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AZO陶瓷靶材粉体冷压-烧结致密化研究
AZO陶瓷靶材粉体冷压-烧结致密化研究
摘要：
近年来，氧化锌铝（AZO）陶瓷材料由于其优异的电学和光学性能而受到广泛关注。本研究针对AZO陶瓷靶材的制备工艺，采用粉体冷压-烧结方法进行了致密化研究。通过粉体冷压工艺调节制备参数，探究了冷压压力、保压时间和烧结温度对AZO陶瓷致密化的影响。通过测量样品的相组成、相形貌、致密度、热导率以及电学性能等，研究了不同制备参数下AZO陶瓷的性能变化规律。
关键词：AZO陶瓷靶材；粉体冷压；烧结致密化
1.引言
AZO陶瓷材料由氧化锌和氧化铝组成，具有优异的电导率和光学透明性。这使得AZO陶瓷在太阳能电池、透明导电薄膜和显示器件等领域具有广泛的应用前景。然而，AZO陶瓷的制备过程中存在着烧结致密化的难题，致使其性能无法满足实际应用需求。因此，研究AZO陶瓷的制备工艺，提高其致密化程度，是当前的研究热点和难点。
2.实验方法
(1)材料制备：选取纯度为99.99%的氧化锌和氧化铝作为起始材料，进行预处理和粉碎，得到粒径分布均匀的AZO粉体。
(2)粉体冷压：将制备好的AZO粉末置于冷压模具中，应用不同的冷压压力，在室温下进行冷压工艺。
(3)保压时间：冷压过程中，保持一定的压力作用在AZO粉末上，探究不同保压时间对致密化的影响。
(4)烧结工艺：采用不同的烧结温度，调节烧结时间，将冷压得到的AZO样品进行烧结处理。
(5)性能测试：通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、击穿场强测试等手段，测试样品的相组成、相形貌、致密度和电学性能等指标。
3.结果与讨论
通过改变冷压压力和保压时间等制备参数，制备出不同致密度的AZO陶瓷靶材。实验结果显示，随着冷压压力的增加，样品的致密度提高，但压力过大会导致样品出现开裂和断裂现象。保压时间的延长可以进一步提高样品的致密度。
在烧结工艺中，烧结温度是影响致密化程度的重要因素。在一定范围内，烧结温度的升高可以促进氧化锌和氧化铝颗粒的结合，从而增加致密度。然而，烧结温度过高会导致晶粒长大和颗粒结合不良的问题，降低样品的致密度。
对不同制备参数下得到的AZO陶瓷样品进行了性能测试。结果显示，制备参数的变化对AZO陶瓷的相组成、晶粒尺寸以及电学性能等方面均有显著影响。通过优化制备参数，可以获得高致密度、细晶粒、优异电学性能的AZO陶瓷材料。
4.结论
本研究通过粉体冷压-烧结方法制备了不同致密度的AZO陶瓷靶材，并研究了制备参数对致密化的影响。结果表明，冷压压力、保压时间和烧结温度是影响AZO陶瓷致密度的重要因素。通过优化制备参数，可以获得高致密度、细晶粒、优异电学性能的AZO陶瓷材料。这对于提高AZO陶瓷材料的实际应用性能具有重要的意义。
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