难熔金属钨、钼管材的应用及其制备技术研究进展

近年来,难熔金属W、Mo管材因其高熔点、高强度、热膨胀系数低、电阻率低、良好的热稳定性等优点被广泛应用于溅射镀膜行业、航空航天以及核工业领域。本文从难熔金属W、Mo管材的应用着手,重点分析了目前常用的W、Mo管材的制备方法,包括挤压、锻造、旋压、热等静压、等离子喷涂、化学气相沉积(CVD)等的工艺特点、管材性能优势及应用方向,提出了今后难熔金属W、Mo管材技术研发方向。应用于平面显示、太阳能光伏等行业的大尺寸高纯Mo及Mo合金管状溅射靶材,是难熔金属W、Mo材料最为重要的高端应用发展方向;我国在大尺寸W、Mo及其合金管靶制备等方面需进一步加强相关基础研究工作与装备投入。     

半导体用高纯钨靶材的制备技术与应用

难熔金属钨及钨合金由于具有高温稳定性好、电子迁移抗力高以及电子发射系数高等优点,在半导体大规模集成电路制造过程中有着广泛的应用。本文对半导体用高纯钨及钨合金靶材的应用领域、性能要求以及制备方法进行了详细的分析,并对其发展趋势进行了展望。高纯钨及钨合金靶材主要用于制造半导体集成电路的栅电极、连接布线、扩散阻挡层等,对材料的纯度、杂质元素含量、致密度、晶粒尺寸及晶粒组织均匀性等方面都有着极高的要求。高纯钨及钨合金靶材主要采用热压、热等静压等方式来制备,采用中频烧结+压力加工的方式可以制备出高纯度、高致密度的钨靶材,但晶粒尺寸及晶粒组织均匀性控制方面,与热等静压制备的钨靶仍有一定的差距。     

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。     

难熔金属热学性能的研究现状

综述了难熔金属（钒、铌、钽、钼、钨等）热学性能的研究现状及其进展,从理论和实验两方面讨论了难熔金属热学性能与微观结构之间的关系.简述了纳米晶难熔金属的研究现状.最后对难熔金属研究与应用的前景进行了展望.     

激光增材制造难熔金属研究进展

难熔金属由于具有优异的综合性能而广泛应用于航空航天、装备制造、核工业及生物医疗等领域。但是由于高熔点及高韧脆转变温度的特点,尚存在加工制造困难、生产周期长、对设备要求高等问题,从而限制了其应用与发展。激光增材制造是近年来新兴的数字化制造技术之一,为制造和加工难熔金属提供了新的发展思路。本文重点介绍了近年来激光增材制造难熔金属的热点领域,包括钨及钨基重合金、纯钼及钼硅硼合金、铌硅及铌钛合金和多孔钽,对尚存在的问题进行了总结,最后对激光增材制造难熔金属未来的发展方向进行了展望。     

难熔金属及其合金单晶的研究进展

介绍了难熔金属及其合金单晶制备技术的基本原理及常用表征方法,讨论了区熔次数对难熔金属合金单晶材料杂质含量的影响,并对难熔金属及其合金单晶制备技术的发展方向进行了展望。     

国外难熔金属合金的近期进展

难熔金属的强化和应用,在文献[1]中已做了详细的评述。本文只简单地介绍一下,近两年来国外难熔金属(钨、钼、铌、钽)及其合金的研制概况。着重地介绍了在强化难熔金属合金方面所取得的进展;钼、铌的固溶软化;渗杂钨丝高抗蠕变性能的机理;铌——氢系和静液压挤压工艺在难熔金属加工方面的应用和难熔金属的防护。     

航天航空用难熔金属材料的研究进展

综述了航天航空用难熔金属钨、钼、钽、铌、铼和其合金及其涂层在高温结构研究方面的现状和应用情况,对航天用难熔金属合金的种类、力学性能、涂层的性能、制备方法作了介绍。难熔金属主要用于火箭发动机和航天器结构件,其中钨、钼及其合金单晶应用于空间动力系统。难熔金属及其合金的使用温度高低顺序与材料熔点的顺序相同。     

第十届全国难熔金属学术交流会信息

第十届全国难熔金属学术交流会将于 2 0 0 2年 1 0月 2 2～ 2 5日在湖北宜昌市召开。此次会议系由中国有色金属学会、中国金属学会、中国科协、中国钨协、中国材料研究学会共同组织。召开第十届全国难熔金属学术交流会的目的是为研讨当今难熔金属材料及技术研发、应用现状与发展趋势 ;探讨我国“十五”期间及加入 WTO后难熔金属行业发展战略 ,促进其合作与交流 ,积极推动我国难熔材料产业的跨跃式发展。此次会议将就有关 W、Mo、Ta、Nb、Zr、V、Hf、Cr等难熔金属、合金及化合物 (含陶瓷、金属陶瓷、硬质合金等 )的组织、性能、理论研究…     

