一種TiO₂摻雜ZnNb₂O₆陶瓷靶材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，通過前驅(qū)體的制備、沉淀反應(yīng)、抽濾干燥、預(yù)燒成型及燒結(jié)等工藝步驟，采用液相法制備粉體，并嚴(yán)格控制各反應(yīng)條件，制備出的ZnNb2O6?xTiO2粉體粒徑比較小、成分均勻、純度高、晶粒生長(zhǎng)均勻完整，可以用于多種微波介質(zhì)陶瓷粉體的制備，同時(shí)也顯著提升了ZnNb2O6陶瓷靶材的致密度及介電性能，極大提高了良品率。
【專利說明】
-種T i 〇2慘雜ZnNb2〇6陶瓷卽材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明設(shè)及ZnNb2〇6陶瓷祀材技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種Ti化滲雜化抓2〇6陶瓷祀材的 制備方法。
【背景技術(shù)】
[000^ ZnNb206是一種重要的微波介質(zhì)材料，具有優(yōu)異的介電性能（er = 25，Q X f = 83700G化，Tf二-56 X l0-6/°C)，被廣泛應(yīng)用于頻率在300MHz~40G化系列的移動(dòng)通信、衛(wèi)星 電視廣播通信、雷達(dá)、衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。要制備出性能優(yōu)異的化佩206微波介質(zhì) 器件，就必須制備出高純度、高密度的化抓206陶瓷。傳統(tǒng)的固相燒結(jié)法，是將原料通過混粉、 球磨、成型、燒結(jié)的方式得到，通常原料粉體粒徑在微米W上，混粉、球磨過程中，原料粉體 互相撞擊，顆粒容易發(fā)生塑性變形，成型過程中加入粘結(jié)劑容易引入雜質(zhì)等問題，最終會(huì)造 成燒結(jié)后的祀材純度低、致密性差。因此，純相、高致密度、結(jié)晶良好的陶瓷祀材是磁控瓣射 制備陶瓷薄膜的前提。
[0003] 目前，對(duì)化Nb206微波介質(zhì)陶瓷性能的改性方式主要有：1)滲入適量的低烙點(diǎn)氧化 物或低軟化點(diǎn)玻璃來進(jìn)行滲雜改性;2)采用濕化學(xué)合成方法制備粉體。但傳統(tǒng)的固相法在 添加單元、多元助燒劑時(shí)并沒有顯著提高陶瓷的介電性能，運(yùn)是因?yàn)椴捎脗鹘y(tǒng)的固相添加， 是通過機(jī)械法混合陶瓷粉體和助燒劑，助燒劑與原料的結(jié)合與反應(yīng)是建立在微米的尺寸上 進(jìn)行，運(yùn)使得助燒劑混合不均、結(jié)晶性差，從而影響陶瓷的燒結(jié)性能;濕化學(xué)方法反應(yīng)通常 建立在分子尺寸上，制備的粉體粒徑小，純度高，可在一定程度上改善陶瓷的燒結(jié)性能和介 電性能，但是濕化學(xué)法制備的粉體對(duì)也存在著生成率比較低，且團(tuán)聚嚴(yán)重等問題，因此，對(duì) 于高端電子元件的制備尋找能夠合成粒徑小、粒度分布窄、純度高的粉體的制備方法顯得 非常重要。
[0004] 現(xiàn)有類似方式有W下幾種：
[0005] 方案一:在文獻(xiàn)[1 ]，黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào)"固相法合成微波介質(zhì)陶瓷ZnNb2〇6的結(jié) 構(gòu)和性能"中，采用固相燒結(jié)法合成化抓2〇6陶瓷祀材。傳統(tǒng)固相法是將粒徑在2~扣m的化0、 抓2〇5粉體經(jīng)球磨制備出微米級(jí)粉體，再將所得的粉體加入聚異丙醇(PVA)造粒、過篩、干壓 成型成陶瓷巧體，最后將巧體燒結(jié)成陶瓷祀材。然而固相反應(yīng)是建立在物理法混粉的基礎(chǔ) 上，往往存在原料混合不均勻且燒結(jié)祀材需要溫度高的問題，容易引起晶粒的二次長(zhǎng)大，對(duì) 陶瓷祀材的致密性和純度要求有很大的不穩(wěn)定性。采用該方法制備的祀材致密性差，祀材 晶體粒徑大，晶體生長(zhǎng)不均勻，所得的密度僅為理論密度的95%，對(duì)于制備高性能的陶瓷祀 材來說，傳統(tǒng)固相法制備的陶瓷祀材是不符合瓣射祀材的要求。
