CN114075658A - 一种钨镍合金溅射靶材及其热压制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钨镍合金溅射靶材及其热压制备方法，所述制备方法将Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，经混粉‑HP烧结即可得到钨镍合金溅射靶材，不仅可以得到致密度高、微观组织均匀、成分均匀、机加工性能优异的钨镍合金溅射靶材，致密度≥95％，更优时≥99％，满足当前高性能电致变色玻璃的应用需求，还具有工艺简单、成本较低、便于推广等优点。

Description

一种钨镍合金溅射靶材及其热压制备方法
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种钨镍合金溅射靶材及其热压制备方法。
背景技术
磁控溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，形成一层厚度为纳米或者微米级别的薄膜。其中，被轰击的固体是制备磁控溅射沉积薄膜的原材料，一般被称为溅射靶材，集中应用于信息存储、集成电路、显示器、汽车后视镜等产业。
溅射靶材一般通过粉末冶金烧结成型工艺获得，因为该工艺制备的溅射靶材具有独特的化学组成和机械、物理性能，可以直接制备多孔、半致密或全致密材料和制品。作为一种重要的粉末冶金烧结成型工艺，热压(Hot Pressing，HP)是一种将粉末或压坯在高温下进行单轴向压制的工艺方法，可以产生激活扩散和蠕变现象，广泛应用于固体材料的烧结，异种金属间的大面积焊接等领域，其主要原理是高温下晶格与晶界扩散以及塑性流动。热压后材料的显微组织一般也比较理想，是一种技术成熟、成本较低的工艺方法。
电致变色是指在外电场或外电压作用下，材料光学性能(反射率、透过率、吸收率等)发生可逆变化的现象.电致变色材料在智能窗、防眩反光镜、光信息存储等领域有着广泛的应用前景。电致变色智能玻璃在电场作用下具有光吸收、透过的可调节性，可选择性地吸收或反射外界的热辐射及内部的热扩散，且材料的光学性能(反射率、透过率、吸收率等)发生可逆变化，是节能建筑材料的一个发展方向。目前，电致变色智能玻璃已经在一些高档轿车和飞机上得到应用，并广泛应用于智能窗、防炫目反光镜和光信息存储等领域。
作为电致变色玻璃薄膜制备的基础，钨镍合金溅射镀膜靶材已经得到广泛应用，镀膜时，钨镍合金靶材在玻璃表面生成钨镍合金氧化物层，在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化。
CN105239043A公开了一种电致变色玻璃钨镍合金靶材及其制备方法。首先将纯度为99.99％钨粉、纯度为99.9％镍粉装入高能球磨机，充高纯Ar2并以200-250r/min速度混合得到含钨镍合金粉；再使用冷等静压成形，加压制备得到钨镍坯体；将所得钨镍坯料装入真空烧结炉进行烧结；关闭真空烧结炉加热***，随炉冷却至室温后方可出炉，得到总纯度>99.9％、含镍质量比10％-50％的变色玻璃钨镍合金靶材。上述制备方法包括球磨混粉、冷等静压、真空烧结，工艺复杂，成本较高。
CN110885963A公开了一种钨镍合金靶材的制备方法和该方法制备的钨镍合金靶材。该钨镍合金靶材的制备方法包括：原料配制步骤：将钨粉、镍粉进行混合处理，得到混合粉；压制成形步骤：将所述混合粉进行压制成形处理，得到预制坯；烧结步骤：将所述预制坯进行烧结处理，得到烧结坯料；热等静压处理步骤：将所述烧结坯料进行热等静压处理，得到热等静压坯料；热处理步骤：将所述热等静压坯料进行热处理，之后快速冷却，得到钨镍合金靶材。上述制备方法包括混粉、压制(冷等静压)、烧结、热等静压、热处理，工艺复杂，成本较高。
CN113549881A公开了一种钨镍合金靶材的制备方法，包括选取钨粉和镍粉或者与其它金属元素形成的多组元合金粉末，依次经过粉末过筛处理的步骤、冷等静压步骤、烧结步骤、校直加工步骤、退火处理步骤、机加工步骤、洁净处理步骤，制得高钨镍合金靶材。上述制备方法流程复杂，成本较高，而且钨镍合金靶材含有其它金属元素，纯度较低。
此外，目前应用的钨镍合金靶材多采用热喷涂工艺制造，溅射靶材密度只有90％左右、靶材中镍元素分布不均匀，影响产品的溅射性能，从而影响到电致变色层的质量。
因此，目前亟需开发一种钨镍合金溅射靶材及其热压制备方法，所述热压制备方法不仅可以得到致密度高、微观组织均匀、成分均匀、机加工性能优异的钨镍合金溅射靶材，满足当前高性能电致变色玻璃的应用需求，还具有工艺简单、成本较低、便于推广等优点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种钨镍合金溅射靶材及其热压制备方法，所述制备方法将Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，经混粉-HP烧结即可得到钨镍合金溅射靶材，不仅可以得到致密度高、微观组织均匀、成分均匀、机加工性能优异的钨镍合金溅射靶材，致密度≥95％，更优时≥99％，满足当前高性能电致变色玻璃的应用需求，还具有工艺简单、成本较低、便于推广等优点。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，装入模具并封口；
(2)将步骤(1)封口后的模具进行热压烧结处理，得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行机加工，得到钨镍合金溅射靶材。
值得说明的是，本发明所述钨镍合金粉中Ni粉质量占比为44.1～49.5％，其余为不可避免的杂质，并不含有例如三氧化钨等调节剂粉末，不仅保证了最终钨镍合金溅射靶材的纯度，还保证了W-Ni有效合金化，保证了钨镍合金溅射靶材的致密度≥95％，更优时≥99％。
本发明所述制备方法将Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，经混粉-HP烧结即可得到钨镍合金溅射靶材，不仅可以得到致密度高、微观组织均匀、成分均匀、机加工性能优异的钨镍合金溅射靶材，致密度≥95％，更优时≥99％，满足当前高性能电致变色玻璃的应用需求，还具有工艺简单、成本较低、便于推广等优点。
