JP3878867B2 - Indium hydroxide and oxide - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、水酸化インジウム及び酸化インジウム粉末並びにその製造方法に関する物である。
【0002】
近年、太陽電池や液晶ディスプレー透明電極やタッチパネルなどに用いる透明導電膜としてITO薄膜の需要が急増している。このようなITO薄膜を形成する方法には、ITO微粒子を基材に塗布する方法、IT合金ターゲットあるいはITO焼結体ターゲットのスパッタリングもしくは、真空蒸着法により基材面にITO膜を形成させる方法などが知られているが、現在では特にITO焼結体のスパッタリング法が高性能な膜が得られることから一般的となっている。
【0003】
本発明による酸化インジウム粉末は、このようなスパッタリング法によって透明導電膜を作成する際に用いられるITO焼結体スパッタリングターゲット製造時の原料粉末として、極めて優れた性能を有するものである。
【0004】
【従来の技術】
従来、酸化インジウム、酸化スズ粉末又はITO粉末は、各々金属水酸化物、酸化物水和物、有機金属塩又は無機金属塩の粉末、あるいはそれぞれのゾル、ゲルを加熱脱水あるいは熱分解する方法やインジウム塩とスズ塩の混合溶液に沈殿剤を添加して沈殿生成(特開昭62−7627、特開昭60−186416)、又は、加水分解により生成(特開昭58−36925)した生成物を加熱分解する方法が知られている。
【0005】
通常、ITO焼結体は、酸化インジウムと酸化スズの混合粉末(ITO粉末)を加圧成型後焼結して製造されているが、酸化インジウムのみでは、1000℃付近から焼結し、比較的易焼結性であるが、ITO粉末は難焼結性の酸化スズが焼結疎外剤となり焼結しにくくなり、従来の方法では高密度な焼結体を得ることは非常に困難であった。
【0006】
従来の粉末を用いた場合、ITO焼結体の多くは焼結密度が理論密度の65%程度(〜4.6g/cm)の低密度の焼結体でしかなく、また電気抵抗も高い。尚、ITO焼結体の焼結密度は、100%で7.1g/cmである。
【0007】
このような低密度なITOターゲットは導電性、熱伝導性及び抗折力が低く、スパッタリング時、成膜速度が遅く、ターゲット表面は還元され易くさらには、放電が不安定であった。
【0008】
そこで、このような問題を解決するために、高密度ITO焼結体の製造を可能にする原料粉末の製造方法がいくつか提案されている。例えば、酸化インジウム粉末を仮焼し、平均粒径が3〜6μmの酸化インジウム又は酸化スズとしこれを用いる方法がある(特開昭62−21751)。
【0009】
しかし、このような比較的大粒径の原料粉末によって得られるITO焼結体は、たかだか5g/cmで、十分に高密度とは言えない。また、沈殿剤を使用した共沈ITO粉末を焼結体原料に用いる方法が提案されている。(特開昭62−12009)。しかし、この方法でも得られる焼結体の焼結密度は、理論密度の70%(5g/cm)程度で、十分に高密度とは言えない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、理論密度5.3g/cm以上の高密度焼結体が製造可能な酸化インジウム粉末及びその前駆体である水酸化インジム粉末、さらに、その酸化インジウム粉末及び水酸化インジム粉末の製造方法並びにその用途を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高密度ITO焼結体を製造する際の原料粉末に関し鋭意検討した結果、酸化インジウム粉末の粉末物性は、その前駆体である水酸化インジウムにより、影響されることを見出し本発明を完成するに至った。
【0012】
すなわち、本発明は、水酸化インジウムを針状結晶とすることにより、水酸化インジウムの状態で凝集を抑制し、さらには、該針状結晶の粒子径を制御することにより、仮焼して得られる酸化インジウム粉末の凝集及び粒子径を制御することを基礎とする。
【0013】
本発明の水酸化インジウムは、針状結晶であることを必須とする。針状結晶であることにより、球状粒子に比べ凝集を抑制することが可能となる。針状の平均の長さは0.03〜0.3μmであり、これ以上長いと仮焼して得られる酸化インジウム粉末の結晶子径が大きくなり、焼結性が低下する。これ以上小さい場合、粉末の凝集が激しくなり、粉末の分散性が低下し、焼結性が低下する。
