金屬靶材是指用在高速荷能粒子轟擊的目標材料。并且通過更換不同的靶材（如鋁、銅、不銹鋼、鈦、鎳靶等），即可得到不同的膜系（如超硬、耐磨、防腐的合金膜等）。而隨著時代的發(fā)展，越來越多新興材料的出現(xiàn)靶材的大家庭中同樣也迎來了以為新的成員——鈦鋁合金靶材。鈦鋁合金靶材既是使用鈦鋁合金為原材料制作的靶材。一般情況下呈銀白色，具有強度高、熔點高等多種優(yōu)勢。那么鈦鋁靶、鈦鋁板靶、鈦鋁靶塊的生產(chǎn)工藝方法有哪些？凱澤金屬分享如下：
1、強電流加熱法
這是一種通過大強度電流生產(chǎn)鈦鋁合金靶材的方法，采用可獲得大電流的裝置，利用大電流使鈦粉和鋁粉發(fā)熱,施以壓力，使鋁和鈦自身反應形成鈦鋁合金靶材。該法制備得到的鈦鋁合金靶材產(chǎn)品的致密度> 99%，晶粒尺寸≤100μm ，純度>99 %。鈦鋁合金靶材成分范圍為：鈦含量5%~75 %(原子比)，其余為鋁含量。該方法的成本低、產(chǎn)品致密度高，完全能滿足大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的要求。
該制備法中需要有可獲得大電流的裝置,裝置中的正負電極需要有導電、傳壓功效,應具備良好的導電性、強韌性及抗高溫軟化性等。因此，能否具備符合工藝要求、性能穩(wěn)定的大電流裝置是該制備方法的關(guān)鍵。
2、傳統(tǒng)制備方法
傳統(tǒng)的制備方法有兩種。一種是先使用鑄造法制作鑄錠后，在進行鍛造過程進行靶材的制作；另一種則是以噴覆成型的方式去制作鈦鋁合金靶材。通常各個靶材生產(chǎn)廠家都采用這兩種傳統(tǒng)制作方法。
利用鑄造和鍛造這種方法在制作鋁合金濺射靶材的過程中，經(jīng)常會因為添加合金元素這一重要步驟而使得鋁合金靶材產(chǎn)生偏析現(xiàn)象，從而導致了濺鍍所得的薄膜品質(zhì)不高，且濺鍍靶的表面容易產(chǎn)生微顆粒，影響薄膜性質(zhì)的均勻性。而噴覆成型方式制作的鈦鋁合金靶材雖然可以避免上述的種種情況，但是卻會使得靶材的制作成本大幅的提高，尤其是在制作一些不容易被鍛造方式而必須采用熱均壓的靶材時，其成本還會因為使用熱均壓的提高而在此提高。
3、熱等靜壓燒結(jié)法
熱等靜壓燒結(jié)法屬于粉末冶金制作方法，此方法是將鈦粉和鋁粉進行混料，然后經(jīng)過裝粉和冷等靜壓預壓制、脫氣工藝后再進行熱等靜壓壓制成型，進行燒結(jié)和加工得到鈦鋁合金靶材。
熱等靜壓制備法是目前制備鍍膜產(chǎn)業(yè)所需鈦鋁合金濺射靶材的主要方法。該法制備的靶材產(chǎn)品致密度高、尺寸規(guī)格范圍廣。但該法需要用到關(guān)鍵的壓制燒結(jié)設(shè)備一熱等靜壓燒結(jié)爐，該設(shè)備價格昂貴，導致制備得到的靶材產(chǎn)品，成本較高，難以進行工業(yè)化推廣。
4、氣噴粉末生產(chǎn)法
除了以上幾種鈦鋁合金靶材制作方法，今天四豐的小編在位大家普及一種制作過程簡單且成本很低的制作方法——以氣噴粉末制作鈦鋁合金靶材。
1）主要原理
氣噴粉末法的主要原理是指以氣噴法依合金的成分配比制作靶材的原料粉末；然后再將該合金粉末予以篩分，使得到適當?shù)姆勰┝剑浑S后使用得到的粉末進行真空熱壓，使其成型再制作成靶材。
2）主要優(yōu)勢
這種制作方法的優(yōu)勢在于可以用于制作各種不同的鋁合金靶材如鋁、鉻；鋁、硅、銅；鋁、鈦；等等。其次此方法能夠避免產(chǎn)生材料偏析和微顆粒的缺點，并能夠更快速更經(jīng)濟的制作品質(zhì)更高的鈦鋁合金靶材。
3）制作步驟
該方法的制作施步驟為，首先提供制作鋁合金靶材的金屬原料；隨后將這些金屬原料熔融成金屬溶液；接著再以氣噴法將金屬溶液制作成金屬粉末狀；然后，再以真空熱壓的方式將該金屬粉末壓成型制作成靶材，并通過惰性氣體作為保護氣體。
5、熱壓燒結(jié)法
熱壓燒結(jié)法使鈦鋁粉體在熱和力的共同作用下燒結(jié)成型，利用Ti- Al混合物中鋁的熔點低，將鈦粉粘結(jié)在一起，形成合金濺射靶材。該工藝對設(shè)備的要求較高,關(guān)鍵設(shè)備是熱壓燒結(jié)爐。制備的靶材以圓形合金靶材為主,直徑≤100mm。此外，該工藝在制備鋁含量高的鈦鋁合金靶材時，存在脫模困難，模具使用壽命低的問題。每塊靶材制備過程都要消耗一套模具，使靶材生產(chǎn)成本增加。因而需選擇合適的脫模劑，來提高成品率及模具的利用率。
以上就是凱澤金屬為大家整理的五種鈦鋁合金靶材生產(chǎn)方法，包括傳統(tǒng)兩種制作方法和新型氣噴粉末、強電流加熱法、熱壓燒結(jié)法等制作鈦鋁合金靶材的方法。如有其它關(guān)于金屬靶材的相關(guān)問題，盡可瀏覽本站其他科普類文章。
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