[發(fā)明專利]一種釩硅合金靶材及其制備方法

有效

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• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104894448B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐玄;顧進(jìn)躍;顧偉華;李巧梅;馬輝
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市威勒科技股份有限公司
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22C1/05;B22F3/115
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本發(fā)明提供了一種釩硅合金靶材及其制備方法，該靶材由釩粉、硅粉及粘結(jié)劑制作組成，其中釩粉與硅粉的質(zhì)量配比為19:1～3:2，所述釩粉與硅粉的純度大于99.5％。該制備方法包括以下步驟：按比例稱取釩粉與硅粉，并將兩者充分混勻；將混勻的釩粉和硅粉加入粘結(jié)劑進(jìn)一步混勻，并處理得到干燥的釩硅粉與粘結(jié)劑的復(fù)合粉末材料；將步驟(2)的復(fù)合粉末材料進(jìn)行等離子噴涂操作；取下噴涂所得的構(gòu)件，并對所述構(gòu)件進(jìn)行處理得到成品。本發(fā)明的釩硅合金靶材均勻性好，穩(wěn)定性高。本發(fā)明的制備方法采用等離子噴涂方式簡單易行，無需模具設(shè)計和昂貴的壓制設(shè)備，操作方便，制備所得的靶材濺射性能優(yōu)良，雜質(zhì)少，適用于光學(xué)鍍膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種材料及其制備方法，特別涉及一種釩硅合金靶材材料及其制備方法。

背景技術(shù)

二氧化釩(VO₂)薄膜是一種具有獨(dú)特相變特性的釩氧化物薄膜，在低溫時表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性，具有高的紅外透射率，而高溫相變后則呈現(xiàn)出金屬特性，對紅外呈現(xiàn)出高反射率。所以二氧化釩薄膜在智能節(jié)能窗、光開關(guān)等領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。VO₂薄膜制備的方法有很多，其中反應(yīng)磁控濺射技術(shù)由于其所制備薄膜均勻致密、穩(wěn)定性好、適合工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，是VO₂薄膜制備最常用的制備技術(shù)。在VO₂薄膜反應(yīng)磁控濺射制備過程中，通常通過通入一定比例的氬氧混合氣體電離后濺射釩硅合金靶，反應(yīng)沉積得到VO₂薄膜，其中合金靶的穩(wěn)定性對薄膜的性能起著非常大的影響。

現(xiàn)在硅釩合金靶材的制備通常有兩種方法，一種為熱熔融法，另一種為粉末熱壓法。所謂熱熔融法，就是將要求比例的釩硅熔融后冷卻得到合金靶材，由硅與釩合金相圖可以知道，硅最大摻雜量約為5％，不能滿足實(shí)際應(yīng)用中大摻雜量的要求，同時釩和硅的熔點(diǎn)不同，密度相差很大，所以無法得到均勻的釩硅合金靶材，并且由于從熔融態(tài)到固態(tài)冷卻過程中，靶材由內(nèi)到外溫度是呈較大的梯度變化的，所以靶材在結(jié)構(gòu)上存在較大的非均勻性，從而影響VO₂薄膜濺射制備中的穩(wěn)定性。粉末熱壓法是將成一定質(zhì)量配比的釩硅粉末均勻混合后通過熱壓真空燒結(jié)成型得到釩硅合金靶材，它雖然可以得到混合均勻的靶材，但是該方法壓制過程需要設(shè)計專用模具，孔隙率高，靶材使用壽命短，從而使薄膜制備成本高，而且由于熱壓中各種因素的影響，不同批次的靶材在致密度和結(jié)構(gòu)上存在較大波動，從而影響薄膜制備過程中濺射產(chǎn)額，最終影響VO₂薄膜的性能。釩通常有VO，V₂O₃，VO₂,V₂O₅十多種不同價態(tài)的氧化物，適合生成VO₂的條件范圍非常狹窄，所以在VO₂薄膜制備中，靶材的穩(wěn)定性對VO₂薄膜的成功制備至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種釩硅合金靶材，該釩硅合金靶材均勻性好，穩(wěn)定性高，具有良好的濺射性能。本發(fā)明另外提供一種制備上述釩硅合金靶材的方法，該方法簡單易行，可以獲得大量摻雜釩硅金，且無需模具設(shè)計和昂貴的壓制設(shè)備，操作方便，控制快速，及大地提高了成型效率，所得靶材濺射性能優(yōu)良，雜質(zhì)少。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種釩硅合金靶材，由釩粉、硅粉及粘結(jié)劑制作組成，其中釩粉與硅粉的質(zhì)量配比為19:1～3:2，所述釩粉與硅粉的純度大于99.5％。

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑的溶質(zhì)為醇酸清漆，溶劑為200#汽油。

優(yōu)選地，所述釩粉粒度為5～300um，所述硅粉粒度為5～150um。

一種如上述的釩硅合金靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)按比例稱取釩粉與硅粉，并將兩者充分混勻；

(2)將混勻的釩粉和硅粉加入粘結(jié)劑進(jìn)一步混勻，并處理得到干燥的釩硅粉與粘結(jié)劑的復(fù)合粉末材料；