權(quán)利要求

1.鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 混粉：按鉬合金管靶材中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱(chēng)取原料，混合均勻，得到鉬合金粉末；其中，所述鉬合金管靶材，以質(zhì)量百分比計(jì)，包括Ni：10～30％，Ti：5～25％，Re：0.5～5％，M：0-15％，M為Cr、Zr、Ta、Nb中的至少一種，所述M用于替代部分Ti，余量為Mo和不可避免的雜質(zhì)，且Mo在所述鉬合金管靶材中的質(zhì)量百分比含量不低于50％； 冷等靜壓成型：將混合后的粉末放入模具中，進(jìn)行冷等靜壓成形，獲得第一坯料； 熱等靜壓成型：將所述第一坯料進(jìn)行熱等靜壓成型，獲得第二坯料； 擠壓成型：將所述第二坯料進(jìn)行擠壓成型，獲得第三坯料； 退火處理：將所述第三坯料進(jìn)行退火處理。2.如權(quán)利要求1所述的鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于，還包括： 整形：將所述冷等靜壓成型后的所述第一坯料進(jìn)行整形； 包套：在所述熱等靜壓成型前，將所述整形后的所述第一坯料放入包套中，抽真空密封； 去除包套：在所述熱等靜壓成型后，將所述第二坯料的所述包套用機(jī)加工去除； 機(jī)加工：在所述退火處理前，將所述第三坯料進(jìn)行機(jī)加工。 3.如權(quán)利要求2所述的鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于，所述鉬合金管靶材以質(zhì)量百分比計(jì)，包括Ni：10-30％，Ti：5-25％，Re：1-5％，M：0-5％，所述M為Cr、Zr、Ta、Nb中的至少一種，所述M用于替代部分Ti，余量為Mo和不可避免的雜質(zhì)，且Mo在所述鉬合金管靶材中的質(zhì)量百分比含量不低于60％。 4.如權(quán)利要求1所述的鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于， 所述混粉步驟中，所述原料包括：鉬粉，純度≥3N5，鉬粉的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2.5～4μm；鎳粉，純度≥3N，鎳粉的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2～3μm；以及鈦源，所述鈦源為鈦粉或氫化鈦，鈦粉的純度≥3N，鈦粉的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2～4μm，氫化鈦的純度≥2N，氫化鈦的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2～4μm；錸粉，純度≥4N，所述錸粉的費(fèi)氏粒度優(yōu)選為2～4μm； 優(yōu)選地，所述鉬合金管靶材中的鈦元素以鉬鈦合金粉末的形式加入；所述鉬鈦合金粉末是將原料中的部分鉬粉與氫化鈦粉末混合后經(jīng)還原處理獲得； 優(yōu)選地，所述鉬鈦合金粉末的鉬鈦質(zhì)量比為90:10～70:30； 優(yōu)選地，在制備所述鉬鈦合金粉末的過(guò)程中，所述還原處理在氫氣氣氛中進(jìn)行，所述還原處理的溫度為500～900℃，所述還原處理的時(shí)間為2～8h。 5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于， 所述混粉在球磨罐中進(jìn)行，球料比1:1～2:1，抽氣至負(fù)壓后再充入氬氣，優(yōu)選球磨罐中氬氣壓力為一個(gè)大氣壓，混合時(shí)間10h-16h，轉(zhuǎn)速為50～300r/min； 所述冷等靜壓成型中，所述冷等靜壓成形的壓制壓力150～200MPa，保壓時(shí)間5～20分鐘；優(yōu)選地，所述模具為不銹鋼制作的管狀模具； 所述熱等加壓成型的保溫溫度為900℃～980℃，壓力100-170MPa，保壓時(shí)間2-5h。 6.如權(quán)利要求5所述的鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于，所述擠壓成型為降溫?cái)D壓，所述擠壓成型的開(kāi)始溫度1100～1400℃，所述擠壓成型的結(jié)束溫度900-1100℃；以及 在進(jìn)行每道次擠壓前，將所述第二坯料放入馬弗爐中，空氣或氬氣氣氛加熱，保溫溫度1100-1400℃，保溫時(shí)間30～120分鐘，出爐后開(kāi)始所述每道次擠壓； 所述降溫?cái)D壓具體為后一道次擠壓前的加熱保溫溫度依次低于前一道次擠壓前的加熱保溫溫度； 優(yōu)選地，所述后一道次擠壓前的加熱保溫溫度為在所述前一道次的加熱保溫溫度基礎(chǔ)上降低大于0小于等于100℃； 優(yōu)選地，所述擠壓的每道次擠壓變形率15～25％，所述擠壓成型的總變形量40-80％。 7.如權(quán)利要求6所述的鉬合金管靶材的制備方法，其特征在于，所述退火處理在氬氣氣氛下進(jìn)行，退火溫度1000～1300℃，退火保溫時(shí)間60～120分鐘。 8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述方法制備的鉬合金管靶材。 9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鉬合金管靶材，其特征在于，所述鉬合金管靶材的晶粒尺寸≤100μm，晶粒度4-5級(jí)。 10.權(quán)利要求8或9所述的鉬合金管靶材的應(yīng)用，所述應(yīng)用為鉬合金管靶材通過(guò)濺射的方式附著在電子部件用層疊配線(xiàn)膜的主導(dǎo)電層上形成金屬覆蓋層，所述電子部件為平面顯示器、薄膜太陽(yáng)能或半導(dǎo)體裝置。

