Titanium Target Silver Sputtering Target Titanium Disc To High Purity Sputtering Trong Các Ứng dụng Y tế

Titanium Target Silver Sputtering Target Titanium Disc đến Sputtering độ tinh khiết cao trong các ứng dụng y tế

Trong lĩnh vực quá trình lắng đọng hơi vật lý (PVD), các mục tiêu phun titan là rất quan trọng trong sản xuất các tấm mỏng được sử dụng trong các ứng dụng y tế khác nhau.Những tấm mỏng này rất quan trọng để tăng hiệu suấtTrong số các loại titan khác nhau, lớp 5 (Ti-6Al-4V) và lớp 7 (Ti-0.15Pd) đặc biệt đáng chú ý do các tính chất độc đáo của chúng làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng y tế khi được sử dụng trong phun.

Các mục tiêu hợp kim titan-aluminium là các vật liệu chuyên dụng được sử dụng trong các quy trình phun để lắng đọng các tấm mỏng có tính chất cụ thể.Những mục tiêu này được làm từ một sự kết hợp của titan (Ti) và nhôm (Al), và chúng cung cấp các đặc điểm độc đáo làm cho chúng có giá trị trong các ứng dụng công nghiệp khác nhau.

Đặc điểm của mục tiêu hợp kim titan nhôm:

1. Độ tinh khiết cao:

   • Các mục tiêu hợp kim titan-aluminium được sản xuất với độ tinh khiết cao, thường là 99,5% hoặc cao hơn.cung cấp hiệu suất tuyệt vời và đồng nhất trong các ứng dụng đòi hỏi lớp phủ chính xác.

2. Kích thước hạt mịn:

   • Các mục tiêu hợp kim được sản xuất với kích thước hạt mịn, làm tăng hiệu quả của quá trình phun.Kích thước hạt nhỏ hơn cho phép lắng đọng đồng nhất hơn của phim trên chất nền, cải thiện chất lượng lớp phủ.

3. Dễ dàng Sintering:

   • Hợp kim titan-aluminium có tính đặc tính ngâm tốt, có nghĩa là chúng có thể dễ dàng được chế biến thành các dạng dày đặc và rắn.và có khả năng chịu được căng thẳng của quá trình phun mà không bị phân hủy.

4. Khả năng hình thành tốt:

   • Các mục tiêu hợp kim titan-aluminium được biết đến với khả năng hình thành tuyệt vời của chúng.đảm bảo khả năng tương thích với các hệ thống phun khác nhau và tăng tính linh hoạt của chúng trong một loạt các ứng dụng.

Ứng dụng của mục tiêu hợp kim titan nhôm:

Các mục tiêu phun hợp kim titan-aluminium được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau do các tính chất riêng biệt của chúng, chẳng hạn như chống mòn, chống ăn mòn và khả năng tạo thành lớp phủ mạnh.Một số ứng dụng chính bao gồm::

1. Công cụ cắt:

   • Lớp phủ hợp kim titan-aluminium thường được sử dụng trong các công cụ cắt, nơi chúng cải thiện khả năng chống mòn, chống ăn mòn và ổn định nhiệt.Những lớp phủ này kéo dài tuổi thọ của các công cụ như khoan, nhà máy kết thúc, và công cụ xoắn, làm cho chúng hiệu quả hơn trong gia công tốc độ cao.

2. Máy khoan và công cụ bằng cacbon bê tông:

   • Các giàn khoan và công cụ carbide xi măng được hưởng lợi từ lớp phủ hợp kim titan-aluminium vì nó cải thiện đáng kể hiệu suất của công cụ trong điều kiện mài mòn và nhiệt độ cao.Lớp phủ cũng cải thiện khả năng cắt và độ bền của các công cụ khi khoan hoặc gia công vật liệu cứng.

