(57)【要約】      （修正有）【課題】加圧容器への原料粉末の充填密度を向上させ焼結体の変形を低減させ、また組成の偏在を低減させたＭｏ系ターゲット材の製造方法を提供する。【解決手段】Ｍｏを主体とする平均粒径２０μｍ以下の原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し、該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径３０ｍｍ以下の二次粉末を作製した後、該二次粉末を加圧容器に充填し、加圧焼結を施し焼結体を得る。次いで、熱間塑性加工、再結晶化熱処理を施し、ターゲット材に加工する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｏを主体とする平均粒径２０μｍ以下の原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製した後、該二次粉末を加圧容器に充填し、次いで加圧焼結を施し焼結体を得ることを特徴とするＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項２】
平均粒径２０μｍ以下のＭｏを主体とする粉末と平均粒径５００μｍ以下の遷移金属粉末とを混合し原料粉末とすることを特徴とする請求項１に記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項３】
原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製し、該二次粉末を加圧容器に充填した後、加圧焼結を施し焼結体を得て、次いで加圧容器に包まれたまま熱間塑性加工を施すことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項４】
原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製し、該二次粉末を加圧容器に充填し、加圧焼結を施し焼結体を得た後、加圧容器に包まれたまま熱間塑性加工を施し、次いで再結晶化熱処理を行うことを特徴とする請求項３に記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項５】
原料粉末を冷間静水圧プレスで圧縮成形することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項６】
原料粉末を１００ＭＰａ以上の圧力条件で冷間静水圧プレスを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項７】
原料粉末を圧縮成形した圧密体の相対密度を５０％以上とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項８】
加圧焼結は熱間静水圧プレスであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項９】
温度１０００〜１５００℃、圧力１００ＭＰａ以上の条件で熱間静水圧プレスを行うことを特徴とする請求項８に記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１０】
焼結体の相対密度を９８％以上とすることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１１】
前記二次粉末を充填する加圧容器の容積の最大長さが１０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１２】
前記二次粉末を充填する加圧容器は、充填深さが最も深くなる方向に対向する一方の面が、充填口として解放された実質的に直方体形状であり、かつその容積の最大長さが１０００ｍｍ以上の金属カプセルであることを特徴とする請求項１１に記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１３】
熱間塑性加工は、温度５００〜１５００℃、加工率２〜５０％以下の塑性加工を複数回実施することを特徴とする請求項３乃至１２のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１４】
前記再結晶化熱処理は、１０００〜１５００℃で行うことを特徴とする請求項４乃至１３のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１５】
焼結体の最大長さの辺を維持するように複数枚に切断することを特徴とする請求項１１に記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【請求項１６】
