DD206686A3

DD206686A3 - Verfahren zur herstellung von metallsilizidformkoerpern

Info

Publication number: DD206686A3
Application number: DD23614981A
Authority: DD
Inventors: Ralf Krumphold; Werner Seifarth; Lothar Illgen; Horst-Heiner Uhlisch
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1981-12-23
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1984-02-01

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF DAS GEBIET DER METALLURGIE. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, DEN VERUNREINIGUNGSGRAD UND DEN OEKONOMISCHEN AUFWAND VON GRUNDMITTELN ZU SENKEN, DIE EROSION BEI TARGETS ZU VERRINGERN SOWIE DIE GLEICHGEWICHTSEINSTELLUNG ZU ERREICHEN .IHR LIEGT DIE AUFGABE ZUGRUNDE, EIN VERFAHREN ANZUGEBEN, DAS SICH DURCH REINHEIT DER DANACH HERGESTELLTEN FORMKOERPER AUSZEICHNET, DAS KEINE TEUREN PRESSWERKZEUGE, GROSSE PRESSKRAEFTE UND SINTERANLAGEN FUER HOHE TEMPERATUREN ERFORDERT, MIT DEM DICHTE FORMKOERPER ERZEUGT WERDEN KOENNEN, UND BEI DEM KEIN SINTERPROZESS ANGEWENDET WIRD. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIE AUFGABE DADURCH GELOEST, DASS EINE IM VAKUUM-LICHTBOGENOFEN ERSCHMOLZENE VORLEGIERUNG IM ELEKTRONENSTRAHLOFEN UMGESCHMOLZEN WIRD. DAZU WIRD DER BOGEN EINER WASSERGEKUEHLTEN KUPFERKOKILLE MIT EINEM WAERMEDAEMMENDEN KOHLENSTOFFWERKSTOFF AUSGELEGT. DIE ABKUEHLUNG DES FORMKOERPERS WIRD MIT EINER GESCHWINDIGKEIT < GLEICH 30 GRAD C/MIN UNTER EINEM BEWEGTEN, IN SEINER LEISTUNG STUFENWEISE REDUZIERTEN ELEKTRONENSTRAHL VORGENOMMEN. ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG SIND DIE HERSTELLUNG DUENNER, GROSSFLAECHIGER FORMKOERPER AUS METALLSILIZIDEN, BEISPIELSWEISE FUER TARGETS FUER BESCHICHTUNGSZWECKE.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Metallsillzidformkorpern Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie. Ihre Anwendung ist bei der Herstellung dünner großflächiger Formkörper aus Metallsiliziden möglich, für die Herstellung von scheibenförmigen Targets zu Beschichtungszwecken besonders zweckmäßig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt (Firmenschrift der Fa. MRC, 1980, Metals for evaporating and sputtering, Third Ed.), Formkörper aus Metallsiliziden, insbesondere Targets, durch Fressen entsprechender Pulvermischungen und Sintern der Preßlinge herzustellen. Nachteilig ist der relativ hohe Verunreinigungsgrad der Formkörper, der auf mangelnde Reinheit der Verfahrenstechnik zurUckzuführei ist. Ein weiterer Hachteil ist der große ökonomische Aufwand bei der Herstellung, der durch teure Preßwerkzeuge, große Preßkräfte und Sinteranlagen für hohe Temperaturen hervorgerufen wird. Werden derartige Formkörper als Targets eingesetzt, triti als weiterer Mangel relativ große Erosion in Erscheinung, die auf dem hohen Porenanteil beruht. Außerdem ist die ungenügende Gleichgewichtseinstellung der Legierung beim Sintern nachteilig

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Verunreinigungsgrad und den ökonomischen Aufwand an Grundmitteln zu senken, die Erosion

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Verunreinigungsgrad und den ökonomischen Aufwand an Grundmitteln zu senken, die Erosion bei Targets zu verringern sowie die Gleichgewichtseinstellung zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das sich durch Reinheit der danach hergestellten Formkörper auszeichnet, das keine teuren Preßwerkzeuge, große Preßkräfte und Sinteranlagen für hohe Temperaturen erfordert, mit dem dichte Formkörper erzeugt werden können und bei dem kein Sinterprozeß angewendet wird. Erfindungsgemäß wird die Aufg_abe dadurch gelöst, daß eine im Vakuumlichtbogenofen erschmolzene Vorlegierung im Elektronenstrahlofen umgeschmolzen wird. Dazu wird der Boden einer wassergekühlten Kupferkokille mit einem wärmedämmenden Kohlenstoffwerkstoff ausgelegt. Die Abkühlung des Formkörpers wird mit einer Geschwindigkeit £ 30 °C/min unter einem bewegten, in seiner Leistung stufenweise reduzierten Elektronenstrahl vorgenommen

Vorzugsweise wird als Kohlenstoffwerkstoff Graphit verwendet.

Ausführungsbeispiel

Im Vakuumlichtbogenofen wird mit einer W-Permanentelektrode eine Cr-Si-W-Legierung der Zusammensetzung 38 At.-% Cr, 60 A±,-% Si und 2 At.-% W als Knopf erschmolzen und der Regulus zerkleinert. Die Bruchstücke werden auf den mit einer Graphitscheibe ausgelegten Kristallisator eines Elektronenstrahlofen gebracht und aufgeschmolzen. Entsprechend dem Durchmesser des Kristallisators entsteht ein Schmelzbad von 157 mm Durchmesser und 10 mm Höhe. Nach dem Aufschmelzen der Legierung wird das Vakuum im Elektronenstrahlofen auf 1,5

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reduziert. Damit werden bei der nachfolgenden Abkühlung die Verdampfungsverluste gering gehalten· Zu Beginn der Abkühlung wird der Elektronenstrahl mit 23 kW Leistung alternierend auf einer Kreisringfläche von 110 mm Außendurchmesser bewegt. Nach dem Erstarren des Formkörpers wird die Leistung

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des Elektronenstrahles während der Dauer von 70 min stufenweise bis auf 1 kW reduziert. So hergestellte Formkörper sind riß- und lunkerfrei, besitzen hohe Reinheit und gute Wärmeleitfähigkeit.

Bei Targets ermöglicht die gute Wärmeleitfähigkeit eine gute Kühlung, wodurch hohe Abscheidungsraten ermöglicht werden. Die hohe Dichte vermindert die Erosion und führt damit zur verlängerten Einsatzzeit des Targets.

Claims

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Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Herstellung von Metallsilizidformkörpern, gekennzeichnet dadurch» daß eine im Vakuumlichtbogenofen erschmolzene Vorlegierung im Elektronenstrahlofen umgeschmolzen, dazu der Boden einer wassergekühlten Kupferkokille mit einem wärmedämmenden Kohlenstoffwerketoff ausgelegt und die Abkühlung des Formkörpers mit einer Geschwindigkeit S 30 °C/min unter einem bewegten, in seiner Leistung stufenweise reduzierten Elektronenstrahl vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Kohlenstoffwerkstoff Graphit verwendet wird.