[发明专利]一种旋转稀土靶材及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种旋转稀土靶材及其制备方法与应用，属于稀土靶材技术领域。该方法包括：在真空无氧环境下，以电磁复合场复合温喷涂的方式于靶材背管表面沉积稀土喷涂粉末。靶材背管的内部设有沿靶材背管轴向延伸的永磁铁棒，制备过程中，靶材背管处于旋转状态。通过采用温喷涂的方式，可在材料熔点以下，有效对稀土元素进行加热，并可初步提升粉末的沉积速度；通过设置永磁铁棒，可使喷涂粉末得到二次加速，有利于改善沉积靶材的表面成形质量，显著提升靶材材料与背管的结合强度，表面裂纹得到有效抑制，显著降低了内部裂纹的形成概率，内部气孔消失。为制备大尺寸、低氧化、高纯度、细晶粒、高结合、低成本的稀土靶材提供了新的制备方法。

技术领域

本发明涉及稀土靶材技术领域，具体而言，涉及一种旋转稀土靶材及其制备方法与应用。

背景技术

随着高新技术产业的兴起，高纯稀土金属及合金靶材在国防军工及新能源汽车、集成电路、新型显示、5G通讯等领域不断得到新的应用，成为高新技术产业发展不可或缺的关键材料。高端电子元器件应用领域对稀土金属及合金靶材的纯度、内部微观结构等方面都设定了极其苛刻的标准。

目前常使用的方法是采用重稀土元素靶材通过磁控溅射镀膜方式溅射到钕铁硼永磁材料表面形成覆盖层，经高位晶界扩散将稀土元素扩散至磁体内部以达到提高磁体矫顽力，现有的稀土靶材主要以平面靶为主，平面靶的利用率只有30-35％，稀土元素使用量大，稀土靶材生产成本高，而且现有稀土靶材还存在大尺寸靶材、高纯度、细晶粒、高结合制备困难的问题，同时，还存在制备过程材料易氧化的问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种旋转稀土靶材的制备方法，该方法能够有效制备大尺寸、高纯度、细晶粒、高结合、低成本的稀土靶材，且成本较低，制备过程中材料不易氧化。

本发明的之二在于提供一种由上述制备方法制备而得的旋转稀土靶材。

本发明的之三在于提供一种上述旋转稀土靶材的应用。

本申请可这样实现：

第一方面，本申请提供一种旋转稀土靶材的制备方法，包括以下步骤：在真空无氧环境下，以电磁复合场复合温喷涂的方式于靶材背管表面沉积喷涂粉末；

其中，温喷涂的喷涂温度为50-800℃，喷涂粉末包括稀土金属粉末；

靶材背管的内部设有沿靶材背管轴向延伸的永磁铁棒，制备过程中，靶材背管处于旋转状态。

在可选的实施方式中，沉积前，对靶材背管进行预热处理，预热处理是通过将靶材背管与外接电池通电实现。

在可选的实施方式中，靶材背管的两端分别通过电刷与外接电池的正负极电连接。

在可选的实施方式中，预热处理温度为100-200℃。

在可选的实施方式中，预热处理前，还包括对靶材背管进行激光清洗处理。

在可选的实施方式中，激光清洗处理后的靶材背管的表面粗糙度为2-3.5μm。

在可选的实施方式中，温喷涂的工艺条件包括：靶材背管表面与喷枪的相对线速度为1000-1200mm/s，喷涂距离为300-320mm，氧气流量为180-200L/min，丙烷流量为40-50L/min，压缩空气流量为300-320L/min，送粉速率为150-250g/min，送粉气体为惰性气体或氮气。

在可选的实施方式中，温喷涂所用的喷枪的喷射方向与靶材背管的A切面垂直，A切面为喷枪的喷射方向所在的直线与靶材背管交点处的切面。

在可选的实施方式中，沉积过程中，喷枪的移动速度为10-30mm/s。

在可选的实施方式中，喷枪的移动方向与靶材背管的轴向平行。