本發(fā)明涉及光學玻璃磁控濺射鍍膜領(lǐng)域，特別是涉及一種高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法。
背景技術(shù)：
節(jié)能環(huán)保等功能建筑材料已成為全球性問題(science,315(2007)1807-1810)，我國建筑能耗已占總能耗的25-27％，其中50％是因建筑玻璃節(jié)能效果差導致的，主要原因之一是由于存在很大的地區(qū)和季節(jié)差異。節(jié)能鍍膜玻璃是通過制備適當?shù)哪は担刂坪屠锰柟鉄彷椛?，實現(xiàn)建筑節(jié)能。其中，金屬銀層是玻璃功能薄膜的重要組成部分。
目前，銀旋轉(zhuǎn)靶材采用鑄造和冷噴涂兩種方法。其中，鑄造法的成品率不高，同時靶材晶粒組織比較粗大，影響濺射薄膜的質(zhì)量。由于受鑄造尺寸限制，靶材需要多截裝配拼接從而造成間隙增多，在鍍膜過程中會影響等離子體均勻一致性，并可能引起局部不正常放電，從而降低膜層的均勻性和良品率。冷噴涂方法是最近新興起的一種金屬旋轉(zhuǎn)靶材制造方法，也有相關(guān)專利報道(cn105039920a)，然而現(xiàn)有技術(shù)和專利，所保護的旋轉(zhuǎn)靶材產(chǎn)品孔隙率較高。因此，本專利發(fā)明一種新型旋轉(zhuǎn)銀靶材技術(shù)路線，采用更低的能耗(氣體溫度和壓力)，獲得了更高的涂層致密度和粉末利用率。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高致密度高純度濺射銀旋轉(zhuǎn)靶材制備方法，步驟為：
(1)不銹鋼背管制備：
下料：用鋸床鋸取指定長度的304不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑為125mm，外徑為133mm；
車管：將不銹鋼管兩端按產(chǎn)品圖紙分別車出凹槽、斜角；
表面噴砂粗化：再將不銹鋼管通過噴砂機將其表面噴砂處理；所述噴砂材料為80目粒徑的棕剛玉，噴砂角度為30-45度，空壓機壓力為0.8mpa，粗化后不銹鋼粗糙度(ry)控制在60-100微米；
(2)銀涂層制備：
烘干：將銀粉末置于80℃烘干爐中烘干，時間為2-3小時；
冷噴涂：將烘干后的銀粉末添加到送粉器中，由送粉器將粉末均勻的送入到拉法爾噴管中，利用壓縮氦氣作為加速介質(zhì)，帶動ag粉在固態(tài)下以800-1000m/s以上的速度碰撞不銹鋼背管，ag粉顆粒發(fā)生強烈的塑性變形而沉積形成致密涂層；
機械加工：待冷噴涂所得靶材到達客戶所定尺寸后，對成型的旋轉(zhuǎn)靶材表面用車床按照客戶要求加工，加工完畢后再進行清洗、烘干即可。
進一步，所述高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法，其特征在于，所述冷噴涂步驟中，氦氣壓為2-3mpa，氮氣的加熱溫度為300-400℃，帶動ag粉在固態(tài)下的送粉轉(zhuǎn)速為6rpm；不銹鋼管轉(zhuǎn)速為300rpm,噴槍移動速度為6mm/s，噴槍離背管表面距離為30mm。
進一步，所述高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法，其特征在于，所述ag粉為球形粉末，粒徑30-60μm。
進一步，所述高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法，其特征在于，送粉器開始送粉時的氮氣加熱溫度為400℃，腔體氣壓為3mpa。
進一步，所述高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備方法制備得到的高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材。
本發(fā)明的發(fā)明點在于：
第一，所采用的噴砂材料為80目粒徑的棕剛玉，噴砂角度為30-45度，空壓機壓力為0.8mpa，粗化后不銹鋼粗糙度(ry)控制在60-100微米；
第二，碳化鎢合金制作的拉法爾噴管對銀粉進行噴涂，碳化鎢設(shè)計的噴管結(jié)構(gòu)如圖1。其中喉部直徑為2mm，出口直徑為6mm，下游長度為150mm。
第三，銀粉為球形粉末，粒度為30-60微米，氦氣氣壓為2-3mpa，氦氣加熱溫度為300-400℃，送粉轉(zhuǎn)速為6rpm；不銹鋼管轉(zhuǎn)速為300rpm,噴槍移動速度為6mm/s，噴槍離背管表面距離為30mm。
