引言(yan)
磁控(kong)溅(jian)射(she)技术利(li)用(yong)电子源(yuan)产生(sheng)电子，其(qi)在真(zhen)空(kong)中通过(guo)加(jia)速聚焦(jiao)形成(cheng)高(gao)速能量(liang)粒(li)子(zi)束(shu)轰(hong)击(ji)固体表面(mian)(靶材)，被(bei)激(ji)发出来的(de)原子沉(chen)积(ji)在(zai)基(ji)底表面(mian)形成覆(fu)膜(mo)。该(gai)技(ji)术具(ju)有(you)成膜(mo)致(zhi)密(mi)
度(du)高(gao)、附着(zhe)性好、绿(lv)色环保等(deng)诸多优(you)点，已成为国(guo)内外(wai)新材(cai)料(liao)领域(yu)研发(fa)和关(guan)注的一大(da)热点(dian)。金(jin)基(ji)合金(jin)是为(wei)适应现代微(wei)电(dian)子(zi)技术(shu)和(he)首饰(shi)业(ye)的发展(zhan)而(er)研(yan)发(fa)的(de)一种(zhong)新(xin)型(xing)功(gong)能材料(liao)，它既(ji)保持(chi)了纯(chun)金原有的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)、耐(nai)腐蚀等优(you)异性能，又大幅提高(gao)了其(qi)再(zai)结(jie)晶(jing)温(wen)度[g]。利用真空(kong)磁控溅(jian)射技(ji)术将(jiang)金基(ji)合金(jin)镀覆于各种(zhong)基(ji)体部件表面，镀(du)金(jin)后(hou)的(de)部(bu)件(jian)由于(yu)具有耐高(gao)温(wen)和(he)耐酸性(xing)介(jie)质(zhi)腐蚀的(de)特点(dian)，因(yin)此(ci)被广泛(fan)应用(yong)于电子(zi)工业(ye)和(he)尖(jian)端科技等(deng)领域(yu)，例如(ru)航(hang)空航天(tian)飞(fei)行(xing)器上的各(ge)种仪器(qi)部件、宇航员(yuan)的装(zhuang)备(bei)、喷(pen)气发动(dong)机、热(re)反射(she)器(qi)、红外(wai)装(zhuang)置等都(dou)常(chang)使用此(ci)种镀金材料。金基合(he)金靶(ba)材(cai)作为磁(ci)控(kong)溅(jian)射(she)过(guo)程中(zhong)的(de)源材(cai)料(liao)，其(qi)质(zhi)量对(dui)溅(jian)射(she)镀金薄膜(mo)的性(xing)能起(qi)着至关重(zhong)要(yao)的(de)作用 ，因(yin)此(ci)如何(he)改(gai)善靶(ba)材制(zhi)备技术来(lai)提(ti)高(gao)靶(ba)材质量(liang)，研(yan)发(fa)满足市(shi)场(chang)需(xu)求的(de)新(xin)型(xing)高附(fu)加(jia)值磁控(kong)溅射金(jin)基(ji)合(he)金(jin)靶(ba)材(cai)具(ju)有(you)十分重(zhong)要(yao)的意义。本(ben)文(wen)主要(yao)介(jie)绍几(ji)种(zhong)常(chang)用(yong)金基(ji)合(he)金的种类(lei)，金基(ji)合金溅射靶材的(de)制备(bei)及(ji)国(guo)内(nei)外发(fa)展现(xian)状(zhuang)，高(gao)端金基(ji)合(he)金溅射(she)靶材制(zhi)备的(de)技(ji)术要(yao)求(qiu)、存在的问题(ti)及(ji)未(wei)来的(de)发(fa)展思路和(he)方(fang)向。
1、金(jin)基合金的种类及(ji)应用(yong)
根据合金(jin)化原(yuan)理(li)及(ji)工(gong)业(ye)应(ying)用(yong)的(de)要(yao)求，人(ren)们(men)以金(jin)为基(ji)体(ti)，加(jia)入(ru)不(bu)同(tong)合金(jin)元(yuan)素构成了丰富的(de)二(er)元(yuan)、三(san)元和多元(yuan)金基(ji)合金等(deng)功(gong)能材料，广(guang)泛应用于(yu)工(gong)业中(zhong)。由于各(ge)添(tian)加合金元(yuan)素
的(de)作(zuo)用不(bu)同(tong)，因而合金的(de)特性以及加工性(xing)能(neng)差(cha)异也(ye)非常(chang)大(da)。
几(ji)种常(chang)用的金基合金(jin)介绍(shao)如下(xia)。
