DE102004041747A1

DE102004041747A1 - Indium-Zinn-Mischoxidpulver

Info

Publication number: DE102004041747A1
Application number: DE102004041747A
Authority: DE
Inventors: Stipan Katusic; Horst Miess; Edwin Staab; Guido Zimmermann; Sven Dr. Hill
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2004-08-28
Filing date: 2004-08-28
Publication date: 2006-03-02
Also published as: WO2006024349A2; JP2008511526A; US20090050858A1; KR20070038573A; CN101018739A; CN101018739B; KR100840078B1; EP1778588A2; WO2006024349A3

Abstract

Indium-Zinn-Mischoxidpulver, welches aus Aggregaten von Primärpartikeln besteht und 50 bis 90 Gew.-% Indiumoxid, gerechnet als In¶2¶O¶3¶, und 10 bis 50 Gew.-% Zinnoxid, gerechnet als SnO¶2¶, enthält. DOLLAR A Es wird hergestellt, indem man eine Lösung einer anorganischen Indiumverbindung und einer organischen Zinnverbindung verdüst und in einer Flamme verbrennt. DOLLAR A Es kann zur Herstellung von elektrisch-leitfähigen Lacken und Beschichtungen, Solarzellen, IR- und UV-Absorbern und in der Medizintechnik verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Indium-Zinn-Mischoxid-Pulver, dessen Herstellung und Verwendung.
Die Bedeutung von Indium-Zinn-Mischoxid liegt in seiner guten elektrischen Leitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Transparenz. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Beschichtungen, zum Beispiel für Kontaktbildschirme oder die Abschirmung elektromagnetischer Wellen, verwendet.

Indium-Zinn-Mischoxidpulver werden in der Regel durch Gasphasenabescheideprozesse erhalten. Dabei wird das Pulver auf einem Substrat in Form einer dünnen Schicht abgeschieden. Dieser Prozess ist teuer und für die Beschichtung größerer Flächen ungeeignet.

Weiterhin kann Indium-Zinn-Mischoxidpulver aus einer wässerigen Lösungen durch Reaktion von wasserlöslichen Salzen des Indiums und des Zinns in Gegenwart alkalischer Stoffe gewonnen werden. Dabei entstehen zunächst Hydroxide, die in einem Folgeschritt kalziniert werden können. DE-A-100 22 037 beschreibt beispielsweise die Kalzinierung dieser Hydroxide unter reduzierenden Bedingungen bei Temperaturen zwischen 200 und 400°C und Verweilzeiten zwischen 15 und 120 Minuten. Das so hergestellte Indium-Zinn-Mischoxid-Pulver zeigt eine dunkelbraune Farbe. Dieses Pulver kann zur Herstellung von IR-absorbierenden Zusammensetzungen geeignet sein. Für eine Verwendung in elektrisch-leitfähigen Lacken und Beschichtungen ist jedoch der Widerstand zu hoch. Ferner ist für viele Anwendungsbereiche von Indium-Zinn-Mischoxid-Pulvern eine braune Färbung unerwünscht.

In WO 00/14017 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Indium-Zinnoxidpulvers in einem flüssigem Medium beschrieben, bei dem zunächst eine Indium-Zinn-Oxid-Vorstufe isoliert wird, diese anschließend kalciniert wird und anschließend in Gegenwart einer oberflächenmodifizierenden Komponente dispergiert wird. Nach Abtrennung der flüssigen Komponenten verbleibt ein nahezu unaggregiertes Pulver.

Weiterhin sind im Stand der Technik einige Pyrolyseverfahren bekannt. JP05-024836 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Dampf der Chloride von Indium und Zinn rasch auf Temperaturen von 400°C oder weniger abgekühlt wird, und die erhaltenen Partikel mit Wasserdampf und/oder Sauerstoff bei Temperaturen von 500°C oder mehr behandelt werden.

EP-A-1277703 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Indium-Zinn-Mischoxidpulver durch Spraypyrolyse einer Lösung, die in Summe wenigstens 3,0 mol/l Indiumnitrat und Zinnchlorid aufweist. Die Pyrolyse kann in einer Flamme oder mittels einer externen Heizung durchgeführt werden. Die so erhaltenen Pulver weisen eine geringe BET-Oberfläche und eine hohe mittlere Partikelgröße im μm-Bereich auf.

