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氧化锡锑(ATO)是近年来发展起来的一种新型透明导电氧化物材料,其资源丰富、价格便宜、无毒无污染,而且具有禁带宽度大(>3.6eV)、导电性好、可见光透过率高、抗辐射、热稳定性好等优异性能,将在太阳能电池、显示器和其它光电材料等领域具有应用前景。而为了实现其产业化应用,可选用工业上应用较广的溅射镀膜技术。而高质量的溅射靶材是溅射镀膜中最主要的原材料,因此必须制备出高品质的ATO陶瓷靶材,要求其致密度高、导电性好且杂质含量低。但由于Sn02在高温下(>1100℃)易挥发和产生气孔缺陷,导致ATO陶瓷靶材难以致密化。添加烧结助剂虽能改善其致密度,但会恶化导电性能。此外,Sb存在变价(Sb5+和Sb3+)导致电性能不稳定,难以控制。因此,本文提出了制备物相单一、致密度高、导电性优良的ATO陶瓷靶材的研究目标。首先,针对ATO陶瓷靶材难烧结、致密度低的技术难点,本论文采用了以纯Sn02纳米粉体和Sb掺杂含量为20at.%的ATO(ATO-20)纳米粉体为原料,并与放电等离子烧结技术(SPS)相结合的方法,提高原料烧结活性,降低烧结温度,抑制Sn02挥发,从而促进烧结致密化。研究了SPS工艺参数(如烧结温度、升温速率、烧结压力和保温时间)和Sb掺杂含量对ATO陶瓷靶材的物相组成、致密度和微观结构的影响。因此,确定了SPS最佳烧结工艺：烧结温度为1000℃,升温速率为100℃/分钟,烧结压力为40MPa,保温时间为3分钟。在此工艺条件下得到的不同Sb掺杂含量的ATO陶瓷靶材的致密度均大于94.5%。其中,当Sb掺杂含量为20at.%时,ATO陶瓷靶材的致密度最高可达97.2%。其次,对经过SPS烧结后的ATO陶瓷靶材进行了后期退火处理,研究了退火温度和退火时间对ATO陶瓷靶材的物相组成、致密度和微观结构的影响。结果发现,退火处理对ATO陶瓷靶材的物相组成和致密度的影响较小。最后,通过对SPS烧结后的不同Sb掺杂含量的ATO陶瓷靶材进行电学性能测试后发现,其电阻率均大于1×10-2Ω.cm。为了进一步降低ATO陶瓷靶材的电阻率,本论文引入了在空气中进行后期退火处理的工艺,从而弥补因SPS真空烧结时产生的氧空位,并促进更多的Sb3+氧化为Sb5+,最终达到组分均匀、结构纯化的目标。研究了Sb5+/Sb3+比例、致密度、Sb掺杂含量和微观结构对退火前后ATO陶瓷靶材的电阻率、载流子浓度和迁移率的影响,并初步探讨了其导电机理。结果表明：退火处理可显著提高ATO陶瓷靶材中的载流子迁移率,从而导致ATO陶瓷靶材的电阻率显著降低。其中,当Sb掺杂含量为12at.%时,ATO陶瓷靶材在800℃退火100小时后,其电阻率可达-5×10-3Ω.cm。ATO陶瓷的导电性能主要由载流子浓度和迁移率来评价,两者的提高均有利于导电性能的增强。