DE10202445C1

DE10202445C1 - Production of silver blanks, for use as tube targets, involves melting silver in an inert or reduction atmosphere together with calcium or aluminum, pouring molten silver in mold and cooling under atmospheric conditions

Info

Publication number: DE10202445C1
Application number: DE10202445A
Authority: DE
Inventors: Harald Manhardt; David Francis Lupton; Oliver Warkentin; Ralf Heck; Bernd Stenger
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 2002-01-22
Filing date: 2002-01-22
Publication date: 2003-04-10
Anticipated expiration: 2022-01-23
Also published as: DE50200464D1; EP1331280A1; EP1331280B1; ATE267270T1

Abstract

To produce silver blank, with a silver content of \-99.99 wt.% and an oxygen content of <= 20 mu g/g, the silver is melted together with 100-500 mu g/g calcium or aluminum under inert or reduction conditions. The calcium or aluminum can be added to the molten silver. The molten silver is poured into a mold and allowed to cool under atmospheric conditions. The system can use centrifugal or stand casting. The inert atmosphere uses carbon dioxide or argon and, during smelting, the silver can be covered by a carbon layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Silberrohlings mit einem Silbergehalt von ≧ 99,99 Gew.-% und einem Sauerstoffgehalt < 20 µg/g sowie ein Rohrtarget für Kathoden zerstäubungsanlagen.The invention relates to a method for producing a silver blank with a silver content of ≧ 99.99% by weight and an oxygen content <20 µg / g as well as a tube target for cathodes Sputtering.

Als ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Silberrohlings ist seit langem der Standguss bekannt, wobei das Silber unter inerter oder reduzierender Atmosphäre erschmolzen wird, um eine hohe Sauerstoffaufnahme des Silbers während des Erschmelzens zu verhindern. Die Lös lichkeit für Sauerstoff ist bei Silber in flüssigem Zustand circa 40mal höher als bei Silber im festen Zustand. Falls nicht für eine reduzierende oder inerte Atmosphäre gesorgt wird, so wird während des Schmelzvorganges Sauerstoff aus der Luft in hohen Konzentrationen von 1000 bis 3000 µg/g extrem rasch von der Silberschmelze aufgenommen. Bei der anschließenden Erstarrung der Silberschmelze wird ein Großteil des aufgenommenen Sauerstoffs schlagartig wieder frei, was zu einer heftigen Reaktion - ähnlich einem Aufkochen der Schmelze - führt. Das gebildete Gussstück zeigt dann üblicherweise eine vulkanartig aufgeworfene Oberfläche und hohe Porositäten. Darüber hinaus verursacht ein hoher Anteil an gelöstem Sauerstoff im erstarrten Silber Risse an den Korngrenzen, was zu einer Brüchigkeit des Silbers führt. Als ho he Konzentrationen von gelöstem Sauerstoff sind hier Werte von größer als 50 µg/g anzusehen, wobei üblicherweise eine Sauerstoffkonzentration im Bereich von 50 bis 100 µg/g vorliegt.Stand casting has long been a method for producing such a silver blank known, wherein the silver is melted under an inert or reducing atmosphere to to prevent a high oxygen uptake of the silver during melting. The solving The sensitivity to oxygen in the liquid state is approximately 40 times higher than that in silver solid state. If a reducing or inert atmosphere is not provided, then During the melting process, oxygen from the air in high concentrations of 1000 up to 3000 µg / g absorbed extremely quickly by the silver melt. In the subsequent Solidification of the silver melt suddenly causes a large part of the oxygen absorbed released again, which leads to a violent reaction - similar to a boiling of the melt. The casting formed then usually shows a volcanic surface and high porosity. In addition, a high proportion of dissolved oxygen in the solidified silver cracks at the grain boundaries, which leads to fragility of the silver. As ho he concentrations of dissolved oxygen are values of greater than 50 µg / g, an oxygen concentration in the range from 50 to 100 μg / g is usually present.