3. Công cụ gốm Carbide Cemented:

   • Những lớp phủ này được áp dụng cho các công cụ gốm được làm từ carbure xi măng, tăng cường khả năng chống mòn, độ dẻo dai và sức mạnh của chúng.Điều này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng đòi hỏi các công cụ để xử lý vật liệu cực kỳ cứng, chẳng hạn như trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ hoặc ô tô.

4. Các khuôn Carbide Cemented:

   • Các lớp phủ hợp kim titan-aluminium cũng được sử dụng trong khuôn được làm từ carbide xi măng. Những khuôn này, được sử dụng trong quá trình đúc kim loại,được hưởng lợi từ khả năng chống mòn và chống ăn mòn tăng cường do các lớp phủ titan-aluminium, góp phần tăng tuổi thọ và cải thiện chất lượng sản phẩm.

5. Phần kim loại bột của vật liệu siêu cứng:

   • Hợp kim titan-aluminium rất cần thiết trong việc sản xuất vật liệu siêu cứng thông qua luyện kim bột.,làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng trong các ngành công nghiệp như khai thác mỏ, khoan và cắt công cụ.

6. Kim loại tổng hợp gốm:

   • Các hợp kim này thường được sử dụng làm chất phụ gia trong sản xuất gốm kim loại tổng hợp. Sự kết hợp các tính chất kim loại và gốm tạo ra các vật liệu có độ bền cao hơn, khả năng chống nhiệt, độ bền cao hơn, độ bền cao hơn.và dẫn điện, làm cho chúng phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi trong các hệ thống điện tử và cơ khí.

7. Các chất phụ gia cho hợp kim chịu nhiệt độ cao:

   • Hợp kim titan-aluminium là chất phụ gia quan trọng trong sản xuất hợp kim chịu nhiệt độ cao.và bộ trao đổi nhiệtSự bổ sung titan và nhôm cải thiện sức đề kháng nhiệt độ tổng thể và tính toàn vẹn cấu trúc của hợp kim.

2Các yêu cầu hiệu suất chính của mục tiêu

(1) Độ tinh khiết Độ tinh khiết là một trong những chỉ số hiệu suất chính của mục tiêu, bởi vì độ tinh khiết của mục tiêu có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của phim.các yêu cầu về độ tinh khiết của các vật liệu mục tiêu cũng khác nhauVí dụ, với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp vi điện tử, kích thước của các tấm silicon đã tăng từ 6 ", 8" đến 12 ", và chiều rộng dây đã được giảm từ 0,5um đến 0,25um, 0,25mm.18um hoặc thậm chí 0.13um, độ tinh khiết mục tiêu trước đó là 99,995% Có thể đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của 0,35umIC, và việc chuẩn bị các đường 0,18um đòi hỏi 99,999% hoặc thậm chí 99,9999% cho độ tinh khiết của mục tiêu.

(2) Hàm lượng tạp chất Các tạp chất trong chất rắn mục tiêu và oxy và hơi nước trong lỗ chân lông là các nguồn gây ô nhiễm chính cho màng lắng đọng.Các mục tiêu khác nhau có các yêu cầu khác nhau đối với hàm lượng tạp chất khác nhauVí dụ, các mục tiêu nhôm tinh khiết và hợp kim nhôm được sử dụng trong ngành công nghiệp bán dẫn có yêu cầu đặc biệt về hàm lượng kim loại kiềm và hàm lượng nguyên tố phóng xạ.

(3) mật độ Để giảm các lỗ chân lông trong các chất rắn của mục tiêu và cải thiện hiệu suất của phim phun, mục tiêu thường được yêu cầu phải có mật độ cao hơn.Mật độ của mục tiêu không chỉ ảnh hưởng đến tốc độ phun, nhưng cũng ảnh hưởng đến tính chất điện và quang học của phim.Tăng mật độ và độ bền của mục tiêu cho phép mục tiêu chịu được căng thẳng nhiệt tốt hơn trong quá trình phunĐộ mật độ cũng là một trong những chỉ số hiệu suất chính của mục tiêu.

