学会副理事长单位——有研集团2019科技成果展示—高纯稀土金属、合金靶材及其制备技术

2019有研集团科技成果展示第三期推出——“高纯稀土金属、合金靶材及其制备技术”报道。有研稀土承担完成的“高纯稀土金属、合金靶材及其制备技术”项目荣获2019年度中国有色金属工业科学技术进步一等奖。该项目解决了高纯稀土金属关键材料制备技术难题，提升了我国在高纯稀土金属材料方向的国际地位，经济社会效益显著。

图1 获奖证书

技术背景

随着高新技术产业的兴起，高纯稀土金属及合金靶材在新能源汽车、集成电路、新型显示、5G通讯等领域不断得到新的应用，成为高新技术产业发展不可或缺的关键材料，对其纯度要求日益严苛与多样化，需求量也与日俱增。如稀土钪铝合金靶材制备的压电薄膜是5G通讯、相控阵雷达、电子对抗系统滤波器的核心材料，当掺杂 Sc的含量达到 43%时，薄膜的压电系数可提高400%；OLED显示屏的金属阴极层中，金属镱替代镁/银阴极，可以解决折叠问题；新能源汽车及压缩机用的稀土永磁体，通过稀土铽镝靶材薄膜渗透的方式可减少高价稀土金属用量90%；10nm线宽以下集成电路应用稀土作为高介电材料及金属栅极，可以解决核心漏电问题。

                          图2 稀土永磁体                           

图3 OLED结构

稀土金属涵盖16种元素（钷除外），性质活泼、熔点高，提纯难度大；金属及合金塑性差，变形加工困难。高纯稀土金属及合金靶材制备技术及装备长期被少数国家掌握，且对我国严格封锁。国内缺乏核心制备技术和装备，产品尺寸、品质落后于国际先进水平，以小尺寸实验用靶材为主，存在靶材溅射效率偏低、批次稳定性差、生产化规模小等问题。

项目简介

有研稀土的高纯稀土靶材研发团队，创造性地解决了高纯稀土金属及合金靶材制备关键技术、装备及产业化中的重大关键技术，成功开发了稀土金属纯化-超洁净熔炼-低缺陷铸造-精准变形加工全流程规模化高纯稀土靶材制备技术，形成了独具特色的高纯稀土靶材制备技术路线。开发出电子信息用铒、镧、钆、钪5种高纯靶材和OLED用高纯镱蒸发料，规模量产高性能稀土永磁用铽、镝靶材的纯度大于3N5，最大加工尺寸达440mm、单次产出大尺寸靶材12片，总成材率高于85%，靶材品质和技术水平国际先进。

图4 高纯金属铽、镝靶材

图5 高纯金属钇靶材

图6 高纯镱蒸发料

图7 高纯稀土金属及合金靶材生产线

该研发团队通过应用基础研究、共性关键技术研究、工程化及产业化开发，建立了完整的高纯稀土金属及靶材高效、绿色、规模化产业链，建成国内最大、年产6万片高端磁体用铽、镝溅射靶材生产线，可制备十几种电子信息用12英寸高纯钇、镧、铒等稀土靶材和高纯镱蒸发料。铽、镝靶材在国内外20余家知名企业稳定应用，市场占有率90%以上；高纯镱、镧、铒等靶材填补国内空白。

资料来源：产业前沿