Titanziel

Titan-Target ist ein spezielles Material, das hauptsächlich in der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) und der Magnetron-Sputtering-Technologie (Magnetron-Sputtering) verwendet wird. Unter anderem wird die PVD-Technologie häufig bei der Herstellung fortschrittlicher Beschichtungen eingesetzt, während Magnetronsputtern häufig im Herstellungsprozess von Halbleiterchips und elektronischen Bauteilen eingesetzt wird. Titantargets bestehen als Hauptbestandteil aus reinem Titan oder einer Titanlegierung und werden sorgfältig hergestellt. Zu seinen einzigartigen Vorteilen gehören eine extrem hohe Härte und Dichte sowie eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, die es in einer Vielzahl von Umgebungen stabil macht. Darüber hinaus verfügen Titantargets über eine gute Wärmeleitfähigkeit und hohe Reinheit und bieten eine hervorragende Leistung für die Sputter-Dünnschichttechnologie.
Titantarget ist ein Plattenmaterial aus hochreinem Titan oder einer Titanlegierung, das im Vakuumschmelz-Feingussverfahren hergestellt wird. Seine bemerkenswertesten Eigenschaften sind hohe Reinheit und ausgezeichnete Dichte. Die Dichte hochwertiger Titantargets kann mehr als 99,5 % erreichen, und die Verunreinigungselemente sind extrem gering, wie Fe, Si, O, N, H und andere Elemente liegen unter 100 ppm. Dadurch übertreffen die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Titan-Targets die von gewöhnlichem industriellem Reintitan bei weitem.
Darüber hinaus bieten Titantargets eine hervorragende Gleichmäßigkeit. Während des Herstellungsprozesses wurden mehrere Schmelz- und Abschreckbehandlungen eingesetzt, um die strukturelle Gleichmäßigkeit des Titantargets wirksam zu verbessern. Die Zieloberfläche ist glatt und sauber, die innere Struktur ist dicht und die Körner sind fein, was die Gleichmäßigkeit der abgeschiedenen Filmschicht gewährleistet. Titan-Targets verfügen außerdem über eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und eine geringe thermische Belastung, wodurch sie weniger anfällig für Risse sind und leistungsstarken Sputter- oder Lichtbogenverdampfungsprozessen standhalten. Darüber hinaus verfügt das Titan-Target über eine hohe mechanische Festigkeit, wodurch seine Lebensdauer effektiv verlängert und der Targetverlust reduziert werden kann, wodurch seine Gesamtleistung und sein Gebrauchswert verbessert werden.

⑴Magnetronsputtern:
Vorbereitung optischer Beschichtungen, wie z. B. Antireflexbeschichtungen für Brillengläser, Antireflexbeschichtungen für Brillengläser usw.
Bereiten Sie magnetische Schallplatten auf Titanbasis für die Datenspeicherung vor, z. B. auf Computerfestplatten.
Herstellung von leitfähigen Filmen auf Titanbasis zur Verwendung als Elektroden in LCD-Displays.
⑵Laser-Sputtern:
Bereiten Sie eine oberflächengehärtete Schicht mechanischer Teile vor, um die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Vorbereitung von Oberflächenbeschichtungen auf biomedizinischen Titanlegierungsmaterialien zur Verbesserung der Biokompatibilität.
⑶Lichtbogenverdampfung:
Vorbereitung eines transparenten leitfähigen Films für die Frontelektrode einer Solarzelle.
Herstellung titanbasierter Verstärkungsschichten aus Verbundwerkstoffen.
⑷Elektronenstrahlverdampfung:
Vorbereitung der Rückelektrode für Rutil-Solarzellen.
Herstellung von Antireflexfolien und Passivierungsfolien für Photovoltaikgeräte.
Vorbereitung von Beschichtungen für Kfz-Stoßdämpfer.
⑸Ionenbeschichtung:
Herstellung bioaktiver Beschichtungen für Implantate aus Titanlegierungen in der Zahn- und Orthopädiechirurgie zur Verbesserung der Bindungskraft zwischen Knochen und Implantaten.
Herstellung von verschleißfesten und korrosionsbeständigen Beschichtungen für Kolben von Automobilmotoren.
Bereiten Sie eine oberflächengehärtete Schicht von Metallschneidwerkzeugen vor, um die Schneidleistung zu verbessern.
⑹ Chemische Beschichtung:
Vorbereitung leitfähiger Verbindungsschichten für elektronische Leiterplatten.
Vorbereitung der Glanzbeschichtung für Automobil-Dekorteile.
Vorbereitung hochreflektierender Beschichtungen für optische Komponenten.
⑺Atomschichtabscheidung (ALD):
Vorbereitung von Diffusionsbarriereschichten für neuartige Speicher wie Kupferverbindungen.
Vorbereitung optischer Filter für Bildsensoren.
Vorbereitung von Oberflächenschichten für Solarzellen.
⑻3D-Druck:
Herstellung individueller Implantate und Stents aus Titanlegierung für medizinische Zwecke.
Herstellung leichter Strukturteile für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
Vorbereitung metallischer Funktionsteile für komplexe Formen.

