[發(fā)明專利]一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010970573.2
• 申請(qǐng)日: 2020-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN112176301A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海晶維材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;C23C14/16;C22C16/00;C22C1/02
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法，其特征在于：所述鋯基稀土合金薄膜吸氣劑靶材的合金配方如下：以質(zhì)量百分比分別配比鈦基二元合金配方鋯基二元合金Zr_1-xRE_x(wt％)、鋯基三元合金Zr_1-x-yRE1_xRE2_y(wt％)、鋯基四元合金Zr_1-x-y-zRE1_xRE2_yRE3_z、大于四元合金的鋯基多元稀土元素的復(fù)合添加；所述鋯基稀土合金薄膜吸氣靶材采用如下制備方法制成，包括以下步驟：

A.熔煉：將配比好的原料裝入真空熔煉爐，熔煉爐中用坩堝尺寸為直徑×高度20～200mm；將爐內(nèi)真空度抽至0.01～1Pa以下；熔煉電流為800～2000A；熔煉過(guò)程中施加磁攪拌，熔煉成鑄錠；

B.致密化處理：在高純氬氣的氣氛爐中，對(duì)鑄錠進(jìn)行致密化處理；升溫加壓，溫度為900～1200℃,高純氬氣的壓力為1～2.5MPa,持續(xù)時(shí)間為1～4h；獲得高致密度及成分均勻的鋯基稀土合金鑄錠靶坯；

C.吸氣劑靶材的機(jī)加工：對(duì)合金靶坯進(jìn)行加工，獲得所需的鋯基稀土合金薄膜吸氣劑靶材，合金靶材的尺寸：直徑為1～8英寸靶材；或者矩形靶材，尺寸為長(zhǎng)0～990mm×寬0～230mm×厚度4～10mm；

D.吸氣薄膜樣品制備：用其合金靶材，在磁控濺射上，在硅晶元基體樣品上進(jìn)行濺射，制備成吸氣薄膜；吸氣劑薄膜的激活溫度200～400℃，激活時(shí)間15～60min，初始吸氫速率18～90ml/s.cm²；并且該吸氣薄膜在短的時(shí)間內(nèi)可達(dá)到極限真空1.0×10^-4～5×10^-5Pa。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法，其特征在于：所述鋯基稀土合金薄膜吸氣劑靶材的二元鋯基稀土合金配方為：Zr_1-xRE_x(wt％)，稀土RE的含量在0.01～45-wt％，余量是Zr元素，其中RE代表稀土元素，RE分別為L(zhǎng)a、Ce、Nd、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的任意一種稀土元素或者混合稀土元素的復(fù)合添加。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法，其特征在于：所述鋯基稀土合金薄膜吸氣劑靶材的合金配方為鋯基三元合金配方Zr_1-x-yRE1_xRE2_y(wt％)，稀土RE1的含量x在0.01～25wt％，稀土RE2的含量y在0.01～20wt％，余量是Zr元素；其中RE1、RE2代表稀土元素，為L(zhǎng)a、Ce、Nd、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的任意一種稀土元素或者混合稀土元素的復(fù)合添加。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法，其特征在于：所述鋯基稀土合金薄膜吸氣劑靶材的合金配方為鋯基四元合金配方Zr_1-x-y-zRE1_xRE2_yRE3_z(wt％)，稀土RE1的含量x在0.01～20wt％、稀土RE2的含量y在0.01～20wt％、稀土RE3的含量z在0.01～5wt％，余量是Zr元素；其中RE1、RE2、RE3代表稀土元素，為L(zhǎng)a、Ce、Nd、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的任意一種稀土元素或者混合稀土元素的復(fù)合添加。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法，其特征在于：所述鋯基稀土合金薄膜吸氣劑靶材的合金配方為大于四元合金的鋯基多元稀土元素的復(fù)合添加；其中稀土元素的總含量在0～45wt％之間，為L(zhǎng)a、Ce、Nd、Pr、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y中的任意一種稀土元素或者混合稀土元素的復(fù)合添加。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能鋯基稀土合金靶材及其制備方法，其特征在于：所述鈦基二元合金配方鋯基二元合金Zr_1-xREx(wt％)、鋯基三元合金Zr_1-x-yRE1_xRE2_y(wt％)、鋯基四元合金Zr_1-x-y-zRE1_xRE2_yRE3_z、大于四元合金的鋯基多元稀土元素的復(fù)合添加的純度均大于99.90％。