1、定義
TA1純鈦靶管是以中國國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 3620.1 中的 TA1（工業(yè)純鈦） 為基礎(chǔ)材料，通過二次提純和精密加工制成的空心圓柱形濺射靶材。其純度通過特殊工藝提升 99.9%（3N級） 以上，結(jié)合管狀結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)濺射優(yōu)勢，適用于高效、連續(xù)的鍍膜生產(chǎn)，尤其在裝飾鍍層、工業(yè)耐磨涂層及中端光學(xué)鍍膜領(lǐng)域表現(xiàn)突出。
2、性能特點(diǎn)
純度與雜質(zhì)控制：
基礎(chǔ)TA1純度 99.5%，提純后≥99.9%（Fe≤0.05%，O≤0.15%，C≤0.03%）。
雜質(zhì)定向去除，避免薄膜針孔或電學(xué)性能波動。
結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：
空心管狀設(shè)計，旋轉(zhuǎn)濺射利用率達(dá) 70-80%，顯著降低材料浪費(fèi)。
壁厚均勻性 ±0.1 mm，濺射膜厚偏差≤±3%。
耐腐蝕性：
在5% NaCl溶液中年腐蝕速率≤0.005 mm，適合海洋環(huán)境或化工設(shè)備鍍層。
熱管理性能：
復(fù)合銅背板設(shè)計，導(dǎo)熱系數(shù)≥200 W/m·K，適配高功率濺射（≤15 W/cm2）。
3、材質(zhì)與制造工藝
材質(zhì)：
基材：TA1鈦（GB/T 3620.1），經(jīng) 電子束區(qū)域熔煉（EBZM） 提純至3N級。
背板：內(nèi)壁復(fù)合無氧銅（OFC，Cu≥99.99%）以增強(qiáng)散熱和機(jī)械支撐。
制造工藝：
原料提純：
真空自耗電弧熔煉（VAR）：去除揮發(fā)性雜質(zhì)（如Cl、S）。
電子束熔煉（EBM）：定向凝固，F(xiàn)e含量降至≤50 ppm。
管材成型：
熱擠壓（900-1000°C） → 旋壓冷軋 → 退火（消除應(yīng)力）。
精密加工：
真空電子束焊接（EBW） 密封管端，確保濺射時無氣體泄漏。
內(nèi)外壁鏡面拋光（Ra≤0.6 μm），超聲波清洗去除表面污染物。
復(fù)合處理：
鈦-銅界面通過 真空擴(kuò)散焊（溫度800°C，壓力50 MPa）實現(xiàn)高強(qiáng)度結(jié)合（≥200 MPa）。
4、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
| 標(biāo)準(zhǔn)類型 | 具體標(biāo)準(zhǔn) |
| 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) | GB/T 3620.1（TA1工業(yè)純鈦）、GB/T 3625（鈦及鈦合金管材） |
| 行業(yè)規(guī)范 | SJ/T 11609-2016（濺射靶材通用技術(shù)條件）、JB/T 8554（工業(yè)涂層性能要求） |
| 國際參考 | ASTM B338（鈦及鈦合金無縫管）、ISO 5832-2（醫(yī)用鈦材性能參考） |
5、應(yīng)用領(lǐng)域
裝飾鍍膜：
智能設(shè)備外殼的 氮化鈦（TiN）仿金鍍層（顏色均勻性優(yōu)于電鍍工藝）。
高端廚具的 碳化鈦（TiC）黑色涂層（耐刮擦、防指紋）。
工業(yè)耐磨涂層：
注塑模具的 TiCN涂層（摩擦系數(shù)≤0.25，壽命提升3-5倍）。
