本技術(shù)涉及稀土合金的加工設(shè)備，具體涉及一種稀土鋁靶材的制備裝置和制備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著5g通信產(chǎn)業(yè)的高速迭代，壓電薄膜技術(shù)在壓電諧振器方面也實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，其中aln材料因具備高居里溫度及優(yōu)良的穩(wěn)定性而被廣泛研究。同時(shí)，近年來人們發(fā)現(xiàn)摻雜sc的scaln薄膜可以顯著提高材料的機(jī)電耦合系數(shù)；在sc摻雜達(dá)43?at.%、al摻雜達(dá)57at.%時(shí)，scaln薄膜的壓電系數(shù)d33是aln薄膜的5倍，這使得scaln成為微機(jī)電系統(tǒng)（mens）、納機(jī)電系統(tǒng)（nems）的理想材料。scaln薄膜是alsc靶材經(jīng)氮、氬混合氣氛濺射制備，所以鋁鈧合金靶材的制備效果直接影響scaln薄膜的產(chǎn)品質(zhì)量。

2、傳統(tǒng)制備稀土鋁靶材的方法是將純鈧、純鋁在真空熔煉爐中進(jìn)行熔化，后澆鑄成鋁鈧錠子，但其不可忽略的內(nèi)部缺陷導(dǎo)致其相對(duì)密度過低，并且如果制備大尺寸的靶材其模具運(yùn)送到底座的困難程度不可忽略，且在模具里面填充粉末不能保證其完全的水平，導(dǎo)致靶材相對(duì)密度非常不均勻。

3、因此，為了制得大尺寸的稀土鋁靶材，且其具有均勻的密度，亟需一種稀土鋁靶材的制備裝置和制備系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有的大尺寸的靶材其模具運(yùn)送到底座的困難程度，且在模具里面填充粉末不能保證其完全的水平，導(dǎo)致制得的靶材相對(duì)密度非常不均勻的缺陷，本實(shí)用新型提供稀土鋁靶材制備裝置和制備系統(tǒng)；該制備裝置可在裝料和熱壓過程中保證元件和物料均處于水平狀態(tài)，以此制得相對(duì)密度分布均勻的稀土鋁靶材，且安全實(shí)用、成本較低；并且，該制備裝置能節(jié)省工藝時(shí)間，極大地提高了大尺寸靶材的生產(chǎn)制造水平。

2、本實(shí)用新型提供了一種稀土鋁靶材的制備裝置，其包括模具和裝料斗，所述模具呈中空?qǐng)A環(huán)狀，所述裝料斗設(shè)于所述模具的中空部；

3、所述裝料斗包括一體成型的圓形底面和環(huán)形壁面，所述環(huán)形壁面沿豎直向上設(shè)于所述圓形底面的外緣；所述環(huán)形壁面的上方設(shè)有若干個(gè)豎直設(shè)置的限位件，所述限位件用于限制所述裝料斗的圓形底面與所述模具的內(nèi)壁面之間的距離；所述圓形底面的外緣與所述模具的內(nèi)壁面的距離小于等于1mm。

4、在本實(shí)用新型中，所述模具的材質(zhì)為石墨。

5、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，所述圓形底面的厚度為5~20mm，例如5mm。

6、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，所述圓形底面的直徑為150~340mm，例如340mm。

7、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，所述環(huán)形壁面的高度為25~50mm，例如25mm。

8、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，所述限位件的數(shù)量為4個(gè)；各所述限位件對(duì)稱設(shè)置，且在所述圓形底面上形成內(nèi)接正方形；所述限位件除了上述的限位功能以外，在熱壓工藝完成后還可方便脫模。

9、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，各所述限位件的寬度為20~50mm，例如20mm。

10、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，各所述限位件的高度為50~280mm，例如155mm。

11、在一些實(shí)施方式中，在所述裝料斗中，各所述限位件的高度小于等于所述模具的高度。

12、在本實(shí)用新型中，通過設(shè)計(jì)所述裝料斗，可在輸送過程及入模的過程中避免鋁鈧粉末不平整的問題。

13、在一些實(shí)施方式中，所述模具的內(nèi)徑為150~340mm，例如340mm。

14、在一些實(shí)施方式中，所述模具的外徑為341~650mm，例如650mm。

15、在本實(shí)用新型中，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，所述模具的外徑大于所述模具的內(nèi)徑。

16、在一些實(shí)施方式中，所述模具的高度為150~280mm，例如180mm。

17、在具體的實(shí)施方式中，所述模具包括若干個(gè)孔口，各所述孔口設(shè)于所述模具的外壁面的同一高度，用于在運(yùn)輸過程中為運(yùn)輸件的插入提供空間；所述孔口的深度小于所述模具的外徑與內(nèi)徑之差的一半。

18、其中，所述運(yùn)輸件可為帶有吊裝繩索的鋼棍。

19、在本實(shí)用新型中，因所述模具的尺寸較大，使得對(duì)其的運(yùn)輸難度也較大，通過設(shè)置上述孔口，以配備鋼棍和吊裝繩索，可極大地解決模具的吊裝難度。

20、在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述孔口的數(shù)量為4個(gè)；各所述孔口沿所述模具的中軸線兩兩對(duì)稱設(shè)置。

21、在某一實(shí)施例中，各所述孔口與所述模具的一水平面的距離為60mm；各所述孔口的直徑為30mm；各所述孔口的深度為109.65mm。

22、在本實(shí)用新型中，在熱壓過程中，稀土鋁靶材在承受較大壓力的情況下，可能會(huì)發(fā)生崩裂及對(duì)熱壓爐的爐腔及石墨發(fā)熱體造成損壞，可通過在模具的外圍設(shè)置蓋體，以此來增加保護(hù)措施。

