溅射工艺广泛地用在各种场合中以提供具有原子性光滑表面、具 有精确控制的厚度的薄膜材料淀积，例如用于包覆半导体和/或用于在 磁记录介质的表面上形成膜。在常规的磁记录介质的生产过程中，薄 膜层通过多个溅射靶顺序地溅射到衬底上，其中每个溅射靶由不同的 材料组成，从而淀积了薄膜“层叠体”。图1说明了用于常规磁记录 介质的典型薄膜层叠体。层叠体的底部是非磁性衬底101，其通常是 铝或玻璃。种晶层(seed layer)102，其是第一淀积层，通常促进较高层 晶粒结构的形状和取向，并且通常包括NiP或NiAl。其次，淀积了非 磁性底层(underlayer)104，其通常包括1-3个离散的层，其中该底层通 常是铬基合金，如CrMo或CrTi。在底层104的上方形成中间层105， 其包括1或2个分离层，其中中间层105基于钴并略带磁性。在中间 层105上淀积外层106，其具有磁性并可包括二或三个分离层，在外 层106的上方形成碳润滑剂层108。
磁记录介质上每单位面积可存储数据的量与外层的晶粒大小成反 比。少量添加元素的晶界偏析也对数据存储潜力有影响。外层的晶粒 大小和均匀晶界偏析可受到先前淀积的层叠体薄膜的性质、特别受到 底层性质的影响。
一种促进磁性合金薄膜层中所需的微观结构的技术使用了底层合 金。含铬的底层具有促进钴合金磁膜中磁性结晶平面外延生长的倾 向。铬底层另外还促进细晶粒结构，这降低了磁膜应用中的记录介质 噪声。底层合金通常可以描述为Cr-X-Y合金体系。X元素代表大原 子元素，如Mo、Ta或W，其扩大铬合金晶格。Y元素代表较小原子 元素，如硼(B)，其倾向于隔开到晶界和担当或作为晶粒生长抑制剂。
由含有元素形式的石墨粉的粉末混合物的固结(consolidated)材料 制成的溅射靶在溅射过程期间具有通过溅射生成粒子的倾向。在制备 溅射靶材料中使用石墨粉还在整个靶中产生不利的碳分布。因此，常 规的生产含碳铬合金的技术不利于用它们作为溅射靶材料，并使这种 合金可以在钴合金磁记录层中达到的任何有益的外延生长性质得到缓 解。
因此非常希望提供含碳铬基合金溅射靶，以促进磁记录介质的钴 合金层中优选结晶平面的最佳外延生长。特别是，需要提供化学计量 有利的碳化物化合物或含碳母合金，以完成在整个溅射靶中碳的最佳 分布，并溅射成为具有与钴合金磁层相匹配的最佳外延的薄膜。

本发明通过提供生产溅射磁记录介质底层用溅射靶材料的粉末冶 金方法解决了上述问题，其中溅射靶包括含碳铬合金组合物，该组合 物实现了有利的与钴合金薄膜层最佳匹配的外延生长。
根据一个方面，本发明提供了溅射靶材料。所述溅射靶材料包括 合金体系，所述合金体系包括Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C，其中C占至少0.5到至多20原子％；M占至少0.5到至多20原子％并且是 选自Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、和W的元素；M1占至少0.5 到至多20原子％并且是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、和W的 元素；M2占至少0.5到至多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、 Mn、Y、和Te的元素。
根据另一个方面，本发明提供了磁记录介质。所述磁记录介质包 括衬底和至少底层，所述底层包括合金体系，该合金体系包括Cr-C、 Cr-M-C、或Cr-M1-M2-C，其中C占至少0.5到至多20原子％；M占 至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、 Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、 Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、和W的元素；且M2占至少0.5到至多10原 子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te的元素。
