钛靶的制备主要采用熔铸法和粉末冶金法,两种工艺在适用性、成本及性能上存在显著差异:
1. 熔铸法
原理:将高纯钛原料在真空或惰性气体保护下熔炼,浇铸成锭后经轧制、锻造及机加工成型。
优点:设备简单、成本低,适合批量生产大尺寸靶材。
缺点:
易氧化,需严格控氧;
晶粒粗大,可能存在成分偏析,影响溅射薄膜均匀性。
应用:低纯度钛靶,如工业装饰镀膜领域。
2. 粉末冶金法
原理:将钛粉混合后冷等静压成型,再高温烧结致密化,或采用放电等离子烧结快速成型。
优点:
纯度更高,晶粒可控,适合掺杂合金;
避免熔铸法的氧化问题,微观组织均匀。
缺点:工艺复杂,需HIP处理降低孔隙率,成本较高。
应用:高纯度钛靶及复合靶材,如半导体、航空航天领域。
3. 新兴工艺:SPS
特点:脉冲电流快速致密化,致密度>99.5%,晶粒细化。
局限:设备成本高,靶材尺寸受限。
工艺选择趋势
高纯度需求:半导体、医卫领域倾向粉末冶金法或SPS工艺;
成本敏感场景:熔铸法仍主导工业涂层等中低端市场。
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