Titán célpont

A titáncél egy speciális anyag, amelyet elsősorban a fizikai gőzleválasztás (PVD) és a magnetronporlasztás (Magnetron Sputtering) technológiájában használnak. Közülük a PVD technológiát széles körben alkalmazzák a fejlett bevonatok gyártásában, míg a magnetronos porlasztást általában a félvezető chipek és elektronikus alkatrészek gyártási folyamatában használják. A titán céltáblák fő alkotóelemeként tiszta titánból vagy titánötvözetből készülnek, és gondosan gyártják őket. Egyedülálló előnyei közé tartozik a rendkívül nagy keménység és sűrűség, valamint a kiváló korrózióállóság, ami stabillá teszi változatos környezetben. Ezenkívül a titán céltárgyak jó hővezető képességgel és nagy tisztasággal rendelkeznek, így kiváló teljesítményt nyújtanak a vékonyréteg-porlasztási technológiához.
A Titanium target egy nagy tisztaságú titán vagy titánötvözet lemezanyag, amelyet vákuumolvasztási beruházási öntési eljárással készítenek. Legfigyelemreméltóbb tulajdonságai a nagy tisztaság és a kiváló sűrűség. A kiváló minőségű titán céltárgyak sűrűsége elérheti a 99,5%-ot, és a szennyező elemek rendkívül alacsonyak, mint például a Fe, Si, O, N, H és más elemek kevesebb, mint 100 ppm. Ezáltal a titán céltárgy fizikai és kémiai tulajdonságai messze meghaladják a közönséges ipari tiszta titánét.
Ezenkívül a titán céltárgyak kiváló egyenletességet kínálnak. Az előkészítési folyamat során többszörös olvasztási és oltási kezeléseket alkalmaztak a titán céltárgy szerkezeti egységességének hatékony javítására. A célfelület sima és tiszta, a belső szerkezet sűrű, a szemcsék finomak, ami biztosítja a lerakódott filmréteg egyenletességét. A titán céltárgyak kiváló hővezető képességgel és kis hőfeszültséggel rendelkeznek, így kevésbé hajlamosak a repedésre, és képesek ellenállni a nagy teljesítményű porlasztási vagy ívpárolgási folyamatoknak. Ezenkívül a titán céltárgy nagy mechanikai szilárdsággal rendelkezik, ami hatékonyan meghosszabbíthatja élettartamát és csökkentheti a célveszteséget, ezáltal javítva általános teljesítményét és használati értékét.

⑴ Mágnesporlasztás:
Optikai bevonatok készítése, mint például szemüveglencsék tükröződésgátló bevonata, lencsék tükröződésgátló bevonata stb.
Készítsen titán alapú mágneses rekordokat adattároláshoz, például számítógép merevlemezeihez.
Titán alapú vezetőképes fóliák készítése LCD-kijelzők elektródájaként történő felhasználásra.
⑵ Lézeres porlasztás:
Készítsen felületkeményített mechanikai alkatrészek réteget a kopásállóság javítása érdekében.
Felületi bevonatok készítése orvosbiológiai titánötvözet anyagokon a biokompatibilitás javítása érdekében.
⑶ Ívpárolgás:
Átlátszó vezető fólia készítése napelem elülső elektródához.
Kompozit anyagok titán alapú erősítő rétegeinek készítése.
⑷ Elektronsugár párologtatás:
Hátsó elektróda készítése rutilos napelemekhez.
Tükröződésgátló fóliák és passziváló fóliák készítése fotovoltaikus eszközökhöz.
Gépjármű lengéscsillapítók bevonatainak elkészítése.
⑸Ion bevonat:
Bioaktív bevonatok készítése titánötvözet implantátumokhoz fogászati ​​és ortopédiai sebészetben a csont és az implantátumok közötti kötőerő javítására.
Kopásálló és korróziógátló bevonatok készítése gépjárműmotorok dugattyúihoz.
A vágási teljesítmény javítása érdekében készítsen elő edzett fémvágószerszám réteget.
⑹ Vegyi bevonat:
Vezetőképes összekötő rétegek készítése elektronikus áramköri lapokhoz.
Fényes bevonat készítése autódísz-alkatrészekhez.
Nagy fényvisszaverő képességű bevonatok készítése optikai alkatrészekhez.
⑺Atomréteg-lerakódás (ALD):
Diffúziós gátrétegek készítése új típusú memóriákhoz, például réz összekötőkhöz.
Optikai szűrők készítése képérzékelőkhöz.
Felületi rétegek előkészítése napelemekhez.
⑻3D nyomtatás:
Egyedi titánötvözet implantátumok és sztentek készítése orvosi használatra.
Könnyűszerkezeti alkatrészek készítése a repülőgépipar számára.
Fém funkcionális alkatrészek előkészítése összetett formákhoz.

