TA5 钛靶，通常指以国标 TA5 钛合金为原料，经熔炼、锻造/轧制、热处理、机加工和绑定等工序制成的 溅射靶材。TA5 属于 α 型钛合金，名义成分为 Ti-4Al-0.005B，即 Ti 基体中加入约 4% Al 和微量 B。它不可热处理强化，主要特点是中等强度、耐蚀性好、焊接性好，使用温度一般不超过 400℃。
需要说明：TA5 是钛合金牌号，不是靶材专用牌号。作为靶材时，除满足 TA5 成分外，还要满足溅射靶材对纯度、致密度、晶粒度、夹杂物、尺寸精度和绑定率的要求。若用于制备高铝含量的 TiAlN 涂层，通常应选 TiAl 合金靶；TA5 因 Al 含量仅约 4 wt%，膜层 Al 含量相对较低。
1. TA5 钛靶的主要用途
TA5 钛靶主要用于磁控溅射、电弧离子镀、离子束溅射等 PVD 镀膜工艺，可沉积：
TiAl 基薄膜；
TiAlN、TiAlCN 等硬质耐磨涂层；
耐蚀涂层；
装饰涂层；
部分功能薄膜。
由于含 Al，膜层在硬度、抗氧化性和耐磨性方面通常优于纯钛膜，同时保留钛的耐蚀性和良好结合力。
2. TA5 钛合金靶材材质标准
TA5 钛靶的材质和产品标准通常参考以下标准，具体以最新版本和供需技术协议为准：
类别
常用标准
钛及钛合金牌号、化学成分
GB/T 3620.1《钛及钛合金牌号和化学成分》
化学成分允许偏差
GB/T 3620.2《钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差》
钛及钛合金靶材
GB/T 38768《钛及钛合金靶材》
钛棒、钛板等原料
GB/T 2965《钛及钛合金棒材》、GB/T 3621《钛及钛合金板材》
纯钛靶材可参照
YS/T 825《钛靶材》
溅射靶材通用要求
GB/T 26330《溅射靶材 术语》等
TA5 典型化学成分
按 GB/T 3620.1，TA5 的典型成分范围如下：
元素
含量，wt%
Al
3.3～4.7
B
≤0.005，部分资料为 0.001～0.005
Fe
≤0.30
C
≤0.10
N
≤0.04
H
≤0.015
O
≤0.15
其他单个杂质
≤0.10
其他杂质总和
≤0.40
Ti
余量
靶材级 TA5 往往要求更严，例如降低 O、N、H、Fe 含量，控制 Al 偏析，并要求无高密度夹杂和气孔。
TA5 典型力学与物理性能
项目
典型值
合金类型
α 型钛合金
密度
约 4.5 g/cm³
熔点
约 1650℃
弹性模量
约 110 GPa
退火态抗拉强度 Rm
≥685 MPa
屈服强度 Rp0.2
≥585 MPa
断后伸长率 A
≥15%
使用温度
一般 ≤400℃
热处理强化
不可热处理强化，仅退火
3. TA5 钛靶的靶材技术要求
作为溅射靶材，TA5 通常需满足以下附加要求：
化学成分：符合 TA5 牌号，Al 含量均匀，气体杂质低。
纯度：金属杂质总和通常控制在 0.5% 以内，具体按协议。
密度：一般要求 ≥99% 理论密度，高致密靶材可达 99.5% 以上。
晶粒度：通常要求细小均匀，如 ASTM E112 6～10 级，平均晶粒 ≤50 μm。
内部质量：无裂纹、气孔、夹杂、偏析，需超声探伤。
尺寸精度：厚度公差常为 ±0.05～0.1 mm，平面度、平行度按图纸。
表面质量：镀膜面粗糙度 Ra 常要求 ≤0.8～1.6 μm，无氧化皮、油污。
绑定：常与 Cu 背板进行铟焊、钎焊或扩散焊，绑定率通常 ≥95%。
4. TA5 钛靶加工工艺
典型工艺流程：
配料 → 混料压制电极 → 真空熔炼 → 铸锭 → 锻造开坯 → 多向锻造成形 → 退火 → 机加工 → 清洗抛光 → 检测 → 绑定背板 → 真空包装
关键工序说明
原料配料
采用海绵钛、高纯铝、铝硼中间合金等，按 TA5 成分配料。Al 在真空熔炼中易挥发，需适当补偿。
真空熔炼
常用真空自耗电弧炉 VAR 进行 2～3 次熔炼，或采用 EB+VAR 联合熔炼，以保证成分均匀、降低夹杂和气体含量。
锻造开坯
铸锭在 β 相区或 α+β 相区多向镦拔，细化晶粒，消除偏析和铸造组织。
成形
通过锻造、轧制或径向锻造制成圆坯、板坯或棒材，再加工成靶材毛坯。
退火
TA5 不可热处理强化，通常采用 700～800℃ 保温 1～4 h 后退火，消除应力，获得均匀 α 组织。
机加工
数控车、铣、磨、线切割至靶材尺寸，保证厚度、平面度、平行度和表面粗糙度。
清洗与抛光
超声清洗、酸洗、去离子水冲洗、干燥，必要时抛光镀膜面。
检测
包括化学成分、气体分析、金相晶粒度、密度、超声探伤、尺寸和粗糙度检测。
绑定
与铜背板进行扩散焊、钎焊或铟焊，检查绑定率、结合强度和热循环性能。
包装
真空或惰性气体包装，防潮、防氧化、防磕碰。
5. 总结
TA5 钛靶是以 Ti-4Al-0.005B α 型钛合金制成的溅射靶材。其材质成分主要按 GB/T 3620.1，靶材产品可参考 GB/T 38768《钛及钛合金靶材》，并依据供需协议控制纯度、密度、晶粒度、探伤和绑定率。加工核心是：真空熔炼保证成分均匀，锻造细化晶粒，退火消除应力，精密机加工保证尺寸，最终绑定背板并检测包装。它适合制备 TiAl 基耐磨、耐蚀和装饰涂层，但因 Al 含量较低，不等同于高铝 TiAl 合金靶。
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