本发明所述钨镍合金粉中Ni粉质量占比为44.1～49.5％，例如44.1％、44.5％、45.0％、45.5％、46.0％、46.5％、47.0％、47.5％、48.0％、48.5％、49.0％或49.5％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为44.1～49.5％混合得到。
优选地，所述W粉的纯度为99.95～99.999wt％。
优选地，所述W粉的平均粒径＜45μm。
优选地，所述Ni粉的纯度为99.95～99.99wt％。
优选地，所述Ni粉的平均粒径＜45μm。
作为本发明优选的技术方案，所述混合在混粉机中进行。
优选地，所述混合采用加入锆球进行干混的方式。
优选地，所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为(1～3):10，例如1:10、1.5:10、2:10、2.5:10或3:10等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述混合在氩气保护下进行。
优选地，所述混合的时间为24～36h，例如26h、28h、30h、32h或34h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述模具为石墨模具。
优选地，在步骤(1)将所述钨镍合金粉装入模具之后，所述封口之前，还包括压实处理。
优选地，所述压实处理包括采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm。
本发明所述压实处理采用人工压柱方式进行，不仅可以根据实际情况灵活及时地调整，还可以达到热压烧结处理所需的初始致密度要求，从而保证后续热压烧结处理可以得到致密度≥95％的钨镍合金溅射靶材。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述热压烧结处理的目标温度为1270～1350℃，例如1270℃、1280℃、1290℃、1300℃、1310℃、1320℃、1330℃、1340℃或1350℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述热压烧结处理的目标压力为25～35MPa，例如26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa、31MPa、32MPa、33MPa或34MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述热压烧结处理在所述目标温度与所述目标压力下的保温保压时间为60～180min，例如60min、80min、100min、120min、140min、150min、170min或180min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述热压烧结处理包括如下内容：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，升温至1000～1050℃并保温60～90min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后升温至1270～1350℃并保温50～70min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，加压至25～35MPa并始终保持1270～1350℃，控制保温保压时间为60～180min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.06～-0.08MPa。
值得说明的是，在步骤(i)和步骤(ii)中均需控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa，原因在于：在升温过程中，钨镍合金粉会因为受热膨胀导致模具内压强增大，需要控制内部压强＜1MPa来防止因局部压力过大而温度不足的情况下靶坯提前成型致密，进而避免靶材致密度不均匀的问题。
值得说明的是，针对Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，发明人经过多次试验，只有采用本发明所述“先分步升温，再加压”的制备方法，才能保证W-Ni合金化，制备得到致密度≥95％的钨镍合金溅射靶材，更优时致密度≥99％。
本发明所述热压烧结处理步骤(i)中所述升温至1000～1050℃，例如1000℃、1010℃、1020℃、1030℃、1040℃或1050℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述热压烧结处理步骤(i)中所述保温60～90min，例如60min、65min、70min、75min、80min、85min或90min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述热压烧结处理步骤(ii)中所述保温50～70min，例如50min、55min、60min、65min或70min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述热压烧结处理步骤(iv)中所述真空表示数为-0.06～-0.08MPa，例如-0.06MPa、-0.065MPa、-0.07MPa、-0.075MPa或-0.08MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(i)所述升温的升温速率为8～12℃/min，例如8.5℃/min、9℃/min、9.5℃/min、10℃/min、10.5℃/min、11℃/min或11.5℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(ii)所述升温的升温速率为3～6℃/min，例如3.5℃/min、4℃/min、4.5℃/min、5℃/min或5.5℃/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(iii)所述加压的时间为50～70min，例如52min、55min、58min、60min、62min、64min、65min或68min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，在步骤(iv)中，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到所述钨镍合金烧结体。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述机加工包括线切割和/或磨加工；
