引言
磁(ci)控(kong)溅射(she)技术(shu)利用(yong)电(dian)子源产生(sheng)电子，其在(zai)真(zhen)空(kong)中(zhong)通(tong)过(guo)加速聚(ju)焦形成(cheng)高速能(neng)量粒子(zi)束(shu)轰击固体表面(mian)(靶材)，被激发出(chu)来的(de)原(yuan)子沉(chen)积(ji)在基底(di)表面(mian)形成覆(fu)膜。该(gai)技(ji)术具(ju)有成膜致(zhi)密(mi)度(du)高、附(fu)着性(xing)好、绿(lv)色环(huan)保(bao)等诸(zhu)多优(you)点，已(yi)成(cheng)为(wei)国内外(wai)新(xin)材(cai)料领域(yu)研发(fa)和(he)关(guan)注(zhu)的(de)一(yi)大(da)热点(dian)。金基(ji)合(he)金是为(wei)适(shi)应(ying)现(xian)代(dai)微电子(zi)技术和(he)首饰业(ye)的(de)发(fa)展而(er)研(yan)发(fa)的一(yi)种新(xin)型功(gong)能材料，它(ta)既保(bao)持了纯金(jin)原有的抗(kang)氧(yang)化、耐(nai)腐(fu)蚀等(deng)优异性(xing)能(neng)，又大幅提高(gao)了(le)其(qi)再(zai)结晶(jing)温(wen)度。利用真(zhen)空磁(ci)控(kong)溅(jian)射技(ji)术将(jiang)金(jin)基合金镀覆于各(ge)种(zhong)基体部(bu)件表(biao)面，镀金(jin)后的(de)部(bu)件(jian)由(you)于具有(you)耐(nai)高(gao)温(wen)和(he)耐酸性(xing)介质腐蚀的(de)特(te)点，因此(ci)被广泛应用(yong)于电子工(gong)业和尖端科技(ji)等(deng)领域，例如(ru)航(hang)空(kong)航(hang)天飞行(xing)器(qi)上(shang)的各种仪(yi)器部件(jian)、宇航(hang)员的装(zhuang)备(bei)、喷(pen)气(qi)发(fa)动(dong)机、热反(fan)射器(qi)、红外装置(zhi)等(deng)都(dou)常(chang)使用此种(zhong)镀金材(cai)料(liao)。金(jin)基合(he)金(jin)靶材作为磁控(kong)溅射(she)过(guo)程(cheng)中(zhong)的源材料(liao)，其(qi)质(zhi)量(liang)对溅(jian)射镀(du)金薄膜(mo)的(de)性(xing)能(neng)起着至关重(zhong)要的作(zuo)用，因(yin)此如(ru)何(he)改(gai)善(shan)靶材制备技术(shu)来(lai)提(ti)高(gao)靶(ba)材(cai)质(zhi)量(liang)，研(yan)发(fa)满(man)足(zu)市(shi)场(chang)需(xu)求的新(xin)型(xing)高附加(jia)值(zhi)磁(ci)控(kong)溅射(she)金(jin)基合(he)金靶(ba)材具有(you)十分(fen)重要的(de)意义。
本(ben)文(wen)主要介绍几(ji)种(zhong)常(chang)用金基合金的(de)种(zhong)类(lei)，金(jin)基合金溅(jian)射(she)靶(ba)材(cai)的(de)制(zhi)备及(ji)国内(nei)外(wai)发展(zhan)现状，高(gao)端金(jin)基合(he)金(jin)溅(jian)射(she)靶材(cai)制(zhi)备的技(ji)术(shu)要(yao)求、存(cun)在的问题及未(wei)来(lai)的发(fa)展思路(lu)和方向。
1、金基合(he)金的(de)种(zhong)类(lei)及(ji)应(ying)用
根(gen)据合金(jin)化(hua)原理及工(gong)业应用(yong)的(de)要求(qiu)，人(ren)们(men)以金(jin)为基(ji)体(ti)，加(jia)入(ru)不(bu)同合(he)金(jin)元(yuan)素(su)构(gou)成了(le)丰(feng)富的二元(yuan)、三元(yuan)和多(duo)元金基(ji)合(he)金等(deng)功(gong)能材料(liao)，广(guang)泛应(ying)用(yong)于(yu)工业中(zhong)。由(you)于(yu)各添加合(he)金元(yuan)素(su)的作用(yong)不(bu)同，因而(er)合金(jin)的(de)特性(xing)以(yi)及加(jia)工性能(neng)差(cha)异也(ye)非(fei)常大(da)。
几种(zhong)常用(yong)的金基合金介(jie)绍如(ru)下(xia)。
1.1金-铜合金(jin)
