[发明专利]一种氧化亚铜-三氧化二铟固溶体超细粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化亚铜-三氧化二铟固溶体超细粉的制备方法，属于粉末冶金技术领域。

背景技术

铜铟氧化物(copper Indium oxide，CuInO₂简称CIO)属于黄铜矿结构p型透明导电材料。CIO制备的透明导电材料可见光透过率为80%以上，禁带宽度为3.9eV。CIO掺杂Ca²⁺或Sn⁴⁺后可制成p型或n型的导电率和赛贝克系数都非常可观的透导电薄膜、转向电压为1.8V的p-n同质结等光电特性都非常优异的元器件。CIO可用作电子照相记录、固定显示、光存储器、终端显示设备、防静电（静电屏蔽）、光电转换器件、热反射、大面积发热体、航空航天、光电化学、变色发光、气敏检测、超导、日化等领域，是现代电子和光伏产业重要的功能材料。

目前，国内外制备超细粉体的方法比较多，主要有固相法、液相法和气相法三大类，其中固相法分为固相反应法、合金化法、阳离子交互反应法等；而液相法分为化学反应沉淀法、并流沉淀法、化学共沉淀法、溶胶—凝胶法、微乳液法、水热合成法等；气相法则分为惰性气体冷凝法、激光消融法、通电加热蒸发法、溅射法、等离子体气相化学反应法（PCVD）法、化学气相凝聚法、喷雾热分解法和真空蒸发法等方法，其中液相法应用最为广泛和成熟。

双极性透明导电材料铜铟氧化物(CuInO₂)超细粉体的制备，目前公知的主要制备方法有固相反应法、阳离子交互反应法和化学共沉淀法。已经有大量的实践证明固相反应法很难，甚至不可能制备得CIO超细粉体，Hahn （Zeitschrift fuer Anorganische Chemie.1955, 279: 281-288）、Wofgang (Silikattechnik. 1970, 21: 45-46)、Makhova (Phys. State. Sol.. 2006, 203: 2861-2866)、Shimode(J. Solid State Chem. 2000, 151: 15-20)、Garlea(Densed Matter: 2004, 16: S811-S816)等人都曾尝试以Cu₂O和In₂O₃或In(OH)₃为原料，采用固相反应法制备CuInO₂粉体，但都以失败告终。阳离子交互反应法是研究得最多，发展相对比较成熟，制备CIO超细粉体的方法。Shimode(J. Solid State Chem. 2000, 151: 15-20)、Garlea(Densed Matter: 2004, 16(11): S811-S816)、Yanagi(Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. 2001, 666: F3.14/1-F3.14/6)、Shimode (Materials Transactions. 2000, 41: 1111-1113)、Park (J. Solid State Chem. 2003, 173: 335-358)、Li (J. Solid State Chem.. 2005, 178: 285-294)、Teplin (Applied Physics Letter. 2004, 85(10):3789-3791)、Yanagi (Applied Physics Letters, 2001, 78(11):1583-1585)、Sasaki (Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2003, 64(9-10): 1675-1679)等人分别采用阳离子交互反应法制备得CIO超细粉体，但流程长，原料一价铜卤化物易被氧化，易挥发，需在密闭环境中，350℃下保温长达144h，耗时久，反应效率低，反应产物中存在的杂质难于除净，对于纯度要求高的靶材来讲难于达到要求。