紡織機(jī)械導(dǎo)輥的 純鈦鍍層（耐纖維磨損，降低維護(hù)頻率）。
中端光學(xué)器件：
相機(jī)濾鏡的 增透膜（400-700 nm波段透過率≥97%）。
LED封裝反射層的 鈦基高反射膜（反射率≥92%）。
防腐工程：
海洋平臺螺栓的 CrTiN復(fù)合鍍層（耐鹽霧≥1000小時）。
化工閥門的 純鈦防護(hù)層（耐酸堿腐蝕，替代哈氏合金）。
6、與其他鈦靶管的異同對比
| 特性 | TA1純鈦靶管（3N級） | TA2鈦靶管 | 4N5級純鈦靶管 | 鈦合金靶管（Ti6Al4V） |
| 純度 | 99.9%（Fe≤0.05%） | 99.5%（Fe≤0.20%） | 99.995%（Fe≤0.005%） | 90% Ti + 6% Al + 4% V |
| 成本 | 中（￥600-1000/kg） | 低（￥400-800/kg） | 高（￥2000-4000/kg） | 中高（￥1000-1500/kg） |
| 耐溫性 | ≤600°C（氧化前） | ≤500°C | ≤800°C | ≤400°C（Al易氧化） |
| 適用工藝 | 中功率濺射（≤12 W/cm2） | 低功率濺射 | 高功率濺射（≤20 W/cm2） | 共濺射（需Al/V靶配合） |
| 薄膜性能 | 耐磨/裝飾均衡 | 基礎(chǔ)防護(hù) | 超低缺陷（半導(dǎo)體級） | 高硬度但易氧化 |
| 典型應(yīng)用 | 工具鍍層、中端光學(xué) | 防腐鍍層、裝飾 | 半導(dǎo)體/精密光學(xué) | 航空耐磨部件 |
7、選購方法與注意事項
選購方法
純度與雜質(zhì)檢測：
要求供應(yīng)商提供 ICP-MS檢測報告，確認(rèn)Fe≤50 ppm、O≤150 ppm。
若用于光學(xué)鍍膜，需額外控制 Al、Si≤10 ppm。
幾何精度驗證：
壁厚公差 ±0.1 mm，同心度≤0.05 mm，直線度≤0.1 mm/m（激光掃描檢測）。
微觀結(jié)構(gòu)分析：
SEM+EDS：晶粒尺寸≤80 μm，無氣孔、裂紋（氣孔率≤0.2%）。
供應(yīng)商篩選：
優(yōu)先選擇具備 EBM+EBW一體化工藝 的廠商（如寶雞鈦業(yè)、西部超導(dǎo)）。
驗證是否通過 ISO 9001 及 IATF 16949（汽車行業(yè)）認(rèn)證。
注意事項
儲存與預(yù)處理：
真空鋁箔袋充氬封裝，儲存溫度 15-25°C，濕度<30% RH。
使用前 氬離子轟擊清洗（功率 5 W/cm2，時間 20分鐘），去除表面氧化層。
工藝優(yōu)化：
TiN涂層：氮?dú)庹急?nbsp;40-60%，基片溫度 200-350°C，偏壓 -50至-100 V。
純鈦鍍層：氬氣純度≥99.999%，濺射氣壓 0.3-0.5 Pa，避免氧污染。
維護(hù)與報廢：
定期檢查壁厚（剩余厚度<1 mm時更換），防止冷卻液泄漏。
報廢靶管可重熔再生，但需控制 O含量增量≤100 ppm。
TA1純鈦靶管通過提純工藝在保留工業(yè)純鈦成本優(yōu)勢的同時，顯著提升了雜質(zhì)控制水平與濺射效率，成為中端鍍膜市場的理想選擇。其性價比優(yōu)于4N5級靶管，且比TA2靶管更適合要求較高的耐磨與光學(xué)應(yīng)用。選購時需嚴(yán)格把控純度、幾何精度及供應(yīng)商的工藝成熟度，使用中需優(yōu)化濺射參數(shù)并定期維護(hù)。對于半導(dǎo)體或超精密光學(xué)等高端領(lǐng)域，仍需選用4N5級以上靶材；而在工具強(qiáng)化、裝飾鍍層及一般工業(yè)防護(hù)場景，TA1純鈦靶管可實現(xiàn)性能與成本的最佳平衡。
