氧化铪可用作耐高温薄膜介电性能高钾的应用前景

背景和概述[1]

化学式 HfO2。分子量210.49。白色立方晶体。比重9.68。熔点2,758±25℃。沸点约为 5,400 °C。在 1,475-1,600°C 的充足氧气气氛中，单斜晶系二氧化铪转化为四方系统。不溶于水和一般无机酸，微溶于氢氟酸。与热浓硫酸或酸式硫酸盐反应生成硫酸铪[Hf(SO4)2]，与碳混合后加热通氯生成四氯化铪(HfCl4),与氟硅酸混合）钾作用生成氟铪钾（K2HfF6)，在1500℃以上与碳反应生成碳化铪HfC。它由碳化铪、四氯化铪、硫化物、硼化物、氮化物或水合氧化，可直接高温烧制。

申请[2-4]

氧化铪可用作耐高温材料。其应用实例如下：

1）氧化铪介电薄膜的制备。包括以下步骤：称量可溶性铪盐，称量溶剂，制备浓度为0.01-0.5 mol/L的氧化铪前驱体溶液，通过0. 1-3 磁力搅拌和超声分散数小时，形成清澈透明的氧化铪前驱体溶液；氧化铪薄膜的制备：将氧化铪前驱体溶液涂布在清洗后的基板上，形成氧化铪前驱体膜，温度为50-150-℃，经过预热处理，再经过一定功率的光波退火，时间和温度，根据氧化铪薄膜的厚度要求，可以对前驱体氧化铪溶液进行反复涂布和退火，得到氧化铪介电薄膜。本发明得到的氧化铪薄膜具有较高的介电性能，在晶体管、电容器等微电子领域具有重要的应用前景。本发明工艺可避免常见的高温溶解工艺、工艺周期长或设备昂贵等无机膜应用前景，成本低廉，适合工业化规模化生产。

2）制备均质双层氧化铪减反射膜，属于光学薄膜技术领域。在本发明中，在透明或半透明基板上依次沉积高折射率的致密氧化铪层和低折射率的多孔氧化铪层。两层氧化铪的折射率由电子束蒸发的入射角控制，厚度根据不同的基板进行调整。本发明采用电子束蒸发法，双层减反射膜由同种材料制成，制备成本低，效率高。双层氧化铪减反射膜对可见光范围内的多角度入射光具有良好的减反射和减反射能力，可用于降低窗口面板、触摸屏电极等表面的反射或液晶显示器，具有广泛的应用。前景。

3）氧化锗和氧化铪杂化气凝胶复合材料的制备，该方法包括将制备的杂化溶胶浸渍到处理过的无机纤维材料中，凝胶化，充分老化后得到杂化气凝胶复合材料通过超临界干燥。本发明提供的技术方案制备工艺简单，易于操作，首次制备出性能优良的氧化锗和氧化铪混合气凝胶。氧化锗和氧化铪的混合气凝胶，其优良性能是比表面积350~450m2/g，密度0.13~0.20g/m3、孔隙率80~90%；本发明提供的气凝胶复合材料在1000℃时的热导率小于0.035w/m·k，收缩率小于3.4%；本发明提供的技术方案拓宽了氧化锗材料的开发与应用。

准备[5]

一种高纯度低锆氧化铪的制备方法，方法步骤如下：

(1)合格硫酸铪料液的制备：以氧化铪为原料，依次经碱熔、盐酸溶解、结晶除杂、沉淀、过滤、干燥，H+浓度为溶解9mol/L硫酸溶液，调节硫酸铪料液中H+浓度为2.5mol/L，HfO2浓度为50g/L，硫酸铪料液体积为15 升；

(2)萃取剂采用工业级N235与工业级A1416和工业级磺化煤油复配而成。萃取剂组分如下：N235：20%，A1416：7%，煤油：73 %，采用上述萃取剂进行三级萃取，分离硫酸铪料液中的锆和铪，得到低锆硫酸铪萃取残液，具体如下：硫酸铪料液与萃取剂的比例为1:1，萃取剂分两段酸化，然后与步骤（1)中的硫酸铪料液混合30分钟无机膜应用前景，第一段萃取为进行分层后将有机相和水相分离，水相直接用于下一步有机相进行两级反萃取，将两级有机相再生，得到一再生回收有机相，再生后的有机相经两级酸化后用于下一级萃取操作，重复三次萃取；

上述操作中，两段酸化操作如下：将萃取剂与等体积H+浓度2.5mol/L的硫酸溶液混合两次，时间为30分钟，相是分开的。分相后，可加酸调节水相的酸度，为下一次酸化的酸；

上述操作中，两段汽提，两段有机相再生操作如下：将有机相与等体积的H+浓度为2mol/l的盐酸溶液混合两次30分钟，相分离。两级汽提后，将有机相与等体积的5%碳酸钠水溶液搅拌混合两次，时间为30分钟，分相得到再生有机相；

(3)低锆硫酸铪萃取渣经过三级萃取后，依次氨沉、漂洗、干燥、盐酸浸出、结晶提纯、氨沉、漂洗、干燥、煅烧以获得高纯度低锆氧化铪产品。

主要参考文献

[1] 化学词典

[2] CN2.2A低温液相制备氧化铪介电薄膜的方法

[3] CN2.8A均质双层氧化铪减反射膜及其制备方法

[4] CN2.1 一种氧化锗和氧化铪杂化气凝胶复合材料的制备方法

[5] CN2.4A高纯低锆氧化铪的制备方法