W-Ti合金薄膜,具有电子迁移率低、热机械性能稳定、抗腐蚀性能优良等特性而被应用于半导体金属连接处的扩散阻挡层。而薄膜的性能与W-Ti合金溅射靶材的组织结构密切相关。本文以W-Ti合金溅射靶材为研究背景,以W粉和Ti粉为原料,W-10wt%Ti为研究体系,采用机械球磨混合与真空热压烧结的方法制备W-Ti二元合金,探索W-Ti合金的制备工艺。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱、透射电子显微镜等分析手段对合金的组织结构进行了研究,并对合金的密度和硬度进行测试,分析合金组织与性能之间的关系。对W-Ti混合粉末的球磨工艺进行了初步探索,系统地研究了烧结温度、烧结压力和热处理对合金组织结构及性能的影响规律,优化W-Ti合金的制备工艺。球磨工艺对混合粉末的形貌有显著影响。采用高能球磨,粉末显著细化,且W-Ti之间相互固溶。普通球磨,W-Ti间无固溶,以WC球为研磨球,Ti形成片状结构;以树脂球为研磨球,粉末保持原貌。不同球磨工艺下的粉料在相同烧结条件(1400oC,30MPa,保温1h)下制备合金的组织差异较大。高能球磨粉末制备的合金晶粒细小,组织均匀,富Ti相区尺寸在2 m左右且分散均匀;而由普通球磨粉末制备的合金,以WC球为研磨球,形成了40 m左右的条状富Ti区;以树脂球为研磨球,富Ti区与原始Ti粉形貌尺寸相当,芯部包含α-Ti相。采用树脂球为介质普通球磨的粉体烧结的W-Ti合金,主要由富W固溶体相、富Ti固溶体相及其所包覆的未发生扩散的α-Ti相组成。随烧结温度的升高,W与Ti之间的固溶度增大,α-Ti相含量减少,1400oC烧结的合金中富Ti固溶体相中有共析组织存在。温度和压力对合金的组织性能有显著影响。随烧结温度的升高,合金的密度增大,而维氏硬度则先升高后下降,在1300oC时有最大值,为6.32GPa。随热压压力从20MPa增加至30MPa,合金的密度略有增大,但合金固溶度和硬度变化不大。1300oC热处理显著促进W-Ti间的进一步扩散固溶,富Ti相中出现复杂共析组织,硬度达到6.69GPa。