EP-A-1142830 beschreibt die Herstellung nanoskaliger Oxide durch Pyrolyse von metallorganischen Precursoren. Beansprucht wird auch die Reaktion von Indium- und Zinnoxidprecursoren unter diesen Bedingungen.

Versuche haben gezeigt, dass mit dem in EP-A-1142830 beschriebenen Verfahren keine Indium-Zinn-Mischoxidpulver mit guter elektrischer Leitfähigkeit erhalten werden können.

In EP-A-1270511 werden Indium-Zinn-Mischoxidpulver und dotierte Indium-Zinn-Mischoxidpulver beschrieben, welche durch Pyrolyse eines Indium- und eines Zinnsalzes erhalten werden. Die Röntgenstrukturanalyse der auf diese Art hergestellten Pulver, weist kubisches Indiumoxid und tetragonales Zinnoxid auf. Die Leitfähigkeit dieser Pulver ist für viele Anwendungen im Bereich elektrisch-leitfähiger Lacke und Beschichtungen zu gering.

Die noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem der Anmeldenummer 10311645.1-41 mit dem Anmeldetag 14. März 2003 beschreibt ein Indium-Zinn-Mischoxidpulver, mit einem Anteil an Indiumoxid von mindestens 90 Gew.-% und einer BET-Oberfläche von 40 bis 120 m²/g. Es liegt in Form von Aggregaten mit einem mittleren Umfang von weniger als 500 nm vor und zeigt in der Röntgenbeugungsanalyse nur eine Phase von kubischem Indiumoxid. Weiterhin ist charakteristisch, dass das Pulver einen Sauerstoffgehalt aufweist, der kleiner ist als der Gehalt, der theoretisch aus In₂O₃ und SnO₂ resultiert.

Es wird hergestellt, indem man eine Lösung, welche eine Indiumverbindung und eine Zinnverbindung enthält, zerstäubt, in einer ersten Zone pyrolysiert und in einer zweiten Zone des Reaktors dem Pyrolysegemisch an einer oder mehreren Stellen reduzierende Gase in einer Menge zumischt. Der erhaltene Feststoff wird in einer weiteren dritten Zone, in der ebenfalls noch eine reduzierende Atmosphäre vorliegt, von den Abgasen abtrennt.

Das nach diesem Verfahren hergestellte Pulver, weist eine gute elektrische Leitfähigkeit und Transparenz auf. Nachteilig ist nur, wie im übrigen Stand der Technik auch, dass zur Erzielung einer hohen Leitfähigkeit ein hoher Anteil an Indiumoxid, in der Regel mehr als 90%, notwendig ist. Da die Indiumkomponente, die deutlich teurere im Mischoxid ist, wäre jedoch ein Pulver wünschenswert, welches ähnlich gute Werte für die Leitfähigkeit zeigt und gleichzeitig günstiger herzustellen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein nanoskaliges Indium-Zinn-Mischoxidpulver mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit bereitzustellen, welches gegenüber dem Stand der Technik einen reduzierten Anteil an Indium aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Indium-Zinn-Mischoxidpulvers bereitzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Indium-Zinn-Mischoxidpulver, welches aus Aggregaten von Primärpartikeln besteht und 50 bis 90 Gew.-% Indiumoxid, gerechnet als In₂O₃, und 10 bis 50 Gew.-% Zinnoxid, gerechnet als SnO₂, enthält.

In einer bevorzugten Form kann das erfindungsgemäße Indium-Zinn-Mischoxidpulver 60 bis 85 Gew.-% Indiumoxid, gerechnet als In₂O₃, und 15 bis 40 Gew.-% Zinnoxid, gerechnet als SnO₂, enthalten.

Die Anteile an Indiumoxid und Zinnoxid sind hierbei auf 100 Gew.-% normiert. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Indium-Zinn-Mischoxidpulver jedoch noch Verunreinigungen aus den eingesetzten Substanzen oder durch den Prozess bedingte Verunreinigungen aufweisen. Diese Verunreinigungen sind in Summe kleiner als 1 Gew.-% und in der Regel kleiner als 0,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Pulver.

