Títan skotmark

Títanmark er sérstakt efni sem aðallega er notað í líkamlegri gufuútfellingu (PVD) og segulómsputtering (Magnetron Sputtering) tækni. Þar á meðal er PVD tækni mikið notuð við framleiðslu á háþróaðri húðun, en segulómsputtering er almennt notuð við framleiðslu á hálfleiðaraflísum og rafeindahlutum. Títan skotmörk eru gerð úr hreinu títan eða títan ál sem aðalhluti og eru vandlega framleidd. Einstakir kostir þess eru meðal annars afar mikil hörku og þéttleiki, auk framúrskarandi tæringarþols, sem gerir það stöðugt í margvíslegu umhverfi. Að auki hafa títanmarkmið góða hitaleiðni og mikinn hreinleika, sem gefur framúrskarandi frammistöðu til að sputtera þunnfilmutækni.
Títanmark er háhreint títan eða títan álplötuefni framleitt með lofttæmisbræðslu-fjárfestingarsteypuferli. Helstu eiginleikar þess eru hár hreinleiki og framúrskarandi þéttleiki. Þéttleiki hágæða títanmarkmiða getur náð meira en 99,5% og óhreinindin eru afar lág, eins og Fe, Si, O, N, H og aðrir þættir eru minna en 100ppm. Þetta gerir það að verkum að eðlis- og efnafræðilegir eiginleikar títanmarkmiðsins eru langt umfram venjulegt hreint títan í iðnaði.
Að auki bjóða títanmarkmiðar framúrskarandi einsleitni. Í undirbúningsferlinu voru margar bræðslu- og slökkvimeðferðir notaðar til að bæta uppbyggingu einsleitni títanmarkmiðsins á áhrifaríkan hátt. Markyfirborðið er slétt og hreint, innri uppbyggingin er þétt og kornin eru fín, sem tryggir einsleitni filmulagsins. Títan skotmörk hafa einnig framúrskarandi hitaleiðni og lítið varmaálag, sem gerir þeim minna viðkvæmt fyrir sprungum og geta staðist afkastamikill sputtering eða bogauppgufun ferli. Að auki hefur títanmarkmiðið mikinn vélrænan styrk, sem getur á áhrifaríkan hátt lengt endingartíma þess og dregið úr markmissi og þannig bætt heildarframmistöðu þess og notkunargildi.

⑴ Seguleindasputtering:
Undirbúningur ljóshúðunar, svo sem endurskinshúðunar fyrir gleraugnalinsur, endurskinshúðunar fyrir linsur o.fl.
Undirbúa títan-undirstaða segulmagnaðir færslur fyrir gagnageymslu eins og harða diska tölvu.
Undirbúningur títan-undirstaða leiðandi filmur til notkunar sem rafskaut í LCD skjái.
⑵Leysir spýting:
Undirbúið yfirborðshert lag af vélrænum hlutum til að bæta slitþol.
Undirbúningur yfirborðshúðunar á líffræðilegum títan álefnum til að bæta líffræðilegan samrýmanleika.
⑶ Bogauppgufun:
Undirbúningur gagnsærrar leiðandi filmu fyrir framrafskaut sólarsellu.
Undirbúningur títanbundinna styrkingarlaga úr samsettum efnum.
⑷ Uppgufun rafgeisla:
Undirbúningur bakrafskauts fyrir rútíl sólarsellur.
Undirbúningur endurskinsvarnarfilma og passiveringsfilma fyrir ljósvakatæki.
Undirbúningur húðunar á höggdeyfum fyrir bíla.
⑸Jónhúðun:
Undirbúningur lífvirkrar húðunar fyrir ígræðslur úr títanblendi í tannlækningum og bæklunarskurðlækningum til að bæta tengikraft milli beina og ígræðslu.
Undirbúningur slitþolinnar og tæringarvarnar húðunar fyrir stimpla bifreiðahreyfla.
Undirbúðu yfirborðshertu lag af málmskurðarverkfærum til að bæta skurðafköst.
⑹ Efnahúðun:
Undirbúningur leiðandi samtengilaga fyrir rafeindaspjöld.
Undirbúningur gljáhúðunar fyrir skrauthluta bifreiða.
Undirbúningur húðunar með mikilli endurspeglun fyrir sjónhluta.
⑺Atómlagsútfelling (ALD):
Undirbúningur á dreifingarhindrunarlögum fyrir nýjar minningar eins og kopartengingar.
Undirbúningur optískra sía fyrir myndflögur.
Undirbúningur yfirborðslaga fyrir sólarsellur.
⑻3D prentun:
Undirbúningur sérsniðinna ígræðslu og stoðneta úr títanblendi til læknisfræðilegra nota.
Undirbúningur léttra burðarhluta fyrir geimferðaiðnaðinn.
Undirbúningur hagnýtra málmhluta fyrir flókin form.

