銅鉻鋯合金靶材(Cu-Cr-Zr Target)是一種結(jié)合了高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度和優(yōu)異耐熱性能的功能性靶材,廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、薄膜沉積、電子封裝和功能涂層等領(lǐng)域。
銅鉻鋯合金靶材性能特點(diǎn)
高導(dǎo)電/導(dǎo)熱性:保留銅的高導(dǎo)電性(≥80% IACS*),適合電子器件中的導(dǎo)電層。
高強(qiáng)度與硬度:相比純銅,強(qiáng)度提高2-3倍,硬度可達(dá)120-180 HV,抗變形能力優(yōu)異。
耐高溫性能:再結(jié)晶溫度高(500-600℃),高溫下仍保持穩(wěn)定性,適用于高溫沉積工藝。
耐腐蝕與耐磨性:Cr的加入增強(qiáng)了抗氧化和抗腐蝕能力,Zr提升耐磨性。
低濺射率:在物理氣相沉積(PVD)中表現(xiàn)出均勻的濺射性能,成膜質(zhì)量高。
銅鉻鋯合金靶材制備方法
原料準(zhǔn)備:選用純度≥99.9%的電解銅、金屬鉻和鋯,控制氧、氮等雜質(zhì)含量。按目標(biāo)合金比例(如Cu0.5-1.5wt%Cr-0.05-0.25wt%Zr)稱重。
熔煉工藝:在真空或氬氣保護(hù)下熔煉,避免氧化。先熔化銅基體(Cu熔點(diǎn)1083℃),再分批加入Cr(熔點(diǎn)1907℃)和Zr(熔點(diǎn)1855℃),或使用中間合金降低熔點(diǎn)。熔煉溫度1200~1400℃,攪拌熔體以促進(jìn)成分均勻。
鑄造與均勻化處理:快速冷卻以減少成分偏析,獲得細(xì)小晶粒。均勻化退火在800-900℃下保溫8-12小時(shí),消除枝晶偏析,促進(jìn)Cr、Zr的固溶。
熱加工與冷加工:加熱至800-850℃(低于Cu的再結(jié)晶溫度),進(jìn)行多道次軋制或鍛造,總變形量≥70%。動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化晶粒,破碎鑄造缺陷。室溫下軋制至靶材所需厚度(如5-10mm),變形量50-80%。中間退火(500-600℃/1-2h)消除加工硬化。
熱處理優(yōu)化:950-1000℃快速水淬,使Cr、Zr完全固溶于Cu基體。450-500℃保溫2-4小時(shí),析出納米級(jí)Cr和Cu?Zr相,提升強(qiáng)度與導(dǎo)電性。
機(jī)械加工:對(duì)坯料進(jìn)行機(jī)械加工,包括切割、車削、磨削等工藝,以達(dá)到所需的靶材尺寸和表面精度要求。
銅鉻鋯合金靶材應(yīng)用領(lǐng)域
電子工業(yè):半導(dǎo)體器件、集成電路的導(dǎo)電層或阻擋層。
顯示技術(shù):液晶顯示器(LCD)、OLED的電極薄膜。
光伏產(chǎn)業(yè):太陽能電池的導(dǎo)電涂層。
耐磨涂層:工具、模具表面的硬質(zhì)防護(hù)膜。
銅鉻鋯合金應(yīng)用
電子工業(yè):可用于制造電子器件的外殼、散熱部件等,利用其高導(dǎo)熱性和高強(qiáng)度,提高電子器件的散熱性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
模具制造領(lǐng)域:可用于制造壓鑄模具、注塑模具的鑲塊、型芯等關(guān)鍵部件,其良好的抗熱疲勞性能和耐磨性,能承受壓鑄和注塑過程中高溫液態(tài)金屬的反復(fù)沖擊和摩擦,延長模具使用壽命,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
航空航天領(lǐng)域:用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。
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