[0006] 方案二：在文南犬[2]，（'A coprecipitation technique to prepare Zn師2〇6P〇wders"中，采用共沉淀法制備Zn師2〇6陶瓷粉體。共沉淀法在液相環(huán)境下，分子間 在原子尺寸上進(jìn)行反應(yīng)、成核、長(zhǎng)大，理論上不僅可W獲得純度高的物相，更易于得到致密 性高的祀材。共沉淀法將原料溶解于在液體中，通過添加液體沉淀劑，形成超微前驅(qū)體粉 體，再將前軀體烘干破碎般燒后得到目標(biāo)粉體。傳統(tǒng)的共沉淀法制備的化Nb206陶瓷粉體粒 徑約lOOnm，超微粉體在常規(guī)單向軸壓力成型中受到壓機(jī)最大壓力和模具承受力的限制，粉 體經(jīng)干壓成型燒結(jié)后很難得到致密性高的巧體，因?yàn)榧{米粉體尺寸小，團(tuán)聚嚴(yán)重，傳統(tǒng)單向 干壓成型壓力小，在燒結(jié)過程中，往往容易引起陶瓷巧體成型壓力不夠，晶粒間距遠(yuǎn)，W至 于晶界面不能融合燒結(jié)成瓷，且存在較多的氣孔。
[0007]方案S :在文獻(xiàn)[3]，"Preparation of ZnNb2〇(5-Ti〇2mic;rowave dielectric ceramics for multi-layer cofired component"中，采用氧化鐵滲雜化饑)2〇6。其中，添加 助燒劑是在傳統(tǒng)固相燒結(jié)的基礎(chǔ)上，通過添加助劑來提高陶瓷的致密性及介電性能，加入 Ti化后的ZnNb206陶瓷致密性可W提高至96%，且陶瓷的介電性能可W得到明顯提升。但是 固相反應(yīng)中添加助燒劑，往往存在固相滲雜工藝原料混合不均勻、產(chǎn)物純度不高、易引入雜 質(zhì)造成污染等問題，因此選擇合理的滲雜工藝，對(duì)制備高純度、高致密性的陶瓷祀材來說顯 得非常重要。
[000引有鑒于此，業(yè)界亟需一種Ti化滲雜化抓206陶瓷祀材的制備方法，W獲得粒徑小、純 度高、致密性高、晶粒生長(zhǎng)均勻的Ti化滲雜ZnNb206陶瓷祀材。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有制備方法中Zn師2〇6陶瓷祀材固相燒結(jié)溫度高、陶瓷巧 體致密性差、添加助燒劑后純度低、結(jié)晶性差等不穩(wěn)定因素，提出一種Ti化滲雜化抓2〇6陶瓷 祀材的制備方法。本發(fā)明不僅能夠在分子的尺寸上對(duì)ZnNb2〇6進(jìn)行Ti化的滲雜，同時(shí)也能獲 得純度高、粒徑小、分散性良好、結(jié)晶性好的化抓2〇6-化〇2粉體，為進(jìn)一步燒結(jié)出純度高、致 密性好的化佩2〇6-xTi化陶瓷祀材提供良好的粉體基礎(chǔ)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種Ti〇2滲雜ZnNb2〇6陶瓷祀材的制備方法，包括W下步 驟：
[00川 Sl、制備含鋒、妮、鐵的混合溶液；
[0012] S2、向所述混合溶液中添加沉淀劑與分散劑，得到沉淀混合溶液，靜置后得到混凝 沉淀物；
[0013] S3、對(duì)所述混凝沉淀物進(jìn)行抽濾，并干燥，得到沉淀物；
[0014] S4、對(duì)所述沉淀物進(jìn)行研磨，得到Zn師2〇6-xTi〇2前驅(qū)體粉體，再對(duì)所述ZnNb2〇6- xTi化前驅(qū)體粉體進(jìn)行預(yù)燒，得到化Nb2〇6-xTi化粉體，對(duì)所述化Nb2〇6-xTi化粉體進(jìn)行冷等靜 壓成型，得到aiNb2〇6-xTi〇2陶瓷祀材毛巧；
[001引 S5、對(duì)所述Zn師206-xTi02陶瓷祀材毛巧進(jìn)行燒結(jié)，得到Zn師206-xTi02陶瓷祀材素 巧，之后進(jìn)行機(jī)械加工。
[0016] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟Sl具體包括:將佩2〇5粉體加入HF溶液中，在第 一恒溫條件下磁力攬拌第一時(shí)間至溶液澄清，得到第一溶液，取化(S化)2 ? 7此0粉體稀釋攬 拌，得到第二溶液，取無機(jī)TiOS化粉體稀釋攬拌，得到第=溶液，將所述第一溶液、第二溶液 及第=溶液混合均勻，并在第二恒溫條件下磁力攬拌第二時(shí)間，再進(jìn)行超聲波震蕩，得到含 鋒、妮、鐵的混合溶液。
[0017] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一恒溫條件下的溫度為80~100°C，第一時(shí)間為 5~化，所述第二恒溫條件下的溫度為40~60°C，第二時(shí)間為50~80min，所述超聲波震蕩的 時(shí)間為20~40min。
[0018] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一恒溫條件下的溫度為9(TC，第一時(shí)間為化，所 述第二恒溫條件下的溫度為50°C，第二時(shí)間為化，所述超聲波震蕩的時(shí)間為30min。
