一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种靶材的制备方法，特别涉及一种以残靶为原料制备低密度ito蒸镀靶材的方法。
背景技术：
2.ito蒸镀靶材主要应用于led芯片及光学镀膜行业。现有ito蒸镀靶材主要采用氧化铟与二氧化锡经混合磨匀后，加入粘结剂造粒，经过金属模具成型，再经过脱脂工艺后在高温烧结炉烧结后得到。现阶段ito靶材的使用效率不高，一般使用率只有靶材的35-40%,剩余残靶少部分可以改切成尺寸小、厚度薄的产品再利用，大部分都是直接经粉碎，用酸溶解后经置换、电解回收金属铟，重复加工对资源造成严重浪费。
3.中国发明专利201910773128.4公开了一种低密度ito靶材的制备方法，其采用氢氧化铟浆料和ito废靶为主要原料，通过添加氢氧化铟浆料改变ito废靶中的铟、锡配比，包括以下步骤：s1、回收ito废靶，并进行预处理；s2、制备氢氧化铟浆料，根据配比，将一定量的所述氢氧化铟浆料与所述ito废靶粉末混合、烘干后获得新配比的ito粉末；s3、将所述ito粉末压制成型获得坯体，将所述坯体烧结后获得所述低密度靶材。该专利存在以下不足之处：1、废靶预处理时需要经过煅烧，处理过程相对复杂；2、制备过程还需要另外加入新配置的氢氧化铟浆料与ito废靶粉末混合，即需要使用新的金属铟，不是完全以废靶为原料。3、该专利使用氨水等作为沉淀剂生成的氢氧化铟的比表面积不够大，活性不够强。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是：提供一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法，该方法完全以ito残靶为主要原料，采用酸浸泡部分溶解后加入碳酸氢铵反应生成碱式碳酸铟，再分解制得靶材，该方法具有节约资源和能源、成本低、工艺简单的优点，所制备的ito蒸镀靶材具有晶相均匀、疏松多空、性能稳定且不易开裂的特性。
5.解决上述技术问题的技术方案是：一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法，包括以下步骤：a、残靶清洗：将使用后剩余ito靶材即残靶作为原料，将残靶用纯水清洗干净并晾干；b、研磨和过筛：对清洗干净的靶材进行研磨粉碎，过筛备用；c、部分溶解过筛粉：按溶解步骤b过筛粉质量分数10%～20%的比例加入盐酸溶液，加热反应至溶液ph值≥2；d、中和：用碳酸氢铵调节溶液ph值在6～7之间；e、过滤、清洗：将上述反应完毕溶液进行液固分离，滤渣用纯水洗涤至无氯离子；f、造粒：往上述滤渣中加入粘接剂，搅拌均匀，干燥造粒；g、将造粒粉体放入金属模具中预压成型，压力为40～60mpa；h、将成型好的素坯放入烧结炉内，在400～450℃常压气氛下分解碱式碳酸铟，保
温3～6小时，在600～700℃常压气氛下分解粘结剂，保温3～6小时，在常压或无压氧气气氛下，温度为950～1450℃进行烧结，保温4～8小时；得到低密度的ito蒸镀靶材。
6.进一步的，制得的低密度ito蒸镀靶材纯度大于99.99%，靶材相对密度为58%～62%。
7.进一步的，步骤b中，过筛是指过200～300目筛。
8.进一步的，步骤c中，盐酸溶液的浓度为3mol/l～4mol/l，加热反应的温度是70～80℃。
9.进一步的，步骤e中，用1%的硝酸银溶液检测氯离子。
10.进一步的，步骤f中，粘结剂是聚乙烯醇溶液。
11.由于采用上述技术方案，本发明具有以下技术效果：1、本发明通过回收利用ito残靶作为原料，采用酸浸泡后加入碳酸氢铵反应生成碱式碳酸铟，一是可以改善残靶粉末特性，使经酸浸泡后未完全溶解的残靶粉末粒径更加均匀并具有球状特性，二是可以利用生成的碱式碳酸铟在分解时形成疏松多空的靶材结构，三是可以利用碱式碳酸铟分解生成的氧化铟更佳的掺杂性能和晶粒生长性能，制备的靶材具有晶相均匀、疏松多空、性能稳定且不易开裂的特性。
12.2、与上述专利cn201910773128.4相比，本发明具有的优点如下：一是残靶清洗晾干粉碎后，就可以直接使用，不需要经过煅烧，节约能源，残靶的预处理工艺更简单；二是制备过程中不需要另外使用到新的金属铟，完全以残靶为主要原料，能够降低成本，节约资源，且工艺简单；三是采用碳酸氢铵做沉淀剂，生成碱式碳酸铟，沉淀粒径更细、更均匀，比表面积更大，活性更强，更利于形成疏松多空、性能稳定且不易开裂的靶材结构；四是可以在常压条件下烧结，条件好控制，对设备要求低，更易于产业化。
13.下面，结合实施例对本发明之一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法的技术特征作进一步的说明。
具体实施方式
14.实施例1：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液100ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液30ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为50mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1250℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为59%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为210nm，透光率大于90%，电阻率小于1.26
×
10-4
ω.cm。
15.实施例2：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液150ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入
碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液35ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为40mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1450℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为60%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为233nm，透光率大于89%，电阻率小于1.22
×
10-4
ω.cm。
16.实施例3：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液160ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为60mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至950℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为58%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为212nm，透光率大于90%，电阻率小于1.25
