[发明专利]铝钪旋转靶材及其制备方法

摘要

本发明公开了铝钪旋转靶材及其制备方法，其中制备方法包括以下步骤烧结、球磨、过筛制备铝钪粉末；预处理不锈钢基体管；使用电弧喷涂方法喷涂合金打底层；在含有合金打底层的不锈钢基体上使用可控气氛冷喷涂方法喷涂铝钪粉末制备旋转靶材，工艺参数为使用真空机组对喷涂腔体抽取真空，再通入循环保护气氩气，喷嘴进口处工作温度为300～700℃，压力为2～5Mpa，工作气体为氩气，其压力为2.5～4.5Mpa，温度为400～900℃，气体流量为20～50 m3/h，喷涂距离为40~60mm，送粉气流量为200～400l/h，送粉量为30～60g/min。通过本发明制备的铝钪旋转靶材组织致密、纯度高、成分均匀，靶材直径和长度不受限制，长度可达到4000mm，厚度为3～15mm，靶材相对密度≥97%，纯度≥99.99%，氧含量≤200ppm。

主权项

一种铝钪靶材的制备方法，包括以下步骤：（1）粉末制备：将铝粉和钪粉通过机械混合后，在500℃温度下真空烧结10h，然后球磨4h，球磨机转速为900r/min，过筛得到150～800目的粉末；（2）基体预处理：机械打磨去除不锈钢基体表面的氧化层，超声清洗清洗30min，最后对基体管进行喷砂处理，喷砂处理使用的是棕刚玉，粒度为18目；（3）喷涂打底层：使用电弧喷涂工艺在预处理后的基体管上制备厚度为0.15mm的镍铝合金打底层；喷涂参数为：电压29V，电流200A，送丝速度13mv，压缩空气压力0.6MPa ；（4）可控气氛冷喷涂铝钪粉末：先对腔体抽取真空，再充入循环保护气氩气，氩气流量为1800sccm ；冷喷涂铝钪粉末制备旋转靶材，工艺参数：进口处工作温度为300℃，压力为5MPa ，工作气体压力为2.5MPa ，温度为900℃，气体流量为25 m3/h，工作气体为氩气，喷涂距离50mm，送粉气流量为250l/h，送粉量为45g/min；铝钪靶材厚度为12mm，相对密度为97%，孔隙率≤2.5 %，平均晶粒尺寸＜150微米。