[發明專利]一種鋁鈧合金濺射靶的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010114483.3
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN113373414B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 閆建平;柳術平;吳承永;陳衛平;王曉平
• 申請（專利權）人: 湖南東方鈧業股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C22C28/00;C22C30/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;胡凌云

1.一種鋁鈧合金濺射靶的制備方法，其特征在于，所述鋁鈧合金濺射靶中Sc的含量為8at％～53at％，致密度99％，Al、Sc元素的質量百分數之和99.9％，余量為雜質元素；所述鋁鈧合金濺射靶中氧含量50ppm；包括如下步驟：

S1、將Sc金屬原料和Al金屬原料按配比加入到真空熔煉爐中，熔煉，然后澆鑄，獲得鑄錠；

S2、對S1獲得的鑄錠依次進行鍛造處理、熱等靜壓處理后，根據目標鋁鈧合金濺射靶的形狀及尺寸進行機械加工，獲得鋁鈧合金濺射靶成品；

其中，當Sc15at％時，熔煉溫度為1200℃～1250℃，鍛造溫度為500℃～660℃，熱等靜壓溫度為600℃～650℃；當15at％≤Sc25at％時，熔煉溫度為1250℃～1300℃，鍛造溫度為950℃～1100℃，熱等靜壓溫度為1100℃～1150℃；當25at％≤Sc33at％時，熔煉溫度為1350℃～1450℃，鍛造溫度為1100℃～1200℃，熱等靜壓溫度為1150℃～1200℃；當33at％≤Sc≤53at％時，熔煉溫度為1300℃～1400℃，鍛造溫度為1100℃～1150℃，熱等靜壓溫度為1050℃～1100℃。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鋁鈧合金濺射靶各位置的Sc含量的偏差在±1at％范圍內。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述雜質元素包括Ag、As、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Gd、Hf、Hg、In、K、La、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Se、Si、Sm、Sn、Sr、Ti、V、W、Y、Yb、Zn、Zr、Er、Dy、Pr、Re、Te、Eu、Ge、Ho、Lu、Pt、Pd、Au、Rh、Ta、Tl、Ta、Th、Tb、Tm、Sb、H、O、N。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，抽真空至0.1～10Pa，再充入惰性氣體，進行熔煉，熔煉時間為2-4h。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S1中，澆鑄時，根據目標鋁鈧合金濺射靶中Sc含量進行選擇，當Sc25at％時，選用水冷銅?；蛩滂F模材質的模具；當Sc≥25at％時，選用石墨、SiC或Si₃N₄材質的模具。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2中，鍛造處理在真空或惰性氣氛保護下進行。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2中，熱等靜壓的壓力為100-200MPa。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，S2中，熱等靜壓處理的時間根據目標鋁鈧合金濺射靶中Sc含量進行選擇：當Sc15at％時，熱等靜壓時間為1.5～3h；當15at％≤Sc25at％時，熱等靜壓時間為2～5h；當25at％≤Sc33at％時，熱等靜壓時間為3～6h；當33at％≤Sc53at％時，熱等靜壓時間為4～8h。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，當Sc15at％時，熔煉溫度為1200℃～1230℃，鍛造溫度為550℃～600℃，熱等靜壓溫度為600℃～640℃；當15at％≤Sc25at％時，熔煉溫度為1280℃～1300℃，鍛造溫度為950℃～1100℃，熱等靜壓溫度為1130℃～1150℃；當25at％≤Sc33at％時，熔煉溫度為1380℃～1400℃，鍛造溫度為1100℃～1150℃，熱等靜壓溫度為1150℃～1180℃；當33at％≤Sc≤53at％時，熔煉溫度為1300℃～1350℃，鍛造溫度為1100℃～1130℃，熱等靜壓溫度為1050℃～1080℃。

10.如權利要求1-9任一項所述的制備方法制備而成的鋁鈧合金濺射靶在制備壓電性材料薄膜中的應用。