×
10-4
ω.cm。
17.实施例4：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液125ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液45ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为55mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1350℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为61%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为221nm，透光率大于91%，电阻率小于1.27
×
10-4
ω.cm。
18.实施例5：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液150ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为50mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在650℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1250℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为60%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的
低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为232nm，透光率大于89%，电阻率小于1.20
×
10-4
ω.cm。
19.实施例6：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液85ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为45mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在650℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1150℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为62%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为228nm，透光率大于90%，电阻率小于1.24
×
10-4
ω.cm。
技术领域
1.本发明涉及一种靶材的制备方法，特别涉及一种以残靶为原料制备低密度ito蒸镀靶材的方法。
背景技术：
2.ito蒸镀靶材主要应用于led芯片及光学镀膜行业。现有ito蒸镀靶材主要采用氧化铟与二氧化锡经混合磨匀后，加入粘结剂造粒，经过金属模具成型，再经过脱脂工艺后在高温烧结炉烧结后得到。现阶段ito靶材的使用效率不高，一般使用率只有靶材的35-40%,剩余残靶少部分可以改切成尺寸小、厚度薄的产品再利用，大部分都是直接经粉碎，用酸溶解后经置换、电解回收金属铟，重复加工对资源造成严重浪费。
3.中国发明专利201910773128.4公开了一种低密度ito靶材的制备方法，其采用氢氧化铟浆料和ito废靶为主要原料，通过添加氢氧化铟浆料改变ito废靶中的铟、锡配比，包括以下步骤：s1、回收ito废靶，并进行预处理；s2、制备氢氧化铟浆料，根据配比，将一定量的所述氢氧化铟浆料与所述ito废靶粉末混合、烘干后获得新配比的ito粉末；s3、将所述ito粉末压制成型获得坯体，将所述坯体烧结后获得所述低密度靶材。该专利存在以下不足之处：1、废靶预处理时需要经过煅烧，处理过程相对复杂；2、制备过程还需要另外加入新配置的氢氧化铟浆料与ito废靶粉末混合，即需要使用新的金属铟，不是完全以废靶为原料。3、该专利使用氨水等作为沉淀剂生成的氢氧化铟的比表面积不够大，活性不够强。
技术实现要素：
4.本发明要解决的技术问题是：提供一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法，该方法完全以ito残靶为主要原料，采用酸浸泡部分溶解后加入碳酸氢铵反应生成碱式碳酸铟，再分解制得靶材，该方法具有节约资源和能源、成本低、工艺简单的优点，所制备的ito蒸镀靶材具有晶相均匀、疏松多空、性能稳定且不易开裂的特性。
5.解决上述技术问题的技术方案是：一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法，包括以下步骤：a、残靶清洗：将使用后剩余ito靶材即残靶作为原料，将残靶用纯水清洗干净并晾干；b、研磨和过筛：对清洗干净的靶材进行研磨粉碎，过筛备用；c、部分溶解过筛粉：按溶解步骤b过筛粉质量分数10%～20%的比例加入盐酸溶液，加热反应至溶液ph值≥2；d、中和：用碳酸氢铵调节溶液ph值在6～7之间；e、过滤、清洗：将上述反应完毕溶液进行液固分离，滤渣用纯水洗涤至无氯离子；f、造粒：往上述滤渣中加入粘接剂，搅拌均匀，干燥造粒；g、将造粒粉体放入金属模具中预压成型，压力为40～60mpa；h、将成型好的素坯放入烧结炉内，在400～450℃常压气氛下分解碱式碳酸铟，保
温3～6小时，在600～700℃常压气氛下分解粘结剂，保温3～6小时，在常压或无压氧气气氛下，温度为950～1450℃进行烧结，保温4～8小时；得到低密度的ito蒸镀靶材。
6.进一步的，制得的低密度ito蒸镀靶材纯度大于99.99%，靶材相对密度为58%～62%。
7.进一步的，步骤b中，过筛是指过200～300目筛。
8.进一步的，步骤c中，盐酸溶液的浓度为3mol/l～4mol/l，加热反应的温度是70～80℃。
9.进一步的，步骤e中，用1%的硝酸银溶液检测氯离子。
10.进一步的，步骤f中，粘结剂是聚乙烯醇溶液。
11.由于采用上述技术方案，本发明具有以下技术效果：1、本发明通过回收利用ito残靶作为原料，采用酸浸泡后加入碳酸氢铵反应生成碱式碳酸铟，一是可以改善残靶粉末特性，使经酸浸泡后未完全溶解的残靶粉末粒径更加均匀并具有球状特性，二是可以利用生成的碱式碳酸铟在分解时形成疏松多空的靶材结构，三是可以利用碱式碳酸铟分解生成的氧化铟更佳的掺杂性能和晶粒生长性能，制备的靶材具有晶相均匀、疏松多空、性能稳定且不易开裂的特性。