【0014】
針状結晶の大きさは、透過型電子顕微鏡(TEM)観察により確認できる。
【0015】
針状結晶の直径は、特に限定しないが、針状であるため長さ方向よりは小さく長さに対する直径の比が0.4〜0.05の範囲が好ましい。
【0016】
また、本発明の水酸化インジウムは、X線回折のミラー指数でいう(200)面に配向した結晶であり、(200)面ピーク強度に対して、(220)面のピーク強度が20%以下である事が好ましい。結晶の配向性はX線回折パターンとHanawalt index(ASTM)により確認することができ、(200)の回折ピークは、2θ=22.28度付近に、また、(220)面は31.71度付近に出現する。水酸化物によっては、(200)の回折ピーク以外に、2θ=23〜26度に(200)の回折ピーク強度に対して5%以上の強度を持つ結晶性のピークが出現することがあるが、このような水酸化インジウム粉末は、結晶に乱れが生じているためか、凝集性の粉末となり、高密度ITO焼結体を与えないため好ましくない。
【0017】
また、2θ=30.99度に酸化インジウムの(222)面のX線回折ピークが出現する水酸化インジウムも好ましくない。水酸化物の酸化物への脱水反応は、270℃付近で起こるが、この温度以下の乾燥温度で水酸化インジム中に酸化インジウムが含まれることは、水酸化物中に反応活性な微粒子が含まれていることを示しており、このような水酸化インジウムを仮焼して得られる酸化インジウムは凝集性の粉末となり易く、高密度ITO焼結体用の粉末とはなりにくい。
【0018】
次に、このような水酸化インジウムの製造方法を説明する。
【0019】
このような、水酸化インジウムは、インジウム硝酸水溶液にアルカリ水溶液を添加することにより合成される。アルカリ水溶波にインジウム硝酸水溶液を添加した場合、得られる水酸化インジウムは微細な粉末となり、凝集が激しく、仮焼して得られる酸化インジウム粉末も分散性が悪く、高密度ITO焼結体の原料粉末とはならない。
【0020】
添加するアルカリ水溶液には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニア等の水溶液が使用できるが、水酸化インジウム中に金属イオンが残存しないアンモニア水溶液が特に好ましい。
【0021】
インジウム硝酸水溶液の温度としては70〜95℃に保ちながら、アルカリ水溶液を添加する必要がある。70℃より反応温度が低い場合、針状結晶が成長しにくく、凝集した粉末となる。一方、95℃より高い温度では加圧装置が必要になり、生産設備が高価なものとなり、現実的でない。
【0022】
インジウム硝酸水溶液にアルカリ水溶液を添加する際、その添加時間としては、30分〜3時間が好ましい。添加時間が短いと針状結晶が成長せず、さらには、微細な粉末が多くなるため、凝集した粉末となる。一方、添加時間が著しく長い場合、粒成長が起こり、針状結晶の平均の長さが0.3μmより長くなるため、仮焼して得られる酸化インジウム粉末の結晶子径が大きくなり、焼結性に劣る粉末となる。
【0023】
アルカリ水溶液の添加は、インジウム硝酸水溶液の最終pHが7〜9になるまで行う事が好ましい。この範囲以外で、アルカリ水溶液の添加を終了した場合、得られる水酸化インジウムスラリーが濾過性の悪いものとなる。
【0024】
また、アルカリ水溶液の添加による中和反応は、攪拌を行いながら行うことが好ましい。攪拌を行わない場合、添加したアルカリ水溶液が反応槽内で不均一となる。攪拌速度は、数回転/分から数百回転/分が好ましく、特に、30〜150回転/分が好ましい。
【0025】
得られたスラリーは、室温になるまで静置し、固液分離したのち乾燥する。
【0026】
乾燥温度は、90〜260℃が好ましい。乾燥温度が高すぎると一部酸化物が生成し、粉末は不均一となり、低すぎると乾燥効率が悪くなる。
【0027】
乾燥ケークは、仮焼する前に軽く解砕することが好ましい。仮焼前に解砕した方が得られる酸化インジウム粉末の分散性は向上し、より高密度なITO焼結体を製造可能にする。
【0028】
解砕方法は、特に制限しないが例えば、自動乳鉢やハンマーミル等で十分である。
【0029】
