本文中,我們將討論金屬材料的物理,化學和力學性能.金屬材料的性能很多,不同的使用要求和使用環(huán)境,具有
相應的性能要求.對于做靶材的材料人來說,具體需要了解的有以下幾個重要部分
金屬材料的物理性質(zhì)
這些特性主要是指熔點,導電性,導熱性,密度,耐腐蝕性,磁特性等
熔點,金屬材料在緩慢加熱的條件下,由固態(tài)開始熔化為液態(tài)時的溫度,叫該金屬的熔點,單位為攝氏度(℃).工
業(yè)上常用的金屬中,錫的熔點最低,為231.9℃,而鎢的熔點最高,為3410℃,純金屬有固定的熔點,但大多數(shù)合金
材料在熔化時,取決于它的成分.比如,.鐵碳合金,含碳量不同熔點也不同,即它們沒有一個固定的熔點,掌握各種
金屬材料和合金的熔點,對我們金屬和合金靶材的熔煉鑄造具有很大的影響,并因此影響其應用。
導電性,是金屬材料傳導電流的能力,衡量金屬材料導電能力的指標是電導率,申導率愈大 其導電性能就過好好
導電性以銀最好,其次是銅和鋁.金屬材料的導電性還與溫度有關,合金的導電性一般比純金屬差,當材料的橫
截面積及其他條件相同時,金屬的導電性愈好,則電流通過時產(chǎn)生的熱量就想小,因而在輸電過程中的電能損失
就較小.金屬中銀的導電性最好,其次是銅鋁
導熱性,用烙鐵舉例.木柄導熱系數(shù)低,可抵抗熱能流動,鉆頭是由銅制成的,它是良好的熱導體,因此可以使存儲
在其中的熱能容易地向下傳播到尖端并進入被煌接的工件,這種,金屬傳導熱量的能力叫導熱性,導熱性能的優(yōu)
劣一般用導熱系數(shù)來表示金屬材料,導熱系數(shù)又稱熱導率:金屬的導熱性愈差,其加熱或冷卻時,部件表面和內(nèi)
部的溫度差就愈大,由此產(chǎn)生的內(nèi)應力就愈大,就愈易發(fā)生裂紋.一般來說,導電性好的材料,其導熱性也好.銀的
導熱性最好,其次是銅和鋁
密度,定義為材料每單位體積的質(zhì)量;國際單位制和中國法定計量單位中,密度的單位為kg/m 3.相對密度是材
料密度與4°℃以下水的密度相比
密度和相對密度的公式為
密度(p)= 質(zhì)量(m)/體積(V)
相對密度(d)= 材料密度/純水在4°℃的密度
利用密度的概點可以解決一系列實際問題,如計算毛壞的質(zhì)量、鑒別金屬材料等
熱膨脹性,就是金屬升高溫度時體積發(fā)生脹大的現(xiàn)象稱為金屬的熱膨脹.衡量熱膨脹性的指標稱為熱膨脹系數(shù)
熱腹脹系數(shù)是指金屬溫度每升高1℃所增加的長度度與原來長度的比值,例如,在靶材的焊接綁定過程中,被煌
的工件由于受熱不均勻而產(chǎn)生不均勻的熱膨脹,就會導致焊件的變形和焊接應力
導磁性.金屬被磁化或被磁力吸引的性能稱為磁性.根據(jù)這種性能的不同,通常將金屬材料分為鐵磁材料、順磁
材料和逆磁材料三種.鐵磁材料有鐵、鈷、鎳等,它們在外磁場中能強烈被磁化.順磁材料有錳、鉻、鎢、鉬
等,它們在外加磁場中只是微弱地被磁化,.逆磁材料有銅、錫、鉛、鋅等,它們能抗拒或削弱外加磁場對材料本
身的磁化作用,鍍膜工業(yè)上應用較多的鐵磁材料,需要考慮磁場屏蔽問題,盡量提高透磁率以滿足濺射要求
金屬材料的化學性能
金屬材料在室溫或高溫下,抵抗介質(zhì)對它化學浸蝕的能力,稱為金屬材料的化學性能:金屬材料的化學性能一般
包括抗腐蝕性和抗氧化性等，
亢氧,兒性,是指金屬材料在高溫時抵抗氣化性氣氛腐蝕作用的能力
耐腐蝕性,金屬材料抵抗各種介質(zhì)(大氣、酸、堿、鹽)浸蝕的能力稱為抗腐蝕性.鉭、鈮等金屬材料在這方面
有突出表現(xiàn),鉭靶材濺射鍍膜后能起到耐腐蝕作用,保護膜層的表面
金屬材料的力學性能
力學性能是指金屬在外力作用,抵抗塑性變形和斷裂的能力,金屬材料的力學性能包括強度、屈服點、抗拉強
度、延伸率、斷面收縮率、硬度、沖擊韌性等強度,材料在外力(載荷)作用下,抵抗變形和斷裂的能力.材料單位面積受載荷稱應力
屈服點(os),稱屈服強度,指材料在拉抻過程中,材料所受應力達到某一臨界值時,載荷不再增加變形卻繼續(xù)增
加或產(chǎn)生0.2%L.時應力值.單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示.材料的屈服點是機械設計的主要依據(jù)之一,是評定
金屬材料質(zhì)是的重要指標。
抗拉強度(ob)也叫強度極限,指材料在拉斷前承受最大應力值,單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示.如鋁鋰合金抗
垃強度可達689.5MPa
延伸率(ō),金屬材料在拉伸斷裂后,總伸長與原始標距長度的百分比.工程上常將δ≥5%的材料稱為塑性材料
如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等:而把δ≤5%的材料稱為脆性材料,如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等
新面收縮率(4),金屬材料在拉伸斷裂后，斷面最大縮小面積與原斷面積百分比
沖擊韌性(ak),金屬材料抵抗沖擊載荷的能力,單位為焦耳/厘米2(J/cm2).用公式表示ak=Ak/F(J/cm2)
Ak---沖擊試樣所消耗的功,J:F….試樣斷口外橫截面積.cm2.ak值越大,材料的韌性越好,在受到?jīng)_擊時不容易
新烈:反之,越大脆性,金屬材料的沖擊韌度，與溫度有關 溫度越低 沖擊韌度值越小硬度,指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力.常用硬度按其范圍測定分布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和維氏硬度(HV),在生產(chǎn)中常用的是布氏硬度和洛氏硬度,維氏硬度試驗是用來測定顯微組織的硬度.
