СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКОЙ МИШЕНИ Советский патент 1995 года по МПК C23C14/36 

Изобретение относится к области нанесения покрытий в вакууме путем ионного распыления мишеней, а именно, к способам изготовления мишеней.

Целью изобретения является повышение качества мишени за счет увеличения плотности компонентов мишени в процессе ее изготовления.

Центробежное распыление характеризуется узким распределением частиц по размерам, что позволяет получать сферические частицы определенного размера в зависимости от скорости вращения и температуры расплава. Поэтому возможно получение определенных количественных соотношений двух фракций, дающих наибольший эффект уплотнения компонентов мишени, а именно: 70 процентов крупной и 30 процентов мелкой фракций. В результате повышения плотности компонентов мишени возрастает ее качество, что приводит к увеличению скорости распыления мишени в процессе нанесения пленок на изделия.

П р и м е р. Проводилось изготовление сегнетокерамической мишени из титаната бария. Исходную шихту компонентов карбоната бария и двуокиси титана с предварительно внесенной связкой (5 об.-ного раствора поливинилового спирта) формовали при низких давлениях 20-50 МПа в виде цилиндрических заготовок диаметром 20 мм. После просушки поверхность отформованной заготовки очищали от частиц материала пресс-формы. Синтез компонентов заготовки осуществляли при ее вращении со скоростью от 15000 до 1000 об/мин, облучая ее торец лучистым потоком гелиоустановки. При вращении с торца срываются расплавленные капли, размер которых определялся равновесием между центробежной силой и поверхностным натяжением, что легко подбирается в каждом конкретном случае экспериментально. Расплавленная капля, будучи свободной, приобретает форму с минимальной поверхностной энергией во время полета по воздуху до остывания. Остывшие частицы имеют сферическую форму. Меняя ступенчато скорость вращения заготовки во время плавления и сфероидизации частиц, получали двухфракционный состав, содержащий 70% крупнодисперсной (диаметром 500-600 мкм) и 30% мелкодисперсной (диаметром 30-50 мкм) фракций. В измельченный таким образом материал добавляли 3-5% связующего вещества (водный 5%-ный раствор поливинилового спирта) и формовали мишень при давлении 100-120 МПа. Отформованную мишень обжигали с выдержкой 2 ч при 1673-1723 К.

Опробование способа изготовления сегнетокерамической мишени было проведено на солнечной печи типа СГУ-4 мощностью 1,5 кВт.

При распылении мишеней из титаната бария, изготовленных известным способом, получали скорости напыления сегнетоэлектрических пленок в магнетронной системе не выше 5,4 /c/с, в то время как при работе с мишенями, изготовленными по предлагаемому способу, достигали при тех же режимах и в той же магнетронной системе скоростей напыления 9,72 /c/с.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГНЕТОКЕРАМИЧЕСКОЙ МИШЕНИ, включающий синтез компонентов заготовки путем расплавления лучистым нагревом, измельчении заготовки, формовку и обжиг мишени, отличающийся тем, что, с целью повышения качества мишени путем увеличения плотности компонентов, измельчение заготовки проводят в процессе синтеза компонентов путем центробежного распыления расплава заготовки.