氧化铟锡粉末的制备方法技术

本发明专利技术描述了一种氧化铟锡粉末的制备方法。一种氧化铟锡粉末的制备方法包括如下步骤：（１）含有铟离子和锡离子并具有二价锡离子占锡离子总量的比例等于或大于５０重量％的原水溶液与碱的水溶液混合，（２）产物分离成固体和液体，和（３）焙烧生成的固体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氧化铟锡(下文称为ITO)粉末的制备方法。更特别是，本专利技术涉及一种适用于生产高密度ITO烧结体的ITO粉末的制备方法。
技术介绍
ITO粉末用于生产ITO烧结体，其含有氧化锡的量通常为2到20重量％。ITO烧结体作为靶通过溅射法用于制备ITO薄膜。由于ITO薄膜的高导电性和优良的透明度，ITO薄膜用作用于液晶显示透明导电性薄膜。当使用由高密度的ITO烧结体制作的靶时，可以获得具有高导电性的ITO薄膜，因此，众所周知，具有相对密度等于或大于99％的高密度的烧结体是适合用作靶的ITO烧结体。由于ITO烧结体是通过ITO粉末烧结制成的，故要求能生成高密度ITO烧结体的ITO粉末。用于生产ITO烧结体的ITO粉末是通过从含有铟离子和锡离子的水溶液中获得含有铟和锡的沉淀物，然后，过滤，焙烧得到的沉淀物而制备的。在制备ITO粉末的常规方法中，将InCl3和四价锡盐SnCl4溶于水中形成的水溶液作为含有铟离子和锡离子的水溶液，向该水溶液中滴加碱液如氨水等以便获得含有铟和锡的沉淀物，然后，过滤，焙烧得到的沉淀物，获得ITO粉末(例如，日本待批专利(JP-A)7-21831和7-247162)。然而，通过这些方法制备的ITO粉末不足以生产高密度ITO烧结体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产作为高密度ITO烧结体原料的ITO粉末的制备方法。本专利技术人研究了一种ITO粉末的制备方法，并且完成了本专利技术。即，本专利技术提供一种，包括如下步骤(1)将含有铟离子和锡离子并且二价锡离子占锡离子总量的比例等于或大于50重量％的原水溶液(raw aqueous solution)与碱水溶液混合， (2)产物分离成固体和液体，和(3)焙烧生成的固体。具体实施例方式关于本专利技术的制备方法中含有铟离子和锡离子的原水溶液(下文称为“原水溶液”)含有的锡离子，二价锡离子占混合水溶液中锡离子总量的比例通常为等于或大于50重量％，优选的是等于或大于70重量％，更优选的是等于或大于80重量％。当二价锡离子的比例小于50重量％，在生成的ITO粉末中几乎不能获得团聚颗粒。当用这种生成的ITO粉末制备ITO烧结体时，不能获得高密度的ITO烧结体。上述原水溶液可以通过在水中溶解水溶性的铟盐如三氯化铟(InCl3)和硝酸铟(In(NO3)3)和二价水溶性锡盐如氯化亚锡(SnCl2)和硫酸锡(SnSO4)来制备。原水溶液也可以通过混合铟盐水溶液和锡盐水溶液来制备。铟盐水溶液通过如上述在水中溶解铟盐的方法和在酸中溶解金属铟的方法获得。锡盐水溶液通过如上述在水中溶解锡盐的方法和在酸中溶解金属锡的方法获得。此外，原水溶液也可以通过在酸中溶解金属铟和金属锡来制备。上述用于溶解的酸如盐酸，硝酸，硫酸等。除了上述制备方法外，混合水溶液还可以通过将含有铟离子和四价锡离子的水溶液还原处理的方法来制备，例如，在水中溶解氯化铟和氯化锡(SnCl4)获得含有四价锡离子的水溶液，并且该水溶液中含有的四价锡离子至少一部分被还原成二价离子；或者在酸(盐酸、硝酸、硫酸等)中溶解含有铟、锡和氧的物质获得含有四价锡离子的水溶液，并且该水溶液中含有的四价锡离子至少一部分被还原成二价离子。上述方法中使用的含有铟、锡和氧的物质是由铟化合物，如氧化铟和氢氧铟，与锡化合物，如氧化锡和氢氧化锡，组成的混合物，或ITO等。可使用ITO粉末中质量不符合标准的，ITO烧结体中质量不符合标准的，ITO烧结体上切削下来的废料，或者从在溅射中使用过的旧ITO靶上除下来的ITO烧结体。下面叙述使用旧ITO靶的方法。旧ITO靶通常是在通过铟焊接等手段在ITO烧结体上贴附有垫板的条件下回收的。回收的ITO靶加热到150到200℃，ITO烧结体从垫板上剥离。