一种钼镍铜多元合金溅射靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了钼镍铜多元合金溅射靶材及其制备方法，由以下质量组分组成：Ni 5％‑45％，Cu 1％‑10％，余量为Mo，以上组分的质量分数百分比之和为100％；通过混料‑冷等静压‑热等静压‑去除包套‑一火多道次热轧‑退火‑机加工等，得到钼镍铜多元合金靶材。本发明专利技术制备方法通过混匀钼镍铜粉体，避免单纯钼合金熔点较高而无法采用常规雾化法的局面；通过设置烧结工艺参数，解决了多元合金中三种金属粉末熔点相差较大不易烧结的问题；通过溅射靶材金属化，解决了电沉积法进行陶瓷金属化所产生的精密性及安全性差的问题；制备的钼镍铜多元合金溅射靶材，气密性好、耐湿耐潮、高密度、高纯度，提高陶瓷‑金属封接材料的使用寿命。

A sputtering target of Mo Ni Cu alloy and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种钼镍铜多元合金溅射靶材及其制备方法
本专利技术属于陶瓷-金属封接
，具体涉及一种钼镍铜多元合金溅射靶材，本专利技术还涉及一种钼镍铜多元合金溅射靶材的制备方法。
技术介绍
陶瓷-金属封接工艺的研究始于1935年，是随着真空电子器件的发展而兴起的一门学科。近年来，随着新型陶瓷材料的不断发展，陶瓷-金属封接工艺的应用也延伸至半导体和集成电路封装、激光器件、原子能和高能物理、航空航天、化工冶金以及医疗设备等行业。特别是近年来电动汽车及其充电设施发展迅猛，新能源汽车零部件的需求量也呈井喷式增长，其中的关键部件——接触器，对新能源汽车的安全性与可靠性起着不可或缺的作用。而接触器的陶瓷壳体与电极材料的封装工艺质量—即陶瓷与金属的封焊工艺又直接影响着接触器的质量。因此，可靠的陶瓷-金属封接工艺就显得尤为重要。另外，输电配电网络设备中直流接触器灭弧室的封装，高功率器件中的热沉材料与大功率芯片的焊接及陶瓷散热板的金属化也都面临着相似的问题。钼镍铜多元合金材料形成的薄膜，既可以保留陶瓷良好的热、电和机械性能，同时又具有气密性好、不易受潮解等优点，在金属化后与金属零件焊接，可使器件外壳具有更好的机械性能和气密性，是陶瓷-金属的连接问题较为完美的解决方案。但目前，以钼镍铜多元金属为基体的陶瓷-金属封接材料主要通过电沉积的工艺方法来实现，其封接质量与通过钼镍铜合金材料溅射沉积相差甚远，无法满足产品精密性及安全性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种钼镍铜多元合金溅射靶材，可以提供一种气密性好、耐湿耐潮、高密度、高纯度的钼镍铜多元合金溅射靶材。本专利技术的另一个目的是提供一种钼镍铜多元合金溅射靶材的制备方法，解决了电沉积的工艺精密性及安全性差的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种钼镍铜多元合金溅射靶材，由以下质量组分组成：Ni元素5％-45％，Cu元素1％-10％，余量为Mo元素，以上组分的质量分数百分比为100％。本专利技术的特征还在于，钼镍铜多元合金溅射靶材的密度不低于9.8g/cm3。本专利技术所采用的技术方案是，一种钼镍铜多元合金溅射靶材的制备方法，包括以下步骤：步骤1，取原料钼粉、镍粉和铜粉，置于混料机中并混合均匀，得到混合粉体；步骤2，将步骤1中的混合粉体进行冷等静压，得到初始坯料；步骤3，将步骤2中的初始坯料装入钛合金包套中抽真空封焊，随后放入热等静压烧结炉中，炉冷后去除包套，得到致密化坯料；步骤4，将步骤4中的致密化坯料进行一火多道次热轧，得到二次致密化坯料；步骤5，将步骤4的二次致密化坯料退火，得到钼镍铜多元合金板材；步骤6，将步骤5的钼镍铜多元合金板材机加工和表面磨削加工得到钼镍铜多元合金靶材成品。本专利技术的特征还在于，步骤1中钼粉的质量纯度不低于99.9％，钼粉中钾含量质量不大于40ppm，铁含量质量不大于20ppm，碳含量质量不大于20ppm，氧含量质量不大于500ppm；镍粉的质量纯度不低于99.7％；铜粉质量纯度不低于99.9％。步骤1中的混料机具体为三维混料机、或V型混料机或滚筒混料机中任意一种。步骤2中冷等静压参数为：压力100MPa-200MPa，保压时间5min-20min。步骤3中热等静压烧结炉的参数为：100MPa-200MPa，保压时间为60min-300min，温度为1000-1500℃。步骤4中一火多道次热轧的参数为：加热温度1100-1200℃，道次变形率15-25％，总变形率为30-55％。步骤5中退火参数为：退火温度700-900℃，保温时间2-6h。步骤6中钼镍铜多元合金靶材成品由以下质量组分组成：Ni元素5％-45％，Cu元素1％-10％，余量为Mo元素，以上组分的质量分数百分比为100％；钼镍铜多元合金靶材成品的密度不低于9.8g/cm3。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术的钼镍铜多元合金溅射靶材的制备方法，通过通过混匀钼镍铜多元合金粉体，避免由于单纯钼合金熔点较高而无法采用常规雾化法的局面；通过设置烧结工艺参数，解决了钼镍铜多元合金中三种金属粉末熔点相差较大不易烧结的问题；通过溅射靶材金属化，解决了现有电沉积法进行陶瓷金属化所产生的精密性及安全性差的问题；(2)本专利技术制备的钼镍铜多元合金溅射靶材，具有气密性好、耐湿耐潮、高密度、高纯度等特点，提高陶瓷-金属封接材料的使用寿命，有很好的实用价值。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的钼镍铜多元合金溅射靶材的扫描电镜图；图2是本专利技术实施例2制备的钼镍铜多元合金溅射靶材的扫描电镜图；图3是本专利技术实施例3制备的钼镍铜多元合金溅射靶材的扫描电镜图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种钼镍铜多元合金溅射靶材，由以下质量组分组成：Ni元素5％-45％，Cu元素1％-10％，余量为Mo元素，以上组分的质量分数百分比为100％。其中，钼镍铜多元合金溅射靶材的密度不低于9.8g/cm3。本专利技术的钼镍铜多元合金溅射靶材，达到了陶瓷-金属封接材料的精密性及安全性的要求，提高了陶瓷-金属封接材料的使用寿命。实施例1步骤1，取原料钼粉、镍粉和铜粉，置于三维混料机中并混合均匀，得到混合粉体；钼粉质量分数为93％，镍粉质量分数为5％，铜粉质量分数为2％。钼粉的质量纯度为99.9％，钼粉中钾含量质量38ppm，铁含量质量15ppm，碳含量质量13ppm，氧含量质量500ppm；镍粉的质量纯度不低于99.7％；铜粉质量纯度不低于99.9％。步骤2，将步骤1中的混合粉体进行冷等静压，得到初始坯料；冷等静压参数为：压力100MPa，保压时间20min。步骤3，将步骤2中的初始坯料装入钛合金包套中抽真空封焊，随后放入热等静压烧结炉中，炉冷后去除包套，得到致密化坯料；放入等静压烧结炉的目的使初始坯料高温高压致密化；热等静压烧结炉的参数为：100MPa，保压时间为60min，温度为1500℃。步骤4，将步骤4中的致密化坯料进行一火多道次热轧，得到二次致密化坯料；一火多道次热轧的参数为：加热温度1100℃，道次变形率18％，总变形率为40％。步骤5，将步骤4的二次致密化坯料退火，消除坯料内应力，得到钼镍铜多元合金板材；退火参数为：退火温度750℃，保温时间4h。步骤6，将步骤5的钼镍铜多元合金板材机加工和表面磨削加工得到钼镍铜多元合金靶材成品。如图1所示，为制备的钼镍铜多元合金靶材成品的SEM图，可以看出，钼镍铜多元合金靶材颗粒均匀，排列紧密，孔洞缺陷较少。经检测，本实施例制备的钼镍铜多元合金靶材成品的密度为9.82g/cm3。实施例2步骤1，取原料钼粉、镍粉和铜粉，置于三维混料机中并混合均匀，得到混合粉体；钼粉质量分数为90％，镍粉质量分数为7％，铜粉质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钼镍铜多元合金溅射靶材，其特征在于，由以下质量组分组成：Ni元素5％-45％，Cu元素1％-10％，余量为Mo元素，以上组分的质量分数百分比为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种钼镍铜多元合金溅射靶材，其特征在于，由以下质量组分组成：Ni元素5％-45％，Cu元素1％-10％，余量为Mo元素，以上组分的质量分数百分比为100％。


