[發明專利]難熔稀有金屬環形靶材的制備方法與裝置

在審

• 申請號: 201811003610.1
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN108796456A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 郭校亮;張磊;陳良杰;張建帥
• 申請（專利權）人: 青島藍光晶科新材料有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C22B9/22
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

1.一種難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置，其特征在于，包括爐體(5)、真空系統、充氣閥(12)、電子槍(4)和水冷模具(9)，所述爐體(5)分為爐室和電子槍室，真空系統分別與爐室和電子槍室相連，充氣閥(12)分別與爐室和電子槍室相連，所述水冷模具(9)設于爐室內部，電子槍(4)設于水冷模具(9)上方，所述水冷模具(9)為設有若干個環形水冷槽(8)的模具。

2.根據權利要求1所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置，其特征在于，所述水冷模具(9)上均勻分布有若干個環形水冷槽(8)。

3.根據權利要求1所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置，其特征在于，所述真空系統包括爐室真空系統和電子槍真空系統，所述爐室真空系統與爐室相連，所述電子槍真空系統與電子槍室相連，爐室真空系統包括機械泵(1)、羅茨泵(2)和擴散泵(11)，電子槍真空系統包括機械泵(1)、羅茨泵(2)和分子泵(3)。

4.一種使用權利要求1-3所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備裝置進行難熔稀有金屬環形靶材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、裝料：在水冷模具(9)的水冷槽(8)內裝入難熔稀有金屬原料(13)；

B、抽真空：閉合爐體(5)，通入冷卻循環水，開啟真空系統，進行真空處理；

C、預熱電子槍(4)；

D、設定電子束照射模式：設定電子槍(4)的電子束照射模式，使電子束(6)照射水冷模具(9)的其中一個水冷槽(8)；

E、電子束熔煉：啟動電子槍(4)，照射并熔煉步驟D中所述水冷槽(8)中的難熔稀有金屬原料(13)，形成難熔稀有金屬熔池(7)；

F、制備環形難熔稀有金屬靶材毛坯：減小電子槍(4)功率，實現難熔稀有金屬熔池(7)自下而上逐漸凝固，關閉電子槍(4)；

G、連續制備：將電子束(6)照射位置設定為下一個水冷槽(8)，重復步驟E至步驟G，直至所有水冷槽(8)內的難熔稀有金屬原料(13)全部熔煉、凝固完成；

H、降溫取件：冷卻降溫，取出環形難熔稀有金屬靶材毛坯。

5.根據權利要求4所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟E為：啟動電子槍(4)，增加電子槍(4)功率至30kw-50kw，照射熔煉第一個水冷槽(8)內的難熔稀有金屬原料(13)，形成難熔稀有金屬熔池(7)，保持難熔稀有金屬熔池(7)穩定狀態10min-20min。

6.根據權利要求4所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟B的抽真空處理為：啟動爐室真空系統的機械泵(1)，將爐室真空抽至1000Pa以下后，啟動羅茨泵(2)，將爐室真空抽至10Pa以下后，啟動擴散泵(11)，將爐室真空抽至0.05Pa以下；啟動電子槍真空系統的機械泵(1)，將電子槍室真空抽至1000Pa以下后，啟動羅茨泵(2)，將電子槍室真空抽至10Pa以下后，啟動分子泵(3)，將電子槍室真空抽至0.005Pa以下。

7.根據權利要求4所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟C為：將電子槍(4)燈絲電流設置為800mA，對電子槍(4)進行預熱，預熱時間15min。

8.根據權利要求4所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟A中，難熔稀有金屬原料(13)的雜質含量≤0.5％。

9.根據權利要求4所述的難熔稀有金屬環形靶材的制備方法，其特征在于，所述步驟H中，冷卻降溫的時間為15min。