ZAO透明導電氧化靶材的制備、物化結構及性能研究.pdf

1、以納米級ZnO和Al2O3為基礎粉料,經過機械混合獲得混合ZAO粉末,采用干壓+常壓固相燒結的方法制備了透明導電材料——ZnO:Al(ZAO)靶材。研究了成型壓力、燒結工藝(包括燒結溫度、燒結時間、升溫速度和降溫方式)以及Al2O3摻雜含量對ZAO靶材的微觀組織、相結構、致密度、機械性能和電性能的影響。借助差熱-熱重分析、SEM、X射線衍射、顯微硬度測試和電阻率測試等分析手段對能夠表征ZAO靶材的主要性能進行測試。尋求工藝與靶材性能之間

2、的規(guī)律以期獲得最佳制備工藝參數(shù)。
　　結果表明:當成型壓力在120MPa~150MPa之間,ZAO靶材可以獲得較高的致密度和室溫硬度,而且導電性也較好。要使靶材致密化程度良好、燒結充分,燒結溫度需在1300℃左右,燒結時間至少需要6h。過高的燒結溫度或過長的燒結時間都會引起晶粒長大,造成靶材機電性能下降。適當?shù)纳禍厮俣饶芷鸬教岣甙胁闹旅芏?、細化靶材晶粒的效果。對于室溫電阻率只需要?250℃下燒結5h,即可達到最低值2.41×1

3、0-2Ω·cm。Al2O3摻雜能降低 ZAO靶材燒結初始溫度,促進燒結進程。當Al2O3的摻雜含量超過3wt％時,會超過其在ZnO中的固溶限,以致產生第二相,造成室溫電阻率的急劇增大和致密度的減小,試驗結果符合也已有的摻雜理論。此外,對各靶材樣品的 XRD和 SEM分析結果還發(fā)現(xiàn):燒結溫度偏低、燒結時間過短容易出現(xiàn)靶材燒不透的現(xiàn)象;燒結溫度過高或燒結時間過長都會導致晶粒粗大,伴生第二相的成核和異常長大。這兩種不合適的燒結情況都會對靶材致