⑴Metallurgie
Prinzip: Vakuumlichtbogenschmelzen und andere Technologien werden zum Schmelzen von hochreinem Titan eingesetzt und anschließend mehreren Schmelz- und Abschreck-, Kaltwalz- oder Schmiedebehandlungen unterzogen, um Titantargets herzustellen.
Prozessablauf: Materialauswahl→Schmelzen→Abschrecken und Schmieden→Bearbeitung→Prüfung
Vorteile: Titan-Targetmaterial weist eine hohe Dichte, hohe Reinheit und gute Gleichmäßigkeit auf.
Nachteile: komplexer Prozess, hoher Energieverbrauch und hohe Kosten.
⑵Pulver-Sinterverfahren
Prinzip: Hochreines Titanpulver wird gepresst und geformt und anschließend gesintert und verdichtet, um ein Titantarget herzustellen.
Prozessablauf: Zutaten → Pressformen → Sintern → Bearbeiten → Testen
Vorteile: einfacher Prozess und niedrige Kosten.
Nachteile: Die Dichte ist etwas geringer, die Poren sind etwas größer und die Gleichmäßigkeit ist etwas schlechter.

⑶Thermisches Spritzverfahren
Prinzip: Mithilfe der thermischen Spritztechnologie wird geschmolzenes Titanpulver mit einem Hochgeschwindigkeitsluftstrom auf das Grundmaterial gesprüht, um ein Titantarget zu bilden.
Prozessablauf: Materialauswahl → thermisches Spritzen → mechanische Bearbeitung → Prüfung
Vorteile: Der Prozess ist einfach, die Qualität ist kontrollierbar und Titantargets können auf verschiedenen Substraten hergestellt werden.
Nachteile: Die Oberflächenqualität ist etwas schlecht und erfordert eine nachträgliche mechanische Bearbeitung.
⑷3D-Druck
Prinzip: Verwenden Sie Energiequellen wie Laser, um Titanlegierungspulver Schicht für Schicht zu sintern und Titantargets direkt zu drucken und zu formen.
Prozessablauf: Zutaten → 3D-Druck und Formen → Nachbearbeitung
Vorteile: Ziele mit verschiedenen komplexen Formen können je nach Bedarf angepasst werden.
Nachteile: langsamere Druckgeschwindigkeit und höhere Kosten.
⑸Spin-Spray-Methode
Prinzip: Mithilfe der Strahlsprühmethode mit rotierender Elektrode wird das geschmolzene Titanmetall zerstäubt und auf dem Kollektor abgelagert, um ein flockenförmiges Titantarget zu bilden.
Prozessablauf: Schmelzen → Rotationsspritzguss → Wärmebehandlung → mechanische Bearbeitung → Prüfung
Vorteile: schnelle Umformgeschwindigkeit und relativ gleichmäßige Qualität.
Nachteile: Die Haftung ist etwas schlecht und erfordert eine anschließende Wärmebehandlung.
⑹Sputter-Bonding-Methode
Prinzip: Zuerst wird eine Schicht aus reinem Titanfilm auf das Substrat gesputtert, und dann wird das Titantarget durch Hochtemperatur-Heißpressbonden vorbereitet.
Prozessablauf: Substratbearbeitung → Sputterfilmbildung → Heißpressbonden → mechanische Bearbeitung → Inspektion
Vorteile: hohe Haftfestigkeit, feste Verbindung zwischen Targetmaterial und Untergrund.
Nachteile: komplexer Prozess und lange Vorbereitungszeit.
⑺Ionenimplantationsmethode
Prinzip: Stickstoff- und Kohlenstoffplasma in eine hochreine Titanmatrix injizieren und anschließend einer Wärmebehandlung unterziehen, um auf der Oberfläche eine Titananionenverbindung zu bilden und so ein Verbundziel herzustellen.
Prozessablauf: Bombardierungsbehandlung → Ionenimplantation → Wärmebehandlung → mechanische Bearbeitung → Detektion
Vorteile: Es können oberflächenfunktionalisierte Verbundtargets hergestellt werden.
Nachteile: Es können nur dünne Ziele präpariert werden und die Anwendung auf großen Flächen ist schwieriger.

