本發(fā)明涉及靶材生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鈮管狀靶材及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：
靶材是在濺射沉積技術(shù)中用作陰極的材料，該材料能夠在帶正電荷的陽離子撞擊下以分子、原子或離子的形式脫離陰極而在陽極表面重新沉積。靶材作為一種具有高附加值的特種電子材料，其被廣泛用于濺射尖端技術(shù)的薄膜材料。根據(jù)應(yīng)用，靶材主要包括半導(dǎo)體領(lǐng)域用靶材、記錄介質(zhì)用靶材、顯示薄膜用靶材、先進觸控屏及顯示器、光學(xué)靶材和超導(dǎo)靶材等。磁控濺射是制備薄膜材料的主要技術(shù)之一，它利用離子源產(chǎn)生離子，產(chǎn)生的離子在真空環(huán)境中經(jīng)過加速聚集，從而形成高速度能的離子束流，轟擊固體表面，離子和固體表面原子發(fā)生動能的交換，使固體表面的原子離開固體表面并沉積在基體表面。被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料，稱為濺射靶材。濺射靶材的形狀有長方體、正方體、圓柱體和不規(guī)則形狀。長方體、正方體和圓柱體形狀靶材為實心，濺射過程中，圓環(huán)形永磁體在靶材表面建立環(huán)形磁場，在軸間等距離的環(huán)形表面上形成刻蝕區(qū)，其缺點是薄膜沉積厚度均勻性不易控制，靶材的利用率較低，僅為20%~30%。目前國內(nèi)外都在推廣應(yīng)用旋轉(zhuǎn)空心圓管磁控濺射靶，其優(yōu)點是靶材可繞固定的條狀磁鐵組件旋轉(zhuǎn)，因而360°靶面可被均勻刻蝕，利用率高達80%。鈮濺射靶材作為制備鈮及其合金薄膜材料的重要原料，在液晶平板顯示器、光學(xué)鏡頭、電子成像、信息儲存、太陽能電池和玻璃鍍膜等光電領(lǐng)域及船舶、化工等腐蝕環(huán)境中具有廣泛的應(yīng)用。為了保證鈮濺射靶材在光學(xué)鍍膜、先進觸控屏及顯示器產(chǎn)業(yè)得到更加廣泛的應(yīng)用，研究者對鈮靶材的生產(chǎn)方法進行了深入的研究。例如：公開號為CN102489951A的中國專利公開了一種濺射用鈮管狀靶材的制備方法，該方法包括以下步驟：制備鈮管坯；采用鋼包套將鈮管坯內(nèi)、外壁及兩頭緊密包覆，焊接密封，然后進行熱擠壓，得到鈮管靶；將鈮管靶進行酸洗和熱處理，即得到鈮管狀靶材。上述方法在制備鈮管狀靶材的過程中，在鈮管坯外表面采用包套材料進行密封，再進行熱擠壓加工，但是在熱擠壓的過程中，由于鋼包套與鈮加熱后的流變速度不一致，在擠壓桶內(nèi)因摩擦阻礙了鈮金屬的流動性，并與鈮金屬發(fā)生粘連，影響了管材表面的擠壓質(zhì)量，并且在擠壓過程中，鋼包套潤滑性較差，從而使鈮管狀靶材成型較困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種容易成型的鈮管狀靶材及其生產(chǎn)方法。有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鈮管狀靶材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：將鈮管坯進行第一次加熱；向加熱后的鈮管坯表面第一次噴涂玻璃粉；將噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行熱擠壓；將熱擠壓后的鈮管坯進行酸洗；將酸洗后的鈮管坯進行熱處理，得到鈮管狀靶材。優(yōu)選的，所述第一次加熱的溫度為700℃~950℃。優(yōu)選的，所述第一次噴涂玻璃粉的厚度為1mm~2mm。優(yōu)選的，向加熱后的鈮管坯表面第一次噴涂玻璃粉的步驟之后還包括：將第一次噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行第二次加熱，向第二次加熱后的鈮管坯表面第二次噴涂玻璃粉。優(yōu)選的，所述第二次加熱的溫度為1000℃~1300℃，所述第二次加熱的時間為1min~15min。優(yōu)選的，所述第二次噴涂玻璃粉的厚度為1mm~2mm。優(yōu)選的，所述熱擠壓的溫度為1000℃~1300℃，所述擠壓比大于等于4.5。優(yōu)選的，所述酸洗的酸液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，所述酸液的溫度為55℃~75℃。優(yōu)選的，所述熱處理的溫度為930℃~1300℃，所述熱處理的時間為60min~100min。本發(fā)明還提供了一種有上述方案生產(chǎn)的鈮管狀靶材，所述鈮管狀靶材的晶粒度為5~6.5級。