CN110004420A - 一种靶材制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种靶材制备方法，该靶材制备方法包括以下步骤：清洗原料，对清洗完成的靶材进行热处理，对具有一定形状的靶材进行冷等静压作业，对其常温升压，并且保持8‑15min后，并且采用顶电极不加持的方式进行退火处理去除靶材表面压力；将处理后的靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行预溅射，再通入高纯氩气和氧气的混合气体，对其进行溅射，最终制得靶材；本发明所述的一种靶材制备方法，靶材质量得到提高，可以保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，可以提高了生产效率，降低了生产成本，同时制得的靶材纯度高、致密性好、成膜均匀性好；操作工艺简单、能耗低、无污染且易于实现工业化，具有很好的应用前景。

Description

一种靶材制备方法
技术领域
本发明属于新材料领域，特别涉及一种靶材制备方法。
背景技术
镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。简单说的话，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。例如：蒸发磁控溅射镀膜是加热蒸发镀膜、铝膜等。更换不同的靶材（如铝、铜、不锈钢、钛、镍靶等），即可得到不同的膜系（如超硬、耐磨、防腐的合金膜等）；
而现有靶材制备时原料价格高，不可以保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，生产成本较高，同时制得的靶材纯度不高、致密性不好、成膜均匀性不佳；同时操作工艺复杂、能耗高、有污染且不易于实现工业化，为此，我们提出一种靶材制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种靶材制备方法，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：
一种靶材制备方法，该靶材制备方法包括以下步骤：
步骤一、清洗原料，对靶材原料进行清洗，用喷枪除去靶材原料表面的灰尘和污垢；
步骤二、对清洗完成的靶材进行热处理，经过热处理后，将靶材放置冷藏密封容器中冷藏30-50min,保持靶材温度在160-180℃之间，随后取出降温后的靶材对其进行锻打形成靶材胚料，将靶材锻打形成靶材胚料靶材进行第二次热处理，热处理时间为1-2h,最终形成具有一定形状的靶材；
步骤三、对步骤二中具有一定形状的靶材进行冷等静压作业，对其常温升压，并且保持8-15min后，并且采用顶电极不加持的方式进行退火处理去除靶材表面压力；
步骤四、将处理后的靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行预溅射，再通入高纯氩气和氧气的混合气体，对其进行溅射，最终制得靶材。
优选的，靶材原料的电阻小于0.6Ω，其中靶材内银含量为30%，且靶材粉末体积电阻率小于2×10-3Ωcm。
优选的，所述靶材基距为60-100mm，工作气压0.3-0.9Pa
优选的，所述预溅射时间不少于6min，溅射时间为40-80min。
优选的，靶材溅射功率60-90W，靶材基底温度为120℃。
优选的，步骤三中退火处理时注入氮气，且其加热温度为500-750℃，保温时间为20-30。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该靶材制备方法，靶材质量得到提高，可以保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，可以提高了生产效率，降低了生产成本，同时制得的靶材纯度高、致密性好、成膜均匀性好；操作工艺简单、能耗低、无污染且易于实现工业化，具有很好的应用前景。
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。
本发明的一种靶材制备方法，在制备时，首先对原材料进行清洗，该靶材原料的电阻小于0.6Ω，其中靶材内银含量为30%，且靶材粉末体积电阻率小于2×10-3Ωcm，对靶材用喷枪除去靶材原料表面的灰尘和污垢，以确保靶材原材料无杂质，避免对后续制备产生不利影响，随后对清洗完成的靶材进行热处理，经过热处理后，将靶材放置冷藏密封容器中冷藏30-50min,保持靶材温度在160-180℃之间，随后取出降温后的靶材对其进行锻打形成靶材胚料，将靶材锻打形成靶材胚料靶材进行第二次热处理，热处理时间为1-2h,最终形成具有一定形状的靶材；靶材坯料本身是金属材料，金属的导热性能优异，因此在第二热处理的保温过程中，能够使接触在一起靶材温度达到均匀，从而使热处理后的靶材晶粒大小控制在80um以下，且不同铝靶材之间的晶粒大小均一,同时提高了生产效率，降低了生产成本,随后对具有一定形状的靶材进行冷等静压作业，对其常温升压，并且保持8-15min后，并且采用顶电极不加持的方式进行退火处理去除靶材表面压力，退火处理时注入氮气，且其加热温度为500-750℃，保温时间为20-30min，靶材基距为60-100mm，工作气压0.3-0.9Pa，预溅射时间不少于6min，溅射时间为40-80min,靶材溅射功率60-90W，靶材基底温度为120℃；将处理后的靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行预溅射，再通入高纯氩气和氧气的混合气体，对其进行溅射，最终制得靶材,通过该制备方法制得的靶材质量得到提高，可以保证不同铝靶材之间晶粒大小的均一性，可以提高了生产效率，降低了生产成本，同时制得的靶材纯度高、致密性好、成膜均匀性好。
实施例1
在靶材制备时，首先对靶材原料进行清洗，用喷枪除去靶材原料表面的灰尘和污垢；对清洗完成的靶材进行热处理，经过热处理后，将靶材放置冷藏密封容器中冷藏30min,保持靶材温度在160℃之间，随后取出降温后的靶材对其进行锻打形成靶材胚料，将靶材锻打形成靶材胚料靶材进行第二次热处理，热处理时间为1h,最终形成具有一定形状的靶材；对具有一定形状的靶材进行冷等静压作业，对其常温升压，并且保持8min后，并且采用顶电极不加持的方式进行退火处理去除靶材表面压力，退火处理时注入氮气，且其加热温度为500℃，保温时间为20min，靶材基距为60mm，工作气压0.3Pa，预溅射时间不少于6min，溅射时间为40min,靶材溅射功率60W，靶材基底温度为120℃；将处理后的靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行预溅射，再通入高纯氩气和氧气的混合气体，对其进行溅射，最终制得的靶材晶粒大小的均一，粒径为0.6nm，纯度为98%。
实施例2
在靶材制备时，首先对靶材原料进行清洗，用喷枪除去靶材原料表面的灰尘和污垢；对清洗完成的靶材进行热处理，经过热处理后，将靶材放置冷藏密封容器中冷藏50min,保持靶材温度在180℃之间，随后取出降温后的靶材对其进行锻打形成靶材胚料，将靶材锻打形成靶材胚料靶材进行第二次热处理，热处理时间为2h,最终形成具有一定形状的靶材；对具有一定形状的靶材进行冷等静压作业，对其常温升压，并且保持15min后，并且采用顶电极不加持的方式进行退火处理去除靶材表面压力，退火处理时注入氮气，且其加热温度为750℃，保温时间为30min，靶材基距为100mm，工作气压0.9Pa，预溅射时间不少于6min，溅射时间为80min,靶材溅射功率90W，靶材基底温度为120℃；将处理后的靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行预溅射，再通入高纯氩气和氧气的混合气体，对其进行溅射，最终制得的靶材晶粒大小的均一，粒径为0.8nm，纯度为99%。
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 (6)

