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《中南大学》 2003年
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氧化物掺杂ATO纳米粉体的制备及其性能研究

王小兰  
【摘要】:本研究纳米透明导电材料的制备及应用研究在国外特别是美国、日本很受重视,目前已经进入生产阶段。而我国在这方面的研究才刚刚起步,产品主要依靠进口。本试验目的是提高产品性能,替代进口。 以SnCl_45H_2O和SbCl_3为原料,采用醇盐水解法制备锑掺杂二氧化锡(ATO)纳米导电粉体,重点研究多种氧化物掺杂ATO提高粉体的光电性能,取得了显著的成效。 系统研究了醇盐水解法的工艺,并考察了醇化温度、水解温度、掺杂浓度、水解酸度、表面活性剂种类以及煅烧温度等对粉体粒径及电学性能的影响规律,对实验结果进行了讨论,优化实验条件,并进行了综合实验研究。 为使粉体的各项性能得到提高尝试着用多种氧化物掺杂,发现在一定掺杂范围内,掺杂氧化锰粉体的电阻率降低57.9%,掺杂氧化锌粉体的电阻率将降低54.3%。 掺杂氧化锆,膜的透光率将会降低12%;掺杂氧化锌,膜的透光率降低7.33%。掺杂氧化锆,氧化锰,氧化锌对粉体颜色变化不大。而掺杂氧化钛,氧化硅,氧化铁,氧化铬对粉体颜色变化大,尤其随着掺杂量的增加变化更大,粉体颜色趋于发白。 掺杂氧化硅和氧化铁显著减小粒径,同时氧化硅使得制备薄膜时对基体的粘附性更好。掺杂氧化锆将会稍微减小粒径,掺杂氧化锰和氧化钛对粉体粒径影响不大,而掺杂氧化铬和氧化锌将会增大粉体的粒径。所有掺杂的氧化物都会减少团聚。 运用差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、测量比表面等现代检测手段对微粉进行了表征,并测量了粉体的电阻率和透光率。选用最佳试验条件所制备的综合样品的结晶粒度为5.5nm,实际颗粒度为7.95nm,电阻率达1.094Ω·cm,粉体晶型仍为四方晶系,透光率达70.5%。电阻率比没掺杂的粉体低32%,透光率降低6%,各项性能指标符合生产要求。 新方法工艺设备简单、污染小、成本较低,产品质量高,可以替代进口产品。创造了一个适合生产开发的新工艺。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB383

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