Ｍｏを主体とする合金粉末は、Ｍｏを５０原子％以上含むことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかに記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末焼結法によるＭｏターゲット材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ、以下ＬＣＤという）の薄膜電極および薄膜配線等には、電気抵抗の小さいＭｏ等の高融点金属膜が用いられており、その金属薄膜を形成するための材料として、スパッタリング用ターゲット材が広く利用されている。そして、近年のＬＣＤサイズの大型化に伴い、金属膜を形成するためのスパッタリング用ターゲット材に対しても大型化が要求されており、特に現在は、１ｍ以上の長尺品やスパッタリング面積が１ｍ２を超える大型品が要求されている。
【０００３】
従来、スパッタリング面積の大型化への対応として、多数のターゲット素材をバッキングプレート上に貼り合わせる等の方法がとられてきた。しかしながら、多数のターゲット素材を貼り合わせてスパッタリング面積を大型化する方法では、スパッタリング時にターゲット素材間の隙間が存在するために発生する異常飛沫を原因とするパーティクルが生じるために一体物のターゲット素材による対応が要求されている。
【０００４】
従来より、Ｍｏ等の高融点金属をターゲット材として製造するためには、粉末焼結法が用いられてきたが、このような大型一体物のターゲット素材を粉末焼結法で作製する際に重要なのは、高密度化の達成と大型化への対応である。粉末焼結法には、種々の方法があるが、そのうち熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）法は、プレス圧力を３次元的に高圧で付加することが可能であることから、２次元的にしかプレス圧力を付加できないホットプレス法に比べて素材を均一に高密度化できるという利点がある。
【０００５】
ＨＩＰ法は、焼結素材を加圧容器に充填して、プレス圧力を付加する必要があるため、焼結素材である原料粉末を加圧容器に、高率で均一な充填を行う必要がある。そこで、プレス圧力を充填した原料粉末に与える方法が提案されている（例えば、特許文献１および２参照）
【特許文献１】特開２００２−１６７６６９号公報
【特許文献２】特開２００３−３４２７２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１および２に記載されるＭｏ系ターゲット材の製造方法でも、Ｍｏに添加元素を含んだＭｏ合金のターゲット材を製造する場合には、添加元素の偏在が発生しやすいという問題を解決できない。また、さらに加圧焼結体の変形が大きいという課題も存在する。
【０００７】
本発明の目的は、加圧容器への原料粉末の充填密度を向上させ焼結体の変形を低減させ、また組成の偏在を低減させたＭｏ系ターゲット材の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、Ｍｏ系ターゲット材の製造方法を種々検討した結果、加圧容器に充填する際の原料粉末の粒径を制御することで、上記の課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、Ｍｏを主体とする平均粒径２０μｍ以下の原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製した後、該二次粉末を加圧容器に充填し、次いで加圧焼結を施し焼結体を得るＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、平均粒径２０μｍ以下のＭｏを主体とする粉末と平均粒径５００μｍ以下の遷移金属粉末とを混合し原料粉末とするＭｏ系ターゲット材の製造方法。
また、好ましくは、原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製し、該二次粉末を加圧容器に充填した後、加圧焼結を施し焼結体を得て、次いで加圧容器に包まれたまま熱間塑性加工を施すＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、Ｍｏを主体とする平均粒径２０μｍ以下の原料粉末を圧縮成形した圧密体を、粉砕し該原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製し、該二次粉末を加圧容器に充填し、加圧焼結を施し焼結体を得た後、加圧容器に包まれたまま熱間塑性加工を施し、次いで再結晶化熱処理を行うＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
【００１０】