ACu合金在(zai)液(ye)相和(he)固相(xiang)均可形成连续(xu)固溶(rong)体(ti)，且(qie)随着Cu溶(rong)质含量(liang)的(de)增加(ω (Cu)≤20)，合(he)金的(de)液(ye)相(xiang)线(xian)降(jiang)低(di)，从高温到(dao)低(di)温(wen)缓(huan)慢冷(leng)却时，原子排(pai)列(lie)发生有序(xu)转(zhuan)变(bian)，形成中间(jian)化(hua)合(he)物AuCu、Au。Cu或AuCu。。Au-Cu合(he)金的(de)用(yong)途(tu)十分(fen)广泛，除Au-(8～10％)Cu(质(zhi)量分(fen)数(shu))作为(wei)国(guo)际(ji)通用的(de)货(huo)币合(he)金(jin)以外(wai)，还(hai)可(ke)用(yong)作K金饰品(pin)、电接(jie)触材料(liao)、牙(ya)科材料以(yi)及真空钎焊(han)材(cai)料。
1.2金(jin)一镍(nie)合金
Au—Ni合金的液相线(xian)随(sui)溶(rong)质浓度(du)升(sheng)高(gao)而(er)降低，随(sui)后(hou)又升高，含(han)42.5Ni(摩(mo)尔分数(shu))的(de)合(he)金(jin)具有(you)最(zui)低熔(rong)点(955℃)。
固相线(xian)以(yi)下(xia)和(he)约(yue)810℃以上存(cun)在连续(xu)固溶(rong)体区间(jian)，750℃以(yi)下(xia)单(dan)相(xiang)固(gu)溶(rong)体(ti)分解(jie)为具有(you)不同(tong)对(dui)称(cheng)固溶度(du)曲线(xian)的(de)两相区，两(liang)相(xiang)区内(nei)存在(zai)调幅(fu)分解。Au—Ni合金(jin)有广泛的(de)工业应(ying)用(yong)，可用(yong)作(zuo)电(dian)真空器(qi)件(jian)与航空发(fa)动(dong)机(ji)钎(qian)焊材料(liao)、轻负(fu)荷电(dian)接触材(cai)料、K白(bai)金(jin)饰品(pin)材(cai)料(liao)等(deng)。
1.3金-铂合(he)金
Au—Pt合金稍低于(yu)固(gu)相(xiang)线以(yi)下(xia)为(wei)连续固(gu)溶体(ti)，APt合(he)金(jin)固(gu)液相线间隔(ge)较大，在1200℃以(yi)下(xia)，由(you)于相(xiang)互间溶解度(du)减(jian)少(shao)析出中(zhong)间(jian)相(xiang)而(er)形成(cheng)两相区(qu)，对(dui)合金的(de)材(cai)料(liao)性(xing)能(neng)产生(sheng)影(ying)响(xiang)。Au—Pt合金(jin)可(ke)用(yong)作贵金属首饰材料、化(hua)学试验用(yong)坩埚(guo)与(yu)器(qi)皿(min)、滑(hua)动触头材料(liao)、仪表(biao)用张(zhang)丝(si)、弹簧材(cai)料、导电(dian)浆(jiang)料(liao)、电(dian)阻浆(jiang)料、薄(bao)膜电(dian)阻和其他(ta)薄(bao)膜(mo)器(qi)件(jian)。
1.4金(jin)-钯合(he)金
Au—Pd合(he)金在固(gu)相线(xian)以下高温区(qu)为连(lian)续(xu)固(gu)溶体(ti)，固相区(qu)内存在Au。Pd、AuPd和(he)AuPd。长(zhang)程(cheng)有(you)序相(xiang)。Au—Pd合(he)金及(ji)其改(gai)进(jin)型(xing)合(he)金(jin)可(ke)用作K金(jin)饰(shi)品、中温(wen)测(ce)温热(re)电偶(ou)元(yuan)件、钎料(liao)、催化剂、电(dian)接触(chu)材(cai)料和不(bu)同电阻(zu)率(lv)的精(jing)密(mi)电(dian)阻(zu)材(cai)料(liao)等。
1.5金(jin)一(yi)银一(yi)铜合金