1.1 金(jin)-铜(tong)合(he)金
A Cu合金(jin)在液相和固(gu)相均(jun)可形(xing)成连(lian)续(xu)固(gu)溶(rong)体，且随(sui)着Cu溶质(zhi)含量的增(zeng)加(w(Cu)≤20 )，合(he)金的液相线降(jiang)低，从高(gao)温(wen)到低(di)温缓慢冷(leng)却时(shi)，原(yuan)子(zi)排(pai)列发生(sheng)有(you)序转(zhuan)变，形(xing)成中间(jian)
化合(he)物(wu)AuCu、Au。Cu或Au Cu。Au—Cu合(he)金的(de)用途(tu)十分(fen)广泛(fan)，除Au-(8 ～10％)Cu(质(zhi)量(liang)分(fen)数)作为国(guo)际(ji)通(tong)用(yong)的货(huo)币(bi)合(he)金(jin)以(yi)外，还可(ke)用(yong)作(zuo)K金(jin)饰(shi)品、电接触材料(liao)、牙科(ke)材料以及真空(kong)钎(qian)焊(han)材(cai)料(liao)。
1.2 金一镍合金
Au—Ni合金的(de)液(ye)相(xiang)线(xian)随溶(rong)质浓度升高(gao)而降低，随(sui)后(hou)又升(sheng)高(gao)，含42．5 Ni(摩尔分数)的合(he)金(jin)具(ju)有最(zui)低(di)熔(rong)点(955℃)。固(gu)相(xiang)线以(yi)下(xia)和(he)约(yue)810℃以上存(cun)在(zai)连(lian)续固溶(rong)体区(qu)间(jian)，750℃ 以(yi)下单(dan)相固(gu)溶(rong)体(ti)分解为具有(you)不(bu)同(tong)对(dui)称固(gu)溶(rong)度(du)曲线的(de)两相(xiang)区(qu)，两相(xiang)区(qu)内(nei)存在调幅(fu)分解(jie)。Au—Ni合(he)金有广泛的工业应(ying)用，可(ke)用作电(dian)真空(kong)器件(jian)与航空发(fa)动(dong)机(ji)钎焊材料、轻(qing)负荷电接(jie)触(chu)材料(liao)、K白(bai)金(jin)饰(shi)品材(cai)料(liao)等(deng)。
1.3 金(jin)-铂合(he)金
Au—Pt合(he)金稍(shao)低(di)于(yu)固相线(xian)以下为连(lian)续(xu)固(gu)溶体(ti)，A Pt合金(jin)固液相线(xian)间(jian)隔(ge)较(jiao)大(da)，在(zai)1200℃ 以下，由于相互(hu)间溶(rong)解(jie)度减少(shao)析出(chu)中(zhong)间相(xiang)而形(xing)成(cheng)两(liang)相区，对合金的(de)材料性能(neng)产生影(ying)响。Au—Pt合金(jin)可(ke)用(yong)作(zuo)贵金(jin)属首饰材(cai)料、化(hua)学试(shi)验(yan)用坩(gan)埚(guo)与器皿(min)、滑动触头材(cai)料、仪(yi)表用(yong)张(zhang)丝、弹(dan)簧(huang)材(cai)料、导电浆(jiang)料、电(dian)阻(zu)浆料、薄膜(mo)电(dian)阻和(he)其他薄(bao)膜器(qi)件(jian)。
1.4 金(jin)-钯合金(jin)
Au—Pd合(he)金(jin)在(zai)固相(xiang)线以(yi)下高(gao)温区(qu)为连(lian)续固(gu)溶体，固(gu)相(xiang)区(qu)内存在(zai)Au。Pd、AuPd和AuPd。长程有序相(xiang)。Au—Pd合金(jin)及其改进型(xing)合(he)金可用(yong)作K金饰(shi)品(pin)、中温测(ce)温热(re)电(dian)偶(ou)元(yuan)件(jian)、钎(qian)料、催化(hua)剂、电(dian)接触材(cai)料(liao)和(he)不同电(dian)阻率的精密电阻(zu)材料(liao)等。
1.5 金一银一(yi)铜合金
Au-A差}_Cu合(he)金除(chu)靠Au角(jiao)的(de)富Au合(he)金(jin)为(wei)单相(xiang)固溶体外(wai)，几乎所(suo)有合金(jin)都(dou)为两(liang)相合(he)金(jin)。在(zai)ALlAg—Cu合(he)金中，Au是影响(xiang)合(he)金化学稳(wen)定(ding)性的(de)主要组元，Ag与(yu)Cu的比(bi)例(li)则(ze)影(ying)响(xiang)合金的熔(rong)化(hua)温(wen)度与强度性质。三元合金的(de)颜色随(sui)金(jin)、银、铜含量(liang)不(bu)同(tong)而(er)从(cong)红、微(wei)红(hong)、红黄(huang)、黄(huang)、浅黄、黄(huang)绿、浅(qian)黄(huang)绿直(zhi)至(zhi)白色。该(gai)合(he)金广泛应(ying)用于(yu)彩色(se)K金饰(shi)品、精密电(dian)阻材料、电(dian)位(wei)器(qi)绕组材料(liao)和轻(qing)载荷(he)接(jie)触材料。常(chang)用的合(he)金(jin)有75Au-13A12Cu、60Au-35Ag-5Cu以及(ji)50Au-20Ag-30Cu(质(zhi)量分数(shu))等。