根据本发明的另一个方面，提供了生产溅射靶材料的方法。该方 法包括：(a)选择元素或元素组合的粉末材料用于包括Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C的合金体系，其中C占至少0.5到至多20原子％；M 占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、 Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、 Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；且M2占至少0.5到至多10原子 ％并且是选自Li、Mg、A1、Sc、Mn、Y和Te的元素，并且其中粉末 材料选择为至少具有有效用于溅射靶材料的纯度、粒度(mesh size) 和粒子形态学；(b)将所选择的元素或元素组合的粉末材料结合，生产 用于所述合金体系的未固结制剂，和(c)对未固结制剂进行致密化处 理，生产溅射靶材料。包括元素组合的粉末材料可以包括铬合金如碳 化铬。包括元素组合的粉末材料也可以包括碳化物或含碳母合金。示 例性的碳化物或含碳母合金是Ti-C、V-C、Y-C、Zr-C、Nb-C、Mo-C、 Hf-C、Ta-C、W-C、Li-C、Mg-C、A1-C、Sc-C、Mn-C、Y-C和Te-C。
在以下描述的示例性的实施方案中参考了附图，附图形成了实施 方案的一部分，其中通过举例说明其中可实践本发明的具体实施方案 做以说明。可以理解，可利用其它实施方案并做以改变而不脱离本发 明的保护范围。

现在将参考附图，附图中相同的附图标记在全部附图中表示相应 部件：
图1说明了常规磁记录介质的典型薄膜层叠体；
图2说明了本发明的一个方面的薄膜层叠体；
图3表示穿过相当于Cr-14C原子％(at％)的预合金化元素组合的 粒子截面的扫描电子显微照片(SEM)的背向衍射图像模式；
图4表示说明在通过Cr与Cr2C粉末掺混物固结获得的Cr-C合 金中碳化物相分布的SEM显微照片；和
图5表示说明在由Cr、Mo和Mo2C粉末掺混物固结获得的 Cr-Mo-C合金中碳化物相分布的SEM显微照片。

通过从单个元素、碳化物或从含碳母合金原料生产含碳铬合金溅 射靶材料以达到在溅射后的底层中的最佳外延生长和与溅射后的磁性 外层薄膜外延匹配，本发明可增加磁记录介质的数据存储。
采用粉末冶金方法学用于生产具有由式Cr-C、Cr-M-C或 Cr-M1-M2-C所示合金体系的溅射靶材料赋予各种含碳合金体系的生产方法 以通用性。本发明的生产溅射靶材料的方法采用了单个元素、碳化物 或含碳母合金的粉末制剂，该制剂含有周期表第II-A族到VIIA族和 第I-B族到IV-B族元素。本发明的生产方法提供了生产含碳合金的有 效方法，在含碳合金中，可通过选择有利化学计量的单个元素、碳化 物或母合金添加剂以及这些添加剂的粒度分布使含碳粒子的分布最佳 化。使用元素粉末材料、碳化物或母合金而不是纯金属、石墨或两者 的另一个有益贡献是减少在溅射过程中由于蚀刻和喷溅而生成粒子。
根据一个实施方案，本发明提供了溅射靶材料。所述溅射靶材料 包括含Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C的合金体系，其中C占至少0.5 到至多20原子％；M占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、 Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原 子％并且是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W元素；且M2 占至少0.5到至多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和 Te的元素。溅射靶材料可通过对以下所述的合金体系的粉末掺混物制 剂进行致密化处理而制备。致密化方法可包括，例如，诸如热等静压 (HFP)方法；其它高压高温方法；冷粉末压缩和烧结，和其它无压力 方法以及粉末冶金领域的普通技术人员公知的其它过程。
本发明的溅射靶材料可包括，例如，上述原子％的碳(C)、和上 述原子％的周期表中第II-A族到VII-A族和第I-B族到IV-B族元素 的任意组合。溅射靶材料的碳组成可为至少0.5到至多20原子％。其 它实施方案包括溅射靶材料中的碳组成为至少1.0到至多10原子％。 其它实施方案包括的碳组成为至少1.5到至多8原子％。包括合金体 系Cr-M-C(其中碳占2-6原子％)的溅射靶材料的示例性实施方案包括 Cr-20M-6C、Cr-20M-2C、Cr-6M-4C、Cr-20M-4C和Cr-6M-2C，其中 的数字对应于合金中所引元素的原子％。位于上述示例性范围内的所 有的原子％也可以用在本发明的溅射靶材料中。本领域的普通技术人 员可以理解使用本文所述的本发明的方法可以选择和生产碳的特定原 子％处在上述范围内的溅射靶材料。
