專利名稱：稀土金屬基永磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面處理方法，使用該方法可以在產(chǎn)品例如稀土金屬基永磁鐵上穩(wěn)定地汽相淀積一種容易氧化的汽相淀積材料，例如鋁和鋅，還涉及一種表面處理設(shè)備和適合實施這種方法的汽相淀積材料，以及由這種方法制造的稀土金屬基永磁鐵。
背景技術(shù)：
對于具有易于被氧化而退化的性質(zhì)的稀土金屬基永磁鐵來說，一種傳統(tǒng)的解決辦法是通過汽相淀積在磁鐵的表面上形成一層鋁膜，以防止由于氧化而引起磁鐵退化。這種表面處理方法例如采用了圖3所示的表面處理設(shè)備。
圖3表示用來在磁鐵特別是稀土金屬基永磁鐵的表面上形成一層汽相淀積鋁膜的設(shè)備。單個或多個熱熔爐(用來熔化汽相淀積材料的容器)2布置在熱熔爐支承底座4上，該支承底座4在一個處理室(真空室)1的下部內(nèi)的一個支承臺3上升起，處理室1與圖中沒有表示的抽空系統(tǒng)連接，每個熱熔爐2是熔化/蒸發(fā)源，它用來蒸發(fā)作為汽相淀積材料的鋁10。均由網(wǎng)狀材料制成的兩個籠形的產(chǎn)品盛放部件5并排地布置，并可繞處理室1上部內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸6轉(zhuǎn)動。
該設(shè)備設(shè)計成作為產(chǎn)品的稀土金屬基永磁鐵30放置在每個產(chǎn)品盛放部件5內(nèi)，通過加熱裝置(未表示)使熱熔爐2加熱到預(yù)定的溫度，從而使鋁10從該熱熔爐2蒸發(fā)，與此同時，使產(chǎn)品盛放部件5轉(zhuǎn)動，從而在產(chǎn)品盛放部件5內(nèi)的每個稀土金屬基永磁鐵30的表面上形成汽相淀積鋁膜。
然而，這種表面處理設(shè)備帶來的第一個問題是，在處理室內(nèi)的氧的高的分壓作用下，當利用這種表面處理設(shè)備實施上述汽相淀積方法時，在接近產(chǎn)品之前，處理室內(nèi)存在的氧使得從熔化/蒸發(fā)源蒸發(fā)的鋁氧化，結(jié)果，不能形成具有良好性能的鋁膜。帶來的第二個問題是在熔化/蒸發(fā)源內(nèi)的熔態(tài)鋁表面上形成了氧化鋁膜，因此，作為汽相淀積材料的鋁無法充分的蒸發(fā)。為了解決上述問題，如果期望增加真空度以降低氧的分壓，就必須長時間抽真空。因此，假定完全處理所需時間例如是2.5小時，則需一個小時來使真空度等于或小于10-4帕，這樣產(chǎn)生了生產(chǎn)率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種表面處理方法，以及適合實施這種方法和類似方法的表面處理設(shè)備，利用該表面處理方法，不需要花較長時間來提高真空度，而且不需要使用專門的設(shè)備，即可在例如稀土金屬基永磁鐵的產(chǎn)品上穩(wěn)定地汽相淀積一種容易氧化的汽相淀積材料，例如鋁。
為了解決上述問題，經(jīng)過積極的研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果汽相淀積材料在如下狀態(tài)下蒸發(fā)，即靠近熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品的區(qū)域處于由例如氫的氣體控制汽相淀積的氣氛中，那么，無需花較長時間來提高真空度，而且無需使用專門的設(shè)備，即可極穩(wěn)定地進行汽相淀積處理。
本發(fā)明基于上述認識得出，為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面和特點，提供一種利用容易氧化的汽相淀積材料在產(chǎn)品的表面上形成汽相淀積膜的表面處理方法，其步驟包括，在汽相淀積控制氣體已供送到至少靠近材料熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品的區(qū)域的狀態(tài)下，蒸發(fā)汽相淀積材料。
