高纯稀土钇靶材焊接技术

以高纯稀土钇材料、铜及6061Al合金材料为研究对象,研究了高纯稀土钇靶材的钎焊与扩散焊接性能。结果表明,稀土钇靶材对In焊料的浸润性差,需要对靶材进行金属化处理,提高靶材的焊接性能;研究不同钎焊焊接温度对稀土钇靶材焊接质量的影响,焊接温度越高靶材焊合率越高,与焊料的流动性提高有关;开展高纯稀土钇靶材与6061Al合金的扩散焊接技术研究,在焊接温度400℃,压力110 MPa,保温3 h的扩散焊接后,扩散区深度约为8μm,焊接界面实现冶金结合,焊接强度达到70 MPa,满足8~12英寸大尺寸靶材的高溅射功率要求。

保温冒口对高纯钇稀土靶材铸锭内部质量影响

采用ProCAST软件对稀土钇铸锭铸造工艺进行数值模拟,研究不同工艺对钇铸锭充型凝固过程中温度场分布、固相率分布和缩孔缺陷分布影响。计算和试验结果表明:初始工艺方案的数值模拟结果与实际铸锭产生的缩孔位置基本一致;改进冒口设计,当保温冒口的高度为100 mm时,钇铸锭中的缩孔缺陷率最小,缺陷体积减少了98%以上。

高纯稀土钇靶材和铜合金背板扩散焊接技术研究

以高纯稀土钇材料及铜合金(C18000)材料为研究对象,研究了高纯稀土钇靶材和C18000合金背板在不同工艺条件下的扩散焊接性能。首先,通过Gleeble热模拟试验,研究了不同温度下稀土钇材料和C18000合金材料的屈服强度,以确定高纯稀土钇靶材和C18000合金背板的HIP扩散工艺;然后在不同的HIP焊接工艺下,研究异种材料间的扩散焊接强度。结果表明,在温度500℃及以下,稀土钇和C18000合金在110 MPa的压力下均不会发生明显的屈服变形;C18000合金的屈服强度明显高于稀土钇靶材,但是在400℃~500℃他们的硬度相差不大;高纯稀土钇靶材与C18000合金背板经过焊接温度450℃,压力110 MPa,保温3 h的扩散焊接后,扩散区深度约为12μm,焊接界面实现冶金结合,焊接强度达到81 MPa,满足8~12英寸大尺寸靶材的高溅射功率要求;当焊接温度提高至500℃,压力110 MPa,保温3 h的扩散焊接后,稀土钇和C18000间因形成金属间化合物相,导致焊接强度降低。