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钛铝合金靶材制作方法介绍

[ 发布日期:2021-04-25 09:45:39 点击:4364 来源:丰联科光电(洛阳)股份有限公司 【打印此文】 【关闭窗口】]
  金属靶材是指用在高速荷能粒子轰击的目标材料。并且通过更换不同的靶材(如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等),即可得到不同的膜系(如超硬、耐磨、防腐的合金膜等)。而随着时代的发展,越来越多新兴材料的出现靶材的大家庭中同样也迎来了以为新的成员——钛铝合金靶材。钛铝合金靶材既是使用钛铝合金为原材料制作的靶材。一般情况下呈银白色,具有强度高、熔点高等多种优势。那么钛铝合金靶材制作方法是什么?今天四丰小编就为大家稍微讲解一番。
  

  一、强电流加热法

  
  这是一种通过大强度电流生产钛铝合金靶材的方法,采用可获得大电流的装置,利用大电流使钛粉和铝粉发热,施以压力,使铝和钛自身反应形成钛铝合金靶材。该法制备得到的钛铝合金靶材产品的致密度> 99%,晶粒尺寸≤100μm ,纯度> 99 %。钛铝合金靶材成分范围为:钛含量5%~ 75 %(原子比),其余为铝含量。该方法的成本低、产品致密度高,完全能满足大规模产业化生产的要求。
  
  该制备法中需要有可获得大电流的装置,装置中的正负电极需要有导电、传压功效,应具备良好的导电性、强韧性及抗高温软化性等。因此,能否具备符合工艺要求、性能稳定的大电流装置是该制备方法的关键。
  

  二、传统制作方法

  
  传统的制备方法有两种。一种是先使用铸造法制作铸锭后,在进行锻造过程进行靶材的制作;另一种则是以喷覆成型的方式去制作钛铝合金靶材。通常各个靶材生产厂家都采用这两种传统制作方法。
  

  利用铸造和锻造这种方法在制作铝合金溅射靶材的过程中,经常会因为添加合金元素这一重要步骤而使得铝合金靶材产生偏析现象,从而导致了溅镀所得的薄膜品质不高,且溅镀靶的表面容易产生微颗粒,影响薄膜性质的均匀性。而喷覆成型方式制作的钛铝合金靶材虽然可以避免上述的种种情况,但是却会使得靶材的制作成本大幅的提高,尤其是在制作一些不容易被锻造方式而必须采用热均压的靶材时,其成本还会因为使用热均压的提高而在此提高。

  三、热等静压烧结法

  钛铝靶
  热等静压烧结法属于粉末冶金制作方法,此方法是将钛粉和铝粉进行混料,然后经过装粉和冷等静压预压制、脱气工艺后再进行热等静压压制成型,进行烧结和加工得到钛铝合金靶材。
  
  热等静压制备法是目前制备镀膜产业所需钛铝合金溅射靶材的主要方法。该法制备的靶材产品致密度高、尺寸规格范围广。但该法需要用到关键的压制烧结设备一热等静压烧结炉,该设备价格昂贵,导致制备得到的靶材产品,成本较高,难以进行工业化推广。
  

  四、气喷粉末制作法

  
  除了以上几种钛铝合金靶材制作方法,今天四丰的小编在位大家普及一种制作过程简单且成本很低的制作方法——以气喷粉末制作钛铝合金靶材。
  

  1、主要原理

  
  气喷粉末法的主要原理是指以气喷法依合金的成分配比制作靶材的原料粉末;然后再将该合金粉末予以筛分,使得到适当的粉末粒径;随后使用得到的粉末进行真空热压,使其成型再制作成靶材。
  

  2、主要优势

  
  这种制作方法的优势在于可以用于制作各种不同的铝合金靶材如铝、铬;铝、硅、铜;铝、钛;等等。其次此方法能够避免产生材料偏析和微颗粒的缺点,并能够更快速更经济的制作品质更高的钛铝合金靶材。
  

  3、制作步骤

  
  该方法的制作施步骤为,首先提供制作铝合金靶材的金属原料;随后将这些金属原料熔融成金属溶液;接着再以气喷法将金属溶液制作成金属粉末状;然后,再以真空热压的方式将该金属粉末压成型制作成靶材,并通过惰性气体作为保护气体。
  

  五、热压烧结法

  
  热压烧结法使钛铝粉体在热和力的共同作用下烧结成型,利用Ti- Al混合物中铝的熔点低,将钛粉粘结在一起,形成合金溅射靶材。该工艺对设备的要求较高,关键设备是热压烧结炉。制备的靶材以圆形合金靶材为主,直径≤100mm。此外,该工艺在制备铝含量高的钛铝合金靶材时,存在脱模困难,模具使用寿命低的问题。每块靶材制备过程都要消耗一套模具,使靶材生产成本增加。因而需选择合适的脱模剂,来提高成品率及模具的利用率。
  
  以上就是四丰小编为大家整理的五种钛铝合金靶材制作方法,包括传统两种制作方法和新型气喷粉末、强电流加热法、热压烧结法等制作钛铝合金靶材的方法。如有其它关于金属靶材的相关问题,尽可浏览本站其他科普类文章。四丰电子,您身边的靶材顾问。