ZnS-SiO<,2>陶瓷靶材黄点缺陷的研究

• 作 者: 黄振娟
• 机 构: 西南交通大学
• 出 处: 西南交通大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: ZnS-SiO2陶瓷 靶材 热等静压 黄点缺陷 ZnS粉末 烘烤

ZnS-SiO₂陶瓷靶材是应用最为广泛的可擦写光盘介电层材料。在热等静压法生产ZnS-SiO₂陶瓷靶材的过程中,黄点是常见的缺陷。黄点区域内外金相显微组织并无不同,且由于杂质含量非常低,通过EDS等材料分析技术也无法确定是由何种杂质所引起的。本文从制备高纯度硫化锌粉末原料,以及减少商用ZnS粉末原料中存在的微量杂质两方面入手,对黄点缺陷产生的原因和消除措施进行了探索。 采用共沉淀法制备了单一相的纳米级ZnS粉末,并与提纯的商用粉末进行了显微形貌、相组成、热稳定性分析以及烧结体体积密度、显微硬度、断裂韧性等性能的对比。试验制得的是α-ZnS,由于受试验条件限制,该反应的速率过快,难以控制,使得生成的硫化锌粉末颗粒大小很不均匀,且分散性较差;由于对制备的ZnS粉末的清洗不够充分,粉末中存在少量未完全反应的硫化钠及氯化锌,导致最终粉末样品的热稳定性较差;另外,本试验制备的硫化锌粉末颗粒过于细小,因此在干燥过程中产生严重的团聚现象。热等静压烧结后,其金相组织较粗大且不均匀;体积密度、显微硬度以及断裂韧性相应也较低。要获得具有适当粒度、纯度高的ZnS粉末,制备条件又容易控制,还需要进行更多的基础研究。 通过两种方式对市售硫化锌粉末进行了提纯:高温烘烤和用ph值为3的盐酸进行酸洗。经过高温烘烤后,原料ZnS粉末中残存的单质S和SO₄^2-含量均有较大下降。经过实际生产证明,采用高温烘烤过的ZnS原料制备的靶材,其黄点数量有明显减少。对市售硫化锌粉末原料进行了酸洗并多次用蒸馏水清洗后,以Fe为主的金属杂质的含量有所降低,但由于工艺过程过于繁琐,废水处理量大,故不宜在生产中采用。