I target di zirconio sono materiali a forma di disco o di piastra realizzati in zirconio, utilizzati principalmente nel processo di deposizione mediante sputtering nell’industria elettronica. Durante lo sputtering ad alta temperatura, questi target vengono depositati su substrati per formare i materiali a film sottile desiderati.
Nelle tecnologie avanzate di preparazione di film sottili, la scelta del materiale del target gioca un ruolo decisivo nelle prestazioni del film finale. I target di zirconio stanno diventando sempre più un componente essenziale nei settori dei semiconduttori, dell’optoelettronica, dei rivestimenti ottici e dei rivestimenti funzionali.
I. Caratteristiche di base del target di zirconio
Lo zirconio (Zr) è un metallo bianco-grigiastro con una densità di circa 6.51 g/cm³ e un punto di fusione fino a 1855°C. Possiede le seguenti caratteristiche eccezionali:
Elevato punto di fusione e resistenza: adatto per la deposizione di film sottili in condizioni di alta temperatura;
Eccellente resistenza alla corrosione: Forte resistenza ad acidi, alcali e soluzioni saline;
Buona conduttività elettrica e termica: Garantisce un trasferimento di energia stabile durante lo sputtering;
Elevata purezza per film a bassa difettosità: I target in zirconio ad elevata purezza riducono efficacemente le impurità, migliorando la densità e l’uniformità del film.
II. Tipi di target in zirconio
A seconda delle diverse applicazioni e dei requisiti delle apparecchiature, i target in zirconio sono generalmente classificati nelle seguenti tipologie:
Target circolare: Comunemente utilizzato nei sistemi di sputtering magnetron;
Target planare: Adatto a linee di produzione di rivestimenti di grandi dimensioni;
Target rotante: Migliora il tasso di utilizzo e l’efficienza di deposizione, comunemente utilizzato nella produzione su scala industriale.
Inoltre, è possibile fornire prodotti di diverse purezze (99.5%–99.99%) e dimensioni personalizzate in base a specifici requisiti di processo.
III. Campi di applicazione del target in zirconio
Grazie alle sue eccellenti proprietà fisiche e chimiche, i target in zirconio sono ampiamente utilizzati in vari settori high-tech:
Industria elettronica e dell'informazione
I target in zirconio vengono utilizzati per preparare film a base di zirconio con eccellenti proprietà dielettriche. Questi film controllano efficacemente il trasporto e l’immagazzinamento degli elettroni, riducono le interferenze del segnale e migliorano la nitidezza del display e la velocità di risposta.
2. Produzione di chip semiconduttori
I target in zirconio vengono utilizzati nei processi di metallizzazione durante la fabbricazione dei semiconduttori. I film sottili di zirconio depositati possono fungere da strati barriera o di adesione.
Industria ottica
1. Rivestimento ottico
I film di ossido di zirconio formati da target in zirconio presentano un elevato indice di rifrazione e un basso coefficiente di assorbimento. Quando depositati su componenti ottici, questi film migliorano la trasmissione luminosa, riducono la perdita di riflessione e migliorano la qualità dell’immagine nei sistemi ottici.
2. Produzione di fibre ottiche
I target in zirconio vengono utilizzati per produrre rivestimenti su preforme di fibre ottiche. Il rivestimento risultante protegge il nucleo della fibra dalla corrosione ambientale, regolando al contempo il profilo dell’indice di rifrazione, consentendo una trasmissione efficiente del segnale ottico.
Nuova industria energetica
1. Celle solari
Per le celle solari in silicio cristallino, i film sottili di zirconio possono fungere da strati di passivazione superficiale, riducendo la ricombinazione elettronica sulla superficie del silicio e migliorando l’efficienza della conversione fotoelettrica.
Nelle celle solari a film sottile, come le celle CIGS (Cu(In,Ga)Se₂) lo zirconio può fungere da materiale tampone per ottimizzare la struttura interna delle bande di energia, facilitare la separazione e la raccolta dei portatori di carica e migliorare le prestazioni complessive della cella.
2. Batterie agli ioni di litio
Per migliorare la sicurezza, la durata e la densità energetica delle batterie agli ioni di litio, l’innovazione dei materiali è fondamentale. Ossidi di zirconio o ossidi compositi possono essere preparati utilizzando target in zirconio e applicati ai materiali degli elettrodi o ai rivestimenti dei separatori.
Applicazioni decorative e protettive
1. Trattamento superficiale di gioielli
I target in zirconio vengono utilizzati nei processi di rivestimento per formare una pellicola di zirconio con una lucentezza simile al diamante sulle superfici dei gioielli. Queste pellicole presentano una durezza estremamente elevata, un’eccellente resistenza ai graffi e una varietà di colori. Regolando i parametri di rivestimento, è possibile simulare diverse tonalità simili a quelle delle pietre preziose, aggiungendo un’estetica lussuosa ai gioielli.
2. Protezione di materiali aerospaziali
Nel settore aerospaziale, i target in zirconio vengono utilizzati principalmente per produrre leghe ad alte prestazioni con eccezionale resistenza meccanica e alla corrosione. L’aggiunta di zirconio migliora significativamente le prestazioni complessive delle leghe, rendendole più affidabili e durevoli per le applicazioni aerospaziali.
IV. Preparazione e controllo qualità dei target in zirconio
Processo di produzione
Fusione: l’ossido di zirconio ad alta purezza viene ridotto a zirconio metallico in un forno ad arco elettrico o in un forno a induzione a temperatura e atmosfera controllate per prevenire la contaminazione.
Colata: lo zirconio fuso viene colato in lingotti in un ambiente con gas inerte ad alta purezza per garantire la purezza del materiale e l’integrità strutturale.
Laminazione: i lingotti di zirconio colati vengono lavorati mediante laminazione a caldo e a freddo per ottenere lo spessore e la forma desiderati. Riscaldamenti e raffreddamenti ripetuti migliorano la densità e l’uniformità del materiale.
Trattamento superficiale e controllo qualità
Trattamento superficiale: prima dell’uso, i target in zirconio vengono sottoposti a trattamenti superficiali come la lucidatura chimica o meccanica per rimuovere ossidi e impurità superficiali.
Controllo qualità: strumenti analitici avanzati come la fluorescenza a raggi X(XRF) e Ia spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS) vengono utilizzati per testare rigorosamente la purezza e l’uniformità, garantendo la conformità agli standard applicativi high-tech.
V. Vantaggi dei target in zirconio VIMATERIAL
VIMATERIAL offre target in zirconio ad elevata purezza con le seguenti caratteristiche:
Elevata purezza (≥99.95%) e basso contenuto di ossigeno;
Microstruttura uniforme, elevata densità e assenza di crepe;
Elevata precisione dimensionale ed eccellente finitura superficiale;
Disponibile in forme circolari, planari e rotanti;
Fabbricazione personalizzata disponibile su richiesta;
Eccellenti prestazioni di adesione tra target e piastra di supporto.
VI. Conclusione
Con il continuo progresso delle tecnologie a film sottile, la domanda di maggiore purezza, densità e stabilità nei materiali target continua ad aumentare.
Grazie alle sue eccezionali proprietà fisiche e all’ampia applicabilità, il target in zirconio è diventato una scelta importante per i materiali di rivestimento di fascia alta.
VIMATERIAL si impegna a fornire ai clienti soluzioni di target in zirconio ad alta purezza e alte prestazioni, supportando il raggiungimento di qualità ed efficienza superiori nei processi di deposizione di film sottili.