本发明的溅射靶材料也包括第II-A族到VII-A族和第I-B族到IV-B 族的元素组成。根据所生产的合金体系，这些元素包括M，其选自元 素Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W；或M1，其可选自元素Ti、 V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W，和M2，其可选自元素Li、Mg、Al、Sc、 Mn、Y和Te。在某些实施方案中，当M或M1是Ti时，原子％可以是至 少10到至多50原子％。包括合金体系Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C的溅 射靶材料的其它实施方案包括Cr-4C、Cr-15W-5C、Cr-20Mo-2Ti-2C和 Cr-20Mo-2Ta-2C。
对于合金体系Cr-M-C，溅射靶材料的M组成可为至少0.5到至多20 原子％，其它实施方案的溅射靶材料中的M组成为至少1.0到至多10原 子％。其它实施方案的组成M为至少1.5到至多8原子％。其中M是Mo并且Mo的原子％占6-20原子％的溅射靶材料的示例性实施方案包括 Cr-20M-6C、Cr-20M-2C、Cr-6M-4C、Cr-20M-4C和Cr-6M-2C，其中 的数字对应于合金中所引原子的原子％。正如上述的碳的原子％的情 况中那样，M的所有原子％在上述示例性范围内的溅射靶材料也可采 用本发明的方法生产。
对于合金体系Cr-M1-M2-C，溅射靶材料的M1组成可为至少0.5到 至多20原子％。其它实施方案包括溅射靶材料中M1组成为至少1.0到 至多10原子％。其它实施方案的M1组成为至少1.5到至多8原子％。合 金体系的M2组成可为至少0.5到至多10原子％。其它实施方案的M2组 成可为至少1.0到至多4.0原子％。其它实施方案的M2组成可为至少1.5 到至多3.5原子％。其中M1或M2是Mo的溅射靶材料的示例性实施方案 中，Mo的原子％是6-20原子％。正如上述碳的原子％的情况中那样， M1或M2的所有的原子％以及这些百分比的可能组合和排列在上述示例 性范围内的溅射靶材料可以采用本发明的方法生产。
包括本发明的合金体系的溅射靶材料中，铬组成作为合金的余量 以达到100原子％。对于Cr-C合金体系，铬组成将对应于合金体系中 的碳原子％，小于100原子％。因此，在包括Cr-C合金体系的溅射靶 材料中，Cr可以为80到99.5原子％。包括合金体系Cr-M-C的溅射靶材 料的铬组成对应于合金体系中M和C的原子％的总和，小于100原子 ％。在该合金体系中，溅射靶材料中的Cr可为60到99原子％。例如， 含有Cr-6Mo-2C的合金体系Cr-M-C的Cr组成为92原子％。类似地，包 括合金体系Cr-M1-M2-C的溅射靶材料的铬组成对应于合金体系中M1、 M2和C的原子％的总和，小于100原子％，例如，在本发明的具有 Cr-M1-M2-C合金体系的溅射靶材料中，Cr为50到98.5原子％。在具体情 况中，增加C、M、M1和M2的原子％到高于上述范围是有利的。在这 些情况中，得到的溅射靶材料的铬组成将因此降低以补足合金体系的 余量从而达到100原子％。
本领域的普通技术人员可理解的是可生产溅射靶材料，其具有元 素Cr、M、M1、M2和C的所有可能的排列与组合，用于本文教导的 合金体系Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C中的任一种。例如根据溅射靶 材料的预定用途可选择合金体系、各元素的原子％和选择哪种元素用 于M、M1或M2。本文所述的所有合金体系促进有效外延生长和与磁 记录介质匹配。另外，可改变本发明的合金体系、元素组成和/和所选 合金体系的原子％，使例如不同磁记录介质所用的外延匹配最佳化。 本领域的普通技术人员公知最佳的生产和检测本发明合金体系的不同 组成的方法。
