CN108165936A - 制备铟靶材的方法 - Google Patents

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阿南·辛格·迪欧达特
程其兵
朱刘
黄宇彬
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    • 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
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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Abstract

本发明提供了一种制备铟靶材的方法，其包括步骤：检查背板；将背板固定于可控温平板加热炉的平板上；将挡板固定于背板的上表面的四周缘；设定可控温平板加热炉的温度为预热温度；将铟锭样品加入可控温熔料浇注炉中，设定可控温熔料浇注炉的加热温度以将铟锭样品熔化为铟液；将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔中；将容置腔中的铟液上面漂浮的杂质清理干净；使可控温平板加热炉停止对容置腔中的铟液加热；在室温下冷却容置腔中的铟液以使铟液固化在背板上而形成铟靶材；将铟靶材取出；将铟靶材的未焊合有固体铟的背板的四周缘的部分切除；对成型的铟靶材进行超声探伤扫描以检查铟靶材有无缺陷以及背板与固体铟的焊合有无缺陷。

Description

制备铟靶材的方法
技术领域
本发明涉及铟靶材的制造技术，尤其涉及一种制备铟靶材的方法。
背景技术
金属铟因其延展性极好、可塑性强、蒸气压低，能够与多种金属任意配比形成合金而被广泛应用于诸多先进领域，如航空领域、半导体领域、光电子领域、以及工业领域等。目前，国内并无相关大尺寸铟靶材的制造工艺技术。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种制备铟靶材的方法，其能够根据需要来制备不同尺寸的铟靶材。
为了实现上述目的，本发明提供了一种制备铟靶材的方法，其包括步骤：检查背板并清洁背板的外表面；将背板固定于可控温平板加热炉的平板上；将挡板固定于背板的上表面的四周缘以形成由背板和挡板围成的上端开口的容置腔；设定可控温平板加热炉的温度为预热温度以预热背板；将铟锭样品加入可控温熔料浇注炉中，设定可控温熔料浇注炉的加热温度以将铟锭样品熔化为铟液；将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔中；将容置腔中的铟液上面漂浮的杂质清理干净；使可控温平板加热炉停止对容置腔中的铟液加热；在室温下冷却容置腔中的铟液以使铟液固化在背板上而形成下层为背板、上层为固体铟的铟靶材；待铟液固化后将挡板松开并移除，将铟靶材取出；将铟靶材的未焊合有固体铟的背板的四周缘的部分切除；对成型的铟靶材进行超声探伤扫描以检查铟靶材有无缺陷以及背板与固体铟的焊合有无缺陷。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的制备铟靶材的方法中，由背板和挡板围成的容置腔的大小可以根据需要的铟靶材的尺寸来确定，从而可以制备任何所需尺寸的铟靶材。
附图说明
图1是制备铟靶材的可控温平板加热炉的示意图。
图2是铟靶材的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1铟靶材 22挡板
11背板 S容置腔
12固体铟 23超声波震动装置
2可控温平板加热炉 231震动头
21平板
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的制备铟靶材的方法。
如图1和图2所示，根据本发明的制备铟靶材1的方法，包括步骤：检查背板11并清洁背板11的外表面；将背板11固定于可控温平板加热炉2的平板21上；将挡板22固定于背板11的上表面的四周缘以形成由背板11和挡板22围成的上端开口的容置腔S；设定可控温平板加热炉2的温度为预热温度以预热背板11；将铟锭样品加入可控温熔料浇注炉中，设定可控温熔料浇注炉的加热温度以将铟锭样品熔化为铟液；将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔S中；将容置腔S中的铟液上面漂浮的杂质清理干净；使可控温平板加热炉2停止对容置腔S中的铟液加热；在室温下冷却容置腔S中的铟液以使铟液固化在背板11上而形成下层为背板11、上层为固体铟12的铟靶材1；待铟液固化后将挡板22松开并移除，将铟靶材1取出；将铟靶材1的未焊合有固体铟12的背板11的四周缘的部分切除；对成型的铟靶材1进行超声探伤扫描以检查铟靶材1有无缺陷以及背板11与固体铟12的焊合(即热熔接在一起)有无缺陷。
