一种高致密度TiB2陶瓷靶材的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高致密度TiB2陶瓷靶材的制备方法，包括以下步骤：步骤一，将TiB2原料粉烘干过筛，得到粒度分布均匀的、无结块的TiB2粉末；步骤二，将TiB2粉末均匀地填充到模具中，在真空条件下进行热压烧结，然后冷却、脱模，得到高致密度TiB2陶瓷靶材。该方法不添加任何烧结助剂，后续对粉末压缩使用热压工艺，简化了工艺流程，缩短了生产周期，且能批量化生产；制备的TiB2靶材纯度≥99.8％，平均晶粒尺寸最优达到≤2μm，致密度最高达99.6％；且靶材为单一TiB2相结构，无合金相或有害晶粒边界相形成，改善了溅射过程中的打弧放电现象，制备的膜层致密度高，表面缺陷少，溅射效果更优。

Preparation of a high density TiB2 ceramic target

The invention relates to a method for preparing high density TiB2 ceramic targets, including the following steps: 1, TiB2 raw material powder drying and sieving, have uniform size distribution and agglomeration of TiB2 powder; step two, TiB2 powder filled uniformly into the mold, hot pressing and sintering in a vacuum condition then, cooling, demoulding, high density ceramic target was TiB2. This method does not add any additives, for subsequent powder compression using hot pressing process, simplify the process, shorten the production cycle, and mass production; the preparation of TiB2 target with purity higher than 99.8%, the average grain size is optimal less than or equal to 2 mu m, the density of up to 99.6%; and the target for single phase TiB2 the structure, no phase or harmful grain boundary phase formation, improve the sputtering process the arc discharge phenomenon, the coatings prepared by high density, fewer surface defects, better sputtering.

【技术实现步骤摘要】
一种高致密度TiB2陶瓷靶材的制备方法
本专利技术涉及一种高致密度TiB2陶瓷靶材的制备方法，属于材料
，所述靶材中不添加任何烧结助剂。
技术介绍
随着现代制造业的发展，硬质涂层刀具的应用越来越广泛，将超硬薄膜材料镀于金属切削刀具表面，能提高刀具的切削速度和耐磨性，延长刀具使用寿命，这解决了很多材料的机械加工问题。但是有些材料的加工仍然存在问题，比如铝合金。在铝材的机加工过程中，材料颗粒可能粘附在刀具尖端，因此刀具不得不用更大的力清除工件材料，加速磨损，刀具尖端常常过早断裂。但带有TiB2涂层的刀具则不会，TiB2非常硬，且不与铝反应，刀具上不会粘附金属颗粒，从而确保顺利加工，这尤其适用于铝材的切割。此外，TiB2还具有良好的导电、导热性和耐高温性能，应用潜力巨大。尽管TiB2具有优异的性能，但由于TiB2为共价性极强的化合物，熔点高，其自扩散系数很低，采用常规烧结工艺很难得到致密烧结体。大量研究表明，采用无压烧结工艺来获得相对密度大于95％的TiB2材料几乎是不可能的，在2400℃温度下烧结60min，其相对密度仅为91％。近年来，国内外研究最热的是放电等离子烧结(SPS)工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高致密度TiB2陶瓷靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤一，将TiB2原料粉烘干过筛，得到粒度分布均匀的、无结块的TiB2粉末；步骤二，将步骤一得到的所述TiB2粉末均匀地填充到模具中，在真空条件下进行热压烧结，然后冷却、脱模，得到所述高致密度TiB2陶瓷靶材。

【技术特征摘要】
1.一种高致密度TiB2陶瓷靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤一，将TiB2原料粉烘干过筛，得到粒度分布均匀的、无结块的TiB2粉末；步骤二，将步骤一得到的所述TiB2粉末均匀地填充到模具中，在真空条件下进行热压烧结，然后冷却、脱模，得到所述高致密度TiB2陶瓷靶材。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述TiB2粉末的平均粒度D50为1-25μm；更优选地，所述TiB2粉末的平均粒度D50为1-18μm。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述热压烧结的最高烧结温度为1700-2100℃，最高烧结压力为20-40MPa，保温保压时间为50-70min；优选地，所述热压烧结的最高烧结温度为1800-2050℃，最高烧结压力为22-35MPa，保温保压时间为60min。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述热压烧结的升温速率为8-30℃/min，同时随升温线性加压至最高烧结压力；优选地，所述热压烧结的过程中，当加热温度低于700℃时，所述升温速率为15-30℃/min；当加热温度高于700℃，所述升温速率为8-15℃/min。5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤二中，首先在初始炉温状态下加初始压制压力10-20MPa，同时抽真空至10Pa以下，再进行所述热压烧结。6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤二的所述热压烧结过程中，采用如下方式由初始炉温升温至所述最高烧结温度：首先，由...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤戈，张欠男，梁俊才，李建奎，魏铁峰，
申请(专利权)人：北京安泰六九新材料科技有限公司，安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11