說(shuō)明書(shū)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉬合金管靶材制備方法、鉬合金管靶材和用途。

背景技術(shù)

隨著液晶顯示器、顯示面板等平面顯示裝置的技術(shù)升級(jí)換代，需要進(jìn)行配線(xiàn)膜的低電阻化。同時(shí)，隨著平板顯示器的大畫(huà)面、高精細(xì)度、高速響應(yīng)化，以及柔性面板的大型化，也要求較低的膜電阻水平。

薄膜晶體管(TFT)作為顯示面板的驅(qū)動(dòng)元件，使用Al或Cu作為主配線(xiàn)材料。但是如果Al或Cu與Si直接接觸，會(huì)在制備過(guò)程中由于熱加工形成熱擴(kuò)散，使得薄膜晶體管性能惡化。因此，在A(yíng)l/Cu和Si之間需要設(shè)置層疊布線(xiàn)膜。

Mo及Mo-Nb、Mo-Ti等鉬合金具有較好的耐腐蝕性、耐熱性，而且與基板的密合性較好，可用于制備層疊布線(xiàn)膜。但是在制備過(guò)程中，基板上形成層疊配線(xiàn)膜后，有時(shí)會(huì)長(zhǎng)時(shí)間放置于大氣中。同時(shí)，在顯示面板安裝信號(hào)電纜時(shí)，有時(shí)需在大氣中加熱，而且在使用氧化物的半導(dǎo)體薄膜中，為提高性能和穩(wěn)定化，需要在有氧環(huán)境下加熱處理。因此，增強(qiáng)層疊配線(xiàn)膜的耐氧化性的需求很強(qiáng)烈。另外，便攜性的輕型、柔性顯示面板使用的樹(shù)脂膜與玻璃基板相比，具有透濕性，需要層疊配線(xiàn)膜具有較高的耐濕性。但是純Mo、Mo-Ti等材料的耐濕性和耐氧化性并不充分，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生氧化，造成Al或Cu的電阻值顯著增加的問(wèn)題。

專(zhuān)利《CN2012102930608》，公開(kāi)了一種層疊布線(xiàn)膜用鉬合金靶材，為了改善純鉬鍍膜的耐濕性和耐氧化性，在鉬中添加了一定數(shù)量的Ni和Ti，有助于電子部件的穩(wěn)定制造并提高可靠性。

專(zhuān)利《CN2014100909230》公開(kāi)了一種電子部件用鉬合金靶材，通過(guò)添加Ni提高耐氧化性，添加W元素可以提高耐濕性。

專(zhuān)利《CN2017114460697》，公開(kāi)了一種含有Ni，Nb，Ti等元素的鉬合金靶材成分，可以較好的改善純鉬的耐濕性和耐氧化性，并保持較低的膜電阻。

上述專(zhuān)利通過(guò)在鉬基體中添加一定量的Ni、Ti或W等元素，共同提高鉬靶材濺射膜的耐濕性、耐氧化性，并保持較低的電阻值。但是靶材的制備主要通過(guò)熱等靜壓(HIP)成型，隨著靶材長(zhǎng)度的增大，HIP成型尺寸嚴(yán)重受制于HIP設(shè)備的尺寸，無(wú)法批量化生產(chǎn)高性能的鉬合金靶材。而且，由于鉬合金靶材的成型性差，無(wú)法通過(guò)擠壓、鍛造等變形方式來(lái)制備不同長(zhǎng)度的管狀靶材產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本申請(qǐng)的目的在于提供一種鉬合金管靶材制備方法及鉬合金管靶材、用途。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑你f合金管靶材，在添加錸元素后，增加了靶材的塑韌性，提高靶材的變形加工能力。鉬合金管靶材經(jīng)過(guò)后續(xù)制備過(guò)程中的擠壓成型，可以細(xì)化晶粒尺寸。另外考慮到錸的價(jià)格比較昂貴，本申請(qǐng)通過(guò)添加少量的錸與其他成分配合，有效起到改善靶材性能和加工能力的作用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案：

