[发明专利]一种高钪含量铝钪合金溅射靶材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高钪含量铝钪合金溅射靶材及其制备方法，属于高性能铝钪合金靶材技术领域。该高钪含量铝钪合金靶材中，钪元素的质量百分含量为40％‑90％，其余为铝元素。其制备方法包括：步骤一备料、步骤二真空熔炼、步骤三筛选、步骤四烧结制坯、步骤五铣磨出料完成制备。本发明采用真空熔炼喷雾制粉，再用粉末烧结法，通过调整原料的粒度、烧结工艺参数达到保证合金成分均匀性、提高合金致密度的目的。铝钪合金靶材的厚度：2‑35mm，致密度99％，钪元素的质量百分含量为40％‑90％，其余为铝元素。实现制备方法操作简单、昂贵的金属钪利用率高、且能将熔炼工艺难克服的困难完美的解决，有利于产业化应用。克服了现有技术的不足。

技术领域

本发明涉及一种高性能电子通信制备技术领域，尤其涉及一种高钪含量铝钪合金溅射靶材及其制备方法。

背景技术

铝中添加一定的钪，可起到细化晶粒、提高再结晶温度、改善抗腐蚀性、提高强度和塑性等作用，因此铝钪合金具有高强度、耐腐蚀性、耐高温且可焊性好的综合性能，在航空航天、核能工程等尖端科技领域以及交通运输、家用电器等领域具有广泛的应用。随着科技的高速发展，以及各国对关键领域用关键材料研究的重视，对高钪含量铝钪合金靶材的需求也日益增加。

金属钪的熔点高达1541℃，化学性质活泼，与铝的熔点相差较大，我一直有在做钪含量原子40％以下铝钪合金靶材的研发与生产，发现钪含量越高，熔炼的难度越大了，直接熔合浇铸冷却时容易裂开。因此，研究开发出一种简单、快速的制备高钪含量铝钪合金靶材的方法，对于半导体和关键领域用溅射靶材的发展具有十分重要的现实意义。

本发明采用真空熔炼喷雾制粉，再用粉末烧结法，通过调整原料的粒度、烧结工艺参数达到保证合金成分均匀性、提高合金致密度的目的。铝钪合金靶材的厚度：2-35mm，致密度99％，钪元素的质量百分含量为40％-90％，其余为铝元素。实现制备方法操作简单、昂贵的金属钪利用率高、且能将熔炼工艺难克服的困难完美的解决，有利于产业化应用。通过此法制备的铝钪合金靶材具有致密度高达99％、钪含量高达40％-90％、成分均匀性好且后续可加工性好的特性，满足半导体和特殊领域用溅射靶材的需求。克服了现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高钪含量铝钪合金溅射靶材及其制备方法，合理有效地解决了现有技术的铝钪合金熔炼难度大、钪含量低、直接熔合浇铸冷却时容易裂开、合金致密度低的问题。

本发明采用如下技术方案：

一种高钪含量铝钪合金溅射靶材及其制备方法，其特征在于：

所述高钪含量铝钪合金溅射靶材中钪元素的质量百分含量为40％-90％，铝元素的质量百分含量为10％-60％，所述高钪含量铝钪合金溅射靶材的致密度>99％，厚度为2-35mm；

所述高钪含量铝钪合金溅射靶材的制备方法包括以下步骤：

步骤一、备料：按所述高钪含量铝钪合金溅射靶材的铝钪质量百分含量比Al(10％-60％)：Sc(90％-40％)计算出单炉制粉所需的原料铝、原料钪的质量，分别称取单炉原料铝和单炉原料钪备用，

步骤二、真空熔炼：将所述单炉原料铝和单炉原料钪放入真空熔炼喷雾制粉炉中，真空熔炼至完全合金化，制备铝钪合金粉，

步骤三、筛选：将所述铝钪合金粉采用-200目数的筛子，筛取粒度小于200目的原料，制备铝钪合金靶材原料粉，

步骤四、烧结制坯：将筛选取的所述铝钪合金靶材原料粉装入模具，采用预压液压机预压，将所述模具装入烧结炉，抽真空，充氩气洗炉，再抽真空，然后，设定升温和加压程序，启动烧结，充氩气，出炉，测试合格的制备铝钪合金靶材坯，

步骤五、铣磨出料：将制备的所述铝钪合金靶材坯按尺寸要求进行车、铣、磨机械加工后出料，完成制备，构成所述一种高钪含量铝钪合金溅射靶材及其制备方法。