一种掺杂ZnS靶材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺杂ZnS靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)将银粉和硫化锌粉体混合，球磨，过筛；(2)将步骤(1)所得粉体装入模具中，放入真空热压炉里；(3)预压；(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，升温到700～1050℃，保温20～60min，同时进行加压，加压压力为90～150MPa，加压时间为60～120min，冷却，即得所述ZnS靶材。本发明专利技术通过在硫化锌中掺杂Ag元素的方法，提高HP‑ZnS靶材的导电性能；采用本发明专利技术所述方法制得的掺杂的ZnS靶材，其电阻率<5000Ω.cm，密度>98％g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂ZnS靶材的制备方法
本专利技术涉及一种靶材的制备方法，具体涉及一种掺杂ZnS靶材的制备方法。
技术介绍
ZnS多晶作为一种红外光学材料广泛应用于空空、空地和地空导弹头罩，红外成像制导系统和红外窗口等领域。制备硫化锌多晶主要有气相沉积法(CVD-ZnS)和热压法(HP-ZnS)，与CVD-ZnS相比，HP-ZnS具有优异的机械性能和光学性能，且制造成本低，制作效率高的特点。溅射镀膜是一种以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜的方法。采用热压法制备的ZnS不具备导电能力，很难通过溅射法进行使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种掺杂ZnS靶材的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种掺杂ZnS靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)将银粉和硫化锌粉体混合，球磨，过筛；(2)将步骤(1)所得粉体装入模具中，放入真空热压炉里；(3)预压；(4)成型：抽真空到＜10Pa，升温到700～1050℃，保温20～60min，同时进行加压，加压压力为90～150MPa，加压时间为60～120min，。冷却，即得所述ZnS靶材。本专利技术通过在硫化锌中掺杂Ag元素的方法，提高HP-ZnS靶材的导电性能，可应用于直流溅射法中。采用本专利技术所述方法制得的掺杂的ZnS靶材，其电阻率<5000Ω.cm，密度>98％g/cm3，可用于直流溅射法。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，所述银粉在靶材中的含量为0.05wt％-0.3wt％。银粉的掺杂量控制在0.05wt％-0.3wt％，如果银粉掺杂量过少，电阻率将会过大，无法用于直流溅射，如果银粉掺杂量过多，会影响沉积薄膜的性能。更优选所述银粉在靶材中的含量为0.1～0.3wt％，在该范围内得到的靶材对设备要求更低，使用范围更广，电阻率小于5000Ω.cm。综合考虑电阻率和后续的沉积效果。更优选所述银粉在靶材中的含量为0.2wt％。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(1)中，所述球磨的步骤具体为：在直径为30mm、20mm和10mm的1:1:1重量混合的锆球下球磨8～12小时，球料比为2～2.5:1。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(1)中，所述过筛为过200目筛。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(3)中，所述预压的压力为50～80MPa。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(4)中，所述升温的过程中控制升温速率为3～5℃/min。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(4)之后还包括对靶材进行CNC加工，切割到所需要的尺寸的步骤。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(4)中，所述冷却的方式为随炉降温。作为本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的优选实施方式，步骤(4)中，所述成型为：抽真空至真空度＜10Pa，以5℃/min升温到950℃，保温30min，同时进行加压，加压压力为110MPa，加压时间为120min。在该成型条件下制得的靶材具有更低的电阻率和更高的相对密度。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种掺杂ZnS靶材的制备方法，本专利技术通过在硫化锌中掺杂Ag元素的方法，提高HP-ZnS靶材的导电性能；采用本专利技术所述方法制得的掺杂的ZnS靶材，密度>98％g/cm3，电阻率较低，可用于直流溅射法中。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。