本發明涉及氧化銦錫復合粉體制備
技術領域：
，特別涉及一種以共沉淀法制備氧化銦錫復合粉體的方法。
背景技術：
：ITO粉末是制備ITO濺射鍍膜靶材的原料，欲得到高品質、高密度的ITO濺射靶材，則需要組成均勻的超純超細高燒結性的ITO粉末。一般來說，對ITO粉末具體要求是：顆粒尺寸小于100nm，比表面積大于15m2/g，并且顆粒形貌呈球狀，粒徑分布范圍窄，硬團聚少。目前各國文獻中所報道的ITO粉體的制備方法主要有目前制備ITO粉末方法有：均相共沉淀法，水溶液共沉淀法，電解法，溶膠-凝膠法，噴霧燃燒法，噴霧熱分解法等。化學共沉淀法具有工藝簡單易于實現工化生產、產物純度高、組分均勻、分散性良好等優點，其基本步驟：按成分計量配制含可溶性金屬鹽溶液；用沉淀劑滴加入混合鹽溶液中將金屬鹽均勻結晶、沉淀析出；后經加熱脫水和高溫煅燒固溶等處理制備細粉。但是現有的方法制得的顆粒分散性不很理想，粒徑在100nm以上，用此氧化銦錫復合粉制備的靶材的密度一般不能達到99％以上，難以滿足高性能薄膜鍍膜的要求。技術實現要素：本發明提供一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，解決現有的制備方法制得的氧化銦錫復合粉體分散性不理想、硬團聚多、燒結活性低的問題。為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，包括以下步驟：(1)混合鹽溶液及沉淀體系的制備：根據重量比為In2O3：SnO2＝9:1，量取質量濃度為200～250g/L的InCl3溶液和質量濃度為200～250g/L的SnCl4溶液置于反應釜中，加入過量20％以上尿素，攪拌混合均勻；(2)加入分散劑：加入重量比為2：1：3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇，；(3)共沉淀反應：在整個沉淀過程，保持攪拌逐步升溫至60～90℃，待反應液中In3+完全沉淀，經超聲波處理1小時后，繼續攪拌并陳化1～24小時，得到銦錫沉淀物；(4)洗滌：將步驟(3)得到銦錫沉淀物分別水和有機溶劑洗滌濾液中無Cl-離子；(5)干燥、研磨和過篩：將洗滌后的銦錫沉淀物抽真空干燥，經研磨、過篩制得ITO前驅體；(6)高溫煅燒：將ITO前驅體20～30℃/h升溫至400～700℃，保溫30～50min，再以80～100℃/h升溫至800～1100℃，保溫3～5小時，即得氧化銦錫復合粉體。其中，優選地，所述步驟(1)中的分散劑是重量比為2:1:3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇,；其加入量為InCl3和SnCl4總量的2～5％。其中，優選地，所述步驟(2)中超聲處理超聲波的頻率范圍為40～60MHz。其中，優選地，所述步驟(4)中的有機溶劑是體積比為1：3：5的乙醇、乙酸乙酯和環己醇。本發明的有益效果：本發明混合鹽溶液中加入復合分散劑，其中，聚乙烯吡咯烷酮屬于非離子型水溶性高分子聚合物，可溶于水和多種有機溶劑，具有粘合、增稠、助懸、分散、助溶、絡合、成膜等多種優良性能。PVP能夠降低顆粒在共沉過程中的團聚性，由于它的低粘度效應，是一種有效的抗團聚劑。聚乙烯吡咯烷酮與β-丙氨酸、聚乙二醇相同協同作用，作為復合分散劑，可有效降低共沉淀反應的團聚性。采用本發明制備方法制成的氧化銦錫復合粉體硬團聚少、流動性好、易于壓制成型。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例1中氧化銦錫復合粉體的典型微結構圖。