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ITO靶材成型的主要方法

来源: 发布时间:2019-04-23           

  ITO靶材成型的主要方法

  目前,ITO靶材的主要成型方法主要有:

  1. 热等静压法是将粉末或预先压成的素坯装入包套后,再将套内抽真空焊接密封,放入高压容器内,使粉末在高温及等方压力下烧结,成型和烧结同时进行 。在ITO靶材的发展中,早期采用的热等静压技术难以获得高密度、大尺寸的材料。随着常压烧结方法的出现,热等静压法制备的靶材尺寸偏小、密度偏低、失氧率高且该方法设备偏贵、成本偏高的缺点,使热等静压法在ITO陶瓷靶材的制备上不再具备竞争优势,后续的研究和产业化逐渐被产业界淡化,但还是比较适合需要缺氧的陶瓷靶材 。

  2. 冷等静压法是将预先成型的素坯放入橡胶包套内浸于高压液体下使之承受各向同性的压力,实现素坯密度的强化。冷等静压只是获得密度尽可能高的素坯,使素坯的烧结致密化更为容易。由于冷等静压不具有热等静压的烧结能力,需要独立的烧结工艺对素坯进行烧制。冷等静压能够压制大尺寸的靶材,是目前多数企业优先选择的成型方法。国内外的成型研究表明,冷等静压法可以制备出满足陶瓷靶材所需的高品质素坯。但冷等静压成型超大尺寸的素坯时,由于受到腔室尺寸的限制,会导致设备投资非常昂贵,而且在素坯较薄、尺寸较大时存在变形问题。同时,压制不同尺寸的素坯时,需要制备不同规格的预压模具,模具成本较高。

  3. 喷涂法是利用高压气体(N2、H2 、混合气体或空气)携带粉末颗粒经缩放管产生超音速双相流,在完全固态下撞击基体,通过较大的塑性流动变形沉积于绑定背板表面而形成涂层,涂层逐层增厚,获得陶瓷靶材。由基本的喷涂法又衍生出等离子体喷涂、电弧喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂等喷涂成型技术。使用氧化铌粉体和少量金属Nb,用等离子体喷涂实现了工业化制备旋转氧化铌陶瓷靶材。近年来,用喷涂成型工艺在高端的ITO、AZO、IGZO靶材成型上有了较大的突破,大型的靶材制造商已成功制备出高性能的靶材。

  4. 湿法成型是通过将氧化物粉体制备成浆料,然后通过自我凝固、吸水或者压滤等方式实现特定外形的素坯,干燥后获得高密度的素坯。湿法成型不仅可以实现冷等静压成型的功能,而且还能弥补冷等静压成型的不足。陶瓷靶材的湿法成型有注浆成型、胶态成型、直接凝固成型等。

  喷涂法是目前应用较多的技术,其制备的产品品质高,稳定性好。除了以上所述成型方法外,人们还研究了冲击成型法和爆炸成型法等,目前这些新型成型方法尚在研究阶段,要实现产业化还有很多研究工作需要进一步细化。

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