また、好ましくは、Ｍｏを主体とする原料粉末を冷間静水圧プレスで圧縮成形するＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、Ｍｏを主体とする原料粉末を１００ＭＰａ以上の圧力条件で冷間静水圧プレスを行うＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、Ｍｏを主体とする原料粉末を圧縮成形した圧密体の相対密度を５０％以上とするＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、加圧焼結は熱間静水圧プレスであるＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
【００１１】
また、好ましくは、温度１０００〜１５００℃、圧力１００ＭＰａ以上の条件で熱間静水圧プレスを行うＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、焼結体の相対密度を９８％以上とするＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
【００１２】
また、好ましくは、前記二次粉末を充填する加圧容器の容積の最大長さが１０００ｍｍ以上であるＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、前記二次粉末を充填する加圧容器は、充填深さが最も深くなる方向に対向する一方の面が、充填口として解放された実質的に直方体形状であり、かつその容積の最大長さが１０００ｍｍ以上の金属カプセルであるＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
【００１３】
また、好ましくは、熱間塑性加工は、温度５００〜１５００℃、加工率２〜５０％以下の塑性加工を複数回実施するＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、前記再結晶化熱処理は、１０００〜１５００℃で行うＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
また、好ましくは、焼結体の最大長さの辺を維持するように複数枚に切断することを特徴とする請求項１１に記載のＭｏ系ターゲット材の製造方法。
また、好ましくは、Ｍｏを主体とする合金粉末は、Ｍｏを５０原子％以上含むＭｏ系ターゲット材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加圧容器への原料粉末の充填密度を向上させることで焼結体の変形を低減させ、また組成の偏在を低減させたＭｏ系ターゲット材の製造方法をすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の重要な特徴の一つは、Ｍｏを主体とする原料粉末を一度圧縮成形した圧密体とした後に、粉砕処理を行い原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の二次粉末を作製して、加圧容器に充填することで、加圧容器への原料粉末の充填率を向上させることができ、また原料粉末を充填した際の成分の偏在を容易に低減できた点にある。
加圧容器を使用する焼結製法でＭｏ系ターゲット材を製造する場合においては、一般に微細なＭｏの原料粉末が使用されるが、Ｍｏの原料粉末は、凝集性が高く流れ性が悪いために、加圧容器に充填する場合に、加圧容器中で充填のばらつきが生じやすい。
そこで、本発明者等が検討した結果、原料粉末をある程度大きく粒径調整をすることで加圧容器への原料粉末の充填率を向上させることが可能となることを見出した。また、Ｍｏに添加元素を含む場合には、粉末の凝集性、流れ性等の理由から成分の偏在を発生させやすい。そこで、遷移金属粉末とＭｏ粉末を混合した原料粉末を一度圧縮成形した後に粉砕した二次粉末を作製することで、加圧容器に充填する際の粉末自身の成分偏在を低減するとともに、加圧容器中で焼結した焼結体の成分偏在も低減することが可能となることも見出した。
【００１６】
以下に、本発明の製造方法に関して詳細に説明する。
一般に使用されるＭｏ粉末は、化学的製法により作製されるため平均粒径２０μｍ以下の微細粒径を有している。また、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔｉ等の遷移金属粉末は、溶解インゴットを粉砕して作製されるものが多いため平均粒径５００μｍ以下の比較的大きな粒径を有している。本発明においては、この微細な原料粉末を一度圧縮成形して圧密体として、その後粉砕処理を行い、原料粉末の平均粒径以上でかつ平均粒径１０ｍｍ以下の原料粉末の二次粉末を作製する。その後、この二次粉末を加圧容器に充填し、加圧焼結を行ってターゲット材の素材となる焼結体を得る。  この二次粉末の平均粒径の下限を原料粉末の平均粒径以上とした理由は、原料粉末の平均粒径を下回っては、圧密体を作製して粉砕する意味がないためである。また、この二次粉末の平均粒径の上限を１０ｍｍ以下に規定した理由は、１０ｍｍを超えるとその境界線が明瞭に現れ、一種の模様状の形態をなすためである。また、その粒界が優先的に外気雰囲気と接触するため局部的に酸素量が高くなる危険性が内在している。したがって外観上判別しにくく、平均化するためにも平均粒径１０ｍｍ以下である必要がある。
