一种稀土旋转靶材及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115874155A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202111151674.8B22F3/04(2006.01)(22)申请日2021.09.29B22F3/15(2006.01)B22F3/10(2006.01)(71)申请人有研稀土新材料股份有限公司B22F7/08(2006.01)地址100088北京市西城区新街口外大街2号申请人有研稀土高技术有限公司(72)发明人钟嘉珉陈德宏程军王志强庞思明周林李宗安吴道高王爽张小强刘德忠张洪超(74)专利代理机构北京中创云知识产权代理事务所(普通合伙)11837专利代理师肖佳(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)B22F5/12(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图1页(54)发明名称一种稀土旋转靶材及其制备方法与应用(57)摘要一种稀土旋转靶材及其制备方法与应用，所述方法包括：将背管和粉末状原料放入模具内，形成中心为背管四周为原料层的复合结构，其中，所述原料包括稀土金属单质和/或稀土合金，所述原料层包括第一原料层和第二原料层，所述第一原料层位于所述背管和第二原料层之间，所述第一原料层中的原料粒径小于所述第二原料层中的原料粒径；对所述复合结构进行冷/热等静压成型，烧结冷却过程控制背管与原料层的温度差，得到稀土旋转靶材。该方法将靶管制备与焊接两个步骤合二为一，在稀土旋转靶管制备过程中同时实现了靶管与背管的焊接，不仅缩短了稀土金属及合金旋转靶材的制备流程，提高了制备效率，还节约了铟等焊料，解决了焊合率低和靶材后期开焊问题。CN115874155ACN115874155A权利要求书1/2页1.一种稀土旋转靶材的制备方法，其特征在于，包括：将背管和粉末状原料放入模具内，形成中心为背管四周为原料层的复合结构，其中，所述原料包括稀土金属单质和/或稀土合金，所述原料层包括第一原料层和第二原料层，所述第一原料层位于所述背管和第二原料层之间，所述第一原料层中的原料粒径小于所述第二原料层中的原料粒径；对所述复合结构进行冷等静压工艺或热等静压成型，得到稀土旋转靶材，其中，所述冷等静压工艺包括冷等静压成型得到坯料并对所述坯料进行烧结，在所述冷等静压工艺和热等静压成型的冷却过程中控制背管与原料层保持一定的温度差，得到稀土旋转靶材。2.根据权利要求1所述的稀土旋转靶材的制备方法，其特征在于，所述第一原料层的厚度为0.1～1mm，所述第一原料层中的原料粒径为1～100μm，所述第二原料层中的原料粒径为10～150μm。3.根据权利要求2所述的稀土旋转靶材的制备方法，其特征在于，所述第二原料层中原料粒径为第一原料层中原料粒径的2～3倍。4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述冷等静压成型的具体条件包括：压力为50～500MPa，保压时间为80～200min。5.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，对所述坯料进行烧结的具体条件包括：在真空或非活性气氛下进行无压烧结；烧结温度T1满足：当T原料≤T背管时，T1＝0.5～0.95T原料；当T原料＞T背管时，T1＝0.5～0.95T原料，且T1＜0.8T背管；烧结时间为30～250min；其中，T原料为原料熔点，T背管为背管熔点。6.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，对所述坯料进行烧结的具体条件包括：进行热等静压烧结；烧结压力为5～50MPa；烧结温度T1满足：当T原料≤T背管时，T1＝0.5～0.9T原料；当T原料＞T背管时，T1＝0.5～0.9T原料，且T1＜0.8T背管；烧结时间为30～240min；其中，T原料为原料熔点，T背管为背管熔点。7.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，对所述复合结构进行热等静压成型，具体包括：对所述复合结构进行热等静压烧结；烧结压力为10～60MPa；烧结温度T1满足：当T原料≤T背管时，T1＝0.5～0.9T原料；2CN115874155A权利要求书2/2页当T原料＞T背管时，T1＝0.5～0.9T原料，且T1＜0.8T背管；烧结时间为30～270min；其中，T原料为原料熔点，T背管为背管熔点。8.根据权利要求1所述的稀土旋转靶材的制备方法，其特征在于，冷却过程中控制背管与原料层保持一定的温度差，具体包括：冷却过程中，控制背管与原料层的温度差TX‑Td＝50～300℃，其中Tx为背管与原料层二者中膨胀系数较小者的温度，Td为背管与原料层二者中膨胀系数较大者的温度。9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备的稀土旋转靶材。10.权利要求1～8任一项所述制备方法制备的稀土旋转靶材在磁材镀膜晶界扩散、存储及电子信息领域中的应用。3CN115874155A说明书