CN105986160A - 一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法 - Google Patents

一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105986160A
CN105986160A CN201610473417.9A CN201610473417A CN105986160A CN 105986160 A CN105986160 A CN 105986160A CN 201610473417 A CN201610473417 A CN 201610473417A CN 105986160 A CN105986160 A CN 105986160A
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium
tungsten
purity
content
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610473417.9A
Other languages
English (en)
Inventor
张俊敏
闻明
王传军
谭志龙
沈月
毕珺
管伟明
易伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sino Platinum Metals Co Ltd
Original Assignee
Sino Platinum Metals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sino Platinum Metals Co Ltd filed Critical Sino Platinum Metals Co Ltd
Priority to CN201610473417.9A priority Critical patent/CN105986160A/zh
Publication of CN105986160A publication Critical patent/CN105986160A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15—Hot isostatic pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/20—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds
    • B22F9/22—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from solid metal compounds using gaseous reductors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/045—Alloys based on refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F2003/145—Both compacting and sintering simultaneously by warm compacting, below debindering temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种制备大尺寸高纯钨钛合金溅射靶材的方法，包括高纯钨钛复合粉末的制备，粉末的成型，及钨钛合金靶材机加工。具体为采用纯度大于等于99.95％的钛粉和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为原料，先通过气体雾化法制备得到核壳结构的仲钨酸铵‑钛复合粉，再通过微波煅烧得到核壳结构的氧化钨‑钛复合粉，最后采用通氢还原法得到高纯、超细钨钛复合粉末，用真空热压结合热等静压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结成型得到高纯钨钛合金溅射靶材。使用上述方法制备得到的高纯钨钛靶材纯度大于等于99.99％，钨钛合金溅射靶材由富钨基体相及富钛相组成，富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，且靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。

Description

一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法
技术领域
本发明涉及一种高纯钨钛合金靶材及其制备方法，属于半导体器件制造领域。
背景技术
当集成电路布线进入超大规模集成电路(ULSI)后，芯片面积迅速增大，集成密度进一步提高，特别是随着集成电路临界线宽的不断减少，为保证电路的可靠性，在布线与金属硅化物之间需要增加一层扩散阻挡层，扩散阻挡层要求既能阻碍金属的扩散又能有效改善金属薄膜与基体的结合强度。钨钛合金由于具有稳定的热机械性能、低的电子迁移率、高的抗腐蚀性能和化学稳定性等优点，成为铜及银布线中阻挡Cu与Si/SiO2之间扩散的最佳候选薄膜，特别是在高电流和高温的环境下使用。
在半导体制造技术中，钨钛合金阻挡层主要是由钨钛合金靶材溅射镀膜制得。靶材相对密度、微观结构、金属纯度等直接影响钨钛合金阻挡层的性能。随着微电子科学技术的发展，微电子器件向更小尺寸，更高精度发展，对阻挡层薄膜的要求越来越高。而溅射靶材的质量决定了阻挡层的性能。目前使用的国产钨钛溅射靶材，存在以下问题：(1)溅射过程中的微粒飞溅：靶材的密度低，靶材内部存在于孔隙中的气体，造成大尺寸的靶材颗粒或微粒飞溅；(2)靶材纯度不够：碱金属、重金属以及气体元素等含量较高，引起电迁移、电泄漏等缺陷，造成器件失效；(3)靶材相结构复杂：富钛相β1(Ti，W)的存在，对镀膜均匀性、膜层粒子数造成很大的影响。