Au-A差(cha)}_Cu合(he)金除(chu)靠Au角的(de)富(fu)Au合(he)金(jin)为单(dan)相(xiang)固(gu)溶体(ti)外，几(ji)乎(hu)所有合金(jin)都(dou)为两相合(he)金。在(zai)ALl_Ag—Cu合(he)金(jin)中(zhong)，Au是影(ying)响合金化学稳定性的主(zhu)要(yao)组(zu)元，Ag与(yu)Cu的比例(li)则影(ying)响(xiang)合金的(de)熔化(hua)温度(du)与(yu)强(qiang)度(du)性(xing)质(zhi)。三元合金的颜(yan)色(se)随金、银、铜含量不(bu)同而从红、微红、红(hong)黄(huang)、黄(huang)、浅(qian)黄(huang)、黄(huang)绿、浅黄绿(lv)直(zhi)至白(bai)色。该合(he)金广泛(fan)应用(yong)于彩色K金饰(shi)品(pin)、精(jing)密(mi)电阻(zu)材料(liao)、电位器绕组(zu)材料和(he)轻(qing)载(zai)荷(he)接触材料(liao)。常用的(de)合金(jin)有(you)75Au-13A12Cu、60Au-35Ag-5Cu以及(ji)50Au-20Ag-30Cu(质(zhi)量(liang)分数)等。
它(ta)们具(ju)有(you)较低(di)的电(dian)阻(zu)率和较高的强度，已成(cheng)功地替(ti)代(dai)某些铂(bo)合(he)金和(he)钯(ba)合金(jin)。在(zai)合金(jin)中添(tian)加(jia)少量(liang)Mn可(ke)提高(gao)合金(jin)的(de)电阻(zu)率(lv)，添(tian)加(jia)少(shao)量(liang)Ni和(he)稀(xi)土(tu)元(yuan)素可(ke)进(jin)一步(bu)提(ti)高合金的(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)和(he)强度(du)。
1.6金一镍(nie)一(yi)铜(tong)和金-铜一镍(nie)合金
所有的(de)Au—Ni-Cu合金在(zai)固(gu)相(xiang)面(mian)以下(xia)均(jun)为(wei)面心(xin)立(li)方(fang)结(jie)构(gou)的(de)单(dan)相固(gu)溶体。在较低温(wen)度时，其(qi)大都(dou)分(fen)解为两相(xiang)固溶体(ti)。
高Ni的Au—Ni—Cu合金是现(xian)代(dai)流(liu)行的(de)“K白金(jin)”饰品材(cai)料，颜(yan)色(se)与铂金(jin)很(hen)接近(jin)，是非常(chang)好(hao)的铂(bo)金代用品。与(yu)Au—Cu合(he)金相(xiang)比(bi)，ACu_Ni合(he)金的(de)熔点(dian)及其与(yu)基(ji)底的(de)润(run)湿(shi)性(xing)提高(gao)了(le)，在此(ci)基础(chu)上(shang)，再(zai)添加Zn、Mn、Pd、Rh和(he)RE元(yuan)素中的一(yi)种(zhong)或(huo)两种构(gou)成(cheng)四(si)元与(yu)五(wu)元合(he)金，可(ke)进一(yi)步改善合金的(de)力(li)学(xue)、电学(xue)和(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)能，Au-Cu-Ni-Zn、Au-Cu-Ni—Mn等四元(yuan)与(yu)五(wu)元合金，常(chang)用(yong)作(zuo)电(dian)接触材料。金基合金(jin)品种多(duo)样，性(xing)能(neng)各(ge)异(yi)，在(zai)此不(bu)做过多(duo)赘(zhui)述。随(sui)着经济(ji)发(fa)展(zhan)及(ji)人(ren)们生活(huo)水平的提(ti)高(gao)，其(qi)除了在(zai)首饰业和镀金工艺品(pin)等传(chuan)统(tong)领域需求量(liang)增(zeng)加以(yi)外(wai)，在(zai)尖(jian)端(duan)科(ke)技(ji)方(fang)面(mian)的仪表接(jie)触(chu)器、开(kai)关(guan)触(chu)点(dian)、电阻(zu)测(ce)温、夜视(shi)仪等高(gao)端镀(du)膜制品上(shang)的应用(yong)也(ye)日益(yi)广(guang)泛。因而(er)如何将(jiang)磁控溅(jian)射(she)技术(shu)与金基合金(jin)的(de)优良品质(zhi)结合起来，更好地提(ti)高(gao)金(jin)基合(he)金(jin)镀膜(mo)产(chan)品的(de)质(zhi)量(liang)，成(cheng)为(wei)现今众(zhong)多(duo)科(ke)研工(gong)作(zuo)者(zhe)关(guan)注(zhu)的(de)热(re)点。
2、金基合(he)金(jin)溅射(she)靶材(cai)的(de)类型(xing)、制备方法及国(guo)内外生产现状
2.1靶材(cai)的类型
根据几何(he)形(xing)状(zhuang)可将金基合金溅射(she)靶材(cai)分(fen)为(wei)长(zhang)方(fang)体(ti)、正(zheng)方体、圆(yuan)柱(zhu)体以(yi)及(ji)不规(gui)则形(xing)状靶材(cai)；根据(ju)用(yong)途则可(ke)将(jiang)其分(fen)为(wei)装(zhuang)饰镀膜(mo)靶(ba)材、微(wei)电(dian)子(zi)靶(ba)材、薄(bao)膜(mo)电阻靶材、导电膜靶材。