一方、Ｍｏ粉末に遷移金属粉末加えた場合においては、添加された遷移金属元素の偏在を抑制する手段として、原料粉末を圧密成形した圧密体を粉砕処理することが重要となる。この場合も、上記と同様の理由から二次粉末の平均粒径は１０ｍｍ以下にする必要がある。
なお、本発明における平均粒径とは、Ｍｏ粉末、遷移金属粉末、原料粉末あるいは二次粉末の粒径分布において、個数がその総量の５０％をしめるときの粒径（Ｄ５０）をいう。
【００１７】
また、圧縮成形するＭｏを主体とする原料粉末は平均粒径１０μｍ以下、圧密体を粉砕処理した後の二次粉末は平均粒径５ｍｍ以下であることがより好ましい。
その理由は、原料粉末の粒径が小さいほど加圧焼結後の焼結体の相対密度を容易に高めることができるためである。加圧容器への充填密度を向上させる点からは、充填する粉末つまりは二次粉末の粒径を大きくすることに効果があるが、加圧焼結における焼結性の点では、密度の高い原料粉末の粒径は小さいことが望ましい。特に、本発明の焼結体を構成する主体であるＭｏは高融点金属で一般的な拡散温度は高温であるため、拡散を促進させるためには高温処理すると同時に接触面積を増大することが好ましい。よって、原料粉末の平均粒径としては、１０μｍ以下であることが好ましい。  また、二次粒子の平均粒径が５ｍｍ以下であることが好ましい理由は、酸素量の局所的集中をより低減できるためであり、添加元素を含む場合には添加元素の分散性をより高めることができるためである。さらに好ましい二次粉末の平均粒径は０．５〜３ｍｍである。
また、Ｍｏ粉末と混合される遷移金属粉末の平均粒径を５００μｍ以下としたのは、平均粒径がこの値を超えるとターゲット材とした際の成分偏在が低減できないためである。
【００１８】
また、圧密体は、加圧容器に充填する二次粉末としての粒径を維持するためには、相対密度が５０％以上になるように圧縮成形することが望ましい。
Ｍｏを主体とする原料粉末を圧縮成形する方法としては、冷間静水圧プレスが望ましく、その際の圧力条件としては、容易に上記の圧密体の相対密度を５０％以上にできるため１００ＭＰａ以上の圧力を付加することが望ましい。
【００１９】
加圧焼結は、３次元的に高圧で圧力を付加することで、原料粉末を焼結させることが可能であるため熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）を適用することが望ましい。また、その際には、温度１０００〜１５００℃、圧力１００ＭＰａ以上の条件を適用することが望ましい。
それは、この１００ＭＰａに満たない圧力、１０００℃に満たない温度でＨＩＰを行っても、ターゲット材に要求される相対密度９８％以上の密度を有する焼結体が作製しづらいためである。一方、Ｍｏを中心とした焼結体を得るためにはできるだけ高い温度での処理が好ましいが、ＨＩＰ温度は加圧容器に用いる材質のほか、設備面での制約が存在する。一般的なＨＩＰ装置では１５００℃がほぼ上限となり、それ以上では現実性に欠ける。
【００２０】
また、本発明の製造方法は、加圧容器が大型化する場合に、原料粉末の充填密度が向上し難く、また成分偏在を発生しやすいので、特に容積における最大長さが１０００ｍｍ以上の加圧容器を用いる必要のある大型のターゲット材の製造方法に好適である。また、原料粉末の充填方法としては、原料粉末自身の比重を利用して充填率の向上が図れるため、充填深さが最も深くなる方向に対抗する一方の面が、充填口として開放された実質的に直方体形状であり、かつ容積の最大長さが１０００ｍｍ以上となるように加圧容器を使用することがより好ましい。
【００２１】
また、上記の製造方法により作製した焼結体を加圧容器に包まれたまま、熱間塑性加工を施すことも本発明の製造方法に含まれる。焼結体を熱間塑性加工により、大型化することに適しているためである。
また、上記焼結体を加圧容器に包まれたまま熱間塑性加工を施すのは、焼結体を熱間塑性加工する際に、焼結体肌のまま加工を実施すると、焼結体の表面が汚染される可能性が高いためである。さらに、加圧容器に包まれたまま熱間塑性加工を施すと加圧容器を除去するという工程を省略することができるために、製造コストを低減できるためである。
また、熱間塑性加工は、５００〜１５００℃の温度に焼結体を維持しながら、加工率２〜５０％の塑性加工を複数回実施することが望ましい。
