專利名稱：Ito粉末及ito燒結(jié)體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬氧化物，具體涉及ITO粉末及ITO燒結(jié)體的制備方法。
背景技術(shù)：
ITO(錫銦氧化物)的主要成分是氧化錫固溶在氧化銦中的復(fù)合氧化物。ITO具有 很好的光電性能，含有ITO的薄膜具有高的導(dǎo)電性和可見光透射性，被廣泛應(yīng)用于太陽能 電池、液晶顯示裝置、觸控電板等各種領(lǐng)域。制備ITO薄膜的方法有濺射法、真空蒸鍍法、溶 膠一凝膠法、團(tuán)簇沉積法、PLD法等。當(dāng)采用真空蒸鍍或者磁控濺射制備ITO膜時(shí)，首先要制備出ITO粉末，再將該粉末 壓制燒結(jié)成ITO靶，其中ITO燒結(jié)體的密度是決定ITO靶光電性能的重要參數(shù)。越高的ITO 燒結(jié)體密度越有利于提高ITO燒結(jié)體的光電性能，提高ITO燒結(jié)體密度取決于ITO粉末的 燒結(jié)性能和燒結(jié)工藝。當(dāng)ITO粉末燒結(jié)性能差時(shí)，在燒結(jié)的過程中，由于氧化銦和氧化錫不能形成充分 的固溶體，因此很難得到組織成分均一的ITO靶材，而且所制備的燒結(jié)體密度難以達(dá)到 7.08g/cm3，并且體電阻率難以降到2.0X10_4以下。由于低密度的燒結(jié)體中存在大量未燒 結(jié)的粉末顆粒及孔洞，使用這種燒結(jié)體加工的靶材在濺射成膜過程中極易結(jié)瘤，不僅影響 濺射成膜速率，而且還會(huì)嚴(yán)重影響膜的質(zhì)量。因此，人們提出了各種方法來制備ITO粉末以 提高其燒結(jié)性能。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用共沉淀法制備ITO粉末是一種常用的方法。日本專利 (JP-A) 7-21831和7-247162公開了共沉淀法制備ITO粉末的過程，即將InCl3和SnCl4溶于 水中形成的水溶液作為含有銦離子和錫離子的水溶液，然后向該水溶液中滴加堿溶液如氨 水等以便獲得含有銦和錫的沉淀物，然后過濾，煅燒該沉淀物，獲得ITO粉末。然而在該專 利中，只是簡(jiǎn)單的將堿溶液滴加進(jìn)入銦錫水溶液中進(jìn)行沉淀，由于未能控制任何沉淀?xiàng)l件， 因此通過上述專利制備的ITO粉末的燒結(jié)性能較差，最終得到的ITO燒結(jié)體的密度較低。中國(guó)專利申請(qǐng)文件CN1495129A對(duì)上述專利中的方法進(jìn)行了進(jìn)一步的限定，即 在含有銦離子和錫離子的溶液中控制二價(jià)錫離子占錫離子總量的比例等于或大于50重 量％。雖然在該申請(qǐng)文件中，得到的ITO燒結(jié)體具有較高的密度，達(dá)到或超過了 7. 08g/cm3, 然而，二價(jià)錫離子在溶液中本身不能穩(wěn)定存在，很容易被還原，因此，該方法在實(shí)際的操作 過程中難以控制，不易制備良好燒結(jié)性能的ITO粉末。因此，需要提供一種具有良好燒結(jié)性能的ITO粉末的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有良好燒結(jié)性能的ITO粉末的制備方法 及ITO燒結(jié)體的制備方法。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種ITO粉末的制備方法，包括步驟a)在銦錫溶液中加入濃度為10重量％ 30重量％的堿性水溶液得到銦錫氫氧化物沉淀溶液，在加入堿性水溶液的過程中，控制初始沉淀溶液的溫度在16°C 30°C ；b)分離沉淀溶液中的沉淀物和液體；c)洗滌分離后得到的沉淀物；
d)煅燒沉淀物得到ITO粉末。優(yōu)選的，所述步驟C)包括Cl)用氨水洗滌沉淀物；c2)用酒精溶液洗滌沉淀物。優(yōu)選的，所述步驟d)中在700°C 1300°C煅燒沉淀物得到ITO粉末。優(yōu)選的，步驟a)中的堿性水溶液為氨水溶液和/或氫氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀 溶液。優(yōu)選的，所述步驟a)中堿溶液為濃度為22重量％ 28重量％的氨水溶液。優(yōu)選的，步驟a)中控制該銦錫氫氧化物沉淀溶液的PH值在8 10。優(yōu)選點(diǎn)，所述ITO粉末的比表面積為3m2/g 20m2/g，平均粒徑為0. 1 1 μ m。本發(fā)明還提供一種利用以上技術(shù)任一技術(shù)方案提供的ITO粉末制備ITO燒結(jié)體的 方法，其特征在于，包括步驟1)將所述ITO粉末與粘結(jié)劑混合后制成微粒；2)利用所述微粒制備成型體；3)去除成型體中的粘結(jié)劑；4)燒結(jié)所述成型體得到ITO燒結(jié)體。