一种铂钌合金靶材及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及有色金属技术领域，提供了一种铂钌合金靶材及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的铂钌合金靶材包括以下质量分数的化学成分：Pt78.98～94.98％，Ru5～20％，V0.01～0.05％，Cr0.01～0.05％。本发明专利技术通过控制合金元素的种类和含量，得到一种亮度高、硬度高、耐蚀性好的铂钌合金靶材；本发明专利技术提供的铂钌合金靶材可应用于电子电力、军工、机电、装饰及工艺品行业中，将本发明专利技术的铂钌合金靶材进行真空磁控溅射镀膜，所得膜层硬度高、耐磨性优异、亮度值高、抗氧化性优异，具有广阔的应用前景。具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种铂钌合金靶材及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及有色金属
，尤其涉及一种铂钌合金靶材及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铂金具有较强的韧性，足铂的加工难度较大，因此一般不直接使用足铂进行加工，而是在足铂材料中配入其他的铂族金属，如钌。铂钌合金是铂基含钌的二元合金，钌的加入可以提高铂金材料的硬度和脆性，铂钌合金常用于制造电接触合金，还常被用于制作珠宝首饰，是一种具有广泛应用前景的新材料。
[0003]目前，常见的铂钌合金有PtRu4、PtRu5、PtRu10等牌号，将铂钌合金作为靶材进行磁控溅射，可以制备各种饰品或合金涂层。但是，目前的铂钌合金靶材镀膜后所得膜层难以兼顾亮度、耐磨性以及耐蚀性，阻碍了镀膜产品的进一步广泛应用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种铂钌合金靶材及其制备方法和应用。本专利技术提供的铂钌合金靶材亮度高、耐磨性和耐蚀性好，利用其镀膜所得膜层能够兼顾亮度、耐磨性以及耐蚀性，具有广阔的应用前景。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种铂钌合金靶材，包括以下质量分数的化学成分：Pt 79.98～94.98％，Ru 5.0～20.0％，V 0.01～0.05％，Cr 0.01～0.05％。
[0007]优选的，所述铂钌合金靶材的厚度为0.5～5mm。
[0008]本专利技术还提供了上述方案所述铂钌合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]将Pt、Ru、V和Cr熔化后依次进行精炼和浇注，得到铸坯；
[0010]将所述铸坯依次进行热锻、轧制和退火，得到铂钌合金靶材。
[0011]优选的，所述Ru在使用前进行预处理，所述预处理的方法为：将钌粉压制成块体，然后进行烧结，烧结后的钌块体破碎后使用；所述烧结的温度为1000～1150℃，所述烧结在氩气保护条件下进行，所述烧结的时间为30～35min。
[0012]优选的，所述熔化和精炼在高频真空感应熔炼炉中进行，所述熔化和精炼均在氩气保护下进行。
[0013]优选的，所述精炼的温度为2000～2200℃，保温时间为3～5min。
[0014]优选的，所述热锻的温度为1400～1500℃。
[0015]优选的，所述轧制的总加工率为50～75％，道次加工率为5～10％。
[0016]优选的，所述退火的温度为1100～1250℃，时间为20～30min。
[0017]本专利技术还提供了上述方案所述的铂钌合金靶材或上述方案所述制备方法制备的铂钌合金靶材在真空磁控溅射中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种铂钌合金靶材，包括以下质量分数的化学成分：Pt 78.98～94.98％，Ru 5～20％，V 0.01～0.05％，Cr 0.01～0.05％。本专利技术通过控制合金元素的种类和含量，得到一种亮度高、耐磨性好、耐蚀性好的铂钌合金靶材；本专利技术提供的铂钌合金靶材可以应用于电子电力、军工、机电、装饰及工艺品行业中，将本专利技术的铂钌合金靶材进行真空磁控溅射镀膜，所得膜层硬度高、耐磨性优异、亮度值高、抗氧化性优异，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0019]本专利技术提供了一种铂钌合金靶材，包括以下质量分数的化学成分：Pt 78.98～94.98％，Ru 5～20％，V 0.01～0.05％，Cr 0.01～0.05％。
