[发明专利]一种钼钛合金靶材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于合金材料加工技术领域，具体涉及一种钼钛合金靶材的制备方法。

背景技术

现有技术中的太阳能及半导体行业用的封装材料，以及半导体铜、铝布线后的扩散阻挡层所用的材料一般为纯钨靶材或钨钛靶材，但由于钨本身的重量较大，无法对上述产品进行进一步的轻量化改进，因此现在出现用钼钛合金取代钨钛合金靶材和纯钨靶材的趋势，但钼钛合金的加工难度较大，成品率低，导致其成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种可应用于太阳能及半导体行业中的高纯度（99.99%）钼钛合金靶材的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种钼钛合金靶材的制备方法，包括如下步骤：

（1）将钼粉、钛粉和成形剂充分混合，得到钼钛合金粉末；

（2）将步骤（1）所得钼钛合金粉末冷压得预成形坯；

（3）将步骤（2）所得预成形坯进行真空热压成形，冷却后得烧结毛坯；

（4）将步骤（3）的烧结毛坯切割后即得钼钛合金靶材。

在本发明的一个优选实施方案中，所述钼粉的费氏平均粒度为1.0μm~10.0μm，纯度为99.99%；所述钛粉的费氏平均粒度为20μm~100μm，纯度为99.99%。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（1）为：按5~9:4.5~1的重量比称取钼粉和钛粉，加入成形剂后，送入V形混料器中，在氩气气氛下以10r/min~20r/min的速度混合10~20小时。

在本发明的一个优选实施方案中，所述成形剂为精炼石蜡，其加入量为钼粉和钛粉总质量的1%~5%。

在本发明的一个优选实施方案中，所述成形剂为精炼石蜡，其加入量为钼粉和钛粉总质量的2.5~3.5%。

在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤（3）为将步骤（2）所得预成形坯先加热至成形剂挥发温度，并保温至成形剂挥发，再加热至钛的熔融温度并加压使产品成形，随炉冷却后得烧结毛坯。

在本发明的一个优选实施方案中，所述成形剂为精炼石蜡，其挥发温度为500~550℃。

在本发明的一个优选实施方案中，所述钛的熔融温度为1650~1700℃。

在本发明的一个优选实施方案中，所述加压为加压至30~50MPa。

本发明的有益效果是：

1、本发明的方法将纯度为99.99%的钼粉和纯度为99.99%的钛粉与成形剂充分混合先冷压成形再真空热压烧结制备钼钛合金靶材，该方法的成本低，成品率高，有效降低了钼钛合金靶材的成本；

2、本发明采用粉末冶金的方法，制备过程无污染、不产生任何废料、废酸等污染物。

附图说明

图1为本发明实施例1所制备的钼钛合金靶材的金相图；

图2为本发明实施例2所制备的钼钛合金靶材的金相图；

图3为本发明实施例3所制备的钼钛合金靶材的金相图；

具体实施方式

以下通过具体实施方式将结合附图，对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。

实施例1

（1）按6:4的重量比称取钼粉和钛粉，加入精炼石蜡后，送入V形混料器中，在氩气气氛下以10r/min的速度混合20小时，得到钼钛合金粉末；上述钼粉的费氏平均粒度为5μm，纯度为99.99%；上述钛粉的费氏平均粒度为20μm，纯度为99.99%；上述精炼石蜡的加入量为上述钼粉和钛粉总质量的2.5%；

（2）将步骤（1）所得钼钛合金粉末置于真空热压烧结模具中，用油压机冷压得预成形坯；

（3）将步骤（2）所得预成形坯置于真空管热压炉内先加热至500℃，并保温至精炼石蜡挥发，再加热至1700℃，让钛处于熔融状态，并加压至50MPa使产品成形，随炉冷却后出炉得烧结毛坯；

（4）将步骤（3）所得烧结毛坯用慢走丝切割设备切割至成品尺寸，即得金相结构如图1所示的钼钛合金靶材。

实施例2

（1）按6:4的重量比称取钼粉和钛粉，加入精炼石蜡后，送入V形混料器中，在氩气气氛下以10r/min的速度混合20小时，得到钼钛合金粉末；上述钼粉的费氏平均粒度为10μm，纯度为99.99%；上述钛粉的费氏平均粒度为80μm，纯度为99.99%；上述精炼石蜡的加入量为上述钼粉和钛粉总质量的3.5%；

（2）将步骤（1）所得钼钛合金粉末置于真空热压烧结模具中，用油压机冷压得预成形坯；