[发明专利]一种管状锂靶材的制备方法

说明书

本发明涉及一种管状锂靶材的制备方法，采用3D打印方法制备所述管状锂靶材，在真空环境或惰性气体保护环境下，以锂丝为原料，采用电弧熔丝的方式在所述金属背管上打印出所需厚度的锂层，打印完成后还进一步对靶材进行滚压，所述制备方法过程简单、工艺可控性强，原材料利用率高、制备效率高，制备得到的锂靶材纯度高、探伤合格率高，且厚度可控，尺寸精度高，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及金属靶材技术领域，具体涉及一种管状锂靶材的制备方法。

背景技术

靶材是制备薄膜的主要材料之一，主要应用于集成电路、平板显示、太阳能电池、记录媒体、智能玻璃等，对材料纯度和稳定性要求高。例如，在手机终端显示领域，以华为、vivo为代表的手机终端厂商已研发出使用电致变色玻璃背板技术，机身可以在蓝色、紫色、黄色等多种颜色间进行转化，实现了“一机多色”的设计；电致变色玻璃不仅可以应用在建筑智能门窗、手机机身领域，还可以应用到汽车车窗、飞机窗、护目镜、其他电子产品等领域。

目前，电致变色玻璃的制程必须的靶材为锂靶材，金属锂是一种稀有元素，密度0.534g/cm3，熔点180.54℃，沸点1317℃。

现有技术中常用的靶材制备方法包括磁控溅射、粉末冶金法等，粉末冶金法包括热等静压法、热压法、冷压烧结法以及真空熔炼法等等，然而，对于锂靶材来说，由于金属锂熔点低，不稳定，难以控制，磁控溅射和粉末冶金法不适用；目前，有使用铸造方法制备锂靶材的案例，如申请号201510756173.0，金属锂靶材铸造制备方法，这种制备方法需要专用的模具，工序繁琐，且对浇铸条件要求高，工艺可控性差、材料利用率低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种管状锂靶材的制备方法，所述制备方法过程简单、工艺可控性强，制备得到的锂靶材纯度高、无气孔缩孔等现象，探伤合格率高，且厚度可控，尺寸精度高。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种管状锂靶材的制备方法，采用3D打印方法制备所述管状锂靶材，打印前，准备金属背管并进行预处理，然后将其装夹在3D打印设备的打印平台上方，在真空环境或惰性气体保护环境下，以直径2-10mm的锂丝为原料，采用电弧熔丝的方式在所述金属背管上打印出所需厚度的锂层，打印的同时金属背管进行旋转，边旋转边打印，待整个金属背管的表面打印完成后，得到所需的管状锂靶材，制备完成后，将管状锂靶材转移至高真空环境下，启动自动包装机对成品锂靶材真空包装，包装需要三层以上，防止泄露。

进一步地，所述打印平台从中间一分为二且左、右两侧的打印平台均为三维移动平台，能够独立在高度和水平方向上进行位置调节，左、右两侧的打印平台上方设有相对设置的两个卡盘，所述卡盘能够在电机驱动下进行旋转。

进一步地，所述打印平台的后方设有滚压件，所述滚压件设在支撑架上并连接有压力传感器和温度传感器，在支撑架的带动下所述滚压件能够移动以贴近所述管状锂靶材并施加所需压力，所述滚压件内部设置有加热部件，在打印完成后，驱动所述滚压件贴近所述管状锂靶材并施加1-50Mpa的压力，使滚压件和管状锂靶材相向旋转，并启动滚压件内部的加热部件进行加热，滚压完成后得到所需的管状锂靶材。

进一步地，所述滚压件与靶材接触的表面涂有防粘材料涂层。

进一步地，所述金属背管的材料为铜、钛或不锈钢。

进一步地，所述金属背管的圆周面上设计沿长度方向延伸的凹槽结构，且凹槽内设有排气槽。

进一步地，所述3D打印的环境中，水氧含量为1ppm以下。

进一步地，所述惰性气体为高纯氩。

进一步地，所述锂丝为纯度≥99.95%的金属锂。

进一步地，对金属背板的预处理包括清理、擦拭和晾干。