CN114774865B - 一种铝钪合金靶材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝钪合金靶材及其制备方法，所述制备方法包括：将金属铝和金属钪混合进行真空磁悬浮熔炼，得到铝钪合金熔体；将得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，得到铝钪合金毛坯；将得到的铝钪合金毛坯进行热等静压处理，得到铝钪合金靶材。本发明所述方法根据金属组分的特性，采用真空磁悬浮熔炼的方式实现原料的充分合金化，保证合金的纯度和成分均匀性，再经冷却浇注得到规则形状的合金毛坯，最后经热等静压将合金致密化，使合金内部缺陷闭合，从而得到高纯度、成分均匀、氧含量及缺陷率低的铝钪合金，各项性能满足使用需求；所述方法操作简便，原料利用率高，可有效降低成本，工艺稳定，易实现大批量生产。

Description

一种铝钪合金靶材及其制备方法
技术领域
本发明属于靶材加工技术领域，涉及一种铝钪合金靶材及其制备方法。
背景技术
合金靶材是目前常用靶材中的主要类别之一，相比于金属单质靶材，合金靶材在金属性质方面往往更具优势。铝合金靶材是目前应用较多的一类靶材，根据其合金元素的不同，往往具有不同的特性，例如，钪对合金靶材具有良好的合金化作用，加入铝中能够生成弥散分布的Al3Sc相，极大地细化铝合金的组织，从而提高其强度，铝钪合金靶材具有耐腐蚀性及抗辐射能力强、电阻率低、热稳定性高等优点，能够满足基板电极层、大规模集成电路配线材料镀膜及使用的要求。
铝钪合金靶材的制备方法，目前通常是采用粉末冶金的工艺制备得到，粉末冶金时，若是直接将铝粉和钪粉混合均匀，通过热压烧结制备，此时铝和钪难以均匀形成合金，且存在氧含量超标的问题，虽然目前会采用先将铝和钪简单熔炼混合的方法，但两者熔点相差较大，容易造成成分偏析，难以熔炼至完全合金化，难以制备出产品纯度高的铝钪合金粉，再进行粉末冶金仍存在内部缺陷问题。
CN 111636054A公开了一种铝钪合金溅射靶材的制备方法，该方法包括：将铝源和钪源混合，将所得铝钪合金配料进行真空熔炼，得到铝钪熔融合金液；利用惰性气流将铝钪熔融合金液进行真空气雾化，得到铝钪合金粉；将铝钪合金粉依次进行外包套和热等静压成型，得到铝钪合金溅射靶坯；将铝钪合金溅射靶坯进行绑定机加工，得到铝钪合金溅射靶材。该方法铝和钪熔炼后进行气雾化生成合金粉末，该操作对工艺设备及条件的要求较高，尚不成熟，虽能够在一定程度上降低氧含量，但粉末烧结仍存在合金粉纯度低、产率低及成本高等问题。
为了提高铝和钪熔炼时的合金化程度，也有采用真空磁悬浮熔炼和电子束熔炼相结合的方式，CN 114134353A公开了一种铝钪合金及其制备方法与应用，该制备方法包括：将铝金属和钪金属进行真空磁悬浮熔炼得到铝钪合金粗品；将铝钪合金粗品进行电子束熔炼得到铝钪合金，但连续熔炼过程容易造成原料烧损严重，且制备合金后材料表面质量差，需要扒皮处理，金属原料的利用率低，且也未明确熔炼之后是否还需进行其他操作。
综上所述，对于铝钪合金靶材的制备，还需要根据组成金属的特性，选择合适的工艺组合，使得靶材在纯度、均匀性、氧含量及合金缺陷率方面均能满足使用需求，原料利用率高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种铝钪合金靶材及其制备方法，所述方法根据金属组分的特性，将两者进行熔炼以实现充分合金化，再经冷却浇注得到规则形状的冷却毛坯，最后经热等静压将合金致密化，使合金内部缺陷闭合，从而得到高纯度、成分均匀、缺陷率低的铝钪合金，原料利用率高，适于大批量生产。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪进行真空磁悬浮熔炼，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯进行热等静压处理，得到铝钪合金靶材。
本发明中，对于铝钪合金靶材的制备，根据两种金属熔点等性质的差异，以及合金中两者的存在形式Al3Sc相和Al相熔点的差异，容易在熔炼浇注过程中生成较多缺陷，因此本发明中采用真空磁悬浮反复熔炼的方式，利用电磁场产生悬浮力，尽量减少金属料与其他物体的接触，保证原料纯度，同时在悬浮合金熔体下方设置冷坩埚，避免熔体过于分散，经过反复熔炼实现充分合金化，保证合金的纯度和成分的均匀性；之后进行冷却浇注，通过冷却模具的使用获得规则形状的合金毛坯，且将缺陷率保持在可控范围；最后经过热等静压处理，实现合金的致密化，使其内部的缺陷闭合，缺陷率较低；
上述熔炼及浇注均在真空条件进行，且坯体直接进行热等静压，能够有效降低合金的氧含量，保证铝钪合金的各项性能满足使用要求；所述方法材料利用率高，工艺稳定，可有效降低成本，经济效益高，易实现大批量生产。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述金属铝和金属钪的纯度独立地为5N以上，例如5N、5N5或6N等，金属原料自身的纯度较高，才能保证合金的纯度。
优选地，步骤(1)所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的5～20％，例如5％、8％、10％、12％、15％、18％或20％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述金属铝和金属钪在真空磁悬浮熔炼前先进行酸洗。
本发明中，金属原料先进行酸洗能够对表面进行除杂，避免影响高纯原料的纯度，而两者摩尔比根据合金性能的需要进行选择。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述真空磁悬浮熔炼在真空磁悬浮熔炼炉内进行。
优选地，步骤(1)所述真空磁悬浮熔炼的熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分次添加金属铝。
优选地，所述金属铝的添加次数为5次或6次，即将金属铝分为数份，每次的添加量相同。
优选地，步骤(1)所述真空磁悬浮熔炼得到的合金熔体处于悬浮状态，其下方为坩埚。
优选地，所述坩埚进行水冷冷却。
本发明中，当原料无法完全悬浮时，通常采用磁悬浮与冷坩埚结合使用的方式，所述坩埚通常选择铜坩埚，采用水冷冷却，避免其温度过高而容易混入合金熔体中，即避免合金中引入杂质元素。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为10-3～10-4Pa，例如10-3Pa、8×10-4Pa、6×10-4Pa、5×10-4Pa、4×10-4Pa、2×10-4Pa或10-4Pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述真空磁悬浮熔炼的温度为1500～1800℃，例如1500℃、1550℃、1600℃、1650℃、1700℃、1750℃或1800℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述金属铝和金属钪反复熔炼冷却4～8次，例如4次、5次、6次、7次或8次等，其中每次的重复是包括整个熔炼、冷却过程。