⑴kohászat
Alapelv: Vákuumos ívolvasztást és más technológiákat használnak a nagy tisztaságú titán olvasztására, majd többszörös olvasztási és hűtési, hideghengerlési vagy kovácsolási kezeléseken, hogy titántárgyakat készítsenek.
Folyamatfolyamat: anyagválasztás → olvasztás → kioltás és kovácsolás → megmunkálás → tesztelés
Előnyök: A titán célanyag nagy sűrűséggel, nagy tisztasággal és jó egyenletességgel rendelkezik.
Hátrányok: összetett folyamat, magas energiafogyasztás és magas költségek.
⑵Por szinterezési módszer
Alapelv: A nagy tisztaságú titánport sajtolják és formázzák, majd szinterelik és tömörítik, hogy titán célpontot kapjanak.
Folyamatfolyamat: összetevők → présformázás → szinterezés → megmunkálás → tesztelés
Előnyök: egyszerű eljárás és alacsony költség.
Hátrányok: A sűrűség valamivel kisebb, a pórusok valamivel többek, az egyenletesség valamivel rosszabb.

⑶Termikus permetezési módszer
Alapelv: A termikus permetezési technológiát az olvadt titánport az alapanyagra nagy sebességű légáramlással szórják, így titán célpontot képeznek.
Folyamatfolyamat: anyagválasztás → termikus permetezés → mechanikai feldolgozás → tesztelés
Előnyök: Az eljárás egyszerű, a minőség ellenőrizhető, és a titáncéltárgyak különböző felületeken készíthetők.
Hátrányok: A felület minősége kissé rossz, és utólagos mechanikai megmunkálást igényel.
⑷3D nyomtatás
Alapelv: Használjon energiaforrásokat, például lézereket a titánötvözet por rétegenkénti szinterezésére, valamint a titán céltárgyak közvetlen nyomtatására és formázására.
Folyamatfolyamat: összetevők → 3D nyomtatás és fröccsöntés → utófeldolgozás
Előnyök: A különböző összetett formájú célpontok igény szerint testreszabhatók.
Hátrányok: lassabb nyomtatási sebesség és magasabb költség.
⑸ Spin spray módszer
Alapelv: A forgóelektródos sugárporlasztásos módszerrel az olvadt titán fémet porlasztják és a kollektorra helyezik, így pehely alakú titán célpontot képeznek.
Folyamatfolyamat: olvasztás → rotációs fröccsöntés → hőkezelés → mechanikai feldolgozás → tesztelés
Előnyök: gyors alakítási sebesség és viszonylag egyenletes minőség.
Hátrányok: Enyhén gyenge a tapadás, utólagos hőkezelést igényel.
⑹ Porlasztó kötési módszer
Alapelv: Először egy tiszta titán filmréteget porlasztanak az aljzatra, majd a titán céltárgyat magas hőmérsékletű melegsajtolással készítik elő.
Folyamatfolyamat: szubsztrátum feldolgozás → porlasztásos filmképzés → forró préskötés → mechanikai feldolgozás → ellenőrzés
Előnyök: nagy tapadási szilárdság, szoros kötés a célanyag és az aljzat között.
Hátrányok: bonyolult folyamat és hosszú előkészítési idő.
⑺Ionbeültetési módszer
Alapelv: Fecskendezzen be nitrogént és szénplazmát egy nagy tisztaságú titán mátrixba, majd hőkezelésnek veti alá, hogy titán-anion vegyületet képezzen a felületen, így kompozit célpontot készítsen.
Folyamatfolyamat: bombázásos kezelés → ionbeültetés → hőkezelés → mechanikai feldolgozás → detektálás
Előnyök: Felületi funkcionalizált kompozit céltárgyak készíthetők.
Hátrányok: Csak vékony céltáblákat lehet készíteni, és nagy területen nehezebb használni.

A vastagabb titán céltárgyak hosszabb porlasztási élettartammal rendelkeznek, csökkentik a céltárgyváltások gyakoriságát és javítják a munka hatékonyságát. A filmvastagság eloszlása ​​azonban egyenetlen, és a céltárgyat el kell forgatni a javítás érdekében. A vékonyabb titán céltárgyak rétegvastagság-eloszlása ​​egyenletesebb.
A nagy tisztaságú titán célanyagból (például 99,99%) előállított film nagy tisztaságú és jó teljesítményű. A célanyag azonban gyorsan elhasználódik, ami növeli az üzemeltetési költségeket. Bár az alacsony tisztaságú titán céltárgyak költségelőnyökkel járnak, a lerakott fólia szennyezőanyag-tartalma magas, ami befolyásolja a fólia teljesítményét.
A nagy sűrűségű titán célfilmréteg jó sűrűségű és erős tapadású. A túl nagy sűrűség azonban növeli a membránon belüli feszültséget is. A közepes sűrűségű titáncélok kiegyensúlyozott teljesítményű filmréteget kaphatnak.
A fényes és lapos titán felületek jobb felületi minőséggel vonják le a filmeket. De a túlzott polírozás is problémákat okozhat a részecskevesztésben. A közepes felületi érdesség javítja a film tapadását.
A nagy méretű titán céltárgyak nagy hatékonyságúak, de gyenge egyenletességük és egyenetlen rétegvastagság-eloszlásuk. A kis területű célpontok egységes filmréteget kaphatnak, de a hatásfok alacsony.
A nagy szilárdságú titán céltárgyak nagy mechanikai szilárdsággal, hosszú élettartammal és jó kopásállósággal rendelkeznek, de a gyártási folyamat nehéz. A közönséges titán céltárgyak mechanikai szilárdsága alacsony, hajlamosak a kopásra és rövid élettartamúak.
Az egyenletes sűrűségű titán céltárgy egyenletessé teheti a filmréteg egyes területeinek sűrűségét, és egyenletes teljesítményű filmréteget kaphat. Az egyenetlen sűrűségű célanyagok instabil filmminőséghez vezetnek.
A különböző szennyező elemek eltérő hatással vannak a titánfilmek tulajdonságaira. Például a vasszennyezés súlyosan befolyásolja a film elektromos tulajdonságait, míg a Si főként a mechanikai tulajdonságait. A megfelelő szennyeződéstípusokkal rendelkező titán céltárgyak kiválasztása optimalizálhatja a fólia teljesítményét.
A magas árú titán céltáblák általában kiváló teljesítményt nyújtanak, de a használati költség is magas. A költséghatékony termékek kiválasztásával csökkenthetők a költségek, miközben biztosítható a film minősége.