具體實施方式下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例1本實施例提供一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，包括以下步驟：(1)混合鹽溶液及沉淀體系的制備：根據重量比為In2O3：SnO2＝9:1，量取質量濃度為220g/L的InCl3溶液和質量濃度為230g/L的SnCl4溶液置于反應釜中，再加入過量20％的尿素，攪拌混合均勻；(2)加入分散劑：加入重量比為2：1：3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇，；所述分散劑的加入量為InCl3和SnCl4總量的3.5％；(3)共沉淀反應：逐步升溫至70℃，并保持恒溫至反應液中In3+完全沉淀為止；超聲波處理1小時，超聲波的頻率范圍為50MHz，繼續攪拌并陳化12小時，得到金屬沉淀物；(4)洗滌：將步驟(3)得到金屬沉淀物分別用水和有機溶劑洗滌至濾液中無Cl-離子存在；有機溶劑是體積比為1：3：5的乙醇、乙酸乙酯和環己醇。(5)干燥、研磨和過篩：將洗滌后的銦錫沉淀物抽真空干燥，經研磨、過篩制得ITO前驅體；(6)高溫煅燒：將ITO前驅體25℃/h升溫至500℃，保溫40min，再以90℃/h升溫至950℃，保溫4小時，即得氧化銦錫復合粉體。本實施例制得的氧化銦錫復合粉體的電子掃描電鏡觀察顯示粉體具有良好的分散性，極少有硬團聚，其典型微結構參見圖1。實施例2本實施例提供一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，包括以下步驟：(1)混合鹽溶液及沉淀體系的制備：根據重量比為In2O3：SnO2＝9:1，量取質量濃度為200g/L的InCl3溶液和質量濃度為250g/L的SnCl4溶液置于反應釜中，再加入過量25％的尿素，攪拌混合均勻；(2)加入分散劑：加入重量比為2：1：3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇，；所述分散劑的加入量為InCl3和SnCl4總量的4％；(3)共沉淀反應：逐步升溫至60℃，并保持恒溫至反應液中In3+完全沉淀為止，超聲波處理1小時，超聲波的頻率范圍為60MHz；繼續攪拌并陳化10小時，得到金屬沉淀物；(4)洗滌：將步驟(3)得到金屬沉淀物分別用水和有機溶劑洗滌至濾液中無Cl-離子存在；有機溶劑是體積比為1：3：5的乙醇、乙酸乙酯和環己醇。(5)干燥、研磨和過篩：將洗滌后的金屬沉淀物抽真空干燥，經研磨、過篩制得ITO前驅體；(6)高溫煅燒：將ITO前驅體30℃/h升溫至400℃，保溫50min，再以80℃/h升溫至1080℃，保溫5小時，即得氧化銦錫復合粉體。本實施例制得的氧化銦錫復合粉體的高分辨率電子掃描電鏡觀察顯示粉體具有良好的分散性，極少有硬團聚。實施例3本實施例提供一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，包括以下步驟：(1)混合鹽溶液及沉淀體系的制備：根據重量比為In2O3：SnO2＝9:1，量取質量濃度為250g/L的InCl3溶液和質量濃度為200g/L的SnCl4溶液置于反應釜中，再加入過量28％的尿素，攪拌混合均勻；(2)加入分散劑：加入重量比為2：1：3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇，所述分散劑的加入量為InCl3和SnCl4總量的2％；(3)共沉淀反應：逐步升溫至90℃，并保持恒溫至反應液中In3+完全沉淀為止，超聲波處理1小時，超聲波的頻率范圍為60MHz；繼續攪拌并陳化20小時，得到金屬氫氧化物；(4)洗滌：將步驟(3)得到金屬沉淀物物分別用水和有機溶劑洗滌至濾液中無Cl-離子存在；有機溶劑是體積比為1：3：5的乙醇、乙酸乙酯和環己醇。(5)干燥、研磨和過篩：將洗滌后的金屬沉淀物抽真空干燥，經研磨、過篩制得ITO前驅體；(6)高溫煅燒：將ITO前驅體20℃/h升溫至600℃，保溫30min，再以100℃/h升溫至800℃，保溫3小時，即得氧化銦錫復合粉體。本實施例制得的氧化銦錫復合粉體的電子掃描電鏡觀察顯示粉體具有良好的分散性，極少有硬團聚。