[發明專利]由鉬-鋁-鈦合金制成的模制品

在審

• 申請號: 202010103798.8
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111607729A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: S·赫布斯特;B·斯帕尼奧爾
• 申請（專利權）人: 賀利氏德國有限兩合公司
• 主分類號: C22C27/04
• 分類號: C22C27/04;C22C1/02;C30B35/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張蓉珺;林柏楠

本發明涉及金屬鉬基合金制造的模制品，所述金屬鉬基合金含有至少3重量％至最多8重量％的鋁、至少3重量％至最多6重量％的鈦和作為余量的包含常見雜質的鉬，其中通過由熔體凝固直接或間接地生產該模制品。本發明還涉及制造模制品的方法和此類模制品的用途。

本發明涉及鉬基合金制成的模制品。本發明還涉及制造此類模制品的方法及此類模制品的用途。

完全或主要由銥組成的坩堝用于在高溫下從熔體中生長氧化物或其它化學侵蝕性材料的晶體。例如從US 2016/0303631 A1、JP 2014 012 613 A、US 2013/0087094 A1和JP 2018 059 165 A中獲知此類坩堝。材料銥已經變得非常昂貴。JP 2017 222 537 A提出用較為廉價的鉬代替不與化學侵蝕性熔體接觸的銥制模制品的部件。也可以使用純鉬坩堝或純鎢坩堝，但是它們需要復雜的工廠構造。例如從US 2017/0191188 A1中獲知此類坩堝。鉬坩堝的一個缺點在于通過鉬與大氣氧的氧化生成的氧化鉬的蒸發弱化該坩堝材料，從而限制其耐久性。除了坩堝外，銥還普遍用于生產晶核和在高溫下與熔體接觸的其它模制品。還附加使用銥制成的加熱元件以制造在大氣氧下工作的高溫爐。由于銥的高價格，也必須為此類應用尋找更廉價的可能性。此外，銥的加工非常困難，這進一步提高了銥制成的模制品的生產成本。

由WO 2016/025968 A1獲知由含有鋁和鈦的鉬基合金制成的濺射靶。該濺射靶通過將粉末混合物冷氣噴涂到合適的載體材料上來制造。由Mo_1-x-yTi_xAl_y制成的濺射薄膜的生產可以從American Vacuum Society出版的Tanjy 等人的出版物“Oxidation andwet etching behavior of sputtered Mo-Ti-Al films”(Journal of Vacuum ScienceTechnology A36(2),2018年3月/4月)中獲知。在該文章中描述了保護性Al₂O₃表面層，其鋁含量為至少16原子％。

該現有技術因此涉及通過粉末冶金金屬混合物和表面沉積物來生產混合物(濺射)。這些隨后用作薄膜晶體管中的阻擋體(barrier)，并因此與作為大塊材料(bulkmaterials)在坩堝和其它模制品上使用的混合物相去甚遠。不能通過薄層技術穩定地制造坩堝。因此不能借助已知的薄膜或厚膜技術作為大塊材料經濟地制造模制品。

本發明的目的因此包括克服現有技術的缺點。具體而言，要提供模制品和制造模制品的方法，其與銥類似，適于作為用于晶體生長的坩堝，或其可以以大塊材料形式用于高溫作業，以替代銥制造的模制品。該模制品的生產比銥制造的類似模制品更便宜。但是，同時該模制品還盡可能像銥制造的模制品那樣化學穩定或具有耐受性。

通過金屬鉬基合金制造的模制品實現本發明的目的，所述金屬鉬基合金含有至少3重量％至最多8重量％的鋁、至少3重量％至最多6重量％的鈦和作為余量的包含常見雜質的鉬，其中通過由熔體凝固直接或間接地生產該模制品。

該模制品不必從熔體直接生產。該模制品的制造還可以通過從熔體凝固為中間產物，所述中間產物隨后再成型以制造最終的模制品，例如通過輥壓(rolling)、拉拔(drawing)或沖壓(punching)，由此通過從熔體凝固間接制造該模制品。不通過熔融該中間產物來進行所述再成型。在再成型過程中不添加任何其它合金成分。

術語“常見雜質”在本發明的框架中理解為是指所用元素(即鉬、鋁和鈦)的與生產相關的雜質。這些可以根據原料提取的地理位置和根據元素鉬、鋁和鈦的存在而不同。

術語“鉬基合金”理解為是含有至少50原子％的鉬的金屬合金。鉬基合金優選含有至少66原子％的鉬。

該模制品優選是加熱元件或用于加工熔體(特別是氧化熔體)的模具(mold)。

可以規定，雜質在鉬基合金中的總比例最高為1原子％、優選最高為0.1原子％。