一种高纯度银靶材及其加工方法与流程

1.本发明属于靶材技术领域，具体是一种高纯度银靶材及其加工方法。


背景技术：

2.靶材是磁控溅射过程中的基本耗材，不仅使用量大，而且靶材质量的好坏对薄膜的性能起着至关重要的决定作用。靶材应用领域比较广泛，主要包括光学靶材、显示薄膜用靶材、半导体领域用靶材、记录介质用靶材、超导靶材等。其中半导体领域用靶材、显示用靶材和记录介质用靶材是当前使用最为广泛的三大靶材。
3.银靶材是靶材中的一种，高纯度银靶材因其良好的性能被人们广泛应用于工业中，其中，工业应用之银靶材需具备以下特性：
4.1、组织均匀，内部缺陷(夹渣、气孔、裂纹等)少，甚至无缺陷；
5.2、晶粒细小均匀；
6.3、纯度高，杂质含量少。
7.专利公开号cn103667768a公开的耐一种银靶材制造方法，通过选用纯度4n以上银原料，利用大气熔炼或真空熔炼的方法将银原料熔融，并将熔汤浇铸，浇铸后的熔汤冷却形成铸锭坯料；将浇铸所形成的铸锭坯料立即进行保温热处理，在400～900℃温度范围进行保温均化，保温时间0.5h以上，然后将保温热处理后的铸锭坯料进行热轧延或者空气锤锻打，形成银坯；对所得银坯冷却到室温后，在室温的环境下对银坯进行冷轧延，形成冷轧坯；将冷轧所形成的冷轧坯做退火热处理，退火热处理温度为350～700℃，时间为0.5小时～3小时，获得晶粒细小且均匀的银靶坯，最终通过机床加工即可获得大尺寸银靶材，但上述方法制备得到的银靶靶坯晶粒较粗大且分布不均匀，无法满足人们的需求。
8.为此，我们提出一种高纯度银靶材及其加工方法。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种高纯度银靶材及其加工方法。
10.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
11.一种高纯度银靶材，由纯度为99％的银原料制备而成，所述制备的高纯度银靶材的纯度为3n～6n，所述高纯银靶的微观组织为细小均匀晶粒，平均晶粒尺寸≤40μm。
12.一种高纯度银靶材的加工方法，具体步骤如下：
13.(s1)、原料备料：
14.选取高品质原材料，以保证靶材品质；
15.(s2)、熔炼铸锭
16.对原材料进行熔炼成液体，并形成铸锭坯料；
17.(s3)、成分分析：
18.对铸锭坯料进行杂质含量检测，确保纯度达标；
19.(s4)、成型处理：
20.对铸锭坯料进行锻造、轧制和退火热处理，获得晶粒细小且均匀的银靶材；
21.(s5)、热处理：
22.对银靶材进行热处理，消除内部应力；
23.(s6)、机加工成型：
24.通过机床加工即可获得合格形状的高纯度银靶材；
25.(s7)、外观尺寸检测：
26.对高纯度银靶材进行外观及尺寸公差检测。
27.优选的，所述步骤(s1)原料备料中选取高品质原材料，其原材料可为银粒、银粉、银片中的一种或几种。
28.优选的，所述步骤(s2)熔炼工序中，采用真空感应熔炼、电子束熔炼或者悬浮熔炼进行熔炼。
29.优选的，所述步骤(s3)成分分析中采用icp或gdms设备检测分析铸锭坯料中金属杂质含量，并采用碳硫分析仪和氮氧分析仪设备对非金属杂质含量进行检测，确保纯度达标。
30.优选的，所述步骤(s4)成型处理中，锻造的温度控制为400～700℃，并进行保温均化，保温时间1h以上，然后将保温热处理后的铸锭坯料进行热轧，热轧的温度控制为500～800℃，采用3道次轧制，然后对铸锭坯料进行退火热处理，退火热处理的温度控制为400～600℃，时间为1h～4h，获得晶粒细小且均匀的银靶材。
31.优选的，所述步骤(s5)热处理工艺中，通过固溶处理、中间处理和时效处理，消除银靶材的内部应力。
32.优选的，所述所述的固溶处理方法为温度控制为1100～1350℃，保温时间为3～10h；所述的中间处理方法为温度控制为1000～1250℃，保温时间为3～10h；所述的时效处的温度控制为820℃～920℃，保温时间为20～28h。
33.优选的，所述(s6)机加工成型工艺中，通过机床加工包括切割加工、车铣磨加工和数控加工，加工成所需要尺寸的高纯度银靶材。