Kína 2020-ra tervezett titántermelése körülbelül 12,000 tonna, ami a hazai piaci keresletnek csak körülbelül 1/3-át elégíti ki. A várakozások szerint 2025-re Kína titángyártási kapacitása körülbelül 20,000 tonnára fog növekedni.
A világ legnagyobb titángyártói közé tartozik a Praxair az Egyesült Államokban, a Toho Mining Japánban, a Western Titanium Industry Kínában, a Baoti Group stb. A piaci részesedés tekintetében az első öt helyezett a globális össztermelés körülbelül 65%-át teszi ki.
A célméretet tekintve a 2-4 hüvelykes méret teszi ki a kimenet legnagyobb részét, ami a teljes mennyiség körülbelül 55%-át teszi ki. A nagyméretű titáncélok gyorsabban növekszenek, és 2023-ra várhatóan elérik a teljes 35%-át.
A célanyagok szempontjából a nagy tisztaságú titán céltárgyakra van a legnagyobb kereslet, amely 2020-ban az összmennyiség körülbelül 60%-át teszi ki. A titánötvözet céltárgyak iránt is nagy a kereslet, és növekedési ütemük is gyors.
A titáncéltárgyak downstream alkalmazásai közül mindig is a félvezetőgyártó ipar volt a legnagyobb kereslet. A leggyorsabban azonban az új energetikai járműiparban növekszik a kereslet, és várhatóan 2025-re a kereslet meghaladja a félvezetőipart.

Kilátások:
Kiváló fizikai és kémiai tulajdonságainak köszönhetően a titán céltárgyakat széles körben alkalmazzák optikai bevonatokban, dekorbevonatokban, kopásálló bevonatokban, elektronikai eszközökben, napelemekben és más területeken, fejlesztési kilátásaik igen szélesek. A tudomány és a technológia fejlődésével folyamatosan új alkalmazási területeket fedeznek fel. Például az új energia, a biomedicina stb. területén a titáncélpontok alkalmazásának további bővítése is várható.
Technikai nehézségek:
A titáncéltárgyak tisztaságának javítása: Bár a titáncéltárgyak jelenlegi tisztasága már kielégíti a legtöbb alkalmazás igényeit, egyes csúcskategóriás alkalmazásoknál, mint például napelemek, szupravezető anyagok stb., a titáncéltárgyak tisztaságát tovább kell növelni. javított.
A titáncéltárgyak előkészítési folyamatának optimalizálása: A titáncéltárgyak jelenlegi előkészítési folyamatában még mindig vannak problémák, például magas költségek, alacsony hatékonyság, rossz környezeti teljesítmény stb., amelyeket technológiai innovációval és folyamatfejlesztéssel kell megoldani.
Javítsa a titáncéltárgy élettartamát: A bevonási folyamat során a titáncéltárgyat nagy energiájú ionok bombázzák, ami kopást okoz a felületén és befolyásolja az élettartamát. Ezért fontos technikai probléma a titáncéltárgyak kopásállóságának és élettartamának javítása.
Jövő iránya:
Új titáncélpontok kidolgozása: Az anyagtudomány és a folyamatinnováció révén új titáncélokat fejlesztenek ki, hogy megfeleljenek a magasabb szintű alkalmazások igényeinek.
Az előkészítési folyamat optimalizálása: A folyamat optimalizálásával és a berendezések korszerűsítésével javíthatjuk a titán célanyagok előkészítési hatékonyságát, csökkenthetjük a gyártási költségeket és javíthatjuk a termék környezeti teljesítményét.
Alkalmazási területek bővítése: A technológiai kutatás-fejlesztés és piacfejlesztés révén a titáncéltárgyak alkalmazási területei tovább bővülnek, mint például az új energia, a biomedicina stb.
Általánosságban elmondható, hogy a titán céltárgyak, mint fontos bevonóanyagok, széles fejlesztési kilátásokkal rendelkeznek, de néhány technikai kihívással is szembe kell nézniük. A folyamatos technológiai innováció és a piacfejlesztés révén a jövőben nagyobb fejlődést várnak el.