1、定義
新能源用鈦靶材是以高純度鈦或鈦合金為原料，通過熔煉、鍛造、軋制、切割等工藝制成的平面或旋轉靶材，主要用于物理氣相沉積（PVD）或化學氣相沉積（CVD）技術中，通過濺射或蒸鍍形成功能性薄膜。這類薄膜在新能源設備（如太陽能電池、燃料電池、儲能電池）中起到導電、耐腐蝕、催化等關鍵作用。
2、性能特點
| 特性 | 具體描述 |
| 超高純度 | 純度≥99.995%（4N5級），雜質（如Fe、C、O）含量極低，確保薄膜電學性能穩定。 |
| 耐腐蝕性 | 在酸性、堿性及高溫高濕環境下抗腐蝕，適合燃料電池質子交換膜等嚴苛場景。 |
| 輕量化 | 密度僅4.51g/cm3，比傳統金屬靶材（如鉬、鎢）更輕，降低設備負載。 |
| 熱穩定性 | 熔點1668°C，高溫下不易變形，適用于長時間濺射工藝。 |
| 成膜均勻性 | 晶粒細小且分布均勻（平均晶粒尺寸≤50μm），減少薄膜缺陷。 |
3、材質分類
| 材質類型 | 典型牌號 | 應用場景 |
| 純鈦靶材 | Gr1、Gr2 | 通用型，用于太陽能電池背電極、鋰電集流體等。 |
| 鈦合金靶材 | Ti-6Al-4V | 增強機械強度，適用于高溫燃料電池雙極板涂層。 |
| 摻雜鈦靶材 | Ti-Mo、Ti-Nb | 通過摻雜改善導電性或催化活性，用于氫燃料電池催化劑載體。 |
4、執行標準
| 標準類型 | 標準號/名稱 | 關鍵要求 |
| 國際標準 | ASTM B265、ISO 5832-2 | 規定鈦材化學成分、力學性能及加工工藝。 |
| 中國標準 | GB/T 3620.1-2016 | 鈦及鈦合金牌號和化學成分。 |
| 行業標準 | SEMI F42-0303（半導體材料規范） | 對靶材純度、晶粒尺寸、表面粗糙度（Ra≤0.4μm）提出嚴苛要求。 |
5、應用領域
| 領域 | 具體應用 |
| 太陽能電池 | 鈣鈦礦電池的透明導電層（TCO）、PERC電池背反射膜。 |
| 燃料電池 | 質子交換膜（PEM）雙極板防腐蝕涂層、催化劑載體薄膜。 |
| 鋰/鈉電池 | 集流體表面涂層（提升導電性）、固態電解質界面層（SEI）優化。 |
| 儲能系統 | 超級電容器電極薄膜、氫能儲罐內壁耐氫脆涂層。 |
6、與其他靶材的對比
| 對比項 | 鈦靶材 | 鋁靶材 | 銅靶材 | 貴金屬靶材（如鉑） |
| 密度 | 4.51g/cm3（輕量化優勢） | 2.7g/cm3 | 8.96g/cm3 | 21.45g/cm3（鉑） |
| 耐腐蝕性 | 極優（鈍化膜保護） | 中等（易氧化） | 差（需保護層） | 優 |
| 成本 | 中高（約￥2000-5000/kg） | 低（￥50-100/kg） | 中（￥100-200/kg） | 極高（￥50萬-100萬/kg） |
| 導電性 | 中等（電阻率約420nΩ·m） | 優（26.5nΩ·m） | 極優（16.8nΩ·m） | 優（106nΩ·m） |
| 適用工藝 | PVD、CVD均適用 | 多用于低端PVD | 高導電需求場景 | 特殊催化場景 |
7、選購方法
明確需求參數
純度等級：光伏領域需≥99.995%，儲能領域可放寬至99.9%。
尺寸公差：靶材厚度±0.1mm，平面度≤0.05mm/m。
晶粒控制：要求供應商提供金相檢測報告，晶粒尺寸需均勻。
供應商資質核查
優先選擇通過ISO 9001、IATF 16949認證的企業。
要求提供第三方檢測報告（如SGS、TüV）。
成本優化建議
小批量采購可選平面靶材，大批量生產建議使用旋轉靶材（利用率提升30%）。
關注再生鈦靶材（回收率＞95%），成本降低20-40%。
8、注意事項
儲存條件：
惰性氣體（如氬氣）環境保存，濕度＜30%RH，防止氧化。
避免與鹵素（Cl、F）接觸，防止應力腐蝕開裂。
工藝匹配性：
濺射功率建議控制在5-10W/cm2，避免靶面熱裂紋。
使用前需進行超聲波清洗（異丙醇+去離子水）去除表面污染物。
失效預警：
靶材利用率達80%時需更換，避免邊緣濺射不均勻導致膜層性能下降。
新能源用鈦靶材是高性能薄膜制備的核心材料，需根據具體應用場景（如耐腐蝕、導電性、輕量化）選擇材質與規格。采購時需綜合考量純度、供應商資質及成本效益，并在使用中嚴格控制工藝參數與維護條件，以確保薄膜性能與設備壽命。