So kann das erfindungsgemäße Pulver bis zu 0,3 Gew.-% an Kohlenstoff enthalten. Gewöhnlich ist der Gehalt an Kohlenstoff kleiner als 0,2 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Pulver.

Von einer Verunreinigung prinzipiell unterschiedlich, ist eine gezielte Dotierung eines Pulvers. So kann das erfindungsgemäße Indium-Zinn-Mischoxidpulvers bis zu 3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Pulver, weiterhin eine oder mehrere Metalle und/oder Metalloxide als Dotierkomponente enthalten. Geeignete Dotierkomponenten können die Oxide und/oder die elementaren Metalle aus der Gruppe Aluminium, Antimon, Cadmium, Calcium, Cer, Eisen, Gold, Iridium, Kalium, Kobalt, Kupfer, Magnesium, Natrium, Nickel, Mangan, Palladium, Platin, Osmium, Rhodium, Ruthenium, Tantal, Titan, Silber, Silicium, Vanadium, Yttrium, Wolfram, Zink und Zirkon sein. Besonders bevorzugt als Dotierkomponente kann Kalium(oxid), Platin oder Gold sein.

Das erfindungsgemäße Indium-Zinn-Mischoxidpulver liegt in Form von Aggregaten von Primärpartikeln vor. Die Dimensionen der Aggregate hängen von den Einsatzstoffen und den Reaktionsbedingungen ab. Pulver mit einer mittleren Aggregatfläche von 1500 bis 4500 nm², einem mittleren, equivalenten Durchmesser (ECD) von 30 bis 70 nm und einem mittleren Aggregatumfang von 200 bis 600 nm können dabei vorteilhaft sein. Besonders vorteilhaft kann ein erfindungsgemäßes Indium-Zinn-Mischoxidpulver sein, welches eine mittlere Aggregatfläche von 2500 bis 4000 nm², einen mittleren Durchmesser (ECD) von 40 bis 60 nm und einem mittleren Aggregatumfang von 300 bis 500 nm aufweist.

Vorteilhaft können auch erfindungsgemäße Indium-Zinn-Mischoxidpulver sein, die einen mittleren, minimalen Durchmesser von 30 bis 70 nm und einen mittleren, maximalen Durchmesser von 60 bis 120 nm aufweisen.

Die BET-Oberfläche des erfindungsgemäßen Indium-Zinn-Mischoxidpulvers ist nicht beschränkt. Vorzugsweise kann sie 30 bis 70 m²/g betragen, wobei ein Bereich von 40 bis 60 m²/g besonders bevorzugt sein kann.

Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Indium-Zinn-Mischoxidpulver nur eine Phase von Indiumoxid in der Röntgenbeugungsanalyse auf. In der Regel werden dabei Signale von Indiumoxid detektiert, die gegenüber einem In₂O₃-Standard (ICDD-Nr.6-416) leicht verschoben sind (siehe 1; Beispiel mit 36 Gew.-% Zinnoxid; X = In₂O₃-Standard). Eine Phase von Zinnoxid hingegen, auch bei sehr hohen Gehalten von Zinnoxid, fehlt. Die Ursache hierfür ist noch ungeklärt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Indium-Zinn-Mischoxidpulvers, bei dem man

