Trattamento termico del titanio e sputtering
Wstitanium è un fornitore cinese di soluzioni per il trattamento termico del titanio e della polverizzazione catodica, impegnato a fornirti servizi completi che vanno dall'analisi dei materiali, alla progettazione dei processi, al trattamento termico fino al controllo di qualità.
- ricottura
- Trattamento in soluzione
- Termomeccanico
- Sinterizzazione a caldo
- Sinterizzazione sotto vuoto
- Pressatura isostatica Sinterizzazione
Laboratorio Wstitanium
Le nostre potenti strutture
Trattamento termico mirato al titanio e sputtering
Wstitanium non si concentra solo sulla produzione di target in titanio e per sputtering, ma fa anche affidamento sui suoi eccezionali vantaggi nel trattamento termico per diventare il punto di riferimento per promuovere le prestazioni di questi prodotti e soddisfare le esigenze delle applicazioni di fascia alta. Wstitanium dispone di un sistema diversificato di tecnologie di trattamento termico. Per il titanio, copre una varietà di processi come la ricottura, il trattamento e l'invecchiamento in soluzione e il trattamento termomeccanico. Per i target per sputtering, si avvale di tecnologie quali la sinterizzazione a caldo, la sinterizzazione sotto vuoto, la sinterizzazione a pressatura isostatica, la ricottura, l'invecchiamento in soluzione e altre ancora.
Trattamento termico del titanio
Il motivo per cui il titanio necessita di un trattamento termico è principalmente il miglioramento della sua struttura organizzativa, che ne migliora le proprietà meccaniche, la resistenza alla corrosione e l'eliminazione delle tensioni residue. Il titanio presenta due diverse strutture cristalline a diverse temperature. Da temperatura ambiente a 882 °C, il titanio si presenta in una struttura esagonale compatta (hcp), chiamata fase α. Questa struttura conferisce al titanio una certa resistenza e una buona plasticità. Quando la temperatura supera gli 882 °C, il titanio subisce una trasformazione allotropica e si trasforma in una struttura cubica a corpo centrato (bcc), ovvero la fase β. La disposizione atomica della fase β è diversa da quella della fase α, il che conferisce al titanio una migliore plasticità e una minore resistenza alla deformazione ad alte temperature, favorendo la lavorazione a caldo e la formatura. Questa trasformazione allotropica è una base importante per il trattamento termico del titanio e consente di modificarne l'organizzazione e le proprietà attraverso il trattamento termico.
Migliorare la struttura organizzativa
Nella fusione, i grani iniziali del titanio possono essere grossolani e irregolari. Dopo il trattamento termico, come il riscaldamento e il raffreddamento nella regione di fase α o nella regione di fase α+β, i grani possono essere affinati. I grani affinati possono rendere le prestazioni del titanio più uniformi in tutte le direzioni, fornendo una buona base organizzativa per le successive lavorazioni meccaniche.
Regola la composizione della fase
Il titanio ha due strutture cristalline, fase α e fase β, e la proporzione e la distribuzione delle diverse fasi influenzano notevolmente le prestazioni. Ad esempio, le leghe di titanio utilizzate in ambito aerospaziale possono ottenere elevata resistenza e buona tenacità regolando la proporzione di fase α e fase β mediante trattamento termico.
Migliorare la forza
Attraverso processi di trattamento termico come tempra e invecchiamento, è possibile introdurre fasi di precipitazione nelle leghe di titanio o ottenere effetti di rinforzo in soluzione solida, migliorandone così la resistenza. Ad esempio, dopo il trattamento di soluzione e l'invecchiamento, la resistenza della lega di titanio Ti-6Al-4V può essere significativamente migliorata, soddisfacendo i requisiti di utilizzo di componenti chiave come le pale dei motori aeronautici in ambienti ad alto stress.
Migliorare la tenacità
La semplice elevata resistenza può aumentare la fragilità del titanio, mentre il trattamento termico può migliorare la tenacità del materiale, aumentandone al contempo la resistenza. Ad esempio, la tempra a temperatura inferiore o il doppio trattamento termico di alcune leghe di titanio possono formare una distribuzione di fase ragionevole al bordo del grano e all'interno del grano, conferendo al materiale un'elevata resistenza pur mantenendo una buona tenacità e resistenza alla fatica.
