铜铬锆合金靶材定义、特性、制备方法和应用
发布时间：2025-05-23 作者：长沙鑫康新材料 阅读量：35
铜铬锆合金靶材性能特点
高导电/导热性：保留铜的高导电性（≥80% IACS*），适合电子器件中的导电层。
高强度与硬度：相比纯铜，强度提高2-3倍，硬度可达120-180 HV，抗变形能力优异。
耐高温性能：再结晶温度高（500-600℃），高温下仍保持稳定性，适用于高温沉积工艺。
耐腐蚀与耐磨性：Cr的加入增强了抗氧化和抗腐蚀能力，Zr提升耐磨性。
低溅射率：在物理气相沉积（PVD）中表现出均匀的溅射性能，成膜质量高。
铜铬锆合金靶材制备方法
原料准备：选用纯度≥99.9%的电解铜、金属铬和锆，控制氧、氮等杂质含量。按目标合金比例（如Cu0.5-1.5wt%Cr-0.05-0.25wt%Zr）称重。
熔炼工艺：在真空或氩气保护下熔炼，避免氧化。先熔化铜基体（Cu熔点1083℃），再分批加入Cr（熔点1907℃）和Zr（熔点1855℃），或使用中间合金降低熔点。熔炼温度1200~1400℃，搅拌熔体以促进成分均匀。
铸造与均匀化处理：快速冷却以减少成分偏析，获得细小晶粒。均匀化退火在800-900℃下保温8-12小时，消除枝晶偏析，促进Cr、Zr的固溶。
热加工与冷加工：加热至800-850℃（低于Cu的再结晶温度），进行多道次轧制或锻造，总变形量≥70%。动态再结晶细化晶粒，破碎铸造缺陷。室温下轧制至靶材所需厚度（如5-10mm），变形量50-80%。中间退火（500-600℃/1-2h）消除加工硬化。
热处理优化：950-1000℃快速水淬，使Cr、Zr完全固溶于Cu基体。450-500℃保温2-4小时，析出纳米级Cr和Cu?Zr相，提升强度与导电性。
机械加工：对坯料进行机械加工，包括切割、车削、磨削等工艺，以达到所需的靶材尺寸和表面精度要求。
铜铬锆合金靶材应用领域
电子工业：半导体器件、集成电路的导电层或阻挡层。
显示技术：液晶显示器（LCD）、OLED的电极薄膜。
光伏产业：太阳能电池的导电涂层。
耐磨涂层：工具、模具表面的硬质防护膜。
铜铬锆合金应用
电子工业：可用于制造电子器件的外壳、散热部件等，利用其高导热性和高强度，提高电子器件的散热性能和结构稳定性。
模具制造领域：可用于制造压铸模具、注塑模具的镶块、型芯等关键部件，其良好的抗热疲劳性能和耐磨性，能承受压铸和注塑过程中高温液态金属的反复冲击和摩擦，延长模具使用寿命，提高生产效率和产品质量。
航空航天领域：用于制造航空发动机零部件、飞机结构件、火箭发动机部件等。
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