一、表面涂層與防護用鉻靶材的定義與核心特性
| 分類 | 詳細描述 |
| 定義 | 以高純度鉻或鉻合金制成的薄膜沉積材料，用于表面防護（耐磨、耐腐蝕）涂層的物理氣相沉積（PVD）或濺射鍍膜工藝 |
| 材質類型 | - 工業純鉻：純度≥99.9%（低氧、低氮） |
| - 鉻合金：Cr-Al（抗氧化）、Cr-Ni（耐高溫）、Cr-C（超硬涂層） |
| 性能特點 | ① 高硬度（鍍層HV 800-2200） |
| ② 耐腐蝕性（鹽霧測試＞1000h） |
| ③ 低摩擦系數（0.1-0.3） |
| ④ 高溫穩定性（鍍膜溫度≤800℃） |
| 執行標準 | - 國際：ASTM B481（鉻鍍層）、ISO 4525（硬鉻電鍍） |
| - 鍍膜專用：SEMI F72（半導體靶材） |
| - 國內：GB/T 9797（金屬覆蓋層） |
二、鉻靶材關鍵性能參數對比（與其他金屬靶材）
| 性能指標 | 鉻靶材 | 鎢靶材 | 鉬靶材 | 不銹鋼靶材 | 鈦靶材 |
| 密度 (g/cm3) | 7.19 | 19.3 | 10.2 | 7.9 | 4.51 |
| 熔點 (°C) | 1907 | 3422 | 2623 | 1450 | 1668 |
| 硬度（HV） | 800-2200（鍍層） | 400-600 | 200-300 | 150-250 | 200-350 |
| 耐鹽霧腐蝕（h） | ＞1000 | 300 | 500 | 200 | 800 |
| 成本系數（以鉻為1） | 1 | 4.5 | 2.8 | 0.5 | 1.2 |
三、鉻靶材制造工藝與關鍵技術
| 工藝環節 | 關鍵技術 | 效果/指標 |
| 高純提純 | 電解精煉（電流密度300-500A/m2） | 純度≥99.99%，硫含量≤0.001% |
| 熱等靜壓成型 | HIP工藝（1200℃/100MPa，氬氣保護） | 靶材致密度≥99.8%，無氣孔缺陷 |
| 表面處理 | 電解拋光（電壓12V，磷酸基電解液） | 表面粗糙度Ra≤0.02μm，鏡面光澤度＞95% |
| 綁定技術 | 釬焊（Ag-Cu-Ti焊料，真空爐） | 背板結合強度≥150MPa，熱循環穩定性＞500次 |
| 鍍層控制 | 磁控濺射（功率密度5-10W/cm2，氬氣流量20sccm） | 膜厚均勻性±2%，沉積速率≥50nm/min |
四、加工流程與質量控制
| 工序 | 設備/方法 | 關鍵控制點 |
| 1. 原料精煉 | 電解槽（Cr3+→Cr?） | 雜質總量≤100ppm（Fe、Ni、Cu） |
| 2. 熔煉鑄造 | 真空感應熔煉（1600℃） | 氧含量≤0.02%，晶粒尺寸≤50μm |
| 3. 軋制加工 | 熱軋（1100℃）+冷軋（變形量70%） | 厚度公差±0.05mm，織構取向（110） |
| 4. 熱處理 | 氫氣退火（800℃×4h） | 消除內應力，硬度HV 150-200 |
| 5. 檢測認證 | XRF成分分析+SEM微觀觀察 | 成分偏差≤0.5%，無微裂紋、夾雜 |
五、具體應用領域與技術需求
| 應用領域 | 功能需求 | 技術規格 | 代表產品 |
| 航空航天 | 發動機葉片耐磨涂層 | 鍍層厚度10-50μm，耐溫＞800℃ | Cr-Al合金靶材（Φ300mm） |
| 汽車工業 | 活塞環減摩鍍層 | 摩擦系數≤0.15，磨損率＜1×10?? mm3/N·m | 高純鉻靶材（99.99%） |
| 刀具涂層 | 硬質合金刀具超硬鍍層 | 硬度HV≥2000，結合力≥50N | Cr-C靶材（納米晶） |
| 電子產品 | 電磁屏蔽鍍層 | 電阻率≤5μΩ·cm，厚度0.1-1μm | Cr-Ni合金靶材 |
| 海洋工程 | 海水腐蝕防護 | 耐Cl?滲透（＜0.1mg/cm2·day） | Cr-Mo合金靶材 |
六、未來發展方向與創新路徑
| 新興領域 | 技術挑戰 | 創新路徑 | 預期效益 |
| 納米多層涂層 | 界面結合力與應力控制 | CrN/TiAlN交替沉積（周期≤10nm） | 硬度提升至HV3000+ |
| 環保無電鍍鉻 | 替代六價鉻工藝（RoHS合規） | 三價鉻PVD靶材開發 | 毒性降低90% |
| 柔性顯示鍍膜 | 低溫沉積（≤150℃）不脆裂 | 非晶鉻靶材（添加B、Si） | 彎折半徑＜1mm |
| 核反應堆 | 抗輻射損傷（＞101? n/cm2） | Cr-Zr合金靶材（Zr 5%-8%） | 壽命延長至20年 |
| 增材修復 | 局部損傷原位鍍層修復 | 微區激光濺射（光斑≤50μm） | 修復精度±5μm |
七、選購指南及技巧
| 選購維度 | 技術要點 | 推薦策略 |
| 應用匹配 | - 耐磨涂層：選Cr-C合金 | 根據鍍膜設備腔體尺寸選擇靶材直徑（匹配利用率） |
| - 防腐：選Cr-Mo合金 |
| 純度驗證 | 要求提供GDMS報告（Fe、Ni、Cu≤10ppm） | 優先選擇真空熔煉+電子束精煉工藝 |
| 微觀結構 | 等軸晶占比＞85%（SEM檢測） | 避免柱狀晶導致的鍍層開裂 |
| 綁定質量 | 背板熱導率≥200W/m·K（銅或鉬背板） | 選擇擴散焊或爆炸焊接工藝 |
| 成本優化 | 厚度≥15mm可翻面使用（壽命提升40%） | 批量采購時協商舊靶材回收折扣 |
總結
表面涂層與防護用鉻靶材以超高硬度、耐極端磨損、優異結合力為核心優勢，在航空航天、精密工具等領域不可替代。未來技術將向納米復合鍍層、環保工藝替代及柔性低溫沉積三大方向突破，結合智能化鍍膜控制（如等離子體監測閉環系統），推動涂層性能跨越式提升。選購時需重點核查純度證書（GDMS）、晶粒結構（EBSD）及綁定界面質量（超聲波檢測），優先選擇具備IATF 16949認證的汽車級供應商。