Migliorare le prestazioni di fresatura
Per i componenti in titanio che necessitano di lavorazioni CNC, le prestazioni di taglio possono essere migliorate regolandone la struttura e la durezza tramite un trattamento termico appropriato. Ad esempio, la ricottura di sferoidizzazione può sferoidizzare le particelle di seconda fase nelle leghe di titanio, ridurre l'usura degli utensili durante il taglio e migliorare l'efficienza e la qualità della lavorazione.
Eliminare lo stress residuo
Il titanio genera inevitabilmente tensioni residue durante i processi di lavorazione e fabbricazione, come forgiatura, saldatura, lavorazione meccanica, ecc. La presenza di tensioni residue può causare deformazioni o persino cricche nei componenti durante l'uso. Attraverso processi di trattamento termico come la ricottura di distensione, gli atomi presenti all'interno del titanio possono diffondersi e riorganizzarsi, riducendo le tensioni residue e migliorando la stabilità dimensionale e l'affidabilità dei componenti.
Trattamento termico dei target di sputtering
Bersagli sputacchianti Si riferiscono ai materiali bersaglio bombardati da fasci ionici durante il processo di rivestimento mediante sputtering, i cui atomi vengono spruzzati sulla superficie del substrato sotto l'impatto di ioni per formare un film sottile. In base alla composizione chimica, i target per sputtering possono essere suddivisi in bersagli metallici (come bersagli in rame, alluminio, titanio, ecc.), bersagli in lega (come bersagli in seleniuro di rame, indio e gallio utilizzati nel campo delle celle solari), bersagli ceramici (come bersagli in ossido di indio e stagno ITO utilizzati nei pannelli display) e bersagli composti (come bersagli in solfuro di zinco utilizzati nei film ottici). I target sottoposti a lavorazione a freddo (come laminazione, forgiatura, lavorazione CNC, ecc.) presentano al loro interno un gran numero di dislocazioni e distorsioni reticolari, che immagazzinano un'elevata energia di distorsione. Il trattamento termico è un processo chiave per regolare efficacemente l'organizzazione e le prestazioni dei target per sputtering e svolge un ruolo insostituibile nel migliorarne la densità, l'uniformità, la purezza e le caratteristiche di sputtering.
Migliora la durezza e la resistenza
I target per sputtering devono avere una certa durezza e resistenza per resistere a forze come il bombardamento ionico durante lo sputtering. Il trattamento termico può rendere gli atomi all'interno del target più ordinati e formare una struttura cristallina più stabile, migliorando così durezza e resistenza.
Eliminare i difetti interni
Inevitabilmente saranno presenti alcuni difetti all'interno del bersaglio, come pori, microfessure, dislocazioni, ecc. Tramite il trattamento termico, la capacità di diffusione degli atomi viene migliorata, il che può riorganizzare le dislocazioni, riducendo o eliminando così questi difetti interni e migliorando la densità e l'uniformità del bersaglio.
Migliora la qualità della superficie
Il trattamento termico può rendere la superficie del target più piana e liscia, riducendo impurità e strati di ossido. Una superficie piana e liscia può migliorare l'uniformità dello sputtering ed evitare che la velocità di sputtering locale sia troppo alta o troppo bassa durante il processo, garantendo così l'uniformità e la qualità del film depositato.
Eliminare lo stress residuo
Durante il processo di fabbricazione, nel target si genereranno tensioni residue, che potrebbero causare deformazioni e cricche durante lo stoccaggio o l'utilizzo. Processi come la ricottura di distensione durante il trattamento termico possono eliminare efficacemente le tensioni residue e migliorare la stabilità dimensionale e strutturale del materiale del target.
