锂靶材组件的制造方法技术

技术编号:24882602 阅读:29 留言:0更新日期:2020-07-14 18:09
本发明专利技术公开了一种锂靶材组件的制造方法,包括:提供锂靶坯,所述锂靶坯具有第一主表面和与第一主表面相反的第一背面;提供背板,所述背板具有第二主表面和与第二主表面相反的第二背面;对所述背板的第二主表面进行镀锂处理,形成镀锂层;将所述锂靶坯的第一主表面与所述背板的第二主表面上的镀锂层相对设置并贴合,形成初始组件;在真空环境中,向所述初始组件施加压力,使所述锂靶坯与所述镀锂层结合,完成锂靶坯与背板的绑定,从而形成锂靶材组件。本发明专利技术技术方案降低了锂靶坯与背板的绑定难度,提高了锂靶材组件生产制造的效率。

【技术实现步骤摘要】
锂靶材组件的制造方法
本专利技术涉及金属靶材
,尤其涉及锂靶材组件的制造方法。
技术介绍
金属锂是一种稀有元素,密度0.534g/cm3,是最轻的金属。熔点180.54℃,沸点1317℃。具有软,韧性大,延展性好,化学活性好,负电位高、比能量大,可与大量无机试剂和有机试剂发生反应,与水的反应非常剧烈的特点。金属锂靶材可以通过溅射至玻璃上从而获得电致变色玻璃,在建筑、飞机、汽车等领域广泛应用,有助于节能和环保。由于金属锂熔点低、不稳定、难以控制,无法通过传统的粉末冶金、喷涂等方法制备成靶材。中国专利申请号201510756173.0公开了一种金属锂靶材铸造制备方法,但是该方法仅适合铸造加工旋转靶材。目前,需要用于制造平面金属锂靶材组件的工业上适用的技术。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种适合工业化生产的、简单、高效的锂靶材(尤其是平面锂靶材)制造方法。专利技术人发现:可以通过真空焊接技术,由锂靶坯和背板相对容易地制造平面金属锂靶材组件,且制造出的靶材组件不易出现气室、鼓包等,具有高强度。更进一步,为了降低锂靶坯与背板的绑定难度,专利技术人设计了在背板上形成镀锂层的技术方案,从而完成了本专利技术。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现。本专利技术提供锂靶材组件的制造方法,包括:提供锂靶坯,所述锂靶坯具有第一主表面和与第一主表面相反的第一背面;提供背板,所述背板具有第二主表面和与第二主表面相反的第二背面;对所述背板的第二主表面进行镀锂处理,形成镀锂层;将所述锂靶坯的第一主表面与所述背板的第二主表面上的镀锂层相对设置并贴合,形成初始组件;在真空环境中,向所述初始组件施加压力,使所述锂靶坯与所述镀锂层结合,完成锂靶坯与背板的绑定,从而形成锂靶材组件。可选地,镀锂处理包括蒸镀、电沉积和化学镀中的一种.可选地,镀锂层的厚度为100nm至20μm,优选1μm至10μm。可选地,锂靶坯为纯度等于或大于99.9%的金属锂,或者所述锂靶坯为金属锂的质量百分比等于或大于60%的锂合金.可选地,背板由金属或合金制成,优选铜、不锈钢、铝、铝合金,或其混合材料。在某些实施方案中,上述制造方法还包括:在真空环境中,在向初始组件施加压力之前、同时或之后,对锂靶坯、背板、背板上的镀锂层中的一个或多个进行加热,或者对初始组件整体进行加热,以完成锂靶坯与背板的绑定。可选地,对锂靶坯进行加热时的加热温度为30℃至180℃,优选120℃至150℃;或,对背板或镀锂层进行加热时的加热温度为30℃至180℃,优选的,加热温度为50℃-120℃。在某些实施方案中,上述制造方法还包括:提供模具,其具有两端开放的腔室,所述腔室具有与所述锂靶坯相同的横截面形状,在形成初始组件之前,或在形成初始组件之后但在施加压力和/或加热之前,将锂靶坯置于所述腔室中,用所述模具将所述锂靶坯的四周包围。可选地,向初始组件施加压力在用施压块接触锂靶坯的第一背面的情况下进行,所述施压块具有与所述模具的腔室相同的横截面形状,从而所述施压块、所述模具和所述背板构成将所述锂靶坯包封在其中的封闭空间。可选地,至少施压块的要与锂靶材接触的部分由防粘材料制成或涂有防粘材料涂层,或者在施压块与锂靶坯之间放置层状防粘材料。优选地,防粘材料包括聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚乙烯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)、陶瓷、含油或涂油薄膜。可选地,在对背板的第二主表面进行镀锂处理之前,对所述背板的至少第二主表面进行预处理,所述预处理包括清洗和/或表面粗糙化处理,优选地,所述表面粗糙化处理包括通过物理或化学方法在表面上形成凸凹不同的形状。在某些实施方案中,上述制造方法还包括:在完成锂靶坯与背板的绑定之后,进行破真空操作,取出所述锂靶材组件。本专利技术的技术方案至少具有以下优点之一:1、利用真空焊制造平面锂靶材组件,工艺简单易行,投资成本低;2、避免了非真空环境(干燥室、氩气手套箱)操作时易在靶材内产生气室、鼓包的问题;3、解决了金属锂柔软和黏性所导致的生产问题,使靶材组件的生产简洁易行,且基本无原材料浪费;4、所制造的锂靶材组件强度高,其抗拉强度可以达到0.8Mpa以上,已基本接近金属锂本身的抗拉强度。5、降低了金属锂靶坯与背板的绑定难度,提高了金属锂靶材组件的生产效率。通常背板与锂靶坯直接进行绑定,为了达到理想的绑定强度,绑定时间一般需要3小时以上;而通过本专利技术的技术方案,一般需要0.5小时即可达到所需绑定强度和绑定效果。