溅射靶材的制备及发展趋势

随着电子信息产业突飞猛进的发展,世界溅射靶材的需求量越来越大．文章介绍了溅射靶材的制备情况．并对靶材的发展趋势做了探讨．     

溅射用优质铌靶材的制备

采用相对纯度>99.95%的铌条,经两次电子束熔炼后得到Φ160mm的铌锭,通过锻造→机加工→轧制→热处理→校平→机加工→检测→成品制成靶材试样。成品试样分别在850,920,1000,1050℃热处理,对不同热处理后的试样进行组织、晶粒度的工艺流程检测。结果显示,1100℃沿轴向单向高温镦锻,可以较好破碎晶粒,提高塑性变形激活能,易于形成(111)织构。轧制过程选用第一道次加工率ε1≥30%和换向轧制前后变形比△为1.6时,可以使板材的晶粒大小均匀,纵横向差别减小。成品在920℃,1h热处理后晶粒尺寸小于100μm,晶粒取向一致,晶粒大小分布均匀,有利于提高溅射膜的质量。     

熔体泡沫稳定性研究进展

对熔体泡沫的排液机制及稳定性的影响因素进行了分析,并对熔体泡沫稳定性的研究进展及工艺关联性进行了讨论,指出了其今后的发展方向.     

纳米级ITO粉体对烧结法制备靶材的影响

采用化学共沉淀法制备ITO前驱物,分别于600及1000℃下热处理前驱物,得到两种ITO粉体.粉体模压成型得到素坯,在400～1550℃内采用烧结法、氧气氛下烧结素坯制备出ITO靶材.对粉体及靶材进行表征和分析,研究了烧结过程中晶粒生长情况、靶材微结构与温度之间关系及靶材的失氧现象.得出600℃粉体为单相ITO固溶体、粒径为15 nm,1000℃粉体有少量SnO2析出、粒径为28 nm且其分散性和晶化程度优于600℃的粉体.两种粉体烧结制备靶材过程符合Coble固相烧结理论,1550℃时晶体出现类似二维成核生长方式的生长台阶.靶材密度随温度升高而增加,1550℃时随保温时间延长而增加.靶材致密化过程由团聚程度及团聚体大小决定,1000℃粉体制备的靶材密度高于600℃粉体所制靶材.两类靶材含氧量均低于理论值,1000℃粉体所制靶材含氧量高于600℃的含氧量.     

等离子喷涂制备靶材的研究进展

靶材是磁控溅射沉积薄膜的原材料,其生产朝着尺寸大型化、高纯度和高利用率等方向发展,目前靶材的主要制备方法从工艺和经济效益上难以满足其生产要求, 等离子喷涂制备靶材是解决上述问题的有效方法之一。通过分析靶材对镀膜性能的影响,总结了靶材制备的技术要求,如纯度、致密度、晶粒尺寸及一致性等。介绍了制备靶材常用的熔融铸造法、粉末冶金法和等离子喷涂法的优点和缺点。熔融铸造法可制备高纯度金属靶材,但是靶材晶粒易粗大;粉末冶金法可制备难熔金属及陶瓷靶材,但是靶材的致密度较低,制作工艺繁琐。这2种方法都难以制作大尺寸靶材。针对等离子喷涂技术在制造靶材方面易于实现大尺寸及管状靶材的制备,并且具有生产工序简单、成本低和可实现废靶修复再利用等特点,重点综述了等离子喷涂制备金属靶材、陶瓷靶材、合金靶材和修复残靶等方面的研究现状。分析认为,喷涂参数、喷涂环境、原料状态、掺杂元素和喷涂后处理等因素是影响靶材性能的关键。通过合理选择喷涂工艺参数,能够实现粉末持续保持熔融状态和充足动量,涂层应力充分释放,以及形成良好的微观组织等方面的协同效果,进一步提升喷涂靶材的纯度和致密度等方面的性能。最后针对等离子喷涂制备靶材的特点,对未来的研究方向进行了展望。     

靶材用钨铜复合材料的制备工艺

在真空条件下,采用高温烧结钨骨架后渗铜工艺制备靶材用钨铜复合材料,研究烧结温度对钨坯及钨铜复合材料组织与性能的影响.结果表明:随着烧结温度的提高,钨颗粒间逐渐由点接触扩大为面接触,烧结颈逐渐长大,同时孔隙不断缩小并趋于球形,钨骨架和钨铜复合材料相对密度及硬度不断增加,而钨铜复合材料的电导率不断下降.当烧结温度为1950 ℃时,钨骨架和钨铜复合材料的相对密度分别达到74.8%和96.9%的最高值;钨铜复合材料的硬度(HB)达最大值2520 MPa,而电导率则降低到36.6IACS%,其中氧含量仅为4×10-6,氮含量为3×10-6.     

高纯镱靶材边角料回收利用技术的研究

采用真空蒸馏法对高纯镱靶材边角料金属镱进行了提纯,研究温度、时间对金属镱收率、表面质量的影响.结果 表明,20.52kg高纯镱靶材边角料,在真空度小于1 Pa,830℃条件下,蒸馏时间3h可实现金属镱与钛屑的分离,金属镱蒸出率达到95.1％.金属镱夹杂较多,不适宜继续作为靶材原料使用.通过对第一次分离所得金属镱19.5...     