它们(men)具有(you)较低的电(dian)阻(zu)率和较(jiao)高的强(qiang)度，已(yi)成(cheng)功地(di)替(ti)代某(mou)些(xie)铂合金和(he)钯合(he)金(jin)。在合金中添加少量(liang)Mn可(ke)提高(gao)合(he)金(jin)的(de)电(dian)阻率，添(tian)加少(shao)量(liang)Ni和(he)稀土元(yuan)素可(ke)进(jin)一(yi)步(bu)提高(gao)合金的耐磨(mo)性和强(qiang)度(du)。
1.6 金(jin)一镍(nie)一(yi)铜和(he)金(jin)-铜(tong)一镍(nie)合(he)金(jin)
所有的Au—Ni-Cu合(he)金在(zai)固相面以(yi)下(xia)均为(wei)面心立(li)方(fang)结构的(de)单相(xiang)固(gu)溶体。在(zai)较低(di)温(wen)度时(shi)，其大都分解为(wei)两相(xiang)固溶体。
高(gao)Ni的(de)Au—Ni—Cu合金(jin)是(shi)现(xian)代流(liu)行(xing)的“K白(bai)金”饰(shi)品(pin)材料，颜色(se)与(yu)铂金(jin)很接(jie)近(jin)，是(shi)非常好的铂金代(dai)用(yong)品。与(yu)Au—Cu合(he)金(jin)相(xiang)比(bi)，A Cu_Ni合金(jin)的熔(rong)点及(ji)其(qi)与基底(di)的(de)润(run)湿性提高了，在此(ci)基(ji)础上(shang)，再(zai)添加(jia)Zn、Mn、Pd、Rh和RE元(yuan)素(su)中(zhong)的一种(zhong)或(huo)两(liang)种构成(cheng)四(si)元与(yu)五(wu)元合(he)金，可进一(yi)步(bu)改善合金的力学、电(dian)学(xue)和(he)耐(nai)磨性(xing)能，Au-Cu-Ni-Zn、Au-Cu-Ni—Mn等(deng)四(si)元与(yu)五元合(he)金，常用(yong)作电(dian)接(jie)触(chu)材料。金基合(he)金(jin)品(pin)种(zhong)多(duo)样(yang)，性(xing)能各(ge)异，在(zai)此(ci)不做(zuo)过(guo)多(duo)赘(zhui)述。随着经(jing)济发展及(ji)人们生(sheng)活水(shui)平(ping)的提(ti)高，其(qi)除了在首饰(shi)业(ye)和镀金(jin)工(gong)艺(yi)品(pin)等(deng)传统(tong)领域(yu)需求(qiu)量增(zeng)加(jia)以(yi)外(wai)，在尖端(duan)科技方面的(de)仪表(biao)接触器、开(kai)关(guan)触(chu)点、电(dian)阻(zu)测温、夜(ye)视仪(yi)等(deng)高端(duan)镀膜制品上的(de)应(ying)用(yong)也日益(yi)广泛(fan)。因而(er)如何将磁(ci)控(kong)溅射技术与(yu)金基合金(jin)的优(you)良(liang)品(pin)质(zhi)结(jie)合(he)起(qi)来(lai)，更(geng)好(hao)地提高金基合金镀(du)膜产品(pin)的(de)质(zhi)量，成(cheng)为现(xian)今(jin)众(zhong)多(duo)科研(yan)工(gong)作者关注的(de)热点。
2、金(jin)基(ji)合金溅(jian)射靶材的类(lei)型、制(zhi)备(bei)方(fang)法及国(guo)内(nei)外(wai)生产(chan)现(xian)状
2.1 靶(ba)材(cai)的类型