附图说明图1是本专利技术的一个实施方案的流程示意图。图2是图1所示实施例步骤S1中靶坯的结构示意图。图3是图1所示实施例步骤S1中背板的结构示意图。图4是图1所示实施例步骤S2中背板镀锂后的结构示意图。图5是图1所示实施例步骤S3中初始组件的结构示意图。图6是图1所示实施例步骤S4中初始组件放置后的结构示意图。图7是图1所示实施例步骤S6中靶材组件的结构示意图。图8是对比例(背板未镀锂)中初始组件的结构示意图。图9是对比例(背板未镀锂)中初始组件的放置后的结构示意图。图10是对比例(背板未镀锂)所生产的靶材组件的结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述。应当理解,在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下,本领域技术人员能够根据本公开的教导设想其他各种实施方案并能够对其进行修改。因此,以下的具体实施方式不具有限制性意义。在本专利技术的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”等,仅是为了便于描述本专利技术和简化描述,因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术的一个方面提供一种锂靶材组件的制造方法,包括:提供锂靶坯,所述锂靶坯具有第一主表面和与第一主表面相反的第一背面;提供背板,所述背板具有第二主表面和与第二主表面相反的第二背面;对所述背板的第二主表面进行镀锂处理,形成镀锂层;将所述锂靶坯的第一主表面与所述背板的第二主表面上的镀锂层相对设置并贴合,形成初始组件;在真空环境中,向所述初始组件施加压力,使所述锂靶坯与所述镀锂层结合,完成锂靶坯与背板的绑定,从而形成锂靶材组件。上述制造方法中,利用真空扩散焊工艺,以锂靶坯的第一主表面为第一焊接面,背板第二主表面上的镀锂层为第二焊接面,将锂靶坯与背板焊接在一起,获得锂靶材组件。扩散焊的原理是在一定的温度、压力下使两个待焊接件之间原子互相扩散,经过一段时间最终成为一体,完成绑定。扩散焊在真空条件下更易进行。本专利技术以真空环境作为制造锂靶材组件的特定环境,利用真空扩散焊工艺,可以促进锂靶坯与背板的绑定,且可以防止靶坯与背板之间夹杂气体,影响使用效果。而且,在背板上形成镀锂层,通过锂靶坯与镀锂层之间的焊接形成锂靶材组件,极大地降低了锂靶坯与背板的绑定难度,可显著提高锂靶材组件生产制造的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂靶材组件的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括:/n提供锂靶坯,所述锂靶坯具有第一主表面和与第一主表面相反的第一背面;/n提供背板,所述背板具有第二主表面和与第二主表面相反的第二背面;/n对所述背板的第二主表面进行镀锂处理,形成镀锂层;/n将所述锂靶坯的第一主表面与所述背板的第二主表面上的镀锂层相对设置并贴合,形成初始组件;/n在真空环境中,向所述初始组件施加压力,使所述锂靶坯与所述镀锂层结合,完成锂靶坯与背板的绑定,从而形成锂靶材组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂靶材组件的制造方法,其特征在于,所述制造方法包括:
提供锂靶坯,所述锂靶坯具有第一主表面和与第一主表面相反的第一背面;
提供背板,所述背板具有第二主表面和与第二主表面相反的第二背面;
对所述背板的第二主表面进行镀锂处理,形成镀锂层;
将所述锂靶坯的第一主表面与所述背板的第二主表面上的镀锂层相对设置并贴合,形成初始组件;
在真空环境中,向所述初始组件施加压力,使所述锂靶坯与所述镀锂层结合,完成锂靶坯与背板的绑定,从而形成锂靶材组件。


2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述镀锂处理包括蒸镀、电沉积和化学镀中的一种;所述镀锂层的厚度为100nm至20μm,优选1μm至10μm。


3.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述锂靶坯为纯度等于或大于99.9%的金属锂,或者所述锂靶坯为金属锂的质量百分比等于或大于60%的锂合金;所述背板由金属或合金制成,优选铜、不锈钢、铝、铝合金,或其混合材料。


4.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述制造方法还包括:在真空环境中,在向所述初始组件施加压力之前、同时或之后,对所述锂靶坯、所述背板中的一个或多个进行加热,或者对所述初始组件整体进行加热,以完成锂靶坯与背板的绑定。


5.如权利要求4所述的制造方法,其特征在于,对所述锂靶坯进行加热时的加热温度为30℃至180℃,优选120℃至150℃;或,对所述背板进行加热时的加热温度为30℃至180℃;优选的,加热温度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员:齐大志刘慧芳程滋平陈强牟瀚波杨诚吴春敢
申请(专利权)人:天津中能锂业有限公司
类型:发明
国别省市:天津;12

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