AZO溅射靶材的热压制备(英文)

按质量比92:2将ZnO和Al2O3粉末采用热压方法制备AZO溅射靶材。研究温度、压力、保温和保压时间等热压工艺条件对靶材相对密度的影响,研究致密化过程中的气孔演化和相结构变化。结果表明:采用分段热压方式,即在压力35MPa下,在温度1050℃和1150℃分别保温保压1h,所制备的AZO靶材具有最大的相对密度99%。在温度为1050℃时,靶材中的闭合气孔率最低;当热压温度低于900℃时,靶材中存在Al2O3相;当温度升高到1000℃以后,Al2O3相消失,但有ZnAl2O4相生成,且ZnAl2O4相随着温度的升高而增加。与无压烧结比较,热压烧结具有烧结温度低、ZnAl2O4相含量低的优点。靶材电阻率随着热压温度的升高和保温、保压时间的延长而降低。在热压温度1100℃、压力35MPa、保温和保压时间10h下制备了电阻率低达3×10-3-Ω·cm的AZO靶材。     

国内外磁控溅射靶材的研究进展

磁控溅射以溅射温度低、沉积速率高的特点而被广泛应用于各种薄膜制造中,如单层或复合薄膜、磁性或超导薄膜以及有一定用途的功能性薄膜等,在科学领域以及工业生产中发挥着不可替代的作用。在介绍磁控溅射原理的基础上,阐述了靶材刻蚀机理,针对传统磁控溅射系统中靶材利用率低、刻蚀形貌不均匀等现状,从改善靶面磁场分布和模拟靶材刻蚀形貌两方面对国内外最新的研究进展进行总结与分析。研究表明,通过改变磁体的空间布置或增加导磁片能有效改善靶面磁场分布,采用适当的运动部件实现磁场和靶材的相对运动能有效扩展靶材的溅射面积,提高靶材利用率。在靶材刻蚀模拟中,通过改变溅射过程中的工艺条件(磁场强度、工作电压等)来研究靶面等离子特性,结果显示靶材刻蚀形貌会随着磁场强度的增加而变窄,靶材刻蚀速率会随工作电压的增大而增大等,这些研究成果对磁控溅射工艺参数的优化具有指导意义。最后,对靶材冷却系统的设计、靶材表面处理等对溅射过程的影响进行了简要展望。     

粉浆浇注制备大尺寸ITO靶材工艺

研究分散剂、pH值和固相含量对铟锡氧化物(ITO)浆料稳定性、流变性的影响,以及粉浆浇注压力对坯体密度的影响。结果表明:当聚丙烯酸(PAA)质量分数为0.5%、聚乙二醇(PEG)质量分数为1.5%、pH值为9、ITO固相含量为70%(质量分数)时,调制的浆料的流变性和稳定性最佳,并在注浆压力为1.5 MPa的条件下制备出相对密度为68%的高密度粉浆浇注坯体;对该素坯进行常压烧结制备了相对密度高于99.5%的ITO靶材。对靶材的组织与成分分析发现,粉浆浇注ITO靶材的结构为氧化锡完全固溶于氧化铟的单一立方In2O3结构,同时In、Sn和O元素分布均匀,无元素富集现象,晶粒尺寸均匀,完全满足八代以上镀膜线的应用技术要求。     

一个新的磁流体稳定性评估方法及其应用

通过利用参数化程序设计语言APDL并加入自定义的程序代码,采用磁标量位法、k-ε两方程湍流模型以及数理统计相结合的方法分别计算了大型铝电解槽在不同立柱进电比母线配置下的电磁流场与波动界面以及电磁力场的方差分析,提出了一个新的磁流体稳定性分析方法,并应用于500kA大型铝电解槽的母线配置研究。研究结果表明自定义的磁流体稳定性评价指标能有效反映多物理场分布的优劣,对基于磁流体稳定性的大型槽母线配置的数值研究是简便易行的,能够有效用于铝电解槽生产和设计的物理场仿真计算分析。     

Thermal stability and oxidation resistance of Ti-B-N, Ti-Cr-B-N, Ti-Si-B-N and Ti-Al-Si-B-N films

Films Ti-B-xN-y(Al,Si,Cr) with different compositions x = 25-33 at.% and y = 11-14 at.% were deposited by DC magnetron sputtering of TiBN, TiCrB, TiSiB, and TiAlSiB composite targets in a gaseous mixture of argon and nitrogen. The structure and phase composition of films were studied by means of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, Raman and X-ray photoelectron spectroscopy. To evaluate the thermal stability and oxidation resistance, the Ti-B-N, Ti-Cr-B-N, Ti-Si-B-N, and Ti-Al-Si-B-N films were annealed at 600, 800, and 1000 °C in vacuum and at 600, 700, 800, and 900 °C in air, respectively. The elemental depth profiles for the oxidized films were obtained by focused ion beam equipped with secondary ion mass spectrometer. The Ti-B-N and Ti-Cr-B-N films demonstrated thermal stability up to 1000 °C. A threshold temperature of 800 °C was determined, below which these films acted as a diffusion barrier for Ni diffusion from metallic substrate. Annealing in the range of 600-800 °C improved mechanical and tribological characteristics of the films. The Ti-Cr-B-N and Ti-Al-Si-B-N films were more resistant against high-temperature oxidation than the Ti-B-N and Ti-Si-B-N films.     

