一种CrAlCuFe合金靶材及其制备方法与流程

一种cralcufe合金靶材及其制备方法
技术领域
1.本技术涉及粉末冶金材料的技术领域，具体涉及一种cralcufe合金靶材的制备方法。


背景技术：

2.自20世纪60年代以来，硬质薄膜在刀具涂层上的成功应用有力地推动了制造业的发展。刀具表面涂层，主要通过提高刀具表面硬度、热稳定性，降低摩擦系数等方法来提高机械加工效率和刀具使用寿命。随着涂层技术的不断发展和进步，已经由第一代tin、crn涂层发展到现在的altin、alcrn复合涂层，并逐渐趋于多元化、纳米化和多层化。通过在alcrn涂层中添加fe元素，可显著提升膜层的抗高温氧化性能和热强度；而cu元素的合金化添加能够有效降低高温环境下涂层的摩擦系数。
3.然而，cral基合金靶材中添加cu、fe元素时，在350-500℃温度范围内进行热等静压(hip)处理，存在al与cu、al与fe元素发生合金化反应现象，且温度越高合金化反应越剧烈，放热越多，存在包套熔化风险。同时，正常hip工艺制备的cralfe基合金靶材中由于合金相较多，靶材脆性大，hip后锭坯表面存在开裂现象。
4.目前，cralfe基合金靶材的制备方法通常将al粉和fe粉进行高能球磨处理，得到预合金化alfe合金粉末后，再将alfe合金粉末与cr粉末、x粉末(x＝w、mo、ta、nb、v中的一种或几种)混合均匀；然后采用真空热压方式在500-600℃，20-50mpa进行真空烧结，得到无开裂、cr和al无合金化、充分致密化的cralfe基合金靶材。但该方法中所涉及到的工艺相对比较复杂，量产较为困难；高能球磨会导致锭坯中o含量增高，而且活性粉末高能球磨存在安全隐患。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本技术提供一种cralcufe合金靶材及其制备方法。
6.本技术提供了一种cralcufe合金靶材及其制备方法，采用如下的技术方案。
7.一种cralcufe合金靶材，所述cralcufe合金靶材为(ba)nb结构，其中，a为cralcufe合金靶层，b为tial合金底层，n＝1-15；所述cralcufe合金靶层按原子百分比由以下成分组成：cr＝5-70at％，al＝20-80at％，cu＝0-20at％且不为0at％，fe＝0-30at％且不为0at％；所述tial合金底层按原子百分比由以下成分组成：ti＝22-80at％，al＝20-78at％；所述tial合金底层的厚度不大于所述cralcufe合金靶层的厚度。
8.本技术利用(ba)nb结构，即为baba
……
bab的结构，采用tial合金底层将cralcufe合金靶层之间以及cralcufe合金靶层与包套隔开，通过制备双层靶，减少了靶层和铝包套反应，减少了热等静压烧结过程中合金化剧烈反应放热，解决了包套熔化问题和热等静压工艺制备的含fe合金靶材开裂问题。
9.本技术中所述tial合金底层的厚度不大于所述cralcufe合金靶层的厚度，在具体的实施例中，所述cralcufe合金靶层与所述tial合金底层的厚度比为(3-6)：(1-3)。
10.优选地，所述tial合金底层按原子百分比由以下成分组成：ti＝25-70at％，al＝30-75at％。
11.在一个具体的实施方案中，所述tial合金底层按原子百分比可以由以下成分组成：ti＝25at％，al＝75at％；ti＝28at％，al＝72at％；ti＝30at％，al＝70at％；ti＝33at％，al＝67at％；ti＝35at％，al＝65at％；ti＝45at％，al＝55at％；ti＝55at％，al＝45at％；ti＝65at％，al＝35at％；ti＝70at％，al＝30at％；ti＝80at％，al＝20at％。
12.经过试验分析可知，本技术在制备靶材的过程中，选择上述原料成分作为合金底层，解决了合金底层与靶层容易发生反应的问题，避免了包套熔化现象的出现。
13.优选地，所述cralcufe合金靶材中，随着fe含量的增加，n值减小；当0at％《fe≤10at％时，1≤n≤15；当10at％《fe≤20at％时，1≤n≤10；当20at％《fe≤30at％时，1≤n≤5。