本发明中，所述真空磁悬浮熔炼工艺条件的选择，能够原料充分反应合金化，减少杂质引入，减少合金烧损，保证合金的纯度和成分的均匀性。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述冷却模具包括水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述水冷盘通常由铜、铁等导热良好的金属制备。
优选地，步骤(2)所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内。
优选地，步骤(2)所述冷却模具根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为50～80℃/s，例如50℃/s、55℃/s、60℃/s、65℃/s、70℃/s、75℃/s或80℃/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述冷却浇注后温度降至573℃以下，例如570℃、560℃、550℃、540℃、520℃、500℃、450℃或400℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述铝钪合金熔体冷却时的温度由红外检测装置实时检测，冷却速率的控制对于合金内部结构的形成具有重要影响，若冷却速率过慢，容易在合金内部形成少量尺寸过大的缩孔缺陷；而若是冷却速率过快，合金浇注过程成型形状易不规则，整体缺陷率偏高，均不利于后续致密化的进行。
本发明中，经过冷却浇注过程控制冷却速率，铝钪合金毛坯的整体缺陷率控制在5％以下，采用超声波缺陷检测仪进行检测。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述铝钪合金毛坯采用包套进行密闭包裹后，置于热等静压设备进行处理。
优选地，所述包套包括铝包套。
优选地，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至10-2Pa以下，例如10-2Pa、8×10- 3Pa、5×10-3Pa、3×10-3Pa、10-3Pa或8×10-4Pa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述热等静压处理的温度为400～600℃，例如400℃、450℃、500℃、550℃或600℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述热等静压处理的压力为80～200MPa，例如80MPa、100MPa、120MPa、150MPa、180MPa或200MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述热等静压处理的保温时间为3h以上，例如3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h或6h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述热等静压温度的选择要低于铝钪合金的熔点，经过高温高压的作用，将内部缺陷封闭，所得铝钪合金靶材的缺陷率在0.1％以下。
优选地，所述热等静压处理后的铝钪合金坯料再经机械加工，得到结构和尺寸符合要求的铝钪合金靶材。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝和金属钪的纯度独立地为5N以上，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的5～20％，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分5～6次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为10-3～10-4Pa，温度为1500～1800℃，反复熔炼冷却4～8次，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具包括水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为50～80℃/s，所述冷却浇注后温度降至573℃以下，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯采用包套进行密闭包裹后，置于热等静压设备进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为400～600℃，压力为80～200MPa，保温时间为3h以上，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
另一方面，本发明提供了一种采用上述制备方法得到的铝钪合金靶材。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述方法根据金属组分的特性，采用真空磁悬浮熔炼的方式实现原料组分的充分合金化，保证合金的纯度和成分的均匀性，再经冷却浇注得到规则形状的合金毛坯，最后经热等静压将合金致密化，使合金内部缺陷闭合，从而得到高纯度、成分均匀、氧含量及缺陷率低的铝钪合金，氧含量降至200ppm以下，缺陷率达到0.1％以下，各项性能满足使用需求；
(2)本发明所述方法操作简便，原料利用率高，可以达到85％以上，可有效降低成本，工艺稳定，易实现大批量生产。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种铝钪合金靶材及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪进行真空磁悬浮熔炼，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯进行热等静压处理，得到铝钪合金靶材。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝和金属钪的纯度均为5N，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的10％，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分5次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为5×10-4Pa，温度为1600℃，熔炼后的合金熔体处于悬浮状态，其下方设置水冷铜坩埚，反复熔炼冷却6次，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具为水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为65℃/s，所述冷却浇注后温度降至570℃，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯采用铝包套进行密闭包裹，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至5×10-3Pa，然后将包套置于热等静压设备中进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为500℃，压力为140MPa，保温时间为4h，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