Die DE 199 53 470 A1 offenbart die Herstellung von Silberrohlingen für Rohrtargets über das Schleudergießverfahren. Dabei hat es sich gezeigt, dass die Einstellung einer inerten oder re duzierenden Atmosphäre über dem geschmolzenen Silber während des Gießvorgangs beim Schleudergießen besonders schwer zu realisieren ist. Die langen Wege des Gießmaterials vom Schmelztiegel bis zur Gießkokille, die große Oberfläche des Silbers in der Kokille sowie die durch die hohe Drehgeschwindigkeit der Kokille verursachten Turbulenzen in der Atmosphäre führen zu einer hohen Sauerstoffaufnahme der Silberschmelze mit den oben beschriebenen Nachteilen. Die gebildeten Risse an den Korngrenzen des Rohrtargets verursachen erhebliche Probleme während eines Zerstäubungsprozesses, da das Rohrtarget auf der einen Seite (in nen) mit Kühlwasser und auf der anderen Seite (außen) mit Vakuum beaufschlagt wird. Ge ringste Undichtigkeiten im Silber führen zu einer Unterbrechung des Sputterprozesses, da Kühlwasser auf die Vakuumseite gezogen wird.DE 199 53 470 A1 discloses the production of silver blanks for tube targets via the Centrifugal casting. It has been shown that the setting of an inert or re atmosphere above the molten silver during the casting process Centrifugal casting is particularly difficult to achieve. The long distances of the casting material from Crucible to the casting mold, the large surface of the silver in the mold and the turbulence in the atmosphere caused by the high rotational speed of the mold lead to a high oxygen uptake of the silver melt with those described above Disadvantages. The cracks formed at the grain boundaries of the tube target cause considerable Problems during a sputtering process because the tube target on one side (in cooling water and on the other side (outside) with vacuum. Ge The tiniest leaks in the silver lead to an interruption of the sputtering process because Cooling water is drawn to the vacuum side.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Silberrohlings bereitzu stellen, bei welchem die Aufnahme von Sauerstoff aus der Atmosphäre deutlich behindert ist und wodurch die Bildung von Rissen an den Korngrenzen im Silber unterdrückt wird. Es stellte sich weiterhin das Problem, dass der Silberrohling für eine Verwendung als Zerstäubungsmate rial in einem Rohrtarget die dort übliche Reinheit im Bereich ≧ 99,99 Gew.-% aufweisen sollte.The object is therefore to provide a method for producing a silver blank where the absorption of oxygen from the atmosphere is significantly impeded and thereby suppressing the formation of cracks at the grain boundaries in the silver. It posed The problem continues that the silver blank is for use as an atomizing material rial in a tube target should have the usual purity in the range of ≧ 99.99% by weight.

Die Aufgabe wird für das Verfahren gelöst durch
The task is solved for the procedure by

a) melting silver with 100 to 500 µg / g calcium or aluminum under inert or reducing conditions or melting of silver under inert or reduce the conditions and add 100 to 500 µg / g calcium or aluminum to the silver melt,
b) pouring the silver melt into a casting mold under an air atmosphere and
c) cooling the silver melt in the casting mold under an air atmosphere.

Die Zugabe von 100 bis 500 µg/g Kalzium oder Aluminium zur Silberschmelze vor dem Abguss konnte die Sauerstoffaufnahme so weit reduzieren, dass keine Brüchigkeit und keine oder nur geringe Porosität im erstarrten Silbergefüge festgestellt werden konnte. Dies ist umso überra schender, als klassische, bei der Stahlherstellung verwendete Desoxidationsmittel wie Silizium, Magnesium, Yttrium oder Zirkon keinen positiven Effekt bei der Zugabe zur Silberschmelze zeigten. Während des Gießvorgangs der mit 100 bis 500 µg/g Kalzium oder Aluminium ver setzten Silberschmelze reduzierte sich der Gehalt an Kalzium oder Aluminium überraschender weise auf einen Wert < 100 µg/g. Meist wurden sogar Werte < 50 µg/g erreicht. Mit einer sol chen Restmenge an Kalzium oder Aluminium erfüllt das erstarrte Silber die handelsübliche Spezifikation für Rohrtargets mit einem Silberanteil von ≧ 99,99 Gew.-%.The addition of 100 to 500 µg / g calcium or aluminum to the silver melt before casting was able to reduce the oxygen uptake so much that there was no brittleness and no or only low porosity could be found in the solidified silver structure. This is all the more surprising more than conventional deoxidizers such as silicon used in steel production, Magnesium, yttrium or zircon have no positive effect when added to the silver melt showed. During the pouring process, the ver with 100 to 500 µg / g calcium or aluminum When silver melted, the calcium or aluminum content was surprisingly reduced point to a value <100 µg / g. In most cases, values of <50 µg / g were achieved. With a sol The remaining amount of calcium or aluminum, the solidified silver meets the standard Specification for tube targets with a silver content of ≧ 99.99% by weight.

Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn das Gießen der Silberschmel ze im Schleuderguss erfolgt. Die Zugabe von 100 bis 500 µg/g Kalzium oder Aluminium zur Silberschmelze vor dem Schleuderguss macht es möglich, den Gießvorgang an Luft vorzuneh men. Das Einstellen einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre während des Gusses ist nicht mehr erforderlich.The method according to the invention is particularly advantageous if the casting of the silver melt ze done in centrifugal casting. The addition of 100 to 500 µg / g calcium or aluminum for Silver melt before centrifugal casting makes it possible to carry out the casting process in air men. The setting of an inert or reducing atmosphere during the casting is not necessary anymore.

Aber auch für alle anderen Gussverfahren, wie z. B. den Standguss, hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass inerte oder reduzierende Bedingungen beim Abguss nicht mehr erforderlich sind.But also for all other casting processes, such as. B. the cast, has the invention Process the advantage that inert or reducing conditions during casting no longer apply required are.

Dennoch ist es vorteilhaft, wenn das Erschmelzen des Silbers bzw. des Silbers inklusive des Kalziums und des Aluminiums unter inerter oder reduzierender Atmosphäre erfolgt, um noch ausreichend Kalzium und Aluminium beim Gießvorgang im Silber vorliegen zu haben. Hier eig net sich als Atmosphären insbesondere Argon oder Kohlenmonoxid. Vorteilhaft ist hier auch das Erschmelzen des Silbers unter einer Abdeckung mit Kohle.Nevertheless, it is advantageous if the melting of the silver or the silver including the Calcium and aluminum are still made under an inert or reducing atmosphere to have sufficient calcium and aluminum in the casting process in the silver. Here proper net as atmospheres in particular argon or carbon monoxide. It is also advantageous here melting the silver under a cover with coal.

Das Problem wird für das Rohrtarget dadurch gelöst, dass als Zerstäubungsmaterial ein Silber rohling verwendet wird, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Da ein solcher Silberrohling ein nahezu porenfreies und dichtes Korngefüge aufweist, ist er für den Einsatz als Zerstäubungsmaterial in einem Rohrtarget hervorragend geeignet. Dabei ist es ins besondere vorteilhaft, dass der Gehalt an Kalzium oder Aluminium im Zerstäubungsmaterial bzw. Silberrohling < 100 µg/g, insbesondere < 50 µg/g, beträgt, da die handelsübliche Spezifi kation für solche Targets einen Silberanteil von ≧ 99,99 Gew.-% verlangt.The problem is solved for the tube target by using silver as the atomizing material Blank is used, which was produced by the method according to the invention. There a such a silver blank has an almost pore-free and dense grain structure, it is for Excellent use as atomization material in a tube target. It is ins particularly advantageous that the content of calcium or aluminum in the atomizing material or silver blank <100 µg / g, in particular <50 µg / g, is because the commercially available specifi cation requires a silver content of ≧ 99.99% by weight for such targets.