– als Indiumoxidprecursor eine anorganische Indiumverbindung, welche keine Chloratome enthält, gelöst in einem Gemisch aus Wasser und Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe der C₁-C₆-Alkohole, der C₁-C₆-Diole und/oder der C₁-C₆-Glycolmonoalkylether, wobei der pH-Wert der Lösung gegebenenfalls mittels einer Säure auf einen Wert 3 ≥ pH ≥ 1 eingestellt wird, und
– als Zinnoxidprecursor eine organische Zinnverbindung, gelöst in mindestens einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe der C₁-C₆-Alkohole, der C₁-C₆-Diole, der C₁-C₆-Glycolmonoalkylether und/oder der C₁-C₈-Carbonsäure,
– zu einer Precursoren-Lösung vereinigt, wobei jeweils der Gehalt der Precursoren in der vereinigten Lösung nicht mehr als 20 Gew.-% an Indium und Zinn, bezogen auf In₂O₃ und SnO₂, beträgt und wobei der Gehalt der Precusoren dem später gewünschten Verhältnis der Mischoxidkomponenten entspricht,
– die Precursoren-Lösung mittels einer Düse mit einem Zerstäubungsgas, vorzugsweise Luft oder ein inertes Traggas, zerstäubt, und
– mit einem Brenngas und Luft (Primärluft) vermischt und
– das Gemisch aus Brenngas, Luft (Primärluft) und zerstäubter Precursorenlösung in einer Flamme in ein Reaktionsrohr hinein verbrennen lässt,
– die heißen Gase und das feste Produkte kühlt und anschließend das feste Produkt von den Gasen abtrennt

wobei

– der Anteil der Precursorenlösung in der Gesamtgasmenge bestehend aus Zerstäubungsgas, Luft (Primärluft), und Brenngas von 10 bis 100 g Lösung/Nm³ Gas beträgt,
– Lambda, definiert als das Verhältnis vorhandener Sauerstoff aus der eingesetzten Luft / Verbrennung des Brenngases notwendiger Sauerstoff, 2 bis 4,5, beträgt, und
– die Verweilzeit der Precursoren in der Flamme 5 bis 30 Millisekunden ist und
– die Temperatur des Reaktionsgemisches 0,5 m unterhalb der Flamme 700 bis 800°C ist.

Es kann vorteilhaft sein, wenn man neben der Primärluft zusätzlich noch Sekundärluft oder ein inertes Gas dem Reaktionsrohr zuführt. Damit kann die Temperatur in der Reaktionszone und damit die Eigenschaften der Pulver variiert werden. Bevorzugterweise liegt die Menge an Sekundärluft oder inertem Gas zwischen 50% und 150 der Primärluftmenge.

Als Brenngase eignen sich Wasserstoff, Methan, Ethan, Propan und/oder Erdgas, wobei Wasserstoff besonders bevorzugt ist.

Besonders bevorzugt kann Indiumnitrat als Indiumoxidprecursor eingesetzt werden.

Als organische Zinnverbindung kann bevorzugt ein Zinn(II)carboxylat, wie Bis-(2-ethyl-hexanoat)zinn, Bis-(2-isooctanoat)zinn, Dibutylzinndilaurat, Dioctylzinndilaurat, Monobutylzinntris-2-ethylhexanoat, Dibutylzinndidecanoat, Dibutylzinndiisooctoat, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinnmaleat eingesetzt werden. Besonders bevorzugt kann Bis-(2-ethyl-hexanoat)zinn eingesetzt werden.

Die Wahl des C₁-C₆-Alkoholes, des C₁-C₆-Dioles, des C₁-C₆-Glycolmonoalkylethers und der C₁-C₈-Carbonsäure hängt in erster Linie von den eingesetzten Indiumoxid- und Zinnoxid-Precursoren und deren Konzentration ab. Dabei ist es wesentlich, die Mengen so zu wählen, dass beim Vereinigen der Lösung des Indiumoxidprecursors und des Zinnoxidprecursors eine Lösung vorliegt, in der sich, wenigstens innerhalb der Zeit der Verdüsung, keine Trübungen oder Niederschläge bilden, da sonst keine erfindungsgemäßen Pulver erhalten werden können.

Mit der Wahl des organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches, welches in der Reaktion zu Kohlendioxid und Wasser umgesetzt wird, können auch die Flammenparameter, wie beispielsweise die Flammentemperatur, beeinflusst werden. Damit lassen sich Stoffparameter wie BET-Oberfläche oder Aggregatgrößen variieren.

Es ist weiterhin wesentlich das Verfahren so durchzuführen, dass die Lösungen der Precursoren vor der Zerstäubung vereinigt werden. Eine getrennte Zerstäubung der Precursorenlösungen führt nicht zu einem erfindungsgemäßen Indium-Zinn-Mischoxidpulver.

