固溶及退火处理对Al-1.0%Si合金再结晶行为的研究

摘要

溅射靶材主要用于集成电路的布线。近年来,随着微电子等高科技产业的发展,溅射靶材的应用越来越广泛。Al-1％Si合金作为一种重要溅射靶材材料,其晶粒尺寸和织构对溅射过程有重要的影响,如何控制溅射靶材的晶粒尺寸和织构是靶材生产过程中的重要工艺过程。
　　本文以高纯铝合金Al-1%Si为研究对象,通过固溶处理、冷轧和再结晶退火等处理,对其在处理过程中微观组织和织构的演变做了较为系统的研究。首先将铝硅合金(Al-1%Si)合金分成两组,一组经过固溶处理、另一组不固溶;然后对两组合金冷轧,得到变形量分别为63%、86%、95%和98%(真应变分别为1、2、3和4)的样品;然后,未固溶组样品分别在200℃、300℃、400℃不同时间再结晶退火,直至完全再结晶;固溶组样品分别在250℃、350℃、450℃不同时间再结晶退火,直至完全再结晶。用扫描电镜和EBSD技术对微观组织结构和织构进行表征,研究固溶处理、冷轧变形量及退火温度对铝硅合金再结晶晶粒尺寸及织构的影响。通过研究得到以下主要结论:
　　(1)Al-1%Si合金在进行两小时固溶处理后,大部分第二相颗粒已经融入基体;进一步延长固溶时间,第二相颗粒分布并没有明显的改变。
　　(2)在退火过程中Si元素从固溶Al-1%Si基体中析出,随着温度的升高,析出颗粒数量增加。同一温度下,随着变形量的增加,大颗粒数量减少、小颗粒尺寸增加。
　　(3)未固溶Al-1%Si合金的T50均在200℃左右,固溶Al-1%Si合金的T50大约为250℃。
　　(4)随着冷轧变形量的增加,Al-1%Si合金的再结晶晶粒尺寸先减小、后增大;同一变形量的Al-1%Si合金,随着退火温度的升高再结晶晶粒尺寸增大。
　　(5)固溶Al-1%Si合金相对于没有经过固溶处理的铝合金更容易形成随机织构。
　　(6)固溶处理Al-1%Si合金冷轧至真应变为2后在350℃退火6h,平均晶粒尺寸17.6±9μm、具有随机织构,适合于生产溅射靶材。

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1 绪论

1.1 溅射靶材

1.2 冷轧工艺

1.3 形变织构的理论基础

1.4 再结晶晶粒大小的影响因素

1.5 课题研究的意义和主要内容

2 实验材料与方法

2.1 实验材料及制备

2.2 实验方法

3 应变和退火对Al-1%Si合金再结晶晶粒尺寸和结构的影响

3.1 Al-1%Si合金的T50

3.2 冷轧变形量及退火温度对Al-1%Si合金再结晶组织的影响

3.3 冷轧变形量及退火温度对Al-1%Si合金再结晶织构的影响

3.4 本章小结

4 固溶处理对形变Al-1%Si合金再结晶晶粒尺寸和织构的影响

4.1 固溶时间对 Al-1%Si 中第二相分布影响

4.2 固溶Al-1%Si合金的T50

4.3 冷轧变形量及退火温度对固溶Al-1%Si中硅第二相颗粒分布的影响

4.4 冷轧变形量及退火温度对固溶Al-1%Si晶粒尺寸的影响

4.5 冷轧变形量及退火温度对固溶Al-1%Si织构的影响

4.6 本章小结

5 结论

致谢

参考文献