[發明專利]一種碳化硅復合靶材及其制備方法

在審

• 申請號: 202110287506.5
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112811908A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;王巨寶;單長濱;王學澤;王科
• 申請（專利權）人: 上海戎創鎧迅特種材料有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B35/645
• 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

本發明提供了一種碳化硅復合靶材及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：將碳化硅粉末、碳粉、粘結劑和溶劑混合進行濕法球磨，得到混合漿料；將混合漿料進行噴霧造粒，得到造粒粉末；將造粒粉末進行冷等靜壓成型，得到靶材坯料；將靶材坯料進行熱壓燒結，得到碳化硅復合靶材。本發明所述方法根據原料的特性選擇濕法球磨工藝，再經噴霧造粒、冷等靜壓成型，得到粉末混合均勻、致密度高的坯料，避免熱壓燒結過程中出現粉末外溢和噴出的問題；再經對熱壓燒結工藝的控制，得到質量穩定，性能一致的靶材產品，滿足后續濺射使用的性能要求；所述方法操作簡單，連貫性好，成本較低，適用范圍廣。

技術領域

本發明屬于靶材制備技術領域，涉及一種碳化硅復合靶材及其制備方法。

背景技術

碳化硅材料因具有硬度高、強度大、高溫抗氧化性強、熱穩定性佳、熱膨脹系數小和耐化學腐蝕等優良特性，在半導體、機械化工、能源、環境保護等領域有著日益廣泛的應用，成為在眾多領域中不可替代的結構陶瓷材料。碳化硅靶材是一種重要的陶瓷靶材，其制備通常采用粉末冶金的方法，以粉末作為原料，經過成型和燒結，制備各類結構材料。

鑒于碳化硅材料自身的特性，其摩擦性能較差，摩擦系數較高，因而通常將其與潤滑性能較好的材料復合，制備復合材料以提高其性能。粉末冶金前的混料過程，若不同原料粉末的比重差異較大，采用普通的干法混料容易造成粉末結塊，混料不均勻，燒結過程中出現粉末外溢的問題，造成產品質量缺陷。

CN 105541336A公開了一種碳化硼/碳化硅陶瓷整板的制備方法，包括以下步驟：將碳化硼粉、碳化硅粉、碳粉、粘結劑、分散劑和水混合后進行球磨制漿，得漿料；用噴霧造粒干燥工藝將制得的漿料干燥造粒，得造粒料；采用冷等靜壓成型工藝將制得的造粒料壓制成型，得素坯；將制得的素坯進行無壓燒結，冷卻后即可得到所述陶瓷整板；該方法制備陶瓷整板時以碳化硼和碳化硅為主要原料，產品主要用作防彈版，產品用途不同，對原料及工藝方法的要求也不同，并未涉及到用作靶材時如何改進工藝。

CN 101551012A公開了一種含碳的碳化硅密封環及其制備方法，該方法以碳化硅粉體、釔鋁石榴石和碳粉組成主原料，依次包括以下步驟：將上述主原料、粘結劑、分散劑加入到去離子水中，球磨混合后，配制成水基碳化硅復合料漿；采用噴霧造粒工藝對水基碳化硅復合料漿進行噴霧干燥；將所得的碳化硅造粒粉采用干壓預壓和冷等靜壓終壓的兩步方式成型；將所得密封環坯體放入真空無壓燒結爐中進行燒結，得到含碳的碳化硅密封環。該方法中碳化硅產品主要是用作密封環，與用作靶材時的性能要求不同，屬于不同的應用領域，因而對原料及工藝操作的選擇不同。

綜上所述，對于碳化硅復合靶材的制備，還需要根據靶材性能要求選擇合適的工藝，以得到致密均勻的靶材產品，保證產品質量穩定，均一性好。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種碳化硅復合靶材及其制備方法，所述復合靶材的制備方法中根據原料的特性選擇濕法球磨工藝，再經噴霧造粒、冷等靜壓成型，得到粉末混合均勻、致密度高的坯料，避免熱壓燒結過程中出現粉末噴出的問題，再經熱壓燒結工藝的控制，得到滿足致密度、強度要求的復合靶材，為后續靶材使用提供性能保障。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供了一種碳化硅復合靶材的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將碳化硅粉末、碳粉、粘結劑和溶劑混合進行濕法球磨，得到混合漿料；

(2)將步驟(1)得到的混合漿料進行噴霧造粒，得到造粒粉末；

(3)將步驟(2)得到的造粒粉末進行冷等靜壓成型，得到靶材坯料；

(4)將步驟(3)得到的靶材坯料進行熱壓燒結，得到碳化硅復合靶材。