(4) Kích thước hạt và phân bố kích thước hạt Vật liệu mục tiêu thường là đa tinh thể, và kích thước hạt có thể nằm trong phạm vi của micron đến milimet.tốc độ phun của mục tiêu với hạt mịn nhanh hơn so với mục tiêu với hạt thô; độ dày của màng được lắng đọng bằng cách phun vào mục tiêu với sự khác biệt nhỏ về kích thước hạt (phân phối đồng đều) là đồng đều hơn.

Titanium trong sử dụng y tế

Titanium, đặc biệt là lớp 1 và lớp 2, được đánh giá cao trong lĩnh vực y tế và y sinh vì tính tương thích sinh học, độ bền và đặc tính nhẹ.Nó thường được sử dụng trong các thiết bị y tế vì nó không gây hại cho cơ thể và không có khả năng gây phản ứng dị ứng.

Các sử dụng y tế chính của titan:

1. Cấy ghép chỉnh hình: Titanium thường được sử dụng trong các ốc vít xương, tấm, thay thế khớp và cấy ghép cột sống vì nó bắt chước các tính chất của xương.
2. Cấy ghép răng: Tính tương thích sinh học và độ bền của titanium làm cho nó trở thành sự lựa chọn hoàn hảo cho cấy ghép răng đòi hỏi độ bền cao và chống ăn mòn.
3. Các dụng cụ y tế: Do khả năng chống ăn mòn của nó, các dụng cụ phẫu thuật, kim, vải vải vải và các dụng cụ y tế khác thường được làm từ titan hoặc hợp kim titan.
4. Các thiết bị giả: Titanium được sử dụng trong sản xuất chân giả và cấy ghép vì sự kết hợp của nó với trọng lượng nhẹ và sức mạnh.
5. Thiết bị tim mạch: Titanium được sử dụng trong sản xuất vỏ máy tăng nhịp tim, stent và van do bản chất không phản ứng trong cơ thể con người.
6. Lớp phủ chống mài mòn: Các mục tiêu phun titan có thể được sử dụng để lắng đọng lớp phủ mỏng trên các thiết bị y tế để tăng khả năng chống mài mòn, giảm ma sát và cải thiện khả năng tương thích sinh học.

Các loại titan:

Titanium là một kim loại rất linh hoạt, và nó được phân loại thành các loại khác nhau dựa trên thành phần và tính chất của nó.Titanium tinh khiết thương mại (CP)Đây là một cái nhìn tổng quan về các loại titan phổ biến nhất:

1Tiến thương mại tinh khiết (CP) Titanium

Titanium tinh khiết thương mại là dạng titanium cơ bản nhất với các yếu tố hợp kim tối thiểu. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống ăn mòn và tương thích sinh học xuất sắc,nhưng nó không có độ bền cao của hợp kim titan.

• Nhóm 1 (CP1):

  • Thành phần: Ít nhất 99,5% titan, với một lượng sắt và oxy rất nhỏ.
  • Tính chất: Lớp 1 là lớp mềm nhất và dẻo dai nhất trong các lớp tinh khiết thương mại. Nó cung cấp khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là trong môi trường ăn mòn cao như nước biển.
  • Ứng dụng: Xử lý hóa học, ứng dụng hàng hải, cấy ghép y tế, thành phần hàng không vũ trụ.

• Mức độ 2 (CP2):

  • Thành phần: Ít nhất 99,2% titan.
  • Tính chất: Lớp 2 có độ bền cao hơn một chút so với lớp 1, trong khi vẫn giữ được khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.
  • Ứng dụng: Máy trao đổi nhiệt, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế (cấy ghép, dụng cụ phẫu thuật) và các ứng dụng trên biển.

• Mức độ 3 (CP3):

  • Thành phần: Ít nhất 99% titan.
  • Tính chất: Có độ bền cao hơn lớp 2 nhưng có khả năng hình thành giảm nhẹ.
  • Ứng dụng: Xử lý hóa học, hàng hải, sản xuất điện và ứng dụng y tế.