Capacità di trattamento termico del titanio Wstitanium
Wstitanium continua a introdurre apparecchiature e strumenti di prova avanzati per il trattamento termico, organizzando numerosi workshop avanzati sul trattamento termico e attraendo un gruppo di eccellenti ingegneri dei materiali e tecnici. Il team include professionisti in diversi settori, come la fisica dei materiali, la chimica dei materiali e la tecnologia del trattamento termico. Vantano una pluriennale esperienza nel trattamento termico del titanio e nella produzione di target per sputtering.
Servizio di trattamento termico del titanio
ricottura
Wstitanium offre una varietà di servizi di ricottura, come la ricottura completa, la ricottura incompleta e la ricottura di distensione. Nel processo di ricottura completa, la temperatura di riscaldamento viene controllata con precisione in modo che sia superiore di 30-50 °C rispetto alla temperatura di trasformazione β (Tβ). Il tempo di mantenimento viene determinato con precisione in base alle caratteristiche del grado di lega di titanio e alle dimensioni del pezzo, per garantire la completa diffusione degli elementi di lega. Successivamente, il pezzo viene raffreddato lentamente in forno per ottenere una struttura α + β equiassiale uniforme, eliminando efficacemente l'incrudimento, migliorando la plasticità e la tenacità del materiale e ottimizzando le prestazioni di lavorazione.
Per la ricottura incompleta, la temperatura di riscaldamento è rigorosamente controllata nella regione di fase α + β, inferiore a Tβ, generalmente tra 700 e 850 °C, e il raffreddamento ad aria o in forno dopo il mantenimento può non solo eliminare parte dello stress, ma anche mantenere un certo effetto di tempra, soddisfacendo i requisiti specifici di resistenza e plasticità. La ricottura di distensione viene eseguita a una temperatura inferiore di 450-650 °C e il raffreddamento ad aria viene eseguito dopo 1-3 ore di mantenimento termico, il che elimina efficacemente lo stress residuo generato dalla lega di titanio durante la lavorazione, previene la deformazione e la fessurazione dei pezzi e migliora la stabilità dimensionale.
Trattamento della soluzione e invecchiamento
Per le leghe di titanio di tipo α + β, la temperatura è solitamente inferiore di 10-100 °C rispetto a Tβ; per le leghe di titanio di tipo β, è superiore a Tβ. Il tempo di mantenimento è calcolato rigorosamente per garantire che gli elementi della lega siano completamente disciolti nella matrice, quindi viene utilizzato un metodo di raffreddamento rapido (come la tempra) per ottenere una soluzione solida sovrasatura. Selezionare una temperatura di invecchiamento adeguata nell'intervallo di temperatura di 450-650 °C e il tempo di mantenimento varia da 4 a 24 ore, in modo che gli atomi di soluto precipitino dalla soluzione solida per formare una fase di precipitazione finemente dispersa, migliorando significativamente la resistenza e la durezza della lega pur mantenendo una buona plasticità e tenacità.
Trattamento termomeccanico
Wstitanium offre servizi avanzati di trattamento termomeccanico, come la forgiatura isotermica e la lavorazione multi-pass. Durante il processo di forgiatura isotermica, la billetta in lega di titanio viene forgiata a una temperatura specifica nella regione di fase α + β, con una bassa velocità di deformazione controllata con precisione, in modo che il materiale subisca una ricristallizzazione dinamica durante il processo di deformazione, ottenendo così una struttura equiassica uniforme e fine, che migliora notevolmente la resistenza, la plasticità e le prestazioni a fatica del materiale. Il processo è ampiamente utilizzato nella produzione di componenti di alta gamma come i dischi in lega di titanio per motori aeronautici.
La lavorazione multi-pass utilizza metodi di laminazione, forgiatura e altri metodi di lavorazione attentamente progettati per deformare in diversi intervalli di temperatura e, in combinazione con un appropriato trattamento di ricottura intermedio, raffinare gradualmente i grani, migliorare le prestazioni complessive del materiale e soddisfare i requisiti prestazionali di diversi clienti per piastre, barre e altri prodotti in lega di titanio.