解砕した水酸化インジウムは、仮焼し、酸化インジウムとする。仮焼温度は、500〜900℃、特に600〜800℃が好ましい。仮焼温度が低すぎると成型体密度が上がらず、高密度焼結体とならない。一方、高すぎると、酸化インジウム粉末の結晶子径が大きすぎるため焼結性は低下する。
【0030】
このようにして得られた酸化インジウム粉末は、結晶子径が200〜500オングストロームであり、結晶子径とBET径の違いが100オングストローム以内であり、且つ粒度分布から求めた平均粒径が0.5μm以下である。
【0031】
結晶子径が200オングストロームより小さいものは、粒径が小さすぎるため凝集粒子となり、高密度ITO焼結体を与えない。一方、500オングストロームより大きいものは、粒径が大きすぎるため、焼結性が低下し高密度ITO焼結体を与えない。
【0032】
また、結晶子径とBET径の違いが200オングストロームより大きい場合、粉末の一次粒径は、多結晶となっており、凝集の激しい粉末であるため、この場合も、ITO焼結体は高密度とならない。
【0033】
結晶子径は、酸化インジウムの(222)X線回折ピークの半価幅から求めることができる。また、BET径は、粉末のBET値を測定し、粒子を球に近似して求めた値である。
【0034】
粒度分布から求めた平均粒径は、0.5μm以下である。平均粒径がこれ以上大きい場合、酸化インジウム粉末は堅く凝集しており、このような粉末は、高密度ITO焼結体を与えない。粒度分布は遠心沈降式の粒度分布測定器によるものが一般的である。
【0035】
本発明による酸化インジウム粉末を用いれば、焼結密度が5.3g/cm以上の高密度で且つ低抵抗なITO焼結体を以下の方法により製造することができる。
【0036】
ITO焼結体製造用のITO粉末は、本発明の酸化インジウム粉末に酸化すず粉末を5〜15wt%混合することにより得られる。この混合には、ボールミルや振動ミル等の機器を使用する。
【0037】
得られたITO粉末は、所望の形に成型される。
【0038】
成型は、金形プレスや冷間静水圧プレス(CIP)による成型でもよく、複雑形状にはスリップキャスト成型等が用いられる。
【0039】
最後に、得られた成型体を、1350℃〜1600℃の温度で焼結する。
【0040】
【実施例】
以下実施例に基づき本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0041】
実施例1
インジウムイオン:0.5モル/リットル、硝酸イオン:1.53モル/リットルを含む硝酸インジウム水溶液2.2リットルを攪拌機付き3リットルのセパラブルフラスコにとり、還流しながら85℃に加熱し、14%のアンモニア水溶液を8.62/min.の速度で硝酸インジウム水溶液中に1時間で添加した。添加終了のpHは8.1であった。生成した水酸化インジウムスラリーは濾過し、6リットルの純水で洗浄し、110℃で乾燥した後、乳鉢で粉砕した。得られた針状水酸化インジウムは、平均の長さが0.09μmであった。その針状水酸化インジウムの粒子構造を示す透過型電子顕微鏡写真を図1に示す。
【0042】
この水酸化インジウムを700℃で4時間仮焼して得られた酸化インジウムは、結晶子径が380オングストロームであり、BET径が410オングストロームであり、粒度分布から求めた平均粒径が0.32μmであった。
【0043】
この酸化インジウム粉末135gに酸化スズ15gを乳鉢で混合し、金型で加圧成型した後、常圧大気中で1400℃で焼結させた。焼結における昇温速度は100℃/時間、1400℃では、10時間保持、降温速度は100℃/時間とした。このような焼結条件で、焼結密度5.8g/cm、比抵抗3×10−4Ω・cmの焼結体が得られた。
【0044】
比較例1
インジウム水溶液の温度を50℃に設定し、実施例1と同様に水酸化インジウムを得た。得られた針状水酸化インジウムは、平均の長さが0.02μmで非常に微細なものであった。その微細な針状水酸化インジウムの粒子構造を示す透過型電子顕微鏡写真を図2に示す。
【0045】
この水酸化インジウムを700℃で4時間仮焼して得られた酸化インジウムの結晶子径は190オングストローム、BET径は230オングストロームであり、粒度分布から求めた平均粒径は0.8μmであった。
【0046】
