铜钛合金靶材定义、特性、制备方法和应用
发布时间：2025-05-09 作者：长沙鑫康新材料 阅读量：3
铜钛合金靶材是一种由铜和钛两种金属元素组成的合金靶材，通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统，在适当工艺条件下，可在基板上溅射形成各种功能薄膜。广泛应用于半导体、光学镀膜、装饰涂层、耐磨涂层等领域。
铜钛材料特性
材料特性成分比例：常见为铜（Cu）与钛（Ti）的合金，比例可根据需求调整（如Cu:Ti?= 70:30或50:50），以平衡导电性、强度及耐腐蚀性。
高纯度：靶材纯度通常≥99.9%，杂质含量极低，确保薄膜质量。
高强度和耐腐蚀：钛的加入显著提升合金的机械性能和抗腐蚀能力。良好导电/导热性：铜基体保留了一定的导电性，适合电子器件应用。
抗氧化性：钛形成致密氧化层，保护材料高温下的稳定性。
铜钛合金靶材制备方法
原料准备：选用纯度≥99.9%的铜（Cu）和钛（Ti）颗粒或块体，按目标合金比例（如Cu-50at%Ti）称重。
熔炼合金化：在惰性气体（Ar）保护或真空环境下熔炼，避免氧化。高温（铜熔点1083°C，钛熔点1668°C）下充分搅拌确保成分均匀。重复熔炼3-4次以提高成分均匀性。
铸锭处理：将熔融合金注入水冷铜模，快速冷却以减少偏析。在800~900°C（视成分调整）真空退火10~24小时，消除内应力与成分偏析。
塑性加工：在钛的β相区（约900°C以上）进行热变形，加工至所需厚度。室温下进一步轧制，控制变形量（如50%~70%）以提高密度。冷轧间穿插退火（600~700°C）恢复塑性。
靶材成型：将板材切割成靶材尺寸。抛光至Ra≤0.5μm，确保溅射面光洁度。
铜钛合金靶材应用领域
半导体与电子：用于集成电路的导电层或阻挡层。
光学薄膜：制备高反射镜、滤光片等，利用其可控的光学性能。
装饰镀膜：手机外壳、珠宝的耐磨彩色涂层（通过氮化处理呈现金色等）。
工业防护：工具、模具的硬质涂层（如掺入氮化钛提升硬度）。
铜钛合金其他应用
航空航天领域：铜钛合金具有轻质高强、耐高温、耐腐蚀等特性，可用于制造飞机的机翼、机身框架等结构件。
电子电气领域：铜钛合金的导电性能良好，且具有较高的强度和弹性，可用于制造电子元器件中的连接器、弹簧片、接触点等。
汽车制造领域：铜钛合金可用于制造汽车的发动机部件、制动系统部件、传动系统部件等。
化工领域：铜钛合金具有良好的耐腐蚀性和稳定性，能够抵抗多种化学介质的侵蚀，可用于制造化工设备中的管道、阀门、反应釜等。
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