[0019] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S2具體包括:在恒溫反應(yīng)條件下，向所述混合 溶液中滴加沉淀劑與分散劑，并同時(shí)攬拌，直至析出白色沉淀，且所述混合溶液的抑為10， 得到沉淀混合溶液，將所述沉淀混合溶液超聲震動(dòng)第=時(shí)間，靜置第四時(shí)間后得到混凝沉 淀物。
[0020] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述沉淀劑為0.25~Imol/L的氨水，所述分散劑為質(zhì) 量分?jǐn)?shù)6~10%的丙二醇，所述恒溫條件下的溫度為40~60°C，所述攬拌速度為180~22化/ min，所述第S時(shí)間為20~40min，所述第四時(shí)間為11~13h。
[0021] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S3具體包括:將所述混凝沉淀物進(jìn)行抽濾，將 抽濾后的粉體進(jìn)行多次水洗和乙醇洗，再置于真空冷干燥箱內(nèi)，在溫度-20~-30°C環(huán)境下， 抽真空2~4Pa，真空冷干燥2地。
[0022] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4具體包括:將所述沉淀物置于研磨鉢中研 磨30~60min，得到粒徑190~210nm的aiNb2〇6-xTi〇2前驅(qū)體粉體，將所述aiNb2〇6-xTi〇2前驅(qū) 體粉體進(jìn)行預(yù)燒，升溫速率為3~5°C/min，溫度升至850~950°C，保溫化，得到粒徑450~ 550皿的化Nb2〇6-xTi化粉體，將所述化Nb2〇6-xTi化粉體裝入模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型 壓力為50~200MPa，保壓時(shí)間為3~5min，得到aiNb2〇6-xTi〇2陶瓷祀材毛巧。
[0023] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S5具體包括:將所述化師2〇6-xTi〇2陶瓷祀材 毛巧置于真空高溫加熱爐中進(jìn)行燒結(jié)，其中抽真空至IX IO-2Pa,通入高純氣氣保護(hù)，W5~ IOtVmin的升溫速率升至1100~1300°C，保溫地，得到aiNb2〇6-xTi〇2陶瓷祀材素巧，再將所 述化佩2〇6-化〇2陶瓷祀材素巧機(jī)械加工成圓形祀材。
[0024] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟S4中預(yù)燒后的化Nb2〇6-xTi〇2粉體及步驟S5中 燒結(jié)后的化Nb2〇6-xTi化陶瓷祀材素巧，通過XRD進(jìn)行物相分析，通過TEM結(jié)合沈M進(jìn)行微觀形 貌及氣孔率的表征，通過粒徑分析儀對(duì)化Nb2〇6-xTi化粉體的粒徑分布進(jìn)行測(cè)試。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
[0026] (1)采用液相法制備粉體，液相法制備建立在原子、分子的尺寸上進(jìn)行，整個(gè)反應(yīng) 過程離子混合均勻，反應(yīng)所需的反應(yīng)勢(shì)能低，可W在較低的溫度下合成目標(biāo)粉體，且粉體粒 徑比較小、成分均勻、純度高、晶粒生長(zhǎng)均勻完整，可W用于多種微波介質(zhì)陶瓷粉體的制備；
[0027] (2)本發(fā)明針對(duì)常規(guī)共沉淀法制備出的超微粉體難W燒結(jié)成瓷的問題，進(jìn)行工藝 上的改進(jìn)，通過在液相反應(yīng)中滲入Ti化，不僅可W獲得超微細(xì)的粉體，促進(jìn)燒結(jié)的進(jìn)行，同 時(shí)也可W顯著提升化佩2〇6陶瓷祀材的致密度及介電性能；