根据另一个实施方案，本发明还提供了溅射靶制剂。溅射靶制剂 包括合金体系用元素、或元素组合的粉末掺混物材料，所述合金体系 包括Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C，其中C占至少0.5到至多20原 子％；M占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、 Mo、Hf、Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且是选 自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；且M2占至少0.5到至 多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te的元素，并 且其中所述粉末材料选择为至少具有有效用于溅射靶材料的纯度、粒 度和粒子形态学。
本发明的溅射靶制剂包括本发明溅射靶材料生产所用的元素原料 的粉末掺混物。所述元素原料选自下述并通过致密化在固结之前结合 成为未固结混合物。因此，该制剂包括原子％对应于上述用于本发明 溅射靶材料的合金体系中任一种的元素和原子％的未固结粉末掺混物 材料。该制剂还包括未固结粉末掺混物材料，其中这些材料中的一种 或多种对应于本发明合金体系的元素组合。
类似地，本发明的溅射靶制剂中还可包括对应于元素组合的两种 或多种粉末材料。元素组合可包括例如化学计量有利的两种或多种元 素的聚集体，所述元素选自Cr、M、M1、M2或C。
与元素的粉状材料对应的溅射靶制剂的构成包括例如Cr、C、M、 M1和M2，其中M选自Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W；M1 选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W；且M2选自Li、Mg、Al、 Sc、Mn、Y和Te的元素。制剂的构成可以为对应于单个元素的原料 形式。或者，构成可为上述元素组合的形式。元素组合可以为任何二 元或多元化合物并包括例如合金、母合金或碳化物。元素组合的粉末 材料的特定例子包括铬合金或含碳母合金。示例性的碳化物包括Cr-C、Ti-C、V-C、Y-C、Zr-C、Nb-C、Mo-C、Hf-C、Ta-C、W-C、Li-C、 Mg-C、Al-C、Sc-C、Mn-C、Y-C或Te-C，并具有本领域公知的化学 计量。
溅射靶制剂可以掺混以包含各种元素或元素组合的构成粉末材 料。例如，选择各个单个元素的粉末材料并以对应于上述一种或多种 合金体系的原子％结合成为未固结制剂。或者，溅射靶制剂可掺混自 一种或多种单个元素以及一种或多种对应于元素组合如碳化物、合金 或母合金的一种或多种材料。合金或母合金可另外含有碳。另外，溅 射靶制剂也可混合自对应于指明本发明合金体系的元素组合的两种或 多种材料。因此，与溅射靶制剂的构成对应的元素的粉末材料可以变 化只要最终制剂含有指明本发明合金体系的构成元素和原子％即可。 选择和结合成为制剂的方法可如下操作或根据材料科学领域中公知的 方法进行。所得的溅射靶制剂可经过致密化处理以生产溅射靶。
在另一个实施方案中，本发明提供了磁记录介质，该磁记录介质 包括衬底和至少底层。磁记录介质的底层包括合金体系，所述合金体 系包括Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C，其中C占至少0.5到至多20 原子％；M占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、 Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且 是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；且M2占至少0.5 到至多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te的元素。
通过本发明的粉末冶金方法生产的溅射靶材料可用于溅射到衬底 上以生产包括所选溅射靶所需合金体系的薄膜层。可使用本发明的溅 射靶生产的示例性薄膜层为磁记录介质的底层。包括式Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C所示的本发明合金体系的底层促进钴合金外层薄膜 中磁性结晶平面的有利外延生长。因此，溅射靶可从本发明的溅射靶 材料生产并用于溅射可用于生产在广泛应用中有用的不同磁记录介质 所用的各种底层薄膜。
