铝钛(Al-Ti)靶材是一种由铝(Al)和钛(Ti)组成的合金溅射靶材,广泛应用于 磁控溅射(PVD) 、 电子束蒸发 等薄膜沉积工艺。其独特的合金特性使其在 刀具涂层、装饰镀膜、半导体、光学镀膜 等领域具有重要作用。
一、铝钛靶材的特性
1. 高纯度与低杂质
- 工业级铝钛靶材纯度通常≥99.9%,高端应用(如半导体)可达 99.99% 以上。
- 严格控制氧(O)、氮(N)、碳(C)等杂质含量,部分应用要求氧含量<200ppm。
2. 优异的硬度和耐磨性
- 铝钛合金可形成 金属间化合物(如Al3Ti、AlTi) ,具有高硬度(HV 800-1200),适用于刀具涂层(如AlTiN)。
- 在氮气(N₂)环境下溅射,可形成超硬 氮化铝钛(AlTiN) 涂层,显著提高切削工具的寿命。
3. 良好的耐腐蚀性
- 钛的加入增强铝的抗腐蚀能力,适用于 海洋环境、化工设备 等耐蚀镀层。
4. 可调成分比例
- 常见配比: Al-10%Ti、Al-30%Ti、Al-50%Ti (原子比),不同比例影响硬度、导电性和溅射性能。
- 高铝含量(Al≥50%)靶材可采用 真空熔铸 生产,而高钛含量(Ti≥50%)需采用 粉末冶金 工艺。
5. 高密度与均匀微观结构
- 采用 热等静压(HIP) 或 真空熔炼(VIM) 工艺,确保靶材致密度>98%,晶粒细小(<100μm),提高溅射稳定性。
二、铝钛靶材的主要用途
1. 刀具与机械加工涂层
- 用于 切削工具(铣刀、钻头) 镀膜,形成 AlTiN 涂层,提高耐磨性和高温稳定性。
- 在模具表面镀AlTi合金,增强抗磨损能力,延长使用寿命。
2. 装饰镀膜
- 用于 手表、珠宝、电子产品 的装饰性镀层,提供金属光泽和耐刮擦性能。
3. 半导体与电子行业
- 作为 集成电路(IC) 的金属化层,提高导电性和抗电迁移性能。
- 在 平板显示器(TFT-LCD) 中用作电极材料,替代传统Al-Si-Cu合金。
4. 光学镀膜
- 用于 Low-E(低辐射)玻璃 镀膜,提高隔热性和透光率。
- 在 镜头、太阳能电池 中作为减反射膜或导电层。
5. 航空航天与高温应用
- 用于 航空发动机部件 的耐高温涂层,提高抗氧化性能。
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