氧化銦錫陶瓷的凝膠注模成型工藝研究.pdf

1、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)陶瓷是一種簡并n型半導(dǎo)體材料，常被用做磁控濺射法制備ITO透明導(dǎo)電薄膜的靶材，具有高密度、高導(dǎo)電性、微觀組織均勻等特點(diǎn)。傳統(tǒng)ITO陶瓷靶材制備方法具有成本高和難制備大尺寸等缺陷，而凝膠注模成型(Gelcasting)技術(shù)則具有成本較低且能制作大尺寸甚至異形器件的優(yōu)勢(shì)。另外目前國內(nèi)廣泛應(yīng)用于ITO陶瓷靶材生產(chǎn)的原料粉粒徑多為納米級(jí)，并不適于制備陶瓷漿料，有必要對(duì)原料粉制備進(jìn)行研究。本論文

2、主要探索了將凝膠注模成型技術(shù)與氣氛燒結(jié)技術(shù)結(jié)合來制備ITO陶瓷;分別研究了以納米ITO粉和自制In2O3/SnO2復(fù)合粉為原料制備的陶瓷漿料性能和燒結(jié)體密度與工藝參數(shù)的關(guān)系;嘗試用水熱法制備實(shí)驗(yàn)用In2O3粉，探究了工藝條件的影響。研究得到的主要結(jié)果如下:
　　(1)通過水熱法制備的In(OH)3晶體形狀為四方體，粒徑隨pH值升高而減小、隨反應(yīng)時(shí)間延長而增大直到6h以后;反應(yīng)中加入表面活性劑有利于得到均勻尺寸。pH=7、添加1wt

3、％聚乙二醇(PEG)、在160℃水熱反應(yīng)12h后得到粒徑為100～300nm的In(OH)3立方體晶體。煅燒In(OH)3的升溫速率能影響In2O3形貌，5℃/min升溫到600℃煅燒2h得到粒徑為100～200nm的近球形In2O3粉體。
　　(2)以納米ITO粉配制的漿料黏度隨聚丙烯酸銨(NH4PAA)添加量增加先降低后升高，0.75wt％為NH4PAA的最佳添加值;漿料黏度隨固相含量增加而持續(xù)升高;加入丙烯酰胺(AM)后黏度

4、降低;pH=10、NH4PAA添加量為0.75wt％、AM添加量為15wt％時(shí)，漿料的固相含量最高可以達(dá)到40vol％且仍具有流動(dòng)性，對(duì)應(yīng)燒結(jié)體在1580℃燒結(jié)8h后密度為6.61g/cm3（理論密度取7.15g/cm3，則相對(duì)密度為92.4％）。
　　(3)將水熱法制In2O3與納米SnO2按質(zhì)量比9∶1混合得到In2O3/SnO2復(fù)合粉，配制的漿料黏度隨NH4PAA添加量增加先降低而后趨于幾乎平穩(wěn)，1.5wt％為NH4PAA的