本实施例中，采用上述方法制备铝钪合金靶材，所得铝钪合金靶材纯度高、成分均匀，缺陷率仅为0.08％，各项性能能够满足使用需求。
实施例2：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝和金属钪的纯度均为5N，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的5％，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分6次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为10- 4Pa，温度为1500℃，熔炼后的合金熔体处于悬浮状态，其下方设置水冷铜坩埚，反复熔炼冷却4次，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具为水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为50℃/s，所述冷却浇注后温度降至550℃，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯采用铝包套进行密闭包裹，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至10-3Pa，然后将包套置于热等静压设备中进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为400℃，压力为200MPa，保温时间为3h，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
本实施例中，采用上述方法制备铝钪合金靶材，所得铝钪合金靶材纯度高、成分均匀，缺陷率仅为0.07％，各项性能能够满足使用需求。
实施例3：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝和金属钪的纯度均为5N，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的20％，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分5次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为10- 3Pa，温度为1800℃，熔炼后的合金熔体处于悬浮状态，其下方设置水冷铜坩埚，反复熔炼冷却8次，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具为水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为80℃/s，所述冷却浇注后温度降至560℃，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯采用铝包套进行密闭包裹，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至10-2Pa，然后将包套置于热等静压设备中进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为600℃，压力为80MPa，保温时间为5h，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
本实施例中，采用上述方法制备铝钪合金靶材，所得铝钪合金靶材纯度高、成分均匀，缺陷率仅为0.1％，各项性能能够满足使用需求。
实施例4：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝和金属钪的纯度均为5N5，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的15％，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分6次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为8×10-4Pa，温度为1700℃，熔炼后的合金熔体处于悬浮状态，其下方设置水冷铜坩埚，反复熔炼冷却5次，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具为水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为60℃/s，所述冷却浇注后温度降至540℃，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯采用铝包套进行密闭包裹，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至8×10-3Pa，然后将包套置于热等静压设备中进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为450℃，压力为160MPa，保温时间为4.5h，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
本实施例中，采用上述方法制备铝钪合金靶材，所得铝钪合金靶材纯度高、成分均匀，缺陷率仅为0.09％，各项性能能够满足使用需求。
实施例5：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝的纯度为5N5，金属钪的纯度为5N，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的12％，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分5次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为2×10-4Pa，温度为1650℃，熔炼后的合金熔体处于悬浮状态，其下方设置水冷铜坩埚，反复熔炼冷却7次，得到铝钪合金熔体；
(2)将步骤(1)得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具为水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为70℃/s，所述冷却浇注后温度降至565℃，得到铝钪合金毛坯；
(3)将步骤(2)得到的铝钪合金毛坯采用铝包套进行密闭包裹，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至2×10-3Pa，然后将包套置于热等静压设备中进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为550℃，压力为100MPa，保温时间为3.5h，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