この酸化インジウム粉末を実施例1と同様に焼結したが、焼結密度は5.0g/cmであった。
【0047】
比較例2
アンモニア水溶液の添加速度を34.48ミリリットル/min.で15分で添加を終了する以外は、実施例1と同様な操作をして水酸化インジウムを得た。得られた針状水酸化インジウムは、平均の長さが0.06μmであったがX線回折の結果から、酸化インジウムが含まれていた。この粉末を700℃で4時間仮焼して得られた酸化インジウムの結晶子径は360オングストローム、BET径は580オングストロームであり、粒度分布から求めた平均粒径は0.8μmであった。
【0048】
この酸化インジウム粉末を実施例1と同様に焼結したが、焼結密度は5.1g/cmであった。
【0049】
比較例3
アンモニア水溶液の添加速度を2.16ミリリットル/min.とし4時間で添加を終了する以外は、実施例1と同様な操作をして水酸化インジウムを得た。得られた針状水酸化インジウムは、平均の長さが0.4μmであった。その針状水酸化インジウムの粒子構造を示す透過型電子顕微鏡写真を図3に示す。この水酸化インジウムを700℃で4時間仮焼して得られた酸化インジウムの結晶子径は480オングストローム、BET径は700オングストロームであり、粒度分布から求めた平均粒径は0.8μmであった。
【0050】
この酸化インジウム粉末を実施例1と同様に焼結したが、焼結密度は5.1g/cmであった。
【0051】
比較例4
実施例1と同様にして得られた水酸化インジウムを450℃で4時間仮焼して得られた酸化インジウムの結晶子径は180オングストロームであり、実施例13と同様に焼結したが、焼結密度は4.7g/cmであった。
【0052】
比較例5
実施例1と同様にして得られた水酸化インジウムを1000℃で4時間仮焼して得られた酸化インジウムの結晶子径は810オングストロームであり、実施例1と同様に焼結したが、焼結密度は4.8g/cmであった。
【0053】
【発明の効果】
本発明の水酸化インジウムは、仮焼することにより、微細で高分散な酸化インジウム粉末を与え、該酸化インジウム粉末をITO焼結体の原料粉末として使用すれば、高密度で且つ低抵抗であるITO焼結体を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得た水酸化インジウムの粒子構造を示す透過型電子顕微鏡写真である。
【図2】比較例1で得た水酸化インジウムの粒子構造を示す透過型電子顕微鏡写真である。
【図3】比較例3で得た水酸化インジウムの粒子構造を示す透過型電子顕微鏡写真である。
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to indium hydroxide and indium oxide powder and a method for producing the same.
[0002]
In recent years, the demand for an ITO thin film as a transparent conductive film used for a solar cell, a liquid crystal display transparent electrode, a touch panel or the like has increased rapidly. Methods for forming such an ITO thin film include a method of applying ITO fine particles to a substrate, a method of forming an ITO film on the surface of a substrate by sputtering of an IT alloy target or an ITO sintered body target, or a vacuum deposition method, etc. However, at present, the sputtering method of the ITO sintered body is generally used because a high-performance film can be obtained.
