镍钴铁铬铝合金靶材定义、特性、制备方法和应用
发布时间：2026-02-28 作者：长沙鑫康汇聚材料 阅读量：2
镍钴铁铬铝合金靶材（通常指 Al-Co-Cr-Fe-Ni 系合金靶材）是一类基于高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）或多主元合金理念开发的新型高性能溅射靶材。这类材料由五种主要金属元素（铝、钴、铁、铬、镍）以近似等原子比或特定比例组成，因其独特的微观结构和优异的综合性能，在极端环境涂层、航空航天、能源装备及高端制造领域备受关注。
镍钴铁铬铝合金靶材主要性能
高温稳定性：优异的高温抗氧化和抗蠕变能力，Al、Cr元素有助于形成致密氧化膜。
强韧性结合：多主元效应带来高强度、高硬度及良好韧性。
耐腐蚀性：富含Cr、Al，在氧化和腐蚀环境中表现突出。
功能可设计性：通过调节成分，可靶向优化磁性、电阻、催化等性能。
镍钴铁铬铝合金靶材制备方法
原料准备：选择高纯度的镍(Ni)、钴(Co)、铁(Fe)、铬(Cr)和铝(Al)金属原料，纯度≥99.99%（3N5）， 根据所需的合金成分比例，典型成分配比（质量分数）：Fe:Co:Ni:Cr:Al = 20:20:20:20:20（等原子比高熵合金）；或Ni 基（Ni 40–60%，Co 10–20%，Cr 10–20%，Fe 5–15%，Al 5–15%）。
真空感应熔炼：按配比将原料装入真空感应炉坩埚。炉内真空度≤10-3 Pa，充氩气洗炉 1–2 次，再回充氩气至微正压保护。高频感应加热至1500–1600℃，待原料完全熔化后，电磁搅拌 15–30 min，确保成分均匀。保温10–20 min，去除熔体中气体与夹杂物；可多次熔炼（≥2 次）降低偏析。
铸造成型：将熔炼好的合金熔体浇注到预热至200-300℃的模具中，形成铸锭。采用水冷或空冷的方式加速冷却，以获得均匀的微观结构。
热处理：对铸锭进行多次热锻处理，热锻温度一般在800-1200℃之间，以细化晶粒、改善组织均匀性并消除残余应力。在热锻过程中或热锻后，进行退火处理，退火温度一般为600-900℃，保温时间为1-3小时，以进一步消除应力，稳定组织。
塑性加工：铸锭经均质化退火后，进行热锻(变形量50-70%)、热轧/冷轧(总变形率70-90%)，细化晶粒、提升致密度。
机加工：车削、铣削、平面研磨至靶材尺寸（平面 / 环形 / 异型）。
镍钴铁铬铝合金靶材应用领域
航空航天：热障涂层粘结层：喷涂于涡轮叶片、导向叶片等镍基高温合金基体上，显著延长服役寿命。
半导体与电子器件：作为Cu扩散阻挡层、Ta/CoFe双层电极材料，应用于集成电路芯片封装及薄膜晶体管（TFT）制造。
能源与工业装备：汽车涡轮增压器叶轮耐热涂层；化工反应器内衬防腐耐磨镀层；玻璃模具表面强化处理。
镍钴铁铬铝合金应用领域
航空航天与国防军工：这是该类合金高端的应用场景，主要利用其耐高温、抗烧蚀、低膨胀和高强度特性。
能源与电力装备：利用其耐腐蚀、耐高温氧化及催化性能。
汽车工业：高性能发动机的阀门、涡轮增压器转子、排气系统部件
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