[发明专利]一种制备高纯材料的粉末冶金方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，尤其涉及一种制备高纯材料的粉末冶金方法。

背景技术

在电子、太阳能行业一些高纯金属或高纯陶瓷被用作溅射靶材和传感器。材料的高纯度是保证产品质量和保证产品在使用过程中稳定性的重要条件。对于靶材，较高的纯度才能保证溅射出膜层的均匀性和一致性，如果靶材中所含的杂质较高，则材料的电性能将下降，还会导致溅射薄膜的厚度不均匀，降低膜层的附着强度，最终影响溅射薄膜的性能，真空溅射镀膜在半导体集成电路、平面显示器和薄膜太阳能面板制造中是基础工艺，而用高纯金属或高纯陶瓷制作的溅射靶材是真空溅射镀膜工艺中关键的消耗性材料。通常的粉末冶金方法不能有效降低原料粉末中多数的杂质元素的含量：例如，通常的粉末冶金工艺很难将材料中的O降低到20ppm以下；通常的粉末冶金工艺无法将材料中的元素降低到5ppm以下。电子束熔炼工艺是提纯材料比较有效的方法，但金属或陶瓷中残余的C常以石墨的形式存在，通常制备高纯金属的电子束熔炼方法无法有效降低C含量；

为此我们提出一种制备高纯材料的粉末冶金方法。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种制备高纯材料的粉末冶金方法。

本发明提出的一种制备高纯材料的粉末冶金方法，包括以下步骤：

S1，将需要制备的金属原材料进行准备；

S2，将S1中的金属原材料按照一定的比例进行配比；

S3，将S2中的金属原材料通过超声波粉碎的方法制成颗粒状的粉末，且颗粒状粉末的目数为700-900目；

S4，将S2中粉碎后的各种金属原材料混合在一起，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼的温度为1800-2000℃，熔炼的时间为30-45min，将金属粉末中的杂质进行清除；

S5，将S5中除杂后的粉末压制成形；

S6，将S5中压制成形后的粉末进行预烧结，对其中的的杂质再一次进行去除；

S7，将S6中得到的胚料在真空的环境下进行热压烧结，真空烧结的温度为1000-1300℃，烧结的时间为15-25min。

优选的，所述S1中，所述金属原材料包括Cu、Ci、Ti、Ni、Co和Fe，且Cu、Ci、Ti、Ni、Co和Fe的纯度不得低于99.8%。

优选的，所述S2中，将Cu、Ci、Ti、Ni、Co和Fe按照重量比为5：8：4：6：8：10进行配比。

优选的，所述S3中，将S2中的金属原材料通过超声波粉碎的方法制成颗粒状的粉末，且颗粒状粉末的目数为850目。

优选的，将S2中粉碎后的各种金属原材料混合在一起，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼的温度为1800℃，熔炼的时间为38min，将金属粉末中的杂质进行清除。

优选的，所述S6中，预烧结的条件为：烧结的温度为900-1050℃，烧结的持续时间为15-20min。

优选的，所述S7中，在真空烧结的过程中加入保护气体，所述保护气体为氮气、氢气、氧气、氦气和氩气的混合气体。

本发明以高纯度的金属粉末作为原料，利用超声波进行粉碎、熔炼炉进行融化和机械压制成形，或其他方式使粉体成形后，将成形后的的金属坯料先进行预烧结；然后再在真空的条件下进行最后的烧结。采用本发明的方法，在低的气氛压力条件下进行预烧结能够有效去除材料中的低熔点杂质，显著提高了制成品的纯度，最终通过真空烧结提高材料的致密性，获得高纯度、致密的金属。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例一

本发明提出的一种制备高纯材料的粉末冶金方法，包括以下步骤：

S1，将需要制备的金属原材料进行准备；

S2，将S1中的金属原材料按照一定的比例进行配比；

S3，将S2中的金属原材料通过超声波粉碎的方法制成颗粒状的粉末，且颗粒状粉末的目数为700目；

S4，将S2中粉碎后的各种金属原材料混合在一起，放入熔炼炉中进行熔炼，熔炼的温度为1800℃，熔炼的时间为30min，将金属粉末中的杂质进行清除；

S5，将S5中除杂后的粉末压制成形；

S6，将S5中压制成形后的粉末进行预烧结，对其中的的杂质再一次进行去除；

S7，将S6中得到的胚料在真空的环境下进行热压烧结，真空烧结的温度为1000℃，烧结的时间为15min。

实施例二

本发明提出的一种制备高纯材料的粉末冶金方法，包括以下步骤：

S1，将需要制备的金属原材料进行准备；