一种铟钨氧化物靶材及其制备方法

1.本发明涉及光电材料技术领域，尤其涉及一种铟钨氧化物靶材及其制备方法。


背景技术：

2.透明导电氧化物薄膜(tco)是一类特殊功能的材料，具有良好的光学性能和导电性，被广泛运用到电子屏幕、触摸屏面板、发光二极管(led)和太阳能电池等领域。这类材料易于生产，可使用化学气相沉积，磁控溅射和喷雾热解等技术制备。目前最常用的tco是掺杂锡的氧化铟(铟锡氧化物或ito)。
3.与锡掺杂氧化铟(ito)和铝掺杂氧化锌(azo)材料体系相比较，wo3掺杂in2o3材料体系制备的iwo薄膜拥有更高的载流子迁移率，在可见光和近红外波段高透光性和更好的高温及物化稳定性。iwo拥有更高的电子迁移率，因此，可以在不增加载流子浓度(维持高透光率)的情况下进一步提高其优异光电性能。
4.同时iwo薄膜还可以用做tft器件中的沟道层材料，与igzo薄膜相比，iwo薄膜具有更强耐酸碱的刻蚀性能，因为wo
x
除了氢氟酸外不溶于任何酸溶液，igzo材料中的ga和zn原子易被酸溶，导致其刻蚀速率不易控且需要通过增加沉积igzo薄膜的厚度(～100nm)来稳定其刻蚀工艺，而具有较强耐酸碱刻蚀性能的iwo薄膜可以降低其使用厚度(～10nm)，在降低成本的同时更为关键的是能避免大量晶界的形成，进而可以提高其电子迁移率。
5.目前，iwo薄膜的制备主要采用磁控溅射法，而溅射靶材则是影响溅射稳定性和薄膜性质的重要因素。现有技术中，iwo靶材的制备一般采用氧化铟和氧化钨粉体混合后进行常压烧结。但这种方法制备的iwo靶材密度低，属于非致密体，在使用过程中容易产生突起物，且存在掉粉的问题，对连续生产造成了极大的隐患。
6.因此，如何提高iwo靶材的致密度成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种铟钨氧化物靶材及其制备方法。本发明提供的制备方法制备的铟钨氧化物靶材具有较高的相对密度。
8.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
9.本发明提供了一种铟钨氧化物靶材的制备方法，包括以下步骤：
10.(1)按化学计量比，将氧化铟和氧化钨混合后在氧气氛围中进行煅烧，得到in6wo
12
；
11.(2)将所述步骤(1)得到的in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合，得到iwo浆料；
12.(3)将所述步骤(2)得到的iwo浆料进行压力注浆，得到iwo素坯；
13.(4)将所述步骤(3)得到的iwo素坯依次进行脱脂处理和台阶变温烧结，得到铟钨氧化物靶材。
14.优选地，所述步骤(1)中煅烧的温度为700～1000℃，煅烧的时间为2～20h。
15.优选地，所述步骤(2)中in6wo
12
的质量为氧化铟质量的1～6％。
16.优选地，所述步骤(2)中分散剂的质量为in6wo
12
和氧化铟总质量的1.2～1.8％。
17.优选地，所述步骤(2)中粘结剂的质量为in6wo
12
和氧化铟总质量的0.3～1.0％。
18.优选地，所述步骤(2)中iwo浆料的固含量大于80％，iwo浆料的粘度小于100mpa
·
s。
19.优选地，所述步骤(4)中脱脂处理的温度为500～800℃，脱脂处理的保温时间为5～24h。
20.优选地，所述步骤(4)中的台阶变温烧结包括：
21.将脱脂处理得到的产物进行第一升温至第一台阶温度进行第一保温，然后进行第二升温至第二台阶温度，然后立刻进行第一降温至第三台阶温度进行第二保温，再进行第二降温至600℃。
22.优选地，所述第一台阶温度为900～1100℃，第二台阶温度为1400～1500℃，第三台阶温度为1000～1300℃。
23.本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的铟钨氧化物靶材。
