一种氧化锌靶材及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种氧化锌靶材及其制备方法与应用。本发明专利技术的氧化锌靶材的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：将氧化锌粉体模压成型，经冷等静压、脱脂和烧结后，即得氧化锌靶材；其中，所述氧化锌粉体的粒径为10μm

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锌靶材及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及光电功能材料
，尤其是涉及一种氧化锌靶材及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]氧化锌(ZnO)是一种宽禁带II
‑
VI族半导体材料，具有高熔点、低沉积温度和较低的电子诱生缺陷等优点，且原材料来源广，制备方法简单，其作为靶材在太阳能电池、紫外探测器、声表面波器件、气敏传感器、透明电极等方面得到了广泛的应用。
[0003]相关研究表明，靶材密度的高低和微观组织的均匀程度对溅射成膜的质量有着重要影响。相关技术中，氧化锌靶材采用热等静压和热压烧结的方法制备，且通常为了提高靶材的密度，选择采用掺杂替他其他金属元素，如铌、锡、铟和铝等。该方法虽然在一定程度上提高了靶材的致密性，但是其成本昂贵，难于大规模量产。
[0004]因此，亟需寻求一种成本低、制备方法简单，且具有较好均一性和密度的氧化锌靶材及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种氧化锌靶材的制备方法，能够有效提高氧化锌靶材的密度和均一性。
[0006]本专利技术还提出了一种采用上述方法制得的氧化锌靶材。
[0007]本专利技术还提出了一种氧化锌靶材在制备OLED显示中的应用。
[0008]根据本专利技术的第一方面实施例的一种氧化锌靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0009]将氧化锌粉体模压成型，经冷等静压、脱脂和烧结后，即得氧化锌靶材；
[0010]其中，所述氧化锌粉体的粒径为10μm
‑
20μm；
[0011]所述烧结的温度为1000℃
‑
1200℃；
[0012]所制得的氧化锌靶材的密度为5.3g/cm3‑
5.6g/cm3。
[0013]根据本专利技术实施例的一种氧化锌靶材的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0014]本专利技术的氧化锌靶材的制备方法采用了冷等静压的方式制备靶材，相对于传统的热压烧结或者热等静压烧结，其生产成本明显降低，且所制备的氧化锌靶材具有均一性好和密度高等特点。其次，本专利技术的氧化锌靶材在制备过程中不需要掺杂其他辅助致密的金属元素，因此，所制备的氧化锌靶材具有较高的纯度。
[0015]在本专利技术的实施例中，采用了比表面积为5m2/g
‑
15m2/g的氧化锌粉体作为制备材料，结果表明，在该比表面积下的氧化锌粉体，具有较高的烧结活性，更易烧结，通过对相关制备参数的筛选，可获得较高密度和纯度的氧化锌靶材。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述氧化锌粉体的D
50
为8μm
‑
12μm。
[0017]在本专利技术中氧化锌粉体的粒径越小，烧结活性越高，越容易烧高密度和均匀。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述氧化锌粉体的D
50
为10μm。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，所述氧化锌粉体的制备方法包括以下步骤：
[0020]步骤S1：将锌原料液搅拌均匀，添加pH调节剂，调节pH至6
‑
8进行反应，反应完成后，固液分离，收集固相，并将所述固相干燥，煅烧，得氧化锌前驱体；
[0021]步骤S2：将所述氧化锌前驱体喷雾造粒后即得所述氧化锌粉体。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述pH值调节至6
‑
7。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述pH值调节至7。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述反应需球磨或乳化。
[0025]球磨或乳化处理有利于提高固体产物的比表面积，避免固体产物团聚，进而减少体系的表面能和界面能。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述锌原料液为氯化锌溶液。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，所述锌原料液中锌的摩尔浓度为0.1mol/L
‑
0.3mol/L。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述锌原料液中锌的摩尔浓度为0.2mol/L
‑
0.3mol/L。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述锌原料液中锌的摩尔浓度为0.2mol/L。
[0030]根据本专利技术的一些实施例，所述pH调节剂为无机碱或碳酸盐。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯和一水合氨中的至少一种。
[0032]根据本专利技术的一些实施例，所述碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铯中的至少一种。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，所述反应的温度为20℃
‑
45℃。
[0034]根据本专利技术的一些实施例，所述反应的温度为20℃
‑
40℃。
[0035]根据本专利技术的一些实施例，所述反应的温度为25℃
‑
35℃。
[0036]根据本专利技术的一些实施例，所述反应的温度为30℃。
[0037]反应温度直接影响原料的利用率和产物的过滤性能。当温度过低时，锌原料液难以形成一定的过饱和度，易导致反应不完全，产品收率低；当温度过高时,产品的收率明显提高，但是由于反应温度对晶粒生长及晶核形成速度均有影响,所以不同的反应温度下得到的粒子尺寸不同，温度过高在一定程度下会使晶核生长速度加快，形成较大的固体颗粒物，进而影响其表面性能。
[0038]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧前的固相比表面积为60m2/g
‑
130m2/g。
[0039]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧前的固相比表面积为80m2/g
‑
120m2/g。
[0040]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧前的固相比表面积为100m2/g
‑
110m2/g。
[0041]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧前的固相比表面积为100m2/g。
[0042]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧温度为700℃
‑
1000℃。
[0043]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧温度为800℃
‑
1000℃。
[0044]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧温度为800℃
‑
900℃。
[0045]根据本专利技术的一些实施例，所述煅烧温度为860℃。
[0046]煅烧温度太低则易导致固体产物分解不完全，造成氧化锌前驱体纯度不高；温度太高则易导致氧化锌前驱体的粒径增大,且可能导致晶粒的团聚，影响氧化锌前驱体的质量。
[0047]根据本专利技术的一些实施例，所述氧化锌前驱体的比表面积为5m2/g
‑
15m2/g。
[0048]根据本专利技术的一些实施例，所述氧化锌前驱体的比表面积为8m2/g
‑
12m2/g。
[0049]根据本专利技术的一些实施例，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化锌粉体模压成型，经冷等静压、脱脂和烧结后，即得氧化锌靶材；其中，所述氧化锌粉体的粒径为10μm
‑
20μm；所述烧结的温度为1000℃
‑
1200℃；所制得的氧化锌靶材的密度为5.3g/cm3‑
5.6g/cm3。2.根据权利要求1所述的一种氧化锌靶材的制备方法，其特征在于，所述氧化锌粉体的制备方法包括以下步骤：步骤S1：将锌原料液搅拌均匀，添加pH调节剂，调节pH至6
‑
8进行反应，反应完成后，固液分离，收集固相，并将所述固相干燥，煅烧，得氧化锌前驱体；步骤S2：将所述氧化锌前驱体喷雾造粒后即得所述氧化锌粉体。3.根据权利要求2所述的一种氧化锌靶材的制备方法，其特征在于，所述反应需球磨或乳化。4.根据权利要求2所述的一种氧化锌靶材的制备方法，其特征在于，所述锌原料液中锌的摩尔浓度为0.15mol/L
‑
0.3mol/L。5.根据权利要求2所述的一种氧化锌靶材的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂为无机碱或碳酸盐；优选地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永成，陈明飞，郭梓旋，王金科，徐胜利，莫国仁，龙泷，谭宏，陈明高，王志杰，李跃辉，江长久，
申请(专利权)人：长沙壹纳光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：