基于以上存在的问题，本发明人提出了一种大尺寸高纯钨钛合金溅射靶材的制备方法，包括高纯钨钛复合粉末的制备，粉末的成型，及钨钛合金靶材机加工。其特征在于：所述高纯钨钛合金粉末采用纯度大于等于99.95％的钛粉和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为原料，先通过气体雾化法制备得到核壳结构的仲钨酸铵-钛复合粉，再通过微波煅烧得到核壳结构的氧化钨-钛复合粉，最后采用通氢还原法得到高纯、超细钨钛复合粉末，用真空热压结合热等静压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结成型得到高纯钨钛合金溅射靶材。该方法不仅保证制备得到的高纯钨钛合金的密度达到理论密度的99％以上，而且使得合金中Na含量＜0.3ppm、Ca含量＜0.5ppm、K含量＜0.2ppm、U含量＜0.2ppm、Th含量＜0.1ppm、、Al含量＜0.1ppm，氧含量低于100ppm。同时，采用该方法制备的钨钛合金溅射靶材富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大尺寸高纯钨钛合金溅射靶材的制备方法，包括高纯钨钛粉末的制备，粉末的成型，及钨钛合金靶材机加工。具体为采用高纯钨钛合金粉末采用纯度大于等于99.95％的钛粉和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为原料，先通过气体雾化法制备得到核壳结构的仲钨酸铵-钛复合粉，再通过微波煅烧得到核壳结构的氧化钨-钛复合粉，最后采用通氢还原法得到高纯、超细钨钛复合粉末，用真空热压结合热等静压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结成型得到高纯钨钛合金溅射靶材。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述方法制备得到的高纯钨钛靶材，钨钛合金溅射靶材纯度大于等于99.99％，Na含量＜0.3ppm、Ca含量＜0.5ppm、K含量＜0.2ppm、U含量＜0.2ppm、Th含量＜0.1ppm、、Al含量＜0.1ppm，氧含量低于100ppm。钨钛合金溅射靶材由富钨基体相及富钛相组成，富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，且靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。
本发明的第一目所提供的高纯钨钛合金靶材的制备方法，包括如下步骤：
(a)高纯钨钛复合粉末的制备：①钛粉和仲钨酸铵的混合：用纯度大于等于99.95％的钛粉(粒径分布5-25μm)和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵(U、Th含量低于30ppm)为原料，W：Ti的原子比例控制在99:1至70:30的范围内，将其溶解于去离子水中，并加入表面活性剂油酸、油酸酰胺或二者的混合物作为稳定剂，磁力搅拌1-3h，使两者混合均匀制得钛粉和仲钨酸铵的溶液；②雾化造粒：以钛粉和仲钨酸铵的溶液为原料，采用喷雾干燥法，控制液流量为3.0～6.0ml/min，雾化气压为0.2～0.8MPa，进口温度为150～250℃，热空气气流量为8.0～20.0L/min，制得以钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒复合粉；③煅烧：将钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒在气氛为N2/H2(8:2vol)微波煅烧炉内，温度控制在350～550℃，保温1～3h，然后升温至600～800℃，再保温1～3h，制得钛粉为核表面包覆WO3的颗粒复合粉。④通氢还原：将钛粉为核表面包覆WO3的颗粒置于通氢还原炉内，控制H2流量为8.0～16.0ml/min，温度控制在500～750℃，保温3～6h，制得钛粉为核表面包覆钨的核壳结构的钨钛复合粉末。
(b)用真空热压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结预成型，真空热压烧结温度为900～1300℃，烧结压力在30～50Mpa，保温时间2-5h。
(C)用热等静压对预成型锭坯进行烧结成型，烧结温度为800～1200℃，烧结压力在30～50Mpa，保温时间2-4h。烧结后锭坯料密度密度达到理论密度的99％以上。
(d)对所述高纯钨钛合金靶坯进行机械加工，制备得到所述的高纯钨钛合金靶材。
本发明通过采用高纯复合粉制备，真空热压及热等静压结合控制合金密度、纯度及相结构，制备出一种高纯钨钛合金靶材，该靶材的密度达到理论密度的99％以上，而且合金中Na含量＜0.3ppm、Ca含量＜0.5ppm、K含量＜0.2ppm、U含量＜0.2ppm、Th含量＜0.1ppm、、Al含量＜0.1ppm，氧含量低于100ppm。同时，采用该方法制备的钨钛合金溅射靶材富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。较现有公开文献有明显改善。
附图说明
图1为本发明实施例1的高纯钨钛合金靶材的SEM图；图2为本发明实施例2的高纯钨钛合金靶材的SEM图；图3为比较例1的钨钛合金靶材的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变更或改进，均属于本发明的保护范围。