[0028] (3)采用共沉淀法或溶膠-凝膠法對(duì)粉體進(jìn)行滲雜Ti化，使反應(yīng)條件在液體環(huán)境下 進(jìn)行，在原子、分子尺寸上進(jìn)行Ti化的滲雜與替換，可W克服固相滲雜不均勻等問題，可W 獲得粒徑約500nm、純度高的超微粉體，且所制備的超微粉體通過冷等靜壓成型，可使制得 后的陶瓷祀材毛巧表面光滑且有高達(dá)99 %的致密度，極大提高良品率。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W 根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1是本發(fā)明T i化滲雜化抓2〇6陶瓷祀材的工藝流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0031] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí) 施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù) 的范圍。
[0032] 請(qǐng)參見圖1，是本發(fā)明Ti化滲雜化抓2〇6陶瓷祀材的工藝流程圖，Ti〇2滲雜化抓2〇6陶 瓷祀材的制備方法，主要包括五個(gè)步驟，即前驅(qū)體的制備、沉淀反應(yīng)、抽濾干燥、預(yù)燒成型及 燒結(jié)，具體工藝如下：
[0033] Sl、前驅(qū)體的制備:稱取佩2〇5粉體加入盛有HF溶液的塑料燒杯中，在第一恒溫條件 水浴下，磁力攬拌第一時(shí)間至溶液由白色渾濁變?yōu)槌吻澹玫降谝蝗芤?，同時(shí)按摩爾比Zn: 抓:1'1 = 1:2:乂村=0.2~2)，稱取化(5化)2-7此0粉體用蒸饋水稀釋攬拌，得到第二溶液，稱 取無機(jī)TiOS化粉體用蒸饋水稀釋攬拌，得到第=溶液，將W上得到的第一溶液、第二溶液及 第=溶液緩慢混合均勻，并在第二恒溫條件下磁力攬拌第二時(shí)間后備用，之后將上述的混 合溶液進(jìn)行超聲波震蕩20~40min，優(yōu)選30min，得到成分更均勻的含鋒、妮、鐵的混合溶液。 其中，第一恒溫條件下的溫度為80~100°C，優(yōu)選90°C，第一時(shí)間為5~化，優(yōu)選化，第二恒溫 條件下的溫度為40~60°C，優(yōu)選50°C，第二時(shí)間為50~80min，優(yōu)選化。
[0034] S2、在恒溫40~60°C，優(yōu)選50°C的反應(yīng)條件下，在磁力攬拌器上，向W上制得的混 合溶液中邊緩慢滴加沉淀劑與分散劑，邊攬拌，其中，沉淀劑為0.25~Imol/L的氨水，分散 劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)6~10 %、優(yōu)選8 %的丙二醇，攬拌速度為180~22化/min，優(yōu)選2(K)r/min，直至 有白色沉淀析出，繼續(xù)攬拌、滴加，用pH酸度計(jì)測(cè)出混合溶液的抑為10,再將得到的沉淀混 合溶液在超聲波下，超聲震動(dòng)第=時(shí)間20~40min，優(yōu)選0.化，之后，靜置第四時(shí)間11~13h， 優(yōu)選12h，得到混凝沉淀物。整個(gè)反應(yīng)過程離子混合均勻，反應(yīng)所需的反應(yīng)勢(shì)能低，可W在較 低的溫度下進(jìn)行。
[0035] S3、對(duì)上述得到的混凝沉淀物進(jìn)行抽濾，將抽濾后的粉體進(jìn)行多次水洗和乙醇洗 后備用，之后將該混凝沉淀物置于真空冷干燥箱內(nèi)，干燥箱的溫度控制在-20~-30°C環(huán)境 下，抽真空2~4Pa，真空冷干燥24h，得到沉淀物，由此可W克服常規(guī)干燥造成的粉體團(tuán)聚現(xiàn) 象。另外，對(duì)該混凝沉淀物的干燥也可W選用離屯、噴霧干燥法，同樣可W克服常規(guī)干燥造成 的粉體團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0036] S4、將上述得到的塊體沉淀物置于剛玉研磨鉢中進(jìn)行研磨，研磨30~60min，得到 粒徑190~210皿、優(yōu)選約200皿的化Nb2〇6-xTi化前驅(qū)體粉體，再將該化Nb2〇6-xTi化前驅(qū)體粉 體置于馬弗爐中預(yù)燒，升溫速率為3~5°C/min，溫度升至850~950°C，優(yōu)選900°C，保溫化， 得到粒徑450~550皿的化Nb2〇6-xTi化粉體，優(yōu)選粒徑約500皿，由此得到的化Nb2〇6-xTi化粉 體粒徑比較小、成分均勻、純度高、晶粒生長(zhǎng)均勻完整，可W用于多種微波介質(zhì)陶瓷粉體的 制備。將得到的化師2〇6-xTi〇2粉體裝入下氯塑料橡膠模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，采用冷等 靜壓的方式可W提高陶瓷毛巧的致密度，成型壓力為50~200M化，保壓時(shí)間為3~5min，從 而得到aiNb2〇6-xTi〇2陶瓷祀材毛巧，毛巧的體積密度約為3.96g/cm3。