優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑選自聚乙烯醇、石蠟、丙烯酸酯中的一種或多種。優(yōu)選的，步驟d)中在1300°C 1650°C的范圍內(nèi)、在常壓氧氣氣氛或加壓氧氣氣氛 中燒結(jié)所述成型體得到ITO燒結(jié)體。本發(fā)明提供了一種ITO粉末及燒結(jié)體的制備方法。本發(fā)明通過在銦錫水溶液中加 入濃度為10重量％ 50重量％的堿性水溶液得到銦錫氫氧化物沉淀溶液，并控制初始沉 淀溶液的溫度在16°C 30°C。通過選擇合適的沉淀?xiàng)l件，調(diào)整沉淀時(shí)的晶核形成速度和與 晶粒成長(zhǎng)速度，從而制得燒結(jié)性能良好的ITO粉末。本發(fā)明制備的ITO粉末粒度在3m2/g 20m2/g之間，平均粒徑為0. 1 Iym之間，具有良好的燒結(jié)性能。采用本發(fā)明制備的ITO 粉末制備的ITO靶材燒結(jié)密度至少為7. 08g/cm3，體電阻率低于1. 90X10^ Ω · cm，燒結(jié)體 最大晶粒尺寸低于10 μ m。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在制得沉淀物后，先采用稀氨水洗滌沉淀物，再采用稀 酒精溶液洗滌沉淀物，可以提高沉淀物的分散性，從而制得分散性良好的ITO粉末，防止 ITO粉末產(chǎn)生團(tuán)聚，最終提高ITO靶材的性能。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的ITO粉末掃描電鏡照片；圖2為本發(fā)明實(shí)施例5制備的ITO粉末掃描電鏡照片；圖3為本發(fā)明比較例4制備的ITO粉末掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一個(gè)制備氧化銦錫粉末的具體實(shí)施方案包括步驟a)在銦錫溶液中加入濃度為10重量％ 30重量％的堿性水溶液得到銦錫氫氧化 物沉淀溶液，在加入堿性水溶液的過程中，控制初始沉淀溶液的溫度在18°C 30°C ；b)分離沉淀溶液中的沉淀物和液體；c)洗滌分離后得到的沉淀物；d)煅燒沉淀物得到ITO粉末。
按照本發(fā)明，所述銦錫溶液是指含有銦離子和錫離子的水溶液。該銦錫溶液可以 通過在水中溶解水溶性的銦鹽如三氯化銦(InCl3)或硝酸銦(In(NO3)3)和水溶性錫鹽如氯 化亞錫(SnCl4)或硫酸錫(Sn(SO4)2)來制備。也可以通過混和銦鹽水溶液和錫鹽水溶液來 制備。銦鹽水溶液可以通過如上述在水中溶解銦鹽的方法或在鹽酸、硫酸或硝酸中溶解金 屬銦的方法來制備；錫銦溶液可以通過如上述在水中溶解錫鹽的方法或在鹽酸、硫酸或硝 酸中溶解金屬錫的方法來制備。所述銦錫溶液也可以通過在鹽酸、硫酸或硝酸中溶解金屬銦和金屬錫來制備；或 者在鹽酸、硫酸或硝酸中溶解氧化銦和氧化錫來制備；或者在鹽酸、硫酸或硝酸中溶解ITO 粉末、ITO靶材廢料等來制備，對(duì)此本發(fā)明并無特別的限制。在上述含有銦錫溶液中，根據(jù)錫離子和銦離子所換算的氧化銦和氧化錫的重量比 90 10。在上述方法中的步驟a)中，在銦錫溶液中加入濃度為10重量％ 30%重量的堿 性水溶液，優(yōu)選的，加入的堿性水溶液的濃度為18%重量 28重量％，更優(yōu)選的，加入的堿 性水溶液的濃度為22重量％ 28重量％。所述堿性水溶液可以是氫氧化鈉溶液、氫氧化 鉀溶液、氨水等，優(yōu)選的，所述堿性水溶液為濃度是22重量％ 28重量％的氨水溶液。在 該步驟a)中，在銦錫溶液加入堿性水溶液得到銦錫氫氧化物沉淀溶液時(shí)，控制初始沉淀溶 液的溫度在18°C 30°C，優(yōu)選的，控制該銦錫氫氧化物沉淀溶液的溫度在20°C 25°C。為了提高ITO粉末的收率，在步驟a)中，在銦錫水溶液中加入堿性水溶液時(shí)，測(cè)試 沉淀溶液的PH值并調(diào)整堿性水溶液的加入量控制沉淀PH值為8 10。如果沉淀PH值低 于8不能充分進(jìn)行沉淀反應(yīng)，如果漿液的PH值高于10則會(huì)降低ITO粉末的收率。在步驟a)中，在銦錫水溶液中加入堿性水溶液完畢后，可以繼續(xù)攪拌沉淀溶液， 使沉淀反應(yīng)充分進(jìn)行；攪拌后，優(yōu)選的還可以將沉淀溶液進(jìn)行靜置沉化處理，靜置沉化處理 的時(shí)間優(yōu)選的為12小時(shí)以上。將銦錫氫氧化物沉淀溶液進(jìn)行靜置沉化處理后，需要進(jìn)行步驟b)即將沉淀物和 液體進(jìn)行分離。將沉淀物和液體進(jìn)行分離時(shí)，可以采用抽濾、壓濾、離心分離、壓濾機(jī)等方式 進(jìn)行，對(duì)此本發(fā)明并無特別的限制。由固液分離后獲得的沉淀物，可以進(jìn)行步驟C)即洗滌該沉淀物。洗滌可以利用蒸 餾水、去離子水、氨水、酒精進(jìn)行洗滌去除雜質(zhì)。