图2说明了本发明一个实施方案的磁记录介质的薄膜层叠体。简 要地说，该磁记录介质包括衬底、在衬底上形成的至少一个底层，其 中底层包括合金体系，该合金体系包括Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C， 其中C占至少0.5到至多20原子％；M占至少0.5到至多20原子％ 并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；M1占至 少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和 W的元素；且M2占至少0.5到至多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、 Sc、Mn、Y和Te的元素。该磁记录介质还包括例如在底层上形成的 至少一个中间层。示例性的中间层可包括Co基合金。磁记录介质可 另外包括例如在中间层上形成的外层。类似地，该外层可包括Co基 合金。
在这一点上，示例性的磁记录介质的薄膜层叠体400包括衬底 400，其通常为铝或玻璃；可在衬底401上形成的种晶层402，其中种 晶层402塑造随后淀积的薄膜层的晶粒结构的形状和取向。通常，种 晶层402可包括NiP或NiAl。在本发明的选择性布置中，可省略种晶 层402。
在种晶层402上、或在衬底401上(如果省略了种晶层402)形 成底层404。尽管底层404图示为一层，在本发明的选择性方面中， 底层404可包括1-3个或多个层。底层404包括具有式Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C的本发明的合金体系，其中C占至少0.5到至多20原 子％；M占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、 Mo、Hf、Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且是选 自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；且M2占至少0.5到至 多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te的元素。本 发明的磁记录介质的底层也可含有另外的元素或化学化合物。例如， 包括本发明合金体系的底层可包括氧化物或其它化合物，以促进随后 淀积的薄膜层的有利晶粒结构。
可在底层404上形成中间层405。中间层405图示为一层，然而 在另外的布置中，中间层405可包括1-3个或多个层。中间层405可 包括钴基合金并还可进一步包括另外的合金或化合物如氧化物，其促 进有利的晶粒结构。中间层405可略带磁性。
可在中间层405上形成外层406。在图2中，外层406图示为一 层。在本发明的另一个方面中，外层406可包括1-3个层。外层406 可类似地包括钴基合金并还可包括另外的元素或化合物如氧化物，其 促进有利的晶粒结构。
可在外层406上形成碳润滑层408，其中该润滑层包括C或碳基 合金。碳润滑层408保护外层406免受由读-写头(未示出)和外层408 自身之间的物理接触所引起的损伤。在本发明的选择性方面中，可省 略碳润滑层408。
在另一个实施方案中，本发明提供了生产具有由式Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C所示合金体系的溅射靶材料的方法。如上所述，与 这些合金体系对应的构成元素、或构成元素组合的粉末材料可结合用 于生产未固结制剂，其中C占至少0.5到至多20原子％；M占至少0.5 到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W 的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Zr、Nb、 Mo、Hf、Ta和W的元素；且M2占至少0.5到至多10原子％并且是 选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te的元素。选择元素或元素组合的 粉末材料以至少具有有效用于溅射靶材料的纯度、筛母大小和粒子形 态学。溅射靶制剂可通过例如致密化方法固结而生产溅射靶材料，该 材料随后加工形成溅射靶。
