一种铁钽合金粉的制备方法、铁钽合金粉及用途技术

本发明专利技术涉及一种铁钽合金粉的制备方法、铁钽合金粉及用途，所述铁钽合金粉的制备方法包括：先按照目标原子比例准备铁料和钽料并混合；然后在1542‑1600℃下熔化完全；随后在惰性气体作用下进行雾化，得到所述铁钽合金粉。所述制备方法控制铁钽混合料的熔融温度为1542‑1600℃，并优化雾化条件，使得制备得到的铁钽合金粉纯度≥99.95％，含氧量≤600ppm，利用筛分得到的粒度＜150目的所述铁钽合金粉，有利于制备得到高纯度、高致密、高弯曲强度和磁通量合格的铁钴钽合金溅射靶材；其中，将钽靶材的钽边料作为钽料进行制备，实现了变废为宝。

【技术实现步骤摘要】
一种铁钽合金粉的制备方法、铁钽合金粉及用途
本专利技术涉及合金粉末制备
，具体涉及一种铁钽合金粉的制备方法、铁钽合金粉及用途。
技术介绍
随着社会的飞速发展和人们对信息储存需求的急剧增加，利用磁性信息存储技术的硬盘和光盘等记录媒体越来越受到重视，并且依靠其存储密度高、容量大及其价格低廉等优势，在信息存储领域占据了举足轻重的位置。磁记录是利用磁的性质进行信息记录的方式，能够在存储和使用的时候通过特殊的方法进行信息的输入和读出，从而达到存储信息和读出信息的目的。根据介质磁化方向与介质表面的位置关系，磁记录包括水平磁记录和垂直磁记录两种。目前，在磁记录市场上，垂直磁记录技术已经全面取代了水平磁记录技术。因为，垂直磁记录技术使得磁记录介质的面密度与容量呈现了快速的增长，常见的磁记录介质有硬盘、磁盘和光盘等。磁记录介质一般采用多层垂直结构设计，以硬盘为例，具体包括润滑层、保护层、磁性记录层、中间层、软磁衬底层、衬底层和基底层。其中，软磁衬底层主要起着记录和存储数据的功能，在磁记录介质中的作用至关重要。目前，通过溅射过程得到的铁钴钽合金薄膜是最常用的软磁衬底层。溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是制备溅射法沉积薄膜的原材料，该固体一般被称为溅射靶材。用于溅射制备软磁衬底层的铁钴钽合金溅射靶材，需要有高的致密度、高的抗弯强度和高的磁通量：高的致密度可以保证溅射得到的薄膜比较均匀，不易发生“放电”等异常现象；弯曲强度会影响磁性材料的矫顽力，对其信息的存储有至关重要的影响，因此，高的抗弯强度可以保证靶材在使用时不易发生开裂等异常问题；靶材磁通量是磁记录靶材中非常重要的参数，通常靶材磁通量越高，记录和存储数据的能力越强。因此，铁钴钽合金溅射靶材的质量关系到了软磁衬底层，甚至整个磁记录行业的发展。目前，现有技术公开了一些铁钴钽合金溅射靶材的制备方法，例如CN108004515A公开了一种铁钴钽合金溅射靶材的制备方法、铁钴钽合金溅射靶材及应用，所述制备方法将铁粉、钴粉和钽粉在惰性气体保护下混合得到铁钴钽混合粉，然后依次进行冷压、真空脱气、一次热压烧结和二次热压烧结，即制得铁钴钽合金溅射靶材。然而，所述制备方法直接使用铁粉、钴粉和钽粉按照要求比例混合得到的混合粉，使得三种金属在热压烧结前只有少量或者基本没有形成化合物导致单质铁或单质钴呈现出磁性，最终导致铁钴钽合金溅射靶材的磁通量较低；CN105473759A公开了Fe-Co系合金溅射靶材和软磁性薄膜层、以及使用它的垂直磁记录介质，其中制造方法包括准备Fe-Co系合金粉，对于所述粉末进行加压烧结的工序。所述制备方法直接使用气体雾化法得到的Fe-Co系合金粉，制备得到的Fe-Co系合金溅射靶材可以满足高纯度、高致密、高弯曲强度和磁通量等性能，满足磁控溅射的需要。然而，所述Fe-Co系合金的熔融液体十分粘稠，极易堵塞管路，造成气体雾化法失败，再加上市场上无处采购具有目标比例要求Fe-Co系合金粉，使得Fe-Co系合金溅射靶材的制备和研发受到了极大阻碍。综上所述，如果先制备得到铁钽合金粉和钴钽合金粉，再将铁钽合金粉、钴钽合金粉和钽粉按照目标原子比例混合均匀用于制备铁钴钽合金溅射靶材，就可以避免铁钴钽合金粉制备困难的问题。为此，本专利技术提供了一种铁钽合金粉的制备方法、铁钽合金粉及用途。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种铁钽合金粉的制备方法、铁钽合金粉及用途，所述制备方法控制铁钽混合料的熔融温度为1542-1600℃，并优化雾化条件，使得制备得到的铁钽合金粉纯度≥99.95％，含氧量≤600ppm，利用筛分得到的粒度＜150目的所述铁钽合金粉，有利于制备得到高纯度、高致密、高弯曲强度和磁通量合格的铁钴钽合金溅射靶材。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种铁钽合金粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)按照目标原子比例准备铁料和钽料并混合，得到铁钽混合料；(2)将步骤(1)所述铁钽混合料在1542-1600℃下熔化完全，得到铁钽熔融体；(3)将步骤(2)所述铁钽熔融体在惰性气体作用下进行雾化，得到所述铁钽合金粉。本专利技术所述制备方法控制铁钽混合料的熔融温度为1542-1600℃，并优化雾化条件，避免了铁钽熔融体因粘稠所导致的管路堵塞问题，可以制备得到纯度≥99.95％、含氧量≤600ppm的铁钽合金粉，利用筛分得到的粒度＜150目的所述铁钽合金粉，有利于制备得到高纯度、高致密、高弯曲强度和磁通量合格的铁钴钽合金溅射靶材。本专利技术所述铁钽混合料的熔融温度为1542-1600℃，例如1542℃、1550℃、1560℃、1570℃、1580℃、1590℃或1600℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述目标原子比例中钽的原子比例为7.5-8.5％，其余为铁以及不可避免的杂质。本专利技术所述钽的原子比例为7.5-8.5％，例如7.5％、7.7％、8％、8.2％或8.5％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术所述不可避免的杂质的总含量＜0.05％，保证制备得到的铁钽合金粉纯度≥99.95％。本专利技术所述目标原子比例中钽的原子比例为7.5-8.5％，一方面，依据相图可知，该原子比例下Fe-Ta共晶温度最低，熔炼设备的承受压力最低；另一方面，该原子比例的铁钽合金粉可以保证铁的比例远高于钽的比例，便于后续和钴钽合金粉、钽粉组合配比得到具有目标原子比例的铁钴钽合金粉，进而制备得到铁钴钽合金溅射靶材。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述铁料的纯度≥99.95％。优选地，步骤(1)所述铁料为电解铁料。优选地，步骤(1)所述钽料的纯度≥99.95％。优选地，步骤(1)所述钽料为钽靶材的钽边料。本专利技术所述钽靶材可以是CN102517531A、CN103572223A或CN103572225A公开的钽靶材，在将钽靶材机加工制备靶材组件的过程中，会产生大量钽靶材的钽边料。作为本专利技术优选的技术方案，在步骤(1)所述按照目标原子比例准备铁料和钽料之前，还包括对所述铁料和钽料分别进行预处理。优选地，所述预处理依次包括去油、酸洗、干燥和真空包装。正如本领域技术人员所熟知的那样，将制粉材料准备完成再到制粉过程，中间还经过运输、储存等过程，因此有必要将预处理完成的制粉材料进行真空包装，有利于隔绝灰尘和空气，减少制粉材料的吸氧反应，进而保证了最终制备得到的铁钽合金粉满足含氧量≤600ppm的要求；此外，当正式进行制粉时，将真空包装拆开即可。优选地，所述去油包括将所述铁料和钽料分别放入清洗液中进行超声清洗，随后用纯水冲洗并擦拭干净。...