24.本发明提供了一种铟钨氧化物靶材的制备方法，包括以下步骤：按化学计量比，将氧化铟和氧化钨混合后在氧气氛围中进行煅烧，得到in6wo
12
；将所述in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合，得到iwo浆料；将所述iwo浆料进行压力注浆，得到iwo素坯；将所述iwo素坯依次进行脱脂处理和台阶变温烧结，得到铟钨氧化物靶材。本发明先将化学计量比的氧化铟和氧化钨混合，经过煅烧使二者能够完全固相反应得到in6wo
12
；通过在氧气氛围中进行煅烧可以抑制氧空位的产生，进而提高产物的致密度；将in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合后进行压力注浆，提高in6wo
12
相在靶材中的分散程度，同时进一步提高靶材的致密度；通过脱脂处理去除分散剂和粘结剂，结合台阶变温烧结，使得到的靶材组织细化均匀、致密度高。实施例的实验结果表明，本发明提供的制备方法制备的铟钨氧化物靶材的相对密度为98.1～99.6％(理论密度以7.18g/cm3计)。
具体实施方式
25.本发明提供了一种铟钨氧化物靶材的制备方法，包括以下步骤：
26.(1)按化学计量比，将氧化铟和氧化钨混合后在氧气氛围中进行煅烧，得到in6wo
12
；
27.(2)将所述步骤(1)得到的in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合，得到iwo浆料；
28.(3)将所述步骤(2)得到的iwo浆料进行压力注浆，得到iwo素坯；
29.(4)将所述步骤(3)得到的iwo素坯依次进行脱脂处理和台阶变温烧结，得到铟钨氧化物靶材。
30.如无特殊说明，本发明对所述各组分的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
31.本发明按化学计量比，将氧化铟和氧化钨混合后在氧气氛围中进行煅烧，得到in6wo
12
。
32.在本发明中，所述氧化铟和氧化钨的化学计量比为摩尔比3:1。本发明通过控制氧
化铟和氧化钨的摩尔比，保证第二相中铟钨的配比，使靶材中的第二相为in6wo
12
。
33.在本发明中，所述氧化铟和氧化钨优选为纳米粉体；所述氧化铟和氧化钨的粒径优选为100～300nm，更优选为150～250nm。在本发明中，所述氧化铟和氧化钨的粒径在上述范围内，有利于二者的固相反应更加充分，完全生成in6wo
12
相，有利于靶材物相组成整体的均匀分布。
34.本发明对所述氧化铟和氧化钨的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的粉体混合的技术方案能够将二者混合均匀即可。在本发明中，所述氧化铟和氧化钨的混合优选在高效混料器、气流磨或者球磨机中进行。
35.在本发明中，所述煅烧在氧气氛围中进行，优选为高纯氧气氛围。
36.在本发明中，所述煅烧的温度优选为700～1000℃，更优选为750～950℃，最优选为800～900℃；所述煅烧的时间优选为2～20h，更优选为5～18h，最优选为10～15h。在本发明中，升温至所述煅烧温度的加热速率优选为10～20℃/min，更优选为15℃/min。
37.本发明通过限定煅烧的温度和时间，能够保证氧化钨和氧化铟粉体固相反应完全生成in6wo
12
二次相，通过在氧气氛围下煅烧可以抑制氧空位的产生，提高二次相的纯度和产物的致密度。
38.煅烧完成后，本发明优选将所述煅烧的产物进行破碎，得到in6wo
12
。在本发明中，所述in6wo
12
的粒径优选为500～800nm。本发明对所述破碎的操作没有特殊的限定，能够使in6wo
12
的粒径符合要求即可。在本发明中，所述破碎的装置优选为气流磨。
39.得到in6wo
12