Als besonders geeignete Lösungsmittel haben sich Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, n-Butanol, Ethylenglykol und Isopropylglykol erwiesen.

Als Säure zur Einstellung des pH-Wertes kann bevorzugt eine C₁-C₄-Carbonsäure eingesetzt werden. Dabei können Essigsäure und Milchsäure besonders bevorzugt sein.

Die Lösung des Zinnoxid-Precursors kann als C₁-C₈-Carbonsäure bevorzugt 2-Ethylhexansäure, Isooctansäure oder Hexansäure enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Indium-Zinn-Mischoxidpulvers zur Herstellung von elektrisch-leitfähigen Lacken und Beschichtungen, Solarzellen, IR- und UV-Absorbern und in der Medizintechnik.

Die BET-Oberfläche wird nach DIN 66131 bestimmt.
Der mittlere Aggregatumfang, der equivalente Kreisdurchmesser (ECD), die mittlere Aggregatfläche und der mittlere Primärpartikeldurchmesser wird durch Auswertung von TEM-Aufnahmen bestimmt. Die TEM-Aufnahmen werden mit einem Hitachi TEM-Gerät, Typ H-75000-2 erhalten und mittels CCD-Kamera des TEM-Gerätes und anschließender Bildanalyse ausgewertet.
Der spezifische elektrische Widerstand der Pulver wird bei Raumtemperatur und 40% relativer Feuchte in Abhängigkeit von der Pressdichte gemessen. Dazu wird die Probe zwischen zwei bewegliche Elektroden gebracht und nach dem Anlegen eines Gleichstromes der Stromfluß ermittelt. Dann wird die Dichte des Pulvers durch Verringerung des Elektrodenabstandes schrittweise erhöht und der Widerstand erneut gemessen. Die Messung erfolgt nach DIN IEC 93. Der minimale spezifische Widerstand wird bei einer stoffabhängigen maximalen Pressdichte erhalten.
Der Sauerstoffgehalt der Pulver wird mit einem Gerät Element Determinator NOA5003, Fa. Rose Mount, bestimmt.
Beispiel 1:
Lösung 1: Es wird zunächst eine Lösung von 13 Gewichtsanteilen Indiumnitrat (gerechnet als In₂O₃) in 35 Gewichtanteilen Methanol, 35 Gewichtsanteilen Wasser und 17 Gewichtsanteilen Essigsäure hergestellt. Der pH-Wert der Lösung beträgt 2,1.
Lösung 2: (Ethylhexanoat)₂Sn in 2-Ethylhexansäure (entsprechend 29 Gew.-% Sn). Die Lösung wird mit Methanol auf 16,6 Gewichtsanteile, bezogen auf Sn, verdünnt.
Die Lösungen 1 und 2 werden so vermischt, dass ein Indium-Zinn-Mischoxidpulver mit 88 Gew.-% Indiumoxid und 12 Gew.-% Zinnoxid resultiert. Die vereinigte Lösung wird durch eine Düse (Durchmesser 0,8 mm) mittels 5 Nm³/h Stickstoff zerstäubt und mit einer Förderrate von 1400 g/h in das Reaktionsrohr geführt. Hier brennt eine Knallgasflamme aus 4 Nm³/h Wasserstoff und 15 m³/h Primärluft. Dem Reaktionsrohr werden zusätzlich 15 Nm³/h Sekundärluft zugeführt. Die Temperatur 0,5 m unterhalb der Flamme beträgt 765°C. Das Reaktionsgemisch wird anschließend durch eine Kühlstrecke geführt. Nachfolgend wird das erhaltene Pulver in bekannter Weise vom Gasstrom abgetrennt.
Die erfindungsgemäßen Beispiele 2 bis 7 werden analog Beispiel 1 durchgeführt. Die entsprechenden Einsatzstoffmengen und Reaktionsbedingungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