14.经过试验分析可知，本技术在制备靶材的过程中，将fe含量与相叠层数n值控制为上述关系，可以在保证无包套熔化、合金靶材无开裂的前提下，获得氧含量较低、抗弯强度较强的合金靶材。
15.第二方面，本技术提供了上述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将cr粉、al粉、cu粉、fe粉按照比例混合均匀，得到cralcufe合金靶层粉末；将ti粉、al粉按照比例混合均匀，得到tial合金底层粉末；将所述cralcufe合金靶层粉末和所述tial合金底层粉末分别通过模压处理成型，分别得到靶层冷压坯和底层冷压坯；将所述靶层冷压坯和所述底层冷压坯按照(ba)nb的结构相叠装入包套中；对包套进行脱气处理、预合金化处理、热等静压烧结，得到复合坯料；将所述复合坯料去除包套后，进行机加工和清洗，得到成品cralcufe合金靶材。
16.本技术中直接采用cr粉、al粉、cu粉、fe粉混合，混合好的粉末通过模压成型，得到cralcufe合金半致密压坯和tial合金半致密压坯，利用(ba)nb结构，采用tial合金底层将cralcufe合金靶层之间以及cralcufe合金靶层与包套隔开，同时通过设置预合金化热处理，使包套内al与cu/fe先发生一定程度预合金化，减少了hip过程剧烈合金化反应放热，解决了包套熔化问题和热等静压工艺制备的含fe合金靶材开裂问题。
17.优选地，各原料粉末的规格参数具体为：cr粉纯度≥99.8wt％，粒度为-200目；al粉纯度≥99.8wt％，粒度粒度为-325目；cu粉纯度≥99.8wt％，粒度为-250目；fe粉纯度≥99.5wt％，粒度为-200目；ti粉纯度≥99.8wt％，粒度为-300目。
18.进一步地，所述fe粉的粒度为200-500目。
19.在一个具体的实施例中，所述fe粉的粒度可以为200目、300目、400目、500目。
20.在试验过程中，申请人发现：由于后续工序采取模压成型，要求粉末具有一定流动性，能均匀填充模具；但当fe粉粉末过细，活性过大，al与fe易发生合金化反应，且反应越迅速，导致靶材脆性提高，从而降低了靶材的抗弯强度；而粗粉末使得合金化反应需要更高温度或时间。因此，本技术使用上述规格参数的原料粉末。
21.优选地，所述模压处理的条件为：压力为200-800吨，保压时间为1-10s。
22.进一步地，所述模压处理的条件为：压力为300-700吨，保压时间为1-5s。
23.在具体的实施方式中，靶层冷压坯厚度和底层冷压坯厚度是按照cralcufe合金靶材成品尺寸设计的，根据成品厚度设计出底层和靶层分别的厚度，再对应算出模压处理后压坯的厚度。
24.优选地，模压处理后得到的所述靶层冷压坯和所述底层冷压坯致密度均为65％-90％。
25.所述靶层冷压坯的厚度为12-50mm，所述底层冷压坯的厚度为6-18mm；所述靶层压坯和所述底层压坯可以为圆形或矩形；圆形压坯的直径为d130-d230；矩形压坯的长*宽为(200-300)*(120-230)mm。
26.当冷压坯致密度低于65％时，压坯强度低，易掉边掉角，不易成型；当冷压坯致密度＞90％后，压坯内会形成较多闭合孔隙，在脱气环节脱气时，孔隙中残留的气体杂质很难脱除，导致靶材中气体杂质元素含量高。
27.优选地，所述脱气处理的条件为：温度为300-450℃，真空度为(1-20)
×
10-3
pa；保温时间为1-6h。
28.进一步地，所述脱气处理的条件为：温度为350-450℃，保温时间为2-4h。
29.脱气的目的是将压坯中的气体杂质元素，比如氧、氮、水蒸气等脱出，降低靶材中气体杂质元素含量，保证靶材纯度；同时使包套内达到一定负真空，保证hip时锭坯充分致密化。
30.优选地，所述预合金化处理的条件为：温度为400-550℃，保温时间为1-6h。
31.进一步地，所述预合金化处理的条件为：温度为450-550℃，保温时间为2-4h。