本申請(qǐng)第一方面提供一種鉬合金管靶材的制備方法，包括以下步驟：

混粉：按鉬合金管靶材中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別稱(chēng)取原料，混合均勻，得到鉬合金粉末；所述鉬合金管靶材以質(zhì)量百分比計(jì)，包括：Ni：10～30％(例如12％、15％、20％、25％)，Ti：5～25％(例如6％、8％、10％、15％、20％)，Re：0.5～5％(例如0.7％、0.9％、1.2％、1.5％、2％、2.5％、3％、4％)，M：0-15％(例如1％、3％、5％、8％、10％、13％)，M為Cr、Zr、Ta、Nb中的至少一種，所述M用于替代部分Ti，余量為Mo和不可避免的雜質(zhì)，且Mo在所述鉬合金管靶材中的質(zhì)量百分比含量不低于50％(例如52％、60％、70％)；

冷等靜壓成型：將混合后的粉末放入模具中，進(jìn)行冷等靜壓成形，獲得第一坯料；

熱等靜壓成型：將所述第一坯料進(jìn)行熱等靜壓成型，獲得第二坯料；

擠壓成型：將所述第二坯料進(jìn)行擠壓成型，獲得第三坯料；

退火處理：將所述第三坯料進(jìn)行退火處理。

本申請(qǐng)鉬合金管靶材成分中Ni可以提高由本申請(qǐng)靶材形成的膜層的耐氧化性，Ti可以提高膜層的耐濕性，二者適量添加不僅可以保證膜層的耐氧化性和耐濕性，還能保證配線(xiàn)膜的低電阻，不影響刻蝕劑的刻蝕速度。

本申請(qǐng)鉬合金管靶材中添加了少量的Re元素，特定比例的錸元素的添加，與鉬合金中特定比例的其他元素共同作用，使錸在該鉬合金中發(fā)揮“錸效應(yīng)”，改善鉬合金的室溫塑性，降低塑脆轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化晶粒等。通過(guò)在該鉬合金管靶材中添加Re元素，可提高靶材的變形性能，在大變形量加工時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生裂紋，由于靶材組織晶粒細(xì)小，優(yōu)選的鉬合金組分配比得到的靶材晶粒級(jí)差特別小，晶粒均勻，本申請(qǐng)?zhí)峁┑陌胁闹苽涞哪雍穸雀鶆?，濺射速度更快。當(dāng)Re元素用量超過(guò)5％時(shí)，一方面是成本增加，另一方面是Re元素的添加過(guò)量時(shí)，Re可與其它元素形成合金相，影響后續(xù)鍍膜效果。當(dāng)Re元素用量小于0.5％時(shí)，則不能起到有效的細(xì)化晶粒以及增強(qiáng)靶材塑性的效果。

本申請(qǐng)中M元素具有增強(qiáng)靶材鍍膜的耐濕性的作用，可用于部分替換同樣具有耐濕性的Ti，該元素還可以改善靶材鍍膜的抗氧化性等。但從靶材中各種成分相互作用的角度出發(fā)，優(yōu)選M元素僅僅可以部分替代Ti。

在一些實(shí)施方案中，上述鉬合金管靶材的制備方法還包括：

整形：將所述冷等靜壓成型后的所述第一坯料進(jìn)行整形；

包套：在所述熱等靜壓成型前，將所述整形后的所述第一坯料放入包套中，抽真空密封；

去除包套：在所述熱等靜壓成型后，將所述第二坯料的所述包套用機(jī)加工去除；

機(jī)加工：在所述退火處理前，將所述第三坯料進(jìn)行機(jī)加工。

在一些實(shí)施方案中，所述鉬合金管靶材以質(zhì)量百分比計(jì)，包括：Ni：10～30％(例如12％、14％、18％、20％、25％)，Ti：5～25％(例如6％、8％、10％、13％、16％、19％、23％)，Re：1～5％(例如1.2％、1.5％、2％、3％、4％)，M：0-5％(例如0.5％、1％、2％、3％、4％)，余量為Mo和不可避免的雜質(zhì)，且Mo在所述鉬合金管靶材中的質(zhì)量百分比含量不低于60％(例如61％、65％、70％、80％)。

在此優(yōu)選成分范圍下，所述鉬合金管靶材的各項(xiàng)性能更優(yōu)。

在一些實(shí)施方案中，所述混粉步驟中，所述原料包括：鉬粉，純度≥3N5，鉬粉的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2.5～4μm；鎳粉，純度≥3N，鎳粉的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2～3μm；以及鈦源，所述鈦源為鈦粉或氫化鈦，鈦粉的純度≥3N，鈦粉的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2～4μm，氫化鈦的純度≥2N，氫化鈦的費(fèi)氏粒度范圍優(yōu)選為2～4μm；錸粉，純度≥4N，所述錸粉的費(fèi)氏粒度優(yōu)選為2～4μm。

在一些實(shí)施方案中，所述鉬合金管靶材中的鈦元素以鉬鈦合金粉末的形式加入；所述鉬鈦合金粉末是將原料中的部分鉬粉與氫化鈦粉末混合后經(jīng)還原處理獲得；