為了進(jìn)一步提高ITO粉末的分散性，減少粉 末團(tuán)聚的發(fā)生。優(yōu)選的，本發(fā)明提供以下洗滌方案cl)先采用氨水進(jìn)行洗滌；c2)用氨水洗 滌后，再用酒精溶液進(jìn)行洗滌，洗滌至濾液的電導(dǎo)率小于150 μ s/cm，優(yōu)選的，洗滌至濾液的 電導(dǎo)率小于100 μ s/cm。在步驟cl)中，可以使用濃度為10重量％ 80重量％的氨水溶液進(jìn)行洗滌，優(yōu)選的，使用濃度為15重量％ 40重量％的氨水溶液洗滌。在步驟c2)中，可以使用濃度為10 重量％ 80重量％的酒精溶液進(jìn)行洗滌，優(yōu)選的，使用濃度為15重量％ 40重量％的酒 精溶液洗滌。先采用氨水洗滌時(shí)，通過沉淀洗滌過程中的酸效應(yīng)、同離子效應(yīng)及絡(luò)合效應(yīng)， 可以減少沉淀洗滌過程中的雜質(zhì)吸附，提高沉淀洗滌的效率和沉淀的純度，從而提高煅燒 粉末的純度。再用酒精溶液洗滌后，可以提高沉淀物的分散性，從而得到分散性良好的ITO 粉末，防止ITO粉末團(tuán)聚，最終提高ITO靶材的性能；此外，采用氨水溶液與酒精溶液洗滌， 還可以抑制洗滌過程中沉淀的溶解度，提高收率。將沉淀物洗滌后，本發(fā)明提供的一個(gè)優(yōu)選的步驟為將該洗滌后的沉淀物進(jìn)行干燥 以進(jìn)一步去除沉淀物中的液體，干燥可以噴霧干燥或者冷凍干燥或者升溫干燥。優(yōu)選的，將 沉淀物升溫至90°C 200°C，更優(yōu)選的，將沉底物升溫至90 150°C的范圍內(nèi)進(jìn)行干燥。干燥后的沉淀物可以進(jìn)行步驟d)，即將該沉淀物在700 1300°C的范圍內(nèi)煅燒得 到ITO粉末，優(yōu)選的，煅燒溫度為750°C 1000°C。對(duì)于煅燒時(shí)間本發(fā)明并無特別的限制。 對(duì)于煅燒氣氛，本發(fā)明無特別限制，可以在鹵化氫、鹵素、空氣、氧氣、氮?dú)饣驓鍤獾臍夥障?進(jìn)行鹵化氫可以為氯化氫、溴化氫、碘化氫等。鹵素是氯、溴、碘等。優(yōu)選的，煅燒在空氣氣 氛下進(jìn)行。按照本發(fā)明，煅燒后得到的ITO粉末的平均粒徑在0. 1 1 μ m，比表面積在3m2/ g 20m2/g，優(yōu)選的，煅燒后得到的ITO粉末的平均粒徑在0. 1 0. 7 μ m，比表面積在5m2/ g 12m2/g。本發(fā)明提供的ITO粉末具有 良好的分散性，團(tuán)聚少，具有較好的燒結(jié)性能。本發(fā)明還提供一種利用上述ITO粉末制備ITO燒結(jié)體的方法，一種具體的實(shí)施方 式包括步驟1)將所述ITO粉末與粘結(jié)劑混合后制備微粒；2)利用所述微粒制備成型體；3)去除成型體中的粘結(jié)劑；4)燒結(jié)成型體得到ITO燒結(jié)體。其中，步驟1)中的粘結(jié)劑可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有無機(jī)粘結(jié)劑、有機(jī) 改性的無機(jī)或有機(jī)粘合劑、或它們的混合物。有機(jī)粘結(jié)劑可以為聚乙烯樹脂，如聚烯烴、 PVC、聚乙烯醇、聚乙烯酯或聚苯乙烯、丙烯酸樹脂，如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；酸醇樹脂； 聚氨酯、尿素、三聚氰胺、酚醛樹脂或纖維素酯，如纖維素的乙酸酯或丁酸酯。有機(jī)改性的無 機(jī)粘合劑可以為聚有機(jī)硅氧烷。在將ITO粉末與粘結(jié)劑混合漿料后，可以采用噴霧干燥的方法制成1 100 μ m的 微粒。噴霧制備微粒后，利用該微粒制備成型體。制備成型體可以采用模具壓制成型，也可 以采用澆注成型，對(duì)此本發(fā)明并無特別的限制。制備成型體后，可以采用干燥的方式去除成型體中的粘結(jié)劑。去除粘結(jié)劑后，在1300 1650°C燒結(jié)成型體得到ITO燒結(jié)體，燒結(jié)時(shí)間至少為5 小時(shí)，可以在常壓氧氣氣氛或者有加壓氧氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)。優(yōu)選的，在0. 1 1. OMPa的 氧氣氣氛下進(jìn)行燒結(jié)，更加有利于提高ITO燒結(jié)體的密度。按照本發(fā)明，制備的ITO燒結(jié)體的密度至少為7. 08g/cm3，燒結(jié)體的最大晶粒尺寸 低于10 μ m，體電阻率低于1. 90X 10_4Ω -cm ；優(yōu)選的，燒結(jié)體的密度為7. llg/cm3，燒結(jié)體的 最大晶粒尺寸低于8 μ m。