32.本技术通过设置预合金化热处理，使包套内al与cu/fe先发生一定程度预合金化，减少了hip过程剧烈合金化反应放热，解决了包套熔化问题和热等静压工艺制备的含fe合金靶材开裂问题；预合金化温度和时间会影响合金化反应程度，最终决定hip后锭坯的密度值和是否存在包套熔化风险。
33.优选地，所述热等静压的条件为：温度为350-500℃，压力为100-150mpa，保温保压时间为2-6h。
34.进一步地，所述热等静压的条件为：温度为400-480℃，压力为100-130mpa，保温保压时间为2-4h。
35.热等静压烧结温度、压力及时间是匹配的；温度过高，尽管前期al与cu/fe充分合金化，cr和al会发生合金化反应，同样存在包套熔化风险，以及靶材脆性开裂问题；温度过低时，靶材致密度低，影响镀膜性能。
36.综上所述，本技术的技术方案具有以下效果：本技术利用合适粉末粒度和原子组成的的cralcufe合金靶层、tial合金底层，通过双层(ba)nb的结构设置，采用tial合金将cralcufe靶层之间以及cralcufe靶层与包套直接隔开，同时通过设置预合金化热处理，使包套内al与cu/fe先发生一定程度预合金化，减少了hip过程剧烈合金化反应放热，解决了包套熔化问题和热等静压工艺制备的含fe合金靶材开裂问题，这种方法可以实现直接元素粉末混合，热等静压工艺制备含fe合金靶材。
37.采用本技术提供的制备方法，工艺流程简单，便于量产，还可实现更高fe含量合金
靶材的制备。
附图说明
38.图1为实施例1中cralcufe合金靶材中cralcufe合金靶层的sem微观组织图。
39.图2为实施例1中cralcufe合金靶材成品中cralcufe合金靶层的外观图。
具体实施方式
40.以下结合实施例、对比例以及性能检测试验对本技术作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本技术所要求保护的范围。实施例
41.实施例1-10实施例1-10分别提供了一种cralcufe合金靶材。
42.上述实施例的不同之处在于：cralcufe合金靶材的组成，具体如表1所示。
43.上述实施例中cralcufe合金靶材的制备方法具体包括以下步骤：s1：将cr粉、al粉、cu粉、fe粉按照表1的比例称量后在三维混料机中混合均匀，得到cralcufe合金靶层粉末；同时将ti粉、al粉按照比例称量后混合均匀，得到tial合金底层粉末；其中，各原料粉末的规格参数为：cr粉纯度≥99.8wt％，粒度为-200目；al粉纯度≥99.8wt％，粒度为-325目；cu粉纯度≥99.8wt％，粒度为-250目；fe粉纯度≥99.5wt％，粒度为200目；ti粉纯度≥99.8wt％，粒度为-300目。
44.s2：将混合后cralcufe合金靶层粉末和tial合金底层粉末分别通过模压处理成型，得到具有一定致密度的靶层冷压坯和底层冷压坯；模压处理条件为：压力为550吨，保压时间1s。
45.s3：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)nb的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝8。
46.s4对包套进行脱气处理，得到脱气后的包套；脱气处理的条件为：温度400℃，真空度为5
×
10-3
pa，保温时间4h。
47.s5：将脱气后的包套放入井式加热炉内，进行预合金化处理；预合金化处理的条件为：温度500℃；保温时间4h。
48.s6：将预合金化包套放入热等静压炉内进行热等静压烧结成型；热等静压的条件为：温度为440℃，压力130mpa，保温保压时间为4h。
49.s7：将热等静压后的坯料去除包套后，经过线切割、车加工、铣加工、磨加工以及清洗，得到符合尺寸和表面质量要求的成品cralcufe合金靶材，靶材规格为圆形靶材，尺寸：直径d为160mm，高度12mm，单层cralcufe合金靶层厚度为8.5mm，单层tial合金底层厚度为3.5mm。
50.表1实施例1-10中cralcufe合金靶材的组成
实施例11本实施例提供了一种cralcufe合金靶材。