優(yōu)選地，所述鉬鈦合金粉末的鉬鈦質(zhì)量比為90:10～70:30(例如85:15、80:20、75:25)。

優(yōu)選地，在制備鉬鈦合金粉末的過(guò)程中，所述還原處理在氫氣氣氛中進(jìn)行，所述還原處理的溫度為500～900℃(例如600℃、700℃、800℃)，所述還原處理的時(shí)間為2～8h(3h、4h、5h、6h)。

上述氫氣還原處理中，氣體流量根據(jù)還原爐膛大小而定，壓力為微正壓即可。選用氫化鈦?zhàn)鳛殁佋词菫榱耸怪苽涞你f鈦合金粉末更加均勻一致；也可以直接使用鈦粉作為來(lái)源直接混料，但粉末均勻性不如采用氫化鈦摻鉬粉還原工藝。

在一些實(shí)施方案中，所述混粉在球磨罐中進(jìn)行，球料比1:1～2:1，抽氣至負(fù)壓后再充入氬氣，優(yōu)選球磨罐中氬氣壓力為一個(gè)大氣壓，混合時(shí)間10h-16h(例如12h、14h)，轉(zhuǎn)速為50-300r/min。

在一些實(shí)施方案中，所述冷等靜壓成型中，所述冷等靜壓成形的壓制壓力150～200MPa(例如170MPa、190MPa)，保壓時(shí)間5～20分鐘(例如8分鐘、10分鐘、15分鐘、18分鐘)。優(yōu)選地，所述模具為不銹鋼制作的管狀模具。

本申請(qǐng)的冷等靜壓工藝可以使所述第一坯料的相對(duì)密度為55～65％。

在一些實(shí)施方案中，所述熱等靜壓成型的保溫溫度為900℃～980℃(例如920℃、940℃、960℃)，壓力100-170MPa(例如120MPa、140MPa、160MPa)，保壓時(shí)間2-5h(例如3h、4h)。

本申請(qǐng)的熱等靜壓工藝可以使某些鉬合金組分形成的所述第二坯料的致密度達(dá)到100％。

對(duì)于僅經(jīng)過(guò)熱等靜壓工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)坯料致密度達(dá)到100％的情況，可以在所述熱等靜壓成型和冷等靜壓成型步驟之間增加高溫?zé)Y(jié)步驟，以提高合金組分的燒結(jié)效果，進(jìn)一步提高坯料的致密度。

在一些實(shí)施方案中，所述擠壓成型為降溫?cái)D壓，所述擠壓成型的開(kāi)始溫度1100～1400℃(例如1150℃、1200℃、1300℃)，所述擠壓成型的結(jié)束溫度900-1100℃(例如950℃、1000℃、1050℃)。在進(jìn)行每道次擠壓前，將所述第二坯料放入馬弗爐中，空氣或氬氣氣氛加熱，保溫溫度1100-1400℃，保溫時(shí)間30～120分鐘(例如40分鐘、60分鐘、80分鐘、100分鐘)，出爐后開(kāi)始所述每道次擠壓。

所述降溫?cái)D壓具體為后一道次擠壓前的加熱保溫溫度低于前一道次擠壓前的加熱保溫溫度；

優(yōu)選地，后一道次擠壓前的加熱保溫溫度在前一道次擠壓前的加熱保溫溫度的基礎(chǔ)上降低大于0小于等于100℃(例如10℃、20℃、40℃、50℃、60℃、80℃)；

優(yōu)選地，所述擠壓的每道次擠壓變形率15～25％(例如17％、19％、21％、23％)，所述擠壓成型的總變形量40-80％(例如50％、60％、70％)。

將擠壓開(kāi)始溫度控制在1100-1400℃范圍內(nèi)，擠壓成型的效果較好。擠壓開(kāi)始溫度過(guò)高時(shí)，鎳會(huì)融化，并且導(dǎo)致氧化嚴(yán)重，擠壓開(kāi)始溫度較低時(shí)，擠壓成型過(guò)程中坯料易開(kāi)裂。將擠壓成型結(jié)束溫度控制在900-1100℃(例如1050℃、1100℃、1150℃)，以保證成型性能，避免開(kāi)裂。

將每道次擠壓變形率控制在15～25％，可以充分利用材料的變形性能，變形率過(guò)大時(shí)，會(huì)造成擠壓變形過(guò)程中坯料開(kāi)裂，同時(shí)將道次降溫控制在100℃以?xún)?nèi)，以維持材料良好的強(qiáng)度和可塑性，避免開(kāi)裂。

在一些實(shí)施方案中，所述退火處理在氬氣氣氛下進(jìn)行，退火溫度1000～1300℃(例如1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃)，退火保溫時(shí)間60～120分鐘(例如70分鐘、80分鐘、90分鐘、100分鐘、110分鐘)。

