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最后更新: 2024-01-16 17:08
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普陀当下废旧铟丝回收之对比氧化铟锡(ITO)导电薄膜与银纳米线(SNW)    

  目前光电显示触摸屏行业中透明导体主要使用氧化铟锡(ITO);铟被归为稀土金属,主要储量位于中国。ITO对各种电子设备的普及作出了很大贡献,特别是电子显示器和太阳能电池。要制造透明导体,需要在真空腔中使用汽相沉积工艺将ITO溅镀到目标基板上,然后对带涂层的基板(通常是玻璃)进行蚀刻和图案设计处理,以形成用于触摸屏中的透明导体。 

  ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上,利用磁控溅射、蒸发等多种方法镀上一层氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成的。液晶显示器专用ITO导电玻璃,还会在镀ITO层之前,镀上一层二氧化硅阻挡层,以阻止基片玻璃上的钠离子向盒内液晶里扩散。高档液晶显示器专用ITO玻璃在溅镀ITO层之前基片玻璃还要进行抛光处理,以得到更均匀的显示控制。液晶显示器专用ITO玻璃基板一般属超浮法玻璃,所有的镀膜面为玻璃的浮法锡面。因此,最终的液晶显示器都会沿浮法方向,规律的出现波纹不平整情况。 

  在溅镀ITO层时,不同的靶材与玻璃间,在不同的温度和运动方式下,所得到的ITO层会有不同的特性。一些厂家的玻璃ITO层常常表面光洁度要低一些,更容易出现“麻点”现象;有些厂家的玻璃ITO层会出现高蚀间隔带,ITO层在蚀刻时,更容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带;另一些厂家的玻璃ITO层则会出现微晶沟缝。 

  ITO膜层的主要成份是氧化铟锡。在厚度只有几千埃(一埃等于0.1纳米)的情况下,氧化铟透过率高达90%以上,氧化锡导电能力强,液晶显示器所用的ITO玻璃正是一种具有高透过率的导电玻璃。由于ITO具有很强的吸水性,所以会吸收空气中的水份和二氧化碳并产生化学反应而变质,俗称“霉变”,因此在存放时要防潮。 

  ITO层在活性正价离子溶液中易产生离子置换反应,形成其它导电和透过率不佳的反应物质,所以在加工过程中,尽量避免长时间放在活性正价离子溶液中。ITO层由很多细小的晶粒组成,晶粒在加温过程中会裂变变小,从而增加更多晶界,电子突破晶界时会损耗一定的能量,所以ITO导电玻璃的ITO层在600度以下会随着温度的升高,电阻也增大。 

  ITO导电玻璃按电阻分,分为高电阻玻璃(电阻在150~500欧姆)、普通玻璃(电阻在60~150欧姆)、低电阻玻璃(电阻小于60欧姆)。高电阻玻璃一般用于静电防护、触控屏幕制作用;普通玻璃一般用于TN类液晶显示器和电子抗干扰;低电阻玻璃一般用于STN液晶显示器和透明线路板。



普陀当下废旧铟丝回收之铟及其化合物的职业危害

  从国内外的毒性研究、职业流行病学调查和临床病例文献中显示,铟及其化合物具有明确的急性和慢性毒性作用,主要是对呼吸系统的损害,接触氧化铟锡可致间质性肺炎、肺纤维化和肺泡蛋白沉积症。

  目前,国内外铟及其化合物致人肺部损害的临床病例报道大部分来自使用ITO靶材的液晶显示面板制造业。2003 年Homma等报道一名从事ITO表面抛光工作的27 岁男性工人患上间质性肺炎,在支气管管腔、肺泡腔和肺泡间隔中有大量的细小颗粒,用电子显微镜扫描证明这些颗粒是铟和锡。Homma等[3]2005年还报道了一例30岁的男性工人在吸入氧化铟锡后导致了肺纤维化。Cummings等[4]报道了两名接触ITO的液晶面板产业工人患上肺泡蛋白沉着症的案例,其中1人死亡;两名工人均通过呼吸道接触ITO粉尘,肺部组织切片中均发现铟颗粒。我国肖永龙等[5]2010 年曾报道一接触铟化合物的工人出现咳嗽、胸闷和呼吸困难,最后死亡,X 射线胸片显示肺间质弥漫性病变,胸腔镜活检发现肺泡间隙有大量的嗜酸性物质,肺间质有大量的浆细胞和淋巴细胞。其他对人健康影响的报道大部分来自职业流行病学调查。Chonan等[6]选取接触铟的108名男性工人和38名未接触铟的男性健康者对照进行研究。108人中有18人存在慢性咳嗽和咳痰症状,4人有杵状指;肺部HRCT显示,23名(21%)接触铟者出现显著的间质性改变,14名(13%)接触铟者出现显著的肺气肿改变;肺功能检测显示6名接触者%VC<80%,4名接触者 %DLCO<80%。相对于未接触铟人群,现在接触铟和过去接触铟人群血清铟浓度均显著增高。Nakano等[7]对13家工厂开展流行病学研究。研究对象包括465名现在接触铟工人,127名过去接触铟工人和169名未接触铟工人。相对于未接触铟组,现在接触铟组和过去接触铟组血清铟浓度和血清KL-6水平浓度均显著增高,具有统计学意义。  



