本发明涉及溅射镀膜材料领域，尤其涉及一种硅铝靶材的制备方法。
背景技术：
近年来，物理气相沉积溅射镀膜工艺日益发展，靶材质量的好坏直接影响到膜的质量，由于硅铝合金材料具备良好的超硬、耐磨、抗蚀、封闭性好的特征，硅铝靶材是节能玻璃、装饰面板溅射镀膜工艺中不可缺少的膜层材料，得到广泛的应用。由于生产技术的局限性，目前我国使用的硅铝靶材，整体具有相对密度不够高（≤95%）、孔隙多、氧含量高、使用中容易脆裂的缺陷。在溅射过程中，由于靶材密度不够高、材质相对疏松，绕靶材高速运动的带电离子轰击靶材表面时，会击发出大小不一的靶材原子团 沉积在基板上，膜层就不够致密平整，有凹凸，同时，溅射靶材表面瞬间高温容易使松散颗粒团装掉落，污染玻璃表面，影响镀膜质量。由于靶材内部孔隙多，溅射成膜过程中，靶材内部孔隙存在的气体会突然爆破造成微粒飞溅，污染膜层表面，使膜不致密、表面粗糙，缺陷增加。靶材中氧含量高，致使靶材在溅射过程中导电性变差，影响了放电起辉，溅射速率变差，同时由于氧含量高，在溅射过程中，靶材中的氧释放到溅射室真空腔中，使真空腔中的氧浓度变高，溅射出来的即将成膜的靶材原子团被氧化，部分改变了靶材材质的化学属性，影响了膜的质量。靶材在使用中脆裂主要有几种原因，一是密度较低、内部结合力不够；二是材料偏析、分布不均；三是靶材内部存在应力，以上因素当遇到外力因素时，如受热、碰撞即发生脆裂。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高密度、低氧含量、不易脆裂的硅铝溅射靶材的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：硅铝溅射靶材的制备方法，包括如下步骤：靶材基管准备：选用并检验所需型号的不锈钢基管；基管表面预处理：将基管进入基管预处理设备进行喷砂粗化、使用镍铝合金丝，电弧喷涂法喷涂打底结合层，得到准备喷涂的靶材基管；原料准备：称取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1000ppm、粒径：45-150um 的硅粉50kg；称取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1500ppm、粒径：45-100um 的高纯球形铝粉6.6kg；混粉：将所得的2种原料投入V型混粉机，混合5-6小时；烘干：将混合均匀的硅铝粉原料置于烘干炉中，烘干2-3小时，温度60℃ ；预热：将靶材基管置于密封的喷涂仓内，将靶管内部与循环水装置相连接，并启动加温器，将靶管预热至80℃并保持恒温；真空等离子喷涂：采用大功率超音速等离子喷涂枪，使用等离子体为热源将所得硅铝粉末材料加热到熔融或半熔融状态，随高速焰流喷涂到制备好的靶材基管表面，形成致密的硅铝合金靶材涂层，在喷涂过程中，连续的往喷涂仓中通入氮气，并呈正压状态；喷涂电压95-100V、喷涂电流550-600A、氩气流量1500-2500L/h 、等离子焰体温度10000-15000℃、焰流速度150m/s，使硅铝粉末在瞬间熔融，并被高速焰流极速喷涂到靶材基管表面，形成沉积层；氢气流600-1500L/h、氮气流量3000-4000L/h，氢气作为离子混合气；冷却：喷涂工艺完成后，关闭供粉系统，关闭喷涂系统，启动梯度降温系统，即比自然降温延长2-3倍时长，降至室温；机械加工：冷却完成后的靶材出仓后，进行外形机械加工，加工后进行清洁包装即得到硅铝溅射靶材。
本发明的优点是：上述硅铝溅射靶材的制备方法，改善和提高了硅铝靶材关键性质量指标，极大的提高了产品性能，对镀膜行业的发展有极大的推动作用，本发明中的杂质总和≤1000ppm、氧含量≤1500ppm 、相对密度≥97%靶材的晶粒≤50μm,由于硅铝靶材的密度得到了提高，氧含量得到控制，内部应力得到释放，晶粒得到细化，其溅射速率更快、使用寿命更长、不会脆裂，所得薄膜的质量更高。
具体实施方式
下面通过具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
硅铝溅射靶材的制备方法，包括如下步骤：靶材基管准备：选用并检验所需型号的不锈钢基管；基管表面预处理：将基管进入基管预处理设备进行喷砂粗化、使用镍铝合金丝，电弧喷涂法喷涂打底结合层，得到准备喷涂的靶材基管；原料准备：称取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1000ppm、粒径：45-150um 的硅粉50kg；称取含量：99.9%-99.95%、氧含量≤1500ppm、粒径：45-100um 的高纯球形铝粉6.6kg；混粉：将所得的2种原料投入V型混粉机，混合5-6小时；烘干：将混合均匀的硅铝粉原料置于烘干炉中，烘干2-3小时，温度60℃ ；预热：将靶材基管置于密封的喷涂仓内，将靶管内部与循环水装置相连接，并启动加温器，将靶管预热至80℃并保持恒温，使其与将喷涂于其表面的熔融材料缩小温差，相融性更好；真空等离子喷涂：采用大功率超音速等离子喷涂枪，使用等离子体为热源将所得硅铝粉末材料加热到熔融或半熔融状态，随高速焰流喷涂到制备好的靶材基管表面，形成致密的硅铝合金靶材涂层，在喷涂过程中，连续的往喷涂仓中通入氮气，并呈正压状态，以保证靶材喷涂全过程都处于惰性气体保护状态中，整个喷涂过程不与空气接触，以保证靶材的低氧性；喷涂电压95-100V、喷涂电流550-600A、氩气流量1500-2500L/h 、等离子焰体温度10000-15000℃、焰流速度150m/s，使硅铝粉末在瞬间熔融，并被高速焰流极速喷涂到靶材基管表面，形成沉积层，由于原料熔融彻底，喷涂极速有力，靶材沉积层致密、均匀 、孔隙极小，结构力强；氢气流600-1500L/h、氮气流量3000-4000L/h，氢气作为离子混合气，一方面可以提高等离子枪功率，提高焰体温度与焰流速度，另一方面，可促进原料的还原性，保证了原料的原有理化特征；冷却：喷涂工艺完成后，关闭供粉系统，关闭喷涂系统，启动梯度降温系统，即比自然降温延长2-3倍时长，降至室温，让靶材的内部应力释放更加完全、没有应力积聚；机械加工：冷却完成后的靶材出仓后，进行外形机械加工，加工后进行清洁包装即得到硅铝溅射靶材。