基于第一方面，根據(jù)本發(fā)明的第二方面和特點，包含汽相淀積控制氣體的線形汽相淀積材料蒸發(fā)，與此同時供送到熔化/蒸發(fā)源，因此，汽相淀積控制氣體由汽相淀積材料提供。
基于第二方面，根據(jù)本發(fā)明的第三方面和特點，汽相淀積控制氣體是氫氣。
基于第三方面，根據(jù)本發(fā)明的第四方面和特點，汽相淀積材料的蒸發(fā)在氧的分壓等于或大于10-3帕的條件下進行。
基于第四方面，根據(jù)本發(fā)明的第五方面和特點，至少在熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品之間的一空間內(nèi)，氫與氧的克分子比在10至250的范圍內(nèi)。
基于第三方面，根據(jù)本發(fā)明的第六方面和特點，汽相淀積材料是氫含量在0.5ppm至11ppm的范圍內(nèi)的鋁線。
基于第一方面，根據(jù)本發(fā)明的第七方面和特點，通過從處理室的外部引入來提供汽相淀積控制氣體。
基于第七方面，根據(jù)本發(fā)明的第八方面和特點，汽相淀積控制氣體是氫氣。
基于第八方面，根據(jù)本發(fā)明的第九方面和特點，汽相淀積材料的蒸發(fā)在氧的分壓等于或大于10-3帕的條件下進行。
基于第九方面，根據(jù)本發(fā)明的第十方面和特點，至少在熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品之間的空間內(nèi)，氫與氧的克分子比在10至250的范圍內(nèi)。
基于第八方面，根據(jù)本發(fā)明的第十一方面和特點，汽相淀積材料是氫含量等于或小于0.5ppm的鋁。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面和特點，提供一種表面處理設(shè)備，包括一與一個抽空系統(tǒng)連接的處理室，一用來熔化和蒸發(fā)包含汽相淀積控制氣體的線形汽相淀積材料的熔化/蒸發(fā)源，一用來盛放產(chǎn)品的部件，汽相淀積材料設(shè)置在該部件上，所述熔化/蒸發(fā)源和所述產(chǎn)品盛放部件布置在處理室內(nèi)，還包括一汽相淀積材料供送裝置，該汽相淀積材料供送裝置用來向所述熔化/蒸發(fā)源提供包含汽相淀積控制氣體的線形汽相淀積材料。
基于第十二方面，根據(jù)本發(fā)明的第十三方面和特點，汽相淀積材料供送裝置包括一用來供送線形汽相淀積材料的供料卷筒。
基于第十二方面，根據(jù)本發(fā)明的第十四方面和特點，汽相淀積控制氣體是氫氣。
基于第十三方面，根據(jù)本發(fā)明的第十五方面和特點，至少在熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品之間的一空間內(nèi)，汽相淀積控制氣體與氧的克分子比由汽相淀積材料的進給速率調(diào)節(jié)，該汽相淀積材料由供料卷筒提供。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面和特點，提供的汽相淀積材料是氫含量在0.5ppm至11ppm的范圍內(nèi)的線。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面和特點，提供一種產(chǎn)品，通過第一方面的表面處理方法在該產(chǎn)品上形成了汽相淀積膜，該汽相淀積膜由選自包含鋁、鈦、鋅、錫、鉛和鉍的一組金屬中的至少一種金屬制成。
基于第十七特點，根據(jù)本發(fā)明的第十八方面和特點，汽相淀積膜包含氫氣。
基于第十八特點，根據(jù)本發(fā)明的第十九方面和特點，汽相淀積膜內(nèi)的氫含量在1ppm至20ppm的范圍內(nèi)。
基于第十七特點，根據(jù)本發(fā)明的第二十方面和特點，產(chǎn)品是稀土金屬基永磁鐵。
