CN110004421A - 一种钴铁铌基靶材及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钴铁铌基靶材及其加工工艺，该钴铁铌基靶材的加工工艺包括以下步骤：对元素K进行热处理，保持元素K温度在160‑180℃之间，随后取出降温后的元素K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1‑2.5h,最终形成第一靶材；对步骤一中第一靶材进行冷等静压作业，对其高温真空保护热处理；本发明所述的一种钴铁铌基靶材及其加工工艺，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，可以释放钴铁铌基靶材的应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构，具有更好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于新材料领域，特别涉及一种钴铁铌基靶材及其加工工艺。
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，不能够有效保证钴铁铌基靶材的纯度，钴铁铌基靶材的综合机械性能和物理性能不佳，为此，我们提出一种钴铁铌基靶材及其加工工艺。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种钴铁铌基靶材及其加工工艺，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：
一种钴铁铌基靶材，该钴铁铌基靶材含有合计40％原子，由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K，剩余部分包含镁、碳、硼、铬、钙及不可避免的杂质的靶材。
优选的，钛、钇的电阻均小于0.8Ω，且钛、钇电阻率小于1.8×10-3Ωcm。
优选的，所述元素K总量大于0原子百分比且小于或等于25原子百分比。
优选的，钴铁铌基靶材具有氧化铌，该氧化铌占钴铁铌基靶材的表面的比例低于27颗/mm2。
一种钴铁铌基靶材的加工工艺，该钴铁铌基靶材的加工工艺包括以下步骤：
步骤一、对由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K进行热处理，保持元素K温度在160-180℃之间，随后取出降温后的元素K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1-2.5h,最终形成第一靶材；
步骤二、对步骤一中第一靶材进行冷等静压作业，对其高温真空保护热处理，并且保持8-16min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材。
步骤三、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，最终制得钴铁铌基靶材。
优选的，步骤二中高温真空保护热处理需在氨气氛保护的前提下进行热处理。
优选的，步骤二中高温真空保护热处理使用的设备为W12CrV4Mo真空热处理机，其照射条件为电压26kV,电流1.6A。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该钴铁铌基靶材及其加工工艺，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，资源综合利用率高，对环境友好；工艺方法简单，操作方便，可有效保证钴铁铌基靶材的纯度，提高钴铁铌基靶材的综合机械性能和物理性能，可替代现有镍靶熔炼、热轧生产工艺，适于工业化生产，可以释放钴铁铌基靶材的应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构，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。
本发明的钴铁铌基靶材，该钴铁铌基靶材含有合计40％原子，由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K，元素K总量大于0原子百分比且小于或等于25原子百分比,其中钛、钇的电阻均小于0.8Ω，且钛、钇电阻率小于1.8×10-3Ωcm，采用钛、钇由于电阻小，导电性能会大大增强，剩余部分包含镁、碳、硼、铬、钙及不可避免的杂质的靶材,钴铁铌基靶材具有氧化铌，该氧化铌占钴铁铌基靶材的表面的比例低于27颗/mm2，为了使靶材的活性更佳，在靶材内添加氧化铌，氧化铌为金属光泽的黑色立方晶体，有良好的金属型导电性，相对密度7.30，溶于硫酸、盐酸和碱，不溶于水、硝酸和乙醇，因此还可以增强钴铁铌基靶材的导电性；
在钴铁铌基靶材加工时，对由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K进行热处理，保持元素K温度在160-180℃之间，适宜的温度便于每种物质发挥其活性，随后取出降温后的元素K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1-2.5h,最终形成第一靶材；对第一靶材进行冷等静压作业，对其高温真空保护热处理，高温真空保护热处理需在氨气氛保护的前提下进行热处理，高温真空保护热处理使用的设备为W12CrV4Mo真空热处理机，其照射条件为电压26kV,电流1.6A，与常规热处理相比，真空热处理的同时，可实现无氧化、无脱碳、无渗碳，可去掉工件表面的磷屑，并有脱脂除气等作用，从而达到表面光亮净化的效果，并且保持8-16min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，经过退火处理，可以释放钴铁铌基靶材的应力、增加材料延展性和韧性、产生特殊显微结构，最终制得钴铁铌基靶材。
实施例1
对由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K进行热处理，保持元素K温度在160℃之间，随后取出降温后的元素K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,最终形成第一靶材；对第一靶材进行冷等静压作业，对其高温真空保护热处理，高温真空保护热处理需在氨气氛保护的前提下进行热处理，高温真空保护热处理使用的设备为W12CrV4Mo真空热处理机，其照射条件为电压26kV,电流1.6A，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，最终制得钴铁铌基靶材，经检测仪器检测，所得靶材密度值为95%，材料延展性和韧性强，阻挡层厚度为50nm。
实施例2
对由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K进行热处理，保持元素K温度在180℃之间，随后取出降温后的元素K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1.5h,最终形成第一靶材；对第一靶材进行冷等静压作业，对其高温真空保护热处理，高温真空保护热处理需在氨气氛保护的前提下进行热处理，高温真空保护热处理使用的设备为W12CrV4Mo真空热处理机，其照射条件为电压26kV,电流1.6A，并且保持16min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，最终制得钴铁铌基靶材，经检测仪器检测，所得靶材密度值为97%，材料延展性和韧性强，阻挡层厚度为48nm。
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 (7)
1.一种钴铁铌基靶材，其特征在于，该钴铁铌基靶材含有合计40％原子，由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K，剩余部分包含镁、碳、硼、铬、钙及不可避免的杂质的靶材。
2.根据权利要求1所述的一种钴铁铌基靶材，其特征在于：钛、钇的电阻均小于0.8Ω，且钛、钇电阻率小于1.8×10-3Ωcm。
3.根据权利要求1所述的一种钴铁铌基靶材，其特征在于：所述元素K总量大于0原子百分比且小于或等于25原子百分比。
4.根据权利要求1所述的一种钴铁铌基靶材，其特征在于：钴铁铌基靶材具有氧化铌，该氧化铌占钴铁铌基靶材的表面的比例低于27颗/mm2。
5.根据权利要求1所述的一种钴铁铌基靶材的加工工艺，其特征在于：该钴铁铌基靶材的加工工艺包括以下步骤：
步骤一、对由钨、钼、钒、锆、钛、钇、锰、铝、铜、镍、磷、镓、锗、锡所组成的群组的一种或两种以上的元素K进行热处理，保持元素K温度在160-180℃之间，随后取出降温后的元素K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1-2.5h,最终形成第一靶材；
步骤二、对步骤一中第一靶材进行冷等静压作业，对其高温真空保护热处理，并且保持8-16min后，将其取出进行初轧、焊接、精轧，形成第二靶材；
步骤三、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，最终制得钴铁铌基靶材。
6.根据权利要求5所述的一种钴铁铌基靶材的加工工艺，其特征在于：步骤二中高温真空保护热处理需在氨气氛保护的前提下进行热处理。
7.根据权利要求5所述的一种钴铁铌基靶材的加工工艺，其特征在于：步骤二中高温真空保护热处理使用的设备为W12CrV4Mo真空热处理机，其照射条件为电压26kV,电流1.6A。
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