Die nachfolgenden Versuche 1 bis 4 sowie die Bilder 1 und 2 sollen die Erfindung beispielhaft erläutern. Dabei zeigtThe following experiments 1 to 4 and Figures 1 and 2 are intended to explain the invention by way of example. It shows

Bild 1 einen Gefügeanschliff (Vergrößerung 100 : 1) der Biegeprobe 1 aus Versuch 3, bei welchem deutlich Risse R an den Korngrenzen zu erkennen sind Figure 1 shows a micrograph (magnification 100: 1) of the bending sample 1 from experiment 3, in which cracks R can clearly be seen at the grain boundaries

Bild 2 einen Gefügeanschliff (Vergrößerung 50 : 1) des Silberrohlings aus Versuch 4, 2. Abguss mit 200 µg/g Ca-Dotierung, bei welchem keine Risse vorhanden sind Figure 2 shows a micrograph (magnification 50: 1) of the silver blank from experiment 4, 2. Cast with 200 µg / g Ca doping, in which there are no cracks

Trial 1

200 g Silber wurden unter Kohlenmonoxid-Atmosphäre erschmolzen. Danach wurde die Silber schmelze 30 Sekunden lang an Luft flüssig gehalten und in eine Grafitkokille abgegossen. Beim Abguss zeigte sich eine heftige Reaktion der Silberschmelze, die durch das bereits oben be schriebene Entweichen des Sauerstoffs beim Erstarren des Silbers verursacht wird und wobei eine vulkanartig aufgeworfene Oberfläche an der Seite des erstarrten Silbers gebildet wird, die nicht von einer Innenwand der Grafitkokille begrenzt ist. Eine Analyse des Sauerstoffgehaltes im erstarrten Silber zeigte einen Wert von 58 µg/g.200 g of silver were melted under a carbon monoxide atmosphere. After that, the silver melt in air for 30 seconds and poured into a graphite mold. At the Casting showed a violent reaction of the silver melt, which was caused by the above written escape of oxygen is caused when the silver solidifies and wherein a volcanic surface is formed on the side of the solidified silver, which is not limited by an inner wall of the graphite mold. An analysis of the oxygen content in the solidified silver showed a value of 58 µg / g.

Trial 2

Um zu untersuchen, ob es Dotierungselemente gibt, die die Sauerstoffaufnahme flüssigen Sil bers begrenzen können, wurden aus Silber und jeweils einem der Elemente Zirkon (Zr), Yttrium (Y), Kalzium (Ca), Silizium (Si), Zinn (Sn), Aluminium (Al), Magnesium (Mg), Blei (Pb) und Zink (Zn) unter Argon-Atmosphäre bei 300 mbar Gasdruck neun Vorlegierungen erschmolzen, die jeweils einen Gehalt von 0,5 Gew.-% des Dotierungselementes aufwiesen.In order to investigate whether there are doping elements that make the oxygen uptake liquid Sil Furthermore, silver and one of the elements zirconium (Zr), yttrium (Y), calcium (Ca), silicon (Si), tin (Sn), aluminum (Al), magnesium (Mg), lead (Pb) and zinc (Zn) in an argon atmosphere at 300 mbar gas pressure melted nine master alloys that each had a content of 0.5% by weight of the doping element.

Jeweils 200 g Silber wurden mit Hilfe jeweils einer der neun Vorlegierungen mit 200 µg/g eines der Dotierungselemente dotiert und unter Kohlenmonoxid-Atmosphäre erschmolzen. Danach wurden die neun unterschiedlichen Silberschmelzen 30 Sekunden lang an Luft flüssig gehalten und jeweils in eine Grafitkokille abgegossen.In each case 200 g of silver were made with the help of one of the nine master alloys with 200 µg / g of the doping elements and doped under a carbon monoxide atmosphere. After that the nine different silver melts were kept liquid in air for 30 seconds and poured into a graphite mold.

