DE60119488T2 - Vorlegierte Aluminium-Siliciumlegierung und Verfahren ihrer Herstellung - Google Patents
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Description
- Beschreibung der Erfindung
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine Aluminium enthaltende Legierung auf Siliciumbasis eines vorlegierten Pulvers in der Form eines gaszerstäubten vorlegierten Pulvers, das zur Verfestigung zur Produktion von Sputtertargets geeignet ist.
- Hintergrund der Erfindung
- Planare und drehbare Sputtertargets einer Aluminium enthaltenden Legierung auf Siliciumbasis werden üblicherweise unter Verwendung von Plasmasprühtechniken produziert, wobei ein Elementmischungspulver als das Ausgangsmaterial verwendet wird. Diese Targets werden primär zur Bildung leitender, kratzbeständiger und blendungsbeständiger Beschichtungen für Videoflachbildschirme sowie Autoglas verwendet.
- Diese herkömmlichen Targets weisen den Mangel auf, dass die Zusammensetzungen derselben infolge der Verwendung von Elementpulver nicht gleichförmig sind, was zu Ungleichförmigkeit der daraus hergestellten oberflächenbehandelten beschichteten Oberfläche führt.
- Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer binären, Aluminium enthaltenden Legierung auf Siliciumbasis eines vorlegierten Pulvers, die bei der Produktion von Sputtertargets verwendet werden kann, die Vorteile sowohl im Hinblick auf die Gleichförmigkeit der Zusammensetzung und die Leichtigkeit der Targetherstellung gegenüber herkömmlichen Praktiken ergibt. Die
US 4 402 905 (WESTINGHOUSE ELECTRIC CORP) offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers von mit Aluminium dotiertem polykristallinem Silicium, das Schmelzen eines Gemischs aus Siliciumpulver und Aluminiumpulver, rasches Abschrecken der Schmelze, Mahlen der verfestigten Silicium-Aluminium-Legierung und Heißpressen zur Bildung eines kompakten Materials umfasst. Die Lehren dieses Dokuments betreffen nicht die Verwendung eines gaszerstäubten vorlegierten Pulvers und sie ergeben kein Produkt mit einer gleichförmigen Mikrostruktur, die im Wesentlichen von nichtlegiertem Silicium und Aluminium frei ist. - Zusammenfassung der Erfindung
- Gemäß der Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer binären Legierung auf Siliciumbasis eines gaszerstäubten vorlegierten Pulvers, die – in Gew.-% – weniger als 10 Aluminium unter Ausschluss von null und zum Rest Si und beiläufige Verunreinigungen aufweist, wobei die Legierung durch eine gleichförmige Mikrostruktur, die von nichtlegiertem Si und Al im Wesentlichen frei ist, gekennzeichnet ist. Vorzugsweise weist die Legierung maximal 6 % Aluminium unter Ausschluss von null auf und noch besser weist die Legierung etwa 6 % Aluminium auf.
- Die Legierung liegt in der Form eines gaszerstäubten vorlegierten Pulvers vor. Dieses Pulver kann zur Bildung eines verfestigten Gegenstands aus diesem, der ein Sputtertarget sein kann, verfestigt werden.
- Bei Verwendung der Durchführung der Erfindung ist der verfestigte Gegenstand durch eine gleichförmige Mikrostruktur, die von nichtlegiertem Silicium und Aluminium im Wesentlichen frei ist, gekennzeichnet. Dies ergibt einen hohen Gleichförmigkeitsgrad über die gesamte Struktur des Gegenstands.
- Die binäre Legierung eines vorlegierten Pulvers gemäß der Erfindung kann ausgehend von einer Schmelze der Legierung, die gaszerstäubt wird, um daraus vorlegierte Pulverteilchen zu produzieren, produziert werden. Die Schmelze kann durch Vakuuminduktionsschmelzen erzeugt werden.
- Detaillierte Beschreibung der Erfindung
- Gemäß der Erfindung wurden Prüflinge von zwei gaszerstäubten Schmelzen in Bezug auf eine Sprühbewertung getestet. Einer wurde unter Verwendung herkömmlicher Praktiken mit gemischtem Elementpulver hergestellt und einer wurde unter Verwendung von durch Argongas zerstäubtem Siliciumaluminiumpulver gemäß der Erfindung hergestellt und als L1228 identifiziert. Die Zusammensetzungen dieser Pulver sind in Tabelle 1 angegeben.
-
- Die Plasmasprühcoupons wurden zur Untersuchung unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) und energiedispersiver Röntgenspektroskopie zerschnitten und poliert.
- Die Untersuchung zeigte, dass die mit vorlegiertem Pulver (L1228) hergestellte abgeschiedene Schicht viel gleichförmiger als die von gemischtem Elementpulver abgeschiedene war. Insbesondere waren bei dem Elementmischpulver das abgeschiedene Material im Hinblick auf die Chemie nicht gleichförmig und aluminiumreiche Bereiche vorhanden. Bei der mit dem vorlegierten Pulver hergestellten abgeschiedenen Schicht war die Chemie durchgängig gleichförmig und es bestand keine messbare Verdünnung des ursprünglichen vorlegierten Pulvers. Infolgedessen war die Struktur der von dem vorlegierten Pulver stammenden Abscheidung viel gleichförmiger als das mit gemischtem Elementpulver hergestellte herkömmliche Produkt. Ferner enthielt sie keine Bereiche von freien Siliciumkristallen oder reinem Aluminium, die elektrisch leitende oder kratzbeständige Eigenschaften aufweisen würden, die vom Rest der Abscheidung wesentlich verschieden sind.
Claims (8)
- Binäre Legierung eines gaszerstäubten vorlegierten Pulvers, die aus – in Gew.-% – weniger als 10 Al unter Ausschluss von null und zum Rest aus Si und beiläufigen Verunreinigungen besteht, wobei die Legierung durch eine gleichförmige Mikrostruktur, die von nichtlegiertem Si und Al im wesentlichen frei ist, gekennzeichnet ist.
- Binäre Legierung nach Anspruch 1, wobei die Legierung im wesentlichen aus – in Gew.-% – maximal 6 Al unter Ausschluss von null und zum Rest aus Si besteht.
- Binäre Legierung nach Anspruch 1, wobei die Legierung im wesentlichen aus – in Gew.-% – etwa 6 Al und zum Rest aus Si besteht.
- Legierung nach Anspruch 1, 2 oder 3 in der Form eines verfestigten Gegenstands.
- Verfahren zur Herstellung einer binären Legierung, die aus – in Gew.-% – weniger als 10 Al unter Ausschluss von null und zum Rest aus Si und beiläufigen Verunreinigungen besteht, wobei das Verfahren umfasst: die Herstellung einer Schmelze der Legierung und die Gaszerstäubung der Schmelze unter Bildung vorlegierter Pulverteilchen der Legierung; wobei die Legierung der gaszerstäubten Pulverteilchen durch eine gleichförmige Mikrostruktur, die von nichtlegiertem Si und Al im wesentlichen frei ist, gekennzeichnet ist.
- Verfahren nach Anspruch 5, woei die Schmelze durch Vakuuminduktionsschmelzen erzeugt wurde.
- Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Legierung im wesentlichen aus – in Gew.-% – maximal 6 Al unter Ausschluss von null und zum Rest aus Si besteht.
- Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Legierung im wesentlichen aus – in Gew.-% – etwa 6 Al und zum Rest aus Si besteht.
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