本发明的高纯镍铂合金靶材的制备方法，包括高纯钨钛粉末的制备，粉末的成型，及钨钛合金靶材机加工。其特征在于：所述高纯钨钛合金粉末采用纯度大于等于99.95％的钛粉和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为原料，先通过气体雾化法制备得到核壳结构的仲钨酸铵-钛复合粉，再通过微波煅烧得到核壳结构的氧化钨-钛复合粉，最后采用通氢还原法得到高纯、超细钨钛复合粉末，用真空热压结合热等静压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结成型得到高纯钨钛合金溅射靶材。
高纯核壳结构的钨钛粉末的制备过程如下，(1)钛粉和仲钨酸铵的混合：用纯度大于等于99.95％的钛粉(粒径分布5-25μm)和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵(U、Th含量低于30ppm)为原料，W：Ti的原子比例控制在99:1至70:30的范围内，将其溶解于去离子水中，并加入表面活性剂油酸、油酸酰胺或二者的混合物作为稳定剂，磁力搅拌1-3h，使两者混合均匀制得钛粉和仲钨酸铵的溶液；(2)雾化造粒：以钛粉和仲钨酸铵的溶液为原料，采用喷雾干燥法，控制液流量为3.0～6.0ml/min，雾化气压为0.2～0.8MPa，进口温度为150～250℃，热空气气流量为8.0～20.0L/min，制得以钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒复合粉；(3)煅烧：将钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒在气氛为N2/H2(8:2vol)微波煅烧炉内，温度控制在350～550℃，保温1～3h，然后升温至600～800℃，再保温1～3h，制得钛粉为核表面包覆WO3的颗粒复合粉。(4)通氢还原：将钛粉为核表面包覆WO3的颗粒置于通氢还原炉内，控制H2流量为8.0～16.0ml/min，温度控制在500～750℃，保温3～6h，制得钛粉为核表面包覆钨的核壳结构的钨钛复合粉末。
气体雾化法制备以钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒复合粉，粒径约为20～40μm。
微波煅烧技术制备以钛粉为核表面包覆WO3的的颗粒复合粉，粉末粒径为25-50μm。
通氢还原法制备以钛粉为核表面包覆钨的钨钛复合粉末，粉末纯度为99.95wt％以上，粒径为25-50μm。氧含量低于100ppm，碳含量低于30ppm，氮含量低于10ppm，硫含量低于10ppm。
用真空热压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结预成型，真空热压烧结温度为900～1300℃，烧结压力在30～50Mpa，保温时间2-5h。烧结后锭坯料密度达到理论密度的95％以上。
用热等静压对预成型锭坯进行烧结成型，烧结温度为800～1200℃，烧结压力在30～50Mpa，保温时间2-4h。烧结后锭坯料密度密度达到理论密度的99％以上。
根据上述的方法制备得到的超高纯钨钛合金靶材纯度大于等于99.99％，Na含量＜0.3ppm、Ca含量＜0.5ppm、K含量＜0.2ppm、U含量＜0.2ppm、Th含量＜0.1ppm、、Al含量＜0.1ppm，氧含量低于100ppm。钨钛合金溅射靶材由富钨基体相及富钛相组成，富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，且靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。
对本发明中所述高纯钨钛合金靶材及其制备方法用实施例进行具体说明如下。
实施例1
本发明所述的高纯钨钛合金靶材通过如下步骤制备：
(a)高纯钨钛复合粉末的制备：①钛粉和仲钨酸铵的混合：用纯度大于等于99.95％的钛粉(粒径分布5-25μm)和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵(U、Th含量低于30ppm)为原料，W：Ti的原子比例控制在90:10，将其溶解于去离子水中，并加入表面活性剂油酸、油酸酰胺或二者的混合物作为稳定剂，磁力搅拌2h，使两者混合均匀制得钛粉和仲钨酸铵的溶液；②雾化造粒：以钛粉和仲钨酸铵的溶液为原料，采用喷雾干燥法，控制液流量为5.0ml/min，雾化气压为0.6MPa，进口温度为200℃，热空气气流量为12.0L/min，制得以钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒复合粉；③煅烧：将钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒在气氛为N2/H2(8:2vol)微波煅烧炉内，温度控制在450℃，保温2h，然后升温至700℃，再保温2h，制得钛粉为核表面包覆WO3的颗粒复合粉。④通氢还原：将钛粉为核表面包覆WO3的颗粒置于通氢还原炉内，控制H2流量为10.0ml/min，温度控制在600℃，保温4h，制得钛粉为核表面包覆钨的核壳结构的钨钛复合粉末。
(b)用真空热压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结预成型，真空热压烧结温度为1100±50℃℃，烧结压力在40Mpa，保温时间4h。
(C)用热等静压对预成型锭坯进行烧结成型，烧结温度为1000±50℃，烧结压力在35Mpa，保温时间3h。烧结后锭坯料密度密度达到理论密度的99％以上。
(d)对所述高纯钨钛合金靶坯进行机械加工，制备得到所述的高纯钨钛合金靶材。