12.2、与上述专利cn201910773128.4相比，本发明具有的优点如下：一是残靶清洗晾干粉碎后，就可以直接使用，不需要经过煅烧，节约能源，残靶的预处理工艺更简单；二是制备过程中不需要另外使用到新的金属铟，完全以残靶为主要原料，能够降低成本，节约资源，且工艺简单；三是采用碳酸氢铵做沉淀剂，生成碱式碳酸铟，沉淀粒径更细、更均匀，比表面积更大，活性更强，更利于形成疏松多空、性能稳定且不易开裂的靶材结构；四是可以在常压条件下烧结，条件好控制，对设备要求低，更易于产业化。
13.下面，结合实施例对本发明之一种低密度ito蒸镀靶材的制备方法的技术特征作进一步的说明。
具体实施方式
14.实施例1：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液100ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液30ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为50mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1250℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为59%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为210nm，透光率大于90%，电阻率小于1.26
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10-4
ω.cm。
15.实施例2：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液150ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入
碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液35ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为40mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1450℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为60%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为233nm，透光率大于89%，电阻率小于1.22
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16.实施例3：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液160ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为60mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至950℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为58%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为212nm，透光率大于90%，电阻率小于1.25
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17.实施例4：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液125ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液45ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为55mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在600℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1350℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为61%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为221nm，透光率大于91%，电阻率小于1.27
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18.实施例5：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液150ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为50mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在650℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1250℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为60%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的
低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为232nm，透光率大于89%，电阻率小于1.20
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19.实施例6：将ito残靶用纯水清洗干净，晾干后破碎，并过200筛；称取过筛后粉150g于250ml烧杯中，加入4mol/l的盐酸溶液85ml，在70℃-80℃之间反应至ph值≥2后，冷至室温，加入碳酸氢铵饱和溶液至溶液ph值在6-7之间，放置30min后过滤，滤渣用纯水洗涤至无氯离子，氯离子用1%的硝酸银溶液检测；往滤渣中加入质量分数为10%的聚乙烯醇溶液40ml，混合均匀，干燥造粒，于金属模具中成型，成型压力为45mpa，将成型好的素坯放入烧结炉内，前期升温速率0.5℃/min，在400℃保温4小时，继续保持升温速率0.5℃/min，在650℃保温4小时，然后保持升温速率1℃/min，并以5l/min速度通入氧气，升温至1150℃，保持6小时，自然降温至室温，得到的ito蒸镀靶材相对密度为62%，含量大于99.99%。采用上述方法所制备的低密度ito靶材进行电子束蒸发镀膜，膜厚为228nm，透光率大于90%，电阻率小于1.24
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再多了解一些
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