[发明专利]一种碳化硅复合靶材及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅复合靶材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将碳化硅粉末、碳粉、粘结剂和溶剂混合进行湿法球磨，得到混合浆料；

(2)将步骤(1)得到的混合浆料进行喷雾造粒，得到造粒粉末；

(3)将步骤(2)得到的造粒粉末进行冷等静压成型，得到靶材坯料；

(4)将步骤(3)得到的靶材坯料进行热压烧结，得到碳化硅复合靶材。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述碳粉包括石墨粉末和/或石油焦；

优选地，步骤(1)所述碳化硅粉末和碳粉的质量比为1:1.3～1:2；

优选地，步骤(1)所述粘结剂包括有机粘结剂；

优选地，所述有机粘结剂包括聚乙烯醇、淀粉、麦芽糊精或环氧树脂中任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述粘结剂的加入量为碳化硅粉末和碳粉总质量的1～6wt％；

优选地，步骤(1)所述溶剂包括去离子水和/或乙醇；

优选地，步骤(1)所述溶剂的加入量为碳化硅粉末和碳粉总质量的40～80wt％。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述湿法球磨在卧式球磨机中进行；

优选地，步骤(1)所述湿法球磨所用的球磨介质为碳化硅球；

优选地，所述球磨介质的粒径为5～10mm；

优选地，所述球磨介质的用量为：球磨介质与碳化硅粉末、碳粉总质量的比例为(0.8～1.2):1；

优选地，步骤(1)所述湿法球磨的转速为10～40r/min；

优选地，步骤(1)所述湿法球磨的时间为0.5～12h。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述喷雾造粒在喷雾造粒塔内进行；

优选地，所述喷雾造粒塔的进风温度为220～260℃，出风温度为105～150℃；

优选地，步骤(2)所述喷雾造粒得到的造粒粉末进行筛分；

优选地，所述筛分后使用的造粒粉末的粒径为40～100μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述冷等静压成型在橡胶模具中进行；

优选地，步骤(3)所述冷等静压成型的压力为150～200MPa；

优选地，步骤(3)所述冷等静压成型的保压时间为1～3h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述热压烧结在真空热压烧结炉中进行；

优选地，所述靶材坯料先放入石墨模具中，再连同石墨模具共同放入真空热压烧结炉中；

优选地，步骤(4)所述热压烧结分为三段升温烧结过程，一段升温由常温升温至1400～1500℃，二段升温为继续升温至1750～1850℃，三段升温为升温至2000～2050℃；

优选地，所述一段升温的升温速率为8～12℃/min；

优选地，所述二段升温的升温速率为4～6℃/min；

优选地，所述三段升温的升温速率为2～4℃/min。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述升温过程中通入保护性气体，维持压力为-0.06～-0.02MPa；

优选地，所述升温过程完成后维持压力为-0.08～-0.06MPa；

优选地，所述保护性气体包括惰性气体；

优选地，所述二段升温后保温50～75min；

优选地，所述三段升温后保温40～80min。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述热压烧结后进行冷却；

优选地，所述冷却方式为随炉自然冷却；

优选地，所述冷却速率为5～20℃/min。