热等静压 (HIP) 主要通过致密化来改进 Cr50Cu50 合金靶材，利用同时进行的高温（1050°C）和各向同性压力（175 MPa）对预烧结材料进行二次强化。该过程迫使内部空隙塌陷，从而得到具有优化晶体特性和显著提高的导电性的靶材。
通过有效消除残留的闭孔，HIP 可将 Cr50Cu50 靶材的表观孔隙率降低至 0.54% 的水平。这种结构精炼直接降低了电阻率，确保靶材在高功率溅射应用中保持稳定和高效。
致密化的力学原理
同时加热和加压
HIP 工艺使 Cr50Cu50 合金处于结合了极端高温和高压的独特环境中。
具体而言，施加的温度约为 1050°C，同时施加 175 MPa 的压力。
消除闭孔
标准烧结通常会在材料基体中留下微观的闭孔。
HIP 的各向同性（多向）压力挤压材料，机械性地使这些空隙塌陷。
这种作用消除了标准热处理无法解决的缺陷，确保了均匀的内部结构。
达到近乎完美的密度
该过程的主要可测量结果是孔隙率的急剧降低。
对于 Cr50Cu50 靶材，表观孔隙率可降低至 0.54%。
这使得材料接近其理论最大密度，这对于一致的性能至关重要。
增强材料性能
优化晶体特性
热量和压力的结合不仅仅是填补空隙；它还能优化合金的晶体结构。
这种结构排列改善了材料的基本物理完整性。
提高导电性
密度更高、孔隙更少的材料对电流的流动提供的阻力更小。
因此，HIP 处理过的靶材表现出显著较低的电阻率。
这导致了更高的电导率 (IACS)，这是靶材在电子应用中使用的重要特性。
对溅射性能的影响
提高工艺稳定性
改善这些材料性能的最终目标是提高靶材在溅射过程中的行为。
致密、高导电性的靶材可确保稳定的原子通量。
防止结构失效
尽管在该特定合金的主要数据中没有明确详细说明，但致密化过程通常可以减轻开裂等问题。
通过消除内部薄弱点（孔隙），靶材能更好地承受溅射的热应力和机械应力。
理解权衡
预处理的必要性
HIP 是一种二次强化工艺，而不是初始成型的替代品。
材料在进行 HIP 处理之前仍必须经过预烧结。
与单步烧结相比，这增加了制造流程的复杂性和时间。
设备要求
达到 175 MPa 和 1050°C 需要专门的、坚固的工业设备。
与标准真空烧结工艺相比，这意味着更高的运营成本。
为您的目标做出正确的选择
在评估 Cr50Cu50 靶材的制造规格时，请考虑您的具体性能要求：
- 如果您的主要关注点是电气效率：优先选择 HIP 处理过的靶材，以最大限度地降低电阻率并最大限度地提高 IACS 导电性。
- 如果您的主要关注点是薄膜质量：依靠 HIP 靶材的低孔隙率（0.54%）来确保均匀、无缺陷的溅射源。
HIP 将标准烧结合金转化为高性能组件，能够满足精密薄膜沉积的严苛要求。
总结表：
| 属性特征 | 标准烧结 | HIP 处理（1050°C / 175 MPa） |
|---|---|---|
| 表观孔隙率 | 较高的残留闭孔 | 降低至 0.54% |
| 内部结构 | 含有微观空隙 | 近乎完美的密度（无孔） |
| 电气性能 | 较高的电阻率 | 显著较低的电阻率 / 较高的 IACS |
| 溅射稳定性 | 原子通量不稳定 | 原子通量稳定且高性能 |
| 结构完整性 | 潜在的内部薄弱点 | 优化的晶体特性 |
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参考文献
- Shih‐Hsien Chang, Kuo-Tsung Huang. Sintered Behaviors and Electrical Properties of Cr50Cu50 Alloy Targets via Vacuum Sintering and HIP Treatments. DOI: 10.2320/matertrans.m2012150
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