[0037] S5、將上述得到的Zn師2〇6-xTi〇2陶瓷祀材毛巧置于真空高溫加熱爐中進(jìn)行燒結(jié)， 其中抽真空至IX 10-2化，然后通入高純氣氣保護(hù)，W5~IOtVmin的升溫速率升至1100~ 1300°C，保溫4h，即可得到致密性好的ZnNb2〇6-xTi化陶瓷祀材素巧，其體積密度可達(dá)到 5.13g/cm3,再對(duì)燒結(jié)后的陶瓷祀材素巧進(jìn)行機(jī)械加工，使之加工成尺寸0為6英寸的圓形祀 材，W滿足所需。另外，對(duì)化Nb2〇6-xTi〇2陶瓷祀材毛巧的燒結(jié)也可采用真空熱壓燒結(jié)方式， 制得后的陶瓷祀材毛巧表面同樣光滑且有高達(dá)99%的致密度，極大提高良品率。
[003引其中，步驟S4中預(yù)燒后的aiNb206-xTi02粉體及步驟S5中燒結(jié)后的aiNb206-xTi02陶 瓷祀材素巧，通過XRD進(jìn)行物相分析，通過TEM結(jié)合SEM進(jìn)行微觀形貌及氣孔率的表征，通過 粒徑分析儀對(duì)化Nb206-xTi化粉體的粒徑分布進(jìn)行測(cè)試。
[0039] 超微ZnNb2〇6-xTi〇2粉體的滲雜制備工藝，可W采用共沉淀法，也可W采用溶膠-凝 膠法對(duì)粉體進(jìn)行滲雜Ti化。
[0040] 本發(fā)明中的Ti化滲雜ZnNb2〇6陶瓷祀材的制備方法，通過前驅(qū)體的制備、沉淀反應(yīng)、 抽濾干燥、預(yù)燒成型及燒結(jié)等工藝步驟，采用液相法制備粉體，并嚴(yán)格控制各反應(yīng)條件，審U 備出的ZnNb2〇6-xTi〇2粉體粒徑比較小、成分均勻、純度高、晶粒生長(zhǎng)均勻完整，可W用于多 種微波介質(zhì)陶瓷粉體的制備，同時(shí)也顯著提升了 ZnNb2〇6陶瓷祀材的致密度及介電性能，極 大提高了良品率。
[0041] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在 不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠W其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論 從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有 變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所設(shè)及的權(quán)利要求。
[0042] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加 W描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包 含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的運(yùn)種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可W經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可W理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 51、 制備含鋅、鈮、鈦的混合溶液； 52、 向所述混合溶液中添加沉淀劑與分散劑，得到沉淀混合溶液，靜置后得到混凝沉淀 物； 53、 對(duì)所述混凝沉淀物進(jìn)行抽濾，并干燥，得到沉淀物； 54、 對(duì)所述沉淀物進(jìn)行研磨，得到ZnNb2〇6_xTi〇2前驅(qū)體粉體，再對(duì)所述ZnNb2〇6_xTi〇2前 驅(qū)體粉體進(jìn)行預(yù)燒，得到ZnNb2〇6_xTi〇2粉體，對(duì)所述ZnNb2〇6_xTi〇2粉體進(jìn)行冷等靜壓成型， 得到ZnNb 2O6-XTi O2陶瓷靶材毛坯； 55、 對(duì)所述ZnNb2O6-XTiO2陶瓷靶材毛坯進(jìn)行燒結(jié)，得到ZnNb 2O6-XTiO2陶瓷靶材素坯，之 后進(jìn)行機(jī)械加工。2. 如權(quán)利要求1所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟Sl 具體包括:將Nb2O5粉體加入HF溶液中，在第一恒溫條件下磁力攪拌第一時(shí)間至溶液澄清，得 到第一溶液，取Zn(SO 4)2 · 7H20粉體稀釋攪拌，得到第二溶液，取無機(jī)TiOSO4粉體稀釋攪拌， 得到第三溶液，將所述第一溶液、第二溶液及第三溶液混合均勻，并在第二恒溫條件下磁力 攪拌第二時(shí)間，再進(jìn)行超聲波震蕩，得到含鋅、鈮、鈦的混合溶液。