根據(jù)本發(fā)明，通過使容易氧化的汽相淀積材料在如下狀態(tài)下蒸發(fā)，即汽相淀積控制氣體例如氫已供送到至少靠近熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品的區(qū)域，因此，無需較長的時間以提供高的真空度，而且無需使用專門的設(shè)備，就可以利用汽相淀積材料在理想的產(chǎn)品的表面上穩(wěn)定的形成汽相淀積膜。如果采用本發(fā)明的表面處理方法，磁鐵的較強的磁特性不會降低，極易于氧化的稀土金屬基永磁鐵也具有耐腐蝕性。


圖1是實施本發(fā)明的表面處理方法的表面處理設(shè)備的一個實施例的正視圖；圖2是表面處理設(shè)備的一個主要部分的示意性放大立體圖；和圖3是傳統(tǒng)的表面處理設(shè)備的正視圖。
具體實施例方式
按照本發(fā)明的表面處理方法進行表面處理的產(chǎn)品不受限制，只要能通過汽相淀積處理在物品上形成汽相淀積膜，則該產(chǎn)品可以是任何物品。然而，由于在汽相淀積處理之前抽真空不需要花太長時間，因此，本發(fā)明的表面處理方法特別適合于需要大批量連續(xù)處理的物品的表面處理，該物品例如是用作電子零件材料的稀土金屬基永磁鐵。
本發(fā)明的表面處理方法還適用于例如象真空蒸發(fā)方法那樣，僅通過加熱和蒸發(fā)汽相淀積材料來形成膜，或者例如象離子鍍膜法那樣，通過使已蒸發(fā)的汽相淀積材料電離以形成膜。
在本發(fā)明的表面處理方法中使用的容易氧化的汽相淀積材料沒有特別的限制，只要它能形成汽相淀積膜，則它可以是任何材料。然而，本發(fā)明的表面處理方法適合使用鋁的汽相淀積處理，即使存在很少量的氧，鋁也會迅速氧化。除了鋁外，還可使用鈦、鋅、錫、鉛、鉍等材料。
本發(fā)明的目的在于設(shè)法盡量抑制在至少靠近熔化/蒸發(fā)源和產(chǎn)品的區(qū)域存在的氧產(chǎn)生副作用，以確保由熔化/蒸發(fā)源蒸發(fā)的容易氧化的汽相淀積材料到達產(chǎn)品，而且，可在產(chǎn)品的表面上形成具有良好性能的汽相淀積膜，與此同時，不會在熔化/蒸發(fā)源內(nèi)的熔化的汽相淀積材料的表面上形成氧化膜。因此，為了盡量抑制存在的氧產(chǎn)生副作用，汽相淀積控制氣體必須供送到靠近熔化/蒸發(fā)源和產(chǎn)品的區(qū)域，即在熔化/蒸發(fā)源和產(chǎn)品之間的空間。當然，并非汽相淀積控制氣體必須只能供送到該區(qū)域，實際上，汽相淀積控制氣體可以供送到處理室的整個內(nèi)部區(qū)域。
本發(fā)明中使用的術(shù)語“汽相淀積控制氣體”是指具有如下功能的氣體，即與沒有提供該氣體的情況相比，通過提供該氣體就能增進汽相淀積的效果，該術(shù)語特別指可與氧反應(yīng)的還原氣體。還原氣體例如是一氧化碳、氫等，但從易于操作的觀點來看，使用氫氣是合適的。
一種向至少靠近熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品的區(qū)域供送汽相淀積控制氣體的方法是，通過將包含氫的線形汽相淀積材料供送到熔化/蒸發(fā)源，并蒸發(fā)這種線形汽相淀積材料，這樣，由包含氫的線形汽相淀積材料來提供氫。該方法能夠?qū)⑵嗟矸e控制氣體有效地供送到希望的區(qū)域。
現(xiàn)在，參見附圖來描述實施上述表面處理方法的表面處理設(shè)備。下面描述作為一種產(chǎn)品的稀土金屬基永磁鐵的表面處理，它采用了作為一種容易氧化的汽相淀積材料的包含氫的鋁線。
圖1和圖2表示表面處理設(shè)備的一個優(yōu)選實施例。單個或多個熱熔爐(用來熔化汽相淀積材料的容器)2布置在熱熔爐支承底座4上，該支承底座4在一個處理室(真空室)1的下部內(nèi)的一個支承臺3上升起，處理室1與圖中沒有表示的抽空系統(tǒng)連接，每個熱熔爐是熔化/蒸發(fā)源，它用來蒸發(fā)作為汽相淀積材料的鋁10。均由網(wǎng)狀材料制成的兩個籠形的產(chǎn)品盛放部件5并排布置，以便繞位于處理室1的上部內(nèi)的轉(zhuǎn)動軸6轉(zhuǎn)動。
