毕业论文-球磨工艺对钨掺杂磷酸锂靶材性能的影响

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1、深圳大学本科毕业论文（设计）题目:球磨工艺对钨掺杂磷酸锂靶材性能的影响姓名:专业:材料科学与工程学院:材料学院学号:指导教师:职称:教授2015年4月22日26目录摘要51.前言51.1陶瓷溅射靶材概述51.2磷酸锂靶材的发展现状51.2.1Li3PO4的基本性质51.2.2LiPON电解质薄膜概述61.2.3磷酸锂靶材的应用61.3LiPON薄膜和磷酸锂靶材存在问题及改性72.陶瓷靶材工艺性质82.1粉体的特殊性质与制备方法82.2球磨的原理92.3造粒102.4压制方式102.5靶材烧结技术113.实验部分123.1实验试剂与仪器

2、123.2实验流程133.3实验步骤133.3.1原材料及配方133.3.2球磨与混料143.3.3粉末预烧14263.3.4添加成型剂153.3.5造粒153.3.6压制成型153.3.7脱胶及高温烧结154.结果表征与分析174.1XRD物相分析174.2SEM微观形貌分析184.3失重率194.4收缩率204.5相对密度204.6力学性能测试214.6.1抗弯强度214.6.2维氏硬度225.结论23参考文献24致谢25Abstract2626球磨工艺对钨掺杂磷酸锂靶材性能的影响【摘要】本文采用常压烧结法制备碳化钨掺杂磷酸锂陶瓷

3、靶材，通过改变碳化钨磨球与磷酸锂粉末原料质量比大小，从而研究不同钨掺杂量对磷酸锂靶材性能的影响。通过对比其晶体结构、微观组织形貌、收缩率、相对密度、抗弯强度和维氏硬度等性能的变化，确定钨掺杂磷酸锂陶瓷靶材的最佳制备工艺。随着球料比增大，靶材的相对密度呈先上升后下降的趋势；通过XRD物相分析、EDS能谱分析以及SEM显微形貌观察，发现当球料比增加至4:1时出现第二相WO3化合物，导致靶材的性能降低。研究表明，WC球料比为2:1的条件下获得的W掺杂磷酸锂陶瓷靶材的综合性能最佳,靶材的相对密度达到92.24%,抗弯强度达到38.34Mpa,

4、维氏硬度达233.810HV0.3。【关键字】碳化钨，掺杂，Li3PO4靶材，球料比1.前言1.1陶瓷溅射靶材概述靶材是一种具有高附加值的特种电子材料，是溅射薄膜材料的源极。主要应用于电子信息产业、玻璃镀膜、耐磨材料和高档装饰等领域。随着电子产业的蓬勃发展，对电子元件的电光、电磁、压电等性能的要求不断地提高，就需要采用溅射技术以制备出各种优异性能的非金属薄膜。也因此需要多种与各种薄膜材料相适应的的陶瓷溅射靶材[【参考文献】[]吴智华，蒋丹宇，张骋.陶瓷溅射靶材的发展与应用[J].陶瓷科学与艺术,2004,01:43-47.]。陶瓷溅射

5、靶材作为产业的基础技术，其市场规模日益涨大，已得到空前的发展。目前，日本和德国是世界从事靶材生产的先进国家，而且从世界各国在美国申请的靶材专利数量来看，日本在靶材领域的研制、开发与生产方面居世界领先地位[[]金志浩，高积强，乔冠军.工程陶瓷材料[M].西安:西安交通大学出版社,2000:12-13.]。我国新型薄膜材料的研究也取得相当大的进展，已逐渐成为了世界上薄膜靶材的最大需求地区之一。溅射镀膜作为一种先进的制备薄膜材料制备技术，具有“高速”及“低温”两大特点，它了利用离子源产生的离子，在真空中加速聚集成高速离子流，轰击靶材表面，离

6、子和靶材表面的原子发生动能交换，使靶材表面的原子离开靶材并沉积在基材表面，形成一定厚度的均匀的纳米(或微米)薄膜[[]刘文元等.含氮磷酸锂薄膜在空气中的稳定性(M).物理化学学报,2006,22(11):1413-1418.]。1.2LiPON电解质薄膜及磷酸锂靶材的发展现状1.2.1Li3PO4的基本性质磷酸锂(Li3PO4)是一种无色斜方晶体或白色晶体，与橄榄石相似，理论密度为2.439g/cm3，熔点为837℃，溶于氨水和酸溶液，微溶于水，不溶于丙酮。Li3PO4是一种耐高温材料，加热至赤热时，不熔融，不造渣，也不分解。Li3P

7、O4是目前生产彩色荧光粉的理想原料，因为其光照短但光效时间长，且无放射性、低成本，可以投入大量生产。在作为微电源方面，磷酸锂作为靶材制备的LiPON薄膜是被最广泛应用的电解质薄膜[3]；在化工上可做催化剂，用于制备烯丙醇[[]马卫华，韩巧凤，陆路德，等.酸锂催化剂上环氯丙烷异构化制烯丙醇的研究[J].工业催化.2005,13(4):40-43.]，此外还用在气体敏感器中[[]赵海山.探测空气中甲烷的小型气体敏感器[J].红外与激光工程.1999,28(2):33-36.]、特种激光玻璃[[]张龙，黄国松，胡和方.用于微片激光器的Nd3

8、+掺杂四磷酸盐玻璃光谱研究[J].无机材料学报.2001,16(6):1062-1065.]、光盘、陶瓷材料等。此外还可以制备锂离子二次电池的正极材料磷酸亚铁锂[[]FrangerS,CrasFLe,BourbonC.L