本發(fā)明提供了一種鈮管狀靶材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：將鈮管坯進行第一次加熱；向加熱后的鈮管坯表面第一次噴涂玻璃粉；將噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行熱擠壓；將熱擠壓后的鈮管坯進行酸洗；將酸洗后的鈮管坯進行熱處理，得到鈮管狀靶材。在生產(chǎn)鈮管狀靶材的過程中，本發(fā)明將玻璃粉噴涂至鈮管坯的表面，由于玻璃粉導(dǎo)熱系數(shù)較小，其存在于鈮管坯與擠壓機工模具接觸面之間，形成一層絕熱、抗氧化層，減少了鈮管坯表面溫降和擠壓機工模具的溫升，從而使鈮管坯易于成型；另一方面，由于鈮管坯表面噴涂有玻璃粉，使其在擠壓過程中具有較好的潤滑效果，避免了與鈮管坯表面粘連的問題，從而使鈮管坯的表面質(zhì)量較好，同時由于玻璃粉的潤滑效果，使鈮管狀靶材擠壓易成型。具體實施方式為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明實施例公開了一種鈮管狀靶材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：將鈮管坯進行第一次加熱；向加熱后的鈮管坯表面第一次噴涂玻璃粉；將噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行熱擠壓；將熱擠壓后的鈮管坯進行酸洗；將酸洗后的鈮管坯進行熱處理，得到鈮管狀靶材。按照本發(fā)明，在鈮管狀靶材生產(chǎn)過程中，先將鈮管坯加熱，將玻璃粉噴涂至加熱后的鈮管坯表面，使鈮管坯表面有一層致密的薄膜，然后將噴涂玻璃粉的鈮管坯進行熱擠壓，由于玻璃粉的潤滑、抗氧化及絕熱作用，從而使鈮管坯在擠壓過程中易成型，最后將擠壓后的鈮管坯進行酸洗，將表面的玻璃粉洗掉，再進行熱處理，從而得到鈮管狀靶材。本發(fā)明將玻璃粉噴涂至鈮管坯的表面，由于玻璃粉導(dǎo)熱系數(shù)較小，其存在于鈮管坯與擠壓機工模具接觸面間，形成一層絕熱層，減少了坯料表面溫降和擠壓機工模具的溫升，從而使鈮管坯易于成型；另一方面，由于鈮管坯表面噴涂有玻璃粉，使其在擠壓過程中具有較好的潤滑效果，從而使鈮管坯的擠壓質(zhì)量較好，同時由于玻璃粉的潤滑效果，使鈮管狀靶材擠壓易成型。在鈮管狀靶材生產(chǎn)過程中，本發(fā)明先將鈮管坯進行第一次加熱，即對鈮管坯的預(yù)熱過程；所述預(yù)熱能夠使玻璃粉更好的在鈮管坯表面形成一層致密的薄膜，同時使鈮管坯內(nèi)外溫度均勻，為后續(xù)熱擠壓工序作準(zhǔn)備。為了使玻璃粉較好地粘連在鈮管坯表面，所述預(yù)熱的溫度優(yōu)選為700℃~950℃，更優(yōu)選為800℃~900℃。在將鈮管坯預(yù)熱后，在預(yù)熱后的鈮管坯表面第一次噴涂玻璃粉，使玻璃粉在鈮管坯表面形成一層致密的薄膜。本發(fā)明對玻璃粉的噴涂方式?jīng)]有特別的限制，為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的噴涂方式即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，鈮管坯是心部中空的管狀坯料，因此在噴涂玻璃粉的過程中，所述鈮管坯的表面包括鈮管坯的內(nèi)表面、外表面以及兩端面。為了保證玻璃粉噴涂均勻，無孔隙，所述玻璃粉的厚度優(yōu)選為1mm~2mm。在鈮管坯表面噴涂玻璃粉后，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明優(yōu)選將噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行第二次加熱，向第二次加熱后的鈮管坯表面第二次噴涂玻璃粉。為了保證玻璃粉的充分熔化，使其粘連在鈮錠表面，在鈮錠表面形成一層致密的抗氧化薄膜，所述第二次加熱的溫度優(yōu)選為1000℃~1300℃，更優(yōu)選為1100~1200℃；所述第二次加熱的時間優(yōu)選為1min~15min，更優(yōu)選為5min~10min。所述第二次噴涂玻璃粉的厚度優(yōu)選為1mm~2mm。第二次噴涂玻璃粉能夠保證鈮錠表面的玻璃粉具有充分的抗氧化和潤滑作用。為了使鈮錠表面的玻璃粉具有充分的抗氧化和潤滑作用，可以在鈮錠表面多次噴涂玻璃粉，本發(fā)明并沒有特別的限制，但出于成本以及效率的考慮，本發(fā)明優(yōu)選在鈮管坯表面噴涂兩次玻璃粉。在將鈮管坯表面噴涂玻璃粉后，即將噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行熱擠壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，擠壓的方式按坯料的溫度可分為冷擠壓、熱擠壓和溫擠壓。