后，本发明将所述in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合，得到iwo浆料。
40.在本发明中，所述氧化铟优选与制备in6wo
12
使用的氧化铟相同，在此不再赘述。在本发明中，所述in6wo
12
的质量优选为氧化铟质量的1～6％，更优选为2～5％，最优选为3～4％。本发明将in6wo
12
与氧化铟的质量比控制在上述范围，避免in6wo
12
的质量占比过高及掺杂浓度过高导致靶材的电学性能减弱，同时避免in6wo
12
的质量占比过低导致靶材无法完全致密化。
41.在本发明中，所述分散剂优选为聚丙烯酸铵或聚羧酸类分散剂。在本发明中，所述分散剂的质量优选为in6wo
12
和氧化铟总质量的1.2～1.8％，更优选为1.4～1.6％，最优选为1.5％。本发明将分散剂的质量控制在上述范围内，能够保证氧化物粉末在浆料中充分均匀分散，有利于得到组织细小，第二相分布均匀的靶材。
42.在本发明中，所述粘结剂优选为聚乙烯醇或阿拉伯树胶。在本发明中，所述粘结剂的质量优选为in6wo
12
和氧化铟总质量的0.3～1.0％，更优选为0.4～0.9％，最优选为0.5～0.8％。本发明将粘结剂的质量控制在上述范围内，能够保证浆料具有合适的粘度，同时使得到的素坯具有合适的致密度，进而提高靶材的致密度。
43.在本发明中，所述水优选为去离子水。在本发明中，所述水的质量优选为in6wo
12
和氧化铟总质量的16～20％，更优选为17～19％，最优选为18％。本发明将水的用量控制在上述范围内，能够保证浆料具有合适的固含量，促进氧化物粉末在浆料中充分均匀分散，有利于得到组织细小，第二相分布均匀的靶材。
44.在本发明中，所述iwo浆料的固含量优选大于80％，更优选为85％以下。在本发明中，所述iwo浆料的粘度优选小于100mpa
·
s，更优选为大于50mpa
·
s。本发明将iwo浆料的
粘度和固含量控制在上述范围，有利于氧化物粉末在浆料中充分均匀分散，同时使浆料具有合适的粘度，有利于得到组织细小、第二相分布均匀且致密度高的靶材。
45.在本发明中，所述in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂的混合优选为：将in6wo
12
与氧化铟混合，得到混合粉体；然后将所述混合粉体与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合。
46.在本发明中，所述in6wo
12
与氧化铟的混合优选为球磨混合。本发明通过球磨混合，能够将in6wo
12
与氧化铟混合均匀，有利于得到第二相分布均匀，组织细小的靶材。
47.在本发明中，所述混合粉体与氧化铟、水、分散剂和粘结剂的混合优选为高能砂磨。在本发明中，所述高能砂磨时砂磨机的转速优选为1000～2400rpm，更优选为1200～2000rpm，最优选为1600～1800rpm。在本发明中，所述高能砂磨的时间优选为30～120min，更优选为50～100min，最优选为60～80min。在本发明中，所述高能砂磨有利于将浆料中的氧化物粉体纳米化分散成单一颗粒，增加粉体的烧结活性。
48.在本发明中，随着分散剂的加入会导致浆料的ph值发生变化。本发明优选通过纳米粒度电位仪检测浆料随着ph变化的zeta电位值，保证浆料处于最优分散状态。
49.得到iwo浆料后，本发明将所述iwo浆料进行压力注浆，得到iwo素坯。
50.在本发明中，所述压力注浆的压力优选为0.1～0.6mpa，更优选为0.2～0.4mpa。在本发明中，所述压力注浆所采用的模具优选为高分子材质。本发明采用压力注浆成形法可以制备尺寸较大的靶材素坯，且操作简便，节约成本。
51.本发明优选在压力注浆前将所述iwo浆料进行真空除泡处理；所述真空除泡处理的真空压力优选低于0.1pa。在本发明中，所述真空除泡处理能够去除浆料中的气体，有利于得到致密度高的素坯。