⑴ Málmvinnsla
Meginregla: Tómabogabræðsla og önnur tækni eru notuð til að bræða títan með miklum hreinleika og gangast síðan undir margskonar bræðslu- og slökkvimeðferð, kaldvalsingu eða mótameðferð til að búa til títanmarkmið.
Ferlisflæði: efnisval→ bræðsla→ slökkva og smíða→ vinnsla→ prófun
Kostir: Títanmarkefni hefur mikinn þéttleika, mikinn hreinleika og góða einsleitni.
Ókostir: flókið ferli, mikil orkunotkun og hár kostnaður.
⑵ Duft sintunaraðferð
Meginregla: Háhreint títanduft er pressað og myndað og síðan hert og þéttað til að búa til títanmarkmið.
Ferlisflæði: innihaldsefni → pressumyndun → sintun → vinnsla → prófun
Kostir: einfalt ferli og lítill kostnaður.
Ókostir: Þéttleikinn er aðeins minni, svitaholurnar eru aðeins meiri og einsleitnin er aðeins verri.

⑶ Hitaúðunaraðferð
Meginregla: Varmaúðunartækni er notuð til að úða bráðnu títandufti á grunnefnið með háhraða loftflæði til að mynda títanmarkmið.
Ferlisflæði: efnisval → hitauppstreymi → vélræn vinnsla → prófun
Kostir: Ferlið er einfalt, gæðin eru stjórnanleg og hægt er að útbúa títanmark á ýmis undirlag.
Ókostir: Yfirborðsgæði eru örlítið léleg og krefst síðari vélrænnar vinnslu.
⑷ 3D prentun
Meginregla: Notaðu orkugjafa eins og leysigeisla til að herða títanálduft lag fyrir lag og prenta beint og móta títanmarkmið.
Ferlisflæði: innihaldsefni → 3D prentun og mótun → eftirvinnsla
Kostir: Hægt er að aðlaga skotmörk af ýmsum flóknum gerðum eftir þörfum.
Ókostir: hægari prenthraði og hærri kostnaður.
⑸Snúningsúðaaðferð
Meginregla: Með því að nota snúnings rafskautsþota úðaaðferðina er bráðinn títanmálmur úðaður og settur á safnarann ​​til að mynda flögulaga títanmarkmið.
Ferlisflæði: bræðsla → snúningsúðamótun → hitameðferð → vélræn vinnsla → prófun
Kostir: fljótur myndunarhraði og tiltölulega jöfn gæði.
Ókostir: Viðloðun er örlítið léleg og þarfnast síðari hitameðferðar.
⑹ Sputtering tengingaraðferð
Meginregla: Í fyrsta lagi er lag af hreinni títanfilmu sputtered á undirlagið og síðan er títanmarkmiðið undirbúið með háhita heitpressuðu tengingu.
Ferlisflæði: undirlagsvinnsla → sputtering filmumyndun → heitpressubinding → vélræn vinnsla → skoðun
Kostir: hár bindistyrkur, þétt tenging milli markefnis og undirlags.
Ókostir: flókið ferli og langur undirbúningstími.
⑺Ion ígræðsluaðferð
Meginregla: Sprautaðu köfnunarefni og kolefnisplasma inn í títanfylki af miklum hreinleika og gangast síðan undir hitameðferð til að mynda títanjónasamband á yfirborðinu til að búa til samsett skotmark.
Ferlisflæði: sprengjumeðferð → jónaígræðsla → hitameðferð → vélræn vinnsla → uppgötvun
Kostir: Hægt er að útbúa yfirborðsvirk samsett skotmörk.
Ókostir: Aðeins er hægt að útbúa þunn skotmörk og erfiðara er að nota það á stórum svæðum.

Þykkari títan skotmörk hafa lengri sputtering líf, draga úr tíðni markbreytinga og bæta vinnu skilvirkni. Hins vegar er dreifing filmuþykktar ójöfn og þarf að snúa markinu til að bæta það. Þynnri títanmörk hafa jafnari dreifingu á filmuþykkt.
Kvikmyndin sem er unnin af háhreinu títanmarkefni (eins og 99,99%) hefur mikla hreinleika og góða frammistöðu. Hins vegar slitnar markefnið fljótt, sem eykur rekstrarkostnað. Þrátt fyrir að lághreint títanmarkmið hafi kostnaðarkosti, þá er óhreinindainnihald lagaðrar kvikmyndar hátt, sem hefur áhrif á frammistöðu kvikmyndarinnar.
Háþéttni títanmarkfilmulagið hefur góðan þéttleika og sterka viðloðun. Hins vegar mun of hár þéttleiki einnig auka streitu innan himnunnar. Títan skotmörk með miðlungs þéttleika geta fengið filmulag með jafnvægi.
Björt og flöt títanmarkmið setja kvikmyndir með betri yfirborðsgæði. En ofslípun getur líka valdið vandræðum með agnalosun. Miðlungs ójöfnur á yfirborði hjálpar til við að bæta viðloðun filmu.
Stórar títanmarkmiðar hafa mikla vinnuafköst, en hafa lélega einsleitni og ójafna dreifingu á filmuþykkt. Lítil svæði geta fengið samræmt filmulag en skilvirknin er lítil.
Hástyrktar títanmarkmiðar hafa mikinn vélrænan styrk, langan endingartíma og góða slitþol, en framleiðsluferlið er erfitt. Venjuleg títanmörk hafa lítinn vélrænan styrk, eru viðkvæm fyrir sliti og hafa stuttan endingartíma.
Títanmarkmið með einsleitum þéttleika getur gert þéttleika hvers svæðis filmulagsins í samræmi og fengið filmulag með einsleitri frammistöðu. Markefni með ójafnan þéttleika leiða til óstöðugra kvikmyndagæða.
Mismunandi óhreinindi hafa mismunandi áhrif á eiginleika títanfilma. Til dæmis hefur Fe mengun alvarleg áhrif á rafeiginleika filmunnar, en Si hefur aðallega áhrif á vélrænni eiginleika. Að velja títanmarkmið með viðeigandi gerð óhreininda getur hámarks afköst kvikmyndarinnar.
Dýrt títan skotmörk hafa venjulega framúrskarandi frammistöðu, en notkunarkostnaðurinn er líka hár. Að velja hagkvæmar vörur getur dregið úr kostnaði á sama tíma og kvikmyndagæði eru tryggð.