51.本实施例与实施例2的不同之处在于：步骤s3中相叠层数n＝1，具体为：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)nb的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝1。
52.本实施例中的原料成分与制备方法均与实施例2相同。
53.实施例12本实施例提供了一种cralcufe合金靶材。
54.本实施例与实施例3的不同之处在于：步骤s3中相叠层数n＝15，具体为：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)nb的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝15。
55.本实施例中的原料成分与制备方法均与实施例3相同。
56.实施例13本实施例提供了一种cralcufe合金靶材。
57.本实施例与实施例5的不同之处在于：步骤s3中相叠层数n＝12，具体为：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)nb的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝12。
58.本实施例中的原料成分与制备方法均与实施例5相同。
59.实施例14本实施例提供了一种cralcufe合金靶材。
60.本实施例与实施例6的不同之处在于：步骤s3中相叠层数n＝3，具体为：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)nb的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝3。
61.本实施例中的原料成分与制备方法均与实施例6相同。
62.实施例15本实施例提供了一种cralcufe合金靶材。
63.本实施例与实施例1的不同之处在于：fe粉的粒度为500目。
64.本实施例中的其他原料成分与制备方法均与实施例1相同。
65.实施例16本实施例提供了一种cralcufe合金靶材。
66.本实施例与实施例1的不同之处在于：fe粉的粒度为600目。
67.本实施例中的其他原料成分与制备方法均与实施例1相同。
68.实施例17-22实施例17-22分别提供了一种cralcufe合金靶材。
69.上述实施例与实施例1的不同之处在于：预合金化处理和热等静压的具体工艺参数不同，具体如表2所示。
70.表2实施例1、17-22中预合金化处理和热等静压的具体工艺参数对比例对比例1本对比例提供了一种cralcufe合金靶材。
71.本对比例与实施例1的不同之处在于：cralcufe合金靶材为单层靶，不含有合金底层。
72.本对比例中cralcufe合金靶材的制备方法具体包括以下步骤：s1：将cr粉、al粉、cu粉、fe粉按照35/51/6/8at％原子换算重量比称量后在三维混料机中混合均匀，得到cralcufe合金粉末；其中，各原料粉末的规格参数为：cr粉纯度≥99.8wt％，粒度为-200目；al粉纯度≥99.8wt％，粒度粒度为-325目；cu粉纯度≥99.8wt％，粒度为-250目；fe粉纯度≥99.5wt％，粒度为200目。
73.s2：将混合后cralcufe合金粉末通过模压处理成型，得到具有一定致密度的冷压坯；模压处理条件为：压力为550吨，保压时间1s。
74.s3：将cralcufe靶层冷压坯直接装入包套中，对包套进行脱气处理，得到脱气后的包套；脱气处理的条件为：温度400℃，真空度为5
×
10-3
pa，保温时间4h。
75.s4：将脱气后的包套放入井式加热炉内，进行预合金化处理；预合金化处理的条件为：温度500℃；保温时间4h。
76.s5：将预合金化包套放入热等静压炉内进行热等静压烧结成型；热等静压的条件为：温度为440℃，压力130mpa，保温保压时间为4h。
77.对比例1中的cralcufe合金靶材为单层靶，不含有合金底层，使得cralcufe靶层之间以及cralcufe靶层与包套之间直接接触，出现包套熔化现象，无法加工成品。
78.对比例2本对比例提供了一种cralcufe合金靶材。
