Титанијумска мета

Титанијумска мета је посебан материјал који се углавном користи у технологији физичког таложења паре (ПВД) и магнетронског распршивања (Магнетрон Спуттеринг). Међу њима, ПВД технологија се широко користи у производњи напредних премаза, док се магнетронско распршивање обично користи у процесу производње полупроводничких чипова и електронских компоненти. Титанијумске мете су направљене од чистог титанијума или легуре титанијума као главне компоненте и пажљиво су произведене. Његове јединствене предности укључују изузетно високу тврдоћу и густину, као и одличну отпорност на корозију, што га чини стабилним у различитим окружењима. Поред тога, титанијумске мете имају добру топлотну проводљивост и високу чистоћу, пружајући одличне перформансе за технологију распршивања танког филма.
Титанијумска мета је материјал од титанијума или легуре титанијума високе чистоће направљен поступком вакуумског топљења и ливења. Његова најистакнутија својства су висока чистоћа и одлична густина. Густина висококвалитетних титанијумских мета може да достигне више од 99,5%, а елементи нечистоће су изузетно ниски, као што су Фе, Си, О, Н, Х и други елементи су мањи од 100ппм. Ово чини да физичка и хемијска својства титанијумске мете далеко превазилазе оне обичног индустријског чистог титанијума.
Поред тога, титанијумске мете нуде одличну униформност. Током процеса припреме, вишеструки третмани топљења и гашења су коришћени да би се ефикасно побољшала структурна униформност титанијумске мете. Циљна површина је глатка и чиста, унутрашња структура је густа, а зрна фина, што обезбеђује уједначеност нанесеног слоја филма. Титанијумске мете такође имају одличну топлотну проводљивост и мали термички стрес, што их чини мање склоним пуцању и способним да издрже распршивање велике снаге или процесе испаравања лука. Поред тога, титанијумска мета има високу механичку чврстоћу, која може ефикасно продужити њен радни век и смањити губитак циља, чиме се побољшавају његове укупне перформансе и употребна вредност.

⑴ Магнетронско распршивање:
Припрема оптичких премаза, као што су антирефлексни премази за сочива за наочаре, антирефлексни премази за сочива итд.
Припремите магнетне записе засноване на титанијуму за складиштење података као што су чврсти дискови рачунара.
Припрема проводних филмова на бази титана за употребу као електроде у ЛЦД екранима.
⑵Ласерско распршивање:
Припремите површински каљени слој механичких делова да побољшате отпорност на хабање.
Припрема површинских премаза на материјалима од биомедицинских легура титанијума ради побољшања биокомпатибилности.
⑶ Испаравање лука:
Припрема провидног проводног филма за предњу електроду соларне ћелије.
Припрема арматурних слојева композитних материјала на бази титана.
⑷ Испаравање електронског зрака:
Припрема задње електроде за рутилне соларне ћелије.
Припрема антирефлексних и пасивационих филмова за фотонапонске уређаје.
Припрема премаза за аутомобилске амортизере.
⑸Јонска обрада:
Припрема биоактивних премаза за имплантате од легуре титанијума у ​​стоматолошкој и ортопедској хирургији ради побољшања силе везивања између кости и имплантата.
Припрема отпорних на хабање и антикорозивних премаза за клипове мотора аутомобила.
Припремите површински каљени слој алата за резање метала да бисте побољшали перформансе сечења.
⑹ Хемијско превлачење:
Припрема проводних слојева интерконекције за електронске плоче.
Припрема сјајних премаза за декоративне делове аутомобила.
Припрема премаза високе рефлексије за оптичке компоненте.
⑺ Таложење атомског слоја (АЛД):
Припрема слојева дифузионих баријера за нове типове меморије као што су бакарне интерконекције.
Припрема оптичких филтера за сензоре слике.
Припрема површинских слојева за соларне ћелије.
⑻3Д штампање:
Припрема прилагођених имплантата и стентова од легуре титанијума за медицинску употребу.
Припрема лаких конструкцијских делова за ваздухопловну индустрију.
Припрема металних функционалних делова за сложене облике.

