ITO板状靶材高温烧结用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法技术

本发明专利技术涉及碳化硅特种陶瓷的技术领域，本发明专利技术涉及碳化硅特种陶瓷的技术领域，尤其是一种ITO板状靶材用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法。在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料总质量比0.1％～5％的硅溶胶；利用石膏模具注浆成型获得所需形状的坯体；坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。与现有技术相比，本发明专利技术不仅去除了原材料中的杂质有机碳，提高了重结晶碳化硅陶瓷的纯度，而且又提高了重结晶碳化硅陶瓷的密度，延长了使用寿命。

Production Method of High Purity Recrystallized Silicon Carbide Ceramics for ITO Plate Target Sintering at High Temperature

The invention relates to the technical field of silicon carbide special ceramics, and the technical field of silicon carbide special ceramics, in particular to a production method of high purity recrystallized silicon carbide ceramics for ITO plate targets. On the basis of recrystallized silicon carbide raw materials, silica sol, which accounts for 0.1%-5% of the total mass ratio of raw materials, was added; the required shape of green body was obtained by grouting with gypsum mould; after drying, the green body was sintered into ceramic products at high temperature, and the sintering temperature in high temperature furnace was 2500 C. Compared with the prior art, the invention not only removes the impurity organic carbon in raw materials, improves the purity of recrystallized silicon carbide ceramics, but also improves the density of recrystallized silicon carbide ceramics and prolongs the service life.

