[发明专利]一种La-Zr合金靶及其制备方法

说明书

本发明公开了La‑Zr合金靶及其制备方法，包括以下步骤：将La‑Mg合金铸锭与锆置于熔炼设备内进行熔炼，熔炼温度为1700～2200℃，保温时间为1～40min，使La‑Mg合金铸锭中所有的镁完全挥发，制得La‑Zr合金靶；其中La‑Zr合金靶中镧的重量百分比为40％～80％，锆的重量百分比为20％～60％，La‑Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La‑Zr合金靶中镧与锆总质量的5～50％。本发明解决了传统熔炼方法得到的合金靶容易出现分层的现象，制得的La‑Zr合金靶成分均匀、氧含量低；该方法提高了生产效率，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于合金靶技术领域，特别是涉及一种La-Zr合金靶及其制备方法。

背景技术

靶材作为下游应用产业的功能薄膜的溅射源，在国防军工及新能源汽车、半导体集成电路、新型显示器、5G通讯等领域不断得到新的应用，成为高新技术产业发展不可或缺的关键材料。合金靶材在电子信息产业及玻璃镀膜领域发挥着举足轻重的作用，是溅射薄膜的重要原材料之一。其中作为一类新型材料的La-Zr合金靶具备高强度、良好的耐磨性能以及在过冷液态区内良好的加工成型性能和热稳定性，其作为合金靶具有广阔的市场应用需求。传统的La-Zr合金熔炼，一般是将金属镧和金属锆直接加入到坩埚中进行熔炼并且浇铸，表面存在较大的缺陷，并且合金靶表面出现明显的分层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种La-Zr合金靶及其制备方法，使制得的La-Zr合金靶成分均匀，无明显缺陷，合金靶表面无明显的分层的问题。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种La-Zr合金靶的制备方法，包括以下步骤：

将La-Mg合金铸锭与锆置于熔炼设备内进行熔炼，熔炼温度为1700～2200℃，保温时间为1～40min，使La-Mg合金铸锭中所有的镁完全挥发，制得La-Zr合金靶；其中La-Zr合金靶中镧的重量百分比为40％～80％，锆的重量百分比为20％～60％，La-Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La-Zr合金靶中镧与锆总质量的5～50％。

本发明通过先制得La-Mg合金铸锭，再加入金属锆，利用金属锆将La-Mg合金铸锭中的Mg置换出来，制得的La-Zr合金靶表面光洁成分均匀。镁的重量百分比为La-Zr合金靶中镧与锆总质量的5～50％，镁的含量太低无法实现正常置换，镁的含量太高效果不明显。

优选地，La-Mg合金铸锭中镁的重量百分比为La-Zr合金靶中镧与锆总质量的10～30％。

优选地，本发明通过控制中频炉的工艺参数来稳定调节熔炼过程的温度，具体为：

熔炼设备为中频炉，熔炼的工艺参数为将熔炼设备抽真空至2×10^-2Pa～6×10^-2Pa，充入氩气直至真空达到0.01MPa～0.1MPa，将功率升高至8～60Kw，加热5～60min，保温1～40min，浇铸到铸铁模具中，冷却，取出La-Zr合金靶。

优选地，熔炼设备为25Kg中频炉，功率升至8～50Kw，加热20～60min，保温10～50min。

优选地，熔炼设备为10Kg中频炉，功率升至8～25Kw，加热10～80min，保温5～40min。

优选地，La-Mg合金铸锭的制备方法包括以下步骤：将镧和镁加入熔炼设备，抽真空至2×10^-2Pa～6×10^-2Pa，充入氩气，直至熔炼设备内真空达到0.03MPa～0.05MPa，接着加热5～80min，保温1～40min，浇铸到铸铁模具中，待冷却后取出La-Mg合金铸锭。

优选地，锆的纯度≥99.99％，所述镧的纯度≥99.99％，所述镁的纯度≥99.99％。