本發(fā)明涉及功能陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著液晶顯示器與太陽(yáng)能電池的發(fā)展，使得透明導(dǎo)電薄膜成為關(guān)鍵性材料之一。目前常用的透明導(dǎo)電薄膜材料主要是ito。近年來(lái)由于液晶顯示器與太陽(yáng)能電池的需求大幅增長(zhǎng)；手機(jī)及觸摸屏的需求迅速增加。如何降低透明導(dǎo)電薄膜的材料成本與提高薄膜材料的性能成為當(dāng)前的首要目標(biāo)。但由于銦資源的稀少和價(jià)格的增加，世界各國(guó)的學(xué)者都急欲尋找新一代的透明導(dǎo)電薄膜材料，開(kāi)發(fā)具有高透光、導(dǎo)電特性好的“非銦”材料來(lái)替代ito。由于azo透明導(dǎo)電薄膜價(jià)格較為低廉，且不具毒性，在發(fā)展上有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。對(duì)azo材料和制備技術(shù)的研究，引起了廣泛的重視。雖然，目前azo薄膜的特性仍與ito薄膜有一定差距，但在觸控面板與太陽(yáng)能電池領(lǐng)域azo最具潛力取代ito。

對(duì)于用磁控濺射法制備azo薄膜來(lái)說(shuō)，其靶材性能在很大程度上影響其制得的薄膜的性能，也就是說(shuō)沒(méi)有高性能靶材，就沒(méi)有高性能薄膜。靶材質(zhì)量高低的一個(gè)重要指標(biāo)就是靶材的致密度，所以如何獲得高致密度的靶材成為一個(gè)亟待解決的難題。一般把相對(duì)密度在95％以上的靶材稱(chēng)為高致密度靶材，把相對(duì)密度在98％以上靶材稱(chēng)為超高密度靶材。隨著未來(lái)薄膜產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大，可用于工業(yè)化生產(chǎn)的低成本azo陶瓷靶材的制備不僅具有一定的學(xué)術(shù)意義，而且具有極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，這是基于采用雙分散劑，漿料的ph控制及篩選的燒結(jié)助劑三方面共同作用，解決現(xiàn)有的azo靶材制備工程中成品率低，密度低及成本高等問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至8～11，得預(yù)混液；分散劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.2～0.3％，粘接劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.3～2％，水的加入量為azo粉體質(zhì)量的10～20％；所述分散劑為重量比為1：1～2的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入以化學(xué)共沉淀法制備的azo粉體和燒結(jié)劑，再于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結(jié)劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為40～80℃，得azo坯體；

(4)燒結(jié)：干燥后的azo坯體在空氣氣氛下燒結(jié)，溫度為1200～1400℃，保溫時(shí)間為4～8小時(shí)，得azo靶材。

其中，優(yōu)選地，所述azo粉體純度不低于99.0％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

其中，優(yōu)選地，所述粘接劑為聚丙烯酸類(lèi)粘接劑或聚乙烯醇縮丁醛。

其中，優(yōu)選地，所述稀土氧化物為ceo2、y2o3或dy2o3，所述稀土氧化物的添加量為azo粉體的1.0～1.5％。

其中，優(yōu)選地，所述氮化硅的添加量為azo粉體0.005～0.05％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.5～1.0％。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明在預(yù)混液的制備中，采用添加雙分散劑與調(diào)節(jié)ph方法(因azo懸浮液在ph8～10.3的堿性范圍有較高的zeta電位)。這使得高固含量azo粉末懸浮液表現(xiàn)為牛頓流體，粘度低，穩(wěn)定性好。懸浮體的粘度隨固含量地增加呈指數(shù)關(guān)系增大。可制得粘度小于40mpa·s(室溫，20s^-1)的高固含量的懸浮液。

本發(fā)明的另一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是通過(guò)摻雜稀土氧化物、氮化硅及納米geo2復(fù)合燒結(jié)助劑，在空氣氣氛下燒結(jié)azo靶材，在較低溫度下發(fā)生固溶和液相燒結(jié)作用，大大地降低了燒結(jié)溫度，促進(jìn)了azo靶材的致密度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中高密度、低電阻率azo靶材的典型微觀結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至9，得預(yù)混液；分散劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.25％，粘接劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的1.0％，水的加入量為azo粉體質(zhì)量的15％；所述分散劑為重量比為1：1.5的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚丙烯酸類(lèi)粘接劑；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入以化學(xué)共沉淀法制備的azo粉體和燒結(jié)劑，再于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結(jié)劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為ceo2，所述ceo2的添加量為azo粉體的1.2％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.02％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.8％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為60℃，得azo坯體；