該設(shè)備設(shè)計成作為產(chǎn)品的稀土金屬基永磁鐵30放置在每個產(chǎn)品盛放部件5內(nèi)，通過加熱裝置(未示出)使熱熔爐2加熱到預(yù)定的溫度，從而使鋁10從該熱熔爐2蒸發(fā)，與此同時，使產(chǎn)品盛放部件5轉(zhuǎn)動，從而在產(chǎn)品盛放部件5內(nèi)的每個稀土金屬基永磁鐵30的表面上形成汽相淀積鋁膜。
上述結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的表面處理設(shè)備并無明顯不同，但在本發(fā)明的設(shè)備中，鋁線11包含預(yù)定量的氫，它是一種汽相淀積材料，該鋁線11繞支承臺3下部內(nèi)的供料卷筒20纏繞并由其承托。為了防止供送的線扭纏或偏轉(zhuǎn)，鋁線11繞供料卷筒20的纏繞方向是水平的，而且，該鋁線11的纏繞方向垂直于線的供送方向，即垂直方向。鋁線11的引出端由面向熱熔爐2的內(nèi)表面的耐熱保護管21引導到熱熔爐2上方。開口窗22設(shè)置在保護管21的一部分上，因此，通過一對與開口窗22對應(yīng)地安裝的進給齒輪23，鋁線11以預(yù)定的進給速率供送到熱熔爐2內(nèi)。
這樣，當熱熔爐2加熱到預(yù)定的溫度，而且鋁線11從供料卷筒20連續(xù)的向熱熔爐2供送時，由于供送到熱熔爐2內(nèi)的鋁線11熔化，因此，預(yù)定量的氫從鋁線11內(nèi)釋放，這樣，作為汽相淀積材料的鋁可在如下狀態(tài)下蒸發(fā)，即至少在靠近作為熔化/蒸發(fā)源的熱熔爐2和作為產(chǎn)品的稀土金屬基永磁鐵30的區(qū)域，也就是在熱熔爐和處理室1內(nèi)的稀土金屬基永磁鐵之間的空間內(nèi)，產(chǎn)生氫保護氣氛。
在這種情況下，通過調(diào)節(jié)鋁線內(nèi)包含的氫量和/或供送的鋁線的進給速率，使至少在熔化/蒸發(fā)源和處理室1內(nèi)的產(chǎn)品之間的空間內(nèi)的氫與氧的克分子比調(diào)節(jié)到一個理想的值，這樣，來提供需要量的氫，以抑制由于存在的氧產(chǎn)生的副作用。
例如，當氧的分壓等于或大于10-3帕，以致處理室內(nèi)存在的氧的含量太大，此時利用傳統(tǒng)的方法很難實施汽相淀積處理，即使在這種情況下，一旦已提供了氫，并使上述克分子比較好的是在10至250的范圍內(nèi)，更好的是在20至150的范圍內(nèi)，在這種狀態(tài)下使鋁蒸發(fā)，這樣就可以進行穩(wěn)定的汽相淀積，以便在產(chǎn)品的表面上形成具有良好性能的鋁膜。如果克分子比小于10，存在的氫的含量太小，則有可能在熔化/蒸發(fā)源內(nèi)的熔化的汽相淀積材料的表面上形成氧化膜，因此不可能汽相淀積。如果克分子比超過250，則有可能使鋁線內(nèi)包含的氫汽化，從而使熔化的汽相淀積材料產(chǎn)生噴濺現(xiàn)象；由于處理室內(nèi)的總壓力升高，因而，真空度降低，汽相淀積材料很難蒸發(fā)；而且當產(chǎn)品是稀土金屬基永磁鐵時，磁鐵吸附氫，從而導致磁特性退化。
根據(jù)本發(fā)明人的觀察，為確保至少在熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品之間的空間處于具有理想的氫與氧的克分子比的氣氛中，最好鋁線的直徑在1mm至2mm的范圍內(nèi)，氫含量在0.5ppm至11ppm的范圍內(nèi)，并且氫以1g/min至10g/min的進給速率供送到熔化/蒸發(fā)源內(nèi)。
