钨钛合金靶坯的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钨钛合金靶坯的制备方法，包括以下步骤：备粉；制模：使用金属钛焊接成型包套模具；装模：用陶瓷纤维纸将包套模具内部铺满，然后依次放入镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板，镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板作为一个整体模块；所述模块在模具内至少有1个；密封包套模具；将密封后的包套模具进行脱气处理；将脱气处理后的包套模具进行热等静压烧结，热压温度为1150~1300℃，压力为120~150Mpa；去包套，取出钨钛靶坯。本发明专利技术制备得到的钨钛靶坯致密度高、平整度高、纯度高，可生产大尺寸的钨钛靶坯。大尺寸的钨钛靶坯。大尺寸的钨钛靶坯。

【技术实现步骤摘要】
钨钛合金靶坯的制备方法


[0001]本专利技术属于靶材制备
，具体涉及钨钛合金靶坯的制备方法。

技术介绍

[0002]微波功率器件是微电子装备的核心和关键，其可靠性直接决定和影响着电子装备或组件的可靠性或使用寿命。器件金属化系统的质量又决定了微波功率器件的可靠性。提高或保证微波功率器件的可靠性或使用寿命，必须采用多层难熔金属薄膜金属化系统。WTi是薄膜金属化系统起扩散阻挡作用的必不可少的金属层，其质量的好坏直接决定了器件的可靠性。目前集成电路布线技术主要有传统的Al布线和新兴的Cu布线两种。大量研究表明，Ti占10~20wt%的W/Ti合金阻挡层已被成功地应用于Al与Cu布线技术，并成为该用途的主导材料。
[0003]目前，W
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Ti靶材的制备主要采用粉末冶金法，包括热压法、热爆炸法、等离子放电烧结等。热压法中的加热环节是通过外电阻加热方法来实现的。真空热压法一般烧结温度过高或者烧结时间过长，容易使靶材中晶粒组织长大，能耗也大。等离子放电烧结法，虽然烧结时间缩短了，但局部高温是通过粒子空隙间的放电产生的，随着时间的进行，当其致密度达到一个较高的水平后，粒子空隙变小使得粒子放电变弱甚至消失。
[0004]公开号为CN113579233A的专利文献公开了一种钨钛合金靶材及其制备方法，包括如下步骤：（1）将钨粉和钛粉混合均匀，得到混合合金粉末；（2）用石墨纸将模具内部铺满后，将石墨纸、垫片、混合合金粉末装入模具中；其中，所述石墨纸、垫片、混合合金粉末的装入顺序从下往上依次为：石墨纸、垫片、合金粉；石墨纸、垫片、合金粉作为一个整体模块，所述模块在模具中至少2个；最后依次加入石墨纸、垫片后封装模具；（3）模具进行脱气后，置于热等静压炉中烧结，烧结温度950~1100℃，反应一段时间后冷却至25
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30℃，取出模具，得到钨钛合金靶坏；（4）将步骤（3）中的钨钛合金靶坯进行机加工处理后，得到所述钨钛合金靶材。该方法主要用于制备厚度较大的合金靶坯。公告号为CN102400004B的专利文献公开了一种钨钛合金靶坯及靶材的制备方法，采用冷床成型结合真空热压烧结工艺：将混合钨钛粉末装入模具，先采用冷压成型，再将装有混合钨钛粉末的模具置于真空热压炉。该制备方法采用两步骤烧结钨钛靶材，工序相对复杂而且烧结时间长，烧结温度高，晶粒容易长大。公开号为CN106319463A的专利文献公开了一种轧制加工钨钛合金靶材的制备方法，该方法以W粉与TiH2粉末为原料，依次经混合、压坯、预烧、烧结、包套、轧制、热处理步骤，最终得到钨钛合金靶材。工序复杂，生产周期长，不利于生产成本控制。而且，上述制备方法制备的靶材厚度较大，径厚比较小，不容易翘曲，但难适应径厚比很大的合金靶材的制备。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种钨钛合金靶坯的制备方法，在实现低成本的同时，制备得到高致密度、高平面度且高径厚比的大尺寸钨钛合金靶坯。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种钨钛合金靶坯的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，备粉：将钨粉和钛粉混合均匀，得到钨钛合金粉末；步骤S2，制模：使用金属钛焊接成型包套模具；步骤S3，装模：用陶瓷纤维纸将包套模具内部铺满，然后依次放入镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板；镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板作为一个整体模块；所述模块在模具内至少有1个；密封包套模具；步骤S4，脱气：将密封后的包套模具进行脱气处理；步骤S5，热等静压烧结：将脱气处理后的包套模具进行热等静压烧结，热压温度为1150~1300℃，压力为120~150Mpa；步骤S6，去包套，取出钨钛靶坯。