目前(qian)，为了提(ti)高(gao)靶材的利用(yong)率，国(guo)内外都(dou)在(zai)推(tui)广(guang)可围绕(rao)固(gu)定(ding)的(de)条(tiao)状(zhuang)磁铁(tie)组件(jian)旋转的(de)空(kong)心圆管型溅射(she)靶(ba)材，此种(zhong)靶材由(you)于靶(ba)面360。都(dou)可被(bei)均(jun)匀(yun)刻蚀(shi)，因(yin)而利用率(lv)可由(you)通(tong)常(chang)的(de)20～30%提高(gao)到75～80%。
2.2金基合(he)金靶(ba)材(cai)坯(pi)料的(de)制备方法众(zhong)所周知，磁(ci)控(kong)溅射靶材(cai)坯(pi)料的制(zhi)备(bei)工(gong)艺主(zhu)要(yao)分为(wei)熔融铸(zhu)造(zao)法和(he)粉末冶(ye)金法(fa)。现实生(sheng)产中(zhong)，金基合(he)金坯料的(de)制(zhi)备多采(cai)用(yong)熔(rong)融铸(zhu)造(zao)法(fa)，它避免了(le)粉(fen)末冶(ye)金法(fa)所(suo)造(zao)成的杂质(zhi)含量(liang)高、致密度低、气孔(kong)率高(gao)等缺(que)点。但(dan)也必须正视(shi)：金基合(he)金(jin)在(zai)液(ye)态(tai)与(yu)凝(ning)固时(shi)溶解(jie)气体的(de)差(cha)异大；金(jin)与某(mou)些(xie)合(he)金元素(su)之间熔点(dian)和(he)密度差(cha)大；合(he)金(jin)凝(ning)固(gu)时(shi)体收(shou)缩和线(xian)收(shou)缩(suo)大(da)等(deng)原因(yin)所导致(zhi)的(de)坯(pi)料结晶组(zu)织宏(hong)观(guan)和(he)微(wei)观偏(pian)析(xi)严(yan)重(zhong)、枝晶(jing)发(fa)达、晶粒(li)尺(chi)寸(cun)及分(fen)布(bu)差异大(da)、气孔(kong)率高(gao)、夹(jia)杂严重(zhong)、中(zhong)心缩孔和中(zhong)心疏(shu)松(song)严重(zhong)、冒口深(shen)度(du)大、表面(mian)缺陷(xian)严重、铸(zhu)造裂纹(wen)导(dao)致(zhi)的(de)废品(pin)率高等众多问(wen)题(ti)。
目前(qian)，虽然(ran)还有一(yi)部分金(jin)基合金(jin)坯(pi)料采(cai)用非(fei)真(zhen)空(kong)冶炼(lian)和(he)浇铸方式，但是(shi)高端(duan)产品(pin)的冶(ye)炼(lian)和浇铸通常都在真(zhen)空(kong)或(huo)保护(hu)性气(qi)氛(fen)下进(jin)行。与非真空(kong)冶(ye)炼和(he)浇(jiao)铸相(xiang)比，真(zhen)空或(huo)保(bao)护性(xing)气(qi)
氛下(xia)的冶(ye)炼(lian)和浇(jiao)铸(zhu)在(zai)一(yi)定程度上(shang)降(jiang)低了(le)结晶组(zu)织内(nei)部(bu)的(de)气(qi)体含量、氧化(hua)物(wu)夹(jia)杂、孔(kong)隙(xi)率(lv)和晶间(jian)低熔(rong)点化(hua)合(he)物的(de)数(shu)量，但(dan)是仍(reng)需(xu)在合金(jin)熔炼(lian)、铸造(zao)以(yi)及(ji)后续(xu)的(de)热加(jia)工和(he)热(re)处(chu)理工序(xu)中，根(gen)据(ju)金基(ji)合(he)金(jin)的特点，采用(yong)适当的(de)工(gong)艺(yi)连(lian)接(jie)，来(lai)达(da)到(dao)提(ti)高靶材质量的目的。
2.3金(jin)基(ji)合金靶(ba)材与阴(yin)极(ji)背(bei)板的连接(jie)复(fu)合制(zhi)备(bei)技(ji)术(shu)在溅(jian)射(she)过(guo)程中背板(ban)起到(dao)强度(du)支(zhi)撑(cheng)、导(dao)电(dian)、导(dao)热(re)的(de)作(zuo)用(yong)。