本發(fā)明選用熱擠壓的方式能夠得到均勻的內(nèi)部組織，同時使坯料易于擠壓成型。所述熱擠壓的溫度優(yōu)選為1000℃~1300℃，更優(yōu)選為1100~1200℃，此溫度區(qū)間內(nèi)鈮管坯塑性較好，且容易變形。所述擠壓的擠壓機為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的擠壓機，本發(fā)明并沒有特別的限制，所述擠壓機的噸位優(yōu)選大于等于3000噸，更優(yōu)選為3500噸~4500噸，所述擠壓比優(yōu)選大于等于4.5，更優(yōu)選為5~7。按照本發(fā)明，將所述鈮管坯熱擠壓完成后，即將熱擠壓后的鈮管坯進行酸洗，從而將鈮管坯表面的玻璃粉除去，以防止在后續(xù)熱處理過程中發(fā)生玻璃粉熔化或汽化，影響鈮管坯表面質(zhì)量以及對退火爐爐體造成污染。所述酸洗的酸液優(yōu)選為氫氟酸和硝酸的混合溶液，所述氫氟酸為市售的氫氟酸，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35.35wt%，所述硝酸為市售的鹽酸，其濃度為68wt%，所述氫氟酸與所述硝酸的體積比優(yōu)選為3:5。在酸洗過程中，將酸液優(yōu)選加熱至55℃~75℃以更好地將鈮管坯表面的玻璃粉除去。為了消除鈮管坯在擠壓過程中的殘應(yīng)力，獲得均勻的再結(jié)晶組織，本發(fā)明最后將酸洗后的鈮管坯進行熱處理。本發(fā)明優(yōu)選在真空中進行熱處理以防止鈮管坯被氧化，所述熱處理的溫度優(yōu)選為930℃~1300℃，更優(yōu)選為1000℃~1200℃，所述熱處理的時間優(yōu)選為60min~100min，更優(yōu)選為70min~80min。本發(fā)明提供了一種鈮管狀靶材的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：將鈮管坯進行加熱；向加熱后的鈮管坯表面噴涂玻璃粉；將噴涂玻璃粉后的鈮管坯進行熱擠壓；將熱擠壓后的鈮管坯進行酸洗；將酸洗后的鈮管坯進行熱處理，得到鈮管狀靶材。在生產(chǎn)鈮管狀靶材的過程中，本發(fā)明將玻璃粉噴涂至鈮管坯的表面，由于玻璃粉導(dǎo)熱系數(shù)較小，其存在于坯料與擠壓機工模具接觸面間，形成一層絕熱層，減少了坯料表面溫降和擠壓機工模具的溫升，從而使鈮管坯易于成型；另一方面，由于鈮管坯表面噴涂有玻璃粉，使其在擠壓過程中具有較好的潤滑效果，從而使鈮管坯的擠壓質(zhì)量較好，避免了鋼包套與鈮金屬粘連的問題，同時由于玻璃粉的潤滑效果，使鈮管狀靶材擠壓易成型。本發(fā)明還提供了一種鈮管狀靶材，所述鈮管狀靶材按上述方法制備。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，晶粒度是表征晶粒大小的尺度，標(biāo)準(zhǔn)晶粒度共分8級，1~4級為粗晶粒，5~8級為細(xì)晶粒。本發(fā)明生產(chǎn)的鈮管狀靶材的晶粒度為5~6.5級。為了進一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的鈮管坯的生產(chǎn)方法進行詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護范圍不受以下實施例的限制。實施例11）通過車床對鈮錠進行車削，車削其外表面及兩端頭，去除缺陷后進行鉆中心Φ45mm孔，然后鏜孔。最后得到尺寸為：外徑Φ235mm，內(nèi)徑100mm，長度為365mm，一端頭倒外角30mm×45°的鈮管坯；2）采用中頻爐對步驟1）中得到的鈮管坯進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為900℃，預(yù)熱后對鈮管坯料的內(nèi)外表面及兩端頭噴涂玻璃粉；3）將步驟2）中得到的鈮錠轉(zhuǎn)至二次中頻感應(yīng)爐中進行二次加熱，加熱溫度為1050℃，保溫10分鐘；4）將步驟3）中得到的鈮管坯進行二次噴涂玻璃粉，玻璃粉厚度控制為1.5mm，保證噴涂均勻無孔隙；5）將步驟4）得到的鈮管坯傳送至擠壓筒內(nèi)進行熱擠壓，此擠壓機噸位為4500噸。擠壓后得到外徑為Φ120mm，內(nèi)徑90mm，長度為2600mm的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯；6）將步驟5）中得到的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯進行酸洗，酸液為HF：HNO3=3：5（體積比），酸液加熱至70℃，最終去除表面玻璃粉，肉眼觀察鈮金屬光澤無雜斑即可；7）將步驟6）中得到的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯進行真空熱處理，溫度為1050℃，保溫60分鐘；熱處理后進行校直，直線度≤1.0mm后，進行機械精加工，加工后得到外徑為Φ115mm，內(nèi)徑95mm，長度為2450mm的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮靶材。