[0003]
The indium oxide powder according to the present invention has extremely excellent performance as a raw material powder for producing an ITO sintered body sputtering target used when producing a transparent conductive film by such a sputtering method.
[0004]
[Prior art]
Conventionally, indium oxide, tin oxide powder, or ITO powder is a method of dehydrating or thermally decomposing metal hydroxide, oxide hydrate, organic metal salt or inorganic metal salt powder, or each sol or gel, respectively. Precipitation agent added to a mixed solution of indium salt and tin salt to form a precipitate (JP-A-62-2627, JP-A-60-186416), or a product produced by hydrolysis (JP-A 58-36925) There is known a method of thermally decomposing the above.
[0005]
Usually, ITO sintered body is manufactured by pressing and sintering a mixed powder of indium oxide and tin oxide (ITO powder), but indium oxide alone sinters from around 1000 ° C, Although it is easy to sinter, ITO powder is difficult to sinter due to the sintering sinter of tin oxide as a sintering alienating agent, and it was very difficult to obtain a high-density sintered body by the conventional method. .
[0006]
When conventional powders are used, most of the ITO sintered bodies are low-density sintered bodies whose sintered density is about 65% of theoretical density (˜4.6 g / cm 3 ), and also have high electric resistance. . The sintered density of the ITO sintered body is 7.1 g / cm 3 at 100%.
[0007]
Such a low-density ITO target has low conductivity, thermal conductivity, and bending strength, the film formation rate is low during sputtering, the target surface is easily reduced, and discharge is unstable.
[0008]
Thus, in order to solve such problems, several methods for producing raw material powders that enable the production of a high-density ITO sintered body have been proposed. For example, there is a method in which indium oxide powder is calcined to form indium oxide or tin oxide having an average particle size of 3 to 6 μm (Japanese Patent Laid-Open No. 62-21751).
[0009]
However, the ITO sintered body obtained from such a relatively large particle size raw material powder is at most 5 g / cm 3 and cannot be said to have a sufficiently high density. In addition, a method has been proposed in which coprecipitated ITO powder using a precipitant is used as a raw material for the sintered body. (JP-A-62-12009). However, the sintered density of the sintered body obtained by this method is about 70% (5 g / cm 3 ) of the theoretical density, and cannot be said to be sufficiently high.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an indium oxide powder capable of producing a high-density sintered body having a theoretical density of 5.3 g / cm 3 or more, an indium hydroxide powder as a precursor thereof, and the indium oxide powder and indium hydroxide powder. The manufacturing method and its use are provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies on the raw material powder for producing a high-density ITO sintered body, the present inventors have found that the powder physical properties of the indium oxide powder are influenced by its precursor, indium hydroxide. The invention has been completed.
[0012]
That is, the present invention provides indium hydroxide as needle-like crystals to suppress aggregation in the state of indium hydroxide, and further, calcined by controlling the particle diameter of the needle-like crystals. It is based on controlling the agglomeration and particle size of the resulting indium oxide powder.
[0013]
The indium hydroxide of the present invention must be a needle crystal. By being acicular crystals, aggregation can be suppressed compared to spherical particles. The average length of the needle shape is 0.03 to 0.3 μm, and if it is longer than this, the crystallite diameter of the indium oxide powder obtained by calcination becomes large, and the sinterability decreases. When it is smaller than this, the agglomeration of the powder becomes intense, the dispersibility of the powder is lowered, and the sinterability is lowered.
[0014]
The size of the needle crystal can be confirmed by observation with a transmission electron microscope (TEM).
[0015]
The diameter of the acicular crystal is not particularly limited, but since it is acicular, it is smaller than the length direction and the ratio of the diameter to the length is preferably in the range of 0.4 to 0.05.
