本發(fā)明涉及濺射鍍膜材料領(lǐng)域，尤其涉及一種硅鋁靶材的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，物理氣相沉積濺射鍍膜工藝日益發(fā)展，靶材質(zhì)量的好壞直接影響到膜的質(zhì)量，由于硅鋁合金材料具備良好的超硬、耐磨、抗蝕、封閉性好的特征，硅鋁靶材是節(jié)能玻璃、裝飾面板濺射鍍膜工藝中不可缺少的膜層材料，得到廣泛的應(yīng)用。由于生產(chǎn)技術(shù)的局限性，目前我國(guó)使用的硅鋁靶材，整體具有相對(duì)密度不夠高（≤95%）、孔隙多、氧含量高、使用中容易脆裂的缺陷。在濺射過(guò)程中，由于靶材密度不夠高、材質(zhì)相對(duì)疏松，繞靶材高速運(yùn)動(dòng)的帶電離子轟擊靶材表面時(shí)，會(huì)擊發(fā)出大小不一的靶材原子團(tuán) 沉積在基板上，膜層就不夠致密平整，有凹凸，同時(shí)，濺射靶材表面瞬間高溫容易使松散顆粒團(tuán)裝掉落，污染玻璃表面，影響鍍膜質(zhì)量。由于靶材內(nèi)部孔隙多，濺射成膜過(guò)程中，靶材內(nèi)部孔隙存在的氣體會(huì)突然爆破造成微粒飛濺，污染膜層表面，使膜不致密、表面粗糙，缺陷增加。靶材中氧含量高，致使靶材在濺射過(guò)程中導(dǎo)電性變差，影響了放電起輝，濺射速率變差，同時(shí)由于氧含量高，在濺射過(guò)程中，靶材中的氧釋放到濺射室真空腔中，使真空腔中的氧濃度變高，濺射出來(lái)的即將成膜的靶材原子團(tuán)被氧化，部分改變了靶材材質(zhì)的化學(xué)屬性，影響了膜的質(zhì)量。靶材在使用中脆裂主要有幾種原因，一是密度較低、內(nèi)部結(jié)合力不夠；二是材料偏析、分布不均；三是靶材內(nèi)部存在應(yīng)力，以上因素當(dāng)遇到外力因素時(shí)，如受熱、碰撞即發(fā)生脆裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種高密度、低氧含量、不易脆裂的硅鋁濺射靶材的制備方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：硅鋁濺射靶材的制備方法，包括如下步驟：靶材基管準(zhǔn)備：選用并檢驗(yàn)所需型號(hào)的不銹鋼基管；基管表面預(yù)處理：將基管進(jìn)入基管預(yù)處理設(shè)備進(jìn)行噴砂粗化、使用鎳鋁合金絲，電弧噴涂法噴涂打底結(jié)合層，得到準(zhǔn)備噴涂的靶材基管；原料準(zhǔn)備：稱(chēng)取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1000ppm、粒徑：45-150um 的硅粉50kg；稱(chēng)取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1500ppm、粒徑：45-100um 的高純球形鋁粉6.6kg；混粉：將所得的2種原料投入V型混粉機(jī)，混合5-6小時(shí)；烘干：將混合均勻的硅鋁粉原料置于烘干爐中，烘干2-3小時(shí)，溫度60℃ ；預(yù)熱：將靶材基管置于密封的噴涂倉(cāng)內(nèi)，將靶管內(nèi)部與循環(huán)水裝置相連接，并啟動(dòng)加溫器，將靶管預(yù)熱至80℃并保持恒溫；真空等離子噴涂：采用大功率超音速等離子噴涂槍?zhuān)褂玫入x子體為熱源將所得硅鋁粉末材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，隨高速焰流噴涂到制備好的靶材基管表面，形成致密的硅鋁合金靶材涂層，在噴涂過(guò)程中，連續(xù)的往噴涂倉(cāng)中通入氮?dú)猓⒊收龎籂顟B(tài)；噴涂電壓95-100V、噴涂電流550-600A、氬氣流量1500-2500L/h 、等離子焰體溫度10000-15000℃、焰流速度150m/s，使硅鋁粉末在瞬間熔融，并被高速焰流極速噴涂到靶材基管表面，形成沉積層；氫氣流600-1500L/h、氮?dú)饬髁?000-4000L/h，氫氣作為離子混合氣；冷卻：噴涂工藝完成后，關(guān)閉供粉系統(tǒng)，關(guān)閉噴涂系統(tǒng)，啟動(dòng)梯度降溫系統(tǒng)，即比自然降溫延長(zhǎng)2-3倍時(shí)長(zhǎng)，降至室溫；機(jī)械加工：冷卻完成后的靶材出倉(cāng)后，進(jìn)行外形機(jī)械加工，加工后進(jìn)行清潔包裝即得到硅鋁濺射靶材。