根据几(ji)何形(xing)状(zhuang)可(ke)将(jiang)金(jin)基合金(jin)溅(jian)射(she)靶材分(fen)为长(zhang)方体、正方(fang)体、圆柱体以(yi)及(ji)不(bu)规则形(xing)状(zhuang)靶(ba)材；根(gen)据(ju)用(yong)途则可将其分为装饰镀膜靶材、微(wei)电子靶(ba)材(cai)、薄膜电(dian)阻靶(ba)材(cai)、导(dao)电膜(mo)靶材(cai)。目(mu)前，为了提高靶材的利用(yong)率(lv)，国(guo)内外(wai)都(dou)在推(tui)广可(ke)围(wei)绕(rao)固(gu)定的条状(zhuang)磁(ci)铁(tie)组(zu)件(jian)旋转(zhuan)的(de)空(kong)心(xin)圆(yuan)管(guan)型(xing)溅射(she)靶(ba)材，此(ci)种靶(ba)材由于(yu)靶(ba)面360°都(dou)可(ke)被均匀刻(ke)蚀(shi)，因而(er)利(li)用率可由(you)通常(chang)的20～30提(ti)高(gao)到(dao)75 ～80% 。
2.2 金基合(he)金(jin)靶材(cai)坯料的制(zhi)备方(fang)法
众所周(zhou)知，磁(ci)控(kong)溅(jian)射靶材(cai)坯(pi)料(liao)的(de)制备工艺主要(yao)分为(wei)熔(rong)融(rong)铸造法(fa)和(he)粉(fen)末冶金(jin)法。现实生产中，金基合金坯(pi)料的(de)制备(bei)多采(cai)用熔融铸(zhu)造(zao)法(fa)，它避免(mian)了(le)粉末(mo)冶金(jin)法(fa)所(suo)造(zao)成(cheng)的杂质含(han)量(liang)高、致(zhi)密度(du)低、气孔(kong)率(lv)高等(deng)缺(que)点。但也必(bi)须(xu)正视(shi)：金基(ji)合(he)金在液(ye)态与(yu)凝(ning)固时(shi)溶解(jie)气(qi)体的(de)差异(yi)大；金(jin)与某些(xie)合金元素(su)之(zhi)间熔(rong)点(dian)和密度(du)差(cha)大；合(he)金(jin)凝固时体收(shou)缩和线(xian)收(shou)缩大等原(yuan)因所(suo)导(dao)致的(de)坯(pi)料结(jie)晶(jing)组(zu)织宏观和微(wei)观偏析(xi)严重(zhong)、枝(zhi)晶(jing)发(fa)达(da)、晶(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)及(ji)分布差(cha)异(yi)大(da)、气(qi)孔率高(gao)、夹(jia)杂(za)严重、中(zhong)心缩(suo)孔和(he)中(zhong)心(xin)疏松严重、冒(mao)口深度大、表(biao)面缺陷严(yan)重、铸造(zao)裂纹导(dao)致的(de)废(fei)品(pin)率(lv)高等(deng)众多问题。
目前(qian)，虽然(ran)还(hai)有(you)一(yi)部(bu)分金(jin)基(ji)合(he)金(jin)坯料(liao)采(cai)用非(fei)真空(kong)冶炼和浇铸(zhu)方式(shi)，但是(shi)高(gao)端(duan)产品的冶(ye)炼和浇(jiao)铸(zhu)通(tong)常都(dou)在真(zhen)空或(huo)保(bao)护(hu)性气(qi)氛(fen)下(xia)进(jin)行(xing)。与非真空(kong)冶炼和浇铸相比(bi)，真空或保(bao)护性(xing)气(qi)氛下的冶(ye)炼(lian)和(he)浇(jiao)铸(zhu)在一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上降(jiang)低了结(jie)晶组织内部(bu)的气体含(han)量(liang)、氧(yang)化物(wu)夹(jia)杂、孔(kong)隙率(lv)和晶(jing)间低熔(rong)点(dian)化合(he)物(wu)的(de)数(shu)量，但是仍需(xu)在(zai)合金(jin)熔炼(lian)、铸造(zao)以及后续(xu)的热(re)加(jia)工(gong)和(he)热(re)处(chu)理(li)工序中(zhong)，根据金基(ji)合(he)金(jin)的(de)特(te)点(dian)，采(cai)用适(shi)当(dang)的工(gong)艺连(lian)接(jie)，来达(da)到提高(gao)靶材质量(liang)的(de)目的(de)。
2.3 金(jin)基(ji)合(he)金(jin)靶材与(yu)阴极背板的(de)连(lian)接(jie)复(fu)合(he)制(zhi)备技术
在(zai)溅射过程(cheng)中(zhong)背板起(qi)到强度(du)支撑、导(dao)电、导热的作(zuo)用(yong)。靶材(cai)与阴极(ji)背板(ban)的(de)连(lian)接是溅射靶材制(zhi)备技术(shu)中非(fei)常重要(yao)的一(yi)个(ge)环节。复合质(zhi)量直接影(ying)响溅(jian)射工(gong)艺(yi)和(he)产品(pin)膜(mo)的质(zhi)量(liang)。
