一种具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法与流程

本发明涉及靶材，尤其涉及一种具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法。

背景技术：

1、金属氧化物透明导电薄膜由于对可见光具有很高的透过率(＞85％)、低电阻率等优异的光电性能，因而在平板显示器、太阳能电池、透明电磁屏蔽和抗静电装置、电阻式触摸屏以及生物传感器等领域得到广泛的应用。其中使用最多的透明导电薄膜是锡掺杂氧化铟(indiumtinoxide，简称ito)薄膜。尽管ito透明导电薄膜在很多领域应用广泛，但是由于其制备工艺复杂、高温稳定性差(在较高温度使用时存在铟扩散的问题，会影响器件的性能)、成本高(铟是贵重金属，自然储量很少)等缺点，因而大大限制了其应用范围。

2、专利技术文献公开了cn202110146360.2一种氧化镓掺杂氧化锡陶瓷靶材及制备方法，原料按照质量百分比，由氧化锡及氧化镓高纯纳米粉末组成，其组分比例为氧化镓2％-10％，氧化锡90％-98％。粉末称量混合后加入聚丙烯酸铵，聚乙烯醇及纯水，混合浆料经球磨后造粒干燥，得到混合粉末依次使用油压机，静压机压制成型，之后使用脱脂，多步烧结一体化烧结技术在不同烧结温度下制备了氧化镓掺杂氧化锡陶瓷靶材。本发明掺杂的氧化镓有效提高了氧化锡陶瓷的烧结性能，显著提升了氧化锡陶瓷靶材的致密度，同时通过制备工艺的有效控制，获得了组织均匀且晶粒细小的氧化镓掺杂氧化锡靶材；但是该发明并未对靶材的导电性做出进一步分析。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，以解决现有的氧化锡靶材导电率较低的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)原料选择：取比表面积为8-12m2/g的氧化锡粉末，纯度要求为≥99.99％；比表面积为3-4m2/g氧化钽粉末，纯度要求为≥99.99％；比表面积为9-12m2/g的氧化锌粉末，纯度要求为≥99.95％；

4、(2)混合砂磨：将氧化锡、氧化钽、氧化锌混合成粉后，与去离子水、分散剂、粘接剂、消泡剂共同加入到砂磨机中，进行砂磨，得到砂磨浆料；

5、(3)喷雾造粒：将砂磨浆料进行喷雾造粒，得到混合粉末；

6、(4)冷压成型：将混合粉末放入模具中，采用冷压成型工艺，将粉末压制成预成型体；

7、(5)烧结：将预成型体放入到烧结炉中烧结，以0.3-2.1℃/min的升温速率升温至300℃进行一次脱水，再以1.6-2.85℃/min的升温速率由300℃升温至650℃进行二次脱水，再以4-6℃/min的升温速率由650℃升温至900-1200℃进行保温、保温时间1-2h；继续以0.5-2℃/min的升温速率由900-1200℃升温至1460℃-1490℃保温5-40h，期间通氧气保温一段时间后，后通入氮气进行保温，保温时间5-20h；300-650℃烧结脱脂，900-1490℃烧结通氧，最后，降温得到具有良好导电性的氧化锡靶材。

8、优选地，步骤(2)中所述氧化锡、氧化钽、氧化锌、去离子水、分散剂、粘接剂和消泡剂的重量百分比为92％-99.8％：0.1％-5％：0.1％-3％：46％-52％：0.1％-0.6％：1％-5％：0.05％-0.1％。

9、优选地，所述粘结剂为聚乙烯醇。

10、优选地，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷。

11、优选地，所述分散剂为聚乙二醇。

12、优选地，步骤(2)中所述研磨介质材料的直径为0.1-0.8mm，主机转速为580-850rpm，双罐研磨遍数为4-7遍、研磨时间为6-8h。

13、优选地，步骤(2)中所述砂磨浆料的浆料粒度d50≤0.19μm。

14、优选地，步骤(3)中所述喷雾造粒的进风温度为220-230℃、出风温度为105-115℃。

15、优选地，步骤(3)中所述混合粉末松装密度为≥1.6g/cm3，振实密度为≥2g/cm3，流动性为≥1.4g/s。

16、优选地，所述冷压成型的压力为180-210mpa，成型时间为40-60min。

17、优选地，步骤(5)中所述的烧结压力为6-18mpa。

18、本发明的有益效果：(1)本发明的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，通过在氧化锡粉末中掺杂氧化钽和氧化锌粉末，一方面，使得靶材整体的致密化程度得到了提升，进而能提高其力学性能，另一方面，使得其电阻率得到大幅降低，使得靶材具有优异的导电性。

19、(2)本发明的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，通过控制烧结时的保温时间，进而控制靶材的电阻率，保温时间越长，电阻率越低。

20、(3)本发明的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，具有优异的致密度和导电性，在导电薄膜和化学气敏传感器等领域有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化锡、氧化钽、氧化锌、去离子水、分散剂、粘接剂和消泡剂的重量百分比为92％-99.8％：0.1％-5％：0.1％-3％：46％-52％：0.1％-0.6％：1％-5％：0.05％-0.1％。

3.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述砂磨的研磨介质材料的直径为0.1-0.8mm，主机转速为580-850rpm，双罐研磨遍数为4-7遍、研磨时间为6-8h。

4.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述砂磨浆料的浆料粒度d50≤0.19μm。

5.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述喷雾造粒的进风温度为220-230℃、出风温度为105-115℃。

6.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述混合粉末松装密度为≥1.6g/cm3，振实密度为≥2g/cm3，流动性为≥1.4g/s。

7.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，所述冷压成型的压力为180-210mpa，成型时间为40-60min。

8.根据权利要求1所述的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的烧结压力为6-18mpa。

技术总结本发明涉及靶材技术领域，具体涉及一种具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法。本发明的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)原料选择、(2)混合砂磨、(3)喷雾造粒、(4)冷压成型、(5)烧结。本发明的具有良好导电性的氧化锡靶材的制备方法，通过将氧化锌粉末和氧化钽粉末掺杂在氧化锡粉末中，一方面，使得靶材整体的致密化程度得到了提升，进而能提高其力学性能，另一方面，使得其电阻率得到大幅降低，使得靶材具有优异的导电性；通过控制烧结时的保温时间，进而控制靶材的电阻率，在导电薄膜和化学气敏传感器等领域有广泛的应用前景。技术研发人员：王志强,曾墩风,曾探,陈光园受保护的技术使用者：芜湖映日科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27