[发明专利]具有改善性质的无摩擦锻造铝合金溅射靶

说明书

本发明涉及包含平均晶粒尺寸为约15至55微米的锻造铝材料的溅射靶。所述铝材料具有以下性质的至少一种：具有带化因子B测定值低于约0.01的最小织构带化的均匀织构；低于0.2的织构梯度H；或以在多个方向反极图的最大强度小于3倍随机性为特征的弱(200)织构或接近随机的织构。

技术领域

本公开涉及溅射靶、形成溅射靶的方法和形成具有均匀微观结构的溅射靶的方法。更具体地，本公开涉及具有精细(fine)均匀的微观结构和织构的铝制品和制备其的方法。

背景

通过标准铸造然后是显著（significant）轧制来加工当前可获得的铝和铝合金溅射靶，然后将该靶结合至背衬板。与制造溅射靶相关联的潜在挑战包括铸造缺陷，例如不能通过轧制破坏（broken down）的羽状纹理(feather grains)、包含物、孔隙、靶表面上的光亮点和不均匀冶金术。进一步的实例包括遍布铸造坯料和靶与靶之间的不一致晶粒尺寸以及贯穿靶厚度的不均匀织构。不均匀织构可能导致形成具有不同织构和溅射性质的晶粒尺寸的局部带，这个现象称为织构带化(texture banding)。

作为机械操作的轧制中的一个潜在的约束为其不总是产生均匀变形，特别是在具有大的高度h与直径D (h/D)之比的柱状坯料中，其可能保持或导致晶粒尺寸或织构中的缺陷。

概述

本文公开了包含具有约15至55微米的平均晶粒尺寸的锻造铝材料的溅射靶。所述铝材料具有以下性质的至少一种：具有带化因子B测定值低于约0.01的最小织构带化的均匀织构；低于0.2的均匀性因子或织构梯度H；或以在多个方向反极图的最大强度小于3倍随机性(random)为特征的弱(200)织构或接近随机的织构。

本文还公开了形成用于溅射靶的具有均匀晶粒尺寸的铝材料的方法。该方法包括将固体润滑剂片放置在铝坯料和锻压机的压板之间的界面处；将所述铝坯料锻造至至少50%的高度降低；和将该铝坯料轧制至至少35%的高度降低。

本文中还公开了无摩擦锻造铝材料的方法。该方法包括将至少一个石墨片放置在铝坯料和锻压机的压板之间的界面处；和将该铝坯料锻造至至少50%的高度降低，同时保持该铝材料低于100℃。

尽管公开了多个实施方案，但从下文的详细描述，本公开的其他实施方案对本领域技术人员而言明显，所述详细描述示出并描述了本公开的示例性实施方案。因此，附图和详细描述在性质上被视为示例性的而非限定性的。

附图的简要描述

图1为本公开方法的示例性流程图。

图2为示出锻造温度与金属中晶粒尺寸的关系的图。

图3为示出退火温度与金属中晶粒尺寸的关系的图。

图4A至4E为电子显微镜图像，其比较了本公开的示例性方法的晶粒尺寸。

图5为晶粒尺寸的柱状图，其图示说明了本公开方法的统计结果。

图6为晶粒尺寸的柱状图，其图示说明了本公开方法的统计结果。

图7为图示说明由比较采用本公开方法制备的两个样品获得的晶粒尺寸统计数据的图。

图8为图示说明从根据本公开方法加工的材料获得的用于测试的样品位置的图。

图9为图示说明由比较基准样品和采用本公开方法制备的样品获得的统计数据的图。

图10为图示说明由比较基准样品和采用本公开方法制备的样品获得的统计数据的图。

图11为图示说明由比较基准样品和采用本公开方法制备的样品获得的晶粒尺寸数据的图。

图12A和12B为图示说明由采用本公开方法制备的样品获得的晶粒尺寸分布数据的图。