34.优选的，所述(s7)外观尺寸检测中，通过千分尺，精密卡尺和测量产品尺寸，对高纯度银靶材进行检测，以确保符合要求，通过表面清洁度仪测量对高纯度银靶材表面光洁度及清洁程度。
35.与现有技术相比，根据本发明的一种高纯度银靶材及其加工方法具有如下有益效果：
36.1、本发明提供的高纯度银靶材及其加工方法，通过采用成型处理和热处理，制备得到高纯银靶材具有晶粒尺寸细小、晶粒分布均匀、成分均匀和致密性高的特点，确保高纯度银靶材的品质和质量。
37.2、本发明及其方法所生产的高纯度银靶材，通过采用锻造、轧制和退火热处理结合使得靶材成分均匀、晶粒分布均匀、晶粒细化，通过对银靶材进行热处理，消除银靶材的内部应力，提高了银靶材的致密性和均匀性，通过采用成分分析，能够提高银靶材的纯度。
附图说明
38.图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
39.以下结合附图1，进一步说明本发明一种高纯度银靶材及其加工方法的具体实施方式。本发明一种高纯度银靶材及其加工方法不限于以下实施例的描述。
40.实施例1：
41.一种高纯度银靶材，由纯度为99％的银原料制备而成，所述制备的高纯度银靶材的纯度为3n～6n，所述高纯银靶的微观组织为细小均匀晶粒，平均晶粒尺寸≤40μm。
42.一种高纯度银靶材的加工方法，具体步骤如下：
43.(s1)、原料备料：
44.选取高品质原材料，以保证靶材品质；
45.所述步骤(s1)原料备料中选取高品质原材料，其原材料可为银粒、银粉、银片中的一种或几种。
46.(s2)、熔炼铸锭
47.对原材料进行熔炼成液体，并形成铸锭坯料；
48.所述步骤(s2)熔炼工序中，采用真空感应熔炼、电子束熔炼或者悬浮熔炼进行熔炼。
49.(s3)、成分分析：
50.对铸锭坯料进行杂质含量检测，确保纯度达标；
51.所述步骤(s3)成分分析中采用icp或gdms设备检测分析铸锭坯料中金属杂质含量，并采用碳硫分析仪和氮氧分析仪设备对非金属杂质含量进行检测，确保纯度达标。
52.(s4)、成型处理：
53.对铸锭坯料进行锻造、轧制和退火热处理，获得晶粒细小且均匀的银靶材；
54.所述步骤(s4)成型处理中，锻造的温度控制为400～700℃，并进行保温均化，保温时间1h以上，然后将保温热处理后的铸锭坯料进行热轧，热轧的温度控制为500～800℃，采用3道次轧制，然后对铸锭坯料进行退火热处理，退火热处理的温度控制为400～600℃，时间为1h～4h，获得晶粒细小且均匀的银靶材。
55.(s5)、热处理：
56.对银靶材进行热处理，消除内部应力；
57.所述步骤(s5)热处理工艺中，通过固溶处理、中间处理和时效处理，消除银靶材的内部应力。
58.所述所述的固溶处理方法为温度控制为1100～1350℃，保温时间为3～10h；所述的中间处理方法为温度控制为1000～1250℃，保温时间为3～10h；所述的时效处的温度控制为820℃～920℃，保温时间为20～28h。
59.(s6)、机加工成型：
60.通过机床加工即可获得合格形状的高纯度银靶材；
61.所述(s6)机加工成型工艺中，通过机床加工包括切割加工、车铣磨加工和数控加工，加工成所需要尺寸的高纯度银靶材。
62.(s7)、外观尺寸检测：
63.对高纯度银靶材进行外观及尺寸公差检测。
64.所述(s7)外观尺寸检测中，通过千分尺，精密卡尺和测量产品尺寸，对高纯度银靶
材进行检测，以确保符合要求，通过表面清洁度仪测量对高纯度银靶材表面光洁度及清洁程度。
65.本发明提供的高纯度银靶材及其加工方法，通过采用成型处理和热处理，制备得到高纯银靶材具有晶粒尺寸细小、晶粒分布均匀、成分均匀和致密性高的特点，确保高纯度银靶材的品质和质量。
66.本发明及其方法所生产的高纯度银靶材，通过采用锻造、轧制和退火热处理结合使得靶材成分均匀、晶粒分布均匀、晶粒细化，通过对银靶材进行热处理，消除银靶材的内部应力，提高了银靶材的致密性和均匀性，通过采用成分分析，能够提高银靶材的纯度，通过外观尺寸检测，能够提高银靶材的合格率。
67.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。