52.压力注浆完成后，本发明优选将所述压力注浆的得到的产物进行干燥，得到iwo素坯。本发明通过干燥能够去除残留的水分。
53.在本发明中，所述干燥优选包括依次进行的低温干燥和中温干燥。在本发明中，所述低温干燥的温度优选为25～35℃，更优选为30℃；所述低温干燥的环境湿度优选为70～80％rh，更优选为75％rh；所述低温干燥的时间优选为24～36h，更优选为30h。在本发明中，所述中温干燥的温度优选为35～45℃，更优选为40℃；所述低温干燥的环境湿度优选为50～60％rh，更优选为55％rh；所述低温干燥的时间优选为36～48h，更优选为40h。
54.在本发明中，所述干燥优选在恒温恒湿箱中进行。
55.在本发明中，所述iwo素坯的相对密度优选为60％以上(以理论密度为7.18g/cm3计)。
56.iwo素坯后，本发明将所述iwo素坯依次进行脱脂处理和台阶变温烧结，得到铟钨氧化物靶材。
57.在本发明中，所述脱脂处理的温度优选为500～800℃，更优选为600～700℃，最优选为650℃；所述脱脂处理的保温时间优选为5～24h，更优选为10～20h，最优选为14～18h。在本发明中，升温至所述脱脂处理温度的速率优选为0.5～1.5℃/min，更优选为1℃/min。本发明通过脱脂处理，能够去除iwo素坯中的粘结剂和分散剂。
58.在本发明中，所述脱脂处理完成后，不进行冷却，直接进行台阶变温烧结。本发明通过台阶变温烧结提高粉体表面烧结活性，进而提高靶材的致密度，降低电阻率。
59.在本发明中，所述台阶变温烧结优选包括：
60.将脱脂处理得到的产物进行第一升温至第一台阶温度进行第一保温，然后进行第二升温至第二台阶温度，然后立刻进行第一降温至第三台阶温度进行第二保温，再进行第二降温至600℃。
61.在本发明中，所述第一升温的速率优选为2～4℃/min，更优选为3℃/min；所述第一台阶温度优选为900～1100℃，更优选为950～1050℃，最优选为1000℃；所述第一保温的时间优选为10～20h，更优选为12～18h，最优选为14～16h。在本发明中，所述第一升温至第一台阶温度进行第一保温阶段主要脱出有机物添加剂，纳米粒子基本固化。
62.在本发明中，所述第二升温的速率优选为5～10℃/min，更优选为6～8℃/min；所述第二台阶温度优选为1400～1500℃，更优选为1420～1480℃，最优选为1440～1460℃。在本发明中，所述第二升温至第二台阶温度的阶段，靶材晶粒大小基本确定，物相结构形成。
63.在本发明中，所述第一降温的速率优选为10～20℃/min，更优选为12～18℃/min；所述第三台阶温度优选为1000～1300℃，更优选为1050～1250℃，最优选为1100～1200℃；所述第三保温的时间优选为10～30h，更优选为15～25h，最优选为20h。在本发明中，第一降温至第三台阶温度保温过程中，靶材达到完全致密化。
64.在本发明中，所述第二降温的速率优选为1～2℃/min。
65.台阶变温烧结完成后，本发明优选将所述台阶变温烧结的产物随炉冷却至室温，得到铟钨氧化物靶材。
66.本发明提供的制备方法可以通过调控氧化钨和氧化铟的质量比来控制二次相中的铟钨原子比，得到in6wo
12
，从而有利于得到组织均匀细化且致密度高的iwo靶材；采用压力注浆成形法可以制备尺寸较大的靶材素坯，且操作简便，节约成本。
67.本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备的铟钨氧化物靶材。本发明提供的铟钨氧化物靶材组织均匀细化，且致密度高。
68.在本发明中，所示铟钨氧化物靶材的微观组织包括in2o3基体和均匀分布于所述in2o3基体上的二次相in6wo
12
。
69.在本发明中，所述铟钨氧化物靶材的相对密度为98.1～99.6％(理论密度以7.18g/cm3计)，体电阻率为0.6～3mω