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：上述硅鋁濺射靶材的制備方法，改善和提高了硅鋁靶材關(guān)鍵性質(zhì)量指標(biāo)，極大的提高了產(chǎn)品性能，對(duì)鍍膜行業(yè)的發(fā)展有極大的推動(dòng)作用，本發(fā)明中的雜質(zhì)總和≤1000ppm、氧含量≤1500ppm 、相對(duì)密度≥97%靶材的晶粒≤50μm,由于硅鋁靶材的密度得到了提高，氧含量得到控制，內(nèi)部應(yīng)力得到釋放，晶粒得到細(xì)化，其濺射速率更快、使用壽命更長(zhǎng)、不會(huì)脆裂，所得薄膜的質(zhì)量更高。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)描述一下本發(fā)明的具體內(nèi)容。

硅鋁濺射靶材的制備方法，包括如下步驟：靶材基管準(zhǔn)備：選用并檢驗(yàn)所需型號(hào)的不銹鋼基管；基管表面預(yù)處理：將基管進(jìn)入基管預(yù)處理設(shè)備進(jìn)行噴砂粗化、使用鎳鋁合金絲，電弧噴涂法噴涂打底結(jié)合層，得到準(zhǔn)備噴涂的靶材基管；原料準(zhǔn)備：稱(chēng)取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1000ppm、粒徑：45-150um 的硅粉50kg；稱(chēng)取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1500ppm、粒徑：45-100um 的高純球形鋁粉6.6kg；混粉：將所得的2種原料投入V型混粉機(jī)，混合5-6小時(shí)；烘干：將混合均勻的硅鋁粉原料置于烘干爐中，烘干2-3小時(shí)，溫度60℃ ；預(yù)熱：將靶材基管置于密封的噴涂倉(cāng)內(nèi)，將靶管內(nèi)部與循環(huán)水裝置相連接，并啟動(dòng)加溫器，將靶管預(yù)熱至80℃并保持恒溫，使其與將噴涂于其表面的熔融材料縮小溫差，相融性更好；真空等離子噴涂：采用大功率超音速等離子噴涂槍?zhuān)褂玫入x子體為熱源將所得硅鋁粉末材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，隨高速焰流噴涂到制備好的靶材基管表面，形成致密的硅鋁合金靶材涂層，在噴涂過(guò)程中，連續(xù)的往噴涂倉(cāng)中通入氮?dú)?，并呈正壓狀態(tài)，以保證靶材噴涂全過(guò)程都處于惰性氣體保護(hù)狀態(tài)中，整個(gè)噴涂過(guò)程不與空氣接觸，以保證靶材的低氧性；噴涂電壓95-100V、噴涂電流550-600A、氬氣流量1500-2500L/h 、等離子焰體溫度10000-15000℃、焰流速度150m/s，使硅鋁粉末在瞬間熔融，并被高速焰流極速噴涂到靶材基管表面，形成沉積層，由于原料熔融徹底，噴涂極速有力，靶材沉積層致密、均勻 、孔隙極小，結(jié)構(gòu)力強(qiáng)；氫氣流600-1500L/h、氮?dú)饬髁?000-4000L/h，氫氣作為離子混合氣，一方面可以提高等離子槍功率，提高焰體溫度與焰流速度，另一方面，可促進(jìn)原料的還原性，保證了原料的原有理化特征；冷卻：噴涂工藝完成后，關(guān)閉供粉系統(tǒng)，關(guān)閉噴涂系統(tǒng)，啟動(dòng)梯度降溫系統(tǒng)，即比自然降溫延長(zhǎng)2-3倍時(shí)長(zhǎng)，降至室溫，讓靶材的內(nèi)部應(yīng)力釋放更加完全、沒(méi)有應(yīng)力積聚；機(jī)械加工：冷卻完成后的靶材出倉(cāng)后，進(jìn)行外形機(jī)械加工，加工后進(jìn)行清潔包裝即得到硅鋁濺射靶材。