In2O3-SnO2復(fù)合粉末的制備及其高溫?zé)Y(jié)行為的研究.pdf

1、銦錫氧化物（Indium Tin Oxide，ITO）薄膜以其優(yōu)良的導(dǎo)電和可見光透過等性能，而被廣泛用于平板顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管、電致變色器和太陽能電池等領(lǐng)域。目前，ITO薄膜的制備有噴霧熱解、電子束蒸發(fā)、溶膠-凝膠、磁控濺射和化學(xué)氣相沉積等方法，其中磁控濺射法具有成膜溫度低、均勻性好，薄膜結(jié)合力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。在磁控濺射鍍膜中，ITO靶材的密度是決定薄膜性能的關(guān)鍵因素。而密度高且成分均一的ITO靶材制備技術(shù)被日本、德國、韓國

2、、美國等國掌握，且對該技術(shù)嚴(yán)格封鎖。盡管國內(nèi)在上世紀(jì)90年代就積極開始ITO靶材的研發(fā)，且取得了一些成果，但還存在諸多的不足。因此，加強(qiáng)ITO靶材研發(fā)的基礎(chǔ)工作對ITO靶材的研發(fā)極具意義。
　　本研究以水解沉淀-水熱處理-煅燒所得In2O3粉末和水解沉淀-水熱處理所得的SnO2為原料，按In2O3/SnO2=9/1（質(zhì)量比）配比，球磨24 h得到實(shí)驗(yàn)所用的ITO水系漿料。借助Zeta電位、沉降實(shí)驗(yàn)及粘度測試等手段，首先系統(tǒng)考察了p

3、H值、分散劑添加量對漿料穩(wěn)定性及流變特性的影響;其次，考察了分散劑與粘結(jié)劑的相容性、噴霧干燥各因素對粉末特性的影響;最后，借助XRD、XRF、SEM研究了氣氛和溫度對In2O3、SnO2及其復(fù)合粉燒結(jié)行為的影響。
　　研究結(jié)果表明:(1) ITO的pHiep(isoelectric point，iep)值在8.5附近，當(dāng)pH值在4～10之間，漿料的穩(wěn)定性差，僅用調(diào)節(jié)pH值的方法，難以得到穩(wěn)定分散的高固含量漿料;分散劑CE64和KV

4、5008受離子強(qiáng)度的影響，僅適用于弱堿性體系，而分散劑DIS54適合較寬的堿性體系;對比三種分散劑的降低粘度性能，DIS54最好、CE64次之、KV5008最差;除PVA124以外，DIS54與PEG6000、BP05、BP17均有較好的相容性;而CE64僅與PEG6000有較好的相容性，KV5008與四種粘結(jié)劑的相容性均很差;(2)通過噴霧干燥中各因素對粉末的形貌、松裝密度的影響考察，得出DIS54搭配BP05調(diào)制的漿料，噴霧干燥所得

5、粉末的缺陷最少，粉末的松裝密度最高;隨著BP05添加量(0～1.2wt％)的增大，粉末的松裝密度減小，但其添加量對粉末的形貌影響不大;(3)在1300～1600℃高溫?zé)Y(jié)中，In2O3和SnO2均可能分解析出O2，增大燒結(jié)氣氛氧分壓，有利于抑制其分解反應(yīng)發(fā)生，相較而言，SnO2較In2O3更易于分解;ITO復(fù)合粉末于1300℃燒結(jié)4h的樣品，均還存在SnO2相，于1400℃下燒結(jié)4h，樣品中SnO2相消失，In4Sn3O12相出現(xiàn);隨燒