高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102863210A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102863210A(43)申请公布日2013.01.09(21)申请号201210385928.7(22)申请日2012.10.12(71)申请人武汉理工大学地址430071湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人沈强李雪萍陈斐张联盟(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人王守仁(51)Int.Cl.C04B35/457(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图77页(54)发明名称高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法(57)摘要本发明是一种高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其包括如下步骤：1）不同Sb掺杂含量的氧化锡锑纳米粉体制备：以Sb掺杂含量为20at.%的氧化锡锑和SnO2纳米粉体为原料，以球磨法制得Sb掺杂含量为1～20at.%的氧化锡锑纳米粉体；2）氧化锡锑纳米粉体的电场辅助低温快速致密化：将粉体装入模具中，利用电场辅助条件在较低温度下快速制得高致密氧化锡锑陶瓷；3）氧化锡锑陶瓷的低温均化处理：将所得陶瓷置于加热炉中，在空气中进行低温均化处理，可显著减低其电阻率，而不影响致密度。本发明制备的氧化锡锑陶瓷具有成本低、导电性好的特点，原料充足，工艺简单，致密化和均化处理的温度低，可大幅度降低能源消耗。CN102863ACN102863210A权利要求书1/1页1.一种高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于该方法以两种纳米粉体为原料，结合电场辅助条件在低温下制得所述氧化锡锑陶瓷，后期的低温均化处理应使其电阻率降低，且不影响致密度，该方法采用包括以下步骤的方法：（1）不同Sb掺杂含量的氧化锡锑纳米粉体的制备：按Sb掺杂含量为1～20at.%的比例称取Sb掺杂含量为20at.%的氧化锡锑粉体和纯SnO2粉体，将混合纳米粉体、玛瑙球和无水乙醇按1:2:1的质量比加入到球磨罐中，经球磨机球磨后，烘干、研磨，得到所需氧化锡锑纳米粉体；（2）氧化锡锑纳米粉体的电场辅助低温快速致密化：将步骤（1）中所得氧化锡锑纳米粉体装入模具中，转移到电场辅助烧结系统中，在800～1200℃的温度下进行烧结，得到高致密的氧化锡锑陶瓷；（3）氧化锡锑陶瓷的低温均化处理：将步骤（2）中所得的氧化锡锑陶瓷置于加热炉中进行均化处理，均化处理温度为500～1000℃，时间为10～100小时；经过上述步骤，得到所述的高致密、高导电的氧化锡锑陶瓷。2.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述Sb掺杂含量为20at.%的氧化锡锑粉体和SnO2粉体的纯度为>99.9%，粒径为10～50nm。3.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，按Sb掺杂含量为1～20at.%的比例得到氧化锡锑纳米粉体。4.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：采用电场辅助烧结技术在烧结压力为20～100MPa时，以50～300℃/分钟升温至800～1200℃保温1～5分钟后烧结得到的氧化锡锑陶瓷致密度均可达90～99%。5.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述采用的模具材质为高强石墨或碳化钨。6.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述球磨机为行星球磨机，球磨12小时后烘干浆料，研磨得到所需氧化锡锑纳米粉体，该粉体粒径为20~30nm。7.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：得到致密度为90～98%，电阻率为1～10×10-3Ω·cm的氧化锡锑陶瓷。8.根据权利要求1所述的高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，其特征在于：所述模具为Φ20的石墨模具。2CN102863210A说明书1/4页高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法技术领域[0001]本发明涉及陶瓷领域，特别是介绍了一种高致密、高导电氧化锡锑陶瓷的制备方法，用此法可制备出高致密、高导电的氧化锡锑陶瓷用做电极材料和溅射靶材。背景技术[0002]当前，光伏产业和光电子信息产业正处于飞速发展阶段，对光敏和电场敏感兼备的透明导电材料的需求也日益凸显。透明导电薄膜是近年来发展起来的一种新型能源材料，因其同时兼备高导电性和高的可见光透过性而被广泛应用于太阳能电池、平板显示器、特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域。目前，应用最为广泛的透明导电薄膜主要是氧化锡铟（Sn元素掺杂的In2O3，简称ITO），其市场占有率和需求量呈逐年快速递增态势，2010年的产量市值高达15亿美元。但是，作为ITO中主要组分的In的