靶材与阴极(ji)背板(ban)的(de)连接是溅射(she)靶(ba)材(cai)制备(bei)技术中(zhong)非(fei)常重(zhong)要的一(yi)个(ge)环(huan)节。复(fu)合(he)质(zhi)量直接(jie)影响(xiang)溅射(she)工(gong)艺(yi)和产(chan)品(pin)膜(mo)的(de)质(zhi)量。
靶(ba)材(cai)与(yu)背板连接(jie)的(de)方式(shi)通(tong)常有(you)机械(xie)固(gu)定(ding)法、真(zhen)空(kong)钎焊(han)法、导电(dian)胶(jiao)粘接(jie)法(fa)、公(gong)差(cha)配合(he)法和镶(xiang)嵌复合(he)法等。具体到(dao)金基合金(jin)靶材，目(mu)前采(cai)用(yong)得较多(duo)的是镶嵌复(fu)合(he)法和真空钎(qian)焊(han)法。
2.3.1镶嵌(qian)复合(he)法
镶(xiang)嵌(qian)复合法对(dui)矩(ju)形(xing)靶(ba)材(cai)来(lai)说(shuo)是将(jiang)阴(yin)极背(bei)板按(an)设(she)计(ji)要(yao)求铣(xi)槽，对(dui)靶材(cai)表面进(jin)行(xing)处理后，将靶材置于(yu)铣槽(cao)中(zhong)，在常(chang)温下(xia)用(yong)轧(ya)机(ji)进行(xing)固相(xiang)轧(ya)制(zhi)，制(zhi)成镶嵌式复(fu)合(he)靶材。这种(zhong)工(gong)艺不
仅(jin)能使靶(ba)材牢(lao)固(gu)地固定在(zai)背(bei)板(ban)上(shang)，而且(qie)当靶(ba)材(cai)受到(dao)离子(zi)轰击时也不会(hui)产(chan)生(sheng)变形(xing)与(yu)脱(tuo)落(luo)。对圆(yuan)柱形(xing)靶而言(yan)，有两种方式(shi)，既可(ke)采用(yong)先(xian)将金基(ji)合(he)金(jin)拉伸冲(chong)制成(cheng)内径(jing)与阴(yin)极(ji)背管(guan)外(wai)径一致的金(jin)管，然(ran)后再(zai)切(qie)削(xue)复(fu)合(he)；又(you)可(ke)采用全(quan)包覆的(de)办法(fa)把靶材(cai)接(jie)头处(chu)镶嵌(qian)在预(yu)先铣好的(de)阴(yin)极(ji)背管(guan)槽中使(shi)靶(ba)材(cai)紧贴于阴极背管(guan)上，这两(liang)种(zhong)方法(fa)不(bu)仅连(lian)接(jie)牢(lao)固(gu)而且都可极大(da)地(di)提高(gao)靶材(cai)的(de)利(li)用率。
2.3.2真(zhen)空(kong)钎焊(han)法
真(zhen)空钎(qian)焊(han)因(yin)不用(yong)钎(qian)剂(ji)而(er)节约(yue)了成本(ben)，还(hai)提高了(le)产(chan)品的抗腐蚀(shi)性，免除(chu)了(le)各(ge)种污(wu)染(ran)。此(ci)外真空钎焊(han)钎料(liao)的湿润性(xing)和(he)流(liu)动(dong)性良(liang)好，从(cong)而(er)提高(gao)了产(chan)品的(de)成(cheng)品(pin)率(lv)，获(huo)得(de)坚固(gu)的(de)清(qing)洁工作(zuo)面(mian)。
2.4金基(ji)合(he)金(jin)靶材的(de)国内(nei)外(wai)生(sheng)产(chan)现状(zhuang)
20世(shi)纪(ji)90年代(dai)以(yi)来，随着磁(ci)控(kong)溅射技术(shu)日(ri)益成(cheng)熟(shu)，电(dian)子薄(bao)膜、光学(xue)薄(bao)膜、光电薄膜、磁(ci)性薄(bao)膜(mo)和超(chao)导薄膜在(zai)高新技(ji)术(shu)和(he)工(gong)业上开始大(da)规(gui)模开发应(ying)用，靶材(cai)的(de)品种和(he)市场(chang)规(gui)模(mo)也大幅扩大(da)。这(zhe)反(fan)过来又极大地带(dai)动了微(wei)电子(zi)半导体集成电(dian)路(lu)、薄膜混合集成(cheng)电路、片(pian)式(shi)原电(dian)器、液(ye)晶显(xian)示(shi)器、磁盘(pan)、光盘等(deng)技术(shu)领(ling)域(yu)的(de)飞速发展。