2.根据权利要求1所述的一种钼镍铜多元合金溅射靶材，其特征在于，所述钼镍铜多元合金溅射靶材的密度不低于9.8g/cm3。


3.如权利要求1或2所述的一种钼镍铜多元合金溅射靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，取原料钼粉、镍粉和铜粉，置于混料机中并混合均匀，得到混合粉体；
步骤2，将步骤1中的混合粉体进行冷等静压，得到初始坯料；
步骤3，将步骤2中的初始坯料装入钛合金包套中抽真空封焊，随后放入热等静压烧结炉中，炉冷后去除包套，得到致密化坯料；
步骤4，将步骤4中的致密化坯料进行一火多道次热轧，得到二次致密化坯料；
步骤5，将步骤4的二次致密化坯料退火，得到钼镍铜多元合金板材；
步骤6，将步骤5的钼镍铜多元合金板材机加工和表面磨削加工得到钼镍铜多元合金靶材成品。


4.根据权利要求3所述的一种钼镍铜多元合金溅射靶材的制备方法，其特征在于，所述步骤1中钼粉的质量纯度不低于99.9％，钼粉中钾含量质量不大于40ppm，铁含量质量不大于20ppm，碳含量质量不大于20ppm，氧含量质量不大于500ppm；
所述镍粉的质量纯度不低于99.7％；
所述铜粉质量纯度不低于99.9％。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴吉娜，武洲，王娜，朱琦，张铁军，付静波，赵虎，
申请(专利权)人：金堆城钼业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61