PVD涂層鈦鋁靶材制造及應用

傳統上采用鑄造法和粉末冶金法生產鈦鋁合金靶材。

鑄造法制作鈦鋁合金靶材無法避免疏松和縮孔，大尺寸鈦鋁鑄管和鑄錠不能保證制成旋轉管靶時達到密封和防水效果，并且隨著管壁的刻蝕，壁厚變薄，疏松和縮孔只要有一個孔連通，密封性會變得更加糟糕，輕者滲漏，靶管起輝放電，或大量雜氣參與反應導致掉膜或者起彩顏色不對。嚴重者直接從縮孔向真空室射水，污染真孔腔和真空機組。

粉末冶金工藝制作鈦鋁靶材沒有疏松和縮孔的問題，但從粉末冶金微觀來看，也是多孔材料，所以要想制作鈦鋁旋轉管靶，對材料致密性要求很嚴，密度必需大于98%，但符合密度要求也不代表可以使用。如果鈦鋁錠的含氧量很高而且微觀結構不合理，鈦鋁錠內應力大，容易崩，也是不能做旋轉管靶的，所以在粉末制作和粒度配比上有很多條件要求。既使滿足這些條件，粉末冶金鈦鋁環還需綁錠在不銹鋼管或鈦管上，由于鈦鋁熱膨脹系數很大，在濺射時局部靶材膨脹可能達到0.5～1m，所以現在傳統綁錠方式不能有效解決這個問題，出現鈦鋁綁錠分離，靶面熱能無法傳導而爆裂的現象。而緊配幫定是不可靠的，等離子噴涂鈦鋁合金靶靶材質量較差。

鐘表、首飾、眼鏡行業裝飾鍍膜玫瑰金色近來很多要求不要含碳及進一步把底層玫瑰色做到跟面色玫瑰金接近的要求。在我們看來，TiCN已經無法滿足要求，TiAlN是最完美解決方案，低檔鐘表首飾沒有薄膜厚度和光澤度要求，大多采用電弧鈦鋁靶沉積TiAlN，高擋品牌表要求厚度達到1um以上，且光澤度不能下降。電弧受液滴影響在光潔厚膜方面沒有優勢。從歐凱利目前供貨訂單的反饋中可以看到，比較好的方式是采用旋轉管靶沉積TiAIN，不僅顏色更接近玫瑰金而且厚度增加后光澤度也不受影響。