金基合(he)金(jin)覆(fu)膜材(cai)料以(yi)其优(you)异的性(xing)能(neng)和(he)特点(dian)，应(ying)用(yong)范围越来(lai)越(yue)广(guang)，需(xu)求量也(ye)迅速(su)增加。但(dan)令人(ren)遗(yi)憾的是，到目(mu)前(qian)为止(zhi)，高(gao)端金(jin)基合(he)金的生(sheng)产仍主要(yao)集中(zhong)在几(ji)大公司(si)，包括(kuo)霍(huo)尼(ni)韦(wei)尔、威廉姆斯、优美科(ke)、贺(he)利(li)氏、日矿材料(liao)和光(guang)洋(yang)。这(zhe)些(xie)知名(ming)靶(ba)材(cai)公(gong)司拥有几(ji)十年(nian)的靶(ba)材(cai)研发(fa)和生(sheng)产经(jing)验，引领(ling)着(zhe)国(guo)际(ji)靶(ba)材(cai)技术方向(xiang)，也占据(ju)着世(shi)界(jie)大部分(fen)靶(ba)材市(shi)场。
国(guo)内(nei)靶材(cai)研发和(he)生产(chan)基(ji)地(di)主要(yao)集中(zhong)在(zai)北(bei)京(jing)和广东。近(jin)些(xie)年来(lai)，其他省份不(bu)少企业也(ye)陆(lu)续开(kai)展相关(guan)工(gong)作(zuo)。仅就(jiu)金(jin)基(ji)合(he)金靶(ba)材(cai)而言，目(mu)前主要有贵研铂业、东北(bei)大(da)学、沈阳东(dong)创贵
金(jin)属材料(liao)有(you)限公(gong)司、工(gong)程院核(he)物(wu)理(li)与(yu)化学研(yan)究(jiu)所(suo)、北京(jing)有色(se)金属研究总院(yuan)等机构(gou)。经过(guo)10多年(nian)的努力，国内(nei)在(zai)贵金属(shu)金基(ji)合金(jin)生(sheng)产(chan)领域(yu)取得(de)了长足(zu)的(de)进(jin)步，生(sheng)产出(chu)了(le)高(gao)纯金(jin)、1N14、2N18、玫瑰(gui)金(jin)、金(jin)钯(ba)合金(jin)等(deng)一系(xi)列(lie)靶材产品(pin)，发表了“一(yi)种(zhong)磁控溅射(she)玫瑰(gui)金(jin)靶材(cai)及(ji)其制(zhi)备方法(fa)”、“一(yi)种用于(yu)真(zhen)空(kong)磁控溅(jian)射的(de)香(xiang)槟色金(jin)靶材(cai)及(ji)其制备方法(fa)”等(deng)数十(shi)项发明(ming)专利及研(yan)究(jiu)论(lun)文，满足了(le)国(guo)内一(yi)部分(fen)市场的需(xu)要(yao)，并(bing)取(qu)得了较好的(de)经济效益(yi)。但(dan)是我(wo)国(guo)这(zhe)些(xie)靶材(cai)公(gong)司普遍(bian)起步(bu)较(jiao)晚，资(zi)金实(shi)力、装(zhuang)备(bei)水(shui)平(ping)、技(ji)术能力、人员素(su)质等(deng)与(yu)国(guo)外的知名(ming)大公(gong)司相(xiang)比(bi)仍(reng)有较(jiao)大(da)差距，尤(you)其是(shi)在新(xin)材料(liao)的(de)创新开发(fa)方(fang)面(mian)难(nan)以(yi)满(man)足靶材市场的(de)迅(xun)速发(fa)展(zhan)及(ji)变化要求(qiu)。尽(jin)管(guan)我(wo)国各种小(xiao)靶材(cai)公(gong)司很多，但从(cong)严格意义上讲(jiang)，还没有一个(ge)规(gui)模化(hua)的(de)专(zhuan)业公(gong)司可以(yi)在(zai)高端的靶材(cai)市场(chang)占(zhan)据(ju)一席(xi)之地。
随着中(zhong)国(guo)在(zai)全(quan)球(qiu)制(zhi)造领域(yu)的(de)中(zhong)心地位进一步(bu)加(jia)强(qiang)，我(wo)国已(yi)成为(wei)世(shi)界上薄(bao)膜(mo)靶(ba)材(cai)最(zui)大需求地区之(zhi)一。国外一(yi)些大(da)的(de)靶材(cai)供(gong)应(ying)商(shang)出于(yu)生(sheng)产成(cheng)本(ben)、市场(chang)对接(jie)、交(jiao)货(huo)周期(qi)等方(fang)面(mian)的(de)考(kao)
虑，纷纷在(zai)国(guo)内(nei)建(jian)厂(chang)，一(yi)方(fang)面(mian)抢占中国市场，另(ling)一方面(mian)希望在(zai)国(guo)际(ji)竞争中(zhong)保持及(ji)提(ti)高优(you)势，这(zhe)将(jiang)使包(bao)括(kuo)金(jin)基(ji)合金靶(ba)材生(sheng)产(chan)和研(yan)发在内的国(guo)内(nei)靶材(cai)制造(zao)业(ye)面临(lin)更(geng)加严(yan)峻的(de)竞争。
