鈦鋁合金是一種真空鍍膜用合金濺射靶材,在該合金中通過調(diào)配鈦與鋁的含量可以獲得不同特性 的鈦鋁合金靶材。鈦鋁金屬間化合物屬于硬脆材 料,具有很好的耐磨性,在普通刀具表面覆著一層鈦 鋁金屬間化合物,可以**延長刀具的使用時間。
濺射合金靶材需要滿足純度、致密度、晶粒度、表面光潔度等要求。其中純度、致密度及晶粒度 與靶材制備工藝直接相關(guān)。金屬合金制備通常采用的普通熔煉法。但鈦鋁合金的制備不適于采用該方法,主要原因如下:
(1) 鈦鋁合金熔煉過程易形成多種金屬間化合物,如 Ti3A1、TiAl、TiAl2、TiAl3等,這些金屬間化合物的存 在導(dǎo)致鈦鋁合金的加工脆性,特別是當(dāng)合金中鋁含 量超過50%(原子比),該問題尤為明顯;
(2)熔煉工 藝制備鈦鋁合金靶材,澆注過程中易產(chǎn)生氣泡、疏松 和偏析,造成合金中成分與組織不均勻,導(dǎo)致靶材品 質(zhì)不穩(wěn)定蚓6。
目前鈦鋁合金濺射靶材的主要制備技術(shù)有:強(qiáng) 電流加熱法、熱等靜壓燒結(jié)法、熱壓燒結(jié)法。
1.強(qiáng)電流加熱法
該法采用可獲得大電流的裝置, 利用大電流使鈦粉和鋁粉發(fā)熱,施以壓力,使鋁和鈦 自身反應(yīng)形成鈦鋁合金靶材。該法制備得到的鈦鋁合金靶材產(chǎn)品的致密度 >99%,晶粒尺寸≤100微米,純度>99%。
2.熱等靜壓燒結(jié)法
該法將鈦粉和鋁粉進(jìn)行混料,然后 經(jīng)過裝粉和冷等靜壓預(yù)壓制、脫氣工藝后再進(jìn)行熱 等靜壓壓制成型,**后進(jìn)行燒結(jié)和加工得到鈦鋁合金靶材。該法制備的鈦鋁合金靶材具有致密度高、無氣 孔、無疏松和偏析、成分均勻、晶粒細(xì)小等特點。
3.熱壓燒結(jié)法
該工藝使鈦鋁粉體在熱和力的共同 作用下燒結(jié)成型,利用Ti—Al混合物中鋁的熔點 低,將鈦粉粘結(jié)在一起,形成合金濺射靶材。熱壓 燒結(jié)示意圖如圖2所示。該法制備得到的合金靶材致密度高(≥95%), 晶粒尺寸細(xì)小(≤100 微米),成分均勻。用該工藝可 制備出不同成分的鈦鋁合金靶材。
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