鍍靶材的制造方法
[0042]本發(fā)明中,為了抑制結(jié)核的產(chǎn)生而不會(huì)在濺鍍成膜時(shí)引起異常放電(電弧擊穿), 故盡管為Ce相對(duì)于In、Ce的合計(jì)的原子比、亦即Ce/(In+Ce)超過了 0. 15的In-Ce-Ο系氧 化物燒結(jié)體,仍將分散于所述燒結(jié)體中的氧化鈰粒子的結(jié)晶粒徑調(diào)整為5μπι以下。
[0043] 而且,為了將上述結(jié)晶粒徑設(shè)為5μπι以下,而利用使用了濕式珠磨機(jī)(beads mill)等的濕式粉碎法將氧化鈰原料粉末粉碎至根據(jù)粒度分布求出的累積90%粒徑(D90) 為0. 5μm以上、1. 0μm以下為止,然后將經(jīng)粉碎的氧化鈰粉末與氧化銦原料粉末加以混合 而形成混合粉末漿料,且,利用使用了濕式珠磨機(jī)等的濕式粉碎法將上述混合粉末漿料粉 碎至根據(jù)粒度分布求出的累積90%粒徑(D90)為0. 7μπι以上、1. 0μπι以下為止。繼而,對(duì) 經(jīng)粉碎的混合粉末漿料添加有機(jī)粘合劑,并進(jìn)行噴霧、干燥而獲得造粒粉,并且將所獲得的 造粒粉進(jìn)行加壓成形而制造成形體,且,通過對(duì)所述成形體進(jìn)行煅燒而制作出氧化鈰粒子 的結(jié)晶粒徑調(diào)整為5μπι以下的In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體。
[0044] 另外,在普通的濺鍍靶材(Ιη-Ce-O系氧化物燒結(jié)體)的制造中,采用如上述專利 文獻(xiàn)1或?qū)@墨I(xiàn)2中記載般將氧化銦原料粉末與氧化鈰原料粉末加以混合并粉碎而使用 的方法。
[0045] 然而,在為了將氧化鈰原料粉末微細(xì)化而進(jìn)行長時(shí)間粉碎時(shí),由于與氧化鈰粉末 的相對(duì)的粉碎容易度的差異,而氧化銦原料粉末容易成為過度粉碎狀態(tài)。而且,若氧化銦原 料粉末成為過度粉碎狀態(tài),則燒結(jié)時(shí)會(huì)引起異常粒成長,從而In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體的 密度難以成為高密度,結(jié)果,容易引起結(jié)核或異常放電。
[0046] 因此,本發(fā)明中采用如下的方法,S卩,首先使用珠磨機(jī)或者球磨機(jī)等的濕式粉碎法 單獨(dú)地將氧化鈰原料粉末粉碎,然后,將經(jīng)粉碎的氧化鈰粉末與氧化銦原料粉末加以混合, 并使用所獲得的混合粉末漿料,進(jìn)而利用濕式粉碎法將混合粉末粉碎。利用所述方法,可 進(jìn)行氧化鈰粉末的微細(xì)化而不會(huì)產(chǎn)生氧化銦粉末的過度粉碎。而且,首先僅將氧化鈰原料 粉末粉碎,因而比起將氧化銦原料粉末與氧化鈰原料粉末雙方粉碎的情況而可抑制粉碎時(shí) 間,且比起之前而可降低由粉碎介質(zhì)的磨損所引起的雜質(zhì)的混入。
[0047] 然而,在將氧化鈰原料粉末粉碎至根據(jù)粒度分布求出的累積90%粒徑(D90)小于 0. 5μm為止的情況下,氧化鈰粉末成為過度粉碎狀態(tài),燒結(jié)時(shí)引起異常粒成長而In-Ce-0 系氧化物燒結(jié)體的密度降低或燒結(jié)體中的氧化鈰粒子的結(jié)晶粒徑反而增大,因而成為結(jié)核 或異常放電的原因。相反地,在進(jìn)行上述累積90%粒徑(D90)超過1.0μπι的粉碎的情況 下,In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體中的氧化鈰粒子的結(jié)晶粒徑超過5μm,從而成為結(jié)核或異常 放電的原因。因此,重要的是利用濕式粉碎法將氧化鈰原料粉末粉碎至根據(jù)粒度分布求出 的累積90%粒徑(D90)為0. 5μπι以上、1. 0μπι以下為止。
