【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属靶材领域，特别是涉及一种金属靶材的修复方法。
技术介绍
1、随着科技的快速发展，钼-钨合金因其优异的物理和化学性能，广泛应用于高科技领域，如半导体制造、光电器件、太阳能电池等。这些领域对材料的高强度、高熔点和良好的导电性提出了严苛的要求，钼-钨合金靶材因其高熔点（钨的熔点为3422℃）和优异的机械性能，成为制造高性能薄膜和涂层的理想材料。然而，靶材在长期使用过程中，表面会受到损伤和磨损，影响其性能和使用寿命。
2、在当前技术中，修复钼-钨合金靶材的主要技术方法包括激光熔覆、冷喷涂、电刷镀等。以激光熔覆作为说明，其是一种利用高能激光束在基材表面形成熔池，同时通过送粉系统将钼-钨合金粉末喷入熔池中，使其熔化并与基材结合，冷却后形成致密的修复层。
3、钼（mo）是一种具有多种优异特性的金属，广泛用于制造金属靶材。在很多高科技领域，钼靶材因其独特的性能和优势被广泛应用，例如用于制造光学薄膜和反射镜涂层、集成电路和大规模集成电路（vlsi）中的互连层材料、以及薄膜太阳能电池中的背电极材料，如铜铟镓硒（cigs）和铜锌锡硫（czts）太阳能电池等等。
4、在本专利技术的应用场景中，为了提高钼在高温环境下的强度和稳定性，防止热应力引起的变形；同时降低钼的热膨胀系数，使其与太阳能电池（例如：铜铟镓硒和铜锌锡硫薄膜太阳能电池）其他层材料更好匹配以减少界面应力，通常会在钼中掺入少量的钨。钼与钨均属于第6族过渡金属，具有类似的化学性质，其中，钼的熔点为2623℃，而钨拥有所有金属中最高的熔点342
5、在一些实施例中，尤其是生产cigs（铜铟镓硒）太阳能电池时，为了增加薄膜的耐腐蚀性与抗氧化性，同时减少薄膜内部的电阻，提高薄膜的导电性，掺杂钨的比例通常为5%-10%之间。
6、然而上述方法存在2点问题，首先是由于钨的熔点过高，导致热影响区扩大，引发靶材性能劣化（例如硬度和强度下降），进而导致热应力和变形，甚至有可能导致靶材局部开裂。其次，由于合金的熔点相差较大，会导致高温熔覆的过程中钼钨粉末在熔覆层中分布不均，从而影响材料的一致性。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提出一种金属靶材的修复方法。
2、本专利技术采用如下的技术方案。
3、本专利技术第一方面公开了一种金属靶材的修复方法，用于对钼钨合金靶材进行修复，其特征在于，所述方法包括步骤s1~步骤s3；
4、步骤s1，金属靶材的清洗、打磨，以及激光熔覆设备与送粉装置初始化；
5、步骤s2，基于预设的交叉扫描路径，以逐层递进的方式进行激光熔覆；
6、交叉扫描路径为激光熔覆设备的扫描路径，覆盖整个待修复区域，包括第一路径与第二路径，第一路径与第二路径呈现出交叉的路径结构，路径的宽度如下式所示：
7、，
8、其中，为路径的宽度，为激光熔覆设备的光斑直径，为修正系数，为扫描速率，是交叉扫描路径的重叠率；
9、步骤s3，冷却后对熔覆层表面进行打磨，即完成对金属靶材的修复。
10、进一步的，步骤s1具体包括：使用有机溶剂清洗钼钨合金靶材表面，去除油脂、灰尘和其他污染物；使用细砂纸打磨靶材表面，去除氧化层和松散颗粒；激光熔覆设备设置为光纤激光器或二氧化碳激光器，功率范围设置为1kw-2kw，扫描速度设置为5-20mm/s，光斑直径设置为1.5-2mm；钼钨合金粉末的粒径为25-35微米，纯度大于99.9%，速率设定为5-20g/min；保护气体选择氩气，其混合在钼钨合金粉末中以防止钼钨合金粉末在熔覆过程中氧化，其流量设置为10-20 l/min。
11、进一步的，激光熔覆具体是通过高能激光束在靶材表面形成熔池，同时通过送粉装置将钼钨合金粉末送入熔池中，使其融化并与靶材结合，形成致密的涂层，以达到修复靶材的作用。
12、进一步的，步骤s2中预设的交叉扫描路径基于步骤s21~步骤s24进行设置；
13、步骤s21，设置初步的扫描轨迹；
14、步骤s22，确定待修复区域的3d模型图，并以此计算出待修复区域中每一处的深度；
15、步骤s23，基于待修复区域中每一处的深度，确定待修复区域中每一处的扫描速率与路径的宽度；
16、步骤s24，基于待修复区域中每一处的扫描速率与路径的宽度，确定预设的交叉扫描路径。
17、进一步的，步骤s22具体包括：首先，清洁待修复区域，确保无油污、灰尘和其他污染物，其次，将填充材料均匀的涂抹在待修复区域，确保填充所有凹陷和不平整区域，并根据填充材料的特性，让其充分固化，取出填充材料后，最后根据3d扫描仪确定待修复区域的3d模型图，并以此计算出待修复区域中每一处的深度。
18、进一步的，在步骤s23中，待修复区域中每一处的扫描速率如下式所示：
19、，
20、其中，为待修复区域的二维位置，分别为待修复区域中位置处的深度与待修复区域中位置处的深度，是激光功率，表示位置处的平均深度，为固定的常数。
