[发明专利]一种铌合金靶材及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201210551195.X 申请日: 2012-12-18
公开(公告)号: CN103866245A 公开(公告)日: 2014-06-18
发明(设计)人: 李桂鹏;汪凯;张国军;吴红;张春恒;李兆博;任萍;任晓;郭从喜 申请(专利权)人: 宁夏东方钽业股份有限公司
主分类号: C23C14/34 分类号: C23C14/34;C23C14/14
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 赵青朵;李玉秋
地址: 753000 宁夏回族*** 国省代码: 宁夏;64
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摘要:
搜索关键词: 一种 合金 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及靶材技术领域,尤其涉及一种铌合金靶材及其制备方法。

背景技术

靶材是在溅射沉积技术中用作阴极的材料,该材料能够在带正电荷的阳离子撞击下以分子、原子或离子的形式脱离阴极而在阳极表面重新沉积。靶材作为一种具有高附加值的特种电子材料,其被广泛用于溅射尖端技术的薄膜材料。根据应用,靶材主要包括半导体领域用靶材、记录介质用靶材、显示薄膜用靶材、先进触控屏及显示器、光学靶材和超导靶材等。

磁控溅射是制备薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生离子,产生的离子在真空环境中经过加速聚集,从而形成高速度能的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能的交换,使固体表面的原子离开固体表面并沉积在基体表面。被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。

溅射靶材的形状有长方体、正方体、圆柱体和不规则形状。长方体、正方体和圆柱体形状靶材为实心,溅射过程中,圆环形永磁体在靶材表面建立环形磁场,在轴间等距离的环形表面上形成刻蚀区,其缺点是薄膜沉积厚度均匀性不易控制,靶材的利用率较低,仅为20%~30%。目前国内外都在推广应用空心圆管溅射靶,其优点是该空心圆管靶材可绕固定的条状磁铁组件旋转,因而360°靶面可被均匀刻蚀,利用率高达80%。一般来说,溅射靶材的晶粒尺寸必须控制在100微米以下,甚至其结晶结构的趋向性也必须受到严格的控制。

铌合金溅射靶材作为制备铌合金薄膜材料的重要原料,在光学镀膜、先进触控屏及显示器和工业装饰镀膜行业中具有广泛的应用。铌合金溅射靶材对产品的内部晶粒尺寸以及表面粗糙度的要求较高,其中轴向方向晶粒大小要求均匀一致,晶粒尺寸50~100μm,表面粗糙度要求Ra≤1.6um,因此研究者对铌合金靶材的生产方法进行了深入的研究。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种铌合金靶材及其制备方法,通过本发明制备的铌合金靶材具有细小的晶粒组织与较低的表面粗糙度。

有鉴于此,本发明提供了一种铌合金靶材的制备方法,包括以下步骤:

a)将铌合金管坯进行预热,在预热后的铌合金管坯表面涂抹玻璃粉;

b)将步骤a)得到的铌合金管坯进行热挤压,将热挤压后的铌合金管坯进行酸洗,将酸洗后的铌合金管坯进行热处理;

c)采用第一刀具对步骤b)得到的铌合金管坯的内孔进行镗铣,得到铌合金靶材;所述第一刀具的刀头为双刀头或单刀头,所述第一刀具的刀杆的长度大于5000mm,所述双刀头在所述刀杆工作端沿轴线方向依次设置,所述刀头的刃倾角为负值。

优选的,所述铌合金管坯的制备过程具体为:

a1)将铌合金铸锭进行预热,在预热后的铌合金铸锭表面涂抹玻璃粉;

a2)将步骤a1)得到的铌合金铸锭进行第一次热锻造,将第一次热锻造后的铌合金铸锭进行酸洗,将酸洗后的铌合金铸锭进行热处理;

a3)将步骤a2)得到的铌合金铸锭进行钻孔及车削外表面,得到铌合金管坯。

优选的,步骤a2)中所述热处理之后还包括:

将热处理后的铌合金铸锭进行第二次热锻造,将第二次热锻造后的铌合金铸锭再次热处理。

优选的,步骤a)中在预热后的铌合金管坯表面涂抹玻璃粉之后还包括:

将涂抹玻璃粉的铌合金管坯进行再次预热,在预热后的铌合金管坯的表面再次涂抹玻璃粉。

优选的,所述铌合金管坯进行镗铣之后还包括:

c1)将镗铣后的铌合金管坯的外圆进行车削,所述车削的第二刀具的前角为30°~40°,后角为40°~60°;主偏角为50°~60°,副偏角为10°~15°;刃倾角为10°~15°;刀尖圆弧半径为0.3~0.4mm。

优选的,所述铌合金靶材为铌锆靶材、铌钛靶材、铌钼靶材、铌铝靶材、铌钨靶材或铌钽靶材。

优选的,所述铌锆靶材中铌的含量为10wt%~60wt%,余量为锆;所述铌钛靶材中铌的含量为50wt%~90wt%,余量为钛;所述铌钼靶材中铌的含量为30wt%~80wt%,余量为钼。

优选的,所述第一刀具为钨钴类硬质合金刀具。

优选的,步骤c)中所述刀杆的长度为5500mm~6500mm。

本发明还提供了铌合金靶材,所述铌合金靶材的晶粒度为5级~6.5级。

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