实施例2
与实施例1不同之处在于所述高纯镍铂合金靶材W：Ti的原子比例为70:30真空热压温度控制在1200±50℃范围内。
比较例1
与实施例1不同之处在未采用纯度大于等于99.95％的钛粉(粒径分布5-25μm)和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为制备高纯钨钛复合粉末。只是采用纯度大于等于99.95的钛粉和纯度大于等于99.95的钨粉为原料，进行真空热压及热等静压，即未进行制备方法中的步骤(a)。

Claims (9)

1.一种大尺寸高纯钨钛合金溅射靶材，其特征在于：所述的钨钛合金溅射靶材纯度大于等于99.99％，Na含量＜0.3ppm、Ca含量＜0.5ppm、K含量＜0.2ppm、U含量＜0.2ppm、Th含量＜0.1ppm、、Al含量＜0.1ppm，氧含量低于100ppm，钨钛合金溅射靶材由富钨基体相及富钛相组成，富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，且靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。
2.一种大尺寸高纯钨钛合金溅射靶材的制备方法，包括高纯钨钛粉末的制备和粉末的成型，及钨钛合金靶材机加工，其特征在于：所述高纯钨钛合金粉末采用纯度大于等于99.95％的钛粉和纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为原料，先通过气体雾化法制备得到高纯核壳结构的仲钨酸铵-钛复合粉，再通过微波煅烧得到核壳结构的氧化钨-钛复合粉，最后采用通氢还原法得到高纯、超细钨钛复合粉末，用真空热压结合热等静压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结成型得到高纯钨钛合金溅射靶材。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述高纯、超细钨钛复合粉末的具体制备过程如下：
(1)钛粉和仲钨酸铵的混合：用粒径分布5-25μm且纯度大于等于99.95％的钛粉和U、Th含量低于30ppm且纯度大于等于99.95％仲钨酸铵为原料，W：Ti的原子比例控制在99:1至70:30的范围内，将其溶解于去离子水中，并加入表面活性剂油酸、油酸酰胺或二者的混合物作为稳定剂，磁力搅拌1-3h，使两者混合均匀制得钛粉和仲钨酸铵的溶液；
(2)雾化造粒：以钛粉和仲钨酸铵的溶液为原料，采用喷雾干燥法，控制液流量为3.0～6.0ml/min，雾化气压为0.2～0.8MPa，进口温度为150～250℃，热空气气流量为8.0～20.0L/min，制得以钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒复合粉；
(3)煅烧：将钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒在气氛为N2/H2(8:2vol)微波煅烧炉内，温度控制在350～550℃，保温1～3h，然后升温至600～800℃，再保温1～3h，制得钛粉为核表面包覆WO3的颗粒复合粉；
(4)通氢还原：将钛粉为核表面包覆WO3的颗粒置于通氢还原炉内，控制H2流量为8.0～16.0ml/min，温度控制在500～750℃，保温3～6h，制得钛粉为核表面包覆钨的核壳结构的高纯、超细钨钛复合粉末。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：气体雾化法制备以钛粉为核表面包覆仲钨酸铵的颗粒复合粉，粒径约为20～40μm。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：微波煅烧技术制备以钛粉为核表面包覆WO3的的颗粒复合粉，粉末粒径为25-50μm。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：通氢还原法制备以钛粉为核表面包覆钨的钨钛复合粉末，粉末纯度为99.95wt％以上，粒径为25-50μm，氧含量低于100ppm，碳含量低于30ppm，氮含量低于10ppm，硫含量低于10ppm。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：用真空热压对制备得到的钨钛复合粉末进行烧结预成型，真空热压烧结温度为900～1300℃，烧结压力在30～50Mpa，保温时间2-5h，烧结后锭坯料密度达到理论密度的95％以上。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：用热等静压对预成型锭坯进行烧结成型，烧结温度为800～1200℃，烧结压力在30～50Mpa，保温时间2-4h，烧结后锭坯料密度密度达到理论密度的99％以上。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的钨钛合金溅射靶材纯度大于等于99.99％，Na含量＜0.3ppm、Ca含量＜0.5ppm、K含量＜0.2ppm、U含量＜0.2ppm、Th含量＜0.1ppm、、Al含量＜0.1ppm，氧含量低于100ppm，钨钛合金溅射靶材由富钨基体相及富钛相组成，富钛相比例小于15％，平均晶粒尺寸不大于50μm，且靶材边缘与靶材中心的晶粒尺寸差别不大于5μm。
