[发明专利]一种AlSc靶材的制备方法

说明书

本发明提供一种AlSc靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)将Al粉和Sc粉混合得到混合粉末，将所述混合粉末置于第一包套中进行冷压成型处理；(2)对所述第一包套进行焊接，并进行真空脱气，之后进行第一热压烧结，去除所述第一包套得到AlSc毛坯；(3)将所述AlSc毛坯置于第二包套中，焊接后进行真空脱气，之后进行第二热压烧结，得到所述AlSc靶材。所述制备方法制备得到的AlSc靶材脆性相比例降低，AlSc靶材的弯曲强度以及抗冲击性性能得到了有效提高。

技术领域

本发明属于靶材制造领域，涉及一种AlSc靶材的制备方法。

背景技术

热等静压机(Hot Isostatic Press，简称HIP)：热等静压机是利用热等静压技术在高温高压密封容器中，以高压惰性气体为介质，对其中的粉末或待压实的烧结坯料或异种金属施加各向均等静压力，形成高致密度坯料(或零件)的方法的仪器设备。热等静压机已成为高温粉末冶金、消除铸件缺陷、异种金属扩散连接、新型工程陶瓷、复合材料、耐火材料、高强石墨碳素等先进成型技术和先进材料研制领域的关键设备。

包套：一种密闭容器，用来放置制品，焊接后需将包套抽真空至一定真空度才能进行热等静压，常用材质为铝和不锈钢。

烧结：通过对粉体加压和加热方法，将粉状物料转变为致密体的过程

现有常见的AlSc靶材制备方法为熔炼铸造法，但熔炼方法需要较高温度才能实现融化，特别是高Sc含量的AlSc合金需要1000度以上温度，且在熔炼过程中容易形成脆性的AlSc合金，导致铸锭容易出现气孔和缺陷。熔炼的铸锭本身晶粒组织粗大，需要通过后续塑性变形方式来细化晶粒，但本身材料脆，塑性变形过程中也容易出现开裂等问题。

CN111636055A公开了一种成分均匀的铝钪合金溅射靶材及其制备方法，涉及靶材制备技术领域。本发明在惰性气氛保护下，将纯度≥99.99％的钪锭和铝锭进行机械粉碎和气流粉碎，得到极细铝和极细钪的混合粉末颗粒；极细铝和极细钪的粒径独立为1～50μm，极细钪的质量占混合粉末颗粒质量的1～60％；将混合粉末颗粒在惰性气氛保护下预压成型，再进行真空热压烧结，得到铝钪合金溅射靶材。该方法主要从细化铝和钪的颗粒入手，但是在细化铝锭和钪锭的过程中需要消耗大量的能量，成本高，经济效益差。

CN109161858A公开了一种掺氮的铝钪合金靶材及其制备方法，制备方法包括以下步骤：(1)配料：按粉末冶金靶材的合金成分配比AlSc合金粉、AlN粉原料；(2)混粉：将步骤(1)中所配比的两种原料放入混料机或球磨机内球磨混合均匀；(3)压力烧结：将步骤(2)中所得的混合粉末压力烧结成靶坯；(4)将步骤(3)中所得靶坯进行机加工制造出掺氮的铝钪合金单体成品靶材，或将机加工后的单体靶材与背板焊接为复合成品靶材。该方法主要将AlSc合金粉以及AlN粉进行混合，无法通过制备方法对AlSc合金的性能进行优化。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种AlSc靶材的制备方法，所述制备方法制备得到的AlSc靶材脆性相比例降低，AlSc靶材的弯曲强度以及抗冲击性性能得到了有效提高。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种AlSc靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将Al粉和Sc粉混合得到混合粉末，将所述混合粉末置于第一包套中进行冷压成型处理；

(2)对所述第一包套进行焊接，并进行真空脱气，之后进行第一热压烧结，去除所述第一包套得到AlSc毛坯；

(3)将所述AlSc毛坯置于第二包套中，焊接后进行真空脱气，之后进行第二热压烧结，得到所述AlSc靶材。