[發明專利]一種大尺寸釕基合金濺射靶材及其制備方法

有效

• 申請號: 201410260698.0
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104032270A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 譚志龍;王傳軍;張俊敏;聞明;畢珺;沈月;宋修慶;管偉明;郭俊梅
• 申請（專利權）人: 貴研鉑業股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/14;B22F9/08;B22F3/16
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

1.一種釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述釕基合金靶材包括Al,Co，Cr等元素中的一種或幾種，其余為Ru，所述釕基合金靶材為圓餅狀，其直徑不小于100mm,致密度不低于99.5％,且其中心區域與邊緣區域的致密度差不超過0.3％，且Ru與其他合金元素形成的第二相均勻的分布在Ru基體相中，所述釕濺射靶中C含量不大于50ppm，O含量不大于100ppm，Zr含量不大于50ppm，Fe含量不大于30ppm。?

2.根據權利要求1所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述釕基合金靶材為RuCo，其中Co的原子含量為0～60％。?

3.根據權利要求2所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述RuCo合金靶材為Ru₅₁Co₄₉或Ru₅₅Co₄₅。?

4.根據權利要求1所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述釕基合金靶材為RuAl，其中Al的原子含量為0～70％。?

5.根據權利要求4所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述RuAl合金靶材為Ru₆₀Al₄₀或Ru₅₁Al₄₉。?

6.根據權利要求1所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述釕基合金靶材為RuCr,其中Cr的原子含量為0～70％。?

7.根據權利要求1所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述釕基合金濺射靶材中的Ru基體相及RuAl,RuCo或RuCr等金屬間化合物相的平均晶粒尺寸不大于10μm，且靶材邊緣與靶材中心的晶粒尺寸差別不大于5μm。?

8.一種制備權利要求1所述的釕基合金濺射靶材的方法，包括：?

(1)粉末準備：首先，通過霧化制粉法制備釕基合金粉末，其次通過氣流磨破碎方法破碎釕基合金粉末，最后，根據合金靶材所需要的化學成份比例將合金粉末與單質粉末充分混合均勻；?

(2)靶材燒結成型：選用上述粉末通過真空熱壓，熱等靜壓或放電等離子燒結等方法進行燒結成型，燒結溫度為900～1300℃，燒結壓力在30～50MPa。?

9.根據權利要求1所述的釕基合金濺射靶材，其特征在于：所述霧化制粉?為氣體霧化制粉法，所制備的釕基合金粉末的化學配比為Al₆Ru，Al₁₃Ru₄,Ru₃Co₇或Cr₂Ru，所述氣流磨破碎方法破碎釕基合金粉末的平均粒度在0.6～2.5μm。?

10.一種制備Ru₅₁Al₄₉合金濺射靶材的方法，其特征在于含有以下工藝步驟：?

(1)原料準備：選擇3N5以上的Ru,Al作為原材料；?

(2)合金粉末的制備：按Al₆Ru或Al₁₃Ru₄金屬間化合物的化學計量比配料10～20Kg，進行真空氣體霧化法制備合金粉末，將物料在真空中頻感應熔煉爐中熔化，熔化溫度在1000～1600℃，將合金溶液轉入中間包開始氣體霧化，霧化氣壓為5～8MPa，為了避免霧化過程引入雜質，選擇4N以上的高純氬氣作為霧化氣體，霧化結束后，經標準篩篩分，選用100μm以下的合金粉末；?

(3)氣流磨處理：將氣體霧化后的粉末進行氣流磨處理，破碎壓力為0.8～1.0MPa，為了避免在氣流破碎過程中引入雜質，將氣流磨的破碎腔表面鍍釕處理，且腔體的基體與釕形成冶金結合，定期進行檢查修復處理，由于選用Al₆Ru或Al₁₃Ru₄金屬間化合物脆性材料作為破碎物料，該工藝可獲得RuAl合金粉末的平均粒徑為0.5～2.5μm，使用該粒徑粉末制備靶材，使得靶材粒徑控制在10μm以下，且晶粒尺寸各處均勻分布；?

(4)物料混合：將上述Al₆Ru或Al₁₃Ru₄合金粉末按Ru₅₁AL₄₉的化學計量比與平均粒徑在0.5～2μm的釕粉混合在真空球磨罐中球磨混合，球磨轉速在200r/min以下進行；?

(5)燒結成型：將上述混合均勻的物料通過真空熱壓法或放電等離子燒結法制備168mm直徑的靶材，燒結溫度為900～1200℃，燒結壓力為30～50MPa。?