桂林电子科技大学朱归胜团队研究成果：ITO纳米粉体的微反应制备及性能研究
引言
氧化铟锡（ITO）作为透明导电材料，在智能显示、光伏电池、LED等领域具有不可替代的作用。工业上通常采用磁控溅射法以ITO靶材制备薄膜，而靶材性能直接取决于ITO粉体的质量。传统制备方法存在颗粒尺寸不均、分散性差等问题，制约了ITO靶材及薄膜的性能提升。因此，开发高性能ITO粉体的制备技术对推动相关产业发展具有重要意义。论文基于桂林电子科技大学朱归胜教授团队研究成果及国家自然科学基金、广西科技计划等项目资助。
01、研究背景 传统制备方法的局限性：当前ITO粉体制备以共沉淀法为主，虽工艺成熟，但存在混合不均、pH波动等缺陷，导致粉体粒径分布宽、团聚严重，影响靶材烧结致密度与导电性能。尽管水热法、溶胶凝胶法等改进技术被提出，但工艺复杂、成本较高，难以大规模应用。 微反应技术优势：微反应技术通过微尺度通道实现反应物的高效混合与精确控制，具有反应速度快、传质效率高、产物均匀性好等优势，在纳米材料合成领域展现出巨大潜力。本研究创新性地将微反应器引入ITO粉体制备，旨在突破传统方法瓶颈，实现粉体性能的跨越式提升。 02、创新亮点 ● 微反应器工艺创新：首次采用微反应器共沉淀法，通过调控反应温度、进料流速及前驱体浓度，实现ITO粉体的可控合成。微反应器内剧烈的碰撞混合与爆炸形核过程，有效避免了传统方法中的局部浓度不均问题，制备出粒径小（22.75 nm）、分布窄（D50=22.75 nm）的球形粉体，比表面积达36.86 m²/g，显著优于传统共沉淀法。 ● 烧结性能突破：经1 580 ℃烧结4 h后，ITO陶瓷相对密度达98.46%，电阻率低至3.532×10⁻⁴ Ω·cm，表面与断面均无气孔，展现出优异的致密化与导电性能。这一成果归因于粉体的高分散性与均匀粒径，有效降低了烧结缺陷。 ● 工业化应用前景：该工艺流程连续、可放大生产，解决了传统方法粉体团聚与粒径不均的难题，显著提升了靶材烧结活性，为高性能ITO靶材的工业化生产提供了技术支撑。 03、图文展示 图1 不同前驱体浓度XRD图 Fig.1 XRD patterns of ITO powders prepared with different feed flow rate ratios 图2 不同前驱体浓度SEM图：（a）0.125 mol/L；（b）0.25 mol/L；（c）0.5 mol/L；（d）1 mol/L Fig.2 SEM plots of different precursor concentrations:(a) 0.125 mol/L;(b) 0.25 mol/L;(c) 0.5 mol/L;(d) 1 mol/L 图3 （a）不同煅烧温度制备ITO粉体XRD图；（b）煅烧前后ITO粉体Raman图谱 Fig.3 (a) XRD patterns of ITO powders prepared by different calcination temperatures;(b) Raman plot of ITO powder before and after calcination 图6 （a）（b）（d）（e）为10，30，50和70 ℃反应的SEM图；（c）30 ℃反应的TEM图；（f）为（c）的局部放大图 Fig.6 (a) (b) (d) (e) are the SEM images of reaction at 10, 30,50 and 70 ℃；(c) TEM image of 30 ℃ reaction；(f) partial enlargement of (c) 4、结论 本研究通过微反应器技术成功制备了粒径小、分布均匀的高质量ITO纳米粉体，其烧结性能显著优于传统方法。该工艺操作简便、反应迅速，且具备工业化放大潜力，有望推动ITO靶材及薄膜性能的提升，为透明导电材料领域提供创新解决方案。未来可进一步优化工艺参数，降低生产成本，加速其在柔性电子、节能玻璃等领域的商业化应用。 引用本文： 文章发表于《功能材料》2025年第56卷第2期，欢迎引用本文： 黎琦,朱归胜,徐华蕊,等.ITO纳米粉体的微反应制备及性能研究[J].功能材料,2025,56(2): 02120-02125. Li Q,Zhu G S, Xu H R,et al.Microreactive preparation and properties of ITO nanopowders[J].Journal of Functional Materials,2025,56(2):02120-02125.