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ITO透明导电薄膜的电纺丝制备工艺研究

ITO透明导电薄膜的电纺丝制备工艺研究

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作者：杨立宁石家庄铁道大学

学位级别：硕士

由于铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，简称ITO)透明导电薄膜具有高可见光透过率和高电导率，因此被广泛用于制备薄膜晶体管、液晶显示器、等离子显示器等。电纺丝技术是一种简单而高效制备微纳米纤维薄膜的技术，由于此技术所需设备和实... 详细信息

由于铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，简称ITO)透明导电薄膜具有高可见光透过率和高电导率，因此被广泛用于制备薄膜晶体管、液晶显示器、等离子显示器等。电纺丝技术是一种简单而高效制备微纳米纤维薄膜的技术，由于此技术所需设备和实验成本低，制备出的纤维比表面积大、适用性广泛等独特的优势，近年来备受关注。本文利用该技术制备ITO透明导电薄膜。本文首先对纳米颗粒的团聚及其在液相中的分散和稳定性进行理论分析，然后采用物理和化学的分散方法对ITO纳米颗粒进行液相中的分散。最终确定了制备具有良好分散及稳定性ITO悬浮液的最佳工艺参数：搅拌速度为600r·min、搅拌时间为4h、超声时间为3h时、PVP分散剂加入量为1.5g。此后，针对电纺丝技术成形薄膜效率低的问题，本文设计出了气流辅助高效电纺丝喷头，并研究了喷头参数与ITO薄膜均匀性的关系。对比实验表明：气流辅助高效电纺丝喷头的纺丝效率可以达到100g·h，比不锈钢针头的单喷头高出数十倍;气流辅助高效电纺丝喷头制备的薄膜缺陷少且均匀性好;优化后的喷头参数为：喷口间隙为0.2mm，送气气压为1.5MPa，送液气压为0.12MPa。为了提高电纺丝法成形薄膜的均匀性，本文提出了多次纺丝与退火的薄膜成形工艺，并与一次纺丝与退火工艺进行了对比。结果表明：采用多次纺丝与退火工艺所制备的ITO薄膜较一次纺丝与退火工艺所成形的ITO薄膜，薄膜的均匀性有了很大的提高，同时薄膜的光电性能也得到很大提高。最后，本文对退火工艺对ITO薄膜光电性能的影响进行了研究。结果表明：纺丝30min所制备的薄膜的最佳退火工艺条件为温度500℃、时间60min，薄膜的厚度为100nm左右，可见光透过率在80%以上，方块电阻可达80Ω，电阻率可达8.25×10Ω.cm。

关键词：电纺丝技术铟锡氧化物(ITO) 气流辅助高效喷头多次纺丝与退火

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