3. 如權(quán)利要求2所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述第一恒 溫條件下的溫度為80~100°C，第一時(shí)間為5~7h，所述第二恒溫條件下的溫度為40~60°C， 第二時(shí)間為50~80min，所述超聲波震蕩的時(shí)間為20~40min。4. 如權(quán)利要求3所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述第一恒 溫條件下的溫度為90°C，第一時(shí)間為6h，所述第二恒溫條件下的溫度為50°C，第二時(shí)間為 lh，所述超聲波震蕩的時(shí)間為30min。5. 如權(quán)利要求1所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟S2 具體包括:在恒溫反應(yīng)條件下，向所述混合溶液中滴加沉淀劑與分散劑，并同時(shí)攪拌，直至 析出白色沉淀，且所述混合溶液的pH為10，得到沉淀混合溶液，將所述沉淀混合溶液超聲震 動(dòng)第三時(shí)間，靜置第四時(shí)間后得到混凝沉淀物。6. 如權(quán)利要求5所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述沉淀劑 為0.25~lmol/L的氨水，所述分散劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)6~10%的丙二醇，所述恒溫條件下的溫度 為40~60 °C，所述攪拌速度為180~220r/min，所述第三時(shí)間為20~40min，所述第四時(shí)間為 11~13h〇7. 如權(quán)利要求1所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟S3 具體包括:將所述混凝沉淀物進(jìn)行抽濾，將抽濾后的粉體進(jìn)行多次水洗和乙醇洗，再置于真 空冷干燥箱內(nèi)，在溫度-20~-30°C環(huán)境下，抽真空2~4Pa，真空冷干燥24h。8. 如權(quán)利要求1所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟S4 具體包括：將所述沉淀物置于研磨缽中研磨30~60min，得到粒徑190~210nm的ZnNb206-χTi02前驅(qū)體粉體，將所述ZnNb206-χTi02前驅(qū)體粉體進(jìn)行預(yù)燒，升溫速率為3~5°C/min，溫 度升至850~950 °C，保溫2h，得到粒徑450~550nm的ZnNb2O6-XTiO2粉體，將所述ZnNb 2O6-XTiO2粉體裝入模具中進(jìn)行冷等靜壓成型，成型壓力為50~200MPa，保壓時(shí)間為3~5min，得 到ZnNb 2O6-XTi O2陶瓷靶材毛坯。9. 如權(quán)利要求1所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟S5 具體包括:將所述ZnNb2O6-XTiO2陶瓷靶材毛坯置于真空高溫加熱爐中進(jìn)行燒結(jié)，其中抽真 空至I X 10_2pa，通入高純氬氣保護(hù)，以5~10°C/min的升溫速率升至1100~1300°C，保溫4h， 得到ZnNb 2O6-XTiO2陶瓷靶材素坯，再將所述ZnNb2O 6-XTiO2陶瓷靶材素坯機(jī)械加工成圓形靶 材。10.如權(quán)利要求1所述的TiO2摻雜ZnNb2O6陶瓷靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟 S4中預(yù)燒后的ZnNb2O6-XTiO2粉體及步驟S5中燒結(jié)后的ZnNb 2O6-XTiO2陶瓷靶材素坯，通過 XRD進(jìn)行物相分析，通過TEM結(jié)合SEM進(jìn)行微觀形貌及氣孔率的表征，通過粒徑分析儀對(duì) ZnNb2〇6_xTi〇2粉體的粒徑分布進(jìn)行測(cè)試。
【文檔編號(hào)】C23C14/35GK105924168SQ201610301534
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】杜勇, 王廣欣, 崔立虎
【申請(qǐng)人】中科院微電子研究所昆山分所