普陀当下废旧铟丝回收之铟的大致用处:
在原子能工业中,铟用于制造中子的指示剂。许多铟的合金,常用于制造原子核反应堆中的控制棒。铟还是制造中子检测器的优良材料,并可以与金属镓相媲美。
金属铟在工业上最初的应用领域是制造工业轴承,在这方面的用途延续至今。轴承的表面镀上铟,轴承的使用年限比普通镀层的轴承延长5倍之多。铟和镓的合金可以对滑动元件起润滑作用因此也被用于电动真空仪器中。
铟易于在金属表面形成牢固的涂层,且有良好的抗腐蚀性能,特别是能阻止碱性溶液的腐蚀作用。铟的涂层不仅具有鲜艳的色泽而且易于抛光打磨。除了纯铟涂层之外,亦可用铟与锌等合金作为涂层。铟镀层亦用于装饰工艺方面。各种镜子、反光镜和反射器,如果表面镀上铟,则其反射性能会大大加强并耐海水的侵蚀,因此在海上船舶的反光镜常用到这种镀层。此外,表面镀铟的青铜丝网可用于排除真空仪器的汞蒸气。


普陀当下废旧铟丝回收之金属铟提纯的蒸发过程

  说到影响金属铟提纯效果的主要因素,必须提到金属的蒸发过程。因为金属蒸发过程是影响真空蒸馏最关键的要点。金属的蒸发是指金属受热后,生成金属气体而离开液体或固体的过程,一般情况,物质的蒸发过程一般分为四个步骤:  

  (1)传热:有热源向蒸发源供热,并向蒸发表面传递气化所需的蒸发潜热以维持溶体本身的温度。  

  (2)蒸发:金属表面部分分析挣脱蒸发进入气体空间。  

  (3)迁移:金属蒸汽流在气相中扩散迁移。  

  (4)凝结:到达冷凝面的金属蒸汽分子发生凝结,如果凝结器的温度高于金属的熔点,则凝结为液体,反之,凝结为固体。



普陀当下废旧铟丝回收之铟的特性分析:
铟在地壳中的分布量很小而且分散,虽然确定有5种独立矿种(硫铟铜矿、硫铟铁矿、水铟矿等),但这些矿物在自然界很少遇见,铟的基本量是以杂质成分分散在其他元素的矿物中,63%以上分散在铅锌矿中,因此铟与类似特征的镓、铊、锗、硒、碲、铼等一起划入稀散金属。
化学性质:铟在空气中很稳定,不易氧化,不会失去光泽。在冷的稀酸中溶解缓慢,可以较剧烈地溶于热的稀酸或浓酸中。铟与沸水或碱通常不起作用。铟磨碎后与水接触时能形成氢氧化物。铟具有良好的抗腐蚀性能。铟可与许多其它元素形成二元、三元、四元和更多元合金。通常,在一些金属中加入少量铟就能使金属表面硬化,提高强度和提高抗腐蚀能力。
机械性能:铟的塑性十分优良,在压力下几乎可以加工成任意形状。加工时,铟不会硬化,所以其延伸率很好。在铟的拉力试验中,几乎所有的变形都是局部性的,故铟的断面收缩率很大,有时高达99%。
毒性:铟的毒性较轻,但也有毒,对皮肤无刺激作用,采取普通的卫生预防措施即能防护。铟不能使用于食品工业,它很容易溶解在食物酸中。若是吸入铟金属,则易引起呼吸道及血液疾病,且很难根治。


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