靶(ba)材与(yu)背板(ban)连(lian)接的方式(shi)通(tong)常(chang)有机械固(gu)定(ding)法、真(zhen)空钎焊法(fa)、导(dao)电(dian)胶粘(zhan)接(jie)法、公(gong)差配(pei)合法和(he)镶嵌(qian)复合法等。具(ju)体到金基合金(jin)靶材(cai)，目(mu)前(qian)采用得较多(duo)的是镶(xiang)嵌复(fu)合法和(he)真空钎焊法。
2.3.1 镶嵌(qian)复合法(fa)
镶(xiang)嵌复(fu)合(he)法对矩(ju)形(xing)靶材(cai)来(lai)说是将(jiang)阴(yin)极背(bei)板(ban)按设(she)计(ji)要(yao)求(qiu)铣槽，对(dui)靶材表面进(jin)行处理后，将靶材置于铣槽中，在常(chang)温(wen)下(xia)用轧(ya)机进行(xing)固(gu)相轧(ya)制，制成镶嵌式(shi)复(fu)合(he)靶材(cai)。这(zhe)种工艺不(bu)仅能使(shi)靶材(cai)牢固(gu)地(di)固定在(zai)背(bei)板(ban)上，而(er)且当靶(ba)材(cai)受(shou)到离子(zi)轰(hong)击时(shi)也(ye)不会(hui)产生(sheng)变(bian)形(xing)与(yu)脱落(luo)。对(dui)圆柱形靶而(er)言，有(you)两(liang)种(zhong)方式，既(ji)可采(cai)用先将(jiang)金基(ji)合金(jin)拉(la)伸(shen)冲制(zhi)成(cheng)内径与(yu)阴极(ji)背(bei)管(guan)外(wai)径(jing)一(yi)致(zhi)的(de)金管(guan)，然(ran)后(hou)再(zai)切(qie)削复(fu)合；又可采(cai)用(yong)全包(bao)覆(fu)的(de)办法把(ba)靶材接头处镶(xiang)嵌(qian)在(zai)预先铣(xi)好(hao)的(de)阴(yin)极背管槽中使靶(ba)材(cai)紧(jin)贴(tie)于阴(yin)极(ji)背(bei)管上(shang)，这(zhe)两(liang)种(zhong)方(fang)法不仅连接(jie)牢固而且(qie)都(dou)可(ke)极大地(di)提高靶(ba)材的利(li)用(yong)率(lv)。
2.3.2 真(zhen)空(kong)钎(qian)焊(han)法
真(zhen)空钎(qian)焊(han)因(yin)不(bu)用钎剂(ji)而节约了(le)成本(ben)，还提(ti)高了产品的抗(kang)腐(fu)蚀性(xing)，免(mian)除了(le)各种(zhong)污(wu)染。此外真(zhen)空(kong)钎(qian)焊钎料的(de)湿润性(xing)和流(liu)动性(xing)良(liang)好，从(cong)而提(ti)高(gao)了(le)产(chan)品的成(cheng)品率(lv)，获得坚(jian)固的(de)清(qing)洁工作(zuo)面(mian) 。
2.4 金(jin)基(ji)合(he)金靶(ba)材的(de)国(guo)内(nei)外(wai)生(sheng)产现(xian)状(zhuang)
20世纪(ji)90年代(dai)以(yi)来，随(sui)着(zhe)磁控(kong)溅(jian)射技术日(ri)益成熟，电子(zi)薄(bao)膜(mo)、光(guang)学薄膜(mo)、光电(dian)薄膜(mo)、磁性(xing)薄膜和超导薄膜在(zai)高新技(ji)术和(he)工业上(shang)开始(shi)大(da)规(gui)模开发应(ying)用，靶材(cai)的品(pin)种和(he)市(shi)场(chang)规(gui)模也大(da)幅(fu)扩(kuo)大。这(zhe)反过(guo)来(lai)又极大(da)地带动了微(wei)电子半导体集成电路、薄(bao)膜混(hun)合(he)集成电(dian)路、片式原电器(qi)、液(ye)晶显示器、磁(ci)盘(pan)、光盘等(deng)技(ji)术领(ling)域(yu)的(de)飞速(su)发(fa)展(zhan)。
金(jin)基(ji)合金覆膜(mo)材料以(yi)其(qi)优(you)异的(de)性能和(he)特(te)点(dian)，应(ying)用范围(wei)越(yue)来越(yue)广，需(xu)求(qiu)量也迅速(su)增(zeng)加(jia)。但(dan)令(ling)人(ren)遗(yi)憾的是(shi)，到目(mu)前(qian)为(wei)止(zhi)，高(gao)端(duan)金基(ji)合(he)金(jin)的(de)生(sheng)产仍主(zhu)要集中(zhong)在几(ji)大(da)公(gong)司(si)，包括霍(huo)