本实施例中，采用上述方法制备铝钪合金靶材，所得铝钪合金靶材纯度高、成分均匀，缺陷率仅为0.08％，各项性能能够满足使用需求。
实施例6：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：步骤(2)中铝钪合金熔体的冷却速率为40℃/s。
本实施例中，由于铝钪合金熔体的冷却速率偏低，容易在合金内部形成少量尺寸过大的缩孔缺陷，此时最终得到的铝钪合金靶材的缺陷率达到1.1％，不利于靶材应用时均匀镀膜的生成。
实施例7：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：步骤(2)中铝钪合金熔体的冷却速率为90℃/s。
本实施例中，由于铝钪合金熔体的冷却速率偏高，冷却浇注时熔体还未填充满冷却模具进行发生凝固，不易得到规则的合金毛坯，最终所得靶材的缺陷率偏高，达到0.6％，同样难以保证镀膜的均匀性。
对比例1：
本实施例提供了一种铝钪合金靶材的制备方法，所述制备方法参照实施例1中的方法，区别仅在于：不包括步骤(3)中的热等静压处理。
本对比例中，由于铝钪合金靶材制备过程中，经过真空磁悬浮熔炼、冷却浇注后，并未进行热等静压处理，此时所得产品的内部缺陷率仍然较高，达到5％左右，在用于溅射镀膜时薄膜的均匀性难以保证，即靶材产品的合格率低。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述方法根据金属组分的特性，采用真空磁悬浮熔炼的方式实现原料组分的充分合金化，保证合金的纯度和成分的均匀性，再经冷却浇注得到规则形状的合金毛坯，最后经热等静压将合金致密化，使合金内部缺陷闭合，从而得到高纯度、成分均匀、氧含量及缺陷率低的铝钪合金，氧含量降至200ppm以下，缺陷率达到0.1％以下，各项性能满足使用需求；所述方法操作简便，原料利用率高，可以达到85％以上，可有效降低成本，工艺稳定，易实现大批量生产。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明方法的等效替换及辅助步骤的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (17)

1.一种铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将金属铝和金属钪进行真空磁悬浮熔炼，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为10-3~10-4Pa，温度为1500~1800℃，所述金属铝和金属钪反复熔炼冷却4~8次，得到铝钪合金熔体；
（2）将步骤（1）得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为50~80℃/s，所述冷却浇注后温度降至573℃以下，得到铝钪合金毛坯；
（3）将步骤（2）得到的铝钪合金毛坯进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为400~600℃，压力为80~200MPa，保温时间为3h以上，再经机械加工，得到结构和尺寸符合要求的铝钪合金靶材。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述金属铝和金属钪的纯度独立地为5N以上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的5~20%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述金属铝和金属钪在真空磁悬浮熔炼前先进行酸洗。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述真空磁悬浮熔炼在真空磁悬浮熔炼炉内进行。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述真空磁悬浮熔炼的熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分次添加金属铝。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述金属铝的添加次数为5次或6次。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述真空磁悬浮熔炼得到的合金熔体处于悬浮状态，其下方为坩埚。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述坩埚进行水冷冷却。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述冷却模具包括水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内。
12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述冷却模具根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计。
13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述铝钪合金毛坯采用包套进行密闭包裹后，置于热等静压设备中进行处理。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述包套包括铝包套。
15.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述包套内抽真空，抽真空后压力降至10-2Pa以下。
16.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将金属铝和金属钪先进行酸洗，所述金属铝和金属钪的纯度独立地为5N以上，所述金属钪的摩尔量占铝和钪总摩尔量的5~20%，然后在真空磁悬浮熔炼炉内进行真空磁悬浮熔炼，熔炼顺序为：先将金属钪熔炼，再分5~6次添加金属铝，所述真空磁悬浮熔炼的绝对压力为10-3~10-4Pa，温度为1500~1800℃，反复熔炼冷却4~8次，得到铝钪合金熔体；
（2）将步骤（1）得到的铝钪合金熔体加入冷却模具进行冷却浇注，所述冷却模具包括水冷盘，所述水冷盘内置冷却水道，所述冷却模具同样置于真空磁悬浮熔炼炉内，根据待制备的铝钪合金靶材的结构及尺寸进行设计，所述冷却浇注时铝钪合金熔体的冷却速率为50~80℃/s，所述冷却浇注后温度降至573℃以下，得到铝钪合金毛坯；
（3）将步骤（2）得到的铝钪合金毛坯采用包套进行密闭包裹后，置于热等静压设备中进行热等静压处理，所述热等静压处理的温度为400~600℃，压力为80~200MPa，保温时间为3h以上，再经机械加工得到铝钪合金靶材。
17.根据权利要求1-16任一项所述的制备方法得到的铝钪合金靶材。
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