⑴Металургија
Принцип: Вакуумско лучно топљење и друге технологије се користе за топљење титанијума високе чистоће, а затим се подвргавају вишеструком топљењу и гашењу, третманима хладног ваљања или ковања да би се направили титанијумске мете.
Ток процеса: избор материјала→ топљење→ гашење и ковање→ машинска обрада→ испитивање
Предности: Титанијумски циљни материјал има велику густину, високу чистоћу и добру униформност.
Недостаци: сложен процес, велика потрошња енергије и висока цена.
⑵Метода синтеровања у праху
Принцип: Титанијумски прах високе чистоће се пресује и формира, а затим синтерује и згушњава да би се направио титанијумски циљ.
Ток процеса: састојци → пресовање → синтеровање → машинска обрада → испитивање
Предности: једноставан процес и ниска цена.
Недостаци: Густина је нешто мања, поре су нешто више, а уједначеност је нешто лошија.

⑶Метода термичког прскања
Принцип: Технологија термичког распршивања се користи за распршивање растопљеног титанијумског праха на основни материјал са протоком ваздуха велике брзине да би се формирала титанијумска мета.
Ток процеса: избор материјала → термичко прскање → механичка обрада → испитивање
Предности: Процес је једноставан, квалитет се може контролисати, а титанијумске мете се могу припремити на различитим подлогама.
Недостаци: Квалитет површине је мало лош и захтева накнадну механичку обраду.
⑷3Д штампање
Принцип: Користите изворе енергије као што су ласери за синтеровање праха легуре титанијума слој по слој и директно штампање и обликовање мета од титанијума.
Ток процеса: састојци → 3Д штампање и обликовање → накнадна обрада
Предности: Мете различитих сложених облика могу се прилагодити по потреби.
Недостаци: спорија брзина штампања и већа цена.
⑸Спин спраи метода
Принцип: Коришћењем млазног распршивача са ротирајућим електродама, растопљени метал титанијума се атомизује и наноси на колектор да би се формирала титанијумска мета у облику пахуљице.
Ток процеса: топљење → ротационо прскање → топлотна обрада → механичка обрада → испитивање
Предности: велика брзина формирања и релативно уједначен квалитет.
Недостаци: Адхезија је мало слаба и захтева накнадну топлотну обраду.
⑹ Метода везивања распршивањем
Принцип: Прво, слој чистог титанијумског филма се распршује на подлогу, а затим се титанијумска мета припрема везивањем на високој температури врућим пресовањем.
Ток процеса: обрада супстрата → формирање филма распршивањем → лепљење врућом пресом → механичка обрада → инспекција
Предности: висока чврстоћа везивања, чврста веза између циљаног материјала и подлоге.
Недостаци: сложен процес и дуго време припреме.
⑺ Метода јонске имплантације
Принцип: Убризгајте азот и угљеничну плазму у титанијумску матрицу високе чистоће, а затим се подвргните топлотној обради да би се на површини формирало једињење ањона титанијума да би се припремила композитна мета.
Ток процеса: третман бомбардовањем → имплантација јона → топлотна обрада → механичка обрада → детекција
Предности: могу се припремити површински функционализовани композитни циљеви.
Недостаци: Могу се припремити само танке мете, а теже их је користити на великим површинама.

Дебље мете од титанијума имају дужи век прскања, смањују учесталост промена мете и побољшавају радну ефикасност. Међутим, дистрибуција дебљине филма је неуједначена и циљ треба да се ротира да би се побољшао. Тање титанијумске мете имају равномернију дистрибуцију дебљине филма.
Филм припремљен од титанијумског циљног материјала високе чистоће (као што је 99,99%) има високу чистоћу и добре перформансе. Међутим, циљни материјал се брзо истроши, повећавајући оперативне трошкове. Иако титанијумске мете ниске чистоће имају предности у погледу трошкова, садржај нечистоћа у депонованом филму је висок, што утиче на перформансе филма.
Слој циљаног филма од титанијума високе густине има добру густину и јаку адхезију. Међутим, превелика густина ће такође повећати стрес унутар мембране. Титанијумске мете умерене густине могу да добију слој филма са уравнотеженим перформансама.
Светао и раван титанијум циља на филмове са бољим квалитетом површине. Али прекомерно полирање такође може изазвати проблеме са осипањем честица. Умерена храпавост површине помаже у побољшању адхезије филма.
Титанијумске мете великих димензија имају високу радну ефикасност, али имају лошу униформност и неравномерну дистрибуцију дебљине филма. Мете мале површине могу добити уједначен слој филма, али је ефикасност ниска.
Титанијумске мете високе чврстоће имају високу механичку чврстоћу, дуг радни век и добру отпорност на хабање, али је процес производње тежак. Обичне титанијумске мете имају ниску механичку чврстоћу, склоне су хабању и имају кратак век трајања.
Титанијумска мета са уједначеном густином може учинити густину сваке области слоја филма доследном и добити слој филма са уједначеним перформансама. Циљани материјали неуједначене густине ће довести до нестабилног квалитета филма.
Различити елементи нечистоће имају различите ефекте на својства титанијумских филмова. На пример, загађење Фе озбиљно утиче на електрична својства филма, док Си углавном утиче на механичка својства. Избор мете од титанијума са одговарајућим врстама нечистоћа може оптимизовати перформансе филма.
Титанијумске мете високе цене обично имају одличне перформансе, али су и трошкови коришћења високи. Одабир исплативих производа може смањити трошкове уз истовремено осигурање квалитета филма.