优选，用酸洗涤生成的ITO烧结体。通过洗涤，可以除去含有硅、铝、铁等粘附在ITO烧结体表面的无关的物质，如粘附在ITO烧结体上的铟焊料等(其是用于焊接ITO烧结体与垫板，有时含有铜、铅等)。优选，磨细ITO烧结体以便提高在酸中的溶解速度。研磨可利用颚式粉碎机、滚碎机、盘式磨粉机(diskmill)、振动式磨粉机等有利地进行。这些碾磨机与磨细物质接触部分的材料优选的是陶瓷，如氧化铝、氧化锆、碳化钨等。碾磨机与磨细物质接触部分的材料非优选的是除铟和锡之外的金属，因为这些金属在研磨后粘附在ITO烧结体上导致污染而且从通过ITO烧结体溶于酸中获得的酸溶液中除去金属杂质就变得没有必要。研磨后的ITO烧结体粒度大小优选的是等于或小于20mm，进一步优选的是等于或小于2mm，更优选的是等于或小于0.5mm。用于溶解ITO烧结体的酸有如盐酸、硫酸、硝酸等。其中，优选具有快速溶解ITO的盐酸。下面将叙述使用盐酸的实例。溶解可通过如将盐酸和经研磨的ITO烧结体加入反应器并搅拌的方法有利地进行。温度通常为等于或大于40℃，优选的是等于或大于60℃并且等于或小于100℃，优选的是等于或小于80℃，溶解时间通常为等于或小于100小时，优选的是等于或小于50小时，更优选的是等于或小于24小时。优选的是，生成的酸溶液具有铟的浓度为等于或大于200g/L，更优选的是等于或大于300g/L。上述酸溶液，如需要，分离成固体和液体。分离成固体和液体可以通过过滤等有利地进行。通过固液分离，能从酸溶液中除去未溶解的ITO烧结体碎片和从碾磨机构件上混入的陶瓷颗粒。上述酸溶液中和通过固液分离得到的酸溶液中含有的锡离子通常是四价。如上所述，含有四价锡离子的溶液如此处获得的酸溶液通常被进行还原处理。还原处理可以通过向含有四价锡离子的溶液中加入金属锡的方法有利地进行。此处金属锡通常使用的是约为等于或小于几mm的颗粒。关于金属锡的加入量，有利的是使二价锡离子占溶液中锡离子总量的比例通常等于或大于50重量％。还原处理通过如下方法有利地进行，例如，加入等于或大于相对溶液中锡离子重量5倍的金属锡，生成的混合物通常在温度为等于或大于10℃，优选的是等于或大于或大于20℃并且通常等于或小于90℃，优选的是等于或小于80℃的条件下保持等于或大于6小时，优选的是等于或大于8小时。还原处理优选在惰性气体如N2、Ar等气体下进行。此外，还原处理也可以通过向含有四价锡离子的溶液中加入金属铟的方法进行。此处使用的金属铟通常是约为等于或小于几mm的颗粒或片状。优选，金属铟的加入量通常是溶液中锡离子重量的等于或大于1.3倍并等于或小于2.0倍(该加入量下，金属铟的表面积等于或大于2cm2，优选的是3cm2)。该还原处理温度通常等于或大于0℃，优选的是等于或大于5℃并且通常等于或小于50℃，优选的是等于或小于40℃。当还原处理温度太高时，四价锡不发生还原反应，某些情况下，溶液中会产生氢气。在加入金属铟的方法中，某些情况下，溶液中的锡离子被还原为0价，即金属锡，这种情况下，可以清除生成的金属锡。上述还原处理进行一次或两次直到二价锡离子占溶液中锡离子总量的比例通常等于或大于50重量％。如果需要，从还原处理后溶液中除去金属锡或金属铟。上述原水溶液中，如果需要，控制原水溶液中的铟离子浓度和锡离子浓度。优选，在原水溶液中氧化锡和残留ITO粉末的含量，以其氧化物(SnO2)计，占氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)总量的等于或大于2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化铟锡粉末的制备方法，包括如下步骤：（１）含有铟离子和锡离子并具有二价锡离子占锡离子总量的比例等于或大于５０重量％的原水溶液与碱的水溶液混合，（２）产物分离成固体和液体，和（３）焙烧生成的固体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：服部武司，藤原进治，三枝邦夫，
申请(专利权)人：住友化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]