铬钨合金靶材制造

随着材料科学的不断发展，材料的结构向二维方向发展为充分发挥材料潜能提供了一种重要途径。薄膜科学是开发新材料和新器件非常重要的领域 高技术材料由体材向薄膜转移，从而使镀膜器件迅速发展起来。

靶材是表面镀膜技术中的关键材料，靶材性能的优劣直接影响薄膜性能的好坏，而靶材的性能主要由靶材生产工艺决定。例如制造铬钨合金靶材，铬的熔点为1860℃，钨的熔点为3407℃，由于铬、钨两种金属熔点温度相差巨大，在普通设备条件下，采用常规冶金的方法制备铬钨合金是无法实现的。

国内外主要采用热压烧结进行铬钨合金靶材的生产制造，但是由于受生产工艺限制难以制得组织致密、尺寸规格大的靶材产品。为此，有研究人员整合了现有的技术方案，将球磨与热等静压技术结合，终于制备出了大尺寸的铬钨合金靶材，技术方案的过程包括：

1、粉末还原步骤：钨粉(平均粒径8μm、纯度：99.99％；O含量为500～ 700ppm)在850℃温度下通入氢气，保温5小时，进行脱氧处理，制得O含量为≤200ppm的脱氧后钨粉，即还原后的钨粉；

2、粉末制备步骤：按上述原子百分比所对应的重量比称取脱氧后钨粉与平均粒径45μm的99.95％纯度的铬粉，采用高能球磨工艺制取混合均匀的预 合金粉末；球料比为20:1，研磨球为硬质合金球，研磨时间为4小时；所得 预合金粉末的平均粒径为30～35μm；

3、装包套步骤：将混合好的预合金粉末装入尺寸合适的不锈钢包套中；

4、脱气步骤：将装满的不锈钢包套放置在脱气炉中，加热温度500℃，保温时间20h，脱气真空度控制在10-3Pa～10-4Pa；

5、热等静压步骤：将脱气完毕的包套封焊后放入热等静压设备中烧结，保温温度为1450℃，时间5h，压力120MPa；再去除包套获得压制后的坯料；

6、机加工步骤：对压制后的坯料按照图纸进行机加工，清洗后得到所需要的成品靶材。得到的靶材相对密度达到99％，平均晶粒尺寸≤40μm。

由于采用高能球磨工艺制取预合金粉末，所以可以制得混合均匀的铬钨预合金粉末，又由于热等静压工艺自身的优势，通过对原材料质量的控制，可以制得杂质元素含量低，靶材纯度高、致密度高、晶粒细小、显微组织均匀的靶材料坯，并可以实现靶材尺寸大型化，靶材最大尺寸可以做到1701mm。

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