·
cm。
70.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
71.实施例1
72.按摩尔比为3:1称取纳米级(20～200nm)氧化铟粉体和氧化钨粉体，粉体总质量为500g，然后通过高效混料器将其混合均匀，将其在煅烧温度为800℃，气氛为高纯氧气，煅烧10h得到二次相in6wo
12
；
73.然后经过气流磨粉碎及分级处理得到in6wo
12
粉体，与纳米级in2o3粉体按质量比in6wo
12
/in2o3＝1wt％进行称重配比进行配比称重1000g，其中in2o3粉体990g，in6wo
12
粉体10g，向混合粉体中加入占粉体总质量的20％去离子水200g，占粉体总质量的1.2％聚丙烯酸铵(nh4paa)12g，占粉体总质量的0.5％聚乙烯醇(pva)5g，制得固含量为82.17％，粘度为90mpa
·
s的iwo浆料；
74.调制好的浆料进行高能砂磨分散，砂磨机转速为1800rpm，时间为50min，将砂磨之后的iwo浆料进行抽真空除泡处理，避免浆料中的大气泡产生，然后采用压力注浆成形工艺制得iwo素坯，其中注浆压力为0.3mpa，保压时间为5h，取出靶材素坯将其放入恒温恒湿箱中进行干燥处理，烘箱内温度为28℃，湿度为75％rh，干燥36h；然后烘箱温度调至45℃，湿度为50％，干燥36h至靶材素坯质量维持恒定不变，最后得到相对密度为60％的iwo素坯；
75.将iwo素坯进行脱脂处理，升温速率1℃/min，脱脂温度为600℃，保温时间18h，脱完脂的iwo靶材素坯直接进入烧结工序，采用台阶变温烧结工艺，先以3℃/min升温至第一台阶烧结温度t1＝1000℃，保温15h；然后再以8℃/min快速升温至最高台阶温度t2＝1450℃，不保温；立刻以18℃/min急速降温到第三台阶烧结温度t3＝1200℃，并在此温度下保温20h，以2℃/min降温至600℃，炉子加热结束，靶材烧结体随炉冷却，得到iwo靶材。
76.按照阿基米德原理及四探针仪器分别对本实施例制备的iwo靶材进行密度和电阻率测试，得到相对密度为98.1％(以理论密度为7.18g/cm3计)，体电阻率为3mω
·
cm。
77.实施例2
78.按摩尔比为3:1称取纳米级(20～200nm)氧化钨粉体和氧化铟粉体，粉体总质量为500g，然后通过高效混料器将其混合均匀，将其在煅烧温度为800℃，气氛为高纯氧气，煅烧10h，得到二次相in6wo
12
；
79.经过气流磨粉碎及分级处理得到in6wo
12
粉体，与纳米级in2o3粉体按质量比in6wo
12
/in2o3＝3wt％进行配比称重1000g，其中in2o3粉体970g，in6wo
12
粉体30g，向混合粉体中加入占粉体总质量的20％去离子水200g，占粉体总质量的1.2％聚丙烯酸铵(nh4paa)12g，占粉体总质量的0.5％聚乙烯醇(pva)5g，制得固含量为82.17％，粘度为90mpa
·
s的iwo浆料；
80.调制好的浆料进行高能砂磨分散，砂磨机转速为1800rpm，时间为50min，将砂磨之后的iwo浆料进行抽真空除泡处理，避免浆料中的大气泡产生，然后采用压力注浆成形工艺制得iwo素坯，其中注浆压力为0.3mpa，保压时间为5h，取出靶材素坯将其放入恒温恒湿箱中进行干燥处理，烘箱内温度为28℃，湿度为75％rh，干燥36h；然后烘箱温度调至45℃，湿度为50％，干燥36h至靶材素坯质量维持恒定不变，最后得到相对密度为60％的iwo素坯；
81.进行脱脂烧结处理，升温速率1℃/min，脱脂温度为600℃，保温时间18h，脱完脂的iwo靶材素坯直接进入烧结工序，采用台阶变温烧结工艺，先以3℃/min升温至第一台阶烧结温度t1＝1000℃，保温15h；然后再以8℃/min快速升温至最高台阶温度t2＝1450℃，不保温；立刻以18℃/min急速降温到第三台阶烧结温度t3＝1300℃，并在此温度下保温20h，以2℃/min降温至600℃，炉子加热结束，靶材烧结体随炉冷却。
