[发明专利]含微量稀土元素的镍钒合金磁控溅射旋转靶材及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含微量稀土元素的镍钒合金磁控溅射旋转靶材及制备方法，属新材料技术领域（以下简称Ni（镍）-V（钒）-RE（混合稀土）合金磁控溅射旋转靶材）。

背景技术

随着镀膜领域的飞速发展，迫于商业竞争的巨大压力和国外的靶材技术封锁，国内相关企业和科研机构纷纷进一步加强对靶材的研究工作。目前靶材的生产现状： Ni-Cr磁控溅射靶材、Al基合金溅射靶材、混合稀土高阻溅射靶材、氧化铟旋转靶材、氧化锌旋转靶材、硅基合金旋转靶材、磁控溅射高纯镍靶材、电阻薄膜靶材、Ni-Al涂层靶材、磁记录介质的籽晶层用合金及溅射靶材。靶材成分设计不同，其应用领域也不同；几何形状不同，其磁控溅射率也不同。现有的一些靶材存在利用率低的问题；而采用粉末冶金生产的方法，工艺复杂，生产设备无共享性；化学成分简单、合金中的化学元素活泼，使靶材的抗氧化性和抗腐蚀性差，在使用过程中易导致氧化及溅射速率不稳定现象 ，缩短靶材寿命。近年来，研究磁控溅射靶材的文献有很多，如：

1、一种Ni-Cr磁控溅射靶材的制备方法，【申请（专利）号】CN201210425953.3 ，靶材成分组成为80wt.%Ni、20wt.%Cr及0.05~0.4wt.%稀土元素；

2、A1基合金溅射靶材的制造方法，【申请（专利）号】N200980121618.0；

3、含混合稀土元素高阻溅射靶材，【申请（专利）号】CN99113965.8 ，具体成份为Si（３５％－７２％）、Cr（２５％－５０％）、Ni（２％－２０％），三元素总和百分比为１００％，稀土含量为三元素总重量的０．１％－３．０％；

4、一种氧化铟锡旋转靶材的制备方法，【申请（专利）号】CN201310135894.0 ；

5、一种氧化锌基旋转靶材的制备方法，【申请（专利）号】CN201210041328.9 ；

6、一种硅基合金旋转靶材及其制备方法，【申请（专利）号】CN201010170534.0；

7、一种旋转型靶材，【申请（专利）号】CN201120227518.0 ；

8、磁记录介质的籽晶层用合金及溅射靶材，【申请（专利）号】CN201180055776.8 ；

9、靶材、电阻薄膜、薄膜电阻件、电路板及制造方法，【申请（专利）号】CN201110447611.7 ，所述靶材为烧结体；

10、一种用于磁控溅射的高纯镍靶材，【申请（专利）号】CN200810010809.7。

本发明专利提出在镍基上添加钒，可以使靶材无磁性，显著提高靶材磁控溅射效果，进一步改善抗氧化性和耐蚀性，提高靶材的综合性能。通过进一步探索我们发现添加微量的稀土可以细化靶材晶粒、改善材料的力学性能。

 

发明内容

解决的技术问题：本发明针对目前靶材现有技术所存在的问题，提供了一种含微量稀土元素的镍钒合金磁控溅射旋转靶材及制备方法，该种旋转靶材具有高纯度、高密度，晶粒度细小（﹤100μm）、无磁性，具有较低的电阻率，其生产效率高，是同品种平面靶材利用率2倍以上，且性能稳定。

本发明的技术方案如下

本发明的目的通过以下的技术方案来实现。

含微量稀土元素的镍钒合金磁控溅射旋转靶材，其特征在于该合金靶材成分按重量百分比计为：0.002%~0.05%RE，5%~9%V，余量的Ni和不可避免的杂质。

所述的含微量稀土元素的镍钒合金磁控溅射旋转靶材的制备方法，其步骤如下：

⑴原料准备：电解镍、海绵钒、稀土（RE混合稀土），按重量百分比，合金成分为：0.002%~0.05%RE，5%~9%V，余量为Ni和不可避免的杂质，其杂质含量﹤0.1%；

⑵真空冶炼：用工业酒精清除电解镍表面污垢，用稀硝酸去除氧化物，烘干后将处理过的电解镍放入熔炼坩埚中，通电熔炼，熔炼温度为1550~1650℃，熔炼时间为80min，熔炼过程中真空度小于8Pa，铸锭前在真空状态中先通氩气4Mpa，然后再加入海绵钒铁及混合稀土； 

⑶浇注：在真空和氩气保护下进行浇注。浇注后在真空室内静置50min，待铸锭完全凝固后打开炉门，脱模，锯切头尾、车剥表面氧化皮，加工后的铸锭呈圆柱形；

⑷热锻：将步骤（3）中铸锭加热至1250℃，保温半小时后，进行锻造，开锻温度为1250℃，终锻温度为1020℃；

⑸热穿孔或热挤压：热穿孔或热挤压的温度1000℃~1200℃；