それは、温度としては、温度が５００℃に満たない場合は、延性が低く塑性加工時に付加する荷重を上げなければならないために生産性上の問題があり、１５００℃を超える場合には加圧容器が溶ける可能性があると同時に焼結体の結晶粒が粗大化するという問題があるためである。また、加工率としては、５０％を超える高い加工率で塑性加工を行うと焼結体に割れが発生したり、内部に欠陥を生じるという問題があるため好ましくないためである。また、２％を下回る加工率ではほとんど形状変化に影響が無く加工コスト上好ましくない。さらに加工時に割れ等の欠陥を発生させないためにも、全体に高率の加工を施す場合には、前記の加工温度および加工率で複数回実施することが有効である。
【００２２】
さらに、熱間塑性加工後に、再結晶化熱処理を施すことも本発明の製造方法に含まれる。
圧延直後の組織は繊維状組織を有し、特に、板厚方向で表面部および中央部でその度合いが異なる。ターゲット材としては、不均一な結晶状態である場合にスパッタリング時の成膜の均一性に影響するため、結晶組織は同一であることが望ましい。したがって再結晶挙動を利用した組織の均一化を施すことが好ましい。
なお、再結晶化熱処理は、１０００〜１５００℃の範囲で行うことが好ましい。
それは、Ｍｏを主体とする組成の特性から、１０００℃以下では繊維状組織が残存する可能性が高く、１５００℃を超える温度では圧延表面部の圧下率の高い領域で結晶粒の一部粗大化が認められるためである。
【００２３】
また、本発明は、本発明の製造方法により得られる焼結体、熱間塑性加工を施した後の焼結体、および熱間塑性加工を施した後に再結晶化熱処理を施した焼結体を最大長さの辺を維持するように切断する方法も含まれる。それは、現在、大型のターゲット材の要求が高いため、一度の加圧焼結処理で多数のターゲット材料を製造することで、コストを低減できるためである。
【００２４】
本発明のＭｏを主体とする原料粉末とは、Ｍｏを５０原子％以上含むことが望ましい。それは、Ｍｏの原料粉末は、凝集性が高く加圧容器への均一な充填が困難であるため、Ｍｏを５０原子％以上含むターゲット材への適用に非常に効果が高いためである。なお、本発明のＭｏ系ターゲット材に、不可避的不純物を除いた残部が実質的にＭｏのみで構成されるターゲット材も含まれる。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施例について以下に説明する。
平均粒径１２μｍのＭｏ粉末、Ｗ粉末、平均粒径１００μｍのＮｂ粉末、Ｃｒ粉末、Ｔｉ粉末、Ｚｒ粉末を準備した。表１の試料Ｎｏ．１〜６に示すターゲット材を製造するために、Ｍｏ粉末および各添加元素の遷移金属粉末を所定の原子％比率で秤量後、Ｖ型混合機で１０分間混合して得られた原料粉末を冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）で圧縮成形した圧密体を作製した。なお、ＣＩＰの圧力条件は２６５ＭＰａとした。前記圧密体をジョークラッシャーおよびディスクミルを使用して粉砕し二次粉末を作製した。その二次粉末を再度Ｖ型混合機で１０分間混合した後、内径寸法で厚さ１００ｍｍ×幅１０００ｍｍ×高さ１３００ｍｍの軟鋼製加圧容器に充填した。充填後、加圧容器の上蓋を溶接した後に４５０℃の温度下で真空脱気し、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）で加圧焼結した。ＨＩＰは、１２５０℃、１５０ＭＰａの条件下で５時間保持した。ＨＩＰ後の焼結体を切断および機械加工して、厚さ６ｍｍ×幅８１０ｍｍ×長さ９５０ｍｍのターゲット材を６枚得た。なお、二次粉末の加圧容器への充填密度を測定し表１に示した。また、上記の圧密体、焼結体から試験片を採取し、アルキメデス法により、相対密度を測定し表１に示す。
【００２６】
また、平均粒径６μｍのＭｏ粉末および平均粒径１００μｍのＮｂ粉末を準備し、表１の試料Ｎｏ．７〜８に示すターゲット材を製造するため、上記と同様の方法で圧密体を作製した。前記圧密体をジョークラッシャーおよびディスクミルを使用して粉砕し二次粉末を作製した。その二次粉末を使用して上記と同様の方法で焼結体を作製した。その後、この焼結体を切断および機械加工して、厚さ６ｍｍ×幅８１０ｍｍ×長さ９５０ｍｍのターゲット材を６枚得た。なお、二次粉末の加圧容器への充填密度を測定し表１に示した。また、上記の圧密体、焼結体から試験片を採取し、アルキメデス法により、相対密度を測定し表１に示す。
【００２７】
また、比較例として、表１の試料Ｎｏ．９〜１０に示すターゲット材を製造するため、Ｍｏ粉末およびＮｂ粉末を所定の原子％比率で秤量後、Ｖ型混合機で１０分間混合して得られた原料粉末を圧縮成形せずに直接に上記と同一寸法の軟鋼製加圧容器に充填した。充填後、加圧容器の上蓋を溶接した後に４５０℃の温度下で真空脱気し、１２５０℃、１５０ＭＰａ、５時間保持するＨＩＰを行い焼結体を作製した。その後、この焼結体を切断および機械加工して、厚さ６ｍｍ×幅６１０ｍｍ×長さ７１０ｍｍのターゲット材を３枚得た。なお、二次粉末の加圧容器への充填密度を測定し表１に示した。また、二次粉末の上記の焼結体から試験片を採取し、アルキメデス法により、相対密度を測定し表１に示す。