82.按照阿基米德原理及四探针仪器分别对本实施例制备的iwo靶材进行密度和电阻率测试，得到相对密度为98.5％(以理论密度为7.18g/cm3计)，体电阻率为2.8mω
·
cm。
83.实施例3
84.按摩尔比为3:1称取纳米级(80～200nm)氧化钨粉体和氧化铟粉体，粉体总质量为500g，然后通过高效混料器将其混合均匀，将其在煅烧温度为800℃，气氛为高纯氧气，煅烧10h得到二次相in6wo
12
；
85.经过气流磨粉碎及分级处理得到in6wo
12
粉体，与纳米级in2o3粉体按质量比in6wo
12
/in2o3＝3wt％进行配比称重1000g，其中in2o3粉体970g，in6wo
12
粉体30g，向混合粉
体中加入占粉体总质量的20％去离子水200g，占粉体总质量的1.2％聚丙烯酸铵(nh4paa)12g，占粉体总质量的0.5％聚乙烯醇(pva)5g，制得固含量为82.17％，粘度为100mpa
·
s的iwo浆料；
86.调制好的浆料进行高能砂磨分散，砂磨机转速为2000rpm，时间为50min，将砂磨之后的iwo浆料进行抽真空除泡处理，避免浆料中的大气泡产生，然后采用压力注浆成形工艺制得iwo素坯，其中注浆压力为0.3mpa，保压时间为5h，取出靶材素坯将其放入恒温恒湿箱中进行干燥处理，烘箱内温度为28℃，湿度为75％rh，干燥36h；然后烘箱温度调至45℃，湿度为50％，干燥36h至靶材素坯质量维持恒定不变，最后得到相对密度为60％的iwo素坯；
87.进行脱脂烧结处理，升温速率1℃/min，脱脂温度为600℃，保温时间18h，脱完脂的iwo靶材素坯直接进入烧结工序，采用台阶变温烧结工艺，先以3℃/min升温至第一台阶烧结温度t1＝1000℃，保温15h；然后再以8℃/min快速升温至最高台阶温度t2＝1450℃，不保温；立刻以18℃/min急速降温到第三台阶烧结温度t3＝1200℃，并在此温度下保温20h，以2℃/min降温至600℃，炉子加热结束，靶材烧结体随炉冷却。
88.按照阿基米德原理及四探针仪器分别对本实施例制备的iwo靶材进行密度和电阻率测试，得到相对密度为99.5％(以理论密度为7.18g/cm3计)，体电阻率为1mω
·
cm。
89.实施例4
90.按摩尔比为3:1称取纳米级(80～200nm)氧化钨粉体和氧化铟粉体，粉体总质量为500g，然后通过高效混料器将其混合均匀，将其在煅烧温度为800℃，气氛为高纯氧气，煅烧10h得到二次相in6wo
12
；
91.经过气流磨粉碎及分级处理得到in6wo
12
粉体，与纳米级in2o3粉体按质量比in6wo
12
/in2o3＝5wt％进行配比称重1000g，其中in2o3粉体952g，in6wo
12
粉体48g，向混合粉体中加入占粉体总质量的20％去离子水200g，占粉体总质量的1.2％聚丙烯酸铵(nh4paa)12g，占粉体总质量的0.5％聚乙烯醇(pva)5g，制得固含量为82.17％，粘度为100mpa
·
s的iwo浆料；
92.调制好的浆料进行高能砂磨分散，砂磨机转速为2000rpm，时间为50min，将砂磨之后的iwo浆料进行抽真空除泡处理，避免浆料中的大气泡产生，然后采用压力注浆成形工艺制得iwo素坯，其中注浆压力为0.3mpa，保压时间为5h，取出靶材素坯将其放入恒温恒湿箱中进行干燥处理，烘箱内温度为28℃，湿度为75％rh，干燥36h；然后烘箱温度调至45℃，湿度为50％，干燥36h至靶材素坯质量维持恒定不变，最后得到相对密度为60％的iwo素坯；