本发明生产溅射靶材料的方法包括选择元素或元素组合的粉末材 料，其具有理想的物理和/或化学性质。本发明方法的一个优点是可选 择和使用化学计量有利的构成元素的聚集体来生产由式Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C所示的本发明合金体系的所有元素组合和原子％。
简要地说，选择粉末材料用于所需合金体系。例如，选择Cr和 C用于Cr-C合金体系。选择Cr、C和M的粉末材料用于Cr-C-M合 金体系，其中M对应于Ti、V、Y、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta或W中的 任一种。类似地，选择Cr、C、M1和M2用于Cr-C-M1-M2合金体系， 其中M1对应于Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的任一种；M2 对应于Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te中的任一种。可选择单个元素 的粉末材料、或可选择与所需合金体系的两种或多种元素对应的元素 组合。例如，可选择化学计量有利组合的碳化物Mo-C和Cr-C作为生 产合金体系Cr-M-C所用的粉末材料，其中M为Mo。对于材料科学 领域的普通技术人员而言，选择具有所需或预定物理和/或化学性质的 元素的粉末材料是公知的。
选择具有所需物理和/或化学性质的元素的粉末材料还包括选择 具有有效用于溅射靶材料的纯度的粉末材料。将根据溅射靶的预定应 用来选择有效纯度。某些薄膜应用要求高纯度以有效用作磁记录介质 中的薄膜。高纯度包括纯度至少为约99.94％的元素、或元素组合如 前述碳化物或含碳合金原料的粉末。受益于高纯度的溅射后的薄膜底 层的例子为Cr-4C，其中元素的粉末材料的纯度相当于99.98％Cr和 99.50％Cr3O2。其它薄膜应用可使用低纯度的粉末材料，例如纯度至 少为约99.90％到高达99.93％。仍旧有其它溅射后的薄膜底层应用可 具有更低纯度的粉末材料但是仍然是有效的，包括例如纯度至少为约 99.85％或更低到高达99.89％。底层应用的特定例子要求后两个范围 的纯度分别包括Cr-15Mo-4C和Cr-20Mo-6C，其中元素的粉末材料的 纯度相当于99.98％Cr、99.90％Mo和99.5％Mo2C。
选择本发明合金体系用元素的粉末材料可另外包括选择有效用于 溅射靶材料的粒度。根据例如制剂混合物中粉末的量选择有效的粒 度，所述量对应于制剂内合金体系元素的原子％。也可根据或包括其 它物理和/或化学性质如终产品合金体系的元素或多个元素的原子大小 选择有效的粒度。
还可根据其它因素选择粒度并包括例如考虑相对于生成均一粉末 制剂的原子％。例如，粉末材料的较小原子％需要更加关注与制剂中 其它粉末材料混合以得到均一或基本均一的制剂。可选择M、M1、M2、 和/或C的较细粒度用于本发明合金体系的这些构成，从而达到较高 的均一性和/或在整个溅射靶材料中实现最佳分配。通过选择本发明合 金体系所用元素的相似族中的不同元素可调节粒度以与特定混合过程 相匹配，从而实现粉末制剂的均一性。另一个因素包括对合金体系有 利的相变活化。例如，诸如由碳产生的较小粒度可导致所需的相变活 化，并因此被选择作为用于本发明特定合金体系的有效粒度。用于合 金体积Cr-M-C(其中M为Mo)的元素粉末材料的示例性的粒度为， Cr为100目，Mo为325目，碳化物为325目。
选择本发明合金体系用元素的粉末材料可进一步包括选择有效用 于溅射靶材料的粒子形态学。有效用于溅射靶的粉状元素、碳化物或 含碳母合金的粒子形状可根据在溅射靶生产中要使用的所需致密化方 法进行选择。例如，当使用热等静压(HFP)方法用于致密化时，粉 末材料的粒径可为粗粒度，粗粒度包括例如100目。或者，当要使用 无压力致密化方法时，选择较细粒径有利于本发明合金体系完全烧结 并实现高达100％密度的目的。较低压力和温度的方法包括例如冷粉 末压缩和烧结，用于这些致密化方法的示例性的粒径包括例如325目。
