1、定義
TA1鈦平面靶是以中國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 3620.1 中的 TA1(工業(yè)純鈦) 為原材料,通過塑性加工制成的平板狀濺射靶材。其純度通常為 99.5%(Fe≤0.20%、O≤0.25%、C≤0.10%),適用于磁控濺射工藝,主要用于工業(yè)防腐、裝飾鍍層及功能性薄膜的制備。其平板結(jié)構(gòu)適配大面積均勻鍍膜需求,常見形態(tài)為矩形或圓形薄板。
2、性能特點(diǎn)
基礎(chǔ)性能:
純度:TA1鈦純度 99.5%,雜質(zhì)以Fe、O為主,適合對(duì)薄膜性能要求適中的場(chǎng)景。
機(jī)械性能:抗拉強(qiáng)度≥345 MPa,延伸率≥20%,硬度HV 120-180。
鍍膜特性:
均勻性:靶面晶粒尺寸≤100 μm,膜厚均勻性±8%(需優(yōu)化磁場(chǎng)設(shè)計(jì))。
耐腐蝕性:在3.5% NaCl溶液中腐蝕速率≤0.01 mm/年,適合一般工業(yè)環(huán)境。
成本優(yōu)勢(shì):
原材料成本低(¥400-600/kg),適配中低功率濺射(≤10 W/cm2)。
3、材質(zhì)與制造工藝
材質(zhì):
基材:TA1工業(yè)純鈦(GB/T 3620.1),未進(jìn)行二次提純,保留原始雜質(zhì)水平。
復(fù)合結(jié)構(gòu):部分靶材背部復(fù)合銅/鉬背板(導(dǎo)熱系數(shù)≥150 W/m·K)。
制造工藝:
原料熔煉:
真空自耗電弧熔煉(VAR):去除揮發(fā)性雜質(zhì)(如Cl、S)。
塑性加工:
熱軋(900-1000°C)→冷軋→退火(消除內(nèi)應(yīng)力)。
精密加工:
線切割成型→表面粗拋光(Ra≤1.2 μm)→酸洗(HF:HNO ?=1:3)去除氧化層。
復(fù)合焊接:
鈦-銅背板采用 真空釬焊(溫度700-800°C,壓力20-30 MPa)。
4、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)類型 | 具體標(biāo)準(zhǔn) |
國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) | GB/T 3620.1(TA1工業(yè)純鈦)、GB/T 3621(鈦及鈦合金板材) |
行業(yè)規(guī)范 | SJ/T 11609-2016(濺射靶材通用技術(shù)條件)、JB/T 8554(工業(yè)涂層性能要求) |
國際參考 | ASTM B348(鈦及鈦合金板材)、ISO 1463(膜厚測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)) |
5、應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)防腐涂層:
化工設(shè)備反應(yīng)釜內(nèi)壁的 純鈦鍍層(耐酸堿腐蝕,替代不銹鋼)。
海洋平臺(tái)管道的 CrTiN復(fù)合涂層(耐鹽霧≥500小時(shí))。
裝飾鍍膜:
衛(wèi)浴五金的 氮化鈦(TiN)仿金鍍層(顏色穩(wěn)定性優(yōu)于電鍍)。
家具配件的 TiC黑色涂層(防指紋、耐磨損)。
功能性薄膜:
包裝材料的 氧氣阻隔層(氧氣透過率≤10 cm3/m2·day)。
汽車燈具反射膜的 鈦基涂層(反射率≥80%)。
6、與其他鈦平面靶的異同對(duì)比
特性 | TA1鈦平面靶 | TA2鈦平面靶 | 高純鈦平面靶(4N級(jí)) | 鈦合金平面靶(Ti6Al4V) |
純度 | 99.5%(Fe≤0.20%) | 99.5%(Fe≤0.30%) | 99.99%(Fe≤0.005%) | 90% Ti + 6% Al + 4% V |
膜層均勻性 | ±8%(需優(yōu)化磁場(chǎng)) | ±10%(邊緣效應(yīng)顯著) | ±5%(高純度+精細(xì)晶粒) | ±12%(合金偏析影響) |
耐溫性 | ≤400°C(氧化前) | ≤350°C | ≤800°C | ≤300°C(Al易氧化) |
成本 | 低(¥400-600/kg) | 低(¥350-550/kg) | 高(¥2000-3500/kg) | 中高(¥800-1200/kg) |
典型應(yīng)用 | 防腐/裝飾鍍層、一般工業(yè)鍍膜 | 基礎(chǔ)工業(yè)防護(hù) | 半導(dǎo)體/光學(xué)鍍膜 | 輕型耐磨部件 |
7、選購方法與注意事項(xiàng)
選購方法
雜質(zhì)檢測(cè):
要求供應(yīng)商提供 OES(原子發(fā)射光譜)報(bào)告,確認(rèn)Fe≤0.20%、O≤0.25%。
若用于氮化鈦鍍層,需額外檢測(cè)C含量(≤0.10%)。
幾何精度驗(yàn)證:
靶材厚度公差 ±0.2 mm,平面度≤0.1 mm/m(激光干涉儀檢測(cè))。
供應(yīng)商評(píng)估:
選擇具備穩(wěn)定軋制與焊接技術(shù)的廠商,優(yōu)先通過 ISO 9001 認(rèn)證的企業(yè)。
注意事項(xiàng)
儲(chǔ)存與預(yù)處理:
儲(chǔ)存于干燥環(huán)境(濕度<50% RH),真空封裝避免氧化。
使用前用 丙酮+超聲波清洗 去除油污,禁止裸手接觸靶面。
工藝優(yōu)化:
TiN涂層:氮?dú)庹急?nbsp;30-50%,基片溫度 150-250°C,濺射功率≤8 W/cm2。
純鈦鍍層:氬氣純度≥99.99%,濺射氣壓 0.5-0.8 Pa(減少氧摻雜)。
維護(hù)與報(bào)廢:
定期檢查靶材損耗(剩余厚度<**15%**時(shí)更換),避免鍍膜不均。
報(bào)廢靶材可回收熔煉為低端鈦材,但不可用于高純度場(chǎng)景。
TA1鈦平面靶憑借其低成本、易加工及適中的性能,成為工業(yè)防腐與裝飾鍍層的經(jīng)濟(jì)型選擇。其純度雖不及高純鈦靶,但通過工藝優(yōu)化(如磁場(chǎng)設(shè)計(jì)、濺射參數(shù)調(diào)整)可滿足一般工業(yè)需求。選購時(shí)需重點(diǎn)關(guān)注雜質(zhì)含量與幾何精度,應(yīng)用中需控制氧污染并定期維護(hù)。對(duì)于精密半導(dǎo)體或光學(xué)鍍膜,建議選用高純鈦靶;而在防腐、裝飾及包裝阻隔等場(chǎng)景,TA1鈦平面靶能實(shí)現(xiàn)性價(jià)比最優(yōu)。