[0016]
The indium hydroxide of the present invention is a crystal oriented in the (200) plane, which is a mirror index of X-ray diffraction, and the (220) plane peak intensity is 20% or less with respect to the (200) plane peak intensity. It is preferable that The crystal orientation can be confirmed by an X-ray diffraction pattern and Hanawat index (ASTM). The diffraction peak of (200) is around 2θ = 2.28 degrees, and the (220) plane is 31.71 degrees. Appears nearby. Depending on the hydroxide, in addition to the diffraction peak of (200), a crystalline peak having an intensity of 5% or more with respect to the diffraction peak intensity of (200) may appear at 2θ = 23 to 26 degrees. Such indium hydroxide powder is not preferable because the crystal is disordered or becomes a coherent powder and does not give a high-density ITO sintered body.
[0017]
Further, indium hydroxide in which an X-ray diffraction peak of the (222) plane of indium oxide appears at 2θ = 30.99 degrees is not preferable. The dehydration reaction of hydroxide to oxide occurs at around 270 ° C., but the fact that indium oxide is contained in indium hydroxide at a drying temperature below this temperature means that the reactive fine particles are contained in the hydroxide. Indium oxide obtained by calcining such indium hydroxide is likely to be an agglomerated powder and is not likely to be a powder for a high-density ITO sintered body.
[0018]
Next, a method for producing such indium hydroxide will be described.
[0019]
Such indium hydroxide is synthesized by adding an alkaline aqueous solution to an indium nitric acid aqueous solution. When an indium nitric acid aqueous solution is added to an alkaline water-soluble wave, the resulting indium hydroxide becomes a fine powder, agglomeration is intense, and the indium oxide powder obtained by calcining is also poorly dispersible, which is a raw material for high-density ITO sintered bodies It will not be a powder.
[0020]
An aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia or the like can be used as the alkaline aqueous solution to be added, but an aqueous ammonia solution in which metal ions do not remain in indium hydroxide is particularly preferable.
[0021]
It is necessary to add an alkaline aqueous solution while maintaining the temperature of the indium nitric acid aqueous solution at 70 to 95 ° C. When the reaction temperature is lower than 70 ° C., acicular crystals are difficult to grow and become agglomerated powder. On the other hand, at a temperature higher than 95 ° C., a pressurizing device is required, and the production equipment becomes expensive, which is not realistic.
[0022]
When adding alkaline aqueous solution to indium nitric acid aqueous solution, as the addition time, 30 minutes-3 hours are preferable. When the addition time is short, needle-like crystals do not grow, and more fine powders increase, resulting in an agglomerated powder. On the other hand, when the addition time is remarkably long, grain growth occurs, and the average length of the acicular crystals becomes longer than 0.3 μm, so that the crystallite diameter of the indium oxide powder obtained by calcination becomes large, and sintering The powder becomes inferior.
[0023]
The addition of the alkaline aqueous solution is preferably performed until the final pH of the indium nitric acid aqueous solution becomes 7-9. Outside this range, when the addition of the alkaline aqueous solution is terminated, the resulting indium hydroxide slurry has poor filterability.
[0024]
Moreover, it is preferable to perform the neutralization reaction by addition of aqueous alkali solution, stirring. When stirring is not performed, the added aqueous alkali solution becomes uneven in the reaction vessel. The stirring speed is preferably from several revolutions / minute to several hundred revolutions / minute, and particularly preferably from 30 to 150 revolutions / minute.
[0025]
The obtained slurry is allowed to stand until it reaches room temperature, and after solid-liquid separation, it is dried.
[0026]
The drying temperature is preferably 90 to 260 ° C. If the drying temperature is too high, some oxides are generated and the powder becomes non-uniform, and if it is too low, the drying efficiency is poor.
[0027]
The dried cake is preferably lightly crushed before calcining. The dispersibility of the indium oxide powder obtained by pulverizing before calcination is improved, and a higher density ITO sintered body can be produced.
