[发明专利]一种高铬铝合金粉末的制备方法

说明书

本公开实施例是关于一种高铬铝合金粉末的制备方法。该方法包括：利用热等静压工艺及预设的热等静压工艺参数，将铬粉和铝粉制备成电极棒料；利用等离子旋转电极制粉工艺及预设的PREP工艺参数，将所述电极棒料制备成高铬铝合金粉末。本公开实施例一方面，使电极棒料能承受住高转速下所造成的最大应力而不会发生断裂，且能使铬粉、铝粉能够同时被熔化，克服了由于熔点相差大而不能同时被熔炼的难题；另一方面，制备的高铬铝合金粉末纯度高、杂质含量低、合金化程度高、相含量均匀单一，粉末球形度高，满足了半导体、电子信息、核工业、能源等领域对高性能高铬铝合金粉末的需求。

技术领域

本公开实施例涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种高铬铝合金粉末的制备方法。

背景技术

目前，铬铝合金涂层应用较多的为制备刀具表面涂层、卫浴及饰品电镀，以提高其表面硬度及美观效果。但这些行业所应用的铬铝涂层制备技术壁垒较低，以及其对铬铝涂层的性能要求不高，因此其涂层主要使用的是传统熔炼技术制备的铬铝合金，合金组织、纯度等性能都较差。

而在电子信息、核能、能源等领域对于元器件表面涂层及薄膜的性能要求较高。对于铬铝合金，富铝 Al-Cr 合金很容易发生相变，即使成分变化很小，在合金制造过程中，微观结构也难以控制；在高温环境中的CrAl合金涂层，涂层中Al含量较高时会导致涂层在氧化过程中开裂或脱落。Cr 含量为 70 wt% 或更高的富铬固溶体合金因为熔化温度通常超过1600℃，因此被认为是合适的高温材料，而且富铬Cr-Al固溶体合金其微观结构在制造过程中更容易控制。高铬含量的铬铝合金可用在平板显示中电极/BM层溅射镀膜；太阳能电池中阻挡层溅射镀膜；用作制备晶圆制造中的阻挡层以防止导电层金属扩散到晶圆主体材料硅中，同时也用于粘结金属导电层与硅材料；高铬含量的铬铝合金还具有良好的反铁磁性能，可以作为芯片封装的溅射靶材，屏蔽芯片免受外部散射磁场的影响；在核工业领域，被应用于真空离子镀制作燃料包壳（Zr合金）表面涂层，以提高其耐高温水蒸气氧化性能以及耐微动磨碎性能。

相关制备铬铝合金粉末技术中，主要有自蔓延法、雾化法和等离子旋转雾化制粉（Plasma rotating electrode process，PREP），其中自蔓延高温合成后破碎法制备铬铝合金粉末的粒度都较大，相结构比较复杂，而且粉末的纯度较低且为非球形，对于制备高性能的铬铝靶材来说会严重影响其镀膜效果。雾化技术制备的铬铝合金粉末，尤其对于高铬含量的合金粉末，由于铬与铝熔点相差太大，导致二者不能同时被熔炼，在实际应用中很难实现，即使可以熔炼，铝也会有很大的损失，导致合金成分出现很大的偏差。PREP工艺制备铬铝合金粉末过程中，由于高铬含量的铬铝合金的特性，往往会出现电极棒料断裂、制得的粉末粒径过大且球形度较差和粉末出现多种相结果等多种问题。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种高铬铝合金粉末的制备方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种高铬铝合金粉末的制备方法，包括：

利用热等静压工艺及预设的热等静压工艺参数，将铬粉和铝粉制备成电极棒料；

利用等离子旋转电极制粉工艺及预设的PREP工艺参数，将所述电极棒料制备成高铬铝合金粉末；

其中，所述铬粉和所述铝粉的预设纯度均大于或等于99.9%，所述高铬铝合金粉末的质量百分比为：铬粉大于60%、其余均为铝粉。

本公开的一实施例中，所述等离子旋转电极制粉工艺包括以下步骤：

将所述电极棒料设置在等离子旋转电极装置上，按照预设真空度设置雾化室的真空度，并充入惰性气体；