【技术实现步骤摘要】
ITO板状靶材高温烧结用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法
本专利技术涉及碳化硅特种陶瓷的
，尤其是一种ITO板状靶材高温烧结用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法。
技术介绍
ITO靶材是氧化铟和氧化锡粉末按一定比例混合后，经过一系列的生产工艺加工成型，再由高温气氛烧结(炉内1600℃，通氧气烧结)形成的黑灰色陶瓷半导体。ITO靶材主要用于ITO膜透明导电玻璃的制作，是制造平面液晶显示的主要材料，在电子工业、信息产业方面有着广阔而重要的应用。硅溶胶：硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒。硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅溶胶中的SiO2含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为SiO2.nH2O。硅溶胶的固含量30％，市售。半导体行业中板状ITO靶材，需要在1600℃的高温炉内烧成，用耐高温材料作为承载的窑具；而目前国际上绝大多数使用氧化铝棚板来承载，由于氧化铝陶瓷材料在高温下易弯曲变形，不能保证ITO板状靶材的平直度。少部分使用碳化硅硼板来承载，虽然重结晶碳化硅陶瓷材料具有超过1650℃不变形，可以满足行业的使用要求；但这同时，也对重结晶碳化硅陶瓷材料纯度提出了更高的要求。重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳，对杂质的去除以及纯度的提高目前是摆在行业内的一道难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅(RSiC)的生产方法，不仅能提高重结晶碳化硅的纯度与密度，而且提高了使用寿命。本专利技术采用如下技术方案：一种ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅的生产方法，其特征在于：按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料总质量比0.1％～5％的硅溶胶；2)注浆成型：利用石膏模具注浆成型获得所需形状的坯体；3)烧制成型：坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。采用上述技术方案的本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：在烧制成型过程中，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；整个除杂过程是在重结晶碳化硅烧成过程中自然形成，不需要增加生产工序，也不需要提高烧成温度与延长烧成时间，这样不仅去除了原材料中的杂质有机碳，提高了重结晶碳化硅陶瓷的纯度，而且又提高了重结晶碳化硅陶瓷的密度，延长了使用寿命。本专利技术的优选方案是：硅溶胶选择浓度30％硅溶胶。硅溶胶占原材料总质量的1％。硅溶胶占原材料总质量的2％。烧制成型过程中，硅溶胶中的SiO2与原料中杂质成分发生反应一并除杂。具体实施方式下面结合实施例述本专利技术：实施例1：一种ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅生产方法，按如下步骤进行：1、配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比0.1％的硅溶胶。2、利用相应的石膏模具注浆成型获得坯体，例如：生产用于承载ITO板状靶材高温烧结炉用棚板和/或方梁的坯体，或其他所需的形状等，注浆后所获得的坯体即为半成品。3、将坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃(与原来未添加硅溶胶的烧成时间一致，无需延长烧成时间)。其中，重结晶碳化硅原来材料中的主要原料成分为碳化硅(SiC)，杂质为有机碳(C)等；在步骤3)中的高温烧结时，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；具体的反应原理为：SiO2+3C＝SiC+2CO↑。在烧制成型过程中，硅溶胶中的SiO2与原料中杂质成分发生反应一并除杂，不需要增加额外的除杂工序，即提高了纯度，又提高了重结晶碳化硅陶瓷的密度，延长了使用寿命。实施例2一种ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅板和梁的生产方法，按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比0.3％的硅溶胶。2)利用相应的石膏模具注浆成型获得棚板与方梁的坯体。3)坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。其中，重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳等；在步骤3)中的高温烧结时，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；具体的反应原理为：SiO2+3C＝SiC+2CO↑。实施例3一种ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅板和梁的生产方法，按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比0.5％的硅溶胶。2)利用相应的石膏模具注浆成型获得棚板与方梁的坯体。3)坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。其中，重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳等；在步骤3)中的高温烧结时，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；具体的反应原理为：SiO2+3C＝SiC+2CO↑。实施例4一种用于ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅板和梁的生产方法，按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比1％的硅溶胶。2)利用相应的石膏模具注浆成型获得棚板与方梁的坯体。3)坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。其中，重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳等；在步骤3)中的高温烧结时，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；具体的反应原理为：SiO2+3C＝SiC+2CO↑。实施例5一种用于ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅板和梁的生产方法，按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比2％的硅溶胶。2)利用相应的石膏模具注浆成型获得棚板与方梁的坯体。3)坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。其中，重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳等；在步骤3)中的高温烧结时，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；具体的反应原理为：SiO2+3C＝SiC+2CO↑。实施例6一种用于ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅板和梁的生产方法，按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比3％的硅溶胶。2)利用相应的石膏模具注浆成型获得棚板与方梁的坯体。3)坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。其中，重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳等；在步骤3)中的高温烧结时，硅溶胶中超细SiO2与重结晶碳化硅原材料中杂质成份有机碳会发生化学反应，生成碳化硅；具体的反应原理为：SiO2+3C＝SiC+2CO↑。实施例7一种用于ITO板状靶材高温烧结炉用高纯度重结晶碳化硅板和梁的生产方法，按如下步骤进行：1)配置料浆；在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料质量比5％的硅溶胶。2)利用相应的石膏模具注浆成型获得棚板与方梁的坯体。3)坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。其中，重结晶碳化硅原材料中的主要原料成分为碳化硅，杂质为有机碳等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ITO板状靶材高温烧结用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法，其特征在于：按如下步骤进行：1)配置料浆：在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料总质量比0.1％～5％的硅溶胶；2)注浆成型：利用石膏模具注浆成型获得所需形状的坯体；3)烧制成型：坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。

【技术特征摘要】
1.一种ITO板状靶材高温烧结用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法，其特征在于：按如下步骤进行：1)配置料浆：在重结晶碳化硅原材料的基础上，添加占原材料总质量比0.1％～5％的硅溶胶；2)注浆成型：利用石膏模具注浆成型获得所需形状的坯体；3)烧制成型：坯体干燥后，通过高温烧结为陶瓷制品，高温炉内烧成温度为2500℃。2.根据权利要求1所述的ITO板状靶材高温烧结用高纯度重结晶碳化硅陶瓷的生产方法，其特征在于：硅溶胶选择浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭啸鹏，郭玉广，刘啸龙，
申请(专利权)人：唐山富达莱新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13