优选地，在步骤(3)所述机加工后，将所述钨镍合金溅射靶材与铜背板或铝背板进行焊接，再经过机加工至目标尺寸，随后依次进行检测、清洗、干燥以及包装，得到钨镍合金靶材组件。
作为本发明优选的技术方案，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉并装入石墨模具，先将石墨模具内的所述钨镍合金粉采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm，再进行封口；
其中，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为44.1～49.5％混合得到，所述W粉的纯度为99.95～99.999wt％，平均粒径＜45μm，所述Ni粉的纯度为99.95～99.99wt％，平均粒径＜45μm；所述混合在混粉机中进行，采用加入锆球进行干混的方式，控制所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为(1～3):10，在氩气保护下进行24～36h混合均匀；
(2)热压烧结处理：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，以8～12℃/min的升温速率升温至1000～1050℃并保温60～90min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后，以3～6℃/min的升温速率升温至1270～1350℃并保温50～70min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，经过50～70min加压至25～35MPa并始终保持1270～1350℃，控制保温保压时间为60～180min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.06～-0.08MPa，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行线切割和/或磨加工，得到钨镍合金溅射靶材。
本发明的目的之二在于提供一种钨镍合金溅射靶材，利用目的之一所述的热压制备方法得到。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明所述制备方法将Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，经混粉-HP烧结即可得到钨镍合金溅射靶材，不仅可以得到致密度高、微观组织均匀、成分均匀、机加工性能优异的钨镍合金溅射靶材，致密度≥95％，更优时≥99％，满足当前高性能电致变色玻璃的应用需求，还具有工艺简单、成本较低、便于推广等优点。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为45.5％的钨镍合金粉并装入石墨模具，先将石墨模具内的所述钨镍合金粉采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm，再进行封口；
其中，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为45.5％混合得到，所述W粉的纯度为99.999wt％，平均粒径＜45μm，所述Ni粉的纯度为99.99wt％，平均粒径＜45μm；所述混合在混粉机中进行，采用加入锆球进行干混的方式，控制所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为3:10，在氩气保护下进行32h混合均匀；
(2)热压烧结处理：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，以10℃/min的升温速率升温至1000℃并保温70min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后，以5℃/min的升温速率升温至1300℃并保温60min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，经过60min加压至30MPa并始终保持1300℃，控制保温保压时间为120min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.07MPa，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行线切割和/或磨加工，得到钨镍合金溅射靶材。
实施例2
本实施例提供了一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为44.1％的钨镍合金粉并装入石墨模具，先将石墨模具内的所述钨镍合金粉采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm，再进行封口；
其中，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为44.1％混合得到，所述W粉的纯度为99.999wt％，平均粒径＜45μm，所述Ni粉的纯度为99.99wt％，平均粒径＜45μm；所述混合在混粉机中进行，采用加入锆球进行干混的方式，控制所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为3:10，在氩气保护下进行24h混合均匀；