本發(fā)明中的ITO粉末的BET比表面積采用Micrometities公司生產(chǎn)的ASAP2021型 比表面積儀測(cè)定的，粉末的平均粒徑采用BECKMANC0L0UR公司生產(chǎn)的LS-230型激光粒度分布 儀在用超聲波振動(dòng)60秒后測(cè)得的；本發(fā)明中的燒結(jié)體中的晶粒尺寸用JSM-5610LV掃描電子 顯微鏡觀察測(cè)定；ITO燒結(jié)體密度用阿基米德法測(cè)定；ITO燒結(jié)體的體電阻用電阻法測(cè)定。為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例和比較例對(duì)本發(fā)明提供的ITO粉末及燒 結(jié)體的制備方法進(jìn)行描述。實(shí)施例1將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含銦離子和錫離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述溶液放在密閉容器內(nèi)，在該溶液中加入25重量％的氨水，攪拌該沉淀溶 液，調(diào)整氨水的加入量使得沉淀的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為30°C，沉淀反 應(yīng)進(jìn)行完全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為25重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為22重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于100μ s/cm。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于850°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為12m2/g，平均粒徑為0. 3 μ m，粉末分散性良好， 粉末形貌如圖1所示。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100 μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. 130g/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為1.74Χ10_4Ω · cm，掃描電鏡觀察燒結(jié) 體中最大晶粒尺寸為5 μ m。實(shí)施例2將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述溶液放在密閉容器內(nèi)，在該溶液中加入25重量％的氨水，攪拌，調(diào)整該沉 淀溶液的PH值為8. 2，控制初始沉淀溶液的溫度約為30°C，沉淀反應(yīng)進(jìn)行完全后繼續(xù)攪拌 2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為35重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為21重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于100 μ s/cm。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于1050°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為9m2/g，平均粒徑為0. 3 μ m。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100 μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. 130g/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為1.71Χ10_4Ω · cm，掃描電鏡觀察燒結(jié) 體中最大晶粒尺寸為5 μ m。
實(shí)施例3將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述溶液放在密閉容器內(nèi)，在該溶液中加入20重量％的氨水，攪拌該沉淀溶 液，調(diào)整氨水的加入量使得沉淀溶液的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為30°C，沉 淀反應(yīng)進(jìn)行完全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為36重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為28重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于100μ s/cm。。