CN201610473417.9A 2016-06-24 2016-06-24 一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法 Pending CN105986160A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610473417.9A CN105986160A (zh) 2016-06-24 2016-06-24 一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610473417.9A CN105986160A (zh) 2016-06-24 2016-06-24 一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105986160A true CN105986160A (zh) 2016-10-05

Family

ID=57044297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610473417.9A Pending CN105986160A (zh) 2016-06-24 2016-06-24 一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105986160A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108296491A (zh) * 2018-01-24 2018-07-20 贵研铂业股份有限公司 一种微米级类球形铱粉体的制备方法
CN108620600A (zh) * 2017-12-18 2018-10-09 贵研铂业股份有限公司 一种高纯大比表面铂黑及其制备方法
CN111621753A (zh) * 2020-07-29 2020-09-04 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 靶材坯料及其制作方法
CN112126903A (zh) * 2020-09-14 2020-12-25 浙江最成半导体科技有限公司 一种钨烧结靶材的制造方法
CN112176295A (zh) * 2020-09-09 2021-01-05 先导薄膜材料（广东）有限公司 一种高质量银镓溅射靶材的制备方法
CN113039029A (zh) * 2018-11-19 2021-06-25 普兰西股份有限公司 经添加物方式制造的难熔金属构件，添加物方式制造方法及粉末
CN115464144A (zh) * 2022-09-13 2022-12-13 长沙升华微电子材料有限公司 一种热沉材料注射成型浆料的制备方法
CN116174721A (zh) * 2023-02-28 2023-05-30 安庆瑞迈特科技有限公司 一种提高WRe/TZM合金靶盘密度及密度均匀性的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0345045B2 (en) * 1988-05-31 2000-01-05 Johnson Matthey Public Limited Company Method of making tungsten-titanium sputtering targets
CN101177303A (zh) * 2007-11-02 2008-05-14 北京有色金属研究总院 一种从钨酸盐溶液中除钼、砷、锑、锡的方法
CN101748365A (zh) * 2008-12-19 2010-06-23 北京有色金属研究总院 一种高纯高富钨相钨钛靶材及其制备方法
CN101928850A (zh) * 2010-04-29 2010-12-29 西安理工大学 一种W-Ti合金靶材的制备方法
CN101956168A (zh) * 2010-10-29 2011-01-26 宁波江丰电子材料有限公司 一种钨钛合金靶材结构的制作方法
CN102409214A (zh) * 2011-12-01 2012-04-11 西安理工大学 一种WO3-TiH2粉末制备W-10Ti合金的方法
CN102634712A (zh) * 2012-05-09 2012-08-15 贵研铂业股份有限公司 一种Nb-W合金及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0345045B2 (en) * 1988-05-31 2000-01-05 Johnson Matthey Public Limited Company Method of making tungsten-titanium sputtering targets
CN101177303A (zh) * 2007-11-02 2008-05-14 北京有色金属研究总院 一种从钨酸盐溶液中除钼、砷、锑、锡的方法
CN101748365A (zh) * 2008-12-19 2010-06-23 北京有色金属研究总院 一种高纯高富钨相钨钛靶材及其制备方法
CN101928850A (zh) * 2010-04-29 2010-12-29 西安理工大学 一种W-Ti合金靶材的制备方法
CN101956168A (zh) * 2010-10-29 2011-01-26 宁波江丰电子材料有限公司 一种钨钛合金靶材结构的制作方法
CN102409214A (zh) * 2011-12-01 2012-04-11 西安理工大学 一种WO3-TiH2粉末制备W-10Ti合金的方法
CN102634712A (zh) * 2012-05-09 2012-08-15 贵研铂业股份有限公司 一种Nb-W合金及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