本實例擠壓成的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮靶材晶粒組織均勻，晶粒度為5.0~6.5級。實施例21）通過車床對鈮錠進行車削，車削其外表面及兩端頭，去除缺陷后進行鉆中心Φ45mm孔，然后鏜孔。最后得到尺寸為：外徑Φ255mm，內(nèi)徑120mm，長度為460mm，一端頭倒外角30mm×45°的鈮管坯；2）采用中頻爐對步驟1）得到的鈮管坯進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為900℃，預(yù)熱后對鈮管坯料的內(nèi)外表面及兩端頭噴涂玻璃粉；3）將步驟2）得到的鈮管坯轉(zhuǎn)至二次中頻感應(yīng)爐中進行二次加熱，加熱溫度為1050℃，保溫10分鐘；4）將步驟3）中得到的鈮管坯進行二次噴涂玻璃粉，玻璃粉厚度控制在1~2mm之間，保證噴涂均勻無孔隙；5）將在步驟4）得到的鈮管坯傳送至擠壓筒內(nèi)進行擠壓，此擠壓機噸位應(yīng)大于3000噸。擠壓后得到外徑為Φ145mm，內(nèi)徑110mm，長度為2600mm的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯；6）將步驟5）中得到的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯進行酸洗，酸液為HF：HNO3=3：5（體積比），酸液加熱60℃，最終去除表面玻璃粉，肉眼觀察鈮金屬光澤無雜斑即可；7）將步驟6）中得到的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯進行真空熱處理，溫度1050℃保溫60分鐘；熱處理后進行校直，直線度≤1.0mm后，進行機械精加工，加工后得到外徑為Φ138mm，內(nèi)徑115mm，長度為2455mm的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮靶材；本實例擠壓成的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮靶材晶粒組織均勻，晶粒度為5.0~6.5級。實施例31）通過車床對鈮錠進行車削，車削其外表面及兩端頭，去除缺陷后進行鉆中心Φ45mm孔，然后鏜孔。最后得到尺寸為：外徑Φ284mm，內(nèi)徑130mm，長度為650mm，一端頭倒外角30mm×45°的鈮管坯；2）采用中頻爐對步驟1）得到的鈮管坯進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為950℃，預(yù)熱后對鈮管坯料的內(nèi)外表面及兩端頭噴涂玻璃粉；3）將步驟2）得到的鈮管坯轉(zhuǎn)至二次中頻感應(yīng)爐中進行二次加熱，加熱溫度為1100℃，保溫10分鐘；4）將步驟3）中得到的鈮管坯進行二次噴涂玻璃粉，玻璃粉厚度控制在1~2mm之間，保證噴涂均勻無孔隙；5）將在步驟4）完成的鈮管坯傳送至擠壓筒內(nèi)進行擠壓，此擠壓機噸位為3500噸。擠壓后得到外徑為Φ165mm，內(nèi)徑121mm，長度為3300mm的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯；6）將步驟5）中得到的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯進行酸洗，酸液為HF：HNO3=3：5（體積比），酸液加熱65℃，最終去除表面玻璃粉，肉眼觀察鈮金屬光澤無雜斑即可；7）將步驟6）中得到的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮管坯進行真空熱處理，溫度1150℃保溫60分鐘；熱處理后進行校直，直線度≤1.0mm后，進行機械精加工，加工后得到外徑為Φ155mm，內(nèi)徑125mm，長度為3191mm的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮靶材；本實例擠壓成的旋轉(zhuǎn)鍍膜鈮靶材晶粒組織均勻，晶粒度為5.0~6.5級。以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。