Dickere Titantargets haben eine längere Sputterlebensdauer, verringern die Häufigkeit von Targetwechseln und verbessern die Arbeitseffizienz. Allerdings ist die Schichtdickenverteilung ungleichmäßig und das Target muss gedreht werden, um sie zu verbessern. Dünnere Titantargets weisen eine gleichmäßigere Schichtdickenverteilung auf.
Der aus hochreinem Titan-Targetmaterial (z. B. 99,99 %) hergestellte Film weist eine hohe Reinheit und gute Leistung auf. Allerdings nutzt sich das Targetmaterial schnell ab, was die Betriebskosten erhöht. Obwohl Titantargets mit geringer Reinheit Kostenvorteile bieten, ist der Verunreinigungsgehalt des abgeschiedenen Films hoch, was sich auf die Filmleistung auswirkt.
Die hochdichte Titan-Targetfilmschicht weist eine gute Dichte und starke Haftung auf. Allerdings erhöht eine zu hohe Dichte auch die Spannung innerhalb der Membran. Titantargets mit mäßiger Dichte können eine Filmschicht mit ausgewogener Leistung erhalten.
Helle und flache Titan-Targets ermöglichen die Abscheidung von Filmen mit besserer Oberflächenqualität. Übermäßiges Polieren kann jedoch auch zu Problemen mit der Partikelablösung führen. Eine mäßige Oberflächenrauheit trägt zur Verbesserung der Filmhaftung bei.
Große Titantargets weisen eine hohe Arbeitseffizienz auf, weisen jedoch eine schlechte Gleichmäßigkeit und eine ungleichmäßige Schichtdickenverteilung auf. Mit kleinflächigen Zielen kann eine gleichmäßige Filmschicht erzielt werden, die Effizienz ist jedoch gering.
Hochfeste Titantargets weisen eine hohe mechanische Festigkeit, eine lange Lebensdauer und eine gute Verschleißfestigkeit auf, der Produktionsprozess ist jedoch schwierig. Gewöhnliche Titantargets haben eine geringe mechanische Festigkeit, sind verschleißanfällig und haben eine kurze Lebensdauer.
Ein Titantarget mit gleichmäßiger Dichte kann die Dichte jedes Bereichs der Filmschicht konsistent machen und eine Filmschicht mit gleichmäßiger Leistung erhalten. Zielmaterialien mit ungleichmäßiger Dichte führen zu einer instabilen Filmqualität.
Verschiedene Verunreinigungselemente haben unterschiedliche Auswirkungen auf die Eigenschaften von Titanfilmen. Beispielsweise beeinträchtigt die Fe-Verunreinigung die elektrischen Eigenschaften des Films erheblich, während Si hauptsächlich die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt. Durch die Auswahl von Titantargets mit geeigneten Verunreinigungstypen kann die Filmleistung optimiert werden.
Hochpreisige Titan-Targets weisen in der Regel eine hervorragende Leistung auf, allerdings sind auch die Kosten für die Nutzung hoch. Durch die Wahl kostengünstiger Produkte können Kosten gesenkt und gleichzeitig die Filmqualität sichergestellt werden.

