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《中南大学》 2006年
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纳米锑锡氧化物粉末的制备及导电浆料稳定性研究

李历历  
【摘要】:掺锑氧化锡(Antimony-doped tin oxide,ATO)材料在IT领域显示器、电器机壳、气敏传感器、太阳能光电转换等众多领域有着广阔的应用。目前国内外通常采用溅射法制备,对于溅射法来说,需要昂贵的溅射设备和高质量的靶材,为此本文采用新的制备路线:即ATO纳米粉末→ATO浆料→ATO纳米涂膜的新方法。首先使粉末颗粒纳米化,为涂膜后降低膜的热处理温度和浆料制备创造条件,然后将浆料在基底旋转涂膜。主要研究内容和结果如下: 1.详细考察了醇盐水解法制备ATO纳米粉末过程中工艺参数如:回流时间、水解温度、水解pH值、热处理温度和分散剂对粉末微观结构的影响。为了改善ATO纳米粉末的单分散性能,同时考察了外加超声波水解、水解产物共沸蒸馏和纳米粉末醇热处理对粉末单分散性的影响,找出了最佳工艺条件。对Sb掺杂SnO_2半导化的最佳掺杂量进行理论计算和实验确定,研究了Sb在SnO_2晶格中的价态随掺杂浓度变化的演变规律,揭示了材料半导化机理与宏观导电性能之间的关系。研究了Sb与第二元素对SnO_2共掺杂对涂膜电学和光学性能的影响,运用强化分散的方法制备了ATO浆料,优化了浆料制备的工艺参数。 2.深入研究了ATO粉末纳米化并优化了工艺参数。采用醇盐水解法制备ATO纳米粉末,为了减轻纳米粉末中的团聚程度,研究了新颖的醇热处理方法改善ATO纳米粉末单分散性能,获得了满意效果。经优化的工艺参数为:回流时间16h、回流温度78~80℃、水解温度60℃、水解pH值为3、热处理温度600℃、保温2h,250℃醇热处理。在最佳工艺条件下,纳米ATO粉末的平均粒径10nm,颗粒形状为椭球形。氮气吸附法测量粉末比表面积为59m~2/g、其最小团聚系数可达1.6。从表征结果来看,纳米粉末的粒径和单分散性比其它化学法制备的粉末优异,是目前湿化学法获得的最小粒径的ATO纳米粉末。 3.系统考察了Sb掺杂对ATO纳米粉末微观结构、电学性能和涂膜透射率的影响。实验表明:在掺杂浓度0.5~5.5at%的范围内,XRD分析未发现纳米粉末中有单独的Sb或Sb的氧化物,Sb以替代固溶形式进入SnO_2晶格中,醇盐水解法实现了Sn-Sb间原子级复合;Sb掺杂对纳米粉末微观结构有影响,随着Sb浓度的增加,ATO纳米粉末的平均晶粒尺寸有下降趋势;在最佳掺杂浓度点,纳米粉末电阻率0.26Ωcm:涂膜在可见光波长范围内的透射率随着Sb浓度的增加有降低趋势,未掺杂涂膜的透射率可达83%,掺杂4.5at%Sb的为75%。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.1

【引证文献】
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1 李根;SnO_2基负温度系数热敏陶瓷结构与电性能研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
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【二级参考文献】
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