Beim Abguss zeigten die Silberschmelzen mit den Dotierungselementen Zr, Y, Si, Sn, Mg, Pb und Zn die gleichen heftigen Reaktionen, wie undotiertes Silber (siehe Versuch 1). Die vulkan artig aufgeworfene Oberfläche war unverändert vorhanden, so dass kein Einfluss dieser Ele mente auf das Sauerstoffaufnahmeverhalten des flüssigen Silbers festgestellt werden konnte.During casting, the silver melts with the doping elements Zr, Y, Si, Sn, Mg, Pb showed and Zn the same violent reactions as undoped silver (see experiment 1). The volcano well raised surface was unchanged, so that no influence of this el elements on the oxygen absorption behavior of the liquid silver could be determined.

Anders verhielten sich die beiden Proben mit den Dotierungselementen Ca und Al. Hier wurde eine deutlich weniger heftige Reaktion beim Abguss festgestellt, wodurch die Ausbildung einer vulkanartig aufgeworfenen Oberfläche kaum noch auftrat.The two samples with the doping elements Ca and Al behaved differently. Here was found a significantly less violent reaction during casting, which leads to the formation of a volcanically raised surface hardly appeared.

Um einen eventuellen Einfluss der Mengenzugabe an Dotierungselement festzustellen, wurden jeweils 200 g Silber mit Hilfe der Ca- und der Al-Vorlegierungen mit jeweils 400 µg/g dotiert und unter Kohlenmonoxid-Atmosphäre erschmolzen. Danach wurden die Ca- und die Al-dotierten Silberschmelzen jeweils 30 Sekunden lang an Luft flüssig gehalten und jeweils in eine Grafitko kille abgegossen.In order to determine a possible influence of the amount of doping element added, each 200 g silver with the Ca and Al master alloys each with 400 µg / g and doped melted under a carbon monoxide atmosphere. Then the Ca and Al doped Silver melts were kept liquid in air for 30 seconds and each in a graphite poured kille.

Es wurde keine Reaktion beim Abguss mehr festgestellt und an den Gussstücken waren keine vulkanartig aufgeworfenen Oberflächen mehr vorhanden, so dass eindeutig ein positiver - das heißt die Sauerstoffaufnahme begrenzender - Einfluss dieser Elemente auf das Sauerstoffauf nahmeverhalten des flüssigen Silbers festgestellt werden konnte. An der Oberfläche der Gusstücke waren allerdings Oxidagglomerate zu erkennen, die überwiegend aus oxidiertem Ca beziehungsweise Al bestanden. An dem Gussstück mit Ca-Dotierung wurde ein Ca-Gehalt von lediglich 8 µg/g gemessen, was darauf hindeutete, dass das Ca während der Haltezeit an Luft und dem Gießvorgang fast vollständig oxidiert worden war.There was no reaction to the cast and there were no castings volcanic surfaces more present, so that clearly a positive - that is called the oxygen absorption limiting - influence of these elements on the oxygen acceptance behavior of the liquid silver could be determined. On the surface of the However, castings could be seen in oxide agglomerates, which predominantly consist of oxidized Ca or Al passed. On the casting with Ca doping, a Ca content of measured only 8 µg / g, which indicated that the Ca was in air during the hold period and had been almost completely oxidized during the casting process.

Trial 3

Um eine Aussage über die Duktilität von undotiertem, an Luft vergossenem Silber und von Ca- beziehungsweise Al-dotiertem, an Luft vergossenem Silbers zu erhalten, wurden aus einer grö ßeren Menge Versuchsmaterial Biegeproben hergestellt.To make a statement about the ductility of undoped, air-spilled silver and of ca or Al-doped, air-shed silver was obtained from a large Outer amount of test material made bending samples.

Die Herstellung einer Biegeprobe 1 aus undotiertem Silber erfolgte durch Aufschmelzen von 5 kg Silber unter Kohlenmonoxid-Atmosphäre, Flüssighalten der Silberschmelze an Luft über 30 s und Vergießen der Silberschmelze an Luft in eine Grafitkokille.A bending sample 1 made of undoped silver was produced by melting 5 kg Silver in a carbon monoxide atmosphere, keeping the silver melt in air for 30 s and pouring the silver melt in air into a graphite mold.