尼(ni)韦尔、威廉姆(mu)斯(si)、优美(mei)科、贺(he)利氏、日矿(kuang)材料和(he)光(guang)洋。这(zhe)些(xie)知(zhi)名靶(ba)材公司拥有几(ji)十年的(de)靶材(cai)研发和(he)生(sheng)产经验(yan)，引(yin)领(ling)着(zhe)国际(ji)靶(ba)材(cai)技术(shu)方(fang)向，也占(zhan)据着世(shi)界(jie)大(da)部(bu)分靶材市场。国内(nei)靶(ba)材(cai)研(yan)发和生(sheng)产(chan)基(ji)地主要集(ji)中在(zai)北京和(he)广(guang)东。近(jin)些年来，其他省(sheng)份不(bu)少(shao)企业也陆(lu)续(xu)开(kai)展相关(guan)工作。仅就金基(ji)合(he)金(jin)靶(ba)材(cai)而言，目前(qian)主要(yao)有(you)贵研铂(bo)业、东(dong)北(bei)大学(xue)、沈阳东创贵金属材料有(you)限(xian)公司(si)、工(gong)程(cheng)院核(he)物(wu)理(li)与化(hua)学(xue)研(yan)究所(suo)、北(bei)京(jing)有(you)色(se)金属研(yan)究(jiu)总(zong)院等机(ji)构(gou)。经(jing)过(guo)l0多(duo)年的(de)努力(li)，国内(nei)在(zai)贵金(jin)属(shu)金(jin)基合(he)金(jin)生产领域取得了长(zhang)足(zu)的(de)进步，生(sheng)产出了(le)高纯(chun)金、1N14、2N18、玫瑰(gui)金(jin)、金(jin)钯合金(jin)等(deng)一系列靶材产品，发(fa)表(biao)了“一种(zhong)磁控(kong)溅射(she)玫瑰金(jin)靶材及(ji)其(qi)制(zhi)备方(fang)法”、“一种(zhong)用于(yu)真(zhen)空磁(ci)控(kong)溅(jian)射的香槟(bin)色金(jin)靶(ba)材(cai)及(ji)其制(zhi)备(bei)方(fang)法(fa)”等数十项发明专(zhuan)利及研(yan)究论(lun)文(wen)，满足(zu)了(le)国内(nei)一部(bu)分(fen)市(shi)场(chang)的(de)需(xu)要，并取得了较(jiao)好的(de)经济效(xiao)益。但(dan)是(shi)我国(guo)这些(xie)靶(ba)材公(gong)司(si)普遍(bian)起步较晚(wan)，资金(jin)实力(li)、装(zhuang)备水平、技术能(neng)力(li)、人员素(su)质等(deng)与(yu)国外(wai)的知(zhi)名大(da)公(gong)司相比仍有较大差(cha)距，尤其是在(zai)新材料的创新(xin)开发方面(mian)难(nan)以(yi)满足靶材(cai)市场的迅(xun)速发(fa)展及(ji)变化要求(qiu)。尽管我国(guo)各种小靶材公司很(hen)多，但从(cong)严(yan)格(ge)意义(yi)上(shang)讲，还没有一个规模化的(de)专业(ye)公(gong)司可以在高(gao)端(duan)的(de)靶材市场(chang)占(zhan)据一(yi)席之地(di)。
随(sui)着(zhe)中(zhong)国(guo)在全球(qiu)制(zhi)造(zao)领域的中心地位进(jin)一步(bu)加(jia)强(qiang)，我国已成为(wei)世(shi)界(jie)上(shang)薄(bao)膜(mo)靶材(cai)最(zui)大需(xu)求(qiu)地区之(zhi)一(yi)。国外一些大的(de)靶(ba)材供(gong)应(ying)商出(chu)于生产(chan)成(cheng)本(ben)、市场对接、交(jiao)货(huo)周期等(deng)方(fang)面(mian)的考(kao)虑(lv)，纷(fen)纷(fen)在国内建(jian)厂，一(yi)方面抢(qiang)占中(zhong)国市场(chang)，另一(yi)方(fang)面(mian)希(xi)望(wang)在(zai)国(guo)际(ji)竞(jing)争中(zhong)保持及提高(gao)优势(shi)，这将使(shi)包括金基合(he)金(jin)靶(ba)材(cai)生产(chan)和(he)研发(fa)在(zai)内的(de)国内靶(ba)材(cai)制造(zao)业(ye)面(mian)临更加严(yan)峻(jun)的(de)竞(jing)争。
3、高端金基合(he)金(jin)溅(jian)射(she)靶(ba)材制备的(de)技(ji)术要(yao)求