【技术保护点】
1.一种铁钽合金粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n(1)按照目标原子比例准备铁料和钽料并混合，得到铁钽混合料；/n(2)将步骤(1)所述铁钽混合料在1542-1600℃下熔化完全，得到铁钽熔融体；/n(3)将步骤(2)所述铁钽熔融体在惰性气体作用下进行雾化，得到所述铁钽合金粉。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁钽合金粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)按照目标原子比例准备铁料和钽料并混合，得到铁钽混合料；
(2)将步骤(1)所述铁钽混合料在1542-1600℃下熔化完全，得到铁钽熔融体；
(3)将步骤(2)所述铁钽熔融体在惰性气体作用下进行雾化，得到所述铁钽合金粉。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述目标原子比例中钽的原子比例为7.5-8.5％，其余为铁以及不可避免的杂质。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铁料的纯度≥99.95％；
优选地，步骤(1)所述铁料为电解铁料；
优选地，步骤(1)所述钽料的纯度≥99.95％；
优选地，步骤(1)所述钽料为钽靶材的钽边料。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)所述按照目标原子比例准备铁料和钽料之前，还包括对所述铁料和钽料分别进行预处理；
优选地，所述预处理依次包括去油、酸洗、干燥和真空包装；
优选地，所述去油包括将所述铁料和钽料分别放入清洗液中进行超声清洗，随后用纯水冲洗并擦拭干净；
优选地，所述清洗液为含有洗洁精的水溶液；
优选地，所述超声清洗的时间为50-70min；
优选地，所述超声清洗的温度为50-70℃；
优选地，所述酸洗包括在酸洗液中超声清洗，随后用纯水冲洗并擦拭干净；
优选地，所述酸洗液为硝酸和氢氟酸的水溶液；
优选地，按质量百分含量计，所述酸洗液中硝酸为38.5％，氢氟酸为7.1％；
优选地，所述酸洗的时间为10-30min；
优选地，所述干燥在真空干燥箱中进行；
优选地，所述干燥的时间为60-90min；
优选地，所述干燥的温度为65-75℃。


5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合在熔炼坩埚中采用分层叠加方式进行，具体包括如...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，边逸军，潘杰，王学泽，黄东长，
申请(专利权)人：宁波江丰电子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33