[0008]进一步地，作为优选方案，步骤S1中，所述钨钛合金粉末中钨粉和钛粉的摩尔量比值为7：3~9：1。
[0009]进一步地，作为优选方案，所述钨粉和钛粉的纯度均≥99.9%。
[0010]进一步地，作为优选方案，所述镍基高温合金支撑板的厚度为6~15mm。
[0011]进一步地，作为优选方案，确定密封后的包套模具不存在漏气现象后再进行脱气处理。
[0012]进一步地，作为优选方案，所述脱气的温度为450~550℃，保温时间为3~5h。
[0013]进一步地，作为优选方案，所述脱气升温速率为5~10℃/min，且炉温~150℃温度段的升温速率＞150~350℃温度段的升温速率＞350~450℃温度段的升温速率。
[0014]进一步地，作为优选方案，所述热等静压烧结过程中，保温保压时间为2~4h。
[0015]进一步地，作为优选方案，所述热等静压烧结过程中，分段阶梯升温，升温速率为2~5℃/min，且炉温~500℃温度段的升温速率＞500~1000℃温度段的升温速率＞1000~热压温度温度段的升温速率。
[0016]进一步地，作为优选方案，所述热等静压烧结过程中，采用氩气作为压力介质。
[0017]此外，本专利技术提供上述制备方法制备得到的钨钛合金靶坯。
[0018]进一步地，本专利技术也提供上述钨钛合金靶坯在微波功率器件中的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下明显的有益效果：本专利技术热等静压烧结的温度合理、适中，包套结构合理，制备得到的钨钛靶坯致密度高、平整度高、纯度高，可有效避免晶粒长大和再结晶的问题，靶坯均匀性好。
[0020]本专利技术提供的制备方法可生产大尺寸的钨钛靶坯。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例装模的示意图。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。
[0023]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义
相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0024]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0025]本专利技术提供一种钨钛合金靶坯的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，备粉：将钨粉和钛粉混合均匀，得到钨钛合金粉末；步骤S2，制模：使用金属钛焊接成型包套模具；步骤S3，装模：用陶瓷纤维纸将包套模具内部铺满，然后依次放入镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板；镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板作为一个整体模块；所述模块在模具内至少有1个；密封包套模具；步骤S4，脱气：将密封后的包套模具进行脱气处理；步骤S5，热等静压烧结：将脱气处理后的包套模具进行热等静压烧结，热压温度为1150~1300℃，压力为120~150Mpa；步骤S6，去包套，取出钨钛靶坯。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钨钛合金靶坯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，备粉：将钨粉和钛粉混合均匀，得到钨钛合金粉末；步骤S2，制模：使用金属钛焊接成型包套模具；步骤S3，装模：用陶瓷纤维纸将包套模具内部铺满，然后依次放入镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板；镍基高温合金支撑板、陶瓷纤维纸、钨钛合金粉末、陶瓷纤维纸、镍基高温合金支撑板作为一个整体模块；所述模块在模具内至少有1个；密封包套模具；步骤S4，脱气：将密封后的包套模具进行脱气处理；步骤S5，热等静压烧结：将脱气处理后的包套模具进行热等静压烧结，热压温度为1150~1300℃，压力为120~150Mpa；步骤S6，去包套，取出钨钛靶坯。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述钨钛合金粉末中钨粉和钛粉的摩尔量比值为7：3~9：1。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述钨粉和钛粉的纯度均≥99.9%。4.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：马国成，欧海玲，徐铸，童培云，
申请(专利权)人：先导薄膜材料有限公司，
类型：发明
国别省市：