(2)热压烧结处理：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，以8℃/min的升温速率升温至1000℃并保温60min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后，以3℃/min的升温速率升温至1270℃并保温50min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，经过50min加压至25MPa并始终保持1270℃，控制保温保压时间为60min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.06MPa，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行线切割和/或磨加工，得到钨镍合金溅射靶材。
实施例3
本实施例提供了一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为49.5％的钨镍合金粉并装入石墨模具，先将石墨模具内的所述钨镍合金粉采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm，再进行封口；
其中，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为49.5％混合得到，所述W粉的纯度为99.999wt％，平均粒径＜45μm，所述Ni粉的纯度为99.99wt％，平均粒径＜45μm；所述混合在混粉机中进行，采用加入锆球进行干混的方式，控制所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为3:10，在氩气保护下进行36h混合均匀；
(2)热压烧结处理：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，以12℃/min的升温速率升温至1050℃并保温90min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后，以6℃/min的升温速率升温至1350℃并保温70min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，经过70min加压至35MPa并始终保持1350℃，控制保温保压时间为180min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.08MPa，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行线切割和/或磨加工，得到钨镍合金溅射靶材。
实施例4
本实施例提供了一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，基于实施例1所述热压制备方法，区别仅在于：将步骤(ii)与步骤(iii)所述目标温度限定为1250℃。
实施例5
本实施例提供了一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，基于实施例1所述热压制备方法，区别仅在于：将步骤(ii)与步骤(iii)所述目标温度限定为1370℃。
实施例6
本实施例提供了一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，基于实施例1所述热压制备方法，区别仅在于：将步骤(2)中热压烧结处理的步骤(i)与步骤(ii)合并为一步升温，具体如下：
(2)热压烧结处理：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，以10℃/min的升温速率升温至1300℃并保温120min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后，经过60min加压至30MPa并始终保持1300℃，控制保温保压时间为120min；
(iii)在步骤(ii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.07MPa，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到钨镍合金烧结体。
对比例1
本对比例采用CN110885963A中实施例1所述钨镍合金靶材的制备方法来制备Ni质量占比为45.5％的钨镍合金溅射靶材。
将上述实施例和对比例所得钨镍合金溅射靶材进行如下性能测试：
(1)致密度：按照国标GB/T 3850-2015《致密烧结金属材料与硬质合金密度测量方法》中公开的吊篓方法测定钨镍合金溅射靶材的实际密度，根据理论公式计算得到钨镍合金溅射靶材理论密度，按照计算公式“致密度＝实际密度/理论密度×100％”得到；
(2)靶材内部结构均匀性：首先以目视标样为准，然后经精密加工后，表面清洁，色泽均一，不出现束状或者点状花斑，则表明内部结构均匀未出现偏析现象。
有关上述实施例和对比例所得钨镍合金溅射靶材的相关测试结果见表1。
表1
组别 致密度 靶材内部结构均匀性
实施例1 99.3％ 色泽均一、均匀
实施例2 97.9％ 色泽均一、均匀
实施例3 99.5％ 色泽均一、均匀
实施例4 95.2％ 色泽均一、均匀
实施例5 99.9％ 色泽均一、均匀，偶尔出现束状或者点状花斑
实施例6 95.8％ 色泽均一、均匀，偶尔出现束状或者点状花斑
对比例1 99.9％ 色泽均一、均匀
由表1可以看出以下几点：
(1)本发明所述制备方法将Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，经混粉-HP烧结即可得到钨镍合金溅射靶材，不仅可以得到致密度高、微观组织均匀、成分均匀、机加工性能优异的钨镍合金溅射靶材，致密度≥95％，更优时≥99％，满足当前高性能电致变色玻璃的应用需求，还具有工艺简单、成本较低、便于推广等优点；
(2)将实施例1与实施例4进行对比，由于实施例4所述热压烧结的目标温度为1250℃，低于本发明所述1270～1350℃，钨镍合金溅射靶材的致密度降低；
(3)将实施例1与实施例5进行对比，由于实施例5所述热压烧结的目标温度为1370℃，高于本发明所述1270～1350℃，虽然致密度稍微增大，但是靶材内部结构偶尔出现束状或者点状花斑；