难熔金属选区激光熔化技术研究进展

近年来,随着难熔金属的研究与深入,传统工艺难以满足在制备难熔金属及其复杂结构的需求。鉴于难熔金属材料的高熔点和优异的高温力学性能,将其与选区激光熔化技术相结合,将为难熔金属的设计提供更大的弹性和可加工性。本文对难熔金属材料的选区激光熔化技术进行了总结。按照材料分类,对钨合金、多孔钽、钼合金以及难熔高熵合金进行评述。因为选区激光熔化难熔金属对低熔点元素、加工参数等敏感,故总结了这些因素对工艺控制和最终零件质量的影响。最后,归纳了当前研究的优势和不足,并对今后的发展趋势进行了展望。     

钛的真空电弧熔炼工艺现状

本文综述了当前国际上高纯和超高纯难熔金属发展的新情况和新动向,主要内容包括微量元素的行为和对材料应用性能的影响、高纯和超高纯难熔金属的制取、分析和在近代微电子技术中的应用。     

氢等离子体电弧熔炼技术在难熔金属提纯中的应用

本文主要对氢等离子体电弧熔炼技术在难熔金属提纯方面的应用进行了综述。介绍了等离子体电弧炉的原理与结构,重点讨论氢等离子体电弧熔炼技术在难熔金属提纯方面的优势,最后阐述了H2在熔炼提纯中发挥的重要作用和机理。     

若干难熔金属提纯的新技术

讨论了纯度对难熔金属性能的影响,重点介绍几种最有前景且能有效去除难熔金属内部杂质的提纯方法,包括电子束区域熔炼法和等离子弧熔炼法,并对这些方法进行了分析,提出了一些难熔金属提纯的建议。     

电子束技术在难熔金属行业的应用

电子束技术是难熔金属行业一项有效的处理方法,主要有电子束冷床熔炼、电子束悬浮区域熔炼、电子束物理气相沉积和电子束焊接等,本文研究了这4项技术在难熔金属行业的应用及4种处理设备的国内外研发水平。     

难熔金属高温抗氧化铱涂层的研究进展

铱具有高熔点和良好的化学惰性,是宇航工业领域1800℃以上难熔金属高温抗氧化涂层的首选材料。本文阐述了难熔金属表面制备铱涂层的迫切性和必要性,对铱的特点与性质进行了详细介绍,以及从美国、日本、欧洲和中国对铱涂层的制备方法和应用背景进行了综述,重点介绍了双辉等离子技术在难熔金属表面制备铱涂层的技术优势和组织结构。     

超高纯铝合金互连线及其溅射靶材

近些年来,随着集成电路(IC)技术的进步,围绕集成电路的相关应用得到迅速发展,超高纯铝合金溅射靶材作为集成电路金属互连线制造中的配套材料,由此成为最近国内研究的热点.本文就超高纯铝合金溅射靶材在金属互连线中的应用、性能要求、加工工艺以及发展前景进行了综述.     

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...     

难熔金属高温抗氧化铱涂层的研究进展

铱具有高熔点和良好的化学惰性,是宇航工业领域1800 ℃以上难熔金属高温抗氧化涂层的首选材料。本文阐述了难熔金属表面制备铱涂层的迫切性和必要性,对铱的特点与性质进行了详细介绍,以及从美国、日本、欧洲和中国对铱涂层的制备方法和应用背景进行了综述,重点介绍了双辉等离子技术在难熔金属表面制备铱涂层的技术优势和组织结构。     

难熔金属合金的加工技术及其新应用

难熔金属的最大特点是熔点高，但由于其在低于熔点温度下易氧化及高温下强度的降低而使这个优点不太显现。难熔金属难于加工，大部分材料仍采用粉末冶金技术（有时也采用熔炼技术），这就大大限制了合金的发展。此外，钼和钨在室温条件下是脆性的，致使这些材料的机械加工必须在高温下进行。 先进技术的发展使难熔金属微观结构的更详细分析检测成为可能。这些技术发展都与难熔金属材料的研制密切相关。美国布朗大学的C.L.Briant根据不同的加工工艺方式论述了难熔金属合金的定向凝固技术、粉末冶金技术、热机械加工技术，同时也介绍了电子…     

电弧离子镀沉积磁性薄膜的研究

研究了电弧离子镀磁性靶材使用过程中发生"跑弧"并导致靶材无法稳定刻蚀的问题.利用有限元方法(FEM)对外加磁场下非磁性靶材系统和磁性靶材系统中的磁场分布进行了模拟.研究了外磁场对电弧斑点运动的影响机理,并结合电弧斑点放电的物理机制,探讨了磁性靶材与低饱和蒸气压金属靶壳、绝缘陶瓷靶壳或软磁性金属靶壳组成复合结构靶材解决磁性靶材使用问题的可行性.结果表明,这3种复合结构靶材设计方案均能有效解决电弧离子镀磁性靶材"跑弧"问题.通过实验得到,在低饱和蒸气压金属或绝缘陶瓷靶壳设计方案里,靶材频繁引弧到弧斑能受控运动的转变温度为(136.6±23.0)℃.