[0048] 進(jìn)而,如根據(jù)表示CeAln+Ce)與氧化鈰粉末的關(guān)系的圖1的曲線圖而確認(rèn),在Ce的含量以CeAln+Ce)原子比計(jì)設(shè)為A(其中,0. 16彡A彡0.40)的情況下,更優(yōu)選為以將根 據(jù)粒度分布求出的氧化鈰粉末的累積90%粒徑(D90)調(diào)整為以下范圍的方式,來將氧化鈰 粉末粉碎。
[0049] 亦即,在將CeAln+Ce)原子比設(shè)為A(其中,0. 16彡A<0. 40)時(shí),更優(yōu)選為將氧 化鈰粉末粉碎至上述氧化鈰粉末粉碎步驟中根據(jù)粒度分布求出的氧化鈰粉末的累積90% 粒徑(D90)為 0· 5(μπι)彡D90 彡-1. 5XA+1. 15(μπι)為止。
[0050] 另一方面,在將上述混合粉末漿料粉碎至根據(jù)粒度分布求出的累積90%粒徑 (D90)小于0. 7μm為止時(shí),此次氧化鈰粉末成為過度粉碎狀態(tài),燒結(jié)時(shí)引起異常粒成長, In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體的密度降低或燒結(jié)體中的氧化鈰粒子的結(jié)晶粒徑反而增大,因 而成為結(jié)核或異常放電的原因。此外,在將混合粉末漿料粉碎至根據(jù)粒度分布求出的累 積90%粒徑(D90)小于0. 7μπι為止時(shí),會(huì)產(chǎn)生如下問題,S卩,粉碎時(shí)間延長引起生產(chǎn)性的 下降,或伴隨粉碎介質(zhì)的磨損而引起雜質(zhì)的增大。相反,在進(jìn)行累積90%粒徑(D90)超過 1. 0μm的粉碎的情況下,因粗粉的存在而妨礙燒結(jié),從而燒結(jié)體的密度下降,故成為結(jié)核或 異常放電的原因。因此,重要的是利用濕式粉碎法將上述混合粉末漿料粉碎至根據(jù)粒度分 布求出的累積90%粒徑(D90)為0. 7μπι以上、1. 0μπι以下為止。
[0051] 另外,在CeAln+Ce)超過了 0. 4的情況下,即便將上述混合粉末漿料粉碎至根據(jù) 粒度分布求出的累積90%粒徑(D90)為0. 7μηι為止,In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體中的氧化鋪 粒子的結(jié)晶粒徑也超過5μm,從而容易引起結(jié)核或異常放電。
[0052] 因此,重要的是Ce相對(duì)于In、Ce的合計(jì)的原子比、亦即CeAln+Ce)的上限值為 0.4。
[0053] 實(shí)施例
[0054] 以下,關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例,列舉比較例進(jìn)行具體說明。
[0055] [實(shí)施例1]
[0056] 準(zhǔn)備氧化銦原料粉末(純度99. 9%,平均粒徑0. 5μm,D90 :1. 0μm)與氧化鈰原 料粉末(純度99. 9%,平均粒徑0. 8μm,D90 :1. 2μm)。另外,粒度分布的測定中使用激光 衍射式粒度分布測定裝置(島津制作所股份有限公司制造,SALD-2200)。
[0057] 首先,將氧化鈰原料粉末混合于純水中,制作固體成分為70 %的氧化鈰粉末漿料。 此時(shí),為了使氧化鈰原料粉末分散于純水中而添加有分散劑。然后,將所制作的氧化鈰粉 末漿料在珠磨機(jī)中重復(fù)通過(pass),從而獲得粉碎為根據(jù)粒度分布求出的累積90%粒徑 (D90)為0. 6μm的氧化鋪粉末。此時(shí),考慮到耐磨損性,粉碎顆粒使用Φ0. 5mm氧化錯(cuò)顆粒 (zirconiabeads)(YTZ)〇