將退火溫度控制在此范圍，可以消除擠壓后靶材的各向異性，獲得組織均勻，晶粒細(xì)小的鉬合金管靶材。當(dāng)退火溫度低于1000℃時(shí)，會(huì)導(dǎo)致靶材的組織不均勻，當(dāng)退火溫度高于1300℃會(huì)導(dǎo)致晶粒異常長(zhǎng)大，出現(xiàn)混晶，這均會(huì)影響靶材后續(xù)濺射鍍膜的效果。

在一些實(shí)施方案中，經(jīng)所述退火處理后，可獲得晶粒尺寸≤100μm(例如60μm、70μm、80μm、90μm)，晶粒度4-5級(jí)的均勻細(xì)晶靶材。

本申請(qǐng)制備的鉬合金管靶材晶粒細(xì)小，濺射速率比晶粒粗大的靶的濺射速率快。而且靶材的晶粒尺寸相差較小(分布均勻)，靶濺射沉積的薄膜的厚度分布更均勻。用本申請(qǐng)制備的鉬合金管靶材濺射所得的薄膜的質(zhì)量可得到大幅度的改善。

本申請(qǐng)第二方面提供了采用上述方法制備的鉬合金管靶材。

在一些實(shí)施方案中，鉬合金管靶材的晶粒尺寸≤100μm(例如60μm、70μm、80μm、90μm)，晶粒度4-5級(jí)。

本申請(qǐng)第三方面提供了上述鉬合金管靶材的應(yīng)用。鉬合金管靶材通過(guò)濺射的方式附著在電子部件用層疊配線(xiàn)膜的主導(dǎo)電層上形成金屬覆蓋層，所述電子部件為平面顯示器、薄膜太陽(yáng)能或半導(dǎo)體裝置等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的有益效果是：

1)在添加錸元素后，增加了靶材的塑韌性，提高靶材的變形加工能力。

2)鉬合金管靶材經(jīng)過(guò)后續(xù)制備過(guò)程中的擠壓成型，可以細(xì)化晶粒尺寸，可獲得晶粒尺寸≤100μm，晶粒度4-5級(jí)的均勻細(xì)晶靶材。

3)本申請(qǐng)通過(guò)添加少量的錸與其他成分配合，有效起到改善靶材性能和加工能力的作用。

4)本申請(qǐng)制備的鉬合金管靶材晶粒細(xì)小，濺射速率比晶粒粗大的靶的濺射速率快。而且，靶材晶粒尺寸相差較小(分布均勻)，靶濺射沉積的薄膜的厚度分布更均勻。用本申請(qǐng)制備的鉬合金靶材濺射所得的薄膜的質(zhì)量可得到大幅度的改善。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例制備的鉬合金管靶材的微觀(guān)組織形貌示意圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)的內(nèi)容做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本申請(qǐng)的保護(hù)范圍包含但不限于下述各實(shí)施例。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用藥品或儀器未注明生產(chǎn)廠(chǎng)商者，均為可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

Re元素在鉬中會(huì)發(fā)揮“錸效應(yīng)”，改善材料的室溫塑性，降低塑脆轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化晶粒等作用，通過(guò)在鉬合金管靶材中添加Re元素，還可以提高靶材的變形性能，可以通過(guò)擠壓等變形方式，來(lái)制備大尺寸的板狀靶材，通過(guò)退火處理，得到具有均勻細(xì)晶的靶材。

以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如無(wú)特殊說(shuō)明，以下實(shí)施例中所指粉末粒度均為費(fèi)氏粒度，比例為質(zhì)量比。

本申請(qǐng)實(shí)施例中晶粒度級(jí)別測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為《GB/T6394金屬平均晶粒度測(cè)定方法》。

以下實(shí)施例所指成品率為擠壓變形后得到的合格管坯數(shù)量/進(jìn)行擠壓變形的熱壓坯的數(shù)量*100％。

實(shí)施例1：

一種鉬合金管靶及制備方法，包含如下步驟：

步驟1：將純度3N5的純Mo粉，粒度3.5μm；純度3N的Ni粉，粒度3.2μm；純度3N的TiH2粉，粒度3.4μm；純度4N的錸粉，粒度4μm，按照靶材中各元素質(zhì)量比Mo：Ni：Ti：Re＝60:20:18:2，配置140Kg原料。其中鈦的添加為在部分原料鉬粉中加入全部氫化鈦粉末中，然后在氫氣氣氛中于800℃還原4h，獲得還原后的鉬鈦合金粉末(鉬鈦合金粉末中鉬元素和鈦元素的質(zhì)量比為1：1)，然后再將鉬鈦合金粉末添加入其余要混合的粉末中；

步驟2：將步驟1的得到的粉末，放入球磨罐中，球料比1:1，抽氣至負(fù)壓，充入氬氣至一個(gè)大氣壓，混合時(shí)間13h，轉(zhuǎn)速為200r/min；

