[发明专利]一种钒钨合金靶材及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种钒钨合金靶材及其制备方法与应用，以质量百分含量计，所述钒钨合金靶材的组分包括：钨≥60％，余量为钒；所述制备方法包括以下步骤：(1)按照配方量混合钒粉和钨粉，球磨后得到混合粉末；(2)将步骤(1)所得混合粉末进行烧结温度为1300‑1700℃，压制压力为60‑350T的真空热压烧结处理，得到钒钨合金靶坯；(3)将步骤(2)所得钒钨合金靶坯进行机加工，得到钒钨合金靶材；其中，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括顺次进行的第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理。所述发明通过优化烧结工艺改善了靶材内部组织结构，提高了靶材的纯度和致密度，进而提升了溅射稳定性和镀膜质量。

技术领域

本发明属于溅射靶材技术领域，涉及一种钒钨合金靶材，尤其涉及一种钒钨合金靶材及其制备方法与应用。

背景技术

钒钨合金靶材中的钒和钨均属于高温金属，通常采用粉末冶金烧结的方式制作靶坯。然而，在靶坯制作过程中因工艺缺陷导致温度等要求达不到致密化效果，以致于靶坯中通常产生较多的气孔、成分不均等微观缺陷，从而导致合金靶材的致密度低，无法达到磁控溅射的要求。

CN 105463387A公开了采用真空烧结工艺制备金属钨及钒钨合金靶材，制备工艺流程步骤依次为：选取纯度≥99.95％，粒度≤5μm的金属钨粉或钒钨合金粉为原料，使用造粒设备将其制成1-3mm粒子，填入模具内振实；等静压压制成型，真空烧结完成后，静置冷却获得靶材成品。所述发明在等静压烧结之前还需进行造粒，工艺流程较为复杂，不利于提升生产效率和经济效益。

CN 104946950A公开了一种钒钨合金靶材及其制备方法，所述钒钨合金靶材由钒粉、钨粉及粘结剂制作而成，其中钒粉与钨粉的质量配比为19:1-3:2，所述钒粉与钨粉的纯度大于99.5％。所述制备方法包括以下步骤：(1)按比例称取钒粉与钨粉，并将两者充分混匀；(2)将混匀的钒粉和钨粉加入粘结剂进一步混匀，并处理得到干燥的钒钨粉与粘结剂的复合粉末材料；(3)将复合粉末材料进行等离子喷涂操作；(4)取下喷涂所得的构件，并对所述构件进行处理得到成品。所述发明采用等离子喷涂的方式制备合金靶材，存在致密度低的问题，从而影响溅射稳定性和镀膜质量。

由此可见，如何提供一种钒钨合金靶材的制备方法，通过优化烧结工艺改善靶材内部组织结构，提高靶材的纯度和致密度，进而提升溅射稳定性和镀膜质量，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种钒钨合金靶材及其制备方法与应用，所述制备方法通过优化烧结工艺改善了靶材内部组织结构，提高了靶材的纯度和致密度，进而提升了溅射稳定性和镀膜质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钒钨合金靶材的制备方法，以质量百分含量计，所述钒钨合金靶材的组分包括：钨≥60％，余量为钒。

所述制备方法包括以下步骤：

(1)按照配方量混合钒粉和钨粉，球磨后得到混合粉末；

(2)将步骤(1)所得混合粉末进行烧结温度为1300-1700℃，压制压力为60-350T的真空热压烧结处理，得到钒钨合金靶坯；

(3)将步骤(2)所得钒钨合金靶坯进行机加工，得到钒钨合金靶材。

其中，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括顺次进行的第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理，且所述保温保压处理的加压过程包括至少2个加压阶段，例如可以是2个、3个、4个或5个，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。