[发明专利]ZnSn合金靶材及其制备方法

说明书

本发明涉及一种ZnSn合金靶材及其制备方法。ZnSn合金靶材的制备方法，包括如下步骤：将Zn粉末和Sn粉末混合均匀，得到混合粉体；对混合粉体进行预压成型，压力为400T以上并保压处理，得到ZnSn合金毛坯；采用冷等静压的工艺对ZnSn合金毛坯进行强化处理，得到ZnSn合金靶坯；以及对ZnSn合金靶坯进行绑定成型，得到ZnSn合金靶材。本发明技术方案的ZnSn合金靶材的制备方法，采用粉末状态的原料Zn和Sn，之后先将混合粉体预压得到具有初步形状的ZnSn合金毛坯，再采用冷等静压进行强化处理，能够得到致密度和晶粒良好的高性能ZnSn合金靶材。

技术领域

本发明涉及靶材技术领域，特别是涉及一种ZnSn合金靶材及其制备方法。

背景技术

溅射镀膜就是在真空中利用荷能粒子轰击靶表面，使被轰击出的粒子沉积在基片上的技术。磁控溅射镀膜因具有低温和快速两大优点而被广泛应用，溅射镀膜对使用的靶材要求是晶粒细小且无组织缺陷。

ZnSn合金靶材是一种常用的溅射靶材，传统的ZnSn合金靶材的制备方法是通过Zn锭和Sn锭高温熔化后在模具中成型，然而，由于Zn和Sn的熔点差异较大(Zn熔点419.53℃，Sn熔点231.89℃)，使得二者无法完全融合，因此，在铸造过程中由于冷却度差异易造成偏析、孔洞、疏松和裂纹等缺陷，导致采用传统制备方法得到的ZnSn合金靶材不利于应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种致密度和晶粒良好的高性能ZnSn合金靶材及其制备方法。

一种ZnSn合金靶材的制备方法，包括如下步骤：

将Zn粉末和Sn粉末混合均匀，得到混合粉体；

对所述混合粉体进行预压成型，压力为400T以上并保压处理，得到ZnSn合金毛坯；

采用冷等静压的工艺对所述ZnSn合金毛坯进行强化处理，得到ZnSn合金靶坯；以及

对所述ZnSn合金靶坯进行绑定成型，得到ZnSn合金靶材。

本发明技术方案的ZnSn合金靶材的制备方法，采用粉末状态的原料Zn和Sn，之后先将混合粉体预压得到具有初步形状的ZnSn合金毛坯，再采用冷等静压进行强化处理，能够得到致密度和晶粒良好的高性能ZnSn合金靶材。经试验证明，本发明的上述ZnSn合金靶材的制备方法制备得到ZnSn合金靶材的相对密度≥99％，ZnSn合金靶材的晶粒大小为50μm左右。

在其中一个实施例中，所述Zn粉末和所述Sn粉末的D50均为30μm～60μm。

在其中一个实施例中，将Zn粉末和Sn粉末混合均匀的操作为：按照质量份数，将45份～55份的Zn粉末、45份～55份的Sn粉末和二氧化锆球加入混料机内混料。

在其中一个实施例中，所述Zn粉末和所述Sn粉末的混合物与所述二氧化锆球的质量比为1：(2～3)。

在其中一个实施例中，所述二氧化锆球的个数为若干个，若干个所述二氧化锆球的规格包括Φ2mm、Φ5mm、Φ10mm、Φ20mm和Φ25mm。

在其中一个实施例中，所述混料机的转速为100r/min～250r/min，混料时间为5h～15h。

在其中一个实施例中，对所述混合粉体进行预压成型的操作为：采用液压设备对所述混合粉体进行预压成型。

在其中一个实施例中，对所述混合粉体进行预压成型的压力为400T～600T，保压时间为5min～10min。

在其中一个实施例中，冷等静压的压力为200MPa～300MPa，保压时间为5min～20min。