79.本对比例与实施例1的不同之处在于：步骤s3中相叠结构为(ba)n结构，具体为：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)n的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝8。
80.本对比例中的原料成分与制备方法均与实施例1相同。
81.本对比例中最上层的cralcufe合金靶层与包套有扩散反应，存在hip过程包套失效风险。
82.对比例3-6对比例3-6分别提供了一种cralcufe合金靶材。
83.上述对比例与实施例1的不同之处在于：cralcufe合金靶材的组成，具体为：对比例3中cralcufe合金靶材的组成为：cralcufe合金靶层中的原子百分比组成为75/15/5/5at％，tial合金底层中的原子百分比组成为33/67at％。
84.对比例4中cralcufe合金靶材的组成为：cralcufe合金靶层中的原子百分比组成为35/51/6/8at％，tial合金底层中的原子百分比组成为20/80at％。本对比例中tial合金底层中的原子百分比超出范围，包套熔化，无法加工产品。
85.对比例5中cralcufe合金靶材的组成为：cralcufe合金靶层中的原子百分比组成为45/41/6/8at％，合金底层为纯al粉。本对比例中以纯al粉作为合金底层，靶层会和底层发生反应，包套熔化，无法加工产品。
86.对比例6中cralcufe合金靶材的组成为：cralcufe合金靶层中的原子百分比为35/51/6/8at％，合金底层为原子百分比组成为alsi88/12at％的铝合金粉末。本对比例中以原子百分比组成为alsi88/12at％的铝合金粉末作为合金底层，靶层会和底层发生反应，包套熔化，无法加工产品。
87.对比例7本对比例提供了一种cralcufe合金靶材。
88.本对比例中cralcufe合金靶材的制备方法具体为：s1：将cr粉、al粉、cu粉、fe粉按照35/51/6/8at％原子换算重量比称量；将al粉和fe粉在装入高能球磨机中进行高能球磨处理，得到alfe预合金化粉末；高能球磨参数为：采用直径d25mm的钢球作为球磨介质，球料比为球与粉末原料质量比＝15:1，球磨过程为先预抽真空至真空度为0.05pa，再在高能球磨机内充入0.5pa的ar气，在ar气保护下进行高能球磨处理，球磨转速为120r/min，球磨时间为24h，球磨完毕后，合金粉末过筛去除粉料大颗粒，筛子孔径为1mm；再将cr粉、alfe预合金化粉末、cu粉在三维混料机中混合均匀，得到cralcufe合金粉末；同时按照实施例1操作步骤，将ti粉和al粉按照33/67at％原子换算重量比称量，并在三维混料机中混合均匀，得到tial合金底层粉末；
其中，各原料粉末的规格参数为：cr粉纯度≥99.8wt％，粒度为-200目；al粉纯度≥99.8wt％，粒度为-325目；cu粉纯度≥99.8wt％，粒度为-250目；fe粉纯度≥99.5wt％，粒度为-200目。
89.s2：将混合后cralcufe合金靶层粉末和tial合金底层粉末分别通过模压处理成型，得到具有一定致密度的靶层冷压坯和底层冷压坯；模压处理条件为：压力为550吨，保压时间1s。
90.s3：将cralcufe靶层冷压坯(标记为a)与tial底层冷压坯(标记为b)按照(ba)nb的结构相叠装入包套中，避免靶层cralcufe与包套直接接触，n＝8。
91.s4对包套进行脱气处理，得到脱气后的包套；脱气处理的条件为：温度400℃，真空度为5
×
10-3
pa，保温时间4h。
92.s5：将脱气后的包套放入井式加热炉内，进行预合金化处理；预合金化处理的条件为：温度500℃；保温时间4h。
93.s6：将预合金化包套放入热等静压炉内进行热等静压烧结成型；热等静压的条件为：温度为440℃，压力130mpa，保温保压时间为4h。
94.s7：将热等静压后的坯料去除包套后，进行线切割、车加工、铣加工、磨加工以及清洗，得到符合尺寸和表面质量要求的成品cralcufe合金靶材，靶材规格为圆形靶材，尺寸：直径d 160mm，高度12mm，单层cralcufe合金靶层厚度为8mm，单层tial合金底层厚度为4mm。