[0020]以质量分数计，本专利技术提供的铂钌合金靶材包括Pt 78.98～94.98％，优选为80～94％，更优选为82～90％，进一步优选为83～85％。
[0021]以质量分数计，本专利技术提供的铂钌合金靶材包括Ru 5～20％，优选为10～18％，进一步优选为11～16％。铂和钌虽然都属于铂族金属，但是二者的密度、熔点等略有不同，在本领域中，传统的铂钌合金中钌含量通常为10％以下，钌含量超过10％的话，加工较困难，钌和铂难以融合，会影响合金的性能，本专利技术通过前期将钌粉进行预处理，去除粉料中的气体，熔炼采用真空熔炼系统，并充氩气保护，确保制备的锭坯成分均匀，制备的锭坯通过热锻造加工使其铸造组织转变为加工组织。然后进行冷轧，在冷轧过程中控制道次加工率不超过10％，总加功率控制为50～75％，通过反复轧制加工，能够将钌的掺杂量提高到20％，并且本专利技术在提高钌含量的基础上还能保证铂钌合金的亮度和光泽度，同时所得合金还具有优异的硬度和耐蚀性。此外，本专利技术提高钌含量，能够减少铂的用量，从而降低合金靶材的制备成本。
[0022]以质量分数计，本专利技术提供的铂钌合金靶材包括V 0.01～0.05％，优选为0.02～0.03％。
[0023]以质量分数计，本专利技术提供的铂钌合金靶材包括Cr 0.01～0.05％，优选为0.02～0.03％。本专利技术通过加入V和Cr，能够起到细化晶粒，提高合金硬度和耐蚀性的作用。
[0024]在本专利技术中，所述铂钌合金靶材的厚度优选为0.5～5mm，更优选为2mm，在本专利技术的具体实施例中，所述铂钌合金的尺寸优选为60mm
×
60mm
×
2mm。
[0025]本专利技术还提供了上述方案所述铂钌合金靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0026]将Pt、Ru、V和Cr熔化后依次进行精炼和浇注，得到铸坯；
[0027]将所述铸坯依次进行热锻、轧制和退火，得到铂钌合金靶材。
[0028]本专利技术将Pt、Ru、V和Cr熔化后依次进行精炼和浇注，得到铸坯。在本专利技术中，所述Pt的纯度优选≥99.95wt％，Ru的纯度优选≥99.95wt％，V的纯度优选≥99.99wt％，Cr的纯度优选≥99.99wt％。
[0029]在本专利技术中，所述Ru在使用前进行预处理，所述预处理的方法为：将钌粉压制成块体，然后进行烧结，烧结后的钌块体破碎后使用；所述烧结的温度优选为1000～1150℃，更优选为1100℃，所述烧结在氩气保护条件下进行，所述烧结的时间优选为30～35min；所述烧结优选在在真空感应熔炼炉中进行；所述液压优选采用液压机进行，本专利技术对所述液压的具体条件没有特殊要求，能够将钌粉压制成块体即可；本专利技术对所述破碎没有特殊要求，
能够破碎得到较小的钌块体、适宜在后续步骤中使用即可。本专利技术通过前处理去除所用钌原料中的气体，避免气体的存在对熔炼过程产生影响，还有利于提高Ru的掺杂量。
[0030]本专利技术优选先将Pt置于氧化锆坩埚中，加热至熔化，然后再将Ru、V和Cr通过二次加料的方式依次加入到熔化的Pt中，待全部金属熔化后，在电磁搅拌条件下搅拌均匀，之后再进行精炼。在本专利技术中，所述精炼的温度优选为2000～2200℃，更优选为2050～2150℃，保温时间优选为3～5min，更优选为3.5～4min；所述熔化和精炼优选在高频真空感应熔炼炉中进行，并优选采用氩气进行保护。在本专利技术中，所述浇注具体为将精炼后的金属熔体浇注到预热至100～150℃的模具中，然后对模具进行水冷，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铂钌合金靶材，其特征在于，包括以下质量分数的化学成分：Pt79.98～94.98％，Ru5.0～20.0％，V0.01～0.05％，Cr0.01～0.05％。2.根据权利要求1所述的铂钌合金靶材，其特征在于，所述铂钌合金靶材的厚度为0.5～5mm。3.权利要求1或2所述铂钌合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将Pt、Ru、V和Cr熔化后依次进行精炼和浇注，得到铸坯；将所述铸坯依次进行热锻、轧制和退火，得到铂钌合金靶材。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Ru在使用前进行预处理，所述预处理的方法为：将钌粉压制成块体，然后进行烧结，烧结后的钌块体破碎后使用；所述烧结的温度为1000～1150℃，所述烧结在氩气保护条件下进行，所述烧结的时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏达，刘革，宋俊俊，李婷，张娜，于述鹏，常占河，相广海，
申请(专利权)人：沈阳东创贵金属材料有限公司，
类型：发明
国别省市：