一種高密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及觸摸屏/光學(xué)玻璃磁控濺射鍍膜領(lǐng)域，特別是涉及一種高密度高純度 濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的工具和必需 品，電子產(chǎn)品中一個(gè)非常關(guān)鍵的部件就是觸摸屏和光學(xué)玻璃，鍍膜是通過(guò)磁控濺射鍍膜工 藝來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而實(shí)現(xiàn)該工藝的材料則為旋轉(zhuǎn)靶材，目前，中國(guó)及亞太地區(qū)旋轉(zhuǎn)靶材的市場(chǎng)需 求量超過(guò)世界總需求量的70%，市場(chǎng)前景廣闊，對(duì)于觸摸屏行業(yè)和光學(xué)鍍膜行業(yè)，磁控濺射 膜有兩個(gè)極其重要的指標(biāo)參數(shù)，分別是透過(guò)率和電阻率，磁控濺射鍍膜指標(biāo)參數(shù)能否達(dá)標(biāo) 取決于旋轉(zhuǎn)靶材的品質(zhì)，而旋轉(zhuǎn)靶材的品質(zhì)是由其生產(chǎn)工藝和原材料粉末配方?jīng)Q定的，歸 根溯源，根本問(wèn)題是旋轉(zhuǎn)靶材的配方及生產(chǎn)工藝。
[0003]就現(xiàn)有情況來(lái)說(shuō)，銀旋轉(zhuǎn)靶材采用鑄造方法比較多，先將高純銀錠在真空熔煉爐 中以過(guò)熱溫度熔煉成銀漿，然后澆注到已經(jīng)升溫的模具內(nèi)，同時(shí)通入氮?dú)饣驓鍤獬洚?dāng)保護(hù) 氣體，冷卻成型后在靶材內(nèi)表面車床車內(nèi)螺紋，然后與不銹鋼表面的外螺紋進(jìn)行過(guò)盈配合 裝配，通過(guò)多截裝配形成成品靶材。采用鑄造工藝制備靶材第一工藝控制參數(shù)多靶材成品 率不高，第二鑄造靶材晶粒組織比較粗大，內(nèi)部可能會(huì)存在一些鑄造缺陷如夾雜、氣孔等， 影響濺射薄膜的質(zhì)量，第三靶材多截裝配拼接間隙越多，在鍍膜過(guò)程中會(huì)影響等離子體均 勻一致性，并可能引起局部不正常放電，從而降低膜層的均勻性和良品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高相對(duì)密度高純度濺射銀旋轉(zhuǎn)靶材制備方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種高相對(duì)密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方 法，步驟為， 1) 不銹鋼背管制備： 下料：用鋸床鋸取指定長(zhǎng)度的304不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑為125mm，外徑為133 mm ; 車管：將不銹鋼管兩端按產(chǎn)品圖紙分別車出凹槽、斜角； 表面噴砂粗化：再將不銹鋼管通過(guò)噴砂機(jī)將其表面噴砂處理；所述噴砂材料為80目粒 徑的棕剛玉； 打底：取出粗化后的不銹鋼管，通過(guò)電弧噴涂機(jī)，在其表面噴涂一層CuAl材料層，涂層 厚度為0. 5mm，得到制備好的不銹鋼背管； 2) 銀涂層制備： 烘干：將銀粉末置于100_200°C烘干爐中烘干，時(shí)間為2-3小時(shí)； 冷噴涂：將烘干后的銀粉末添加到送粉器中，由送粉器將粉末均勻的送入到拉瓦爾噴 管中，利用壓縮氮?dú)庾鳛榧铀俳橘|(zhì)，帶動(dòng)Ag粉在固態(tài)下以600-800m/s以上的速度碰撞不銹 鋼背管，Ag粉顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形而沉積形成致密涂層； 機(jī)械加工：待冷噴涂所得靶材到達(dá)客戶所定尺寸后，對(duì)成型的旋轉(zhuǎn)靶材表面用車床按 照客戶要求加工，加工完畢后再進(jìn)行清洗、烘干即可。
[0006] 進(jìn)一步，所述冷噴涂步驟中，氮?dú)鈿鈮簽?_5Mpa，氮?dú)獾募訜釡囟葹?00_500°C， 帶動(dòng)Ag粉在固態(tài)下的送粉轉(zhuǎn)速為6RPM;不銹鋼管轉(zhuǎn)速為300RPM，背管移動(dòng)速度為6mm/s， 噴槍離背管表面距離為25mm。
