ITO靶材主要有四種成型方法
真空熱壓--真空熱壓法是利用熱能和機械能使陶瓷材料致密化的工藝,可生產密度為91%~96%的高密度ITO
陶瓷靶材,
過程如下:加熱模具,加入樣品,將模型固定在加熱板上(控制熔化溫度和時間),然后將樣品熔化、硬
化、冷卻,最后就可以取出成品了出去
熱等靜壓--熱等靜壓 (HIP)可以認為是加壓燒結或高溫壓制,與傳統的無壓燒結相比,熱等靜壓法可以在較低的
溫度下(一般為材料熔點的0.5~07倍左右)使材料完全致索 它可以很好地控制結構 機制品粒長大并獲得
勻、各向同性的結構,熱等靜壓制備ITO靶材的過程如下,首先,將ITO固溶體粉末在一定的還原氣氛(如H2.
N2和H2的混合物)和300~500℃的溫度下進行部分還原.然后,通過模塑或冷等靜壓將還原的粉末壓制成預制
件.預制件被放置在不銹鋼容器中,它們之間有絕緣材料.然后將容器抽真空并密封.最后,將容器放入
800~1050℃、50~200MPa的熱等靜壓爐中2~6小時,制備ITO靶材
常溫燒結:室溫燒結是1990年代初期發展起來的一種靶材制備方法,它采用預壓法(或家液澆注法)制備高密度
靶材預制件,然后在一定氣氛和溫度下燒結.常壓燒結法的主要工藝過程是:將In2O3粉體(具有一定振實密度
與SnO2粉體混合.制備成泥漿澆鑄用的料漿.然后在300~500℃的溫度下進行長時間的脫水脫脂處理,最后在
純氧或空氣氣氛下,在1個大氣壓以上的壓力下進行燒結,燒結溫度為1450 至 1550。C
冷等靜壓--冷等靜壓(CIP)在常溫下以橡膠或塑料為覆蓋模具材料,以液體為壓力介質傳遞超高壓.在低壓氧氣
氛的保護下,將ITO粉體通過冷等靜壓壓制成大型陶瓷預制棒,然后在0.1~0.9 MPa的純氧環境中,在
1500~1600℃的高溫下燒結,這種方法理論上可以生產出密度為95%的陶瓷靶材
每種方法的優缺點
ITO靶材制備方法--熱壓
熱壓法是壓制成型和熱燒結同時進行的工藝,該工藝的優點是
(1)在熱壓過程中,由于粉末處于熱塑性狀態,變形阻力小,塑性流動和致密化容易,因此所需的成型壓力小
(2)同時加熱和加壓有利于粉末顆粒之間的接觸、擴散和流動,降低燒結溫度和縮短燒結時間,抑制晶粒長大
(3)熱壓法容易得到接近理論密度、孔隙率接近于零的燒結體,容易得到細晶組織
這種方法的主要缺點是:
(1)由于熱壓設備和模具尺寸的限制,得到的目標尺寸較小.目前目標的最大尺寸為400x300mm
(2)該方法對模具材料(一般為高純高強度石墨)要求較高.而目熱壓設備需要進口.不適合工業化連續生產,生產
效率低,成本高
(3)靶材晶粒的均勻性差
ITO靶材制備方法--熱等靜壓
熱等靜壓是制備ITO 濺射靶材最常用的方法,它具有以下優點:
(1)可以克服石墨模具中熱壓的缺點
(2)在加熱加壓狀態下,產品同時向各個方向加壓,使所得產品具有很高的密度(接近理論密度)
(3)熱等靜壓強化了壓制和燒結過程,降低了燒結溫度,從而避免了晶粒長大,使制品獲得優良的物理機械性能。
這種方法的主要缺點是:
(1)靶材尺寸受設備壓力和氣缸尺寸的限制,難以制備大尺寸靶材.
(2)設備昂貴,投資成本高
(3)生產效率低,生產成本高,使產品缺乏競爭力
ITO靶材制備方法--常溫燒結
常溫燒結法的主要優點是
(1)靶材尺寸不受設備限制,可以生產大尺寸靶材
(2)設備投資少,生產成本低,生產效率高,靶材性能優良,易于工業化生產.
(3)該方法適用于高端顯示器鍍膜靶材的性能要求
它的缺點是:
(1)該方法與其他方法相比是最難燒結的方法,為了獲得致密的燒結體,通常需要添加燒結助劑,然而,燒結助劑
很難從燒結體中去除,從而降低了產品的純度
(2)對粉體的形狀、粒度和粒度分布有嚴格要求,為達到要求,一般對粉體進行球磨，氣流磨和沉降分級
(3)生產的靶材一般較薄
ITO靶材制備方法--冷等靜壓
冷等靜壓制備ITO靶材的優點是
(1)與機械壓制相比,由于冷等靜壓壓力大,工件受力均勻,特別適合壓制大尺寸粉末制品
(2)壓粉產品具有密度高、均勻的優點
(3)壓粉不需要添加潤滑劑等
(4)生產成本低,適合大批量生產
然而,高壓氧的使用使該過程變得危險
