钛铝合金溅射靶材的主要制备技术

 根据国内外有关钛铝合金靶材的生产工艺研究报道,目前钛铝合金溅射靶材的主要制备技术有:强电流加热法、热等静压烧结法、热压烧结法。
     强电流加热法
     研究人员发明了一种通过大强度电流生产钛铝合金靶材的方法。该法采用可获得大电流的装置, 利用大电流使钛粉和铝粉发热,施以压力,使铝和钛自身反应形成钛铝合金靶材。该法制备得到的钛铝合金靶材产品的致密度>99%,晶粒尺寸≤100微米,纯度>99%。钛铝合金靶材成分范围为:钛含量5%~75%(原子比),其余为铝含量。该法成本低、产品致密度高,完全能满足大规模产业化生产的要求。该制备法中需要有可获得大电流的装置,装置中的正负电极需要有导电、传压功效,应具备良好的 导电性、强韧性及抗高温软化性等。因此,能否具备 符合工艺要求、性能稳定的大电流装置是该制备方 法的关键。
     热等静压烧结法
     科研人员发明了一种钛铝合金靶材的粉末冶金制备方法。该法将钛粉和铝粉进行混料,然后经过装粉和冷等静压预压制、脱气工艺后再进行热等静压压制成型,最后进行烧结和加工得到钛铝合金靶材。该法制备的钛铝合金靶材具有致密度高、无气孔、无疏松和偏析、成分均匀、晶粒细小等特点。制备得到的钛铝合金靶材产品的致密度≥99%,纯度>99%,晶粒尺寸≤100微米,规格尺寸可到1000 mm。钛铝合金靶材成分范围为:钛含量20%~80%(原子比),其余为铝含量。热等静压制备法是目前制备镀膜产业所需钛铝合金溅射靶材的主要方法。该法制备的靶材产品致密度高、尺寸规格范围广。但该法需要用到关键的压制烧结设备——热等静压烧结炉,该设备价格昂贵,导致制备得到的靶材产品,成本较高,难以进行 工业化推广。
     热压烧结法
     研究人员发明了一种钛铝合金靶材快速热压烧结成型工艺。该工艺使钛铝粉体在热和力的共同作用下烧结成型,利用Ti—Al混合物中铝的熔点低,将钛粉粘结在一起,形成合金溅射靶材。
     该法制备得到的合金靶材致密度高(≥95%), 晶粒尺寸细小(≤100 微米),成分均匀。用该工艺可制备出不同成分的钛铝合金靶材。钛铝合金靶材成分范围为:钛含量25%~75%(原子比),其余为铝含量。该工艺流程短、成本低、镀膜效果好,能满足大 规模产业化要求。