Cátodos para sputtering de circonio

Composición del material del cátodo para sputtering de circonio

Material	Composición química
	Zr+Hf	Sn	Fe	Cr	Ni	Hf	Nb
Zr 702	~99.5%	/	<0,05%	<0,05%	/	1~2.5%	/
Zr 704	~97.5%	1~2%	0.1~0.2%	0.1~0.2%	/	<4.5%	/
Zr 705	~95.5%	1~2%	<0,05%	<0,01%	/	<4.5%	2~3%
Zircaloy-2	~98%	1.2~1.7%	0.07~0.2%	0.05~0.15%	0.03~0.08%	<200ppm (para la industria nuclear)	/
Zircaloy-4	~98%	1.2~1.7%	0.07~0.2%	0.05~0.15%	<0,007%	<200ppm (para la industria nuclear)	/

Especificaciones del cátodo para sputtering de circonio

Tipo de material	Zirconio	Densidad teórica (g/cc)	6.49
Símbolo	Zr	Ratio Z	0.6
Peso atómico	91.224	Pulverización catódica	DC
Número atómico	40	Densidad de potencia máxima (vatios/pulgada cuadrada)	50*
Color/Apariencia	Blanco plateado, metalizado
Conductividad térmica	22,7 W/m.K	Tipo de bono	Indio, elastómero
Punto de fusión (°C)	1,852	Comentarios	Las aleaciones con películas de W. se oxidan fácilmente.
Coeficiente de dilatación térmica	5,7 x 10-6/K

Dimensiones de los cátodos para sputtering de circonio

Cátodos para sputtering circular	Diámetro	1.0" 2.0" 3.0" 4.0" 5.0" 6.0" hasta 21
Cátodos rectangulares para sputtering	Anchura x Longitud	5" x 12" 5" x 15" 5" x 20" 5" x 22" 6" x 20"
Espesor		0.125", 0.25"

Ventajas de los cátodos para sputtering de circonio

• Alto punto de fusión: Con un punto de fusión de 1852°C, el circonio tiene una excelente estabilidad térmica. En entornos de alta temperatura, los cátodos de circonio para sputtering son resistentes a la fusión o la deformación, lo que garantiza una deposición sin problemas de películas finas y otros procesos, lo que mejora la calidad del producto y la estabilidad del proceso.
• Estabilidad química: Los cátodos de circonio para sputtering son altamente resistentes a la erosión de diversos productos químicos, ofreciendo una estabilidad excepcional en entornos exigentes.
• Resistencia a la corrosión: El circonio presenta una extraordinaria resistencia a la corrosión en condiciones ácidas y de niebla salina, lo que prolonga considerablemente la vida útil del material.
• Densidad y dureza: Con una densidad aproximada de 6,51 g/cm³, el circonio proporciona una excelente estabilidad mecánica. También posee una buena dureza, lo que le permite soportar la abrasión y los choques mecánicos.
• Conductividad térmica: El circonio tiene una elevada conductividad térmica, de unos 22 W/m-K, que disipa eficazmente el calor durante el uso, lo que contribuye a mejorar el rendimiento y la longevidad.

Proceso de producción de cátodos para sputtering de circonio

El proceso de producción de cátodos de circonio para sputtering es un proceso complejo que exige un control estricto de los parámetros y la calidad en cada etapa para garantizar un rendimiento óptimo. Incluye principalmente los siguientes pasos:

• Preparación de la materia prima: La selección de materiales de circonio de alta pureza es el primer paso en la preparación de cátodos de circonio de alta calidad para sputtering.
• Fundición: Un horno de arco eléctrico o de inducción funde las materias primas a altas temperaturas para producir circonio metálico. El control estricto de la temperatura del horno, la atmósfera y el flujo de gas protector es esencial para evitar la oxidación y las impurezas, garantizando la pureza y uniformidad de la masa fundida.
• Fundición: Tras la fusión, el metal de circonio se funde en lingotes mediante moldes. El proceso de fundición debe realizarse en un entorno de gas inerte de gran pureza para evitar la oxidación y la contaminación por impurezas.
• Rodando: El reparto lingote de circonio se somete a laminación para conseguir el grosor y la forma requeridos. El calentamiento y enfriamiento repetidos mejoran la densidad y uniformidad del material, mientras que el control preciso de la temperatura y la fuerza de laminado evita defectos como grietas y deformaciones.
• Tratamiento de superficies: Los cátodos para sputtering de circonio se someten a un tratamiento de superficie para eliminar las capas de óxido y las impurezas, utilizando métodos como el pulido químico, que elimina los contaminantes mediante reacciones químicas, y el pulido mecánico, que mejora el acabado y la planitud de la superficie utilizando abrasivos.
• Control de calidad: Los avanzados equipos y técnicas de ensayo evalúan la pureza, composición, densidad, uniformidad, aspecto y precisión dimensional del material objetivo para garantizar que cumple las normas de producción y los requisitos del cliente.

Aplicaciones de cátodos de circonio para sputtering

• Microelectrónica y fabricación de semiconductores: Las películas de circonio, depositadas mediante pulverización catódica por magnetrón, se utilizan en dispositivos semiconductores para mejorar el rendimiento y la estabilidad, como la reducción de la corriente de fuga en dispositivos de alta frecuencia y alta potencia.
• Óptica y campo fotovoltaico: Las películas de circonio, depositadas mediante pulverización catódica por magnetrón, mejoran las propiedades antirreflectantes y la transmisión de la luz en dispositivos ópticos, mejorando la calidad de las imágenes. Los dispositivos fotovoltaicos, como las células solares, aumentan la eficiencia de conversión y garantizan una detección precisa de la luz en condiciones variables.
• Recubrimientos duros: Las películas finas de circonio sobre herramientas y piezas mecánicas mejoran la resistencia al desgaste y la corrosión, aumentando el rendimiento y prolongando la vida útil en entornos de gran desgaste como herramientas de corte, taladros y bombas. Esto reduce el mantenimiento, disminuye los costes y aumenta la durabilidad y la fiabilidad.
• Revestimientos decorativos: Las láminas finas de circonio, disponibles en varios colores y brillos, se utilizan para la decoración de superficies en arquitectura, mobiliario y electrónica. Mejoran la estética a la vez que proporcionan una protección añadida contra el desgaste y la corrosión en superficies como vidrio, paneles y componentes electrónicos.

Embalaje de cátodos para sputtering de circonio

El cátodo para sputtering de circonio se coloca cuidadosamente en cajas de madera o cartón con soporte adicional de materiales blandos para evitar cualquier desplazamiento durante el transporte. Este método de embalaje garantiza la integridad de los productos durante todo el proceso de entrega.