YST 1776-2025 热敏打印用碳-碳化硅靶材标准立项发展报告

热敏打印用碳-碳化硅靶材标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Carbon-SiliconCarbideTargetMaterialforThermalPrinting摘要本标准《热敏打印用碳-碳化硅靶材》（YS/T1776-2025）由行业标准-有色金属归口管理，分类号为粉末冶金，发布于2025年4月10日，于2025年11月1日正式实施。本标准规定了热敏打印用碳-碳化硅靶材的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等内容，填补了我国在该细分领域标准的空白。本报告系统阐述了该标准的立项背景、编制原则、主要内容及其产业应用价值，并对标准实施后的行业发展前景进行了展望。本标准的发布实施，将有力推动热敏打印用靶材产品的规范化生产，促进粉末冶金新材料领域的技术进步与产业升级。关键词：碳-碳化硅靶材；热敏打印；粉末冶金；行业标准；溅射镀膜；标准化AbstractWiththewideapplicationofthermalprintingtechnologyinthefieldsofhigh-speedprinting,intelligentlabels,medicalimaging,andindustrialbarcodes,higherrequirementshavebeenputforwardforthewearresistance,thermalconductivity,andservicelifeofprintheads.Asthekeysputteringmaterialforpreparingtheprotectivelayerandheatingresistancelayerofhigh-performanceprintheads,thequalitystabilityandstandardizationlevelofcarbon-siliconcarbidetargetmaterialsforthermalprintingdirectlyaffecttheconsistencyandreliabilityofdownstreamdevices.However,thelackofunifiedindustrystandardsinthisfieldforalongtimehasledtounevenproductperformanceinthemarketandnobasisfortechnicalindicators,seriouslyrestrictingthehigh-qualitydevelopmentoftheindustry.Thestandard*Carbon-SiliconCarbideTargetMaterialforThermalPrinting*(YS/T1776-2025)isunderthejurisdictionofthenon-ferrousmetalsindustrystandardsystem,withtheclassificationnumberofpowdermetallurgy.ItwasissuedonApril10,2025,andofficiallyimplementedonNovember1,2025.Thisstandardspecifiestheproductclassification,technicalrequirements,testmethods,inspectionrules,aswellasmarking,packaging,transportation,andstorageofcarbon-siliconcarbidetargetmaterialsforthermalprinting,fillingthegapinthisspecificfieldinChina.Thisreportsystematicallyelaboratestheprojectbackground,compilationprinciples,maincontents,andindustrialapplicationvalueofthestandard,andlooksforwardtothefuturedevelopmentoftheindustryaftertheimplementationofthestandard.Thereleaseandimplementationofthisstandardwilleffectivelypromotethestandardizedproductionoftargetmaterialsforthermalprintingandfacilitatetechnologicalprogressandindustrialupgradinginthefieldofpowdermetallurgynewmaterials.Keywords:carbon-siliconcarbidetargetmaterial;thermalprinting;powdermetallurgy;industrystandard;sputtercoating;standardization1引言1.1标准立项背景热敏打印技术以其打印速度快、噪声低、可靠性高、维护简便等突出优势，在票据打印、物流标签、医用胶片输出、零售终端及工业制造标识等场景中占据不可替代的地位。热敏打印头的核心结构包括发热电阻体、电极和保护层，其中保护层直接承受打印过程中的机械磨损、热冲击和化学腐蚀，是决定打印头寿命和打印质量的关键因素。碳-碳化硅（C-SiC）复合材料以其优异的高温稳定性、高硬度、良好的导热性和化学惰性，成为新一代热敏打印头保护层及部分发热层制备的理想靶材选择。溅射镀膜是制备高性能薄膜的主流技术路线，而靶材作为溅射工艺的核心消耗性材料，其成分均匀性、密度、纯度及微观组织结构直接影响薄膜质量和镀膜工艺稳定性。近年来，随着国内热敏打印机整机出货量持续攀升和打印头国产化替代进程加速，下游厂商对热敏打印用碳-碳化硅靶材的需求量逐年增长。然而，由于缺少统一的行业标准，各生产企业执行的技术指标参差不齐，靶材在成分控制、相对密度、机加工精度等方面差异显著，用户企业在采购验收和质量控制方面面临较大困扰。1.2标准制定必要性与意义第一，填补标准空白，完善标准体系。经检索，国内外尚无针对热敏打印用碳-碳化硅靶材的专项标准。现行相关标准中，YS/T1416-2021《溅射靶材术语》等仅覆盖通用术语和基础要求，无法满足该细分产品在技术指标和检验规则方面的规范需求。本标准的制定填补了这一空白。第二，规范市场秩序，促进公平竞争。标准的发布为产品提供了统一的技术尺度，有助于淘汰低质低价的无序竞争，引导行业健康发展。第三，支撑产业升级，保障供应链安全。在打印头国产化替代的关键窗口期，标准的出台为国内靶材生产企业和打印头制造商之间的供需对接提供了技术依据，有助于提升产业链协同效率。第四，对标国际先进水平。本标准在编制过程中充分参考了国内外溅射靶材领域的技术发展趋势，有助于提升国产靶材的国际竞争力。2标准编制原则与依据2.1编制原则本标准的编制遵循以下原则：（1）科学性原则。以材料科学和薄膜制备技术的基本原理为依据，合理确定各技术指标及其限值，确保标准内容的科学严谨。（2）适用性原则。充分考虑热敏打印用碳-碳化硅靶材的实际使用工况和下游用户的真实需求，确保标准条款的可操作性和实用性。（3）协调性原则。与现行有效的国家标准、行业标准保持协调一致，避免技术内容冲突和重复。（4）先进性原则。积极参考国内外最新技术成果和行业实践，适当引入先进的技术指标要求，体现标准的引领作用。2.2编制依据本标准依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求进行编制。在技术内容方面，参考了以下文件和标准：-GB/T3620.1《钛及钛合金牌号和化学成分》-GB/T3850《致密烧结金属材料与硬质合金密度测定方法》-GB/T3851《硬质合金横向断裂强度的测定》-YS/T1416-2021《溅射靶材术语》-YS/T1425-2021《溅射靶材超声波探伤方法》-ISO3369《致密烧结金属材料与硬质合金—密度的测定》-ASTMF2884《粉末冶金制备溅射靶材标准规范》2.3适用范围与标准定位本标准适用于以碳粉和碳化硅粉为主要原料，经混合、成型、烧结及机械加工等工序制成的，用于热敏打印头保护层及功能薄膜溅射镀膜用的碳-碳化硅靶材。标准定位为产品标准，规定了从原材料要求到成品检验的全流程质量控制要求。3标准主要内容3.1产品分类本标准按碳化硅含量和用途对热敏打印用碳-碳化硅靶材进行分类。根据碳化硅质量分数，产品可分为Ⅰ类（SiC含量60%～80%）和Ⅱ类（SiC含量大于80%）。Ⅰ类产品主要用于对导热性要求较高的发热电阻层制备，Ⅱ类产品主要用于对硬度和耐磨性要求更高的表面保护层制备。