一种高性能ZAO旋转靶材的制备方法技术

一种高性能ZAO旋转靶材的制备方法，它涉及一种含氧化锌掺铝的陶瓷靶材成型的制备方法。本发明专利技术是要解决目前制备ZAO旋转靶材采用喷涂方法设备昂贵，制备的靶材密度低的技术问题。本发明专利技术的制备方法按以下步骤进行：一、将ZAO粉体在模具中压制成粗坯；二、采用真空热压烧结工艺制得ZAO旋转靶材。本发明专利技术的制备方法方法简便易行、效率高、耗能低，且制备过程中无需添加任何助剂；本发明专利技术制备的ZAO旋转靶材致密性好、电阻率低。本发明专利技术可用于防结雾风挡玻璃、隔热防辐射玻璃、液晶显示器、触屏玻璃和增透减反玻璃等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能ZAO旋转靶材的制备方法
本专利技术涉及一种含氧化锌掺铝的陶瓷靶材成型的制备方法。
技术介绍
ΖΑ0是ZnO掺A1203陶瓷，掺杂比一般为98:2~90:10，ZnO是一种具有六角纤锌矿结构的直接带隙宽禁带η型半导体材料，ZnO基薄膜具有压敏性、压电性、透明导电性、光电性等优良性质。在ZnO体系中掺杂A1203制成ΖΑ0透明导电薄膜，其薄膜导电性能大幅提高，而且具有可同ΙΤ0相比拟的光电特性。ΖΑ0薄膜的制备简便，元素资源丰富无毒，逐渐成为ΙΤ0薄膜最佳替代者。目前市场多为平面靶材，但是平面靶材利用率较低，仅为20%-30%，随着技术的不断更新，人们发现旋转靶材360°靶面可被均匀溅射，利用率高达80%。现在薄膜太阳能电池的度电成本仍然较高，社会迫切需要技术的进步来降低光伏发电的成本，因此，旋转靶镀膜技术会成为今后生产薄膜电池的重要发展方向。目前，ΖΑ0旋转靶材主要是喷涂技术，但是传统的喷涂方法的最大缺陷是靶材密度低，只有理论密度的80%，导致溅射时容易打火、掉渣，影响溅射质量和降低成品率，同时设备的投入也比较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前制备ΖΑ0旋转靶材采用喷涂方法设备投入大，制备的靶材密度低的技术问题，而提供的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法。本专利技术的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法是按以下步骤进行:一、粉体初压成型:将模具置于压力机上，在ΖΑ0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入ΖΑ0粉体后，在2~lOMPa压强下压制成粗坯。二、真空热压烧结:将步骤一中压制成的粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为5~50Pa ;加压至15~40MPa后，均匀升温至1100~1400°C，保温保压2~6小时；然后降温至100°C以下出炉，得到ΖΑ0旋转靶材粗品。其中，步骤二中所述的保温保压时温度为1100~1400°C，压强为15~40MPa，是为了保证靶材的相对密度达到99%以上；步骤二中所述的降温至100°C以下出炉，是为了保证靶材脱模比较容易。可选的，所述的步骤一中压制成粗坯的压强为3~9MPa。可选的，所述的步骤二中将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内后，抽真空至真空度为10~48Pa。可选的，所述的步骤二中将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内后，抽真空至真空度为12~45Pa。可选的，所述的步骤二中保温保压时，保持的压强为16~37MPa。可选的，所述的步骤二中保温保压时，保持的温度为1120~1380°C。可选的，所述的步骤 二中保温保压时，保持的温度为1140~1350°C。可选的，所述的步骤二中保温保压的时间为2.5~5.5小时。本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法，其制备的ΖΑ0旋转靶材可一次成型，烧结过程不需要经过脱脂等工序，方法简便易行，而且烧结时间也大大降低，提高效率，节省成本。2、本专利技术的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法，其是在真空加压状态下进行烧结，因此能降低烧结的温度，缩短烧结时间，从而达到节约能耗的目的。3、本专利技术的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法，其是在加压的状态下进行烧结，制得的ΖΑ0旋转靶材的致密性很好。4、本专利技术的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法，其制备过程不需要添加任何助剂。5、根据本专利技术的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法制得的ΖΑ0旋转靶材，其密度高，电阻率小；采用阿基米德法测定靶材的相对密度不低于99.3%，优选方案可以使制得靶材的相对密度达到99.8%，采用四针探测仪法测得靶材的电阻率为2*10_4~9*1CT4 Ω.cm。【具体实施方式】 通过以下实施例来验证本专利技术的有益效果:实施例一:本实施例的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法具体按以下步骤进行:将模具置于压力机上，在ΖΑ0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入2.5kg ZAO粉体后，在2MPa压强下压制成粗坯；将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为50Pa ;加压至15MPa后，以6 V /min的速度升温至1100°C，保温保压2.5小时；然后降温至80°C出炉，得到ΖΑ0旋转靶材。