一种铬硅合金管状靶材的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铬硅合金管状靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)混合聚乙烯蜡粉和铬硅合金粉，得到混粉料；(2)将步骤(1)得到的所述混粉料进行冷压处理，得到压坯；(3)将步骤(2)得到的所述压坯依次进行第一烧结处理、第二烧结处理和降温处理，得到所述铬硅合金管状靶材。本发明专利技术提供的铬硅合金管状靶材的制备方法可以制备得到致密度好，良品率高，组织结构均匀的管状靶材，并且操作简单，可以工业化生产。以工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种铬硅合金管状靶材的制备方法


[0001]本专利技术涉及靶材领域，具体涉及一种铬硅合金管状靶材的制备方法。

技术介绍

[0002]随着薄膜科学的飞速发展和薄膜技术的不断进步，人们越来越重视表面处理获得相应的功能需求。在众多的薄膜溅射工艺中，物理气相沉积技术以其操作简单、受材料源限制小和环境友好等特点被广泛应用，其中磁控溅射和电弧离子镀技术是物理气相沉积技术中的典型代表并且应用最为广泛。靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀膜系统在适当工艺条件下将靶材中的原子轰击出来，然后沉积在基板上形成各种功能薄膜的材料源。因此，溅射靶材的品质直接影响薄膜功能的发挥和性能的好坏。
[0003]靶材主要分为平面靶和管靶。与平面靶相比，管靶具有利用率高，镀膜成分均匀，连续性好等特点，随着镀膜行业的使用从平面靶材向旋转管靶材转变，管靶材成为磁控溅射镀膜领域的标准选材。
[0004]铬硅合金溅射靶材是一种新型的溅射靶材，可广泛应用在电子、军用、装饰、功能薄膜等领域，其市场需求量巨大。目前已知的管靶生产方法有热喷涂法、浇铸法和粉末冶金法。热喷涂是将金属粉采用等离子热喷涂的方式对工件进行喷涂，这种方法制备的管靶致密度低，结构极不均匀，含有大量孔洞，含氧量高，只能用于玻璃等要求不高的镀膜行业。浇铸法是直接将靶材材料浇铸到衬管上，但只用于锡、锌等熔点较低的靶材材料。并且，铬硅合金质地硬脆，在加工过程中极易发生裂纹，良品率比较低，铬硅合金粉末流动性大，直接进行冷压难以成型。
[0005]CN103774101A公开了一种超低氧含量热喷涂管靶及其制备方法，该方法通过将热喷涂设备及喷涂基体置入氩气保护气氛中，金属粉体采用等离子热喷涂的方式对工件进行喷涂，对喷涂完毕的工件进行精密机械加工，即获得超低氧含量热喷涂管靶，但是存在致密度低、组织结构不均匀以及含氧量高等缺点。
[0006]CN111058004A公开了一种铬硅合金溅射靶材及其制备方法，该方法通过将铬硅合金粉装入模具，进行热等静压，然后机加工得到靶材。但是该方法得到的靶材为平面靶材，其溅射的利用率仅为30％，而管状靶材的溅射利用率可以达到70％以上，是平面靶材的2
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3倍，溅射的利用率更高。
[0007]CN104227000A公开了一种铬靶材的生产方法，该方法通过将粒度为60目
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320目和粒度为320目
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500目的金属铬粉混合均匀混合后冷压成型，然后热压，得到铬靶材。由于铬硅合金粉末流动性好，难以成型，该方法不适用于制备铬硅合金靶材。
[0008]因此，提供一种致密度好，良品率高的铬硅合金管状靶材的制备方法具有重要意义。

