[发明专利]一种钽-二氧化硅溅射靶材的制备方法

权利要求书

1.一种钽-二氧化硅溅射靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将钽粉和二氧化硅粉混合均匀，得到混合粉末；

(2)将步骤(1)所述混合粉末在1530～1570℃下进行热压烧结处理，得到钽-二氧化硅溅射靶材粗品；

(3)将步骤(2)得到的钽-二氧化硅溅射靶材粗品进行机加工，得到钽-二氧化硅溅射靶材。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合粉末中二氧化硅的质量百分比为30～40％，其余为钽以及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钽粉的平均粒径＜45μm；

优选地，步骤(1)所述二氧化硅粉的平均粒径＜10μm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合在混粉机中进行；

优选地，步骤(1)所述混合采用加入氧化锆球进行干混的方式；

优选地，所述氧化锆球对应的球料质量比为1:(6～8)；

优选地，步骤(1)所述混合的时间为20～24h。

5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)所述热压烧结处理之前还包括，将步骤(1)所述混合粉末装入模具，经压实处理后封口；

优选地，所述模具为石墨模具；

优选地，所述压实处理包括：先将模具内的所述混合粉末进行平整处理，保证平面度＜5mm，再采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜0.5mm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热压烧结处理包括如下内容：

将步骤(1)所述混合粉末放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，先升温至900～1000℃并保温1～1.5h，再升温至1250～1300℃并保温1～1.5h，然后升温至1530～1570℃并保温1～1.5h，最后加压至30～40MPa并保温保压2～2.5h。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，升温至900～1000℃的升温速率为8～12℃/min；

优选地，升温至1250～1300℃的升温速率为3～7℃/min；

优选地，升温至1530～1570℃的升温速率为3～7℃/min；

优选地，待1530～1570℃保温结束后，在90min内加压至30～40MPa。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数介于-0.06～-0.08MPa；

优选地，待所述热压烧结炉内的温度＜200℃，将所述模具内的坯料取出，即可得到所述钽-二氧化硅溅射靶材粗品。

9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，步骤(3)所述机加工包括磨加工和/或线切割。

10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将平均粒径＜45μm的钽粉和平均粒径＜10μm的二氧化硅粉按照质量比例在混粉机中进行混合，所述混合采用加入氧化锆球进行干混的方式，并控制球料质量比为1:(6～8)，经20～24h混合均匀，得到混合粉末；

其中，所述混合粉末中二氧化硅的质量百分比为30～40％，其余为钽以及不可避免的杂质；

(2)将步骤(1)所述混合粉末装入石墨模具后，先将模具内的所述混合粉末进行平整处理，保证平面度＜5mm，再采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜0.5mm，经压实处理后封口；

将封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，先以8～12℃/min的升温速率升温至900～1000℃并保温1～1.5h，再以3～7℃/min的升温速率升温至1250～1300℃并保温1～1.5h，然后以3～7℃/min的升温速率升温至1530～1570℃并保温1～1.5h，最后在90min内加压至30～40MPa并保温保压2～2.5h；其中，在升温至900～1000℃、升温至1250～1300℃以及升温至1530～1570℃的升温过程中，均需要控制所述封口后的模具的内部压力＜6MPa；

在所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数介于-0.06～-0.08MPa，待所述热压烧结炉内的温度＜200℃，将所述模具内的坯料取出，即可得到所述钽-二氧化硅溅射靶材粗品；

(3)将步骤(2)得到的钽-二氧化硅溅射靶材粗品进行机加工，得到钽-二氧化硅溅射靶材。