93.进行脱脂烧结处理，升温速率1℃/min，脱脂温度为600℃，保温时间18h，脱完脂的iwo靶材素坯直接进入烧结工序，采用台阶变温烧结工艺，先以3℃/min升温至第一台阶烧结温度t1＝1000℃，保温15h；然后再以8℃/min快速升温至最高台阶温度t2＝1400℃，不保温；立刻以18℃/min急速降温到第三台阶烧结温度t3＝1200℃，并在此温度下保温20h，以2℃/min降温至600℃，炉子加热结束，靶材烧结体随炉冷却。
94.按照阿基米德原理及四探针仪器分别对本实施例制备的iwo靶材进行密度和电阻率测试，得到相对密度为99.1％(以理论密度为7.18g/cm3计)，体电阻率为1.3mω
·
cm。
95.实施例5
96.按摩尔比为3:1称取纳米级(80～200nm)氧化钨粉体和氧化铟粉体，粉体总质量为500g，然后通过高效混料器将其混合均匀，将其在煅烧温度为900℃，气氛为高纯氧气，煅烧
10h得到二次相in6wo
12
；
97.经过气流磨粉碎及分级处理得到in6wo
12
粉体，与纳米级in2o3粉体按质量比in6wo
12
/in2o3＝2wt％进行配比称重1000g，其中in2o3粉体980g，in6wo
12
粉体20g，向混合粉体中加入占粉体总质量的20％去离子水200g，占粉体总质量的1.2％聚丙烯酸铵(nh4paa)12g，占粉体总质量的0.5％聚乙烯醇(pva)5g，制得固含量为82.17％，粘度为100mpa
·
s的iwo浆料；
98.调制好的浆料进行高能砂磨分散，砂磨机转速为2000rpm，时间为50min，将砂磨之后的iwo浆料进行抽真空除泡处理，避免浆料中的大气泡产生，然后采用压力注浆成形工艺制得iwo素坯，其中注浆压力为0.3mpa，保压时间为5h，取出靶材素坯将其放入恒温恒湿箱中进行干燥处理，烘箱内温度为28℃，湿度为75％rh，干燥36h；然后烘箱温度调至45℃，湿度为50％，干燥36h至靶材素坯质量维持恒定不变，最后得到相对密度为60％的iwo素坯；
99.进行脱脂烧结处理，升温速率1℃/min，脱脂温度为600℃，保温时间18h，脱完脂的iwo靶材素坯直接进入烧结工序，采用台阶变温烧结工艺，先以3℃/min升温至第一台阶烧结温度t1＝1000℃，保温15h；然后再以8℃/min快速升温至最高台阶温度t2＝1450℃，不保温；立刻以18℃/min急速降温到第三台阶烧结温度t3＝1200℃，并在此温度下保温20h，以2℃/min降温至600℃，炉子加热结束，靶材烧结体随炉冷却。
100.按照阿基米德原理及四探针仪器分别对本实施例制备的iwo靶材进行密度和电阻率测试，得到相对密度为99.3％(以理论密度为7.18g/cm3计)，体电阻率为0.8mω
·
cm。
101.实施例6
102.按摩尔比为3:1称取纳米级(80～200nm)氧化钨粉体和氧化铟粉体，粉体总质量为500g，然后通过高效混料器将其混合均匀，将其在煅烧温度为900℃，气氛为高纯氧气，煅烧10h得到二次相in6wo
12
；
103.经过气流磨粉碎及分级处理得到in6wo
12
粉体，与纳米级in2o3粉体按质量比in6wo
12
/in2o3＝6wt％进行配比称重1000g，其中in2o3粉体980g，in6wo
12
粉体20g，向混合粉体中加入占粉体总质量的20％去离子水200g，占粉体总质量的1.2％聚丙烯酸铵(nh4paa)12g，占粉体总质量的0.5％聚乙烯醇(pva)5g，制得固含量为82.17％，粘度为100mpa
·
s的iwo浆料；
104.调制好的浆料进行高能砂磨分散，砂磨机转速为2000rpm，时间为50min，将砂磨之后的iwo浆料进行抽真空除泡处理，避免浆料中的大气泡产生，然后采用压力注浆成形工艺制得iwo素坯，其中注浆压力为0.3mpa，保压时间为5h，取出靶材素坯将其放入恒温恒湿箱中进行干燥处理，烘箱内温度为28℃，湿度为75％rh，干燥36h；然后烘箱温度调至45℃，湿度为50％，干燥36h至靶材素坯质量维持恒定不变，最后得到相对密度为60％的iwo素坯；