在根据本发明的制备铟靶材1的方法中，将挡板22固定于背板11的上表面的四周缘以形成由背板11和挡板22围成的上端开口的容置腔S，其中，由背板11和挡板22围成的容置腔S的大小可以根据需要的铟靶材1的尺寸来确定，从而可以制备任何所需尺寸的铟靶材1。
所述制备铟靶材1的方法还包括步骤：在检查背板11并清洁背板11的外表面之后在背板11的上表面的四周缘粘贴高温胶带。在背板11的上表面的四周缘粘贴高温胶带能够减小挡板22的下表面与背板11的上表面之间的缝隙，防止在将铟液浇注在容置腔S时铟液从挡板22与背板11的接触面之间的缝隙漏出，减少了铟液的浪费。高温胶带可以为单面高温胶带也可以为双面高温胶带，优选地，为双面高温胶带，从而能够有效地粘合在挡板22的下表面与背板11的上表面上。
所述制备铟靶材1的方法还包括步骤：设定可控温平板加热炉2的温度为预热温度后，针对预热温度范围划分容置腔S的不同的加热区域。具体地，在一实施例中，划分容置腔S的不同的加热区域为左侧区域、中间区域以及右侧区域，并在挡板22的外侧做好不同加热区域的标记。对容置腔S划分区域是为了对下文所述的铟液进行分区域加热和冷却，从而成型出质量更好的铟靶材。
所述制备铟靶材1的方法还包括步骤：将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔S中之前，用丝刷蘸取铟液平铺在背板11的位于挡板22区域内的上表面上并用丝刷来回均匀刷于背板11的上表面以使铟液均匀平铺在背板11的表面以形成一层致密薄膜层。在将大量铟液浇注在容置腔S前，先用丝刷蘸取铟液平铺在背板11的位于挡板22区域内的上表面上，能够有效地将铟液充分地填充在背板的上表面的凹陷处，并在背板的上表面形成一层致密薄膜层，然后将大量铟液浇注在容置腔S中，这一步骤很大程度上提高了铟液与背板的焊合率，保证了铟靶材1的背板11与固体铟12的结合面的晶粒尺寸小于200μm，从而提高了铟靶材1的整体质量。丝刷可以采用金属丝刷，优选不锈钢丝刷。
所述制备铟靶材1的方法还包括步骤：将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔S后，开启设置在可控温平板加热炉2上的超声波震动装置23，超声波震动装置23的震动头231按照设定的程序沿横向和竖向运动，以使铟液分布均匀。震动头231沿横向和竖向运动，使铟液分布均匀，以及排除铟液内部的气孔、气泡等缺陷，保证了铟液冷却固化后的晶粒尺寸尽量小。
在超声波震动装置23的震动头231按照设定的程序沿横向和竖向运动过程中，可控温平板加热炉2对容置腔S中的铟液分区域加热和冷却。具体地，在一实施例中，超声波震动装置23的震动头231沿横向运动时，即当超声波震动装置23的震动头231在容置腔S的左侧区域运动时，可控温平板加热炉2的平板21的位于左侧区域的加热温度高于其它位置的温度，当超声波震动装置23的震动头231继续向右运动而离开左侧区域时，可控温平板加热炉2的平板21的位于左侧区域的加热温度为0(即不再对左侧区域加热)，以使位于左侧区域的铟液优先冷却固化；此时超声波震动装置23的震动头231继续向右运动而在中间区域运动时，与超声波震动装置23的震动头231对应的可控温平板加热炉2的平板21的位于中间区域的加热温度高于其它位置的温度，当超声波震动装置23的震动头231继续向右运动而离开中间区域时，可控温平板加热炉2的平板21的位于中间区域的加热温度为0(即不再对中间区域加热)，以使位于中间区域的铟液冷却固化；此时超声波震动装置23的震动头231继续向右运动而在右侧区域运动时，与超声波震动装置23的震动头231对应的可控温平板加热炉2的平板21的位于右侧区域的加热温度高于其它位置的温度，超声波震动装置23的震动头231运动到最右侧时将向上运动而脱离容置腔S从而完成震动动作，此时可控温平板加热炉2的平板21的位于右侧区域的加热温度为0(即不再对右侧区域加热)，以使位于右侧区域的铟液冷却固化。由此完成铟液的分区域加热以及冷却固化，分区域对铟液进行加热以及冷却保证铟靶材1的整体晶粒尺寸小于200μm，使得成型的铟靶材1的致密性良好、无缩孔裂纹等缺陷，提高了铟靶材1的整体质量。
所述制备铟靶材1的方法还包括步骤：将铟靶材1的未焊合有固体铟的背板11的四周缘的部分切除后，对成型好的铟靶材1在不同位置进行取样检测，以检测铟靶材1的杂质含量及晶粒尺寸。
清洁背板11的外表面包括步骤：先机械抛光再手动抛光来清洁背板11，以使背板11外表面的氧化层及其它杂质被清理掉；再用无尘纸蘸取无水乙醇擦拭背板11的外表面；最后采用气体吹扫背板11的外表面，以清理背板11外表面上残留的粉尘。
所述制备铟靶材1的方法还包括步骤：铟锭样品在加入可控温熔料浇注炉之前，抽样检查铟锭样品中的铟含量及杂质含量。铟锭样品中的铟含量及杂质含量符合要求从而保证成型的铟靶材的质量符合标准。
背板11为铜背板或铝背板。
可控温平板加热炉2设定的预热温度为165℃-250℃。
可控温熔料浇注炉设定的加热温度为165℃-250℃。
铟锭样品的纯度为3N-5N。
挡板22的材料为铝。

