[发明专利]一种铝钪合金溅射靶的制备方法及应用

权利要求书

1.一种铝钪合金溅射靶的制备方法，其特征在于，所述铝钪合金溅射靶中Sc的含量为8at％～53at％，致密度99％，Al、Sc元素的质量百分数之和99.9％，余量为杂质元素；所述铝钪合金溅射靶中氧含量50ppm；包括如下步骤：

S1、将Sc金属原料和Al金属原料按配比加入到真空熔炼炉中，熔炼，然后浇铸，获得铸锭；

S2、对S1获得的铸锭依次进行锻造处理、热等静压处理后，根据目标铝钪合金溅射靶的形状及尺寸进行机械加工，获得铝钪合金溅射靶成品；

其中，当Sc15at％时，熔炼温度为1200℃～1250℃，锻造温度为500℃～660℃，热等静压温度为600℃～650℃；当15at％≤Sc25at％时，熔炼温度为1250℃～1300℃，锻造温度为950℃～1100℃，热等静压温度为1100℃～1150℃；当25at％≤Sc33at％时，熔炼温度为1350℃～1450℃，锻造温度为1100℃～1200℃，热等静压温度为1150℃～1200℃；当33at％≤Sc≤53at％时，熔炼温度为1300℃～1400℃，锻造温度为1100℃～1150℃，热等静压温度为1050℃～1100℃。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝钪合金溅射靶各位置的Sc含量的偏差在±1at％范围内。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述杂质元素包括Ag、As、B、Ba、Be、Bi、Ca、Cd、Ce、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Gd、Hf、Hg、In、K、La、Li、Mg、Mn、Mo、Na、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Se、Si、Sm、Sn、Sr、Ti、V、W、Y、Yb、Zn、Zr、Er、Dy、Pr、Re、Te、Eu、Ge、Ho、Lu、Pt、Pd、Au、Rh、Ta、Tl、Ta、Th、Tb、Tm、Sb、H、O、N。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，抽真空至0.1～10Pa，再充入惰性气体，进行熔炼，熔炼时间为2-4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S1中，浇铸时，根据目标铝钪合金溅射靶中Sc含量进行选择，当Sc25at％时，选用水冷铜模或水冷铁模材质的模具；当Sc≥25at％时，选用石墨、SiC或Si₃N₄材质的模具。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，锻造处理在真空或惰性气氛保护下进行。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，热等静压的压力为100-200MPa。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，热等静压处理的时间根据目标铝钪合金溅射靶中Sc含量进行选择：当Sc15at％时，热等静压时间为1.5～3h；当15at％≤Sc25at％时，热等静压时间为2～5h；当25at％≤Sc33at％时，热等静压时间为3～6h；当33at％≤Sc53at％时，热等静压时间为4～8h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当Sc15at％时，熔炼温度为1200℃～1230℃，锻造温度为550℃～600℃，热等静压温度为600℃～640℃；当15at％≤Sc25at％时，熔炼温度为1280℃～1300℃，锻造温度为950℃～1100℃，热等静压温度为1130℃～1150℃；当25at％≤Sc33at％时，熔炼温度为1380℃～1400℃，锻造温度为1100℃～1150℃，热等静压温度为1150℃～1180℃；当33at％≤Sc≤53at％时，熔炼温度为1300℃～1350℃，锻造温度为1100℃～1130℃，热等静压温度为1050℃～1080℃。

10.如权利要求1-9任一项所述的制备方法制备而成的铝钪合金溅射靶在制备压电性材料薄膜中的应用。