1.一种靶材制备方法，其特征在于，该靶材制备方法包括以下步骤：
步骤一、清洗原料，对靶材原料进行清洗，用喷枪除去靶材原料表面的灰尘和污垢；
步骤二、对清洗完成的靶材进行热处理，经过热处理后，将靶材放置冷藏密封容器中冷藏30-50min,保持靶材温度在160-180℃之间，随后取出降温后的靶材对其进行锻打形成靶材胚料，将靶材锻打形成靶材胚料靶材进行第二次热处理，热处理时间为1-2h,最终形成具有一定形状的靶材；
步骤三、对步骤二中具有一定形状的靶材进行冷等静压作业，对其常温升压，并且保持8-15min后，并且采用顶电极不加持的方式进行退火处理去除靶材表面压力；
步骤四、将处理后的靶材放置在磁控溅射的样品台上，在靶材底部通入氩气，对其进行预溅射，再通入高纯氩气和氧气的混合气体，对其进行溅射，最终制得靶材。
2.根据权利要求1所述的一种靶材制备方法，其特征在于：靶材原料的电阻小于0.6Ω，其中靶材内银含量为30%，且靶材粉末体积电阻率小于2×10-3Ωcm。
3.根据权利要求1所述的一种靶材制备方法，其特征在于：所述靶材基距为60-100mm，工作气压0.3-0.9Pa。
4.根据权利要求1所述的一种靶材制备方法，其特征在于：所述预溅射时间不少于6min，溅射时间为40-80min。
5.根据权利要求1所述的一种靶材制备方法的制备工艺，其特征在于：靶材溅射功率60-90W，靶材基底温度为120℃。
6.根据权利要求1所述的一种靶材制备方法，其特征在于：步骤三中退火处理时注入氮气，且其加热温度为500-750℃，保温时间为20-30s。
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