Die Herstellung einer Biegeprobe 2 aus Ca-dotiertem Silber mit einer Ca-Zugabe von 400 µg/g erfolgte durch Aufschmelzen von 5 kg Silber und einer Ag-Ca-Vorlegierung mit einem Gehalt von 6 Gew.-% Ca unter Kohlenmonoxid-Atmosphäre, Flüssighalten der Silberschmelze an Luft über 30 s und Vergießen der Silberschmelze an Luft in eine Grafitkokille.The production of a bending sample 2 from Ca-doped silver with a Ca addition of 400 µg / g was carried out by melting 5 kg of silver and an Ag-Ca master alloy with a content of 6% by weight Ca under a carbon monoxide atmosphere, keeping the silver melt in air over 30 s and pouring the silver melt in air into a graphite mold.

Die Herstellung einer Biegeprobe 3 aus Al-dotiertem Silber mit einer Al-Zugabe von 200 µg/g erfolgte durch Aufschmelzen von 5 kg Silber und einer Ag-Al-Vorlegierung mit einem Gehalt von 6 Gew.-% Al unter Kohlenmonoxid-Atmosphäre, Flüssighalten der Silberschmelze an Luft über 30 s und Vergießen der Silberschmelze an Luft in eine Grafitkokille.The production of a bending sample 3 from Al-doped silver with an Al addition of 200 µg / g was carried out by melting 5 kg of silver and an Ag-Al master alloy with a content of 6 wt .-% Al in a carbon monoxide atmosphere, keeping the silver melt in air above 30 s and pouring the silver melt in air into a graphite mold.

Aus der Mitte der erstarrten Gussstücke beziehungsweise Silberrohlinge wurden 5 mm dicke Scheiben herausgesägt und einem Biegeversuch unterworfen.The middle of the solidified castings or silver blanks became 5 mm thick Sawed out slices and subjected to a bending test.

Results Bending test 1

- Brittle fracture when the pane is bent by 45 °
- The grain structure showed cracks and widened grain boundaries in the bevel (see picture 1)

Bending test 2

- Washer was ductile up to a bend of 90 °
- The grain structure showed a homogeneous structure with finely distributed, small pores
- The Ca content was 98 µg / g

Bending test 3

- Washer was ductile up to a bend of 90 °
- The Al content was 23 µg / g

Trial 4

Um den Einfluss der Zugabe einer Ca-Dotierung für den Schleuderguss von Silber zu überprü fen, wurde in einem 1. Abguss reines Silber und in einem 2. Abguss Silber mit 200 µg/g Ca- Dotierung in einer horizontale Schleudergusskokille mit einer Länge von 3000 mm und einem Innendurchmesser von 180 mm (zum Schleuderguss siehe Verfahren gemäß DE 199 53 470) vergossen.To check the influence of the addition of Ca doping for the centrifugal casting of silver pure silver was found in a first casting and silver with 200 µg / g Ca in a second casting. Doping in a horizontal centrifugal casting mold with a length of 3000 mm and one Inner diameter of 180 mm (for centrifugal casting see process according to DE 199 53 470) shed.

1. Cast

Ca. 500 kg reines Silber wurde in einem Tiegel aus unglasiertem Tongraphit unter einer Abde ckung aus grober, schwefelfreier Holzkohle in einer Induktionsschmelzanlage (750 kW, 300- 1000 Hz) bei 1240°C erschmolzen. Über dem Tontiegel wurde außerdem mittels einer Erdgas flamme eine reduzierende Atmosphäre eingestellt. Die Kohleabdeckung wurde kurz vor dem Abguss abgeschöpft und das flüssige Silber bei einer Temperatur von 1115°C in der rotieren den Schleudergusskokille vergossen.Approximately 500 kg of pure silver was placed in an unglazed clay graphite crucible under a cover coarse, sulfur-free charcoal in an induction melting plant (750 kW, 300- 1000 Hz) melted at 1240 ° C. Natural gas was also used above the clay pot set a reducing atmosphere. The coal cover was shortly before Skimmed off the casting and the liquid silver at a temperature of 1115 ° C in the rotate shed the centrifugal casting mold.