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于950°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為8. 5m2/g，平均粒徑為0. 5 μ m。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100 μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. 140g/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為1.76Χ10_4Ω · cm，掃描電鏡觀察燒結(jié) 體中最大晶粒尺寸為5 μ m。實(shí)施例4將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述溶液放在密閉容器內(nèi)，在該溶液中加入18重量％的氨水，攪拌該沉淀溶 液，調(diào)整氨水的加入量使得沉淀溶液的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為25°C，沉 淀反應(yīng)進(jìn)行完全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為25重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為18重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于100 μ s/cm。。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于1000°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為7. 5m2/g，平均粒徑為0. 5 μ m。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100 μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. 130g/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為1.72Χ10_4Ω · cm，掃描電鏡觀察燒結(jié) 體中最大晶粒尺寸為5 μ m。實(shí)施例5將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述溶液放在密閉容器內(nèi)，在該溶液中加入18重量％的氨水，攪拌，調(diào)整該沉 淀溶液的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為25°C，沉淀反應(yīng)進(jìn)行完全后繼續(xù)攪拌 2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為36重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為30重量％的酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于ΙΟΟμ s/cm。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘干后的沉淀物于730°C—次煅燒，然后再于130(TC二次煅燒。二次煅燒后粉末BET為5m2/g，平均粒徑為0. 7 μ m，粉末分散性良好，粉末形貌如 圖1所示。將上述粉末噴霧制成粒度為10 ΙΟΟμ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. 140g/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為1.70Χ10_4Ω · cm，掃描電鏡觀察燒結(jié) 體中最大晶粒尺寸為5 μ m。比較例1將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述錫銦水溶液放在密閉容器內(nèi)，在該容器內(nèi)加入25重量％的氨水，攪拌該沉 淀溶液，調(diào)整該沉淀溶液的PH值為8. 8，控制該沉淀溶液的溫度約為16°C，沉淀反應(yīng)進(jìn)行完 全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為30重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為25重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于ΙΟΟμ s/cm。。