21、进一步的，步骤s23具体包括步骤s231~步骤s233；
22、步骤s231，基于待修复区域中每一处的深度，确定待修复区域中的多个等势线；
23、步骤s232，基于等势线，计算出每一个待修复区域中每一处的平均深度；
24、步骤s233，基于待修复区域中每一处的平均深度，确定待修复区域中每一处的扫描速率与路径的宽度。
25、进一步的，每一个待修复区域中位置处的平均深度如下式所示：
26、，
27、其中，表示第条等势线的深度，表示与第条等势线的垂直距离。
28、本专利技术具有如下优点：
29、本专利技术通过设置交叉扫描路径，以逐层递进的方式进行激光熔覆，形成较小的熔池，有效限制了钼钨合金的流动，减少了热影响区，避免了靶材性能劣化及热应力和变形，降低了局部开裂的风险。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种金属靶材的修复方法，用于对钼钨合金靶材进行修复，其特征在于，所述方法包括步骤S1~步骤S3；
2.根据权利要求1所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，步骤S1具体包括：使用有机溶剂清洗钼钨合金靶材表面，去除油脂、灰尘和其他污染物；使用细砂纸打磨靶材表面，去除氧化层和松散颗粒；激光熔覆设备设置为光纤激光器或二氧化碳激光器，功率范围设置为1kw-2kw，扫描速度设置为5-20mm/s，光斑直径设置为1.5-2mm；钼钨合金粉末的粒径为25-35微米，纯度大于99.9%，速率设定为5-20 g/min；保护气体选择氩气，其混合在钼钨合金粉末中以防止钼钨合金粉末在熔覆过程中氧化，其流量设置为10-20 L/min。
3.根据权利要求1所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，激光熔覆具体是通过高能激光束在靶材表面形成熔池，同时通过送粉装置将钼钨合金粉末送入熔池中，使其融化并与靶材结合，形成致密的涂层，以达到修复靶材的作用。
4.根据权利要求1所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，步骤S2中预设的交叉扫描路径基于步骤S21~步骤S24进行
5.根据权利要求4所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，步骤S22具体包括：首先，清洁待修复区域，确保无油污、灰尘和其他污染物，其次，将填充材料均匀的涂抹在待修复区域，确保填充所有凹陷和不平整区域，并根据填充材料的特性，让其充分固化，取出填充材料后，最后根据3D扫描仪确定待修复区域的3D模型图，并以此计算出待修复区域中每一处的深度。
6.根据权利要求4所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，在步骤S23中，待修复区域中每一处的扫描速率如下式所示：
7.根据权利要求4所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，步骤S23具体包括步骤S231~步骤S233；
8.根据权利要求7所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，每一个待修复区域中位置处的平均深度如下式所示：
...【技术特征摘要】
1.一种金属靶材的修复方法，用于对钼钨合金靶材进行修复，其特征在于，所述方法包括步骤s1~步骤s3；
2.根据权利要求1所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，步骤s1具体包括：使用有机溶剂清洗钼钨合金靶材表面，去除油脂、灰尘和其他污染物；使用细砂纸打磨靶材表面，去除氧化层和松散颗粒；激光熔覆设备设置为光纤激光器或二氧化碳激光器，功率范围设置为1kw-2kw，扫描速度设置为5-20mm/s，光斑直径设置为1.5-2mm；钼钨合金粉末的粒径为25-35微米，纯度大于99.9%，速率设定为5-20 g/min；保护气体选择氩气，其混合在钼钨合金粉末中以防止钼钨合金粉末在熔覆过程中氧化，其流量设置为10-20 l/min。
3.根据权利要求1所述的一种金属靶材的修复方法，其特征在于，激光熔覆具体是通过高能激光束在靶材表面形成熔池，同时通过送粉装置将钼钨合金粉末送入熔池中，使其融化并与靶材结合，形成致密的涂层，以达到修复靶材的作用。...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟华，郭向东，
申请(专利权)人：安徽纬科材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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