Die Analyse des erzeugten rohrförmigen Silberrohlings ergab einen Gehalt von 30-70 µg/g gelöstem Sauerstoff im Korngefüge.The analysis of the tubular silver blank produced showed a content of 30-70 µg / g dissolved oxygen in the grain structure.

Die Porosität im Silberrohling stieg vom Rohraußendurchmesser mit Werten von 1,3 Vol.-% Porosität in Richtung des Rohrinnendurchmesser auf Werte von 6,5 Vol.-% Porosität stark an bis hin zur Bildung ausgeprägter Risse im Korngefüge.The porosity in the silver blank increased from the outer tube diameter with values of 1.3% by volume Porosity in the direction of the pipe inner diameter strongly increases to values of 6.5 vol.% Porosity to the formation of pronounced cracks in the grain structure.

Eine Dichtigkeitsprüfung mit 2-3 bar Wasserdruck zeigte einen Wasserdurchtritt durch die Rohrwandung, so dass das Vorhandensein mehrerer durchgehender Risse festgestellt werden konnte.A leak test with 2-3 bar water pressure showed water penetration through the Pipe wall, so that the presence of several continuous cracks can be determined could.

2. Cast

Ca. 500 kg reines Silber wurde in einem Tiegel aus unglasiertem Tongraphit unter einer Abde ckung aus grober, schwefelfreier Holzkohle in einer Induktionsschmelzanlage (750 kW, 300- 1000 Hz) bei 1240°C erschmolzen. Über dem Tontiegel wurde außerdem mittels einer Erdgas flamme eine reduzierende Atmosphäre eingestellt. Die Kohleabdeckung wurde kurz vor dem Abguss abgeschöpft und die 200 µg/g Ca-Dotierung in Form einer Ag-Ca-Vorlegierung mit ei nem Gehalt von 6 Gew.-% zugegeben. Daraufhin wurde das mit 200 µg/g Ca dotierte, flüssige Silber bei einer Temperatur von 1115°C in der rotierenden Schleudergusskokille vergossen. Die Analyse des erzeugten rohrförmigen Silberrohlings ergab einen Gehalt von 5-8 µg/g ge löstem Sauerstoff und einem Gehalt von 23 µg/g Ca im Korngefüge.Approximately 500 kg of pure silver was placed in an unglazed clay graphite crucible under a cover coarse, sulfur-free charcoal in an induction melting plant (750 kW, 300- 1000 Hz) melted at 1240 ° C. Natural gas was also used above the clay pot set a reducing atmosphere. The coal cover was shortly before The casting was skimmed off and the 200 µg / g Ca doping in the form of an Ag-Ca master alloy with egg nem content of 6 wt .-% added. Thereupon, the liquid doped with 200 µg / g Ca became Pour silver at a temperature of 1115 ° C in the rotating centrifugal casting mold. Analysis of the tubular silver blank produced showed a content of 5-8 µg / g ge dissolved oxygen and a content of 23 µg / g Ca in the grain structure.

Bei der Bearbeitung des Silberrohlings zeigten sich weder Porosität noch Risse (siehe Bild 2). Eine Dichtigkeitsprüfung mit 2-3 bar Wasserdruck zeigte keinen Wasserdurchtritt, die Rohr wandung war dicht.When processing the silver blank, there were no porosity or cracks (see Figure 2). A leak test with 2-3 bar water pressure showed no water penetration, the pipe wall was tight.

Der Silberrohling wurde als Zerstäubungsmaterial in einem Rohrtarget für Kathodenzerstäu bungsanlagen eingesetzt. Das Verhalten des Rohrtargets im Einsatz bei der Beschichtung von Flachglas war einwandfrei.The silver blank was used as an atomizing material in a tube target for cathode sputtering training systems used. The behavior of the tube target in use when coating Flat glass was flawless.