步驟3：將步驟2得到的混合后的粉末放入不銹鋼制作的管狀模具中，進(jìn)行冷等靜壓成形，壓制壓力200MPa，保壓時(shí)間10分鐘；

步驟4：將步驟3得到的CIP管狀壓坯進(jìn)行整形，使坯料幾何尺寸規(guī)則完整；

步驟5：將步驟4整形后的壓坯放入包套中，抽氣至10 -1Pa，保持抽氣5h，密封；

步驟6：將步驟5的包套進(jìn)行熱等靜壓(HIP)，保溫溫度為920℃，壓力120MPa，保溫保壓時(shí)間4h；

步驟7：將步驟6的包套機(jī)加工去除，保證管靶外圓面平整，無(wú)凸起，管坯外徑180mm，內(nèi)徑140mm；

步驟8：將步驟7得到的管坯放入馬弗爐中，空氣氣氛加熱，擠壓開(kāi)始溫度1350℃，保溫時(shí)間90分鐘，每道次擠壓變形率15～25％，每道次擠壓前的保溫溫度相比前一道次降溫50℃，每道次擠壓前的保溫時(shí)間均為90min，擠壓變形結(jié)束溫度為980℃左右，管坯尺寸為外徑120mm，內(nèi)徑100mm；

步驟9：將步驟8所得管坯機(jī)加工內(nèi)外表面，得到外徑115mm，內(nèi)徑105mm的管坯；

步驟10：將步驟9獲得的管坯進(jìn)行Ar氣氣氛下退火處理，退火溫度1100℃，保溫時(shí)間90分鐘，得到晶粒尺寸66μm-92μm，晶粒度4級(jí)的均勻細(xì)晶管材，具體可參見(jiàn)圖1。

本實(shí)施例得到的管靶材無(wú)裂紋，成品率100％。

實(shí)施例2：

一種鉬合金管靶及制備方法，包含如下步驟：

步驟1：將純度3N5的純Mo粉，粒度3.8μm；純度3N的Ni粉，粒度2.4μm；純度3N的TiH 2粉，粒度3.0μm；純度4N的錸粉，粒度3.5μm，按照靶材中各元素質(zhì)量比Mo：Ni：Ti：Re＝73:15:10:2，配置200Kg原料，其中鈦的添加為在部分原料鉬粉中加入全部氫化鈦粉末中，在氫氣氣氛中于750℃還原4h，獲得還原后的鉬鈦合金粉末(鉬鈦合金粉末中鉬元素和鈦元素的質(zhì)量比為2：1)，將鉬鈦合金粉末添加入其余要混合的粉末中；

步驟2：將步驟1的得到的粉末，放入球磨罐中，球料比1:2，抽氣至負(fù)壓，充入氬氣至一個(gè)大氣壓，混合時(shí)間15h，轉(zhuǎn)速為200r/min；

步驟3：將步驟2得到的混合后的粉末放入不銹鋼制作的管狀模具中，進(jìn)行冷等靜壓成形，壓制壓力200MPa，保壓時(shí)間8分鐘；

步驟4：將步驟3得到的CIP管狀壓坯進(jìn)行整形，使坯料幾何尺寸規(guī)則完整；

步驟5：將步驟4整形后的壓坯放入包套中，抽氣至10 -2Pa，保持抽氣4h，密封；

步驟6：將步驟5的包套進(jìn)行熱等靜壓(HIP)，保溫溫度為940℃，壓力150MPa，保溫保壓時(shí)間3h；

步驟7：將步驟6的包套機(jī)加工去掉，以保證管靶外圓面平整，無(wú)凸起，管坯外徑200mm，內(nèi)徑120mm；

步驟8：將步驟7得到的管坯放入馬弗爐中，空氣氣氛加熱，擠壓開(kāi)始溫度1300℃，保溫時(shí)間90分鐘，每道次擠壓變形率15～25％，每道次擠壓前保溫溫度相比前一道次降溫50℃，每道次擠壓前的保溫時(shí)間均為90min，擠壓變形結(jié)束溫度為1050℃左右，管坯尺寸為外徑150mm，內(nèi)徑130mm；

步驟9：將步驟8所得管坯機(jī)加工內(nèi)外表面，得到外徑145mm，內(nèi)徑135mm的管坯；

步驟10：將步驟9獲得的的管坯進(jìn)行Ar氣氣氛下退火處理，退火溫度1250℃，保溫時(shí)間90分鐘，得到晶粒尺寸60μm-85μm，晶粒度5級(jí)的均勻細(xì)晶管材。

