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钛铝合金溅射镀膜靶材的研究进展

时间:2023-05-12 作者:北京瑞弛 点击:380次

  钛铝合金靶材是一种真空镀膜用的合金溅射靶材,在该合金中通过调配钛与铝的含量可以获得不同特性的钛铝合金靶材。钛铝金属间化合物属于硬脆材料,具有很好的耐磨性,在普通刀具表面覆着一层钛铝金属间化合物,可以有效延长刀具的使用时间。如配合氮气放电起弧实施溅射,可以获得高硬度低摩擦系数表面膜,特别适合各种刀具、模具和其它易损件的表面涂层,因此在机械加工行业具有较好的应用前景。

钛铝合金靶材

  钛铝合金靶材的制备较困难。根据钛铝合金相图,钛和铝之间可以形成多种金属间化合物,导致钛铝合金存在加工脆性,特别是当合金中铝含量超过50%(原子比)时,合金的抗氧化性骤然降低,氧化严重。同时,合金化过程中的放热膨胀,极易产生气泡、缩孔和缩松,导致合金的孔隙率高,无法满足靶材致密度的要求。钛铝合金的制备方式主要有以下两种:

  一、强电流加热法

  该法采用可获得大电流的装置,利用大电流使钛粉和铝粉发热,施以压力,使铝和钛自身反应形成钛铝合金靶材。该法制备得到的钛铝合金靶材产品的致密度>99%,晶粒尺寸≤100μm,纯度>99%。钛铝合金靶材成分范围为:钛含量5%~75%(原子比),其余为铝含量。该法成本低、产品致密度高,完全能满足大规模产业化生产的要求。

  二、热等静压烧结法

  该法将钛粉和铝粉进行混料,然后经过装粉和冷等静压预压制、脱气工艺后再进行热等静压压制成型,最后进行烧结和加工得到钛铝合金靶材。该法制备的钛铝合金靶材具有致密度高、无气孔、无疏松和偏析、成分均匀、晶粒细小等特点。热等静压制备法是目前制备镀膜产业所需钛铝合金溅射靶材的主要方法。