95.性能检测试验1.微观组织图1为实施例1中cralcufe合金靶材中cralcufe合金靶层的sem微观组织图；图2为实施例1中cralcufe合金靶材成品中cralcufe合金靶层的外观图。
96.从图1显微组织图和图2成品图可以看出，cralcufe合金靶层显微组织均匀，fe和cu与铝基体发生不同程度扩散反应，产品内部和表面无微裂纹，无目视可见偏析。
97.(2)靶材纯度：采用gdms辉光放电质谱法检测。
98.(3)相对密度：相对密度是按照靶材实测密度值除以理论密度值，实测密度通过阿基米德排水法测量。
99.(4)氧含量：采用惰气熔融红外热导法测量。
100.(5)靶材脆性(抗弯强度)：采用instron 3369万能材料试验机测量力学性能，依据行业标准yb/t 5349-2014《金属材料弯曲力学性能试验方法》。
101.检测结果：如表3所示。
102.表3实施例1-22与对比例1-7中cralcufe合金靶材中cralcufe合金靶层的性能检测结果
结合表3，通过对比实施例1-22与对比例1-7的检测结果，本技术通过双层(ba)nb的结构设置，采用tial合金将cralcufe靶层之间以及cralcufe靶层与包套直接隔开，同时通过设置预合金化热处理，使包套内al与cu/fe先发生一定程度预合金化，减少了hip过程剧烈合金化反应放热，解决了包套熔化问题和热等静压工艺制备的含fe合金靶材开裂问题，这种方法可以实现直接元素粉末混合，热等静压工艺制备含fe合金靶材。
103.对比例1、2、4-6中的cralcufe合金靶材在制备过程中出现包套熔化现象，无法加工成品。
104.对比例3的cralcufe合金靶材中cralcufe合金靶层的cr含量过高、al含量过低，靶材的致密度较差。
105.对比例7采用球磨+热等静压烧结工艺，制备得到的cralcufe合金靶材的氧含量较高。
106.通过对比实施例1、7-10的检测结果，当cralcufe合金靶层按原子百分比由以下成分组成：ti＝25-70at％，al＝30-75at％时，有利于进一步降低靶材中的氧含量。
107.通过对比实施例2和实施例11的检测结果、实施例3和实施例12的检测结果、实施例5和实施例13的检测结果、实施例6和实施例14的检测结果，发现实施例6和实施例13中合金靶材的抗弯强度较差，因此，为了提高靶材的性能，当随着fe含量的增加，相叠层数n值需
要减小；当0at％《fe≤10at％时，1≤n≤15；当10at％《fe≤20at％时，1≤n《10；当20at％《fe≤30at％时，1≤n《5。
108.通过对比实施例1、15-16的检测结果，实施例16中fe粉粉末较细，活性较大，al粉与fe粉容易发生合金化反应，合金化反应放热，引起靶材中cr与基体al发生合金化反应生成较多的脆性合金相，导致靶材脆性提高，从而降低了靶材的抗弯强度；fe粉粉末较粗时，由于有扩散距离影响，充分反应需要更高温度或时间，便于控制。另外，因为后续工序采取模压成型，具有一定流动性，能均匀填充模具。因此，本技术需要合理控制fe粉的粒度，进而将fe粉的粒度控制为200-500目。
109.通过对比实施例1、17-19的检测结果，实施例17中预合金化温度低于450℃，实施例19中预合金化温度高于550℃，靶材成品的抗弯强度较弱。因此，本技术将预合金化处理的温度优选为450-550℃。
110.通过对比实施例1、20-22的检测结果，实施例20中热等静压处理温度低于350℃，靶材成品的相对密度较低、且抗弯强度较弱；实施例22中热等静压处理温度高于550℃，靶材成品的抗弯强度较弱。因此，本技术将热等静压处理的温度优选为350-500℃。
111.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

技术特征：
