ZAO透明導(dǎo)電氧化靶材的制備、物化結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、以納米級(jí)ZnO和Al2O3為基礎(chǔ)粉料,經(jīng)過(guò)機(jī)械混合獲得混合ZAO粉末,采用干壓+常壓固相燒結(jié)的方法制備了透明導(dǎo)電材料——ZnO:Al(ZAO)靶材。研究了成型壓力、燒結(jié)工藝(包括燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、升溫速度和降溫方式)以及Al2O3摻雜含量對(duì)ZAO靶材的微觀組織、相結(jié)構(gòu)、致密度、機(jī)械性能和電性能的影響。借助差熱-熱重分析、SEM、X射線衍射、顯微硬度測(cè)試和電阻率測(cè)試等分析手段對(duì)能夠表征ZAO靶材的主要性能進(jìn)行測(cè)試。尋求工藝與靶材性能之間

2、的規(guī)律以期獲得最佳制備工藝參數(shù)。
　　結(jié)果表明:當(dāng)成型壓力在120MPa~150MPa之間,ZAO靶材可以獲得較高的致密度和室溫硬度,而且導(dǎo)電性也較好。要使靶材致密化程度良好、燒結(jié)充分,燒結(jié)溫度需在1300℃左右,燒結(jié)時(shí)間至少需要6h。過(guò)高的燒結(jié)溫度或過(guò)長(zhǎng)的燒結(jié)時(shí)間都會(huì)引起晶粒長(zhǎng)大,造成靶材機(jī)電性能下降。適當(dāng)?shù)纳禍厮俣饶芷鸬教岣甙胁闹旅芏?、?xì)化靶材晶粒的效果。對(duì)于室溫電阻率只需要在1250℃下燒結(jié)5h,即可達(dá)到最低值2.41×1

3、0-2Ω·cm。Al2O3摻雜能降低 ZAO靶材燒結(jié)初始溫度,促進(jìn)燒結(jié)進(jìn)程。當(dāng)Al2O3的摻雜含量超過(guò)3wt％時(shí),會(huì)超過(guò)其在ZnO中的固溶限,以致產(chǎn)生第二相,造成室溫電阻率的急劇增大和致密度的減小,試驗(yàn)結(jié)果符合也已有的摻雜理論。此外,對(duì)各靶材樣品的 XRD和 SEM分析結(jié)果還發(fā)現(xiàn):燒結(jié)溫度偏低、燒結(jié)時(shí)間過(guò)短容易出現(xiàn)靶材燒不透的現(xiàn)象;燒結(jié)溫度過(guò)高或燒結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都會(huì)導(dǎo)致晶粒粗大,伴生第二相的成核和異常長(zhǎng)大。這兩種不合適的燒結(jié)情況都會(huì)對(duì)靶材致