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于850°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為25m2/g，平均粒徑為0. 2 μ m。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. Olg/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為2. 06 ΧΙΟ—4 Ω .cm。比較例2將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述錫銦水溶液放在密閉容器內(nèi)，在該容器內(nèi)加入25重量％的氨水，攪拌該沉 淀溶液，調(diào)整該沉淀溶液的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為35°C，沉淀反應(yīng)進(jìn)行 完全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為30重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為25重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于100μ s/cm。。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于850°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為3m2/g，平均粒徑為1. 2 μ m。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為6. 98g/cm3。
從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為2. 14X10—4 Ω .cm。比較例3將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述錫銦水溶液放在密閉容器內(nèi)，在該容器內(nèi)加入35重量％的氨水，攪拌該沉 淀溶液，調(diào)整該沉淀溶液的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為30°C，沉淀反應(yīng)進(jìn)行 完全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，先用濃度為30重量％的氨水溶液洗滌沉淀，再用濃度為25重量％的 酒精溶液洗滌至濾液電導(dǎo)率小于100μ s/cm。洗滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘 干后的沉淀物于850°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為28m2/g，平均粒徑為0. 2 μ m。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100 μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成 型體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)以上，得到500X200X10mm的ITO
燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. Olg/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為2. 1 ΧΙΟ—4 Ω .cm。比較例4將金屬銦和金屬錫溶于鹽酸中制備含錫離子和銦離子的溶液，該溶液中銦離子和 錫離子的質(zhì)量換算成氧化銦和氧化錫的質(zhì)量比為90 10。將上述錫銦水溶液放在密閉容器內(nèi)，在該容器內(nèi)加入25重量％的氨水，攪拌該沉 淀溶液，調(diào)整該沉淀溶液的PH值為8. 8，控制初始沉淀溶液的溫度約為30°C，沉淀反應(yīng)進(jìn)行 完全后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，靜置沉化12小時(shí)。將沉淀過濾，用濃度為30重量％的氨水洗滌沉淀濾液電導(dǎo)率小于100 μ s/cm。洗 滌后過濾，再將沉淀物于105°C烘干，將烘干后的沉淀物于850°C煅燒成ITO粉末。測(cè)量上述ITO粉末BET比表面積為12m2/g，平均粒徑為0. 3 μ m，粉末團(tuán)聚嚴(yán)重，粉 末形貌如圖3所示。將上述粉末噴霧制成粒度為10 100 μ m的顆粒，用成型模具壓制成成型體，將成型 體脫脂后，于0. 