[發明專利]ZnSn合金靶材及其制備方法

在審

• 申請號: 202110403534.9
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113308672A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 張玉玲;甘志儉
• 申請（專利權）人: 基邁克材料科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C22C13/00;C22C18/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 孔令聰

本發明涉及一種ZnSn合金靶材及其制備方法。ZnSn合金靶材的制備方法，包括如下步驟：將Zn粉末和Sn粉末混合均勻，得到混合粉體；對混合粉體進行預壓成型，壓力為400T以上并保壓處理，得到ZnSn合金毛坯；采用冷等靜壓的工藝對ZnSn合金毛坯進行強化處理，得到ZnSn合金靶坯；以及對ZnSn合金靶坯進行綁定成型，得到ZnSn合金靶材。本發明技術方案的ZnSn合金靶材的制備方法，采用粉末狀態的原料Zn和Sn，之后先將混合粉體預壓得到具有初步形狀的ZnSn合金毛坯，再采用冷等靜壓進行強化處理，能夠得到致密度和晶粒良好的高性能ZnSn合金靶材。

技術領域

本發明涉及靶材技術領域，特別是涉及一種ZnSn合金靶材及其制備方法。

背景技術

濺射鍍膜就是在真空中利用荷能粒子轟擊靶表面，使被轟擊出的粒子沉積在基片上的技術。磁控濺射鍍膜因具有低溫和快速兩大優點而被廣泛應用，濺射鍍膜對使用的靶材要求是晶粒細小且無組織缺陷。

ZnSn合金靶材是一種常用的濺射靶材，傳統的ZnSn合金靶材的制備方法是通過Zn錠和Sn錠高溫熔化后在模具中成型，然而，由于Zn和Sn的熔點差異較大(Zn熔點419.53℃，Sn熔點231.89℃)，使得二者無法完全融合，因此，在鑄造過程中由于冷卻度差異易造成偏析、孔洞、疏松和裂紋等缺陷，導致采用傳統制備方法得到的ZnSn合金靶材不利于應用。

發明內容

基于此，有必要提供一種致密度和晶粒良好的高性能ZnSn合金靶材及其制備方法。

一種ZnSn合金靶材的制備方法，包括如下步驟：

將Zn粉末和Sn粉末混合均勻，得到混合粉體；

對所述混合粉體進行預壓成型，壓力為400T以上并保壓處理，得到ZnSn合金毛坯；

采用冷等靜壓的工藝對所述ZnSn合金毛坯進行強化處理，得到ZnSn合金靶坯；以及

對所述ZnSn合金靶坯進行綁定成型，得到ZnSn合金靶材。

本發明技術方案的ZnSn合金靶材的制備方法，采用粉末狀態的原料Zn和Sn，之后先將混合粉體預壓得到具有初步形狀的ZnSn合金毛坯，再采用冷等靜壓進行強化處理，能夠得到致密度和晶粒良好的高性能ZnSn合金靶材。經試驗證明，本發明的上述ZnSn合金靶材的制備方法制備得到ZnSn合金靶材的相對密度≥99％，ZnSn合金靶材的晶粒大小為50μm左右。

在其中一個實施例中，所述Zn粉末和所述Sn粉末的D50均為30μm～60μm。

在其中一個實施例中，將Zn粉末和Sn粉末混合均勻的操作為：按照質量份數，將45份～55份的Zn粉末、45份～55份的Sn粉末和二氧化鋯球加入混料機內混料。

在其中一個實施例中，所述Zn粉末和所述Sn粉末的混合物與所述二氧化鋯球的質量比為1：(2～3)。

在其中一個實施例中，所述二氧化鋯球的個數為若干個，若干個所述二氧化鋯球的規格包括Φ2mm、Φ5mm、Φ10mm、Φ20mm和Φ25mm。

在其中一個實施例中，所述混料機的轉速為100r/min～250r/min，混料時間為5h～15h。

在其中一個實施例中，對所述混合粉體進行預壓成型的操作為：采用液壓設備對所述混合粉體進行預壓成型。

在其中一個實施例中，對所述混合粉體進行預壓成型的壓力為400T～600T，保壓時間為5min～10min。

在其中一個實施例中，冷等靜壓的壓力為200MPa～300MPa，保壓時間為5min～20min。