Im Hinblick auf die im Silberrohling verbleibende Ca-Menge wird angemerkt, dass diese stark von der Menge an erschmolzenem Silber abhängt. Je kleiner die erschmolzene Charge, desto ungünstiger ist das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der Schmelze. Somit wird bei kleinen Chargen mehr Ca durch Oxidation verbraucht, als dies beim Erschmelzen großer Chargen der Fall ist. Demzufolge ist der Gehalt an Dotierung jeweils an die zu erschmelzende Menge an Silber anzupassen.With regard to the amount of Ca remaining in the silver blank, it is noted that this is strong depends on the amount of molten silver. The smaller the melted batch, the more the ratio of surface area to volume of the melt is less favorable. So with small ones Batches more Ca consumed by oxidation than when melting large batches of Case is. Accordingly, the doping content is in each case dependent on the amount to be melted Adjust silver.

Im Hinblick auf den Sauerstoffgehalt des Silbers wird angemerkt, dass dieser nicht nur von den verwendeten Dotierungen und deren Zugabemengen abhängt, sondern dass auch die übrigen Versuchsparameter einen Einfluss darauf haben. So kann beispielsweise bei einer schnellen Abkühlung der Schmelze weniger Sauerstoff entweichen, als bei langsamer Abkühlung. Damit ist der Sauerstoffgehalt eines Gussstückes mit einer bestimmten Dotierung und Dotierungs menge nur dann zu reproduzieren, wenn auch die übrigen Versuchsparameter wie zum Beispiel das verwendete Gießverfahren, die Gießmenge, die Gießatmosphäre, Haltezeiten, die Gießzeit oder Abkühlzeit weitgehend identisch sind. Es hat sich gezeigt, dass Silber erst bei einem Sau erstoffgehalt ≦ 20 µg/g nicht mehr zu Sprödbruch neigt und das Korngefüge dicht und rissfrei ist.With regard to the oxygen content of the silver, it should be noted that this is not only from the used doping and their addition amounts depends, but that also the rest Experiment parameters have an influence on it. For example, with a fast Cooling of the melt means that less oxygen escapes than with slow cooling. In order to is the oxygen content of a casting with a certain doping and doping reproduce quantity only if the other test parameters such as the casting process used, the casting amount, the casting atmosphere, holding times, the casting time or cooling time are largely identical. It has been shown that silver only with a sow material content ≦ 20 µg / g no longer tends to brittle and the grain structure is dense and crack-free is.

Der generelle Aufbau von Rohrtargets ist bekannt und kann beispielsweise EP 586 809 A1, US 5,354,446, US 5,591,314, FR 2745010, EP 500 774 B1, WO 97/15697 oder DE 199 58 666 A1 entnommen werden.The general structure of tube targets is known and can, for example, EP 586 809 A1, US 5,354,446, US 5,591,314, FR 2745010, EP 500 774 B1, WO 97/15697 or DE 199 58 666 A1 be removed.

Claims

1. A process for producing a silver blank with a silver content of ≧ 99.99% by weight and an oxygen content of <20 µg / g with the following steps:

a) melting silver with 100 to 500 µg / g calcium or aluminum under inert or reducing conditions, or melting silver under inert or reducing conditions and adding 100 to 500 µg / g calcium or aluminum to the silver melt,
b) pouring the silver melt into a casting mold under an air atmosphere and
c) cooling the silver melt in the casting mold under an air atmosphere.

2. The method according to claim 1, characterized in that the casting by centrifugal casting he follows.

3. The method according to claim 1, characterized in that the casting in the standing casting he follows.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the melting zen takes place under an argon atmosphere.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the melting zen takes place under a carbon monoxide atmosphere.

6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the silver is covered with a layer of carbon when melting.

7. Tube target for cathode sputtering equipment with an atomizing material that is made of the silver blank produced according to one of claims 1 to 6 is formed.

8. tube target according to claim 7, characterized in that a content of calcium or Aluminum in the atomizing material is <100 µg / g.

9. tube target according to claim 8, characterized in that a content of calcium or Aluminum in the atomizing material is <50 µg / g.