元素、包括元素组合如碳化物或含碳合金的上述粉末材料可通过 材料科学领域公知的各种化学和物理方法中的任一种生产。元素、包 括元素组合如碳化物或含碳合金的上述粉末材料也可通过材料科学领 域中公知的各种方法中的任一种生产。特别有用的生产方法包括雾化 方法，该方法可生成具有有益特征如均匀的化学均一性和球状粒子形 状的粉末材料，所述特征当使用高压高温方法时用于提高致密化。
另一个选择性的用于生产含碳铬合金的方法是使用铬和碳的预合 金化粉末。该原料可通过例如对Cr-C母合金熔融和雾化而制备。在 以下例子中，通过真空诱导将99.98％Cr熔融料和99.9％的石墨片一 同熔融。用于预合金化材料的理想组成为其中C占14原子％的元素 组合Cr-C或Cr-14C。然后使用高压氩气射流将熔融合金进行气雾化 处理得到细滴，随后该细滴固化成球状例子。如此固化的粉末的典型 微观结构如图3所示，该图为扫描电子照片(SEM)的背向衍射图像模 式。该照片显示了穿过粉末例子截面的微观结构。
元素组合Cr-14C的微观结构包括在过饱和铬基体中均一分散的 1-2μm的碳化物粒子(箭头所指)，该粉末的化学组成列于下表中：   Ca   ppm   Fe   ppm   Mn   ppm   Ni   ppm   Si   ppm   V   ppm   O   ppm   N   ppm   S   ppm   C*   at.％   64   186   7   7   81   46   32   9   87   13.82
在选择了具有有效纯度、粒度和粒子形态学的元素或元素组合 后，将作为本发明合金体系构成的元素、和元素组合的粉末材料和结 合成为溅射靶制剂。以所需的量结合粉末以达到包括Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C合金体系的原子％，其中C占至少0.5到至多20原子 ％；M占至少0.5到至多20原子％并且是选自Ti、V、Y、Zr、Nb、 Mo、Hf、Ta和W的元素；M1占至少0.5到至多20原子％并且是选 自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W的元素；且M2占至少0.5到至 多10原子％并且是选自Li、Mg、Al、Sc、Mn、Y和Te的元素。结 合元素或元素组合的粉末材料包括将构成粉末材料混合或掺混以得到 均一或基本均一的粉末制剂。对于合金体系的粉末材料构成的生产， 可使用材料科学领域中公知的各种化学和物理方法生产的合金制剂， 包括例如通过雾化方法生产以达到合金制剂有利的均一性和形态学特 征。也可使用材料科学领域中普通技术人员公知的其它方法结合粉末 材料和/或得到均一混合物。
在选择和结合元素或元素组合的粉末材料以至少具有有效用于包 括上述合金体系Cr-C、Cr-M-C或Cr-M1-M2-C的溅射靶材料的纯度、 粒度和粒子形态学后，生产含有所选合金体系的元素和原子％的粉末 制剂。该粉末制剂可贮存用于随后所用的材料领域的公知过程，或该 粉末制剂可立即用于生产含有所选合金体系的溅射靶材料。
可通过致密化方法生产溅射靶材料，其中将粉末体成型或形成“罐 体”，然后固结以形成粒子间(inter-particle)冶金学结合。对于使用HFP 的致密化方法的特定实例，混合元素材料以制备均一混合物，然后将 粉末装入金属容器中，将该容器排气以避免该材料被残留气体污染。 在容器上施加热等静压，其中热和等静压施加于容器上使粉末固结， 将松散粉末变成称作“HFP化罐体(HFP’ed can)”的致密化物质，该HFP 化罐体随后可经过切片以制造多个溅射靶坯，将该溅射靶坯加工成适 当的形状，所述形状可为圆形、矩形或多边形。一旦成型完毕，将溅 射靶平放并用磨料抛光或研磨。
图4说明了具有式Cr-C所示合金体系的溅射靶材料的典型微观 结构。图5说明了具有式Cr-M-C(其中M为Mo)所示合金体系的 溅射靶材料的典型微观结构。对于Cr-C和Cr-M-C合金体系，将C分 别引入使用Cr或Mo的碳化物的溅射靶制剂中。特别地，图4说明了 表示在由Cr和Cr2C粉末材料固结所生产的Cr-C合金中碳化物相分 布的扫面电子照片(SEM)。图5说明了在由Cr、Mo和Mo2C粉末材料 固结所生产的Cr-M-C合金中(其中M为Mo)碳化物相分布的SEM。
尽管已经参考了本发明的实施方案描述了本发明，但是本发明的 具体实施例和研究只是用于解释本发明。应该理解到，可由本领域普 通技术人员对本发明进行多种改变和改进而不脱离本发明的范围和精 神实质。因此，本发明仅限于权利要求中的范围。