一种金属钪稀土靶材的制备方法技术

本发明专利技术公开了金属钪稀土靶材的制备方法，属于靶材技术领域，包括以下步骤：将金属Sc块放入到悬浮熔炼设备中进行悬浮熔炼，Sc完全熔化后，继续精炼，精炼完成后，随炉冷却，取出，得到钪金属锭；将钪金属锭进行第一次热处理，再用空气锤对钪金属锭进行锻打；将钪金属锭进行第二次热处理，再对钪金属锭进行轧制，轧制完成后置于惰性气氛炉中随炉冷却，磨床加工，即得金属钪稀土靶材。本发明专利技术首先将Sc块进行悬浮熔炼，待Sc完全熔化后，继续精炼，保证内部组织成分均匀，而后随炉冷却，通过第一次热处理，锻打，保证金属锭变形量均匀，然后第二次热处理，轧制，得到了致密度高，内部无缺陷，总杂含量极低，晶粒细化的金属钪稀土靶材。晶粒细化的金属钪稀土靶材。晶粒细化的金属钪稀土靶材。

【技术实现步骤摘要】
一种金属钪稀土靶材的制备方法


[0001]本专利技术涉及靶材
，具体涉及一种金属钪稀土靶材的制备方法。

技术介绍

[0002]稀土材料具有高介电常数、优异压电性能、低功函等功能性质，高纯稀土金属靶材在高阶集成电路用栅介质薄膜、磁致伸缩材料、OLED新型显示器、磁存储材料等功能材料中实现广泛应用，成为高新技术产业的重要支撑材料。但稀土金属存在活性高、工艺步骤多、设备要求高、靶材变形加工塑性差、组织缺陷控制困难等问题。因此稀土金属靶材是一种技术难度大、附加值高的高技术产品。
[0003]CN111961886A公开了一种高纯稀土金属钪及钪溅射靶材的制备方法，其通过将还原钪在真空碳管炉中进行多次分段蒸馏提纯，获得3N以上高纯稀土金属钪；将得到的高纯稀土金属钪采用真空悬浮熔炼，得到相应纯度的高纯稀土金属钪铸锭，然后将高纯稀土金属钪铸锭进行后处理，得到相应纯度的高纯稀土金属钪靶材。其能获得纯度3N以上的高纯稀土金属钪和钪溅射靶材，但其杂质含量仍然较高，且其虽然内部缺陷少，但不可避免的仍然存在缺陷，限制了其应用。

