チタンアルミニウム合金スパッタリングコーティングターゲット材料の研究進展

チタンアルミニウム合金は、真空蒸着用合金スパッタリングターゲットです。この合金中のチタンとアルミニウムの含有量を調整することで、異なる特性を持ったチタンアルミニウム合金ターゲットが得られます。チタンアルミニウム金属間化合物は、耐摩耗性に優れた硬くて脆い材料です。通常の切削工具の表面はチタンアルミニウム金属間化合物の層でコーティングされており、工具の耐用年数を効果的に延長できます。窒素放電アークを開始してスパッタリングを行うと、高硬度で低摩擦係数の表面マスクが得られ、特に各種工具、金型、その他傷つきやすい部品の表面コーティングに適しています。したがって、機械加工業界での応用が期待できます。

チタンアルミニウム合金ターゲットの作製は比較的困難です。チタンアルミニウム合金の状態図によれば、チタンとアルミニウムの間にさまざまな金属間化合物が形成され、チタンアルミニウム合金の加工脆性が引き起こされる可能性があります。特に合金中のアルミニウムの含有量が50％（原子比）を超えると合金の耐酸化性が急激に低下し、酸化が激しくなります。同時に、合金化プロセス中の発熱膨張により、気泡、収縮細孔、多孔性が容易に生成され、合金の多孔性が高くなり、ターゲット材料の密度要件を満たすことができなくなります。チタンアルミニウム合金を製造するには、主に 2 つの方法があります。

1、強電流加熱方式

この方法は、大電流が得られる装置を用いて、チタン粉末とアルミニウム粉末を加熱し、圧力を加えてアルミニウムとチタンを反応させ、チタンアルミニウム合金ターゲットを形成する。この方法で製造されたチタンアルミニウム合金ターゲット製品の密度は>99%であり、粒径は100μm以下です。純度>99%。チタンアルミニウム合金ターゲット材の組成範囲は、チタン含有量が５％～７５％（原子比）、残りがアルミニウム含有量である。この方法は低コストで製品密度が高く、大規模工業生産の要件を完全に満たすことができます。

2、熱間静水圧プレス焼結法

この方法は、チタン粉末とアルミニウム粉末を混合し、粉末充填、冷間静水圧プレスプレプレス、脱ガスプロセスを経て、熱間静水圧プレス成形を経ます。最後に焼結、加工を行ってチタンアルミニウム合金ターゲットを得る。この方法で製造されたチタンアルミニウム合金ターゲットは、高密度、気孔がなく、気孔や偏析がなく、組成が均一で、粒子が微細であるという特徴を備えています。熱間静水圧プレス法は、現在、コーティング業界で必要とされるチタンアルミニウム合金スパッタリングターゲットを製造するための主要な方法である。