[0028]
Although the crushing method is not particularly limited, for example, an automatic mortar or a hammer mill is sufficient.
[0029]
The crushed indium hydroxide is calcined to form indium oxide. The calcination temperature is preferably 500 to 900 ° C, particularly preferably 600 to 800 ° C. If the calcining temperature is too low, the density of the molded body will not increase and a high-density sintered body will not be obtained. On the other hand, if it is too high, the crystallite diameter of the indium oxide powder is too large, so that the sinterability decreases.
[0030]
The indium oxide powder thus obtained has a crystallite diameter of 200 to 500 angstroms, the difference between the crystallite diameter and the BET diameter is within 100 angstroms, and the average particle diameter determined from the particle size distribution is 0.00. 5 μm or less.
[0031]
When the crystallite size is smaller than 200 angstroms, the particle size is too small to be agglomerated particles and do not give a high-density ITO sintered body. On the other hand, those larger than 500 angstroms are too large in particle size, so that the sinterability is lowered and a high-density ITO sintered body is not provided.
[0032]
In addition, when the difference between the crystallite diameter and the BET diameter is larger than 200 angstroms, the primary particle diameter of the powder is polycrystalline and is a highly agglomerated powder. Not.
[0033]
The crystallite diameter can be determined from the half width of the (222) X-ray diffraction peak of indium oxide. The BET diameter is a value obtained by measuring the BET value of the powder and approximating the particle to a sphere.
[0034]
The average particle size obtained from the particle size distribution is 0.5 μm or less. When the average particle size is larger than this, the indium oxide powder is tightly agglomerated and such powder does not give a high density ITO sintered body. The particle size distribution is generally measured by a centrifugal sedimentation type particle size distribution measuring device.
[0035]
If the indium oxide powder according to the present invention is used, a high-density and low-resistance ITO sintered body having a sintered density of 5.3 g / cm 3 or more can be produced by the following method.
[0036]
An ITO powder for producing an ITO sintered body can be obtained by mixing 5 to 15 wt% of tin oxide powder with the indium oxide powder of the present invention. For this mixing, a device such as a ball mill or a vibration mill is used.
[0037]
The obtained ITO powder is molded into a desired shape.
[0038]
Molding may be performed by a die press or a cold isostatic press (CIP), and slip casting or the like is used for complex shapes.
[0039]
Finally, the obtained molded body is sintered at a temperature of 1350 ° C to 1600 ° C.
[0040]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited thereto.
[0041]
Example 1
A 2.2 liter aqueous solution of indium nitrate containing indium ions: 0.5 mol / liter and nitrate ions: 1.53 mol / liter was placed in a 3 liter separable flask equipped with a stirrer and heated to 85 ° C. while refluxing, 14% Aqueous ammonia solution of 8.62 / min. Was added in an indium nitrate aqueous solution at a rate of 1 hour. The pH at the end of the addition was 8.1. The produced indium hydroxide slurry was filtered, washed with 6 liters of pure water, dried at 110 ° C., and then ground in a mortar. The obtained acicular indium hydroxide had an average length of 0.09 μm. A transmission electron micrograph showing the particle structure of the acicular indium hydroxide is shown in FIG.
[0042]
Indium oxide obtained by calcining this indium hydroxide at 700 ° C. for 4 hours has a crystallite diameter of 380 angstroms, a BET diameter of 410 angstroms, and an average particle diameter determined from the particle size distribution of 0.32 μm. Met.
[0043]
15 g of tin oxide was mixed with 135 g of this indium oxide powder in a mortar, pressed with a mold, and then sintered at 1400 ° C. in atmospheric pressure. The temperature increase rate in sintering was 100 ° C./hour, 10 hours at 1400 ° C., and the temperature decrease rate was 100 ° C./hour. Under such sintering conditions, a sintered body having a sintered density of 5.8 g / cm 3 and a specific resistance of 3 × 10 −4 Ω · cm was obtained.