储罐集油槽整体提升工艺及稳定性校核

介绍了一种储罐的倒装施工工艺,即储罐集油槽在罐底上制作完成,然后用电动倒链整体提升,实现整体就位。相比传统的搭设脚手架施工工艺,该项工艺避免了大量的高空作业,有效保证了施工质量、作业人员及设备设施的安全,施工工效是传统工艺的2~3倍。通过对储罐集油槽提升工艺安装过程中稳定性的效核,有效保证了储罐集油槽整体提升过程的安全性,该工艺可以在各类工艺储罐的安装和改造维修工程中推广应用。     

国内外铝加工技术的发展特点与趋势

随着铝材的应用越来越广泛,铝加工技术进入了一个崭新的发展时期。在收集、整理大量的国外技术资料和统计数据的基础上,对２１世纪初期国内外铝加工技术的发展现状、趋势和发展特点进行了较全面的分析与探讨,认为铝及铝合金材料必将成为整个工业的基础材料。     

SiCp增强铝基复合材料的制备与应用的研究进展

介绍了国内外有关SiCp颗粒增强铝基复合材料研究的进展情况，主要包 括SiCp增强铝基复合材料的传统制备工艺与新的制备工艺，传统应用领域与未来应用前景。     

钛合金TC4表面纳米化及其热稳定性

利用超音速微粒轰击技术(supersonic fine particles bombarding,SFPB)对钛合金TC4进行了表面纳米化处理,并对SFPB处理后的试样进行不同温度2 h退火处理。借助X射线衍射、显微硬度计、透射电子显微镜和差热分析对纳米化及热处理后的试样进行了组织和性能表征,研究钛合金表面纳米化机理及其热稳定性。结果表明:经过SFPB处理后的试样在表层形成了纳米结构层,随着处理时间的延长,变形层厚度不断增加,晶粒尺寸逐步细化,当SFPB处理30 min后晶粒尺寸趋于稳定,在表层形成了晶粒尺寸约为15 nm具有随机取向的纳米等轴晶。纳米化后的试样在750℃退火时,纳米晶未发生明显粗化,因而具有很好的热稳定性。     

Al-Zn-Mg合金的表面纳米晶化及其热稳定性研究

利用高能喷丸技术在Al-Zn-Mg合金上制备出纳米晶结构表层，利用X-射线衍射仪、光学显微镜和透射电子显微镜研究由表层沿厚度方向的结构变化特征，并对纳米晶层的热稳定性进行分析。结果表明：高能喷丸处理后，在样品表层获得了等轴、随机取向的纳米晶粒，平均晶粒尺寸约为20nm；晶粒细化遵循逐渐细分原则；动态再结晶可能导致纳米晶粒组织最终形成；高应变量和应变速率及变形过程中的温升对表层纳米晶粒的形成起到了重要作用。表层纳米晶结构层在250℃真空退火后，有大量纳米级析出相析出，晶粒长至300nm左右，表现出较好的热稳定性。     

Preparation of colloidal Sb_2O_5 and its stability

1　INTRODUCTIONColloidalantimony pentoxideisanewinorganicflameretardant .Itcanbeusedinrubber,plastics,fiber ,textile ,carpet,paint ,paperandprintedcircuitboardbe causeofitsflameretardingabilityandotherexcellentpropertiessuchashighdispersion ,lowcoloringintensityandhighheat stability[15] .Althoughmoreandmoreap plicationsofcolloidalantimonypentoxidearefoundintheindustry,therearelackofdetailedstudiesonprepara tionandstabilityofcolloidalantimonypentoxideex ceptsomepatentsabouttechnologicalproc…     

RhZr相结构稳定性和电子结构性质的第一性原理研究

用第一性原理计算研究RhZr两种晶体结构的结构稳定性和电子结构性质。采用基于第一性原理的平面波赝势法,分别用局域密度近似和广义梯度近似法,对晶体原子的结构进行优化,并分别对正交晶系RhZr和立方晶系RhZr的基态性质,如晶格参数、能态密度、形成能以及形成焓等进行计算。计算结果表明：正交晶系RhZr比立方晶系RhZr更容易生成,而且生成的正交晶系RhZr比立方晶系RhZr更稳定。能态密度计算结果表明：立方晶系RhZr比正交晶系RhZr稳定,是因为在立方晶系RhZr中不仅存在Rh？Zr还存在Rh？Rh或者Zr？Zr之间的相互作用键。由态密度分析还可看出,在费米面附近Rh的4d轨道与Zr的4d轨道存在较强的轨道杂化。