Chinas angestrebte Titanproduktion im Jahr 2020 beträgt etwa 12.000 Tonnen, was nur etwa 1/3 der Inlandsmarktnachfrage deckt. Es wird erwartet, dass Chinas Titan-Target-Produktionskapazität bis 2025 auf etwa 20.000 Tonnen steigen wird.
Zu den weltweit größten Herstellern von Titantargets gehören Praxair in den USA, Toho Mining in Japan, Western Titanium Industry in China, Baoti Group usw. Die fünf größten Hersteller von Titantargets machen etwa 65 % der weltweiten Gesamtproduktion aus.
In Bezug auf die Zielgröße macht die Größe 2-4 Zoll den größten Anteil der Ausgabe aus und macht etwa 55 % der Gesamtmenge aus. Große Titanziele nehmen schneller zu und werden voraussichtlich bis 2023 etwa 35 % der Gesamtmenge ausmachen.
Aus Sicht der Targetmaterialien besteht die größte Nachfrage nach hochreinen Titantargets, die im Jahr 2020 etwa 60 % der Gesamtmenge ausmachen. Titanlegierungstargets weisen ebenfalls eine starke Nachfrage auf, und ihre Wachstumsrate ist schnell.
Unter den nachgelagerten Anwendungen von Titantargets war die Halbleiterfertigungsindustrie schon immer die größte Nachfrageseite. Allerdings verzeichnet die Fahrzeugindustrie mit neuer Energie die am schnellsten wachsende Nachfrage, und es wird erwartet, dass ihre Nachfrage bis 2025 die der Halbleiterindustrie übersteigen wird.

Aussichten:
Aufgrund seiner hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften werden Titantargets häufig in optischen Beschichtungen, dekorativen Beschichtungen, verschleißfesten Beschichtungen, elektronischen Geräten, Solarzellen und anderen Bereichen eingesetzt und ihre Entwicklungsaussichten sind sehr breit gefächert. Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik werden ständig neue Anwendungsfelder entdeckt. Auch in den Bereichen Neue Energie, Biomedizin etc. ist mit einem weiteren Ausbau der Anwendung von Titan-Targets zu rechnen.
Technische Schwierigkeiten:
Verbesserung der Reinheit von Titan-Targets: Obwohl die aktuelle Reinheit von Titan-Targets bereits die Anforderungen der meisten Anwendungen erfüllen kann, muss die Reinheit von Titan-Targets für einige High-End-Anwendungen wie Solarzellen, supraleitende Materialien usw. noch weiter verbessert werden verbessert.
Optimierung des Herstellungsprozesses von Titan-Targets: Beim aktuellen Herstellungsprozess von Titan-Targets gibt es noch einige Probleme, wie z. B. hohe Kosten, geringe Effizienz, schlechte Umweltverträglichkeit usw., die durch technologische Innovation und Prozessverbesserung gelöst werden müssen.
Verbessern Sie die Lebensdauer des Titan-Targets: Während des Beschichtungsprozesses wird das Titan-Target von hochenergetischen Ionen bombardiert, was zu Verschleiß an seiner Oberfläche führt und seine Lebensdauer beeinträchtigt. Daher ist die Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Lebensdauer von Titantargets ein wichtiges technisches Problem.
Zukünftige Ausrichtung:
Entwicklung neuer Titan-Targets: Durch Materialwissenschaft und Prozessinnovation werden neue Titan-Targets entwickelt, um den Anforderungen von High-End-Anwendungen gerecht zu werden.
Optimieren Sie den Vorbereitungsprozess: Durch Prozessoptimierung und Gerätemodernisierung können wir die Effizienz der Vorbereitung von Titan-Targetmaterialien verbessern, die Produktionskosten senken und die Umweltleistung des Produkts verbessern.
Anwendungsfelder erweitern: Durch Technologieforschung und -entwicklung sowie Marktentwicklung werden die Anwendungsfelder von Titantargets weiter ausgebaut, wie z. B. neue Energie, Biomedizin usw.
Generell haben Titantargets als wichtiges Beschichtungsmaterial breite Entwicklungsperspektiven, stehen aber auch vor einigen technischen Herausforderungen. Durch kontinuierliche technologische Innovation und Marktentwicklung wird erwartet, dass das Unternehmen in Zukunft eine größere Entwicklung erreichen wird.