Processo di rivestimento e tecnologia di preparazione del target in lega di alluminio e titanio

Con la crescente consapevolezza ambientale, la tecnologia di rivestimento superficiale dei materiali è gradualmente passata dalla tradizionale galvanica e placcatura chimica allo sputtering sotto vuoto. Lo sputtering del magnetron sotto vuoto è stato ampiamente utilizzato nei rivestimenti decorativi per hardware, rivestimenti protettivi per superfici, rivestimenti di prodotti elettronici, rivestimenti di schermatura elettromagnetica e rivestimenti di vetro per autoveicoli e architettonici.

Di conseguenza, la richiesta di obiettivi di rivestimento correlati in questo campo è estremamente urgente. La lega di titanio-alluminio è un bersaglio di sputtering in lega per il rivestimento sotto vuoto. Regolando il contenuto di titanio e alluminio in questa lega si possono ottenere proprietà diverse. I composti intermetallici di titanio-alluminio sono materiali duri e fragili con un'eccellente resistenza all'usura. Rivestire la superficie dei normali utensili da taglio con questo composto può prolungare efficacemente la durata dell'utensile.

1. Obiettivi sputtering

Obiettivi sputterantisono fonti di sputtering utilizzate per depositare vari film sottili funzionali su substrati utilizzando lo sputtering con magnetron, la placcatura ionica multi-arco o altre apparecchiature di rivestimento in condizioni di processo appropriate. I target sputtering sono ampiamente utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui decorazioni, stampi, vetro, dispositivi elettronici, semiconduttori, registrazione magnetica, display a schermo piatto- e celle solari. Applicazioni diverse richiedono materiali target diversi. In base al metodo di produzione, gli obiettivi di sputtering possono essere classificati come obiettivi di polvere, obiettivi di fusione e obiettivi di spruzzo. In base alla forma, possono essere classificati come bersagli piatti e bersagli tubolari, con bersagli piatti ulteriormente classificati come bersagli rettangolari e bersagli circolari. In base alla composizione, possono essere classificati in vari tipi, inclusi target di metalli puri, target di leghe, target di ossido e target di siliciuro.

2. Tecnologia di preparazione del bersaglio di sputtering in lega di alluminio e titanio

I materiali target in lega di sputtering devono soddisfare i requisiti di purezza, densità, granulometria, finitura superficiale, ecc. Tra questi, purezza, densità e granulometria sono direttamente correlate al processo di preparazione del materiale target. La preparazione della lega metallica solitamente adotta il metodo di fusione ordinario. Tuttavia, la preparazione della lega di alluminio e titanio non è adatta a questo metodo.

I motivi principali sono i seguenti:

(1) Il processo di fusione della lega di alluminio e titanio tende a formare una varietà di composti intermetallici, come Gr1, TIA1, TIAL, TiAL, ecc. La presenza di questi composti intermetallici porta alla fragilità della lega di alluminio e titanio durante la lavorazione, soprattutto quando il contenuto di alluminio nella lega supera il 50% (rapporto atomico). Questo problema è particolarmente evidente;

(2) Quando si preparano materiali target in lega di titanio e alluminio mediante processo di fusione, bolle, allentamento e segregazione vengono facilmente generati durante il processo di fusione, con conseguente composizione e struttura non uniforme nella lega, con conseguente qualità del materiale target instabile.

3.Metodo di pressatura isostatica a caldo e sinterizzazione

Gli studiosi Zhang Fengge e altri hanno sviluppato un metodo di metallurgia delle polveri per preparare bersagli in lega di titanio-alluminio. Questo metodo prevede la miscelazione di polveri di titanio e alluminio. La miscela viene sottoposta a caricamento della polvere, pressatura isostatica a freddo e degasaggio prima della pressatura isostatica a caldo. Infine, il target viene sinterizzato e lavorato per produrre il target in lega di titanio-alluminio.

Conclusione In sintesi

La sinterizzazione con pressatura a caldo è la tecnologia più promettente per la preparazione di target per sputtering in titanio-alluminio. Questa tecnologia offre un'elevata efficienza di processo ed è adatta alla produzione industriale. Tuttavia, la preparazione di target in lega di titanio-alluminio utilizzando questa tecnologia richiede ripetuti esperimenti e la selezione di agenti distaccanti appropriati per migliorare la resa e l'utilizzo dello stampo. Inoltre, l’ottimizzazione delle condizioni del processo di sinterizzazione e pressatura a caldo (temperatura di sinterizzazione, velocità di riscaldamento e pressione di pressatura a caldo) è necessaria per migliorare l’efficienza produttiva e quindi ridurre i costi. Con la rapida crescita del rivestimento per sputtering e la sua graduale diffusione in Cina, anche la domanda annuale del mercato per gli obiettivi di sputtering è in rapido aumento. Pertanto, la ricerca sulla tecnologia di preparazione dei target in lega di titanio-alluminio ha un significato pratico e grandi prospettive di applicazione.

High Purity Titanium Sputtering Targets