105.进行脱脂烧结处理，升温速率1℃/min，脱脂温度为600℃，保温时间18h，脱完脂的iwo靶材素坯直接进入烧结工序，采用台阶变温烧结工艺，先以3℃/min升温至第一台阶烧结温度t1＝1000℃，保温15h；然后再以8℃/min快速升温至最高台阶温度t2＝1450℃，不保温；立刻以18℃/min急速降温到第三台阶烧结温度t3＝1200℃，并在此温度下保温20h，以2℃/min降温至600℃，炉子加热结束，靶材烧结体随炉冷却。
106.按照阿基米德原理及四探针仪器分别对本实施例制备的iwo靶材进行密度和电阻率测试，得到相对密度为99.6％(以理论密度为7.18g/cm3计)，体电阻率为0.6mω
·
cm。
107.从以上实施例可以看出，本发明提供的制备方法可以通过调控氧化钨和氧化铟的质量比来控制二次相中的铟钨原子比，且操作简便，节约成本制备的iwo靶材组织均匀细化、致密度高且电阻率低。
108.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种铟钨氧化物靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)按化学计量比，将氧化铟和氧化钨混合后在氧气氛围中进行煅烧，得到in6wo
12
；(2)将所述步骤(1)得到的in6wo
12
与氧化铟、水、分散剂和粘结剂混合，得到iwo浆料；(3)将所述步骤(2)得到的iwo浆料进行压力注浆，得到iwo素坯；(4)将所述步骤(3)得到的iwo素坯依次进行脱脂处理和台阶变温烧结，得到铟钨氧化物靶材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中煅烧的温度为700～1000℃，煅烧的时间为2～20h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中in6wo
12
的质量为氧化铟质量的1～6％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中分散剂的质量为in6wo
12
和氧化铟总质量的1.2～1.8％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中粘结剂的质量为in6wo
12
和氧化铟总质量的0.3～1.0％。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中iwo浆料的固含量大于80％，iwo浆料的粘度小于100mpa
·
s。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中脱脂处理的温度为500～800℃，脱脂处理的保温时间为5～24h。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的台阶变温烧结包括：将脱脂处理得到的产物进行第一升温至第一台阶温度进行第一保温，然后进行第二升温至第二台阶温度，然后立刻进行第一降温至第三台阶温度进行第二保温，再进行第二降温至600℃。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一台阶温度为900～1100℃，所述第二台阶温度为1400～1500℃，所述第三台阶温度为1000～1300℃。10.权利要求1～9任意一项所述制备方法制备的铟钨氧化物靶材。

技术总结
本发明提供了一种铟钨氧化物靶材及其制备方法，属于光电材料技术领域。本发明先将化学计量比的氧化铟和氧化钨混合，经过煅烧使二者能够完全固相反应得到In6WO


技术研发人员：刘洋 左仲恒 孙本双 曾学云 王之君 刘苗 陈杰 舒永春 何季麟
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2022.05.11
技术公布日：2022/7/5