[发明专利]一种CuAlO2多晶陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及一种CuAlO₂多晶陶瓷的制备方法，具体包括以下步骤：以Cu₂O粉末(≥90.0％)和Al₂O₃粉末原料在玛瑙研钵中充分研磨，然后放入到干燥箱中在一定温度下干燥，并将干燥后的粉体放在箱式炉中预烧得到CuAlO₂粉体，将得到的粉体在一定的压力下压制成片，并放在管式炉中在不同烧结温度和烧结时间下烧结得到Cu₂O多晶陶瓷靶材。采用本发明制备出的CuAlO₂多晶陶瓷靶材，可以使P型TCO材料的电导率得到提高，并广泛应用于平面显示、电磁防护罩、功能窗和通讯用传感器等。

技术领域

本发明涉及一种CuAlO₂多晶陶瓷的制备方法，属于半导体陶瓷技术领域。

背景技术

电导率和透光性能良好的p型CuAlO₂材料，可以广泛用于平面显示、电磁防护罩、功能窗、通讯用传感器以及导弹头抗红外干扰等，具有广阔的应用前景，同时，可以实现p型和n型材料的组装，如果太阳能光伏体系能够使用新型TCO材料，可以最大限度将太阳光能转化进入装置设备中，大大的提高光电转换效率，降低发电成本，这也是半导体材料目前的研究热点之一。然而，由于氧化物中价氧离子对空穴具有很强的局域化作用，p型材料的电导率比n型透明导电氧化物小3-4个数量级，因此获得电导率较高的p型CuAlO₂材料对于我们材料的应用有着重大的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种CuAlO₂多晶陶瓷的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种CuAlO₂多晶陶瓷的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)以分析纯为Cu₂O粉末(≥90.0％)和Al₂O₃粉末为原料，按摩尔比为1:1的比例称量后进行混合，研磨使其充分混合得到粒度均匀的粉末；

(2)将研磨后的粉末在干燥箱中干燥一定时间；

(3)将干燥后的粉末在箱式烧结炉中以优化后的温度预烧，得到CuAlO₂多晶陶瓷粉体；

(4)将制备出的纯相CuAlO₂粉末，在压力为4～16MPa的粉末压片机进行成型压片，然后将得到的块材在一定的温度下烧结，得到相应的CuAlO₂多晶陶瓷靶材。

本技术方案的进一步优化，所述步骤(2)中的干燥温度设定为120℃～140℃，干燥时间为12～24h左右，主要使得CuAlO₂粉体粒度分布更加均匀，使其能充分发生反应。

本技术方案的进一步优化，所述步骤(3)中预烧的优化温度条件为：在1000℃～1050℃下烧结10～12h，然后分别在200℃和500℃～700℃下分别保温30min，使得样品内部的反应更加充分。

本技术方案的进一步优化，所述步骤(4)中烧结温度为1100～1300℃，烧结时间分别为5h，10h，15h。

本发明的有益效果在于：

本发明通过优化烧结温度和烧结时间得到电导率较大的CuAlO₂多晶陶瓷靶材，当烧结温度为1200℃，烧结时间为10h时，样品的电导率最大为1.516×10^-2S·cm^-1；采用本发明制备出的CuAlO₂多晶陶瓷靶材，可以使P型TCO材料的电导率得到提高，并广泛应用于平面显示、电磁防护罩、功能窗和通讯用传感器等。

附图说明