技术实现思路

[0009]针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种铬硅合金管状靶材的制备方法，与现
有技术相比，本专利技术提供的制备方法可以良好地改善铬硅合金粉末的流动性，得到的铬硅合金管状靶材致密度和良品率高，结构组织均匀，可以工业化生产。
[0010]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术提供一种铬硅合金管状靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0012](1)混合聚乙烯蜡粉和铬硅合金粉，得到混粉料；
[0013](2)将步骤(1)得到的所述混粉料进行冷压处理，得到压坯；
[0014](3)将步骤(2)得到的所述压坯依次进行第一烧结处理、第二烧结处理和降温处理，得到所述铬硅合金管状靶材。
[0015]本专利技术通过将铬硅合金粉和聚乙烯蜡粉混合，利用聚乙烯蜡粉改善粉末的流动性，进而进行冷压处理，使压坯更易成型，然后依次进行第一烧结处理和第二烧结处理依次去除聚乙烯蜡粉和使靶材致密化，最后进行降温处理，得到铬硅合金管状靶材。本专利技术提供的铬硅合金管状靶材的制备方法采用聚乙烯蜡粉与合金粉进行干法混合，可以改善粉末的流动性，提高靶材的致密度，使靶材的组织结构更加均匀，产品的良品率较高，并且相比于将铬硅合金粉进行湿法混合，本专利技术可以提高靶材的致密度和良品率。
[0016]本专利技术中，所述冷压处理的过程中不进行加热，所述第一烧结处理和第二烧结处理的过程中不进行加压，可以有效提高靶材的致密度，防止靶材开裂。
[0017]本专利技术对所述铬硅合金粉中铬硅的质量比没有特殊限定，例如铬与硅的质量比可以是3:7、7:3、4:6或6:4等等。
[0018]优选地，步骤(1)所述铬硅合金粉的粒径为30
‑
45μm，例如可以是30μm、32μm、34μm、36μm、38μm、40μm、42μm、44μm或45μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，步骤(1)所述混粉料中，聚乙烯蜡粉的质量百分含量为1
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6％，例如可以是1％、2％、3％、4％、5％或6％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]本专利技术中，所述混合的过程中冲入氩气，可以防止粉末氧化。
[0021]本专利技术优选控制聚乙烯蜡粉的质量百分含量在特定范围，可以提高靶材的致密度和良品率。
[0022]优选地，步骤(2)所述冷压处理的压力为180
‑
250MPa，例如可以是180MPa、190MPa、200MPa、210MPa、220MPa、230MPa、240MPa或250MPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，步骤(2)所述冷压处理的时间为90
‑
150s，例如可以是90s、100s、110s、120s、130s、140s或150s，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]本专利技术中，将混粉料放入冷压模具中进行冷压处理，冷压模具的外管使用聚氨酯材料的胶套，可以防止与铬硅粘连，更易脱模，冷压模具的内芯管采用镀铬高速钢管，所述冷压模具使用前需清洗干燥。
[0025]优选地，步骤(3)所述第一烧结处理的升温速率为4
‑
6℃/min，例如可以是4℃/min、4.2℃/min、4.4℃/min、4.6℃/min、4.8℃/min、5℃/min、5.2℃/min、5.4℃/min、5.6℃/min、5.8℃/min或6℃/min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，所述第一烧结处理的终点温度为840
‑
860℃，例如可以是840℃、842℃、844℃、846℃、848℃、850℃、852℃、854℃、856℃、858℃或860℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]本专利技术优选控制第一烧结处理的终点温度在特定范围，可以提高靶材的致密度和良品率。
[0028]优选地，所述第一烧结处理的保温时间为3
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6h，例如可以是3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铬硅合金管状靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)混合聚乙烯蜡粉和铬硅合金粉，得到混粉料；(2)将步骤(1)得到的所述混粉料进行冷压处理，得到压坯；(3)将步骤(2)得到的所述压坯依次进行第一烧结处理、第二烧结处理和降温处理，得到所述铬硅合金管状靶材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铬硅合金粉的粒径为30
‑
45μm。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混粉料中，聚乙烯蜡粉的质量百分含量为1
‑
6％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷压处理的压力为180
‑
250MPa。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷压处理的时间为90
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150s。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第一烧结处理的升温速率为4
‑
6℃/min；优选地，所述第一烧结处理的终点温度为840
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860℃；优选地，所述第一烧结处理的保温时间为3
‑
6h。7.根据权利要求1
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6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第二烧结处理的升温速率为2
‑
4℃/min；优选地，所述第二烧结处理的终点温度为95...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，潘杰，王学泽，孙慧芳，吴东青，廖培君，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：