本實(shí)施例得到的管狀靶材無(wú)裂紋，成品率100％。

實(shí)施例3：

一種鉬合金管靶及制備方法，包含如下步驟：

步驟1：將純度3N5的純Mo粉，粒度3.2μm；純度3N的Ni粉，粒度3.5μm；純度3N的TiH 2粉，粒度3.5μm；純度4N的錸粉，粒度3.5μm，按照靶材中各元素質(zhì)量比Mo：Ni：Ti：Re＝70:15:10:5，配置70Kg，其中鈦的添加為在部分鉬粉中加入40％質(zhì)量比的氫化鈦，在氫氣氣氛中于800℃還原3h，獲得還原后的鉬鈦合金粉末，將鉬鈦合金粉末添加入其余要混合的粉末中；

步驟2：將步驟1的得到的粉末，放入球磨罐中，球料比1:1，抽氣至負(fù)壓，充入氬氣至一個(gè)大氣壓，混合時(shí)間16h，轉(zhuǎn)速為200r/min；

步驟3：將步驟2得到的混合后的粉末放入不銹鋼制作的管狀模具中，進(jìn)行冷等靜壓成形，壓制壓力150MPa，保壓時(shí)間15分鐘；

步驟4：將步驟3得到的CIP管狀壓坯進(jìn)行整形，使坯料幾何尺寸規(guī)則完整；

步驟5：將步驟4整形后的壓坯放入包套中，抽氣至10 -1Pa，保持抽氣6h，密封；

步驟6：將步驟5的包套進(jìn)行熱等靜壓(HIP)，保溫溫度為920℃，壓力170MPa，保溫保壓時(shí)間3h；

步驟7：將步驟6的包套機(jī)加工去掉，保證管靶外圓面平整，無(wú)凸起，管坯外徑240mm，內(nèi)徑100mm；

步驟8：將步驟7得到的管坯放入馬弗爐中，空氣氣氛加熱，擠壓開(kāi)始溫度1350℃，保溫時(shí)間120分鐘，每道次擠壓變形率15～25％，每道次擠壓前保溫溫度相比前一道次降溫50℃，每道次擠壓前的保溫時(shí)間均為90min，擠壓變形結(jié)束溫度為1080℃左右，管坯尺寸為外徑160mm，內(nèi)徑130mm；

步驟9：將步驟8所得管坯機(jī)加工內(nèi)外表面，得到外徑155mm，內(nèi)徑135mm的管坯；

步驟10：將步驟9所得的管坯進(jìn)行Ar氣氣氛下退火處理，退火溫度1250℃，保溫時(shí)間60分鐘，得到晶粒尺寸55μm-80μm，晶粒度5級(jí)的均勻細(xì)晶管材。

本實(shí)施例得到的管狀靶材無(wú)裂紋，成品率100％。

實(shí)施例4：

一種鉬合金管靶及制備方法，包含如下步驟：

步驟1：將純度3N5的純Mo粉，粒度3.8μm；純度3N的Ni粉，粒度3.5μm；純度3N的TiH 2粉，粒度3.2μm；純度4N的錸粉，粒度2.8μm，按照靶材中各元素質(zhì)量比Mo：Ni：Ti：Re＝74:15:10:1，配置150Kg；其中鈦的添加為在部分原料鉬粉中加入全部氫化鈦粉末中，然后在氫氣氣氛中于800℃還原4h，獲得還原后的鉬鈦合金粉末(鉬鈦合金粉末中鉬元素和鈦元素的質(zhì)量比為2：1)，將鉬鈦合金粉末添加入其余要混合的粉末中；

步驟2：將步驟1的得到的粉末，放入球磨罐中，球料比1:2，抽氣至負(fù)壓，充入氬氣至一個(gè)大氣壓，混合時(shí)間16h，轉(zhuǎn)速為200r/min；

步驟3：將步驟2得到的混合后的粉末放入不銹鋼制作的管狀模具中，進(jìn)行冷等靜壓成形，壓制壓力200MPa，保壓時(shí)間10分鐘；

步驟4：將步驟3得到的CIP管狀壓坯進(jìn)行整形，使坯料幾何尺寸規(guī)則完整；

步驟5：將步驟4整形后的壓坯放入包套中，抽氣至10 -2Pa，保持抽氣4h，密封；

步驟6：將步驟5的包套進(jìn)行熱等靜壓(HIP)，保溫制度為930℃，壓力150MPa，保溫保壓時(shí)間4h；

步驟7：將步驟6的包套機(jī)加工去掉，保證管靶外圓面平整，無(wú)凸起，管坯外徑220mm，內(nèi)徑100mm；

步驟8：將步驟7得到的管坯放入馬弗爐中，空氣氣氛加熱，擠壓開(kāi)始溫度1350℃，保溫時(shí)間90分鐘，每道次擠壓變形率15～25％，每道次擠壓前保溫溫度相比前一道次降溫50℃，每道次擠壓前的保溫時(shí)間均為90min，擠壓變形結(jié)束溫度為1080℃左右，管坯尺寸為外徑165mm，內(nèi)徑135mm；