3、高(gao)端(duan)金基合金(jin)溅(jian)射靶材制备的技术要求
国内外对(dui)高附(fu)加值(zhi)金基合(he)金材(cai)料(liao)的(de)制(zhi)备技术要求很高，大(da)致可(ke)归纳(na)为以下几(ji)个方面(mian)：
(1)开(kai)发新(xin)型高附加(jia)值(zhi)的产品(pin)，努力降(jiang)低(di)Au的(de)用(yong)量(liang)，综合利(li)用(yong)主(zhu)体(ti)添加(jia)金属(shu)和(he)微合(he)金(jin)化(hua)元(yuan)素对金基合金(jin)靶(ba)材的影响(xiang)，提高(gao)合(he)金的(de)色度(du)、耐磨(mo)、耐(nai)蚀(shi)性(xing)以及(ji)好的(de)光学和热(re)力学(xue)性(xing)
能(neng)，满足市(shi)场(chang)对(dui)金基(ji)合(he)金镀(du)膜产(chan)品不断提(ti)高和变(bian)化(hua)的(de)标准(zhun)与(yu)要(yao)求(qiu)；(2)低(di)杂质含量，严(yan)格控制(zhi)金基合(he)金中(zhong)C、H、O、N及(ji)其化(hua)合物(wu)的(de)含量(liang)，特(te)别(bie)是(shi)对(dui)重金(jin)属元素(su)Ni、Cd以(yi)及砷(shen)含量有(you)严(yan)格的(de)限(xian)制(zhi)；(3)控(kong)制(zhi)材(cai)料的(de)微观(guan)组织(zhi)，要求金基(ji)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)表面(mian)质量(liang)高(gao)、气孔率少、中心缩孔和(he)疏松(song)程(cheng)度低、致密度(du)高、溶质元(yuan)素偏(pian)析(xi)小、晶粒细(xi)小均匀等轴以及适当(dang)的结(jie)晶(jing)取(qu)向(xiang)；(4)严格(ge)控(kong)制(zhi)加工过程参数及(ji)参(can)数(shu)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)，只有严(yan)格(ge)选择并(bing)控(kong)制(zhi)金基(ji)合(he)金靶材制(zhi)备过(guo)程中工(gong)艺参数的(de)一(yi)致性(xing)，才能(neng)有(you)效(xiao)地(di)控制(zhi)相同(tong)种类(lei)和(he)不(bu)同批(pi)次(ci)的金(jin)基合(he)金(jin)镀(du)膜(mo)产(chan)品(pin)的(de)色(se)度(du)、耐磨、耐(nai)蚀(shi)性等各项(xiang)指标(biao)和性(xing)能(neng)的均(jun)一性；(5)合(he)理(li)的(de)靶型，利用旋转(zhuan)空(kong)心圆(yuan)管磁(ci)控溅(jian)射(she)靶型(xing)，可(ke)将(jiang)金(jin)基合金(jin)靶(ba)材(cai)的利(li)用率提高(gao)到80以上；(6)高(gao)质量的金(jin)基(ji)合金与(yu)背板材(cai)料的(de)连接(jie)复(fu)合(he)技(ji)术，开发(fa)金(jin)基(ji)合(he)金(jin)与(yu)背板之间高复合率、高(gao)复(fu)合强(qiang)度、抗(kang)变(bian)形(xing)和(he)高可靠(kao)性(xing)的(de)连接(jie)技术，从(cong)而(er)提(ti)高(gao)靶材(cai)在(zai)使(shi)用过程中的导热(re)导(dao)电效果和安全性(xing)；(7)提(ti)高(gao)金基(ji)合(he)金(jin)靶材(cai)制(zhi)备(bei)过程中(zhong)的(de)成材(cai)率，采(cai)用合(he)理的金基合(he)金坯料铸造、开(kai)坯、轧制、退(tui)火热(re)处理(li)、脱溶转变(bian)与时(shi)效(xiao)强化(hua)处理、与(yu)背(bei)板(ban)的(de)连接(jie)复(fu)合(he)等制备(bei)和加(jia)工工艺(yi)，通(tong)过(guo)减少偏(pian)析(xi)、提高(gao)坯料表(biao)面(mian)质(zhi)量、减(jian)少(shao)铸(zhu)造和(he)加(jia)工(gong)裂(lie)纹(wen)，降低(di)冒口深(shen)度(du)、防止(zhi)过烧等方式(shi)既保持材(cai)料(liao)的(de)强度、提(ti)高合金(jin)材(cai)料的(de)成材(cai)率又(you)适当(dang)提高材料(liao)的加工(gong)性能；(8)先(xian)进的(de)检(jian)测技术和严格的(de)检测标准(zhun)，采用(yong)ICP—MS、GDMS等先(xian)进(jin)设备以及(ji)美(mei)国(guo)ASTM标准(zhun)(ASTMF1539—1997、AST—MF1845—1997)对金(jin)基合金(jin)中各种微(wei)量(liang)元素进(jin)行(xing)严(yan)格的分析(xi)