(4)将实施例1与实施例6进行对比，由于实施例6将热压烧结处理中的分步升温替换为了一步升温，极易导致模具内的钨镍合金粉受热不均匀，进而导致钨镍合金溅射靶材的致密度降低，靶材内部结构偶尔出现束状或者点状花斑；
(5)将实施例1与对比例1进行对比，两者得到的钨镍合金溅射靶材性能基本一致，但是对比例1所述制备方法包括原料配制、冷等静压成形、氢气氛围下烧结、热等静压处理、热处理，存在工艺复杂、生产成本较高的缺点。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种钨镍合金溅射靶材的热压制备方法，其特征在于，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉，装入模具并封口；
(2)将步骤(1)封口后的模具进行热压烧结处理，得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行机加工，得到钨镍合金溅射靶材。
2.根据权利要求1所述的热压制备方法，其特征在于，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为44.1～49.5％混合得到；
优选地，所述W粉的纯度为99.95～99.999wt％；
优选地，所述W粉的平均粒径＜45μm；
优选地，所述Ni粉的纯度为99.95～99.99wt％；
优选地，所述Ni粉的平均粒径＜45μm。
3.根据权利要求2所述的热压制备方法，其特征在于，所述混合在混粉机中进行；
优选地，所述混合采用加入锆球进行干混的方式；
优选地，所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为(1～3):10；
优选地，所述混合在氩气保护下进行；
优选地，所述混合的时间为24～36h。
4.根据权利要求1～3任一项所述的热压制备方法，其特征在于，步骤(1)所述模具为石墨模具；
优选地，在步骤(1)将所述钨镍合金粉装入模具之后，所述封口之前，还包括压实处理；
优选地，所述压实处理包括采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的热压制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热压烧结处理的目标温度为1270～1350℃；
优选地，步骤(2)所述热压烧结处理的目标压力为25～35MPa；
优选地，步骤(2)所述热压烧结处理在所述目标温度与所述目标压力下的保温保压时间为60～180min。
6.根据权利要求5所述的热压制备方法，其特征在于，步骤(2)所述热压烧结处理包括如下内容：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，升温至1000～1050℃并保温60～90min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后升温至1270～1350℃并保温50～70min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，加压至25～35MPa并始终保持1270～1350℃，控制保温保压时间为60～180min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.06～-0.08MPa。
7.根据权利要求6所述的热压制备方法，其特征在于，步骤(i)所述升温的升温速率为8～12℃/min；
优选地，步骤(ii)所述升温的升温速率为3～6℃/min；
优选地，步骤(iii)所述加压的时间为50～70min；
优选地，在步骤(iv)中，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到所述钨镍合金烧结体。
8.根据权利要求1～7任一项所述的热压制备方法，其特征在于，步骤(3)所述机加工包括线切割和/或磨加工；
优选地，在步骤(3)所述机加工后，将所述钨镍合金溅射靶材与背板进行焊接，再经过机加工至目标尺寸，随后依次进行检测、清洗、干燥以及包装，得到钨镍合金靶材组件。
9.根据权利要求1～8任一项所述的热压制备方法，其特征在于，所述热压制备方法包括如下步骤：
(1)准备Ni粉质量占比为44.1～49.5％的钨镍合金粉并装入石墨模具，先将石墨模具内的所述钨镍合金粉采用人工压柱方式进行压实处理，保证平面度＜1mm，再进行封口；
其中，所述钨镍合金粉利用W粉和Ni粉按照Ni粉质量占比为44.1～49.5％混合得到，所述W粉的纯度为99.95～99.999wt％，平均粒径＜45μm，所述Ni粉的纯度为99.95～99.99wt％，平均粒径＜45μm；所述混合在混粉机中进行，采用加入锆球进行干混的方式，控制所述锆球与所述钨镍合金粉的球料质量比为(1～3):10，在氩气保护下进行24～36h混合均匀；
(2)热压烧结处理：
(i)将步骤(1)封口后的模具放入热压烧结炉中，抽真空至100Pa以下，以8～12℃/min的升温速率升温至1000～1050℃并保温60～90min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(ii)在步骤(i)所述保温结束后，以3～6℃/min的升温速率升温至1270～1350℃并保温50～70min，其中，控制所述封口后的模具的内部压强＜1MPa；
(iii)在步骤(ii)所述保温结束后，经过50～70min加压至25～35MPa并始终保持1270～1350℃，控制保温保压时间为60～180min；
(iv)在步骤(iii)所述保温保压结束后，关闭所述热压烧结炉并冷却，然后充入氩气至真空表示数为-0.06～-0.08MPa，待所述热压烧结炉内的温度降至200℃后，将所述模具内的坯料取出，即可得到钨镍合金烧结体；
(3)将步骤(2)得到的钨镍合金烧结体进行线切割和/或磨加工，得到钨镍合金溅射靶材。
10.一种钨镍合金溅射靶材，其特征在于，利用权利要求1～9任一项所述的热压制备方法得到。
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