[0058] 將包含經(jīng)如此粉碎的氧化鈰粉末的漿料與氧化銦原料粉末,以Ce相對(duì)于In、Ce的 合計(jì)的原子比為CeAln+Ce) = 0. 30的方式混合于純水中,制作出固體成分為70%的氧化 鈰粉末與氧化銦粉末的混合漿料。然后,將所制作的氧化鈰與氧化銦的混合漿料在珠磨機(jī) 中重復(fù)通過,并以所述混合漿料中所含的混合粉末的累積90%粒徑(D90)為0. 9μπι的方式 進(jìn)行粉碎。
[0059] 在粉碎后的氧化鈰與氧化銦的混合漿料中添加粘合劑(聚乙烯醇(PVA)),利用噴 霧干燥機(jī)(spraydryer)(大川原化工機(jī)股份有限公司制造,0DL-20型)進(jìn)行噴霧、干燥, 由此獲得造粒粉。
[0060] 將所述造粒粉填充至直徑180mm的模具中,利用冷等靜壓機(jī)施加294MPa(3ton/ cm2)的壓力,并以所述壓力保持3分鐘而獲得成形體。
[0061] 將所述成形體載置于燒結(jié)爐(丸祥電器股份有限公司制造的電爐)內(nèi),在最高溫 度設(shè)為1400°C而保持時(shí)間為30小時(shí)的條件下進(jìn)行燒結(jié),從而獲得In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié) 體。
[0062] 所獲得的In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體的相對(duì)密度為95. 4%,電阻率為28mΩ· cm。
[0063] 然后,將所獲得的In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體切斷,對(duì)剖面進(jìn)行研磨后,利用電子探 針微量分析器ΕΡΜΑ(島津制作所制造,EPMA-1600)對(duì)所述剖面進(jìn)行分析,之后觀察氧化鈰 粒子,并利用上述方法進(jìn)行計(jì)測,結(jié)果氧化鈰粒子的結(jié)晶粒徑為4. 0μm。
[0064] 繼而,對(duì)上述In-Ce-Ο系氧化物燒結(jié)體進(jìn)行磨削加工,制作出直徑為4英寸 (101. 6mm)、厚度為5mm尺寸的派鍍革巴材。
[0065] 使用所述派鍍祀材并利用直流磁控派鍍(DCmagnetronsputter)法進(jìn)行派鍍成 膜。實(shí)施5小時(shí)濺鍍成膜,陰極電流異常增大的次數(shù)(異常放電次數(shù))為0次。而且,經(jīng)濺 鍍成膜的透明導(dǎo)電膜的波長550nm下的折射率為2. 2。將這些結(jié)果表示于表1-1與表1-2 中。
[0066] [實(shí)施例2~實(shí)施例4、比較例1]
[0067] 設(shè)為0. 16 (實(shí)施例2)、0. 20 (實(shí)施例3)、0. 40 (實(shí)施例4)、0. 45 (比較例1)來代替 實(shí)施例1中的CeAln+Ce) = 0. 30,除此以外與實(shí)施例1同樣,從而獲得實(shí)施例2~實(shí)施例 4與比較例1的濺鍍靶材。
[0068] 然后,使用實(shí)施例2~實(shí)施例4與比較例1的濺鍍靶材,與實(shí)施例1同樣地實(shí)施濺 鍍成膜,并分別記錄異常放電的次數(shù)。將這些結(jié)果也表示于表1-1與表1-2中。
[0069][實(shí)施例5~實(shí)施例8、比較例2]
[0070]關(guān)于根據(jù)粒度分布求出的氧化鈰粉末的累積90%粒徑(D90),設(shè)定為與實(shí)施例1 的 0. 6μπι不同的 0. 8μπι,且CeAln+Ce)設(shè)為 0. 16(實(shí)施例 5)、0. 20(實(shí)施例 6)、0. 30(實(shí) 施例7)、0