(4)燒結(jié)：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結(jié)，溫度為1400℃，保溫時(shí)間為6小時(shí)，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.8％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實(shí)施例制備的azo靶材的相對(duì)密度為99.2％。本實(shí)施例制得的azo靶材的典型微觀結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至8，得預(yù)混液；分散劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.3％，粘接劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.3％，水的加入量為azo粉體質(zhì)量的20％；所述分散劑為重量比為1：1的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚乙烯醇縮丁醛；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入以化學(xué)共沉淀法制備的azo粉體和燒結(jié)劑，再于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結(jié)劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為y2o3，所述y2o3的添加量為azo粉體的1.0％；所述氮化硅硅的添加量為azo粉體0.05％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.5％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為40℃，得azo坯體；

(4)燒結(jié)：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結(jié)，溫度為1200℃，保溫時(shí)間為4小時(shí)，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.0％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實(shí)施例制備的azo靶材的相對(duì)密度為99.6％。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至11，得預(yù)混液；分散劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.2％，粘接劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的2％，水的加入量為azo粉體質(zhì)量的10％；所述分散劑為重量比為1：2的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚乙烯醇縮丁醛；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入以化學(xué)共沉淀法制備的azo粉體和燒結(jié)劑，再于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結(jié)劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為dy2o3，所述dy2o3的添加量為azo粉體的1.5％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.005％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的1.0％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為80℃，得azo坯體；

(4)燒結(jié)：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結(jié)，溫度為1300℃，保溫時(shí)間為8小時(shí)，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.6％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實(shí)施例制備的azo靶材的相對(duì)密度為99.6％。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至10，得預(yù)混液；分散劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.28％，粘接劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.8％，水的加入量為azo粉體質(zhì)量的12％；所述分散劑為重量比為1：1.4的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚丙烯酸類(lèi)粘接劑或聚乙烯醇縮丁醛；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入以化學(xué)共沉淀法制備的azo粉體和燒結(jié)劑，再于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結(jié)劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為ceo2，所述稀土氧化物的添加量為azo粉體的1.4％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.01％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.9％；

(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為50℃，得azo坯體；

(4)燒結(jié)：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結(jié)，溫度為1250℃，保溫時(shí)間為7小時(shí)，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.0％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實(shí)施例制備的azo靶材的相對(duì)密度為99.5％。

實(shí)施例5

本實(shí)施例提供一種高密度、低電阻率azo靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)預(yù)混液制備：取分散劑和粘接劑加入水中，攪拌均勻，用氨水調(diào)ph值至9，得預(yù)混液；分散劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的0.25％，粘接劑的加入量為azo粉體質(zhì)量的1.4％，水的加入量為azo粉體質(zhì)量的14％；所述分散劑為重量比為1：1.5的檸檬酸和聚乙二醇的混合物；所述粘接劑為聚丙烯酸類(lèi)粘接劑；

(2)懸浮漿料的制備：向預(yù)混液中加入以化學(xué)共沉淀法制備的azo粉體和燒結(jié)劑，再于球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨后得到混合漿料，攪拌，抽真空除去漿料中的氣泡；所述燒結(jié)劑由稀土氧化物、氮化硅和納米geo2組成；所述稀土氧化物為y2o3，所述y2o3的添加量為azo粉體的1.1％；所述氮化硅的添加量為azo粉體0.04％，所述納米geo2的添加量為azo粉體的0.6％；(3)注漿成型：把鋁制模裝在石膏板上，將步驟(2)所得漿料注入鋁制模中；吸漿成型后脫模干燥，干燥溫度為60℃，得azo坯體；

(4)燒結(jié)：干燥后的azo體在空氣氣氛下燒結(jié)，溫度為1350℃，保溫時(shí)間為4～8小時(shí)，得azo靶材。

其中，所述azo粉體純度為99.5％，粉體的粒徑為0.05～0.15μm。

本實(shí)施例制備的azo靶材的相對(duì)密度為99.3％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。