鋁鋯合金靶材是一種由鋁和鋯為主要成分,通過合金化處理制得的靶材,主要用于物理氣相沉積(PVD)等薄膜制備工藝中,作為濺射或蒸發(fā)源。
鋁鋯關鍵特性與優(yōu)勢
優(yōu)異的抗氧化和耐腐蝕性:鋯具有極強的化學惰性和鈍化能力,形成的氧化鋯保護膜能極大提升薄膜和基底的抗氧化和耐腐蝕性能。鋁也具有良好的耐蝕性。
高的熱穩(wěn)定性:鋯的熔點很高(約1852°C),與鋁形成共晶或金屬間化合物后,能顯著提高薄膜的熔點和再結晶溫度,使其在高溫環(huán)境下保持結構穩(wěn)定和性能不退化。
良好的硬度和耐磨性:鋯及鋁鋯金屬間化合物本身具有較高的硬度,形成的薄膜也具有較好的耐磨性能。
適中的導電性:純鋁導電性極佳,添加鋯后會降低導電性,但鋁鋯合金薄膜(特別是鋯含量較低時)的導電性仍然顯著優(yōu)于純陶瓷薄膜,這對某些電子應用(如電極)很重要。
良好的機械性能和薄膜附著力:合金薄膜通常比純金屬或純陶瓷具有更優(yōu)的內(nèi)應力控制和膜基結合力。
調(diào)整性強: 通過改變鋁鋯的比例,可以精確調(diào)控薄膜的物理化學性能(如導電率、顏色、硬度、抗氧化溫度等)以滿足不同應用場景。
鋁鋯合金靶材制備工藝
真空熔煉澆鑄:將高純度的鋁和鋯原料按一定比例放入真空熔煉爐中,在高溫下熔煉使其充分合金化,然后澆鑄成型。但該方法在澆鑄過程中容易產(chǎn)生縮孔、疏松和宏觀偏析等問題。
粉末冶金:先將鋁粉和鋯粉按比例混合均勻,然后通過壓制、燒結等工藝制成靶材。這種方法可以制備出成分均勻、密度較高的靶材,但生產(chǎn)過程較為復雜,成本相對較高。
熱等靜壓:將經(jīng)過初步加工的靶坯放入熱等靜壓設備中,在高溫高壓下使其致密化,可有效提高靶材的密度和性能,改善組織均勻性,能夠滿足大尺寸靶材的生產(chǎn)需求。
鋁鋯合金靶材主要應用領域
半導體工業(yè):用于制備集成電路中的導電層或阻擋層。
光學涂層:制造高反射膜、抗腐蝕膜(如望遠鏡鏡面、手機屏幕)。
耐磨涂層:工具、模具表面鍍膜以延長壽命。
新能源:太陽能電池的電極或反射層。
航空航天:發(fā)動機部件的高溫防護涂層。