[發(fā)明專利]一種釕金屬濺射靶材的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010581909.2
• 申請(qǐng)日: 2010-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN102485378A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅俊鋒;丁照崇;何金江;王欣平;江軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院;有研億金新材料股份有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/14
• 分類號(hào): B22F3/14;C23C14/14;C23C14/34
• 代理公司: 北京北新智誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 耿小強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種釕金屬濺射靶材的制備方法，尤其涉及難熔貴金屬靶材的制備方法，屬于硬盤垂直磁記錄材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，釕金屬濺射靶材成為垂直磁記錄多層膜結(jié)構(gòu)中重要的原材料之一，通常作為中間層應(yīng)用于磁記錄介質(zhì)中，主要起到減小上下層之間晶格失配應(yīng)力、增加熱穩(wěn)定性與降低噪聲等作用。

釕金屬靶材通常采用傳統(tǒng)熱壓(HP)和熱等靜壓(HIP)的方法來制備。對(duì)于傳統(tǒng)熱壓方法，由于采用熱輻射對(duì)粉末加熱，存在制備周期長、晶粒均勻性不好控制等缺點(diǎn)。對(duì)于熱等靜壓方法，需要對(duì)粉末進(jìn)行冷壓成型并將靶坯裝入包套，利用氣體對(duì)靶坯進(jìn)行熱壓成型，工藝復(fù)雜、制備周期長，并且由于設(shè)備昂貴，運(yùn)行成本高。同時(shí)這兩種技術(shù)都無法進(jìn)行凈尺寸制備靶材，不適合貴金屬靶材的制作。

因此，需要提供一種保證密度的同時(shí)使晶粒細(xì)化、均勻的釕濺射靶材制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種保證密度的同時(shí)使晶粒細(xì)化、均勻的釕濺射靶材制備方法。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案達(dá)到的：

一種釕金屬濺射靶材的制備方法，其特征在于：通過直接熱壓方法制備釕金屬濺射靶材，熱壓溫度1400℃～1700℃，壓力為35MPa，保溫保壓時(shí)間10～60min。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述熱壓溫度的升溫過程分為兩個(gè)階段：室溫到1200℃，加熱速率為50℃·min^-1；1200℃到熱壓溫度，加熱速率為25℃·min^-1。

一種優(yōu)選技術(shù)方案，其特征在于：所述升溫過程中，當(dāng)溫度達(dá)到1000℃時(shí)保溫10min。

根據(jù)上述釕金屬濺射靶材的制備方法制備的釕金屬濺射靶材，其密度達(dá)到98％以上。

根據(jù)上述釕金屬濺射靶材的制備方法制備的釕金屬濺射靶材，其平均晶粒尺寸為20μm以下。

根據(jù)上述釕金屬濺射靶材的制備方法制備的釕金屬濺射靶材，其氧含量達(dá)到200ppm以下。

本發(fā)明提供的釕金屬濺射靶材的制備方法，其中所述釕靶，密度通常需要達(dá)到95％以上，在保證密度的同時(shí)使晶粒細(xì)化、均勻。對(duì)于釕金屬靶材，氧含量非常重要，當(dāng)氧含量過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致薄膜顆粒增多，降低薄膜穩(wěn)定性，因此氧含量要控制在200ppm以下。

DHP方法制備的釕合金靶材晶粒尺寸細(xì)小、均勻性好，密度高，且整個(gè)制備周期約2個(gè)小時(shí)，大大縮短制備時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。另外，該工藝制備可近凈尺寸制備釕靶，生產(chǎn)成本低。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明采用直接熱壓技術(shù)(Direct?Hot?Pressing，DHP)進(jìn)行釕濺射靶材制備，DHP是利用交流電加熱材料從而實(shí)現(xiàn)快速成型的一種真空熱壓燒結(jié)方法，是批量化生產(chǎn)熱壓成型產(chǎn)品的重要方式，圖1給出了DHP技術(shù)的原理示意圖。此技術(shù)與放電等離子燒結(jié)(SPS)技術(shù)具有相類似的加熱模式，不同的是SPS技術(shù)采用直流脈沖電源加熱，而DHP采用交流電加熱。與現(xiàn)有釕金屬靶材制備技術(shù)相比，DHP技術(shù)制造成本和運(yùn)行成本更低，生產(chǎn)效率高，設(shè)備價(jià)格低，同時(shí)還具有“近凈尺寸”生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，適用于貴金屬靶材制作。在利用DHP制備釕金屬靶材過程中，該方法可以明顯降低原材料中的氧含量，同時(shí)由于制備周期短，該制備方法得到靶材的晶粒尺寸細(xì)小、均勻。

下面通過附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明直接熱壓方法(DHP)原理與方法示意圖。

圖2為釕靶直接熱壓(DHP)燒結(jié)的溫度-密度-氧含量曲線。

圖3為實(shí)施例6制備靶材的光學(xué)顯微鏡照片。

具體實(shí)施方式

將3N5高純釕粉金屬粉進(jìn)行混粉，這樣可以使純釕金屬粉末的大小顆粒均勻分布，使得到的成品靶材的微觀組織與成分均勻。

將粉末裝入模具中后進(jìn)行直接熱壓工藝，所述的模具的示意圖見圖1。圖1為直接熱壓法的原理和方法示意圖，其中1為銅板，2為銅電極，3為石墨電極，4為石墨壓頭，5為石墨模具，6為粉末。