程继贵主编: "《第十五届华东五省一市粉末冶金技术交流会论文集》", 31 October 2014, 合肥：合肥工业大学出版社 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108620600A (zh) * 2017-12-18 2018-10-09 贵研铂业股份有限公司 一种高纯大比表面铂黑及其制备方法
CN108620600B (zh) * 2017-12-18 2021-10-22 贵研铂业股份有限公司 一种高纯大比表面铂黑及其制备方法
CN108296491A (zh) * 2018-01-24 2018-07-20 贵研铂业股份有限公司 一种微米级类球形铱粉体的制备方法
CN113039029A (zh) * 2018-11-19 2021-06-25 普兰西股份有限公司 经添加物方式制造的难熔金属构件，添加物方式制造方法及粉末
CN111621753B (zh) * 2020-07-29 2020-11-17 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 靶材坯料及其制作方法
CN111621753A (zh) * 2020-07-29 2020-09-04 江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 靶材坯料及其制作方法
CN112176295A (zh) * 2020-09-09 2021-01-05 先导薄膜材料（广东）有限公司 一种高质量银镓溅射靶材的制备方法
CN112176295B (zh) * 2020-09-09 2022-12-20 先导薄膜材料（广东）有限公司 一种高质量银镓溅射靶材的制备方法
CN112126903A (zh) * 2020-09-14 2020-12-25 浙江最成半导体科技有限公司 一种钨烧结靶材的制造方法
CN115464144A (zh) * 2022-09-13 2022-12-13 长沙升华微电子材料有限公司 一种热沉材料注射成型浆料的制备方法
CN115464144B (zh) * 2022-09-13 2024-01-09 长沙升华微电子材料有限公司 一种热沉材料注射成型浆料的制备方法
CN116174721A (zh) * 2023-02-28 2023-05-30 安庆瑞迈特科技有限公司 一种提高WRe/TZM合金靶盘密度及密度均匀性的方法
CN116174721B (zh) * 2023-02-28 2023-11-03 安庆瑞迈特科技有限公司 一种提高WRe/TZM合金靶盘密度及密度均匀性的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105986160A (zh) 一种制备大尺寸高纯钨钛合金靶材的方法
CN101698909B (zh) 一种制备钼铜合金的方法
Mueller-Grunz et al. The manufacture and characterization of WC-(Al) CoCrCuFeNi cemented carbides with nominally high entropy alloy binders
CN104607823A (zh) 一种球形自熔性合金钎料的制造方法
CN105057680B (zh) 一种机械合金化铜钨合金粉末的制备方法
CN106756376A (zh) 钨铜合金及其加工方法和应用
WO2012002337A1 (ja) Ｃｕ、Ｉｎ、ＧａおよびＳｅの元素を含有する粉末、焼結体およびスパッタリングターゲット、並びに上記粉末の製造方法
CN103225032A (zh) 一种掺杂稀土氧化物的W-Cu复合材料及其制备方法
CN109778042A (zh) 一种高强度钨基合金及其制备方法
CN101168197A (zh) 一种超细/纳米钨铜镍复合粉末的制备方法
CN110480008A (zh) 一种利用激光3d打印制备三维连通钨基复合材料及方法
CN115044794B (zh) 一种具有优异性能的Cu-(Y2O3-HfO2)合金及其制备方法
CN112662929A (zh) 难熔高熵合金及其制备方法
Tan et al. In situ synthesis of spherical WMo Alloy powder for additive manufacturing by spray granulation combined with thermal plasma spheroidization
Hashempour et al. Thermochemical preparation of W–25% Cu nanocomposite powder through a CVT mechanism
CN107900373A (zh) 超细W‑Cu复合粉末及其制备方法
CN105798319B (zh) 银钨电触头材料的制备方法及电触头材料、电触头
US8802004B2 (en) Component produced or processed by powder metallurgy, and process for producing it
CN109332717A (zh) 一种球形钼钛锆合金粉末的制备方法
CN105063411B (zh) 一种钨铜钴合金粉的制备方法
CN116970853A (zh) 一种钨钛靶材坯料的制备方法
CN111101043A (zh) 一种激光增材制造的CrMoVNbAl高熵合金及其成形工艺
CN105057681B (zh) 一种钨铜镍合金粉的制备方法
CN110014162A (zh) 一种制备球形钼基粉末的方法
CN105328193A (zh) 一种粉末冶金靶材及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20161005