[發(fā)明專利]一種鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910201834.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN110184502A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐從康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州康科斯柔性電子有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C23C24/04;C23C4/134;C23C4/08;C23C28/02;C23C14/34
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本發(fā)明公開了一種鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法，其中鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材的原材料為鋁鉭粉，使用可控氣氛冷噴涂技術(shù)噴涂鋁鉭粉制備靶材。該方法包括：制備粒度為150～1000目，純度不低于99.99%的鋁鉭粉，對(duì)不銹鋼基體進(jìn)行除銹、清洗、噴砂等處理；在惰性氣體保護(hù)下，使用等離子噴涂方法噴涂合金過渡層；在循環(huán)惰性氣體保護(hù)氛圍中，冷噴涂鋁鉭粉末到含有合金過渡層的基體上制備旋轉(zhuǎn)靶材，惰性氣體流量為200～1500SCCH，基體以60～150r/min的速度圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，噴槍的移動(dòng)速度為500～1500mm/min。利用本發(fā)明制備的鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材純度高（≥99.99%、含氧量≤200ppm）、密度大（相對(duì)密度≥97%）、成分均勻，長(zhǎng)度可達(dá)到4000mm，厚度為3～15mm。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材及其制備方法。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)靶材主要是用于平面顯示器、大規(guī)模集成電路等領(lǐng)域，對(duì)靶材的純度和密度具有極高的要求。現(xiàn)有技術(shù)使用真空熔煉空心靶管，然后拼接綁定的方法制備大尺寸旋轉(zhuǎn)靶材，靶材的拼接綁定需要消耗大量的銦，銦的價(jià)格昂貴，大幅度增加了靶材的成本。另一方面，綁定的靶材節(jié)與節(jié)之前存在間隙，間隙的存在易引起靶材電弧放電，降低薄膜質(zhì)量，影響濺射速率和工作效率，提高鍍膜成本。

同時(shí)，現(xiàn)有的合金靶材存在不少問題，隨著平面顯示器、大規(guī)模集成電路不斷的更新?lián)Q代，對(duì)靶材質(zhì)量的要求越來(lái)越高，迫切需要尋找一種新工藝制備滿足要求的高端鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材及一種可控氣氛冷噴涂制備鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材的方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材，鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材的純度不小于99.99%，相對(duì)密度不小于97%，厚度為3~15mm，含氧量小于200ppm，鋁元素的含量為90 ~ 99% wt ，鉭元素的含量為 1 ~ 10% wt。

一種可控氣氛冷噴涂制備鋁鉭旋轉(zhuǎn)靶材的方法，包括以下步驟：

步驟一、對(duì)不銹鋼基體進(jìn)行超聲清洗、噴砂處理，使基體達(dá)到合適的粗糙度；采用粒度為18~30目的鋼砂進(jìn)行噴砂處理；

步驟二、在惰性氣體保護(hù)氛圍中，使用等離子噴涂方法噴涂合金過渡涂層；合金過渡涂層的厚度為0.1～0.3mm；

步驟三、以純度不低于99.99%鋁鉭粉末為原料，將粉末球磨處理3~8h，過篩得到鋁鉭噴涂粉末；過篩得到的鋁鉭噴涂粉末純度不低于99.99%，粒度為150～1000目；

步驟四、冷噴涂鋁鉭粉，噴涂腔體內(nèi)先抽真空再通入循環(huán)惰性氣體，氣體流量為200～1500 SCCH。

優(yōu)選的，在步驟一中，采用粒度為18~30目的鋼砂進(jìn)行噴砂處理。在步驟二中，合金過渡涂層的厚度為0.1～0.3mm。在步驟二和步驟四中，所述惰性氣體為氬氣或氮?dú)狻?/p>

在步驟三中，過篩得到的鋁鉭噴涂粉末純度不低于99.99%，粒度為150～1000目。在步驟四中，冷噴涂鋁鉭粉，噴涂腔體內(nèi)先抽真空再通入循環(huán)惰性氣體，基體以60～150r/min的速度圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)，噴槍的移動(dòng)速度為500～1500mm/min，工作氣體溫度為300~900℃，噴涂距離為40~60mm，噴涂角度為75~90°，工作氣體壓力為2~5Mpa。

優(yōu)選的實(shí)施例中，噴涂粉末前，使用真空機(jī)組對(duì)噴涂腔體抽取真空，真空度達(dá)到預(yù)定值時(shí)，停止抽取真空，向噴涂腔體內(nèi)部通入循環(huán)惰性氣體，使腔體內(nèi)部充滿惰性氣體，避免氧氣和氮?dú)獯嬖谠斐傻腿埸c(diǎn)活性金屬靶材的氧化和氮化，惰性氣體通過惰性氣體回收系統(tǒng)回收再利用，降低生產(chǎn)成本；

噴涂粉末時(shí)，控制基體管以一定的轉(zhuǎn)速繞中心軸旋轉(zhuǎn)，冷噴槍以一定的速度在噴涂區(qū)域內(nèi)往復(fù)移動(dòng)，粉末通過冷噴槍高速濺射到基體表面沉積形成涂層；