本发明属于金属材料制备,具体是指一种高效的金属镱靶材生产工艺。
背景技术:
1、随着现代工程应用研究的深入,镱传感器在航天、军事、石油探测等许多领域都有广泛的应用前景。金属镱硬度小,冷加工性能较好,可以加工成宽而薄的箔材,但是,金属镱属于稀土金属,在加工过程中存在活性高,易氧化等缺点,要保证成品箔材的纯度,加工难度较大。
2、金属镱靶材在电子、半导体、光学等领域具有重要应用。然而,现有的生产工艺存在生产效率低、产品质量不稳定、性能难以满足高端应用需求等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种高效的金属镱靶材生产工艺,包括原料精选、真空熔炼定向凝固、机械处理和精密加工步骤,通过严格控制各环节的工艺参数,生产出具有高纯度、高密度、优良结晶组织的金属镱靶材,满足半导体、oled显示等高端领域的应用需求,提高了金属镱靶材的生产效率和产品质量,具有良好的市场应用前景。
2、为了实现上述目的,本发明采取的技术方案如下:一种高效的金属镱靶材生产工艺,所述生产工艺包括如下步骤:
3、(1)原料精选:选用一定纯度的金属镱原料,并进行严格的成分分析和杂质检测,并进行剪切装入特制规格的柱状模具后进行挤压处理,使原料在模具中填充均匀成为生坯;
4、(2)真空熔炼(热处理):将装生胚置于特制杂质过滤处理盒中,放入真空热处理炉内,抽真空,分四个区间段进行逐步升温,温度升至1200度进行熔炼,使生胚致密化,确保原料充分熔化并均匀混合,使杂质吸附在过滤盒表面,模具内得到纯度大于99.99%以上,总杂质元素含量低于80ppm的金属镱;
5、(3)定向凝固:熔炼结束后降温凝固处理后接入高纯氩气进行气体保护,有效控制氧、氢等其他杂质元素进入,以同时保证靶材内部无气孔夹杂和外表无缩孔,金属镱在模具内形成柱状组织,提高靶材的结晶取向和性能均匀、高致密度,致密度为6.972-6.98克/立方厘米,晶粒度在0.5-2微米之间的模具内坯料;
6、(4)模具去除:利用车床设备,将凝固后的材料用特制的刀具进行模具去除并且切割成所需高度的毛坯材料;
7、(5)精密加工:利用数控设备,将所需尺寸的毛坯料进行精密加工成所需尺寸的靶材;
8、(6)清洗,检验,包装:加工后的靶材利用无水酒精进行擦拭清洁去除微小加工碎屑,将合格的靶材用真空袋进行真空包装。
9、优选地,所述步骤(1)中选用的金属镱的纯度不低于99.99%。
10、优选地,所述步骤(1)中使用的柱状模具应为清洗后的。
11、优选地,所述步骤(1)中挤压处理的压力为100-200mpa。
12、优选地,所述步骤(2)中真空热处理炉内真空度为-5~-10pa。
13、优选地,所述步骤(2)中的熔炼时间为2-6小时。
14、优选地,所述步骤(3)中凝固处理的温度为降温至500度接入高纯氩气。
15、优选地,所述步骤(3)中的高纯氩气不可用氮气代替。
16、优选地,所述步骤(3)中的凝固速率为1-10mm/min。
17、优选地,所述步骤(5)中靶材的表面粗糙度ra小于1.5微米。
18、进一步地,如上所有的步骤需要在空气湿度在40%以下实施。
19、采用上述结构本发明取得的有益效果如下:
20、(1)本发明的工艺包括原料精选、真空熔炼定向凝固、机械处理和精密加工步骤,通过严格控制各环节的工艺参数,生产出具有高纯度、高密度、优良结晶组织的金属镱靶材,满足半导体、oled显示等高端领域的应用需求。
21、(2)栅级材料的功函数和衬底材料的不一致会导致电子流动,形成电场如果栅级材料的功函数比衬底的高,电子就会从栅级流向衬底区,形成一个从栅极指向衬底的电场,这个电场增强了栅极电压的作用,提高了栅极电压的利用率,使得在保持器件性能不变的情况下,可以使用更低的栅极电压,从而降低功耗,本申请前先沉积yb纳米金属薄层,可降低阴极功函数,减少接触势垒,改善器件效率;
22、其中,电荷传输平衡,
23、yb功函数值为:2.5ev-3ev之间;
24、ag功函数值为:4.26-4.74ev之间。
25、(3)本发明提高了金属镱靶材的生产效率和产品质量,具有良好的市场应用前景。
1.一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述生产工艺包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中选用的金属镱的纯度不低于99.99%。
3.根据权利要求2所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中使用的柱状模具应为清洗后的。
4.根据权利要求3所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(1)中挤压处理的压力为100-200mpa。
5.根据权利要求4所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(2)中真空热处理炉内真空度为-5~-10pa。
6.根据权利要求5所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(2)中的熔炼时间为2-6小时。
7.根据权利要求6所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(3)中凝固处理的温度为降温至500度接入高纯氩气,所述步骤(3)中的高纯氩气不可用氮气代替。
8.根据权利要求7所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(3)中的凝固速率为1-10mm/min。
9.根据权利要求8所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述步骤(5)中靶材的表面粗糙度ra小于1.5微米。
10.根据权利要求9所述的一种高效的金属镱靶材生产工艺,其特征在于:所述生产工艺需要在空气湿度在40%以下实施。