技术实现思路

[0004]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金属钪稀土靶材的制备方法，所述的金属钪稀土靶材致密度高，内部无缺陷，总杂含量极低，晶粒细化。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种金属钪稀土靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)将金属Sc块放入到悬浮熔炼设备中进行悬浮熔炼，Sc完全熔化后，继续精炼，精炼完成后，随炉冷却，取出，得到钪金属锭；
[0008](2)将钪金属锭进行第一次热处理，再用空气锤对钪金属锭进行锻打；
[0009](3)将钪金属锭进行第二次热处理，再对钪金属锭进行轧制，轧制完成后置于惰性气氛炉中随炉冷却，磨床加工，即得金属钪稀土靶材。
[0010]作为本专利技术的优选实施方案，所述金属Sc块的纯度为3N～4.5N。
[0011]作为本专利技术的优选实施方案，所述悬浮熔炼的功率为200～250kw，熔炼温度为1550～1600℃。
[0012]作为本专利技术的优选实施方案，所述精炼的温度为1550～1600℃，精炼时间为5～10min。
[0013]作为本专利技术的优选实施方案，所述第一次热处理温度为500～650℃，时间为30～60min。
[0014]作为本专利技术的优选实施方案，所述锻打变形量为20～40％。
[0015]作为本专利技术的优选实施方案，所述第二次热处理温度为800～850℃，时间为30～60min。
[0016]作为本专利技术的优选实施方案，所述轧制总变形量为50～60％，道次变形量为5～20％，道次保温时间5～10min。
[0017]作为本专利技术的优选实施方案，所述轧制总变形量为60％，道次变形量为5％，道次保温时间5min。
[0018]作为本专利技术的优选实施方案，所述金属钪稀土靶材的总杂低于170ppm，密度大于2.95g/cm3，晶粒尺寸为110～210μm。
[0019]本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术首先将Sc块进行悬浮熔炼，悬浮熔炼能够脱除金属熔体内的气体杂质，熔炼过程通过电磁力搅拌实现脱气，熔炼为无接触熔炼，不会污染原材料，待Sc完全熔化后，继续精炼，保证内部组织成分均匀，而后随炉冷却，得到了内部组织成分均匀，无缺陷的钪金属锭，通过第一次热处理，锻打，保证金属锭变形量均匀，然后第二次热处理(第二次热处理温度需达到再结晶温度)，轧制，由于锻打和轧制过程中靶材内部形成大量的位错缺陷，从而形成形核点，同时靶材温度达到再结晶温度，因此新的晶粒快速生成，达到细化晶粒的效果，其次锻打和轧制保温过程中通氩气进行保护，减少了合金氧化，相比制作包套更加简便、节约时间以及成本，而后置于惰性气氛炉中随炉冷却，得到了致密度高，内部无缺陷，总杂含量极低，晶粒细化的金属钪稀土靶材。
附图说明
[0020]图1为实施例1经过锻打后的靶材。
[0021]图2为实施例1制备得到的靶材。
[0022]图3为实施例1所得到的的靶材C扫描图。
[0023]图4为对比例1所得到的靶材。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0026]本专利技术中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0027]在本专利技术中，具体的分散、搅拌处理方式没有特别限制。
[0028]在本专利技术中，除特别声明，所述的份均为质量份。
[0029]本专利技术所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0030]为解决现有技术中金属钪稀土靶材存在内部缺陷，且靶材总杂较多的问题。
[0031]本专利技术实施例提供了一种金属钪稀土靶材的制备方法，包括以下步骤：
[0032](1)将金属Sc块放入到悬浮熔炼设备中进行悬浮熔炼，Sc完全熔化后，继续精炼，精炼完成后，随炉冷却，取出，得到钪金属锭；
[0033](2)将钪金属锭进行第一次热处理，再用空气锤对钪金属锭进行锻打；
[0034](3)将钪金属锭进行第二次热处理，再对钪金属锭进行轧制，轧制完成后置于惰性气氛炉中随炉冷却，磨床加工，即得金属钪稀土靶材。
[0035]本专利技术首先将Sc块进行悬浮熔炼，悬浮熔炼能够脱除金属熔体内的气体杂质，熔炼过程通过电磁力搅拌实现脱气，熔炼为无接触熔炼，不会污染原材料，待Sc完全熔化后，继续精炼，保证内部组织成分均匀，而后随炉冷却，得到了内部组织成分均匀，无缺陷的钪金属锭，通过第一次热处理，锻打，保证金属锭变形量均匀，然后第二次热处理(第二次热处理温度需达到再结晶温度)，轧制，由于锻打和轧制过程中靶材内部形成大量的位错缺陷，从而形成形核点，同时靶材温度达到再结晶温度，因此新的晶粒快速生成，达到细化晶粒的效果，其次锻打和轧制保温过程中通氩气进行保护，减少了合金氧化，相比制作包套更加简便、节约时间以及成本，而后置于惰性气氛炉中随炉冷却，得到了致密度高，内部无缺陷，总杂含量极低，晶粒细化的金属钪稀土靶材。
[0036]专利技术人发现，所述的精炼完成后，需随炉冷却，从而有效的消本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属钪稀土靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将金属Sc块放入到悬浮熔炼设备中进行悬浮熔炼，Sc完全熔化后，继续精炼，精炼完成后，随炉冷却，取出，得到钪金属锭；(2)将钪金属锭进行第一次热处理，再用空气锤对钪金属锭进行锻打；(3)将钪金属锭进行第二次热处理，再对钪金属锭进行轧制，轧制完成后置于惰性气氛炉中随炉冷却，磨床加工，即得金属钪稀土靶材。2.根据权利要求1所述的金属钪稀土靶材的制备方法，其特征在于，所述金属Sc块的纯度为3N～4.5N。3.根据权利要求1所述的金属钪稀土靶材的制备方法，其特征在于，所述悬浮熔炼的功率为200～250kw，熔炼温度为1550～1600℃。4.根据权利要求1所述的金属钪稀土靶材的制备方法，其特征在于，所述精炼的温度为1550～1600℃，精炼时间为5～10min。5.根据权利要求1所述的金属钪稀土...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊飞，蔡新志，童培云，朱刘，
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：