1、定義
TA2純鈦靶是以中國國家標準 GB/T 3620.1 中的 TA2（工業純鈦） 為基礎材料，通過特殊提純工藝加工而成的濺射靶材。TA2鈦的純度通常為 99.2%-99.5%，但通過二次熔煉和精煉可提升至 99.9%（3N級） 以上，以滿足特定工業鍍膜需求。其核心用途是為耐磨、耐腐蝕涂層提供鈦基薄膜，適用于對純度要求適中的工業場景。
2、性能特點
基礎性能：
成分：TA2鈦的主要成分為Ti（≥99.2%），含微量Fe（≤0.30%）、O（≤0.25%）、C（≤0.10%）等雜質。
機械性能：抗拉強度≥345 MPa，延伸率≥20%，硬度HV 150-200。
提純后特性（3N級TA2靶）：
純度：≥99.9%（Fe≤0.05%，O≤0.15%）。
致密度：≥4.5 g/cm3（接近理論密度4.506 g/cm3）。
耐腐蝕性：在5% HCl溶液中腐蝕速率≤0.01 mm/年。
濺射效率：靶材利用率約50-60%，適合中低功率濺射（≤10 W/cm2）。
3、材質與制造工藝
材質基礎：
TA2鈦：符合GB/T 3620.1，原始純度99.2%-99.5%。
提純工藝：
真空自耗電弧熔煉（VAR）：去除揮發性雜質（如Cl、S）。
電子束區域熔煉（EBZM）：定向凝固提純，Fe含量可降至≤100 ppm。
靶材成型：
鍛造+軋制：熱鍛溫度900-950°C，多道次軋制至目標尺寸。
表面處理：鏡面拋光（Ra≤0.8 μm），超聲波清洗去除表面氧化物。
4、執行標準
| 標準類型 | 具體標準 |
| 基礎材料標準 | GB/T 3620.1（TA2工業純鈦）、GB/T 3621（鈦及鈦合金板材） |
| 靶材行業規范 | SJ/T 11609-2016（濺射靶材通用技術條件）、JB/T 8554（刀具涂層技術條件） |
| 國際參考 | ASTM B348（鈦及鈦合金棒材/板材）、ISO 5832-2（外科植入物用鈦材性能參考） |
5、應用領域
工業工具涂層：
切削刀具的 TiN涂層（硬度2000-2200 HV），壽命提升2-3倍。
模具表面的 TiCN涂層（摩擦系數0.2-0.3），減少脫模劑使用。
通用機械防護：
液壓活塞桿的 CrTiN復合涂層（耐鹽霧≥500小時）。
泵閥部件的 純鈦鍍層（耐海水腐蝕，成本低于哈氏合金）。
建筑裝飾：
衛浴五金件的 氮化鈦仿金鍍層（顏色穩定性優于電鍍）。
中端光學鍍膜：
眼鏡鏡片的 抗反射層（400-700 nm波段透過率≥95%）。
6、與其他鈦靶的異同對比
| 特性 | TA2純鈦靶（3N級） | TA1鈦靶 | 純鈦靶（4N5級） | 鈦合金靶（Ti6Al4V） |
| 純度 | 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（純致密化） | 300-350（合金強化） |
| 耐腐蝕性 | 優（工業級） | 良 | 極優（超低雜質） | 中（Al/V易氧化） |
| 適用工藝 | 中低功率濺射（≤10 W/cm2） | 低功率濺射 | 高功率濺射（≤15 W/cm2） | 耐磨涂層（需共濺射Al/V） |
| 成本 | 低（￥500-800/kg） | ￥400-600/kg | 高（￥1500-3000/kg） | ￥800-1200/kg |
| 典型應用 | 工具涂層、防腐鍍層 | 裝飾鍍層 | 半導體/光學鍍膜 | 航空部件耐磨涂層 |
7、選購方法與注意事項
選購方法
純度與雜質控制：
要求供應商提供 ICP-OES檢測報告，確認Fe≤0.05%、O≤0.15%。
若用于氮化鈦（TiN）涂層，需額外控制N含量（≤0.02%）。
微觀結構驗證：
金相檢測：晶粒尺寸≤100 μm，無氣孔、夾雜（氣孔率≤0.3%）。
尺寸適配性：
直徑與設備磁控腔體匹配（常見規格：Φ200 mm×6 mm、Φ300 mm×8 mm）。
供應商篩選：
優先選擇具備 VAR+EBZM雙熔煉工藝 的廠商，確保雜質定向去除。
注意事項
儲存與預處理：
儲存于干燥氮氣柜（濕度<40% RH），開封后需在24小時內安裝使用。
濺射前進行 氬離子轟擊清洗（功率3 W/cm2，時間15分鐘），去除表面吸附氣體。
工藝優化：
TiN涂層：氮氣流量占比30%-50%，基片溫度150-300°C，避免過高溫度導致晶粒粗化。
純鈦鍍層：使用純氬氣（≥99.999%），濺射氣壓0.3-0.5 Pa。
維護與報廢：
定期檢查靶面損耗（剩余厚度<20%時更換），避免靶材穿孔導致冷卻液泄漏。
報廢TA2靶材可降級用于裝飾鍍層或重熔再生。
TA2純鈦靶通過提純工藝在保留工業純鈦成本優勢的同時，提升了純度與濺射性能，成為中端工業涂層的理想選擇。其性價比顯著高于4N5級純鈦靶，但薄膜性能（如電阻率、耐高溫性）略遜于后者。選購時需重點把控Fe、O雜質含量及晶粒均勻性，應用中需優化濺射氣體比例與基片溫度。對于要求嚴苛的半導體或光學鍍膜，仍需選用4N5級以上靶材；而在工具強化、通用防腐領域，TA2純鈦靶可實現性能與成本的最佳平衡。