また、焼結体の変形を図１の模式図に示す通り、焼結体１の長さ方向の中央部２の底面にある基準点３と端部４の底面との差から算出した変形量５として、変形量が１２ｍｍ以上のものを問題あり、１２ｍｍよりも小さいものを良好として評価して同様に表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１に示した通り、本発明例の試料Ｎｏ．１〜８では、原料粉末を圧縮成形した圧密体を平均粒径１０ｍｍ以下に粉砕した二次粉末を作製しているため、充填密度が５２％以上と非常に高い充填密度を達成している。そして、充填密度が高いことから、焼結体にした際の寸法の収縮量や変形量も低減されているため、歩留りよくターゲット材を製造できることがわかる。
また、本発明例の試料Ｎｏ．７、８から、原料粉末の平均粒径を１０μｍ以下、二次粉末の平均粒径を１ｍｍ以下とすると、充填密度の上昇と焼結体の相対密度の上昇がさらに顕著になることが見て取れる。
一方、二次粉末を作製せずに、原料粉末を混合後、直接加圧容器に充填して加圧焼結した比較例の試料Ｎｏ．９〜１０では、充填密度が４０％以下と低く、焼結体にした際の寸法収縮や変形量も大きいため、ターゲット材を製造する際の歩留りが劣ることが分かる。さらに、同一寸法の加圧容器を用いても、焼結体にした際の寸法収縮や変形量が大きいために、想定した寸法のターゲット材が作製できない危険性がある。
【００３０】
さらに、本発明例の試料Ｎｏ．２と比較例の試料Ｎｏ．９のターゲット材の組織に偏在するＮｂ領域を評価する写真図をそれぞれ図２、図３に示す。二次粉末を作製していない図３では、その中央に長径２０ｍｍ以上のＮｂ領域が存在しており、Ｎｂの偏在が発生していることが分かる。一方、本発明の図２では、Ｎｂ領域がＭｏマトリクスに分散しており、明らかなＮｂの偏在は存在していない。
【実施例２】
【００３１】
実施例１で作製した試料２と同様の組成、寸法の焼結体を同様の製法で作製し、さらに熱間圧延を実施した。熱間圧延は、ＨＩＰによる終了後に加圧容器を除去せずそのままの状態で、１１５０℃加熱と圧下率５０％以下の圧延を３回実施した。なお、目標となるターゲット材の目標寸法は幅１５００ｍｍ、長さ１８００ｍｍである。焼結体の圧延結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2005240160.tif 000004
【００３３】
表２からも分かるように、加熱温度５００〜１５００℃で、圧下率２〜５０％の圧延を複数回実施することで、割れを生じることなく大型のターゲット素材を作製することができる。
なお、４５０℃で加熱した状態で、焼結体を圧延したが、加熱温度が低温であるために焼結体の延性が維持できず、数％の圧下率による圧延を繰返し行わなければならず、製造効率上好ましくなかった。
【実施例３】
【００３４】
さらに、実施例２で作製した焼結体を熱間圧延したターゲット素材に再結晶化熱処理を行った。再結晶化熱処理は真空雰囲気中で９００℃、１１５０℃、１３００℃で行った。熱処理温度到達後１時間温度を保持し、冷却後に試験片を採取し、光学顕微鏡で１００倍の断面ミクロ組織を比較した。その結果を表３に示す。また、再結晶化熱処理の温度９００℃と１３００℃の試料について１００倍の光学顕微鏡によるミクロ組織写真をそれぞれ図４、図５として示す。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
表３および図４および図５から、再結晶化熱処理温度が１０００℃に満たない場合には、繊維状組織が残存する可能性があることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１における焼結体の変形の測定方法を示す模式図である。
【図２】実施例１における試料Ｎｏ．２のターゲット材の組織に偏在するＮｂ領域を評価するための写真図である。
【図３】実施例１における試料Ｎｏ．９のターゲット材の組織に偏在するＮｂ領域を評価するための写真図である。
【図４】実施例３における試料Ｎｏ．２−１−１の１００倍の光学顕微鏡によるミクロ組織写真である。
【図５】実施例３における試料Ｎｏ．２−１−３の１００倍の光学顕微鏡によるミクロ組織写真である。
【符号の説明】
【００３８】
１  焼結体、２  中央部、３  基準点、４  端部、５  変形量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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