Циљна производња титанијума у ​​Кини у 2020. је око 12,000 тона, што задовољава само око 1/3 потражње домаћег тржишта. Очекује се да ће се до 2025. године кинески циљни капацитет производње титанијума повећати на око 20,000 тона.
Највећи светски произвођачи титанијума су Пракаир у Сједињеним Државама, Тохо Мининг у Јапану, Вестерн Титаниум Индустри у Кини, Баоти Гроуп, итд. Првих пет по тржишном уделу чини око 65% укупне глобалне производње.
Што се тиче циљне величине, величина инча од 2-4 чини највећи удео у резултатима, који чини око 55% укупног. Титанијумски циљеви великих димензија расту брже и очекује се да ће достићи око 35% укупног броја до 2023. године.
Из перспективе циљних материјала, мете од титанијума високе чистоће имају највећу потражњу, чинећи приближно 60% укупног броја у 2020. Мете од легура титанијума такође имају велику потражњу, а њихова стопа раста је брза.
Међу низводним применама титанијумских мета, индустрија производње полупроводника је увек била највећа потражња. Међутим, индустрија нових енергетских возила има најбрже растућу потражњу, а очекује се да ће њена потражња премашити индустрију полупроводника до 2025. године.

Изгледи:
Због својих одличних физичких и хемијских својстава, титанијумске мете се широко користе у оптичким премазима, декоративним премазима, премазима отпорним на хабање, електронским уређајима, соларним ћелијама и другим областима, а перспективе њиховог развоја су веома широке. Са напретком науке и технологије, стално се откривају нова поља примене. На пример, у областима нове енергије, биомедицине итд., очекује се и даље проширење примене титанијумских мета.
Техничке потешкоће са којима се суочавају:
Побољшање чистоће титанијумских мета: Иако тренутна чистоћа титанијумских мета већ може задовољити потребе већине апликација, за неке врхунске апликације, као што су соларне ћелије, суперпроводни материјали, итд., чистоћа титанијумских мета треба да буде већа побољшана.
Оптимизација процеса припреме титанијумских мета: Још увек постоје неки проблеми у тренутном процесу припреме титанијумских мета, као што су висока цена, ниска ефикасност, лоше еколошке перформансе, итд., које треба решити кроз технолошке иновације и побољшање процеса.
Побољшајте век трајања титанијумске мете: Током процеса премазивања, титанијумска мета ће бити бомбардована јонима високе енергије, изазивајући хабање на његовој површини и утичући на њен радни век. Стога је важан технички проблем како побољшати отпорност на хабање и век трајања титанијумских мета.
Будући правац:
Развијте нове титанијумске мете: Кроз науку о материјалима и процесне иновације, нове титанијумске мете се развијају да задовоље потребе апликација вишег ранга.
Оптимизирајте процес припреме: Кроз оптимизацију процеса и надоградњу опреме, можемо побољшати ефикасност припреме титанијумских циљних материјала, смањити трошкове производње и побољшати еколошки учинак производа.
Проширите поља примене: Кроз технолошко истраживање и развој и развој тржишта, поља примене титанијумских мета ће се даље проширити, као што су нова енергија, биомедицина, итд.
Генерално, титанијумске мете, као важан материјал за премазивање, имају широке развојне перспективе, али се такође суочавају са неким техничким изазовима. Континуираним технолошким иновацијама и развојем тржишта очекује се већи развој у будућности.