实施例1本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的一种实施例，本实施例所述方法包括以下步骤：(1)混料：配制掺0.2wt％Ag的硫化锌粉体，并加入直径Φ30：Φ20：Φ10mm＝1:1:1的锆球，球料比2.2:1，球磨8小时，并过200目筛；(2)将步骤(1)所得粉体装入高温合金模具中，然后放入真空热压炉里；(3)预压：开启冷预压，加压压力为50MPa；(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，以3℃/min升温到700℃，保温20min，同时进行加压，加压压力为130MPa，加压时间为60min；(5)随炉降温，得到ZnS毛坯块料，经过CNC加工，得所述掺杂ZnS靶材，根据需求，切割到所需要的尺寸，得到ZnS产品。实施例2本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的一种实施例，本实施例所述方法包括以下步骤：(1)混料：配制掺0.2wt％Ag的硫化锌粉体，并加入直径Φ30：Φ20：Φ10mm＝1:1:1的锆球，球料比2.2:1，球磨8小时，并过200目筛；(2)将步骤(1)所得粉体装入高温合金模具中，然后放入真空热压炉里；(3)预压：开启冷预压，加压压力为80MPa；(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，以5℃/min升温到950℃，保温30min，同时进行加压，加压压力为110MPa，加压时间为120min。(5)随炉降温，得到ZnS毛坯块料，经过CNC加工，得所述掺杂ZnS靶材，根据需求，切割到所需要的尺寸，得到ZnS产品。实施例3本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的一种实施例，本实施例所述方法包括以下步骤：(1)混料：配制掺0.2wt％Ag的硫化锌粉体，并加入直径Φ30：Φ20：Φ10mm＝1:1:1的锆球，球料比2.2:1，球磨8小时，并过200目筛；(2)将步骤(1)所得粉体装入高温合金模具中，然后放入真空热压炉里；(3)预压：开启冷预压，加压压力为80MPa；(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，以5℃/min升温到1050℃，保温30min，同时进行加压，加压压力为90MPa，加压时间为80min。(5)随炉降温，得到ZnS毛坯块料，经过CNC加工，得所述掺杂ZnS靶材，根据需求，切割到所需要的尺寸，得到ZnS产品。实施例4本专利技术所述掺杂ZnS靶材的制备方法的一种实施例，本实施例所述方法包括以下步骤：(1)混料：配制掺0.2wt％Ag的硫化锌粉体，并加入直径Φ30：Φ20：Φ10mm＝1:1:1的锆球，球料比2.2:1，球磨8小时，并过200目筛；(2)将步骤(1)所得粉体装入高温合金模具中，然后放入真空热压炉里；(3)预压：开启冷预压，加压压力为50MPa；(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，以5℃/min升温到950℃，保温60min，同时进行加压，加压压力为150MPa，加压时间为60min。(5)随炉降温，得到ZnS毛坯块料，经过CNC加工，得所述掺杂ZnS靶材，根据需求，切割到所需要的尺寸，得到ZnS产品。实施例5本实施例与实施例2的区别仅在于步骤(4)中成型温度的不同，本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂ZnS靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将银粉和硫化锌粉体混合，球磨，过筛；/n(2)将步骤(1)所得粉体装入模具中，放入真空热压炉里；/n(3)预压；/n(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，升温到700～1050℃，保温20～60min，同时进行加压，加压压力为90～150MPa，加压时间为60～120min，冷却，即得所述ZnS靶材。/n

【技术特征摘要】
1.一种掺杂ZnS靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将银粉和硫化锌粉体混合，球磨，过筛；
(2)将步骤(1)所得粉体装入模具中，放入真空热压炉里；
(3)预压；
(4)成型：抽真空至真空度＜10Pa，升温到700～1050℃，保温20～60min，同时进行加压，加压压力为90～150MPa，加压时间为60～120min，冷却，即得所述ZnS靶材。


2.如权利要求1所述掺杂ZnS靶材的制备方法，其特征在于，所述银粉在靶材中的含量为0.05～0.3wt％。


3.如权利要求1所述掺杂ZnS靶材的制备方法，其特征在于，所述银粉在靶材中的含量为0.1～0.3wt％。


4.如权利要求1所述掺杂ZnS靶材的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨的步骤具体为：在直径为30mm、20mm和10mm的1:1:1重量混合的锆球下球磨8～12小时，球料比为2～2.5:1。

【专利技术属性】
技术研发人员：曾成亮，文崇斌，朱刘，胡智向，
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