實施例4本實施例提供一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，包括以下步驟：(1)混合鹽溶液及沉淀體系的制備：根據重量比為In2O3：SnO2＝9:1，量取質量濃度為220g/L的InCl3溶液和質量濃度為230g/L的SnCl4溶液置于反應釜中，再加入過量30％的尿素，攪拌混合均勻；(2)加入分散劑：加入重量比為2：1：3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇，所述分散劑的加入量為InCl3和SnCl4總量的4％；(3)共沉淀反應：逐步升溫至80℃，并保持恒溫至反應液中In3+完全沉淀為止，超聲波處理1小時，超聲波的頻率范圍為50MHz；繼續攪拌并陳化10小時，得到金屬沉淀物；(4)洗滌：將步驟(3)得到金屬沉淀物分別用水和有機溶劑洗滌至濾液中無Cl-離子存在；有機溶劑是體積比為1：3：5的乙醇、乙酸乙酯和環己醇。(5)干燥、研磨和過篩：將洗滌后的金屬沉淀物抽真空干燥，經研磨、過篩制得ITO前驅體；(6)高溫煅燒：將ITO前驅體25℃/h升溫至650℃，保溫40min，再以90℃/h升溫至1050℃，保溫4小時，即得氧化銦錫復合粉體。本實施例制得的氧化銦錫復合粉體的透射電鏡照片顯示粉體具有良好的分散性，極少有硬團聚。實施例5本實施例提供一種氧化銦錫復合粉體的制備方法，包括以下步驟：(1)混合鹽溶液及沉淀體系的制備：根據重量比為In2O3：SnO2＝9:1，量取質量濃度為240g/L的InCl3溶液和質量濃度為230g/L的SnCl4溶液置于反應釜中，再加入過量20％以上的尿素，攪拌混合均勻；(2)加入分散劑：加入重量比為2：1：3的聚乙烯吡咯烷酮、β-丙氨酸和聚乙二醇，所述分散劑的加入量為InCl3和SnCl4總量的3％；(3)共沉淀反應：升溫，升溫至68℃，并保持恒溫至反應液中In3+完全沉淀為止，超聲波處理1小時，超聲波的頻率范圍為55MHz；繼續攪拌并陳化12小時，得到金屬沉淀物；(4)洗滌：將步驟(3)得到金屬沉淀物分別用水和有機溶劑洗滌濾液中無Cl-離子存在；有機溶劑是體積比為1：3：5的乙醇、乙酸乙酯和環己醇。(5)干燥、研磨和過篩：將洗滌后的金屬氫氧化物抽真空干燥，經研磨、過篩制得ITO前驅體；(6)高溫煅燒：將ITO前驅體25℃/h升溫至700℃，保溫45min，再以95℃/h升溫至1100℃，保溫4小時，即得氧化銦錫復合粉體。本實施例制得的氧化銦錫復合粉體的透射電鏡照片顯示粉體具有良好的分散性，極少有團聚。為了表征粉體的流動性、孔隙率等，通常采用休止角、平板角、松裝密度和振實密度來進行表征。休止角也稱安息角，是指粉體堆積層的自由表面在靜平衡狀態下，與水平面形成的最大角度叫休止角。它是通過特定方式使粉體自然下落到特定平臺上形成的。休止角對粉體的流動性影響最大，休止角越小，粉體的流動性越好。平板角是指將埋在粉體中的平板向上垂直提起，粉體在平板上的自由平面(斜面)和平板之間的夾角與受到震動后的夾角的平均值稱為平板角。平板角越小，粉體的流動性越強。振實密度是指粉體裝填在特定容器后，對容器進行振動，從而破壞粉體中的空隙，使粉體出于緊密填充狀態后的密度。通過測量振實密度可以知道粉體的流動性和孔隙率等數據。松裝密度是指粉體在特定容器中處于自然充滿狀態后的密度。用粉體綜合特性測試儀測試上述實施例所得的氧化銦錫復合粉體的休止角、平板角、松裝密度和振實密度(具體數值見附表)休止角(°)平板角(°)松裝密度(g/cm3)振實密度(g/cm3)實施例129.8836.561.521.90實施例232.3342.111.631.85實施例326.7765.781.491.92實施例431.4640.111.551.86實施例529.6739.661.621.91上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3