[发明专利]由钼-铝-钛合金制成的模制品

说明书

本发明涉及金属钼基合金制造的模制品，所述金属钼基合金含有至少3重量％至最多8重量％的铝、至少3重量％至最多6重量％的钛和作为余量的包含常见杂质的钼，其中通过由熔体凝固直接或间接地生产该模制品。本发明还涉及制造模制品的方法和此类模制品的用途。

本发明涉及钼基合金制成的模制品。本发明还涉及制造此类模制品的方法及此类模制品的用途。

完全或主要由铱组成的坩埚用于在高温下从熔体中生长氧化物或其它化学侵蚀性材料的晶体。例如从US 2016/0303631 A1、JP 2014 012 613 A、US 2013/0087094 A1和JP 2018 059 165 A中获知此类坩埚。材料铱已经变得非常昂贵。JP 2017 222 537 A提出用较为廉价的钼代替不与化学侵蚀性熔体接触的铱制模制品的部件。也可以使用纯钼坩埚或纯钨坩埚，但是它们需要复杂的工厂构造。例如从US 2017/0191188 A1中获知此类坩埚。钼坩埚的一个缺点在于通过钼与大气氧的氧化生成的氧化钼的蒸发弱化该坩埚材料，从而限制其耐久性。除了坩埚外，铱还普遍用于生产晶核和在高温下与熔体接触的其它模制品。还附加使用铱制成的加热元件以制造在大气氧下工作的高温炉。由于铱的高价格，也必须为此类应用寻找更廉价的可能性。此外，铱的加工非常困难，这进一步提高了铱制成的模制品的生产成本。

由WO 2016/025968 A1获知由含有铝和钛的钼基合金制成的溅射靶。该溅射靶通过将粉末混合物冷气喷涂到合适的载体材料上来制造。由Mo_1-x-yTi_xAl_y制成的溅射薄膜的生产可以从American Vacuum Society出版的Tanjy 等人的出版物“Oxidation andwet etching behavior of sputtered Mo-Ti-Al films”(Journal of Vacuum ScienceTechnology A36(2),2018年3月/4月)中获知。在该文章中描述了保护性Al₂O₃表面层，其铝含量为至少16原子％。

该现有技术因此涉及通过粉末冶金金属混合物和表面沉积物来生产混合物(溅射)。这些随后用作薄膜晶体管中的阻挡体(barrier)，并因此与作为大块材料(bulkmaterials)在坩埚和其它模制品上使用的混合物相去甚远。不能通过薄层技术稳定地制造坩埚。因此不能借助已知的薄膜或厚膜技术作为大块材料经济地制造模制品。

本发明的目的因此包括克服现有技术的缺点。具体而言，要提供模制品和制造模制品的方法，其与铱类似，适于作为用于晶体生长的坩埚，或其可以以大块材料形式用于高温作业，以替代铱制造的模制品。该模制品的生产比铱制造的类似模制品更便宜。但是，同时该模制品还尽可能像铱制造的模制品那样化学稳定或具有耐受性。

通过金属钼基合金制造的模制品实现本发明的目的，所述金属钼基合金含有至少3重量％至最多8重量％的铝、至少3重量％至最多6重量％的钛和作为余量的包含常见杂质的钼，其中通过由熔体凝固直接或间接地生产该模制品。

该模制品不必从熔体直接生产。该模制品的制造还可以通过从熔体凝固为中间产物，所述中间产物随后再成型以制造最终的模制品，例如通过辊压(rolling)、拉拔(drawing)或冲压(punching)，由此通过从熔体凝固间接制造该模制品。不通过熔融该中间产物来进行所述再成型。在再成型过程中不添加任何其它合金成分。

术语“常见杂质”在本发明的框架中理解为是指所用元素(即钼、铝和钛)的与生产相关的杂质。这些可以根据原料提取的地理位置和根据元素钼、铝和钛的存在而不同。

术语“钼基合金”理解为是含有至少50原子％的钼的金属合金。钼基合金优选含有至少66原子％的钼。

该模制品优选是加热元件或用于加工熔体(特别是氧化熔体)的模具(mold)。

可以规定，杂质在钼基合金中的总比例最高为1原子％、优选最高为0.1原子％。