化学液相共沉淀法制备ITO纳米粉体的工艺研究

论文摘要

氧化铟锡（ITO）是一种锡掺杂的半导体材料,铟消费量的80%以上用于铟锡氧化物透明电极。由ITO纳米粉体制成靶材,然后通过直流磁控溅射制成的ITO薄膜,是一种重掺杂、高简并的n型半导体,具有低电阻率、高可见光透射率和强烈反射红外光等一系列独特的光学电学性能,已广泛应用于电子计算机、能源、电子、光电、国防军事、航天航空、核工业和现代信息产业等高科技领域,在国民经济中的作用日趋重要。而获得高品质的ITO粉体是生产优质透明电极材料的关键。本论文以4N铟、锡锭为原料,以25%氨水为沉淀剂,采用点滴法滴加氨水的方式的化学液相共沉淀法来制备ITO纳米粉体。考察了反应初始铟浓度、反应温度、反应终点pH值和前驱体老化时间对ITO粉体粒径的影响。运用X射线衍射（XRD）、差热-热重分析（DTA-TG）、透射电镜（TEM）、场发射扫描电镜（SEM）、红外分析（FT-IR）等检测手段对粉体进行了表征。在液相中加入1%的硅酸钠,反应温度为60℃,反应终点pH值为8,老化制度为2h,煅烧制度为4h、800℃的工艺条件下,所制得的ITO纳米粉具有立方晶系结构,粉体粒径在20～40 nm之间,球形,颗粒均匀,且分散性能良好。该方法与以前的方法相比,原料来源简单,共沉淀工艺改善,反应条件更加温和,工艺设备简单,污染小,成本低,产品质量高,为ITO纳米粉体合成工艺开辟了一条新的工艺路线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 铟资源
• 1.3 ITO材料
• 1.3.1 纳米材料特性
• 1.3.2 ITO纳米粉体特性与用途
• 1.4 ITO纳米粉体的制备的方法
• 1.4.1 均相共沉淀法
• 1.4.2 水溶液共沉淀法
• 1.4.3 喷雾燃烧法
• 1.4.4 溶胶-凝胶法
• 1.4.5 电解法
• 1.4.6 喷雾热解法
• 1.4.7 微乳法
• 1.4.8 热处理离子交换法
• 1.4.9 水热法
• 1.5 课题的提出与意义
• 第二章 ITO纳米粉体的制备原理
• 2.1 理论基础
• 2.1.1 纳米粉体制备的理论基础与工艺流程
• 2.1.2 纳米粒子在液相中的形成
• 2.1.3 纳米粒子成核驱动力、条件与成核速率
• 2.1.4 纳米粉体的团聚与分散
• 2.2 测试方法和原理
• 2.2.1 X射线衍射分析
• 2.2.2 差热-热重分析
• 2.2.3 电子显微镜分析
• 2.2.4 红外光谱分析
• 2.3 小结
• 第三章 ITO纳米粉体制备工艺
• 3.1 实验原料与试剂
• 3.2 主要实验以及测试设备
• 3.3 实验方案
• 3.4 实验过程
• 第四章 制备ITO纳米粉体的工艺条件研究
• 4.1 优化工艺条件的确定
• 4.1.1 影响ITO粉体性能的因素与水平
• 4.1.2 正交试验分析
• 4.2 搅拌方式和氨水滴加方式
• 4.3 干燥条件
• 4.4 煅烧制度
• 4.5 铟离子浓度对ITO粒度的影响
• 4.6 反应温度对ITO粒度的影响
• 4.7 老化时间对ITO粒度的影响
• 4.8 反应终点PH对ITO粒度的影响
• 4.9 分散剂用量对ITO粒度的影响
• 4.10 小结
• 第五章 ITO粉体的表征
• 5.1 综合热分析
• 5.2 XRD分析
• 5.3 扫描电镜分析
• 5.4 TEM分析
• 5.5 红外光谱分析
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文