• Mức độ 4 (CP4):

  • Thành phần: Ít nhất 98,5% titan.
  • Tính chất: Chất mạnh nhất trong các loại tinh khiết thương mại, cung cấp tỷ lệ sức mạnh-trọng lượng tuyệt vời.Nó có khả năng chống ăn mòn thấp hơn một chút so với lớp 2, nhưng vẫn rất tốt cho hầu hết các ứng dụng công nghiệp và y tế.
  • Ứng dụng: Hàng không vũ trụ, ngành công nghiệp hóa học, hàng hải, cấy ghép y tế, linh kiện ô tô.

2Các hợp kim titan

Hợp kim titan thường mạnh hơn titan tinh khiết thương mại và có các tính chất được nâng cao, chẳng hạn như tăng cường sức mạnh, chống mệt mỏi tốt hơn và đôi khi chống ăn mòn cao hơn.Các hợp kim này thường được phân loại theo các nguyên tố hợp kim với titan, chẳng hạn như nhôm, vanadium, molybdenum, sắt hoặc zirconium.

Các hợp kim alpha

Các hợp kim titan này chủ yếu được hợp kim với nhôm và cung cấp sức mạnh tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao.

• Nhóm 5 (Ti-6Al-4V):

  • Thành phần: 90% titan, 6% nhôm, 4% vanadium.
  • Tính chất: Một trong những hợp kim titan được sử dụng rộng rãi nhất, lớp 5 cung cấp sự cân bằng tuyệt vời về sức mạnh, trọng lượng nhẹ và chống ăn mòn.Nó cũng có thể xử lý nhiệt để tăng cường thêm tính chất cơ học của nó.
  • Ứng dụng: Hàng không vũ trụ (máy bay, tên lửa), cấy ghép y tế (kỹ thuật chỉnh hình và nha khoa), hàng hải, sản xuất điện và thiết bị thể thao.

• Nhóm 6 (Ti-5Al-2.5Sn):

  • Thành phần: 5% nhôm, 2,5% thiếc, và titan cân bằng.
  • Tính chất: Có khả năng hàn tốt hơn lớp 5 và được sử dụng cho các ứng dụng nhiệt độ cao, nơi vẫn cần một số khả năng chống ăn mòn.
  • Ứng dụng: Các thành phần hàng không vũ trụ, các ứng dụng nhiệt độ cao, động cơ tuabin khí.

Các hợp kim Beta

Các hợp kim beta có lượng ổn định pha beta cao hơn (như vanadium, molybdenum hoặc chromium), giúp cải thiện độ bền, khả năng hình thành và khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao.

• Nhóm 9 (Ti-3Al-2.5V):

  • Thành phần: 3% nhôm, 2,5% vanadi và titan.
  • Tính chất: Có độ bền cao hơn lớp 5 nhưng có thể hình thành và hàn dễ dàng hơn.
  • Ứng dụng: Hàng không vũ trụ, thiết bị thể thao, chế biến hóa chất và ứng dụng y tế.

• Nhóm 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni):

  • Thành phần: 0,3% molybden, 0,8% niken, và titan cân bằng.
  • Tính chất: Lớp 12 cung cấp sự kết hợp tuyệt vời về độ bền, khả năng hàn và chống ăn mòn.
  • Ứng dụng: Xử lý hóa chất, ứng dụng trên biển và cấy ghép y tế.

Các hợp kim Alpha-Beta

Các hợp kim này là một hỗn hợp của cả hai giai đoạn alpha và beta và cung cấp sự cân bằng về sức mạnh, khả năng hình thành và khả năng chống ăn mòn.Các hợp kim alpha-beta là hợp kim titan được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng cấu trúc và hiệu suất cao.