国内外对(dui)高附(fu)加值金(jin)基(ji)合金材(cai)料的制备(bei)技术(shu)要求(qiu)很(hen)高，大致(zhi)可(ke)归(gui)纳(na)为以(yi)下(xia)几(ji)个(ge)方面：
(1)开发(fa)新(xin)型(xing)高(gao)附(fu)加(jia)值的(de)产品(pin)，努力(li)降(jiang)低(di)Au的用(yong)量(liang)，综(zong)合(he)利用(yong)主体(ti)添加(jia)金属(shu)和(he)微(wei)合(he)金(jin)化元(yuan)素(su)对金基(ji)合金(jin)靶(ba)材(cai)的(de)影(ying)响(xiang)，提(ti)高合(he)金的色度(du)、耐磨、耐蚀(shi)性(xing)以(yi)及好的光(guang)学(xue)和热(re)力学(xue)性(xing)能(neng)，满足(zu)市场对(dui)金(jin)基合(he)金镀膜产(chan)品(pin)不断(duan)提高(gao)和变(bian)化(hua)的(de)标准(zhun)与要(yao)求；(2)低(di)杂质(zhi)含(han)量，严(yan)格控(kong)制金基(ji)合金中C、H、O、N及(ji)其化(hua)合物的含量(liang)，特(te)别是(shi)对(dui)重(zhong)金(jin)属(shu)元(yuan)素Ni、Cd以(yi)及砷含(han)量(liang)有严格的限制；(3)控(kong)制(zhi)材(cai)料(liao)的微(wei)观(guan)组(zu)织，要(yao)求金基(ji)合(he)金(jin)材料表面(mian)质量(liang)高(gao)、气(qi)孔(kong)率(lv)少(shao)、中心缩孔和疏松(song)程(cheng)度低(di)、致(zhi)密度(du)高、溶质元素(su)偏(pian)析小、晶(jing)粒细小均匀(yun)等(deng)轴(zhou)以(yi)及适当(dang)的(de)结(jie)晶(jing)取(qu)向(xiang)；(4)严格控(kong)制加(jia)工(gong)过程参(can)数(shu)及参(can)数(shu)的(de)一(yi)致(zhi)性，只(zhi)有(you)严(yan)格(ge)选(xuan)择并控制金(jin)基合金靶(ba)材制备过程(cheng)中工(gong)艺参(can)数(shu)的一致性(xing)，才能有效地控(kong)制(zhi)相(xiang)同(tong)种类和不(bu)同批次的(de)金(jin)基合金镀(du)膜(mo)产(chan)品的色度、耐(nai)磨(mo)、耐蚀性(xing)等各(ge)项(xiang)指标和性能(neng)的均(jun)一性；(5)合理的(de)靶(ba)型(xing)，利(li)用旋(xuan)转(zhuan)空(kong)心圆(yuan)管(guan)磁控(kong)溅(jian)射(she)靶型(xing)，可(ke)将(jiang)金(jin)基(ji)合(he)金靶(ba)材(cai)的利用(yong)率(lv)提高到80 以(yi)上(shang)；(6)高质量的(de)金(jin)基(ji)合金与(yu)背(bei)板材料(liao)的(de)连接(jie)复(fu)合技术，开发(fa)金基(ji)合金与背(bei)板之间高复(fu)合(he)率(lv)、高(gao)复(fu)合(he)强度(du)、抗变形和高(gao)可靠(kao)性的连(lian)接(jie)技术(shu)，从(cong)而(er)提高(gao)靶材在(zai)使用过(guo)程(cheng)中的(de)导(dao)热(re)导电(dian)效果(guo)和安全(quan)性(xing)；(7)提高金基(ji)合金靶材(cai)制备(bei)过(guo)程中(zhong)的(de)成(cheng)材(cai)率(lv)，采(cai)用(yong)合(he)理(li)的(de)金(jin)基合金(jin)坯(pi)料铸造、开坯(pi)、轧制(zhi)、退(tui)火(huo)热处理、脱(tuo)溶(rong)转变与(yu)时效强化处理、与背(bei)板的连接(jie)复(fu)合(he)等(deng)制(zhi)备(bei)和(he)加工(gong)工艺(yi)，通(tong)过减少(shao)偏(pian)析、提高坯料(liao)表(biao)面质(zhi)量(liang)、减(jian)少(shao)铸(zhu)造(zao)和(he)加工裂(lie)纹(wen)，降(jiang)低(di)冒(mao)口(kou)深度、防止过烧等方(fang)式既保(bao)持(chi)材(cai)料(liao)的(de)强(qiang)度、提高(gao)合(he)金(jin)材(cai)料(liao)的成材(cai)率又(you)适当(dang)提高(gao)材(cai)料(liao)的加(jia)工性(xing)能(neng)；(8)先(xian)进(jin)的(de)检(jian)测技术和严格(ge)的检测(ce)标准(zhun)，采用ICP—MS、GDMS等(deng)先(xian)进设备以及(ji)美国ASTM 