[發明專利]一種釩鎢合金靶材及其制備方法

在審

• 申請號: 201510318834.1
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104946950A
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發明（設計）人: 徐玄;顧進躍;顧偉華;李巧梅;馬輝
• 申請（專利權）人: 深圳市威勒達科技開發有限公司
• 主分類號: C22C27/02
• 分類號: C22C27/02;C22C1/04;B22F3/115
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技術領域

本發明涉及一種材料及其制備方法，特別涉及一種釩鎢合金靶材材料及其制備方法。

背景技術

二氧化釩(VO₂)薄膜是一種具有獨特相變特性的釩氧化物薄膜，在低溫時表現出半導體特性，具有高的紅外透射率，而高溫相變后則呈現出金屬特性，對紅外呈現出高反射率。且其相變溫度為68℃，通過金屬鎢(W)摻雜，可以使相變溫度升高。所以二氧化釩薄膜在智能節能窗、光開關等領域有非常廣闊的應用前景。VO₂薄膜制備的方法有很多，其中反應磁控濺射技術由于其所制備薄膜均勻致密、穩定性好、適合工業化生產的優點，是VO₂薄膜制備最常用的制備技術。在VO₂薄膜反應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鎢合金靶，反應沉積得到VO₂薄膜，其中合金靶的穩定性對薄膜的性能起著非常大的影響。

現在鎢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鎢熔融后冷卻得到合金靶材，由于釩和鎢的熔點不同，密度相差很大，所以無法得到均勻的釩鎢合金靶材，并且由于從熔融態到固態冷卻過程中，靶材由內到外溫度是呈較大的梯度變化的，所以靶材在結構上存在較大的非均勻性，從而影響VO₂薄膜濺射制備中的穩定性。粉末熱壓法是將成一定質量配比的釩鎢粉末均勻混合后通過熱壓真空燒結成型得到釩鎢合金靶材，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構上存在較大波動，從而影響薄膜制備過程中濺射產額，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，靶材的穩定性對VO₂薄膜的成功制備至關重要。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明提供一種釩鎢合金靶材，該釩鎢合金靶材均勻性好，穩定性高，具有良好的濺射性能。本發明另外提供一種制備上述釩鎢合金靶材的方法，該方法簡單易行，可以獲得大量摻雜釩鎢金，且無需模具設計和昂貴的壓制設備，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良，雜質少。

本發明所采用的技術方案是：

一種釩鎢合金靶材，由釩粉、鎢粉及粘結劑制作組成，其中釩粉與鎢粉的質量配比為19:1～3:2，所述釩粉與鎢粉的純度大于99.5％。

優選地，所述粘結劑的溶質為醇酸清漆，溶劑為200#汽油。

優選地，所述釩粉粒度為5～300um，所述鎢粉粒度為5～150um。

一種如上述的釩鎢合金靶材的制備方法，包括以下步驟：

(1)按比例稱取釩粉與鎢粉，并將兩者充分混勻；

(2)將混勻的釩粉和鎢粉加入粘結劑進一步混勻，并處理得到干燥的釩鎢粉與粘結劑的復合粉末材料；

(3)將步驟(2)的復合粉末材料進行等離子噴涂操作；

(4)取下噴涂所得的構件，并對所述構件進行處理得到成品。

優選地，所述步驟(1)的混勻方式為：用滾筒混料機混勻，其轉速為60～100r/min，混勻時間為0.5～2h。

優選地，所述步驟(3)的等離子噴涂操作采用真空等離子噴涂系統進行操作，系統真空室內溫度為10～80℃，氧含量0～600ppm，壓力為100～125個kPa，噴涂距離100～300mm，噴涂功率60～80kW，轉盤轉速為300～500r/min，送粉速率為3～7kg/h,噴槍移動速率為70～150mm/s，噴涂角度為60°～90°，單次連續噴涂時間為30～60min。

優選地，所述等離子噴涂系統的芯模材料采用圓柱形石墨芯模，噴涂厚度為5～100mm。

優選地，所述步驟(4)的處理方式為：對所述構件進行機械打磨和超聲波清洗。

本發明的有益效果：