• Thể loại 23 (Ti-6Al-4V ELI):
  • Thành phần: 6% nhôm, 4% vanadium, với các yếu tố thắt thêm thấp như carbon, oxy và nitơ.
  • Tính chất: Đây là phiên bản liên tục cực thấp (ELI) của lớp 5. Nó cung cấp khả năng tương thích sinh học được cải thiện, làm cho nó đặc biệt hữu ích cho cấy ghép y tế.Thể loại 23 được biết đến với tỷ lệ sức mạnh so với trọng lượng tuyệt vời và khả năng chống mệt mỏi vượt trội.
  • Ứng dụng: Cấy ghép chỉnh hình, hàng không vũ trụ, cấy ghép nha khoa và thiết bị thể thao.

3Các hợp kim titan đặc biệt

Các hợp kim này được phát triển đặc biệt cho các ứng dụng thích hợp đòi hỏi các tính chất rất cụ thể.

• Nhóm 7 (Ti-0,15Pd):

  • Thành phần: Titanium với 0,12-0,25% palladium.
  • Tính chất: Được biết đến với khả năng chống ăn mòn vượt trội trong môi trường có axit cao, đặc biệt là trong môi trường chứa clorua.làm cho nó phù hợp với các ứng dụng y tế.
  • Ứng dụng: Thiết bị y tế, hàng không vũ trụ, chế biến hóa chất và ứng dụng trên biển.

• Thể loại 11 (Ti-0,3Pd):

  • Thành phần: 0,3% palladium, và titanium cân bằng.
  • Tính chất: Tương tự như lớp 7, với hàm lượng palladium cao hơn một chút để tăng khả năng chống ăn mòn.
  • Ứng dụng: Hàng không vũ trụ, chế biến hóa chất và môi trường biển.

• Thể loại 13 (Ti-0,3Ni):

  • Thành phần: 0,3% niken và titan.
  • Tính chất: Có khả năng chống ăn mòn tốt và được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao và hiệu suất tuyệt vời trong một số môi trường hóa học nhất định.
  • Ứng dụng: Ứng dụng trên biển, chế biến hóa chất.

4Mục đích

Nó được sử dụng rộng rãi trong lớp phủ trang trí, lớp phủ chống mòn, đĩa CD và VCD trong ngành công nghiệp điện tử, cũng như các lớp phủ đĩa từ khác nhau.

Phim tungsten-titanium (W-Ti) và phim hợp kim dựa trên tungsten-titanium (W-Ti) là phim hợp kim nhiệt độ cao với một loạt các tính chất tuyệt vời không thể thay thế.Tungsten có các tính chất như điểm nóng chảy cao, độ bền cao và hệ số mở rộng nhiệt thấp.Ví dụ như các thiết bị khác nhau đòi hỏi dây kim loại đóng vai trò dẫn điện, chẳng hạn như Al, Cu, và Ag đã được sử dụng rộng rãi và nghiên cứu.và có độ dính kém đến lớp điện môiNó dễ dàng khuếch tán vào các vật liệu nền của các thiết bị như Si và SiO2, và nó sẽ hình thành kim loại và Si ở nhiệt độ thấp hơn.làm suy giảm đáng kể hiệu suất của thiết bịHợp kim W-Ti dễ dàng được sử dụng như một rào cản khuếch tán dây dẫn do tính chất nhiệt cơ khí ổn định, sự di chuyển điện tử thấp, khả năng chống ăn mòn cao và ổn định hóa học,đặc biệt phù hợp để sử dụng trong môi trường dòng điện cao và nhiệt độ cao .

Kết luận:

Các mục tiêu phun hợp kim titan, bao gồm hợp kim TiAl, là các vật liệu linh hoạt được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng sơn trong các ngành công nghiệp từ hàng không vũ trụ đến điện tử và y sinh.Những vật liệu này cung cấp các tính chất đặc biệt như sức mạnh, khả năng chống ăn mòn, khả năng tương thích sinh học và khả năng mòn, làm cho chúng lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi đòi hỏi các tấm mỏng bền, hiệu suất cao.Khi chọn mục tiêu phun titan, các yếu tố như thành phần hợp kim, độ tinh khiết và hình học mục tiêu phải được xem xét để đạt được kết quả tối ưu trong quá trình phun.