1、定义
TA2高纯钛靶是以中国国家标准 GB/T 3620.1 中的 TA2（工业纯钛） 为基础材料，通过特殊提纯工艺加工而成的溅射靶材。TA2钛的纯度通常为 99.2%-99.5%，但通过二次熔炼和精炼可提升至 99.9%（3N级） 以上，以满足特定工业镀膜需求。其核心用途是为耐磨、耐腐蚀涂层提供钛基薄膜，适用于对纯度要求适中的工业场景。
2、性能特点
基础性能：
成分：TA2钛的主要成分为Ti（≥99.2%），含微量Fe（≤0.30%）、O（≤0.25%）、C（≤0.10%）等杂质。
机械性能：抗拉强度≥345 MPa，延伸率≥20%，硬度HV 150-200。
提纯后特性（3N级TA2靶）：
纯度：≥99.9%（Fe≤0.05%，O≤0.15%）。
致密度：≥4.5 g/cm³（接近理论密度4.506 g/cm³）。
耐腐蚀性：在5% HCl溶液中腐蚀速率≤0.01 mm/年。
溅射效率：靶材利用率约50-60%，适合中低功率溅射（≤10 W/cm²）。
3、材质与制造工艺
材质基础：
TA2钛：符合GB/T 3620.1，原始纯度99.2%-99.5%。
提纯工艺：
真空自耗电弧熔炼（VAR）：去除挥发性杂质（如Cl、S）。
电子束区域熔炼（EBZM）：定向凝固提纯，Fe含量可降至≤100 ppm。
靶材成型：
锻造+轧制：热锻温度900-950°C，多道次轧制至目标尺寸。
表面处理：镜面抛光（Ra≤0.8 μm），超声波清洗去除表面氧化物。
4、执行标准
| 标准类型 | 具体标准 |
| 基础材料标准 | GB/T 3620.1（TA2工业纯钛）、GB/T 3621（钛及钛合金板材） |
| 靶材行业规范 | SJ/T 11609-2016（溅射靶材通用技术条件）、JB/T 8554（刀具涂层技术条件） |
| 国际参考 | ASTM B348（钛及钛合金棒材/板材）、ISO 5832-2（外科植入物用钛材性能参考） |
5、应用领域
工业工具涂层：
切削刀具的 TiN涂层（硬度2000-2200 HV），寿命提升2-3倍。
模具表面的 TiCN涂层（摩擦系数0.2-0.3），减少脱模剂使用。
通用机械防护：
液压活塞杆的 CrTiN复合涂层（耐盐雾≥500小时）。
泵阀部件的 纯钛镀层（耐海水腐蚀，成本低于哈氏合金）。
建筑装饰：
卫浴五金件的 氮化钛仿金镀层（颜色稳定性优于电镀）。
中端光学镀膜：
眼镜镜片的 抗反射层（400-700 nm波段透过率≥95%）。
6、与其他钛靶的异同对比
| 特性 | TA2高纯钛靶（3N级） | TA1钛靶 | 高纯钛靶（4N5级） | 钛合金靶（Ti6Al4V） |
| 纯度 | 99.9%（Fe≤0.05%） | 99.5%（Fe≤0.20%） | 99.995%（Fe≤0.005%） | 90% Ti + 6% Al + 4% V |
| 硬度（HV） | 150-200（基材） | 120-180 | 160-220（高纯致密化） | 300-350（合金强化） |
| 耐腐蚀性 | 优（工业级） | 良 | 极优（超低杂质） | 中（Al/V易氧化） |
| 适用工艺 | 中低功率溅射（≤10 W/cm²） | 低功率溅射 | 高功率溅射（≤15 W/cm²） | 耐磨涂层（需共溅射Al/V） |
| 成本 | 低（￥500-800/kg） | ￥400-600/kg | 高（￥1500-3000/kg） | ￥800-1200/kg |
| 典型应用 | 工具涂层、防腐镀层 | 装饰镀层 | 半导体/光学镀膜 | 航空部件耐磨涂层 |
7、选购方法与注意事项
选购方法
纯度与杂质控制：
要求供应商提供 ICP-OES检测报告，确认Fe≤0.05%、O≤0.15%。
若用于氮化钛（TiN）涂层，需额外控制N含量（≤0.02%）。
微观结构验证：
金相检测：晶粒尺寸≤100 μm，无气孔、夹杂（气孔率≤0.3%）。
尺寸适配性：
直径与设备磁控腔体匹配（常见规格：Φ200 mm×6 mm、Φ300 mm×8 mm）。
供应商筛选：
优先选择具备 VAR+EBZM双熔炼工艺 的厂商，确保杂质定向去除。
注意事项
储存与预处理：
储存于干燥氮气柜（湿度<40% RH），开封后需在24小时内安装使用。
溅射前进行 氩离子轰击清洗（功率3 W/cm²，时间15分钟），去除表面吸附气体。
工艺优化：
TiN涂层：氮气流量占比30%-50%，基片温度150-300°C，避免过高温度导致晶粒粗化。
纯钛镀层：使用高纯氩气（≥99.999%），溅射气压0.3-0.5 Pa。
维护与报废：
定期检查靶面损耗（剩余厚度<20%时更换），避免靶材穿孔导致冷却液泄漏。
报废TA2靶材可降级用于装饰镀层或重熔再生。
TA2高纯钛靶通过提纯工艺在保留工业纯钛成本优势的同时，提升了纯度与溅射性能，成为中端工业涂层的理想选择。其性价比显著高于4N5级高纯钛靶，但薄膜性能（如电阻率、耐高温性）略逊于后者。选购时需重点把控Fe、O杂质含量及晶粒均匀性，应用中需优化溅射气体比例与基片温度。对于要求严苛的半导体或光学镀膜，仍需选用4N5级以上靶材；而在工具强化、通用防腐领域，TA2高纯钛靶可实现性能与成本的最佳平衡。