Títanframleiðsla Kína árið 2020 er um 12,000 tonn, sem svarar aðeins um 1/3 af eftirspurn á innlendum markaði. Búist er við að árið 2025 muni títanmarkframleiðslugeta Kína aukast í um 20,000 tonn.
Helstu framleiðendur títanmarkmiða heimsins eru Praxair í Bandaríkjunum, Toho Mining í Japan, Western Titanium Industry í Kína, Baoti Group, osfrv. Fimm efstu hvað varðar markaðshlutdeild eru um það bil 65% af heildarframleiðslu heimsins.
Hvað varðar markstærð, þá er 2-4 tommu stærðin fyrir stærsta hlutfall framleiðslunnar, sem er um 55% af heildinni. Títanmarkmið í stórum stærðum vaxa hraðar og búist er við að þau nái um 35% af heildarfjölda árið 2023.
Frá sjónarhóli markefna hafa háhreint títanmarkmið mestu eftirspurnina, sem nemur um það bil 60% af heildarfjölda árið 2020. Títan málmblöndur hafa einnig mikla eftirspurn og vöxtur þeirra er hraður.
Meðal niðurstreymisnotkunar títanmarkmiða hefur hálfleiðaraframleiðsluiðnaðurinn alltaf verið stærsti eftirspurnin. Hins vegar er ný orkubílaiðnaðurinn með ört vaxandi eftirspurn og búist er við að eftirspurn hans verði meiri en hálfleiðaraiðnaðurinn árið 2025.

Horfur:
Vegna framúrskarandi eðlis- og efnafræðilegra eiginleika þess eru títanmarkmiðar mikið notaðar í sjónhúðun, skreytingarhúðun, slitþolinn húðun, rafeindabúnað, sólarsellur og önnur svið og þróunarhorfur þeirra eru mjög breiðar. Með framförum vísinda og tækni eru ný umsóknarsvið stöðugt að uppgötvast. Til dæmis, á sviði nýrrar orku, líflækninga o.s.frv., er einnig gert ráð fyrir að beiting títanmarkmiða verði aukin frekar.
Tæknilegir erfiðleikar sem blasa við:
Að bæta hreinleika títanmarkmiða: Þrátt fyrir að núverandi hreinleiki títanmarkmiða geti nú þegar uppfyllt þarfir flestra forrita, fyrir sum hágæða forrit, eins og sólarsellur, ofurleiðandi efni osfrv., þarf hreinleiki títanmarka að vera meiri bætt.
Hagræðing undirbúningsferlis títanmarkmiða: Enn eru nokkur vandamál í núverandi undirbúningsferli títanmarkmiða, svo sem hár kostnaður, lítil skilvirkni, léleg umhverfisárangur osfrv., sem þarf að leysa með tækninýjungum og endurbótum á ferli.
Bættu endingartíma títanmarkmiðsins: Meðan á húðunarferlinu stendur verður títanmarkið sprengt af háorkujónum, sem veldur sliti á yfirborði þess og hefur áhrif á endingartíma þess. Þess vegna er mikilvægt tæknilegt vandamál hvernig á að bæta slitþol og endingartíma títanmarkmiða.
Framtíðarstefna:
Þróaðu ný títanmarkmið: Með efnisvísindum og nýsköpun í ferli eru ný títanmarkmið þróuð til að mæta þörfum háþróaðra forrita.
Fínstilltu undirbúningsferlið: Með hagræðingu ferla og uppfærslu búnaðar getum við bætt undirbúningsskilvirkni títanmarkefna, dregið úr framleiðslukostnaði og bætt umhverfisframmistöðu vörunnar.
Stækkaðu notkunarsvið: Með tæknirannsóknum og þróun og markaðsþróun verða notkunarsvið títanmarkmiða stækkuð enn frekar, svo sem ný orka, líflækningar o.fl.
Almennt séð hafa títanmarkmið, sem mikilvægt húðunarefni, víðtæka þróunarmöguleika, en þau standa einnig frammi fyrir nokkrum tæknilegum áskorunum. Með stöðugri tækninýjungum og markaðsþróun er gert ráð fyrir meiri þróun í framtíðinni.