[0007] 進(jìn)一步，所述Ag粉為球形粉末，粒徑5-45ym。
[0008]進(jìn)一步，送粉器開(kāi)始送粉時(shí)的加熱溫度為500°C，腔體氣壓為4. 5Mpa。
[0009] 本發(fā)明還保護(hù)所述高相對(duì)密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法制備得到的高 相對(duì)密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材。
[0010] 本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于： 第一將不銹鋼按照客戶要求加工好，然后用棕剛玉進(jìn)行噴砂和用CU-A1絲進(jìn)行打底， 打底層厚度為0.5毫米。
[0011] 第二碳化鎢合金制作的拉瓦爾噴管對(duì)銀粉進(jìn)行噴涂，碳化鎢設(shè)計(jì)的噴管結(jié)構(gòu)如圖 1〇
[0012] 其中1為送粉管，2為直徑15mm的縮放段入口，3為100mm長(zhǎng)的縮放段；4為直徑 2. 5mm的喉部，5為288mm長(zhǎng)的擴(kuò)張段，6為直徑12mm的出口處。
[0013]銀粉為球形粉末，粒度為5-45微米，氮?dú)鈿鈮簽?-5Mpa，氮?dú)饧訜釡囟葹?400-500°C，送粉轉(zhuǎn)速為6RPM;不銹鋼管轉(zhuǎn)速為300RPM，背管移動(dòng)速度為6mm/s，噴槍離背管 表面距離為25mm。
[0014] 通過(guò)拉瓦爾噴管對(duì)粒子進(jìn)行2次加速，將粒子速度提高到600-800m/s。
[0015] 用冷噴涂制備銀靶材優(yōu)點(diǎn)： 1) 工藝簡(jiǎn)單，即通過(guò)冷噴涂的拉瓦爾噴管將高純銀粉噴涂到不銹鋼背管上； 2) 組織致密，靶材相對(duì)密度可以達(dá)到91-98%，靶材內(nèi)部晶粒組織均勻細(xì)小，無(wú)缺陷組 織。而且沉積效率高，降低生產(chǎn)成本。
[0016] 通過(guò)實(shí)施例的表1也可以看出，本發(fā)明的技術(shù)方案在不同冷噴涂條件下(不同氮 氣氣壓和不同的氮?dú)獾募訜釡囟?，均能有好的沉積率（90-97. 2%)和相對(duì)密度（91-98%)。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是拉瓦爾噴管的結(jié)構(gòu)圖。
[0018] 其中1為送粉管，2為直徑15mm的縮放段入口，3為100mm長(zhǎng)的縮放段；4為直徑 2. 5mm的喉部，5為288mm長(zhǎng)的擴(kuò)張段，6為直徑12mm的出口處。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。實(shí)施例 中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明 書進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0020] 1)不銹鋼背管制備： 下料：用鋸床鋸取指定長(zhǎng)度的304不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑為125mm，外徑為133 mm ; 車管：將不銹鋼管兩端按產(chǎn)品圖紙分別車出凹槽、斜角等； 表面噴砂粗化：再將不銹鋼管通過(guò)噴砂機(jī)將其表面噴砂處理；所述噴砂材料為80目粒 徑的棕剛玉； 打底：取出粗化后的不銹鋼管，通過(guò)電弧噴涂機(jī)，在其表面噴涂一層CuAl材料層，涂層 厚度為0. 5mm，得到制備好的不銹鋼背管； 2)銀涂層制備： 烘干：將銀粉末(球形粉末，粒徑5-45 y m)置于100-200°C烘干爐中烘干，時(shí)間為2-3小 時(shí)； 冷噴涂：將烘干后的銀粉末添加到送粉器中，由送粉器將粉末均勻的送入到拉瓦爾噴 管中，送粉器開(kāi)始送粉時(shí)的加熱溫度為500°C，腔體氣壓為4. 5Mpa ;利用壓縮氮?dú)庾鳛榧铀?介質(zhì)，帶動(dòng)Ag粉在固態(tài)下以800m/s以上的速度碰撞不銹鋼背管，Ag粉顆粒發(fā)生強(qiáng)烈的塑 性變形而沉積形成致密涂層，從而制備出高純度、高相對(duì)密度、低含氧量靶材；氮?dú)鈿鈮簽?3-5Mpa，氮?dú)獾募訜釡囟葹?00-500°C，帶動(dòng)Ag粉在固態(tài)下的送