[發明專利]一種Ti-Al合金靶材的制備方法

在審

• 申請號: 202010809266.6
• 申請日: 2020-08-12
• 公開（公告）號: CN111962032A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 姚力軍;邊逸軍;潘杰;王學澤;江勝君
• 申請（專利權）人: 寧波江豐電子材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;B22F3/15;B22F5/00;C22C14/00;C22F1/18;C22F1/02
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本發明涉及一種Ti?Al合金靶材的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：(1)將鈦粉和鋁粉在保護氣氛下混合，得到混粉；(2)將步驟(1)得到的混粉置于包套中依次進行第一脫氣處理、第一熱等靜壓處理、第二脫氣處理及第二熱等靜壓處理，之后將所述包套去除經機加得到所述Ti?Al合金靶材。本發明提供的制備方法通過對制備過程中工藝步驟的重新設計，使得制備得到的靶材在濺射過程中避免了弧光放電的產生，提高了濺射過程中鍍膜和鍍件的結合度，強化了鍍膜效果，進而延長了靶材的使用壽命。

技術領域

本發明涉及靶材領域，具體涉及一種Ti-Al合金靶材的制備方法。

背景技術

目前，Ti-Al合金靶材通常采用鑄造工藝來進行制備，但利用這種工藝制備Ti-Al合金靶材非常困難，在合金化過程中極易產生氣泡、縮孔、疏松、偏析等現象，導致合金的孔隙率高，無法滿足靶材致密性的要求。為了解決上述問題，現有技術中引入了粉末冶金工藝。

如CN104480444A公開了一種鈦鋁合金靶材及其制備方法。鈦鋁合金靶材以鈦和鋁為主元素，該靶材還包含Co、Cr、Ta、W、Nb、Mo、Zr、V、B、Si、Y、La、Ce或Se中至少兩種元素。其通過多種元素的添加可形成多種形態的氮化、碳化、氮碳化的復合膜層材料；通過改進的熱處理工藝更有利于產品的進一步致密化；通過改進的混粉及脫氣工藝，有效地控制了氧含量。

CN107815653A公開的一種鈦鋁合金靶材的制備方法，包括以下步驟：將鈦粉和鋁粉均勻混合后利用等靜壓機壓制成坯塊；將坯塊在真空環境下加壓燒結得到預制坯錠；將所述坯錠進行退火處理，即得所述鈦鋁合金靶材。其解決了現有的鈦鋁合金靶材制備存在的效果不好、工藝復雜的問題。本發明的一種鈦鋁合金靶材首先選取粒徑小、純度較高的鈦粉和鋁粉混合后進行等靜壓處理，已得到致密度高的坯塊，然后對其進行真空加壓燒結、超聲清洗后，制備得到鈦鋁合金靶材，其制備工藝簡單，制備得到的鈦鋁合金靶材致密度高、濺射效果好。

然而現有技術中仍存在制備得到的靶材在濺射時仍存在弧光放電，濺射過程中鍍膜的結合度不高，鍍膜效果差等問題。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供了一種Ti-Al合金靶材的制備方法，使得制備得到的靶材在濺射過程中避免了弧光放電的產生，提高了濺射過程中鍍膜和鍍件的結合度，強化了鍍膜效果。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種Ti-Al合金靶材的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將鈦粉和鋁粉在保護氣氛下混合，得到混粉；

(2)將步驟(1)得到的混粉置于包套中依次進行第一脫氣處理、第一熱等靜壓處理、第二脫氣處理及第二熱等靜壓處理，之后將所述包套去除經機加得到所述Ti-Al合金靶材。

本發明提供的制備方法通過對制備過程中工藝步驟的重新設計，使得制備得到的靶材在濺射過程中避免了弧光放電的產生，提高了濺射過程中鍍膜和鍍件的結合度，強化了鍍膜效果，進而延長了靶材的使用壽命。

作為本發明優選的技術方案，所述混合中的鈦粉和鋁粉的原子數比為(1-5):1，例如可以是1:1、2:1、3:1、4:1或5:1等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

作為本發明優選的技術方案，所述鈦粉的中值粒徑為5-200μm，例如可以是5μm、10μm、20μm、40μm、80μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm或200μm等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

優選地，所述鋁粉的中值粒徑為5-200μm，例如可以是5μm、10μm、20μm、40μm、80μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm或200μm等，但不限于所列舉的數值，該范圍內其他未列舉的數值同樣適用。