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钛铝合金溅射镀膜靶材制备技术

2022-04-06

溅射合金靶材需要满足纯度、致密度、晶粒度、表面光洁度等要求。其中纯度、致密度及晶粒度与靶材制备工艺直接相关。

钛靶材

  金属合金制备通常采用的普通熔炼法。但钛铝合金的制备不适于采用该方法,主要原因如下:

  (1) 钛铝合金熔炼过程易形成多种金属间化合物,如Ti3A1、TiAl、TiAl2、TiAl3等,这些金属间化合物的存在导致钛铝合金的加工脆性,特别是当合金中铝含量超过50%(原子比),该问题尤为明显;

  (2) 熔炼工艺制备钛铝合金靶材,浇注过程中易产生气泡、疏松和偏析,造成合金中成分与组织不均匀,导致靶材品质不稳定。

  根据国内外有关钛铝合金靶材的生产工艺研究报道,目前钛铝合金溅射靶材的主要制备技术有:强电流加热法、热等静压烧结法、热压烧结法。

  强电流加热法: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靶材

  热等静压烧结法:该法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,Z后进行烧结和加工得到钛铝合金靶材。

  热压烧结法:钛靶材厂家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。

  热压烧结是钛铝合金溅射靶材Z有潜力的制备技术。该技术工艺效率高,适合产业化生产。而用该技术制备钛铝合金靶材需反复试验,选择合适的脱模剂,提高成品率及模具的利用率,同时,需优化烧结热压工艺条件(烧结温度、升温速率、热压压力),提高生产效率,从而降低成本。

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