和检(jian)测，以(yi)克(ke)服产(chan)品(pin)进入(ru)国(guo)内(nei)和国际市(shi)场(chang)所(suo)遇到(dao)的各种阻(zu)力。
4、我国在高端(duan)金基(ji)合金(jin)溅(jian)射(she)靶(ba)材(cai)制备(bei)过(guo)程(cheng)中(zhong)所存(cun)在(zai)的(de)问题及发展思路
目前(qian)，我国(guo)在高(gao)端金(jin)基合(he)金溅射(she)靶材制(zhi)备过程(cheng)中存(cun)在如下问(wen)题：(1)基础(chu)研(yan)究薄弱以及(ji)创新(xin)能(neng)力不(bu)足(zu)困(kun)扰(rao)和制(zhi)约着(zhe)高(gao)端金基合(he)金靶材(cai)及(ji)其镀膜(mo)的发(fa)展和(he)应(ying)用(yong)；(2)不能根据市(shi)场(chang)和应(ying)用(yong)过程的需(xu)求(qiu)来(lai)迅速调(diao)整高端金(jin)基(ji)合金靶材和膜(mo)产(chan)品(pin)的(de)设计(ji)；(3)应用成本高(gao)，使用寿(shou)命短(duan)且(qie)很(hen)多(duo)金基合(he)金薄膜没有(you)达到理(li)想(xiang)的应用(yong)程度；(4)一(yi)些产品长(zhang)期(qi)处于实验室(shi)和(he)中(zhong)试阶(jie)段，工业(ye)化(hua)产(chan)品(pin)性能与(yu)实(shi)验室(shi)数据(ju)相差甚(shen)远(yuan)，难以实(shi)现(xian)产(chan)业化生产(chan)；(5)在金(jin)基(ji)合金(jin)靶(ba)材应(ying)用(yong)过程中，存在(zai)诸(zhu)如(ru)微(wei)粒飞(fei)溅(jian)降低(di)薄(bao)膜品(pin)质(zhi)，靶材利(li)用率(lv)低(di)，难以采用(yong)成(cheng)型(xing)方法(fa)和(he)
热(re)处理工艺(yi)控制(zhi)靶材(cai)结(jie)晶取向等(deng)技(ji)术(shu)瓶(ping)颈。
今后(hou)我国(guo)靶材(cai)企业要(yao)想增强(qiang)核(he)心竞(jing)争力(li)，则必须做到(dao)：
(1)进(jin)一(yi)步(bu)重视(shi)人才(cai)培(pei)养(yang)；(2)将(jiang)技(ji)术(shu)引(yin)进(jin)与自主(zhu)研(yan)发(fa)相结(jie)合；(3)加强(qiang)基(ji)础研究和(he)应用研(yan)究的统一(yi)，把(ba)金(jin)基(ji)合(he)金靶材的(de)研(yan)究(组(zu)成(cheng)、结(jie)构、性(xing)能(neng)、制备(bei)工艺等(deng))与(yu)溅射薄膜性(xing)能(neng)之间的关系(xi)紧密地联(lian)系(xi)起来(lai)；(4)根(gen)据(ju)市场的最(zui)新(xin)发展动(dong)态(tai)，不(bu)断(duan)研制开(kai)发(fa)满(man)足薄(bao)膜性能要(yao)求的(de)新型高附加(jia)值(zhi)金基(ji)合金靶材(cai)；(5)在(zai)掌握核心(xin)技术(shu)，拥有(you)特色(se)产品的前(qian)提(ti)下，不(bu)断提(ti)高(gao)企业(ye)的(de)服(fu)务质(zhi)量。只(zhi)有(you)这样才能打(da)破(po)国(guo)际大(da)公司(si)对(dui)高端(duan)金基(ji)合(he)金靶材(cai)和镀(du)膜(mo)产品的掌控(kong)和(he)垄断(duan)，使企(qi)业(ye)和自(zi)主产(chan)品在市场竞(jing)争(zheng)中立(li)于(yu)不败(bai)之(zhi)地(di)。
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