铝铒合金靶材定义、特性、制备方法和应用
发布时间：2025-08-23 作者：长沙鑫康新材料 阅读量：13
铝铒合金靶材是以铝为基体，添加一定比例的铒元素。它属于一种高性能、高附加值的特种溅射靶材。起制备方法为真空熔炼-热机械加工法。主要用于半导体和微电子工业中的物理气相沉积（PVD）工艺。
铝铒合金靶材性能特点
高强度与耐热性：AlEr析出相通过弥散强化机制提高室温及高温强度，再结晶温度提升50–100°C。
耐腐蚀性：铒的添加减少晶界偏析，改善铝合金的耐蚀性，尤其在Al-Mg系合金中效果显著。
导电与导热性：基体铝的高导电性得以保留，适用于电子器件薄膜。
铝铒合金靶材制备方法
原料选择：通常选用 ≥ 99.99% (4N) 的高纯铝锭或铝粒，铒的纯度必须使用 ≥ 99.9%的高纯金属铒颗粒或屑。
真空熔炼与铸造：将计算好的高纯铝和高纯铒放入坩埚（通常是高纯石墨坩埚或氮化硼坩埚）中。将熔炼室抽至高真空（如 10?3 Pa 或更高），然后充入高纯惰性气体（如氩气）作为保护气氛，此过程可能重复多次以充分去除炉腔内的氧气和水分。在保护气氛下，通过感应加热使原料完全熔化。充分搅拌熔体，使高密度的铒元素均匀分散到铝液中，形成均匀的合金熔体。将熔融的铝铒合金液浇注到预热的铜模或石墨模具中，冷却后得到合金铸锭。
均匀化热处理：将铸锭在惰性气氛或真空环境下，加热到低于合金共晶点的某一温度（例如 500 - 600°C），保温数十小时，然后随炉冷却。
热轧：将均匀化处理后的铸锭在高温下进行多次轧制或锻造。通过大的塑性变形来破碎铸造组织、消除缺陷并提高密度。
机械加工：经过热机械加工后的坯料，需要通过车、铣、刨、磨等精密机械加工，使其达到终靶材产品要求的尺寸。
铝铒合金靶材主要应用领域
平板显示（FPD）：在OLED或LCD显示屏的制造中，可用于沉积薄膜晶体管的栅极、源极和漏极。
光学镀膜：在红外窗口和激光薄膜中作为高反射或抗反射层材料。
能源器件：用于薄膜太阳能电池和锂电池的铝铒合金电极，增强循环稳定性。
铝铒合金主要应用领域
在航空航天领域，因其高强度和热稳定性，可用于制造航空航天零部件；
在汽车工业中，能提升零部件的耐久性和耐热性；
在电子设备领域，其热稳定性和强度等特性使其成为理想材料；在增材制造，尤其是 3D 打印中，合金细化的晶粒结构和增强的性能有助于生产高质量、可靠的零部件。
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