In den Beispielen 2 bis 4 wird (Ethylhexanoat)Sn, in Beispiel 5 wird Dibutyl-Sn-Laurat und in den Beispielen 6 und 7 (Isooctanoat)₂Sn als Zinnoxidprecusor eingesetzt. Indiumnitrat ist in den Beispielen 1,2 und 5 bis 7 in einem Gemisch aus Wasser, Methanol und Essigsäure gelöst. In Beispiel 3 ist Indiumnitrat in einem Gemisch aus Wasser, Milchsäure und n-Butanol gelöst. Der Durchsatz an Precursorenlösung liegt zwischen 1400 und 1520 g/h.
Verdüsungsgas ist in allen Beispielen Stickstoff, die Menge beträgt in den erfindungsgemäßen Beispielen 5 Nm³/h. Die Menge an Primärluft und Sekundärluft beträgt in allen erfindungsgemäßen Beispielen 15 Nm³/h. Der Durchsatz an Precursorenlösung pro m³ Gas liegt in den erfindungsgemäßen Beispielen zwischen 51,6 und 57,0 g/Nm³ Gas (Verdüsungsgas + Primärluft + Wasserstoff) bezieungsweise zwischen 33,2 und 36,5 g/Nm³ Gas (Verdüsungsgas + Primärluft + Sekundärluft + Wasserstoff).
Die Reaktortemperaturen 50 cm unterhalb der Flamme liegen bei den erfindungsgemäßen Beispielen zwischen 720°C und 793°C.
Der Lambda-Wert in den erfindungsgemäßen Beispielen liegt zwischen 3,15 und 3,82.
Die Verweilzeit in den erfindungsgemäßen Beispielen liegt zwischen 25 und 27 Millisekunden.
Die Beispiele 8 bis 12 sind Vergleichsbeispiele.
In Beispiel 8 werden anorganische Precursoren, nämlich Indiumnitrat und Zinnchlorid, gelöst in Wasser, eingesetzt.
In Beispiel 9 werden die Lösungen der Precursoren, Indiumnitrat in Wasser und (Ethylhexanoat)₂Sn in Methanol, getrennt in die Flamme geführt.
In Beispiel 10 und 11 liegen die lambda-Werte außerhalb des beanspruchten Bereiches.
In Beispiel 12 liegt die Verweilzeit außerhalb des beanspruchten Bereiches.
In Tabelle 2 sind die physikalisch-chemischen Werte der erhaltenen Pulver wiedergegeben.
Die erfindungsgemäßen Pulver der Beispiele 1 bis 7 zeigen ansteigende Werte für den spezifischen Widerstand. Jedoch sind die Werte auch bei hohen Zinnoxidanteilen immer noch niedrig. So ist beispielsweise der spezifische Widerstand bei 0,6 g/cm³ Pressdichte des Pulvers aus Beispiel 5 mit einem Anteil an Zinnoxid von 28 Gew.-% vergleichbar mit dem Pulver aus Beispiel 8, welches einen Anteil an Zinnoxid von 6 Gew.-% aufweist.
Das Vergleichsbeispiel 9 zeigt, dass es wesentlich ist, die beiden Precursoren gemeinsam in die Flamme zu führen. In diesem Beispiel wurde eine Dreistoffdüse eingesetzt. Das Ergebnis ist ein Pulver mit nicht akzeptabler Leitfähigkeit.
In Vergleichsbeispiel 10 ist der lambda-Wert mit 4,32 ausserhalb des beanspruchten Bereiches. Das erhaltene Pulver weist eine hohe BET-Oberfläche auf, jedoch ist der spezifische Widerstand auch hier nicht akzeptabel.
In Vergleichsbeispiel 11 ist der lambda-Wert mit 1,95 ebenfalls ausserhalb des beanspruchten Bereiches. Das erhaltene Pulver weist zwar eine gute Leitfähigkeit auf, jedoch ist die BET-Oberfläche mit 22 m²/g für viele Anwendungen zu gering.
In Vergleichsbeispiel 12 ist die Verweilzeit des Reaktionsgemisches mit 50 ms ausserhalb des beanspruchten Bereiches. Der spezifische Widerstand des erhaltenen Pulvers ist nicht akzeptabel.
In Tabelle 3 sind die Werte der Bildanalyse der Pulver aus den erfindungsgemäßen Beispielen 3, 5, 6 und 7 wiedergegeben.
Tabelle 3: Bildanalyse-Werte

