[发明专利]一种高纯钽钌合金靶材的真空热压烧结制备方法

摘要

本发明涉及一种高纯钽钌合金靶材的真空热压烧结制备方法，属于粉末冶金技术领域，所述制备方法包括原料粉的制备、混粉和靶材的真空热压烧结，具体包括如下步骤：将高纯钽和钌块体分别破碎成2mm并筛分，得钽粉和钌粉；对钽粉和钌粉球磨至粒度在5‑200μm；将球磨好的两种粉体按照一定比例混料，得混合料；将混合料干燥后装入石墨模具；将模具放入热压炉中进行真空热压烧结，烧结结束后得高纯钽钌合金靶材的坯体；然后按照磁控溅射镀膜设备要求，对坯体进行加工，得到高纯钽钌合金靶材。采用本发明的制备方法，可显著降低传统铸造法制备难熔合金靶材的技术难度，大大提高了材料组织和性能的可控性，有助于显著改善后期的镀膜性能。

主权项

1.一种高纯钽钌合金靶材的真空热压烧结制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）破碎：分别将纯度>99.95%的高纯钽块体和钌块体破碎成粒度<2mm的粉体，筛分，得钽粉和钌粉；（2）球磨：向球磨罐内充入99%的氮气，分别对步骤（1）所得的钽粉和钌粉进行球磨，球磨至粒度在5‑200μm；（3）混料：将经步骤（2）球磨后的钽粉和钌粉按照摩尔比Ta:Ru=1:3～3:1的比例进行混料，采用V型混料机混料4‑10h，真空干燥，得钽钌混合粉；（4）模具准备：选用由高强石墨采用等静压工艺加工制得的石墨模具；所述石墨模具的耐压极限为40Mpa以上，耐热极限为2200℃以上；（5）装模：将步骤（3）制备的钽钌混合粉，按照一定粒度比例搭配混料均匀，干燥后装入高强石墨模具中，然后将粉料振实压紧；（6）将装好粉料的石墨模具放入热压炉中，随后开启冷却系统；（7）升温加压：对热压炉进行抽真空、充入Ar、升温的同时施加压力；所述升温过程中：当温度为0~1000℃时，升温速度为7~10℃/min；温度在1000~1500℃时，升温速度为5~8℃/min；温度在1500~2000℃时，升温速度为2~5℃/min；所述施加压力为0~40MPa；（8）保温：在最终温度1600‑2000℃时保温60~180min；然后将热压炉内温度冷却至室温；（9）取样：撤除压力，提升压头，破真空，将石墨模具从热压炉中取出，脱模取出试样坯体，得高纯钽钌坯体；（10）机加工：将高纯钽钌坯体进行表面加工，依据磁控溅射设备进行尺寸加工，得到高纯钽钌靶材。