取出靶材，采用阿基米德法测定密度为5.57g/cm3，是理论密度的99.46% ;采用四针探测仪法测的靶材电阻率为3*10_4Ω.cm。其中本实施例中使用的ΖΑ0粉体，是按照申请号为200810080155.5的《一种用于薄膜太阳能电池的氧化锌铝靶材的制备方法》中所述的ΖΑ0粉体的制备方法制备的。实施例二:本实施例的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法具体按以下步骤进行:将模具置于压力机上，在ΖΑ0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入5kg ZAO粉体后，在lOMPa压强下压制成粗坯；将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为48Pa ;加压至40MPa后，以6 V /min的速度升温至1350°C，保温保压5.5小时；然后降温至90°C出炉，得到ΖΑ0旋转靶材。取出靶材，采用阿基米德法测定密度为5.58g/cm3，是理论密度的99.64% ;采用四针探测仪法测的靶材电阻率为5*10_4Ω.cm。其中本实施例中使用的ΖΑ0粉体，是按照申请号为200810080155.5的《一种用于薄膜太阳能电池的氧化锌铝靶材的制备方法》中所述的ΖΑ0粉体的制备方法制备的。实施例三:本实施例的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法具体按以下步骤进行:将模具置于压力机上，在ΖΑ0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入5kg ZAO粉体后，在3MPa压强下压制成粗坯；将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为lOPa ;加压至37MPa后，以6°C /min的速度升温至1400°C，保温保压6小时；然后降温至70°C出炉，得到ZA0旋转靶材。取出靶材，采用阿基米德法测定密度为5.59g/cm3,是理论密度的99.80% ；采用四针探测仪法测的靶材电阻率为9*10_4Ω.cm。其中本实施例中使用的ΖΑ0粉体，是按照申请号为200810080155.5的《一种用于薄膜太阳能电池的氧化锌铝靶材的制备方法》中所述的ΖΑ0粉体的制备方法制备的。实施例四:本实施例的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法具体按以下步骤进行:将模具置于压力机上，在ΖΑ0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入5kg ZAO粉体后，在9MPa压强下压制成粗坯；将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为12Pa ;加压至16MPa后，以6°C /min的速度升温至1380°C，保温保压2小时；然后降温至70°C出炉，得到ΖΑ0旋转靶材。取出靶材，采用阿基米德法测定密度为5.58g/cm3,是理论密度的99.64% ；采用四针探测仪法测的靶材电阻率为6.5*10_4Ω.cm。其中本实施例中使用的ΖΑ0粉体，是按照申请号为200810080155.5的《一种用于薄膜太阳能电池的氧化锌铝靶材的制备方法》中所述的ΖΑ0粉体的制备方法制备的。实施例五:本实施例的一种高性能ΖΑ0旋转靶材的制备方法具体按以下步骤进行:将模具置于压力机上，在ΖΑ0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入5kg ZAO粉体后，在9MPa压强下压制成粗坯；将粗坯连同模具一起移入真空热压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能ZAO旋转靶材的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：一、粉体初压成型：将模具置于压力机上，在ZAO粉体与模具接触面涂上二硫化钼粉末，装入ZAO粉体后，在2～10MPa压强下压制成粗坯；二、真空热压烧结：将步骤一中压制成的粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为5～50Pa；加压至15～40MPa后，均匀升温至1100～1400℃，保温保压2～6小时；然后降温至100℃以下出炉，得到ZAO旋转靶材粗品。

【技术特征摘要】
1.一种高性能ZAO旋转靶材的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的:一、粉体初压成型:将模具置于压力机上，在ZA0粉体与模具接触面涂上二硫化钥粉末，装入ZA0粉体后，在2~lOMPa压强下压制成粗坯；二、真空热压烧结:将步骤一中压制成的粗坯连同模具一起移入真空热压炉内，抽真空至真空度为5~50Pa ;加压至15~40MPa后，均匀升温至1100~1400°C，保温保压2~6小时；然后降温至100°C以下出炉，得到ZA0旋转靶材粗品。2.根据权利要求1所述的一种高性能ZA0旋转靶材的制备方法，其特征在于步骤一中所述的压制成粗坯的压强为3~9MPa。3.根据权利要求1所述的一种高性能ZA0旋转靶材的制备方法，其特征在于步骤二中所述的将粗坯连同模具一起移入真空热压炉内后，抽真空至...

【专利技术属性】
技术研发人员：康明生，崔娜，齐梦强，朱辉，吴洁，岳子云，
申请(专利权)人：河北东同光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：