一种钒钨合金靶材及其制备方法与应用与流程

技术特征：
1.一种钒钨合金靶材的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述钒钨合金靶材的组分包括：钨≥60％，余量为钒；所述制备方法包括以下步骤：(1)按照配方量混合钒粉和钨粉，球磨后得到混合粉末；(2)将步骤(1)所得混合粉末进行烧结温度为1300-1700℃，压制压力为60-350t的真空热压烧结处理，得到钒钨合金靶坯；(3)将步骤(2)所得钒钨合金靶坯进行机加工，得到钒钨合金靶材；其中，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括顺次进行的第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理，且所述保温保压处理的加压过程包括至少2个加压阶段。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钒粉的平均粒径≤75μm；优选地，步骤(1)所述钨粉的平均粒径≤3μm；优选地，步骤(1)所述球磨采用氧化锆球；优选地，步骤(1)所述球磨的料球质量比为(4-6):1；优选地，步骤(1)所述球磨的时间≥36h；优选地，步骤(1)所述球磨在保护性气体的氛围中进行；优选地，所述保护性气体包括氦气和/或氩气。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括依次进行的装模、压实、抽真空、第一升温、第一保温处理、第二升温、第二保温处理、保温保压处理、撤压与冷却；其中，所述保温保压处理包括依次进行的第一加压、第二加压与保温保压。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述装模具体为：将混合粉末装入石墨模具中，保证装模后平面度≤0.5mm；优选地，所述压实具体为：将石墨模具放入真空烧结炉中，顶上压头施加压力6-10t；优选地，所述压力的施加时间为4-6min；优选地，所述抽真空至炉内绝对真空度≤100pa。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述第一升温的升温速率为6-10℃/min；优选地，所述第一升温的目标温度为1300-1500℃；优选地，所述第一升温过程中，通过卸压操作保持模具内压力≤50t；优选地，所述第一保温处理的时间为40-80min；优选地，所述第一保温处理过程中保持模具内压力为60-100t；优选地，所述第二升温的升温速率为4-6℃/min；优选地，所述第二升温的目标温度为1500-1700℃；优选地，所述第二升温过程中，以4-6t/min的加压速率进行加压；优选地，所述第二保温处理的时间≥1h；优选地，所述第二保温处理过程中保持模具内压力为160-200t；优选地，所述第一加压的加压速率为4-6t/min；优选地，所述第一加压的目标压力为240-260t；优选地，所述第二加压的加压速率为1-3t/min；
优选地，所述第二加压的目标压力为330-350t；优选地，所述保温保压的时间为1-3h。6.根据权利要求3-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述撤压包括：向真空烧结炉中充入氦气和/或氩气至炉内绝对气压为0.02-0.04mpa；优选地，所述冷却包括：待模具随炉冷却至温度≤200℃后，取出模具并晾至室温；优选地，步骤(3)所述机加工包括依次进行的磨平、切割、精加工、表面处理、清洗、干燥与包装。7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述钒钨合金靶材的组分包括：钨≥60％，余量为钒；所述制备方法包括以下步骤：(1)按照配方量混合平均粒径≤75μm的钒粉和平均粒径≤3μm的钨粉，在氦气和/或氩气的氛围中球磨36h以上得到混合粉末；所述球磨采用氧化锆球，且料球质量比为(4-6):1；(2)将步骤(1)所得混合粉末进行真空热压烧结处理，得到钒钨合金靶坯；所述真空热压烧结处理具体包括以下步骤：(2.1)将混合粉末装入石墨模具中，保证装模后平面度≤0.5mm；(2.2)将石墨模具放入真空烧结炉中，顶上压头施加压力6-10t，并保持4-6min；(2.3)抽真空至炉内绝对真空度≤100pa；(2.4)以6-10℃/min的速率升温至1300-1500℃，并保温40-80min；在升温过程中，通过卸压操作保持模具内压力≤50t，且在保温处理过程中保持模具内压力为60-100t；(2.5)以4-6℃/min的速率升温至1500-1700℃，并保温1h以上；在升温过程中，以4-6t/min的加压速率进行加压，且在保温处理过程中保持模具内压力为160-200t；(2.6)先以4-6t/min的速率加压至240-260t，再以1-3t/min的速率加压至330-350t，保温保压1-3h；(2.7)向真空烧结炉中充入氦气和/或氩气至炉内绝对气压为0.02-0.04mpa；(2.8)待模具随炉冷却至温度≤200℃后，取出模具并晾至室温；(3)将步骤(2)所得钒钨合金靶坯依次进行磨平、切割、精加工、表面处理、清洗、干燥与包装，得到钒钨合金靶材。8.一种钒钨合金靶材，其特征在于，所述钒钨合金靶材由权利要求1-7任一项所述制备方法得到。9.根据权利要求8所述的钒钨合金靶材，其特征在于，所述钒钨合金靶材的纯度≥99.9％；优选地，所述钒钨合金靶材的致密度≥99％。10.一种如权利要求8或9所述钒钨合金靶材的应用，其特征在于，所述钒钨合金靶材用于磁控溅射镀膜。

技术总结
本发明提供了一种钒钨合金靶材及其制备方法与应用，以质量百分含量计，所述钒钨合金靶材的组分包括：钨≥60％，余量为钒；所述制备方法包括以下步骤：(1)按照配方量混合钒粉和钨粉，球磨后得到混合粉末；(2)将步骤(1)所得混合粉末进行烧结温度为1300-1700℃，压制压力为60-350T的真空热压烧结处理，得到钒钨合金靶坯；(3)将步骤(2)所得钒钨合金靶坯进行机加工，得到钒钨合金靶材；其中，步骤(2)所述真空热压烧结处理包括顺次进行的第一保温处理、第二保温处理与保温保压处理。所述发明通过优化烧结工艺改善了靶材内部组织结构，提高了靶材的纯度和致密度，进而提升了溅射稳定性和镀膜质量。膜质量。


技术研发人员：姚力军 潘杰 王学泽 边逸军 黄慧珍
受保护的技术使用者：宁波江丰电子材料股份有限公司
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/5/30