Claims (10)

1.一种制备铟靶材的方法，其特征在于，包括步骤：
检查背板并清洁背板的外表面；
将背板固定于可控温平板加热炉的平板上；
将挡板固定于背板的上表面的四周缘以形成由背板和挡板围成的上端开口的容置腔；
设定可控温平板加热炉的温度为预热温度以预热背板；
将铟锭样品加入可控温熔料浇注炉中，设定可控温熔料浇注炉的加热温度以将铟锭样品熔化为铟液；
将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔中；
将容置腔中的铟液上面漂浮的杂质清理干净；
使可控温平板加热炉停止对容置腔中的铟液加热；
在室温下冷却容置腔中的铟液以使铟液固化在背板上而形成下层为背板、上层为固体铟的铟靶材；
待铟液固化后将挡板松开并移除，将铟靶材取出；
将铟靶材的未焊合有固体铟的背板的四周缘的部分切除；
对成型的铟靶材进行超声探伤扫描以检查铟靶材有无缺陷以及背板与固体铟的焊合有无缺陷。
2.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，所述制备铟靶材的方法还包括步骤：
在检查背板并清洁背板的外表面之后在背板的上表面的四周缘粘贴高温胶带。
3.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，所述制备铟靶材的方法还包括步骤：
将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔中之前，用丝刷蘸取铟液平铺在背板的位于挡板区域内的上表面上并用丝刷来回均匀刷于背板的上表面以使铟液均匀平铺在背板的表面以形成一层致密薄膜层。
4.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，所述制备铟靶材的方法还包括步骤：
将可控温熔料浇注炉内的铟液浇注在容置腔后，开启设置在可控温平板加热炉上的超声波震动装置，超声波震动装置的震动头按照设定的程序沿横向和竖向运动，以使铟液分布均匀。
5.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，所述制备铟靶材的方法还包括步骤：
将铟靶材的未焊合有固体铟的背板的四周缘的部分切除后，对成型好的铟靶材在不同位置进行取样检测，以检测铟靶材的杂质含量及晶粒尺寸。
6.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，清洁背板的外表面包括步骤：
先机械抛光再手动抛光来清洁背板，以使背板外表面的氧化层及其它杂质被清理掉；
再用无尘纸蘸取无水乙醇擦拭背板的外表面；
最后采用气体吹扫背板的外表面，以清理背板外表面上残留的粉尘。
7.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，所述制备铟靶材的方法还包括步骤：
铟锭样品在加入可控温熔料浇注炉之前，抽样检查铟锭样品中的铟含量及杂质含量。
8.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，背板为铜背板或铝背板。
9.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，可控温平板加热炉设定的预热温度为165℃-250℃。
10.根据权利要求1所述的制备铟靶材的方法，其特征在于，可控温熔料浇注炉设定的加热温度为165℃-250℃。
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