第四，通過拉法爾噴管對粒子進行加速，將粒子速度提高到800-1000m/s。
該技術(shù)制備的銀靶材優(yōu)點：
(1)工藝簡單，無打底層或過渡層；
(2)組織致密，靶材相對密度可以達到99.9％，粉末沉積效率達99％。
附圖說明
圖1為拉法爾噴管的結(jié)構(gòu)圖，其中喉部直徑為2mm，出口直徑為6mm，下游長度為150mm。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
(1)不銹鋼背管制備：
下料：用鋸床鋸取指定長度的304不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑為125mm，外徑為133mm；
車管：將不銹鋼管兩端按產(chǎn)品圖紙分別車出凹槽、斜角；
表面噴砂粗化：再將不銹鋼管通過噴砂機將其表面噴砂處理；所述噴砂材料為80目粒徑的棕剛玉，噴砂角度為30-45度，空壓機壓力為0.8mpa，粗化后不銹鋼粗糙度(ry)控制在60-100微米；
(2)銀涂層制備：
烘干：將銀粉末置于80℃烘干爐中烘干，時間為2-3小時；
冷噴涂：將烘干后的銀粉末添加到送粉器中，由送粉器將粉末送入到拉法爾噴管中，利用壓縮氦氣作為加速介質(zhì)，溫度為400℃，壓力為3mpa，帶動ag粉在固態(tài)下以1000m/s以上的速度碰撞不銹鋼背管，ag粉顆粒發(fā)生強烈的塑性變形而沉積形成致密涂層；
機械加工：待冷噴涂所得靶材到達客戶所定尺寸(一般最高不銹鋼單邊厚度達到13mm)后，對成型的旋轉(zhuǎn)靶材表面用車床按照客戶要求加工，加工完畢后再進行清洗、烘干即可。
以下實施例中所用ag粉末，可購自江蘇威拉里新材料科技有限公司，其中粒徑要求ag粒徑30-60μm。
實施例1：高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備，結(jié)合圖1的拉法爾噴管結(jié)構(gòu)圖。
(1)不銹鋼背管制備：
下料：用鋸床鋸取指定長度的304不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑為125mm，外徑為133mm；
車管：將不銹鋼管兩端按產(chǎn)品圖紙分別車出凹槽、斜角等；
表面噴砂粗化：再將不銹鋼管通過噴砂機將其表面噴砂處理；所述噴砂材料為80目粒徑的棕剛玉，噴砂角度為30度，空壓機壓力為0.8mpa，粗化后不銹鋼粗糙度(ry)控制為100微米；
(2)銀涂層制備：
烘干：將銀粉末(球形粉末，粒徑30-60μm)置于80℃烘干爐中烘干，時間為2小時；
冷噴涂：將烘干后的銀粉末添加到送粉器中，由送粉器將粉末送入到拉法爾噴管中，送粉器開始送粉時的加熱溫度為400℃，腔體氣壓為2mpa；利用壓縮氦氣作為加速介質(zhì)，帶動ag粉在固態(tài)下以800m/s以上的速度碰撞不銹鋼背管，ag粉顆粒發(fā)生強烈的塑性變形而沉積形成致密涂層，靶材涂層的致密度為97％；
機械加工：待冷噴涂所得靶材到達客戶所定尺寸后，對成型的旋轉(zhuǎn)靶材表面用車床按照客戶要求加工，加工完畢后再進行清洗、烘干即可。
實施例2：高致密度高純度濺射旋轉(zhuǎn)銀靶材的制備，結(jié)合圖1的拉法爾噴管結(jié)構(gòu)圖。
(1)不銹鋼背管制備：
下料：用鋸床鋸取指定長度的304不銹鋼管，鋼管的內(nèi)徑為125mm，外徑為133mm；
車管：將不銹鋼管兩端按產(chǎn)品圖紙分別車出凹槽、斜角等；
表面噴砂粗化：再將不銹鋼管通過噴砂機將其表面噴砂處理；所述噴砂材料為80目粒徑的棕剛玉，噴砂角度為45度，空壓機壓力為0.8mpa，粗化后不銹鋼粗糙度(ry)控制為60微米；
(2)銀涂層制備：
烘干：將銀粉末(球形粉末，粒徑30-60μm)置于80℃烘干爐中烘干，時間為3小時；
冷噴涂：將烘干后的銀粉末添加到送粉器中，由送粉器將粉末送入到拉法爾噴管中，送粉器開始送粉時的加熱溫度為400℃，腔體氣壓為3mpa；利用壓縮氦氣作為加速介質(zhì)，帶動ag粉在固態(tài)下以1000m/s以上的速度碰撞不銹鋼背管，ag粉顆粒發(fā)生強烈的塑性變形而沉積形成致密涂層，靶材涂層的致密度為99.9％；
機械加工：待冷噴涂所得靶材到達客戶所定尺寸后，對成型的旋轉(zhuǎn)靶材表面用車床按照客戶要求加工，加工完畢后再進行清洗、烘干即可。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。