CN109881172A - 一种复合金属氧化物靶材材料及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合金属氧化物靶材材料及其加工方法，该复合金属氧化物靶材材料的加工方法包括以下步骤：将材料按比例加入到螺旋搅拌机中,在搅拌时分别两次加入配备好的增粘剂与增韧剂，搅拌一段时间，使该混合材料温度升到120℃，制得混合物料A；对复合金属氧化物层进行抛光，将处理后的第二靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行退火处理，最终制得复合金属氧化物靶材；本发明所述的一种复合金属氧化物靶材材料及其加工方法，保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性，同时制得的复合金属氧化物靶材材料具有很强的韧性，具有更好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，特别涉及一种复合金属氧化物靶材材料及其加工方法。
背景技术
靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料，用于高能激光武器中，不同功率密度、不同输出波形、不同波长的激光与不同的靶材相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应，而钴铁铌基靶材是通过不同的金属合成的新材料；
而现有钴铁铌基靶材在制备时，不能够保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性较差，同时制得的复合金属氧化物靶材材料不具有很强的韧性，为此，我们提出一种复合金属氧化物靶材材料及其加工方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合金属氧化物靶材材料及其加工方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种复合金属氧化物靶材材料，该复合金属氧化物靶材材料由以下质量份数计的各组分组成，导电银粉6-10份、增粘剂4-8份、增韧剂5-7份、丁二烯树脂5-15份、聚氯乙烯2-7份、纳米石墨2-3份、氧化锌50-65份、氧化镁5-7.5份、铜3-6份、氧化铝1.8-2.5份、铟1-2份、钕0.1-0.8份。
优选的，纳米石墨的电阻均小于0.8Ω，且其电阻率小于1.6×10-3Ωcm。
优选的，丁二烯树脂为一种丁二烯树脂成膜剂、烯树脂乳液或丁二烯与苯乙烯、单体共聚合的乳液中任意一种。
优选的，增韧剂为羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛重任意一种。
一种复合金属氧化物靶材材料的加工方法，该复合金属氧化物靶材材料的加工方法包括以下步骤：
步骤一、将上述丁二烯树脂、聚氯乙烯、氧化锌、氧化镁、铜、氧化铝、铟、钕按比例加入到螺旋搅拌机中,在搅拌时分别两次加入配备好的增粘剂与增韧剂，搅拌一段时间，使该混合材料温度升到120℃，制得混合物料A；
步骤二、将搅拌机中的混合物料A放入到冷藏柜中降温,同时加入经预热处理的导电银粉,当温度降到60度时加入纳米石墨,再搅拌40-50min,混合均匀后得到混合物料B；
步骤三、将步骤三处理后混合物B放入挤出机中经过两次热压成型，再经风冷即可制得混合物料C，在惰性气氛下，将混合物料C喷涂至基体上形成复合金属氧化物层，对复合金属氧化物层进行抛光，从而得到第一复合金属氧化物靶材；
步骤四、对第一复合金属氧化物靶材进行高温真空保护热处理，并且保持8-20min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材，将处理后的第二靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行退火处理，最终制得复合金属氧化物靶材。
优选的，复合金属氧化物靶材的颗粒粒径为280目-420目。
优选的，步骤四中高温真空保护热处理的升温速率为10-20℃。
优选的，步骤四中对复合金属氧化物靶材进行退火处理的温度为210℃，退火时间为1-2h。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该复合金属氧化物靶材材料及其加工方法，可以保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，提高材料的机械性能、消除残余应力和改善金属的切削加工性，同时制得的复合金属氧化物靶材材料具有很强的韧性，具有更好的应用前景。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明的复合金属氧化物靶材材料，该复合金属氧化物靶材材料由以下质量份数计的各组分组成，导电银粉6-10份、增粘剂4-8份、增韧剂5-7份，增韧剂为羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛重任意一种、丁二烯树脂5-15份、丁二烯树脂为一种丁二烯树脂成膜剂、烯树脂乳液或丁二烯与苯乙烯、单体共聚合的乳液中任意一种、聚氯乙烯2-7份、纳米石墨2-3份、纳米石墨的电阻均小于0.8Ω，且其电阻率小于1.6×10-3Ωcm，氧化锌50-65份、氧化镁5-7.5份、铜3-6份、氧化铝1.8-2.5份、铟1-2份、钕0.1-0.8份，通过加入各种金属氧化物，稀有金属，及增韧剂和增粘剂可以使制得的复合金属氧化物靶材材料具有很强的韧性，颗粒大小匀称，呈球形；
在复合金属氧化物靶材材料的加工时，将丁二烯树脂、聚氯乙烯、氧化锌、氧化镁、铜、氧化铝、铟、钕按比例加入到螺旋搅拌机中,在搅拌时分别两次加入配备好的增粘剂与增韧剂，搅拌一段时间，使该混合材料温度升到120℃，制得混合物料A；将搅拌机中的混合物料A放入到冷藏柜中降温,同时加入经预热处理的导电银粉,当温度降到60度时加入纳米石墨,再搅拌40-50min,混合均匀后得到混合物料B；将步骤三处理后混合物B放入挤出机中经过两次热压成型，再经风冷即可制得混合物料C，在惰性气氛下，将混合物料C喷涂至基体上形成复合金属氧化物层，对复合金属氧化物层进行抛光，从而得到第一复合金属氧化物靶材；对第一复合金属氧化物靶材进行高温真空保护热处理，高温真空保护热处理的升温速率为10-20℃，并且保持8-20min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材，将处理后的第二靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行退火处理，对复合金属氧化物靶材进行退火处理的温度为210℃，退火时间为1-2h，退火处理可以释放复合金属氧化物靶材的应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构，改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力，防止工件变形、开裂；软化工件以便进行切削加工；细化晶粒，改善组织以提高工件的机械性能；为最终热处理（淬火、回火）作好组织准备，从而最终制得复合金属氧化物靶材，且最终制得的复合金属氧化物靶材的颗粒粒径为280目-420目。
