硬质涂层用镀膜靶材的制备方法

上篇我们讲到硬质涂层用到的镀膜靶材有哪些以及硬质涂层对靶材的技术要求，今天我们来讲讲硬质涂层用镀膜靶材的制备方法。硬质涂层用溅射靶材的制备方法主要有真空熔炼和粉末冶金两种方法。除严格控制材料纯度、致密度、晶粒度以及结晶取向之外,对热处理条件、后续加工方法等亦需加以严格控制。

熔炼铸造方法
般需要三个步骤:将一定配比的合金原料在真空的环境中进行熔炼;再将合金熔液浇注于模具中,形成铸锭;后经机械加工制成靶材。当然根据不同靶材的质量要求,熔炼浇注的铸锭还需要进行锻造、热处理、轧制和机加L等一系列的工序。
常用的熔炼方法有真空电弧熔炼、凝壳感应熔炼、等离子束熔炼和电子束熔炼等。熔炼铸造方法的优点是纯度高,靶材杂质含量（特别是气体杂质如O,N，等）低，可以实现高纯度金属的稳定溅射，从而溅射制备的硬质涂层成分、组织和结构均匀性更优，密度高，高密度也就决定了溅射靶材更好的导热效果，更多的溅射材料和更长的使用寿命。缺点是对于熔点和密度相差较大的两种或两种以上金属,在熔炼过程中容易发生难熔金属的未熔现象，导致靶材成分出现偏析,达不到靶材质量的技术要求。

粉末冶金方法
常用的工艺有常压烧结、热压烧结和热等静压等。
普通成形烧结的粉末冶金方法制备的靶材成分组织均匀,但致密度差。因此采用粉末冶金方法制备硬质涂层用靶材时需要注意以下两个方面:一是原料,选用高纯、超细的粉末原料。纯度越高，靶材溅射沉积出来的薄膜越均匀,性能越好。而对于粉末粒度来说，一般是粒度越小越好,然而越细的粉末氧含量越难控制,因此为了获得高纯度靶材,在粉末粒度_上可以稍微放宽一些。二是烧结成形工艺，采用快速致密化的成形工艺。以保证靶材的低孔隙率和高的致密度,并且可以控制晶粒度。例如运用放电等离子烧结方法可以使粉末快速致密化，制备的靶材具有致密度高、晶粒尺寸细小均匀等优点。

除了以上制备工艺外，对于一些特殊成分要求的靶材还有半熔融烧结法和还原扩散法以及喷雾成形法等制备方法。

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