然后随炉冷却，最后得到直径60mm，厚度约5mm的磁控溅射靶材，用该靶材在FJL560D2型三室超高真空磁控与离子束多功能溅射镀膜设备上用射频磁控溅射正常起辉溅射。

实施例2

用纯度为99.99％的氧化钛粉体80g，其重量占原料粉总质量的35.4％、氧化铈粉体86.1g，其占粉体原料总质量的38.1％、其余为占原料粉总质量26.5％的氧化硅粉体59.9g，在无水乙醇中通过超声波振荡混合后，析出晾干用玛瑙研磨机研磨1小时，加入30ml乙醇搅拌均匀，取45g放入模具中，在冷压机上用8吨的压力压制后，从模具中取出，放入空气电阻炉中，烧结工艺同上，最后得到直径60mm，厚度约5mm的磁控溅射靶材，用该靶材在FJL560D2型三室超高真空磁控与离子束多功能溅射镀膜设备上用射频磁控溅射正常起辉溅射。

实施例3

原料配方同实施例1，按照如下工艺烧结：在300℃、600℃、900℃、1200℃分别恒温60min，达到1500℃时连续恒温24h，然后随炉冷却，最后得到直径60mm，厚度约5mm的磁控溅射靶材，用该靶材在FJL560D2型三室超高真空磁控与离子束多功能溅射镀膜设备上用射频磁控溅射正常起辉溅射，溅射后获得的薄膜用视频光学接触角测量仪测量显示，薄膜与水滴的接触角大于90度，表明了它的疏水性能。