[发明专利]一种ITO陶瓷靶制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及ITO陶瓷靶，具体是涉及一种ITO陶瓷靶制备方法。

背景技术

ITO(90wt％In₂O₃+10wt％SnO₂)靶材主要是通过磁控溅射设备，将ITO溅射至玻璃或其它基板上形成透明电极ITO膜，由于ITO膜既透明又具有良好的导电性，所以被广泛应用在单极显示器等领域。ITO膜有以下主要性能和特点：导电性能好，电阻率小，约10-4Ω·cm；硬度高，耐磨，化学蚀刻性好，高可见光透过率可高达85％以上；对紫外线吸收率大于85％：对红外线反射率大于80％：对微波具有衰减性，衰减率大于85％。基于ITO膜良好的性能，ITO膜被广泛应用于：(1)平板显示器产业如LCD(液晶显示)与PDP(等离子体显示)，(2)太阳能电池的电极材料，(3)ITO涂层用于功能性玻璃以达到防紫外线和反红外线的功能。

ITO的理论密度为7.15g/cm³，商业产品的相对密度至少要达到理论密度的98％以上，高端用途的产品其密度应该理论密度99.5％左右。另外，高性能的ITO靶还具备以下性能：高耐热冲击性、组织均一无偏板现象、微细均匀的晶粒尺寸、纯度达到99.99％以上。目前，ITO靶材的主要制备技术有真空热压法、热等静压法。

其中真空热压法(Martin，U.S.Pat.No.5531948)是烧结温度可依外加压力的大小而比常温烧结低约200-400℃，同时外加的能量使陶瓷的致密化速度加快，因此可以在较低温度及较短的时间内生成完全致密的陶器产品。此方法的主要缺点为：由于受热压设备压力和模具尺寸所限，靶材尺寸较小，生产效率低，产品成本高，靶材晶粒均一性差，目前只能用于低档TN-LCD，建筑玻璃膜和冰柜玻璃镀膜等低端领域。

热等静压法(Martin，U.S.Pat.No.6187253)一般用惰性气体如氩气等常用来作为压力传递媒介，在800-1400℃及1000-2000kg/cm²的压力下加压烧结。此方法的主要缺点：靶材尺寸受设备压力和压缸限制无法制备大尺寸靶，设备昂贵，投资成本高，生产效力低，生产成本高，产品竞争力不强。

发明内容

本发明的主要目的是提高一种结构均一且产品尺寸无限制的ITO陶瓷靶制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种ITO陶瓷靶制备方法，其特征在于，包括以下操作：

①以ITO粉为原料，与有机单体，胶联剂、有机分散剂和水制成悬浮液，并加入引发剂至所述悬浮液中反应得到混合浆料；

②接着将所得的混合浆料注入模具中静置；

③干燥脱模后在1200-1700℃下烧结该素坯，即得致密ITO陶瓷靶。

本发明的处理方法存在的优点：1)其适用范围广，对ITO粉体无特殊要求；2)可实现近净尺寸成型，制备出复杂形状的部件；3)坯体强度高，明显优于传统成型工艺所制的坯体，可进行机械加工；4)坯体有机物含量低；5)坯体和烧结体性能均匀性好；6)工艺过程易控制；7)成本低廉。ITO陶瓷靶产品晶粒大小分布均匀，约为3-5μm、高致密且烧结体密度为99.0％以上。

附图说明

图1是ITO烧结体的XRD图；

图2是ITO烧结体的SEM照片。

具体实施方式

一种ITO陶瓷靶制备方法，包括操作：①以ITO粉为原料，与有机单体，胶联剂、有机分散剂和水制成悬浮液，并加入引发剂至所述悬浮液中反应得到混合浆料；②接着将所得的混合浆料注入模具中静置；③干燥脱模后在1200-1700℃下烧结该素坯，即得致密ITO陶瓷靶。该方法是将高分子单体聚合的方法灵活地引入到了粉体成型领域中，通过制备低黏度、高固相含量的悬浮液来实现净尺寸成型高强度、高密度均匀素坯。其基本思想是采用具备三维网络结构的高分子物质将分散均匀的粉体悬浮液中的颗粒包裹使之后位固定从而得到具有粉体与高分子物质复合结构的坯体，再经烧结除去有机物质即可得到致密的ITO陶瓷靶。

所述操作①中分散剂为聚甲基丙烯酸铵或四基氢氧化铵，分散剂占悬浮液质量的0.2-1％。分散剂利于悬浮液的分散，利于得到结构均一的ITO素坯。

所述操作①中有机单体为甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酸。所述的有机单体占悬浮液质量的15％。有机单体在发生聚合反应后得到高分子物质，使悬浮液中分散均匀的ITO粉被三维网络结构的高分子物质包裹使之后位固定从而得到具有粉体与高分子物质复合结构的坯体。