一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种砷掺杂三氧化二锰靶材的制备方法，包括以下步骤：（1）将AsMn粉末和Mn

【技术实现步骤摘要】
一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法
本专利技术涉及溅射靶材制备领域，特别是一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法。
技术介绍
热等静压是一种先进的烧结工艺。将制品放置到密闭容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，制品得以烧结和致密化。三氧化二锰（Mn2O3）是一种纯黑色的晶体，属于两性氧化物。并且作为一种重要的功能材料氧化物，Mn2O3在电化学、催化、吸附、磁性材料、化学传感器等领域有着广泛的应用。Mn2O3具有优异的物理和化学性能，但其不导电，不利于镀膜，通常都是通过掺杂来提高其导电性能。目前制备三氧化二锰靶材鲜有报道。鉴于次，本专利技术的目的是提供一种通过热等静压烧结来制备砷掺杂三氧化二锰靶材的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法。该制备方法是采用热等静压烧结的方法，将混合均匀的混合料装入包套中，将包套放入热等静压炉进行烧结，降温出炉后即可得到砷掺杂三氧化二锰靶材。本专利技术提供的制备方法成本低廉、操作简单，并且得到的靶材的相对密度大于95%，电阻率小于2000Ω•cm。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将AsMn粉末和Mn2O3粉末混合均匀，得到混合料；（2）将步骤（1）得到的混合料装入一包套中，将其放入热等静压炉进行烧结，随后降温出炉，即得到砷掺杂三氧化二锰靶材。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（1）中，AsMn粉末和Mn2O3粉末的质量比为3～5%:95～97%。作为本专利技术的进一步改进，AsMn粉末的粒度为-70目；Mn2O3粉末的粒度为-100目。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（1）中，混合操作为装入混料机中进行混合。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（2）中，装入包套后还包括以下步骤：将包套抽真空焊接密封。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（2）中，烧结工艺为先将炉体抽真空至绝对真空度低于10Pa，然后升温到600～650℃，保温30min，随后开始加压，压力达到75～80MPa后，继续保温30min～50min，最后升温至750～800℃，保温60-70min。作为本专利技术的进一步改进，升温至600～650℃的升温速率为6~8℃/min，升温至750～800℃的升温速率为2~3℃/min。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（2）中，降温出炉操作为随炉降温至小于300℃时开始泄压，降温到室温后，出炉。作为本专利技术的进一步改进，还包括步骤（3），将步骤（2）所得的砷掺杂三氧化二锰靶材进行机械加工、研磨及抛光处理。同时提出一种砷掺杂三氧化二锰靶材，采用上述的砷掺杂三氧化二锰靶材的制备方法制备得到。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：砷元素的掺杂使三氧化二锰靶材的电阻大大降低。并且通过本专利技术的方法制备的砷掺杂三氧化二锰靶材的相对密度大于95%，电阻率小于2000Ω•cm。附图说明图1为本专利技术实施例1、2和3的靶材的电阻率和相对密度。具体实施方式为更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术提出一种砷掺杂三氧化二锰靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将AsMn粉末和Mn2O3粉末混合均匀，得到混合料；（2）将步骤（1）得到的混合料装入一包套中，将其放入热等静压炉进行烧结，随后降温出炉，即得到砷掺杂三氧化二锰靶材。在本专利技术的某些实施例中，所述步骤（1）中，AsMn粉末和Mn2O3粉末的质量比为3～5%:95～97%。AsMn粉末质量占比太少，会导致合成的靶材电阻率过大，达不到溅射要求；AsMn粉末质量占比太多，会导致Mn2O3转变成Mn3O4或者MnO，这是因为Mn2O3在高温下会少量脱氧，能将As氧化到高价态，如果As含量过多，会使Mn2O3大量相变。在本专利技术的某些实施例中，AsMn粉末的粒度为-70目；Mn2O3粉末的粒度为-100目。AsMn粉末和Mn2O3粉末粒度太粗会导致热等静压烧结得到的靶材密度偏低。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（1）中，混合操作为装入混料机中进行混合。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（2）中，装入包套后还包括以下步骤：将包套抽真空焊接密封。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（2）中，烧结工艺为先将炉体抽真空至绝对真空度低于10Pa，然后升温到600～650℃，保温30min，随后开始加压，压力达到75～80MPa后，继续保温30min～50min，最后升温至750～800℃，保温60-70min。作为本专利技术的进一步改进，升温至600～650℃的升温速率为6~8℃/min，升温至750～800℃的升温速率为2~3℃/min。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤（2）中，降温出炉操作为随炉降温至小于300℃时开始泄压，降温到室温后，出炉。作为本专利技术的进一步改进，还包括步骤（3），将步骤（2）所得的砷掺杂三氧化二锰靶材进行机械加工、研磨及抛光处理。同时提出一种砷掺杂三氧化二锰靶材，采用上述的砷掺杂三氧化二锰靶材的制备方法制备得到。实施例1。一种砷掺杂三氧化二锰靶材的制备方法，包括以下步骤：（1）将-70目的AsMn粉末和-100目的Mn2O3粉末按质量比3%:97%装入混料机中，混合均匀，得到混合料。（2）将步骤（1）得到的混合料装入一包套中，然后将包套进行抽真空焊接密封，将其放入热等静压炉内，将炉体抽真空至绝对真空度低10Pa，然后以8℃/min的升温速度升温到600℃，保温30min，随后开始加压，压力达到75MPa后，继续保温40min；随后以3℃/min升温至750℃，保温65min，最后随炉降温至小于300℃时开始泄压，降温到室温后，出炉，即得到砷掺杂三氧化二锰靶材。（3）将步骤（2）所得的砷掺杂三氧化二锰靶材进行机械加工、研磨及抛光处理。对本实施例所制备得到的砷掺杂三氧化二锰靶材采用排水法测试靶材密度，四探针电阻率测试仪测试电阻率，测试结果请见图1。本实施例制备得到的砷掺杂三氧化二锰靶材性能优异，其电阻率为1560Ω•cm，相对密度达到95.5%。实施例2。一种砷掺杂三氧化二锰靶材的制备方法，包括以下步骤：（1）将-70目的AsMn粉末和-100目的Mn2O3粉末按质量比4%:96%装入混料机中，混合均匀，得到混合料。（2）将步骤（1）得到的混合料装入一包套中，然后将包套进行抽真空焊接密封，将其放入热等静压炉内，将炉体抽真空至绝对真空度低10Pa，然后以7℃/min的升温速度升温到620℃，保温30min，随后开始加压，压力达到78MPa后，继续保温50min；随后以2℃/min升温至800℃，保温60min，最后随炉降温至小于300℃时开始泄压，降温到室温后，出炉，即得到砷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：/n（1）将AsMn粉末和Mn

【技术特征摘要】
1.一种砷掺杂三氧化二锰靶材及其制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将AsMn粉末和Mn2O3粉末混合均匀，得到混合料；
（2）将步骤（1）得到的混合料装入一包套中，将其放入热等静压炉进行烧结，随后降温出炉，即得到砷掺杂三氧化二锰靶材。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，AsMn粉末和Mn2O3粉末的质量比为3～5%:95～97%。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，AsMn粉末的粒度为-70目；Mn2O3粉末的粒度为-100目。


4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，混合操作为装入混料机中进行混合。


5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，装入包套后还包括以下步骤：将包套抽真空焊接密封。


6.如权利要求1所述的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：文崇斌，朱刘，童培云，吴彩红，曾成亮，余芳，
申请(专利权)人：先导薄膜材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44