1.一种cralcufe合金靶材，其特征在于，所述cralcufe合金靶材为（ba）nb结构，其中，a为cralcufe合金靶层，b为tial合金底层，n=1-15；所述cralcufe合金靶层按原子百分比由以下成分组成：cr=5-70at%，al=20-80at%，cu=0-20at%且不为0at%，fe=0-30at%且不为0at%；所述tial合金底层按原子百分比由以下成分组成：ti=22-80at%，al=20-78at%；所述tial合金底层的厚度不大于所述cralcufe合金靶层的厚度。2.根据权利要求1所述的cralcufe合金靶材，其特征在于，所述tial合金底层按原子百分比由以下成分组成：ti=25-70at%，al=30-75at%。3.根据权利要求1所述cralcufe合金靶材，其特征在于，随着fe含量的增加，n值减小；当0at%<fe≤10at%时，1≤n≤15；当10at%<fe≤20at%时，1≤n≤10；当20at%<fe≤30at%时，1≤n≤5。4.根据权利要求1-3任一项所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将cr粉、al粉、cu粉、fe粉按照比例混合均匀，得到cralcufe合金靶层粉末；将ti粉、al粉按照比例混合均匀，得到tial合金底层粉末；将所述cralcufe合金靶层粉末和所述tial合金底层粉末分别通过模压处理成型，分别得到靶层冷压坯和底层冷压坯；将所述靶层冷压坯和所述底层冷压坯按照（ba）nb的结构相叠装入包套中；对包套进行脱气处理、预合金化处理、热等静压烧结，得到复合坯料；将所述复合坯料去除包套后，进行机加工和清洗，得到成品cralcufe合金靶材。5.根据权利要求4所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，各原料粉末的规格参数具体为：cr粉纯度≥99.8wt%，粒度为-200目；al粉纯度≥99.8wt%，粒度粒度为-325目；cu粉纯度≥99.8wt%，粒度为-250目；fe粉纯度≥99.5wt%，粒度为-200目；ti粉纯度≥99.8wt%，粒度为-300目。6.根据权利要求4所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，所述fe粉的粒度为200-500目。7.根据权利要求4所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，所述模压处理的条件为：压力为200-800吨，保压时间为1-10s。8.根据权利要求4所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，所述脱气处理的条件为：温度为300-450℃，真空度为（1-20）
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10-3 pa；保温时间为1-6h。9.根据权利要求4所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，所述预合金化处理的条件为：温度为400-550℃，保温时间为1-6h。10.根据权利要求4所述cralcufe合金靶材的制备方法，其特征在于，所述热等静压的条件为：温度为350-500℃，压力为100-150mpa，保温保压时间为2-6h。

技术总结
本申请涉及粉末冶金材料的技术领域，具体公开了一种CrAlCuFe合金靶材及其制备方法。本申请公开的CrAlCuFe合金靶材为（BA）nB结构，A为CrAlCuFe合金靶层，B为TiAl合金底层，n=1-15。本申请还公开了上述合金靶材的制备方法。本申请用TiAl底层将CrAlCuFe靶层之间以及靶层与包套隔开，同时设置预合金化热处理，使包套内Al与Cu/Fe先发生一定程度预合金化，减少了HIP过程剧烈合金化反应放热，解决了包套熔化问题和热等静压工艺制备的含Fe合金靶材开裂问题。裂问题。裂问题。


技术研发人员：张凤戈 张欠男 魏铁峰 施政 岳万祥 孟晓亭 张学华
受保护的技术使用者：苏州六九新材料科技有限公司
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/9/26