标准(AsTMF1539—1997、AST—MF1845—1997)对金基(ji)合(he)金(jin)中各种(zhong)微(wei)量(liang)元(yuan)素进(jin)行(xing)严(yan)格(ge)的(de)分析和(he)检(jian)测(ce)，以克服(fu)产(chan)品进入国内(nei)和(he)国(guo)际(ji)市(shi)场(chang)所遇(yu)到(dao)的各种(zhong)阻(zu)力(li)。
4、我(wo)国(guo)在高(gao)端(duan)金基合(he)金溅射(she)靶(ba)材制(zhi)备过(guo)程中所存在(zai)的问(wen)题及发(fa)展思(si)路
目(mu)前，我(wo)国在(zai)高(gao)端(duan)金(jin)基(ji)合金(jin)溅射(she)靶材(cai)制备(bei)过(guo)程(cheng)中(zhong)存(cun)在如下问(wen)题：(1)基(ji)础(chu)研究薄弱以及(ji)创(chuang)新能力不(bu)足(zu)困(kun)扰和(he)制约(yue)着高端(duan)金基(ji)合(he)金靶材(cai)及(ji)其(qi)镀膜的发展(zhan)和应用；(2)不能(neng)根(gen)据市
场和(he)应(ying)用(yong)过程的需(xu)求(qiu)来迅速调整(zheng)高(gao)端(duan)金(jin)基合金靶材(cai)和(he)膜(mo)产品(pin)的(de)设计(ji)；(3)应用成(cheng)本高，使(shi)用(yong)寿(shou)命短(duan)且很(hen)多(duo)金基合(he)金薄(bao)膜(mo)没有达到理想的应(ying)用程(cheng)度；(4)一(yi)些产品(pin)长期处于(yu)实(shi)验(yan)室(shi)和中(zhong)试阶段，工业(ye)化产(chan)品性能(neng)与实验(yan)室数(shu)据(ju)相差(cha)甚远(yuan)，难以(yi)实(shi)现产(chan)业(ye)化(hua)生产(chan)；(5)在(zai)金基合(he)金靶材应(ying)用(yong)过(guo)程中(zhong)，存在(zai)诸(zhu)如微(wei)粒(li)飞(fei)溅(jian)降低(di)薄(bao)膜(mo)品质(zhi)，靶材利用(yong)率低(di)，难以(yi)采(cai)用(yong)成型(xing)方法和热处理工(gong)艺(yi)控制靶材结晶取(qu)向(xiang)等(deng)技(ji)术瓶(ping)颈(jing)。
今(jin)后(hou)我国(guo)靶(ba)材(cai)企(qi)业要(yao)想增(zeng)强核(he)心竞争(zheng)力，则必须做到(dao)：(1)进一步重(zhong)视(shi)人(ren)才培养；(2)将(jiang)技术引(yin)进与(yu)自主研发相(xiang)结合(he)；(3)加强基(ji)础(chu)研究和应(ying)用研究的(de)统一，把(ba)金(jin)基(ji)合金靶材的(de)研(yan)究(jiu)(组(zu)成、结(jie)构(gou)、性(xing)能(neng)、制(zhi)备工艺(yi)等)与(yu)溅射(she)薄膜(mo)性能(neng)之(zhi)间的关系(xi)紧密(mi)地联系起来；(4)根(gen)据市(shi)场(chang)的最新发展(zhan)动(dong)态(tai)，不断(duan)研(yan)制(zhi)开发(fa)满(man)足(zu)薄膜(mo)性能要求(qiu)的新型高(gao)附(fu)加值(zhi)金(jin)基(ji)合金(jin)靶(ba)材(cai)；(5)在(zai)掌(zhang)握(wo)核(he)心(xin)技(ji)术(shu)，拥有(you)特色(se)产品的前提(ti)下，不断提高企业(ye)的(de)服(fu)务(wu)质量(liang)。只(zhi)有这样(yang)才能(neng)打破(po)国(guo)际(ji)大(da)公(gong)司(si)对高(gao)端(duan)金(jin)基(ji)合金(jin)靶(ba)材(cai)和镀(du)膜(mo)产品的掌控(kong)和垄断，使(shi)企(qi)业(ye)和自主产(chan)品在(zai)市场竞(jing)争中立(li)于(yu)不败(bai)之地(di)。
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