Claims

Indium-Zinn-Mischoxidpulver dadurch gekennzeichnet, dass es aus Aggregaten von Primärpartikeln besteht und 50 bis 90 Gew.-% Indiumoxid, gerechnet als In₂O₃, und 10 bis 50 Gew.-% Zinnoxid, gerechnet als SnO₂, enthält.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es 60 bis 85 Gew.-% Indiumoxid, gerechnet als In₂O₃, und 15 bis 40 Gew.-% Zinnoxid, gerechnet als SnO₂, enthält.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach den Ansprüchen 1 oder 2, weniger als 0,3 Gew.-% Kohlenstoff enthält.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es bis zu 3 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Pulver, einer oder mehrerer Metalle und/oder Metalloxide als Dotierkomponente enthält.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine mittlere Aggregatfläche von 1500 bis 4500 nm², einen mittleren, equivalenten Durchmesser (ECD) von 30 bis 70 nm und einen mittleren Aggregatumfang von 200 bis 600 nm aufweist.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen mittleren, minimalen Durchmesser von 30 bis 70 nm und einen mittleren, maximalen Durchmesser von 60 bis 120 nm aufweist.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine BET-Oberfläche von 30 bis 70 m²/g aufweist.
Indium-Zinn-Mischoxidpulver nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es in der Röntgenbeugungsanalyse nur eine Phase von Indiumoxid zeigt.
Verfahren zur Herstellung des Indium-Zinn-Mischoxidulvers gemäß der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man – als Indiumoxidprecursor eine anorganische Indiumverbindung, welche keine Chloratome enthält, gelöst in einem Gemisch aus Wasser und Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe der C₁-C₆-Alkohole, der C₁-C₆-Diole und/oder der C₁-C₆-Glycolmonoalkylether, wobei der pH-Wert der Lösung gegebenenfalls mittels einer Säure auf einen Wert 3 ≥ pH ≥ 1 eingestellt wird, und – als Zinnoxidprecursor eine organische Zinnverbindung, gelöst in mindestens einem Lösungsmittel, ausgewählt aus der Gruppe der C₁-C₆-Alkohole, der C₁-C₆-Diole, der C₁-C₆-Glycolmonoalkylether und/oder der C₁-C₈-Carbonsäure, – zu einer Precursoren-Lösung vereinigt, wobei jeweils der Gehalt der Precursoren in der vereinigten Lösung nicht mehr als 20 Gew.-% an Indium und Zinn, bezogen auf In₂O₃ und SnO₂, beträgt und wobei der Gehalt der Precusoren dem später gewünschten Verhältnis der Mischoxidkomponenten entspricht, – die Precursoren-Lösung mittels einer Düse mit einem Zerstäubungsgas, vorzugsweise Luft oder ein inertes Traggas, zerstäubt, und – mit einem Brenngas und Luft (Primärluft) vermischt und – das Gemisch aus Brenngas, Luft (Primärluft) und zerstäubter Precursorenlösung in einer Flamme in ein Reaktionsrohr hinein verbrennen lässt, – die heißen Gase und das feste Produkte kühlt und anschließend das feste Produkt von den Gasen abtrennt, wobei – der Anteil der Precursorenlösung in der Gesamtgasmenge bestehend aus Zerstäubungsgas, Luft (Primärluft), und Brenngas von 10 bis 100 g Lösung/Nm³ Gas beträgt, – Lambda, definiert als das Verhältnis vorhandener Sauerstoff aus der eingesetzten Luft / Verbrennung des Brenngases notwendiger Sauerstoff, 2 bis 4,5, beträgt, und – die Verweilzeit der Precursoren in der Flamme 5 bis 30 Millisekunden ist und – die Temperatur des Reaktionsgemisches 0,5 m unterhalb der Flamme 700 bis 800°C ist.
Verwendung des Indium-Zinn-Mischoxidpulvers gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 zur Herstellung von elektrischleitfähigen Lacken und Beschichtungen, Solarzellen, IR und UV-Absorbern und in der Medizintechnik.