同时，按外形尺寸和结构形式，靶材可分为整板型和拼接型两类，其中拼接型靶材的拼接缝宽度、平整度等均有明确要求。3.2技术要求3.2.1化学成分标准对靶材中碳化硅的质量分数、杂质元素限量做出了明确规定。表1列举了主要化学成分要求和杂质元素允许限量（以质量分数计）。表1热敏打印用碳-碳化硅靶材化学成分要求|牌号|SiC含量（%）|杂质含量（%），不大于|||||------|-------------|----------------------|---|---|---||||Fe|Al|Ca|其他单个||C-SiC-Ⅰ|60～80|0.05|0.03|0.03|0.01||C-SiC-Ⅱ|＞80|0.05|0.03|0.03|0.01|3.2.2物理性能标准对靶材的相对密度、电阻率、热导率、抗弯强度等物理性能指标进行了规定。其中，相对密度不低于理论密度的97%，以保证溅射过程中靶材的导电、导热均匀性和抗热震性能；热导率在室温下不低于特定值（根据SiC含量不同而有所区分），确保溅射过程中靶材表面热量能够及时传导，避免局部过热引起的开裂或异常放电；抗弯强度要求不低于80MPa，以保证靶材在安装、运输和使用过程中的结构完整性。3.2.3微观组织结构标准对靶材的微观组织结构做出了规定，要求材料的晶粒尺寸分布均匀，无明显粗大晶粒和异常组织偏析；碳化硅颗粒在碳基体中的分布应均匀，不允许存在影响镀膜质量的孔洞、裂纹和夹杂物等缺陷。3.2.4外观质量与尺寸偏差标准对靶材的表面粗糙度、裂纹、崩边、划痕等外观缺陷进行了分级规定，并对厚度、长度、宽度（或直径）等关键尺寸的允许偏差做出了具体规定。表面粗糙度Ra不大于1.6μm，工作面不允许存在贯穿性裂纹和大于0.5mm的崩边缺陷。厚度偏差控制在标称尺寸的±0.5mm范围内，平面度不大于0.1mm。3.2.5内部质量标准规定靶材内部不允许存在裂纹、分层和大于规定尺寸的孔洞缺陷，采用超声波探伤方法进行无损检测，检测标准参照YS/T1425-2021执行。3.3试验方法标准针对每一项技术要求规定了相应的试验方法。-化学成分分析采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）或碳硫分析仪法测定-密度测定按GB/T3850规定的方法执行-电阻率测试采用四探针法-热导率测试采用激光闪射法-抗弯强度测定按GB/T3851执行-微观组织观察采用金相显微镜或扫描电子显微镜-表面粗糙度采用触针式轮廓仪测量-内部缺陷检测按YS/T1425-2021进行超声波探伤-外观质量和尺寸采用目视检查和计量器具测量3.4检验规则标准将检验分为出厂检验和型式检验两类。出厂检验项目包括化学成分、外观质量、尺寸偏差、相对密度、电阻率和超声波探伤。每批产品出厂前均需逐批检验，检验合格并附产品质量证明书后方可出厂。型式检验项目包括全部技术要求项目，在下列情况下需进行：新产品或转产产品定型鉴定时；正式生产后如结构、材料、工艺有较大改变可能影响产品性能时；正常生产时每年不少于一次的定期检验；产品长期停产后恢复生产时；国家质量监督机构提出型式检验要求时。3.5标志、包装、运输和贮存标准对靶材产品的标志内容、包装方式、运输条件和贮存环境提出了明确要求。要求产品包装应有防潮、防震措施，靶材工作面之间应采用中性缓冲材料隔离；运输过程中应避免剧烈振动和碰撞；贮存环境应保持清洁干燥、通风良好，不得与腐蚀性介质接触。每批产品应附有质量证明书，载明供方名称、产品名称、牌号、批号、规格尺寸、各项检验结果、执行标准编号及出厂日期等信息。4修订单位介绍本标准由有色金属行业多家科研院所和企业联合参与制定，其中西北有色金属研究院（简称“西北院”）作为主要起草单位，在标准的编制过程中发挥了核心作用。西北有色金属研究院成立于1965年，是我国首批转制的科研院所之一，也是我国稀有金属材料领域规模最大、综合实力最强的综合性研究机构之一。研究院依托“稀有金属材料科学国家重点实验室”和“陕西省粉末冶金工程技术研究中心”等创新平台，长期从事粉末冶金新材料、溅射靶材及薄膜材料的应用基础研究和工程化开发。在碳-碳化硅复合材料方向，西北院拥有从粉末制备、成型烧结到精密加工的全链条研发条件，建有国内领先的热等静压设备和大型靶材超声检测平台。近年来，该院承担了包括国家重点研发计划、国家自然科学基金及省级重大科技专项在内的多项科研项目，在碳基复合材料靶材的成分设计、致密化工艺及性能调控等方面积累了丰富的理论与工程