23、在一些實(shí)施方式中，所述稀土鋁靶材的制備裝置還包括蓋體；所述蓋體包括一體成型的頂面和側(cè)壁面，所述頂面開設(shè)有圓形開口；所述圓形開口的直徑大于所述模具的內(nèi)徑；所述側(cè)壁面的高度大于等于所述模具的高度。

24、在具體的實(shí)施方式中，所述蓋體的材質(zhì)為鋼。

25、在某一實(shí)施例中，在所述蓋體中，所述頂面的直徑為658mm，所述側(cè)壁面的厚度為6mm；所述側(cè)壁面的高度180mm；所述圓形開口的直徑為360mm。

26、在一些實(shí)施方式中，所述稀土鋁靶材的制備裝置為鋁鈧靶材的制備裝置。

27、在一些實(shí)施方式中，所述稀土鋁靶材的制備裝置為用于制備稀土鋁靶材的裝置，所述稀土鋁靶材呈圓形，所述稀土鋁靶材的直徑為200~340mm，所述稀土鋁靶材的厚度為5~50mm。

28、本實(shí)用新型還提供了一種稀土鋁靶材的制備系統(tǒng)，其包括熱壓爐；所述熱壓爐的內(nèi)部設(shè)有壓頭和如上所述的稀土鋁靶材的制備裝置；所述壓頭設(shè)于所述模具的中空部的上方。

29、在一些實(shí)施方式中，所述熱壓爐的內(nèi)部設(shè)有底座，所述底座設(shè)于所述模具的下方；所述底座與所述模具卡接設(shè)置。

30、在本實(shí)用新型中，通過使用該稀土鋁靶材的制備系統(tǒng)可以解決在模具內(nèi)部直接裝料，導(dǎo)致粉末鋪不平、由于模具的側(cè)壁面設(shè)有石墨內(nèi)襯而使得粉末殘留在縫隙中進(jìn)而導(dǎo)致漏粉、粉末上方放置的墊塊發(fā)生歪斜、以及靶材難以從模具中取出的問題。制備稀土鋁靶材的過程大致如下：預(yù)先將粉末在裝料斗的環(huán)形壁面的上邊緣鋪平，然后將外圍設(shè)置的四條限位件水平吊起，并放置于設(shè)于熱壓爐內(nèi)部的模具的中空部，并將墊片和墊塊放置在裝料斗中的粉末上，保證墊片以及墊塊順利壓在粉末表面；在稀土鋁靶材被壓制成型后，將含有稀土鋁靶材的裝料斗連同模具一起從熱壓爐中取出，并將兩者進(jìn)行分離，再將稀土鋁靶材沿限位件從裝料斗中順利取出。

31、在本實(shí)用新型的某一實(shí)施例中，采用如上所述的稀土鋁靶材的制備系統(tǒng)進(jìn)行稀土鋁靶材的制備過程如下：

32、s1、將4根帶有吊裝繩索的鋼棍插入所述模具外壁面的孔口中，將各鋼棍插入外徑650mm、內(nèi)徑340mm的12英寸的模具中，調(diào)整插入長(zhǎng)度并確保一致，并確保所述鋼棍卡接在上述孔口中，將吊裝繩索放在吊車掛鉤中間；

33、s2、通過吊車將模具吊起，通過掛鉤上升并帶動(dòng)模具，隨后緩慢靠近上述稀土鋁靶材的制備系統(tǒng)中的底座邊緣；

34、s3、將模具緩慢推進(jìn)熱壓爐中，當(dāng)模具底部的凹槽扣進(jìn)底座的凸面時(shí)，模具裝配完成，隨后緩慢拆下鋼棍與吊裝繩索；

35、s4、將稀土鋁靶材制備裝置的裝料斗放在操作臺(tái)面，將鋁鈧合金粉末稱重后緩慢倒入該裝料斗中，同時(shí)利用鏟子不斷鋪平，用直尺不斷找平，并記錄刻度；當(dāng)鋁鈧合金粉末的高度達(dá)到裝料斗的邊緣時(shí)，檢查粉末是否水平；

36、s5、將該裝料斗連同鋁鈧合金粉末一同放入模具中，期間保持水平狀態(tài)，并順著4個(gè)限位件緩慢放置石墨墊片及熱壓石墨墊塊，通過熱壓爐內(nèi)的壓頭，隨后進(jìn)行大尺寸稀土鋁靶材熱壓燒結(jié)；

37、s6、熱壓結(jié)束后，將鋼棍再次卡接在孔口中，并將吊裝繩索放在吊車掛鉤中間，通過吊車將模具和裝料斗分別從熱壓爐吊裝至地面；將稀土鋁靶材從裝料斗中脫出，得到稀土鋁靶材。

38、在本實(shí)用新型中，通過如上所述稀土鋁靶材的制備裝置或所述稀土鋁靶材的制備系統(tǒng)制得的稀土鋁靶材可通過車床車削的方式或磨床磨削的方式進(jìn)行切分。

39、本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：

40、（1）本實(shí)用新型的制備裝置在裝料和熱壓過程中保證元件和物料均處于水平狀態(tài)，可制得相對(duì)密度分布均勻的稀土鋁靶材，且安全實(shí)用、成本較低；

41、（2）本實(shí)用新型的制備裝置能節(jié)省工藝時(shí)間，極大地提高了大尺寸靶材的生產(chǎn)制造水平。