Servizio di trattamento termico del bersaglio di sputtering
Trattamento di sinterizzazione
Per la sinterizzazione di target di diversi materiali, Wstitanium offre una varietà di servizi di trattamento di sinterizzazione, come la sinterizzazione a caldo, la sinterizzazione sotto vuoto e la sinterizzazione isostatica. Durante la sinterizzazione a caldo, la polvere target viene posta in uno stampo speciale e sinterizzata a temperatura e pressione controllate con precisione. La temperatura è generalmente impostata tra 0.6 e 0.8 volte il punto di fusione del materiale target, mentre la pressione viene regolata con precisione nell'intervallo 10-100 MPa in base al materiale target e alle prestazioni richieste. Questo favorisce efficacemente il contatto e la diffusione tra le particelle di polvere, inibisce la crescita dei grani e consente di ottenere target ad alta densità, a grana fine e di alta qualità, ampiamente utilizzati nella preparazione di target in tungsteno ad alte prestazioni, ecc.
Sinterizzazione sotto vuoto
La sinterizzazione sotto vuoto sinterizza la polvere target in un ambiente ad alto vuoto (il grado di vuoto è generalmente compreso tra 10⁻³ e 10⁻⁵Pa), evitando efficacemente l'ossidazione e la contaminazione da impurità e migliorando la purezza del target. La temperatura di sinterizzazione viene impostata con precisione in base alla composizione del materiale target. Ad esempio, la temperatura di sinterizzazione sotto vuoto dei target in rame è generalmente compresa tra 800 e 1000 °C, garantendo che il materiale target venga densificato ad alta temperatura e soddisfi i rigorosi requisiti per target ad elevata purezza come quelli utilizzati nella produzione di chip semiconduttori.
Sinterizzazione a pressatura isostatica
La sinterizzazione tramite pressatura isostatica comprende la pressatura isostatica a freddo (CIP) e la pressatura isostatica a caldo (HIP). La pressatura isostatica a freddo consiste nel caricare la polvere target in uno stampo elastico e utilizzare un mezzo liquido in un contenitore ad alta pressione per applicare una pressione uniforme in modo che la polvere venga compattata in tutte le direzioni con la stessa pressione; la pressatura isostatica a caldo realizza simultaneamente il processo di compattazione e sinterizzazione ad alta temperatura e alta pressione, e può preparare target con forme complesse e densità uniforme, particolarmente adatti alla preparazione di target di grandi dimensioni, come i target in molibdeno di grandi dimensioni utilizzati nel campo dei display a schermo piatto.
ricottura
Per eliminare l'incrudimento e le tensioni residue generate durante il processo di produzione dei target per sputtering, Wstitanium offre servizi di ricottura di ricristallizzazione e di distensione. La ricottura di ricristallizzazione riscalda il target a una temperatura di 100-200 °C superiore a quella di ricristallizzazione. Il tempo di mantenimento viene calcolato con precisione in base alle dimensioni del target e all'apparecchiatura di riscaldamento, generalmente 1-3 ore, e successivamente si raffredda lentamente per eliminare efficacemente l'incrudimento, ripristinare la plasticità, riorganizzare i grani e migliorare la conduttività e la plasticità del target. È adatto per target metallici lavorati mediante laminazione.
La temperatura di riscaldamento per la ricottura di distensione è generalmente inferiore alla temperatura di ricristallizzazione, compresa tra 200 e 600 °C. Dopo un periodo di mantenimento di 1-2 ore, il materiale viene raffreddato ad aria o in forno. Questo elimina efficacemente le tensioni residue generate durante la lavorazione, l'assemblaggio o l'utilizzo del target, migliorandone la stabilità dimensionale e l'affidabilità. È particolarmente importante per materiali come i target ceramici, che sono soggetti a tensioni residue durante la lavorazione.
Conclusione
Nel campo della produzione di titanio e di target per sputtering, Wstitanium ha costantemente migliorato le prestazioni e la qualità dei prodotti grazie ai suoi straordinari vantaggi nel trattamento termico, fornendo supporto a molti settori di punta. In futuro, continueremo a essere leader nell'innovazione tecnologica e a essere orientati alle vostre esigenze, espandendo costantemente le nostre aree di business, rafforzando la nostra influenza nel settore e contribuendo ulteriormente alla promozione dello sviluppo della scienza e della produzione dei materiali.