[0044]
Comparative Example 1
The temperature of the indium aqueous solution was set to 50 ° C., and indium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1. The obtained acicular indium hydroxide had an average length of 0.02 μm and was very fine. A transmission electron micrograph showing the particle structure of the fine acicular indium hydroxide is shown in FIG.
[0045]
The crystallite diameter of indium oxide obtained by calcining this indium hydroxide at 700 ° C. for 4 hours was 190 angstroms, the BET diameter was 230 angstroms, and the average particle diameter determined from the particle size distribution was 0.8 μm. .
[0046]
This indium oxide powder was sintered in the same manner as in Example 1, but the sintered density was 5.0 g / cm 3 .
[0047]
Comparative Example 2
The addition rate of the aqueous ammonia solution was 34.48 ml / min. Indium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition was completed in 15 minutes. The obtained acicular indium hydroxide had an average length of 0.06 μm, but from the results of X-ray diffraction, it contained indium oxide. The crystallite diameter of indium oxide obtained by calcining this powder at 700 ° C. for 4 hours was 360 angstroms, the BET diameter was 580 angstroms, and the average particle diameter determined from the particle size distribution was 0.8 μm.
[0048]
This indium oxide powder was sintered in the same manner as in Example 1, but the sintered density was 5.1 g / cm 3 .
[0049]
Comparative Example 3
The addition rate of the aqueous ammonia solution was 2.16 ml / min. Indium hydroxide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition was completed in 4 hours. The obtained acicular indium hydroxide had an average length of 0.4 μm. A transmission electron micrograph showing the particle structure of the acicular indium hydroxide is shown in FIG. The crystallite diameter of indium oxide obtained by calcining this indium hydroxide at 700 ° C. for 4 hours was 480 Å, the BET diameter was 700 Å, and the average particle size determined from the particle size distribution was 0.8 μm. .
[0050]
This indium oxide powder was sintered in the same manner as in Example 1, but the sintered density was 5.1 g / cm 3 .
[0051]
Comparative Example 4
The crystallite diameter of indium oxide obtained by calcining indium hydroxide obtained in the same manner as in Example 1 for 4 hours at 450 ° C. is 180 Å, and sintered in the same manner as in Example 13. The consolidation density was 4.7 g / cm 3 .
[0052]
Comparative Example 5
Indium oxide obtained by calcining indium hydroxide obtained in the same manner as in Example 1 at 1000 ° C. for 4 hours has a crystallite diameter of 810 Å, and was sintered in the same manner as in Example 1. The consolidation density was 4.8 g / cm 3 .
[0053]
【The invention's effect】
The indium hydroxide of the present invention gives a fine and highly dispersed indium oxide powder by calcination, and if the indium oxide powder is used as a raw material powder for an ITO sintered body, it has high density and low resistance. It is possible to produce an ITO sintered body.
[Brief description of the drawings]
1 is a transmission electron micrograph showing the particle structure of indium hydroxide obtained in Example 1. FIG.
2 is a transmission electron micrograph showing the particle structure of indium hydroxide obtained in Comparative Example 1. FIG.
3 is a transmission electron micrograph showing the particle structure of indium hydroxide obtained in Comparative Example 3. FIG.

Claims (1)

酸化インジウムの(222)X線回折ピークの半価幅から求めた結晶子径が200〜500オングストロームであり、該結晶子径と、BET値から粒子を球に近似して求めたBET径との違いが100オングストローム以内であり、且つ遠心沈降式の粒度分布測定器により測定した粒度分布から求めた平均粒径が0.5μm以下である酸化インジウム粉末。The crystallite diameter determined from the half-value width of the (222) X-ray diffraction peak of indium oxide is 200 to 500 angstroms. An indium oxide powder having a difference within 100 angstroms and having an average particle size of 0.5 μm or less determined from a particle size distribution measured by a centrifugal sedimentation type particle size distribution analyzer .
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