5MPa氧氣氣氛下，1500°C燒結(jié)10小時(shí)，得到500 X 200 X IOmm的ITO燒結(jié)體。測(cè)量該燒結(jié)體密度為7. 13g/cm3。從燒結(jié)體上取樣，加工后，測(cè)其體電阻率為1.94Χ10_4Ω · cm，掃描電鏡觀察燒結(jié) 體中最大晶粒為7μπι，加工后靶材表面有大量孔洞。比較圖1、圖2和圖3可知，當(dāng)將沉淀物先用氨水洗滌再用乙醇溶液洗滌后，粉末分 散性良好，基本沒有團(tuán)聚。而只采用氨水洗滌時(shí)，粉末團(tuán)聚嚴(yán)重，雖然制成的ITO靶材密度 基本不受影響，但是靶材表面具有較多的孔洞，降低了靶材的質(zhì)量。以上對(duì)本發(fā)明提供的ITO粉末及燒結(jié)體的制備方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，行了詳細(xì) 介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明 只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和 修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種ITO粉末的制備方法，包括步驟a)在銦錫溶液中加入濃度為10重量％～30重量％堿性水溶液得到銦錫氫氧化物沉淀溶液，在加入堿性水溶液的過程中，控制初始沉淀溶液的溫度在18℃～30℃；b)分離沉淀溶液中的沉淀物和液體；c)洗滌分離后得到的沉淀物；d)煅燒沉淀物得到ITO粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟c)包括cl)用氨水溶液洗滌沉淀物；c2)用酒精溶液洗滌沉淀物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟d)中在700°C 1300°C煅燒 沉淀物得到IT0粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟a)中堿性水溶液為氨水溶液和/或氫 氧化鈉溶液和/或氫氧化鉀溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟a)中堿性水溶液是濃度為22重 量％ 28重量％的氨水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟a)中控制該銦錫氫氧化物沉 淀溶液的PH值在8 10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述IT0粉末的比表面積為3m2/g 20m2/g，平均粒徑為0. 1 ii m 1 ii m。
8.一種使用權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的IT0粉末制備IT0燒結(jié)體的方法，其特征在 于，包括步驟1)將所述IT0粉末與粘結(jié)劑混合后制成微粒；2)利用所述微粒制備成型體；3)去除成型體中的粘結(jié)劑；4)燒結(jié)所述成型體得到IT0燒結(jié)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述粘結(jié)劑選自聚乙烯醇、石蠟、丙烯酸脂 中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟4)中在1300°C 1650°C范圍內(nèi)、在 常壓氧氣氣氛或加壓氧氣氣氛中燒結(jié)得到IT0燒結(jié)體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種ITO粉末的制備方法，包括步驟a)在銦錫溶液中加入濃度為10重量％～30重量％的堿性水溶液得到銦錫氫氧化物沉淀溶液，在加入堿性水溶液的過程中，控制初始沉淀溶液的溫度在18℃～30℃；b)分離沉淀溶液中的沉淀物和液體；c)洗滌分離后得到的沉淀物；d)煅燒沉淀物得到ITO粉末。按照本發(fā)明，在銦錫溶液中加入堿性水溶液時(shí)，堿性水溶液濃度和沉淀溫度對(duì)于粉末的燒結(jié)性能具有重要的影響，選擇適當(dāng)?shù)膲A性水溶液濃度和沉淀溫度有助于提高ITO粉末的燒結(jié)性能，利用本發(fā)明提供的ITO粉末制備的ITO燒結(jié)體的密度至少為7.08g/cm3、體電阻率低于1.90×10-4Ω·cm，燒結(jié)體的最大晶粒尺寸低于10μm。
文檔編號(hào)C04B35/457GK101830498SQ20091011819
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者劉孝寧, 孫本雙, 張紅梅, 征衛(wèi)星, 扈百直 申請(qǐng)人:西北稀有金屬材料研究院;國(guó)家鉭鈮特種金屬材料工程技術(shù)研究中心