实施例1
分别取钕丁二烯树脂5份、聚氯乙烯2份、氧化锌50份、氧化镁5份、铜3份、氧化铝1.8份、铟1份、钕0.1份按比例加入到螺旋搅拌机中,在搅拌时分别两次加入配备好的增粘剂4与增韧剂5，搅拌一段时间，使该混合材料温度升到120℃，制得混合物料A；将搅拌机中的混合物料A放入到冷藏柜中降温,同时加入经预热处理的导电银粉6,当温度降到60度时加入纳米石墨,再搅拌40min,混合均匀后得到混合物料B；将处理后混合物B放入挤出机中经过两次热压成型，再经风冷即可制得混合物料C，在惰性气氛下，将混合物料C喷涂至基体上形成复合金属氧化物层，对复合金属氧化物层进行抛光，从而得到第一复合金属氧化物靶材；对第一复合金属氧化物靶材进行高温真空保护热处理，高温真空保护热处理的升温速率为10℃，并且保持8min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材，将处理后的第二靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行退火处理，对复合金属氧化物靶材进行退火处理的温度为210℃，退火时间为1h，最终制得复合金属氧化物靶材；经检测，复合金属氧化物靶材的颗粒粒径为280目，熔点为1280℃，金属密度达到95%。
实施例2
分别取钕丁二烯树脂6份、聚氯乙烯3份、氧化锌58份、氧化镁7份、铜4份、氧化铝1.9份、铟1.5份、钕0.2份按比例加入到螺旋搅拌机中,在搅拌时分别两次加入配备好的增粘剂4与增韧剂5，搅拌一段时间，使该混合材料温度升到120℃，制得混合物料A；将搅拌机中的混合物料A放入到冷藏柜中降温,同时加入经预热处理的导电银粉6,当温度降到60度时加入纳米石墨,再搅拌50min,混合均匀后得到混合物料B；将处理后混合物B放入挤出机中经过两次热压成型，再经风冷即可制得混合物料C，在惰性气氛下，将混合物料C喷涂至基体上形成复合金属氧化物层，对复合金属氧化物层进行抛光，从而得到第一复合金属氧化物靶材；对第一复合金属氧化物靶材进行高温真空保护热处理，高温真空保护热处理的升温速率为20℃，并且保持20min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材，将处理后的第二靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行退火处理，对复合金属氧化物靶材进行退火处理的温度为210℃，退火时间为2h，最终制得复合金属氧化物靶材；经检测，复合金属氧化物靶材的颗粒粒径为400目，熔点为1480℃，金属密度达到98%。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种复合金属氧化物靶材材料，该复合金属氧化物靶材材料由以下质量份数计的各组分组成，导电银粉6-10份、增粘剂4-8份、增韧剂5-7份、丁二烯树脂5-15份、聚氯乙烯2-7份、纳米石墨2-3份、氧化锌50-65份、氧化镁5-7.5份、铜3-6份、氧化铝1.8-2.5份、铟1-2份、钕0.1-0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种复合金属氧化物靶材材料，其特征在于：纳米石墨的电阻均小于0.8Ω，且其电阻率小于1.6×10-3Ωcm。
3.根据权利要求1所述的一种复合金属氧化物靶材材料，其特征在于：丁二烯树脂为一种丁二烯树脂成膜剂、烯树脂乳液或丁二烯与苯乙烯、单体共聚合的乳液中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种复合金属氧化物靶材材料，其特征在于：增韧剂为羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体丁腈橡胶、聚硫橡胶、液体硅橡胶、聚醚、聚砜、聚酰亚胺、纳米碳酸钙、纳米二氧化钛重任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种复合金属氧化物靶材材料的加工方法，其特征在于：该复合金属氧化物靶材材料的加工方法包括以下步骤：
步骤一、将上述丁二烯树脂、聚氯乙烯、氧化锌、氧化镁、铜、氧化铝、铟、钕按比例加入到螺旋搅拌机中,在搅拌时分别两次加入配备好的增粘剂与增韧剂，搅拌一段时间，使该混合材料温度升到120℃，制得混合物料A；
步骤二、将搅拌机中的混合物料A放入到冷藏柜中降温,同时加入经预热处理的导电银粉,当温度降到60度时加入纳米石墨,再搅拌40-50min,混合均匀后得到混合物料B；
步骤三、将步骤三处理后混合物B放入挤出机中经过两次热压成型，再经风冷即可制得混合物料C，在惰性气氛下，将混合物料C喷涂至基体上形成复合金属氧化物层，对复合金属氧化物层进行抛光，从而得到第一复合金属氧化物靶材；
步骤四、对第一复合金属氧化物靶材进行高温真空保护热处理，并且保持8-20min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材，将处理后的第二靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行退火处理，最终制得复合金属氧化物靶材。
6.根据权利要求5所述的一种复合金属氧化物靶材材料的加工方法，其特征在于：复合金属氧化物靶材的颗粒粒径为280目-420目。
7.根据权利要求5所述的一种复合金属氧化物靶材材料的加工方法，其特征在于：步骤四中高温真空保护热处理的升温速率为10-20℃。
8.根据权利要求5所述的一种复合金属氧化物靶材材料的加工方法，其特征在于：步骤四中对复合金属氧化物靶材进行退火处理的温度为210℃，退火时间为1-2h。
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