步驟9：將步驟8所得管坯機(jī)加工內(nèi)外表面，得到外徑160mm，內(nèi)徑140mm的管坯；

步驟10：將步驟9的管坯進(jìn)行Ar氣氣氛下退火處理，退火溫度1200℃，保溫時(shí)間100分鐘，得到晶粒尺寸70μm-100μm，晶粒度4級(jí)的均勻細(xì)晶管材。

本實(shí)施例得到的管靶材無(wú)裂紋，成品率100％。

實(shí)施例5

步驟1，將純度3N5的純Mo粉，粒度3.8μm；純度3N的Ni粉，粒度2.4μm；純度3N的TiH2粉，粒度3.4μm；純度4N的錸粉，粒度4μm；Cr的原料為鉻粉，粒度3.5μm，按照靶材中各元素質(zhì)量比Mo：Ni：Ti：Re：Cr＝60:20:16:2:2，配置140Kg原料；其中鈦的添加為在部分原料鉬粉中加入全部氫化鈦粉末中，然后在氫氣氣氛中于800℃還原4h，獲得還原后的鉬鈦合金粉末(鉬鈦合金粉末中鉬元素和鈦元素的質(zhì)量比為1：1)，將鉬鈦合金粉末添加入其余要混合的粉末中；

后續(xù)步驟同實(shí)施例1。

得到的靶材晶粒尺寸55μm-85μm，晶粒度5級(jí)。

本實(shí)施例得到的管狀靶材無(wú)裂紋，成品率100％。

對(duì)比例1

除擠壓成型工藝參數(shù)不同于實(shí)施例1以外，其余制備方法與實(shí)施例1相同。本對(duì)比例的擠壓成型工藝中道次變形量為30％。

在擠壓成型的第一道次，坯料出現(xiàn)表面裂紋，在擠壓成型的第二道次，坯料開(kāi)裂。

對(duì)比例1制備的鉬合金管靶材開(kāi)裂較多，需機(jī)加工去除開(kāi)裂部位，影響材料的利用率。

對(duì)比例2

除未添加錸元素外，其余制備方法與實(shí)施例1相同。

對(duì)比例2制備的鉬合金管靶材變形困難，在擠壓第一道次即發(fā)生嚴(yán)重開(kāi)裂，無(wú)法進(jìn)行變形處理。

對(duì)比例3

該對(duì)比例按照靶材中各元素質(zhì)量比Mo：Ni：Ti：Re＝69:15:10:6，配置140Kg原料；其余與實(shí)施例3相同。

對(duì)比例3制備的鉬合金管靶材，成本大大提高，而且錸含量過(guò)高，反而增加了變形的困難程度，變形過(guò)程中坯料表面出現(xiàn)裂紋。

同時(shí)，Re含量較多時(shí)，Re可與其它元素形成合金相，影響后續(xù)鍍膜效果。

部分晶粒尺寸超過(guò)100μm，晶粒均勻性差。

本對(duì)比例的管靶材產(chǎn)生裂紋，成品率50％。

對(duì)比例4

與實(shí)施例1相同，區(qū)別在于擠壓開(kāi)始溫度1500℃。

對(duì)比例4的擠壓開(kāi)始溫度過(guò)高，坯料中鎳局部融化，并且導(dǎo)致表面氧化嚴(yán)重，坯料的熱塑性變差，在擠壓過(guò)程中，造成坯料開(kāi)裂。

對(duì)比例5

與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于本對(duì)比例的擠壓工藝中，每道次加熱保溫溫度在前一次加熱保溫溫度基礎(chǔ)上降溫120℃。

本對(duì)比例得到的管狀靶材晶粒尺寸為90μm-160μm，晶粒均勻性差。

本實(shí)施例得到的管靶材產(chǎn)生裂紋，成品率小于50％。

對(duì)比例6

與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于退火溫度為1350℃。

對(duì)比例6制備的鉬合金管靶材晶粒尺寸較大，為120μm～200μm，晶粒度1-3級(jí)，出現(xiàn)混晶，局部有較大晶粒。

以上對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行了詳述。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)的宗旨和范圍，以及無(wú)需進(jìn)行不必要的實(shí)驗(yàn)情況下，可在等同參數(shù)、比例和條件下，在較寬范圍內(nèi)實(shí)施本申請(qǐng)。雖然本申請(qǐng)給出了特殊的實(shí)施例，應(yīng)該理解為，可以對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的改進(jìn)?？傊幢旧暾?qǐng)的原理，本申請(qǐng)欲包括任何變更、用途或?qū)Ρ旧暾?qǐng)的改進(jìn)，包括脫離了本申請(qǐng)中已公開(kāi)范圍，而用本領(lǐng)域已知的常規(guī)技術(shù)進(jìn)行的改變。按以下附帶的權(quán)利要求的范圍，可以進(jìn)行一些基本特征的應(yīng)用。

鉬合金管靶材的制備方法、鉬合金管靶材和用途.pdf