通過在上述條件下實施汽相淀積處理，就可以在產(chǎn)品的表面上形成一種汽相淀積膜，該汽相淀積膜具有良好的性能，其氫含量在1ppm至20ppm的范圍內(nèi)，特別是在2ppm至15ppm的范圍內(nèi)。
至少在靠近熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品的區(qū)域供送汽相淀積控制氣體的方法包括兩種一種是通過將汽相淀積控制氣體從處理室外部引入其中來供送的方法，另一種是通過將包含汽相淀積控制氣體的線形汽相淀積材料蒸發(fā)，與此同時將這種材料供送到熔化/蒸發(fā)源，從而供送由包含汽相淀積控制氣體的線形汽相淀積材料產(chǎn)生的汽相淀積控制氣體的方法。這兩種方法單獨或相互結(jié)合使用。
當采用從處理室外部引入汽相淀積控制氣體來供送該控制氣體的方法時，汽相淀積控制氣體可只供送到至少熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品之間的空間，或者可供送到處理室內(nèi)的整個內(nèi)部區(qū)域。即使當單獨使用該方法時，例如，當氧的分壓等于或大于10-3帕，以致處理室內(nèi)存在的氧的含量太大，此時利用傳統(tǒng)的方法很難實施汽相淀積處理，即使在這種情況下，一旦已提供了氫，并使至少在熔化/蒸發(fā)源和處理室內(nèi)的產(chǎn)品之間的區(qū)域內(nèi)的氧與氫的克分子比較好的是在10至250的范圍內(nèi)，更好的是在20至150的范圍內(nèi)，在這種狀態(tài)下使鋁蒸發(fā)，這樣就可以進行穩(wěn)定的汽相淀積，以便在產(chǎn)品的表面上形成具有良好性能的鋁膜。
當單獨采用從處理室外部引入汽相淀積控制氣體來供送該控制氣體的方法時，供送的汽相淀積控制氣體量由引入處理室內(nèi)的汽相淀積控制氣體量來簡單的控制，這是有利的。因此，在這種情況下，最好，汽相淀積材料內(nèi)包含的汽相淀積控制氣體量極小。如果使用包含極少量的汽相淀積控制氣體的汽相淀積材料，即使當供給熔化/蒸發(fā)源的汽相淀積材料預(yù)先加熱并蒸發(fā)時，很少擔心會發(fā)生噴濺，而且，可進行各種加熱類型的汽相淀積處理，這是有利的。適當?shù)钠嗟矸e材料中氫含量應(yīng)等于或小于0.5ppm。
在處理室內(nèi)存在的氧含量太大的條件下實施汽相淀積處理時，傳統(tǒng)的方法很難進行汽相淀積處理，但本發(fā)明特別有效。另外，在包含很少量的氧并處于高的真空度的條件下實施汽相淀積處理時，本發(fā)明也很有效。例如，在小于10-3帕的高的真空度條件下通常實施電子束加熱法的汽相淀積處理(EB汽相淀積處理)。即使在這種條件下，當汽相淀積實施較長時間時，熔化/蒸發(fā)源內(nèi)熔化的汽相淀積材料的表面氧化進一步發(fā)展，因此很難進行穩(wěn)定的汽相淀積處理。根據(jù)本發(fā)明的表面處理方法，按照存在的氧含量來提供預(yù)定量的汽相淀積控制氣體，這樣可解決上述問題。
當實施EB汽相淀積處理時，如果汽相淀積材料內(nèi)包含汽相淀積控制氣體，則有可能發(fā)生噴濺。因此，為了實施穩(wěn)定的EB汽相淀積處理，最好汽相淀積材料內(nèi)包含的汽相淀積控制氣體量最少，而且最好汽相淀積控制氣體從處理室外部供送。
如果選擇稀土金屬基永磁鐵例如基于R-FE-B基永磁鐵作為產(chǎn)品，而且在稀土金屬基永磁鐵的表面上形成鋁或類似物的汽相淀積膜，那么稀土金屬基永磁鐵上可以粘附方式覆蓋良好性能的膜。因此，有可能很容易而且可靠的制造具有良好的耐腐蝕性的稀土金屬基永磁鐵。為了進一步提高其耐腐蝕性，按照本發(fā)明的方法制造的并具有例如鋁膜的稀土金屬基永磁鐵可接受公知的處理例如鉻酸鹽處理，噴丸處理等。
示例下面描述具體的例子。
例A(例1至6和對比例1和2)一種公知的鑄錠經(jīng)磨碎，然后依次經(jīng)過壓制、燒結(jié)、熱處理和表面加工，從而制成磁鐵試件，該磁鐵試件的尺寸為23mm×10mm×6mm，其成分為17ND-1Pr-75Fe-7B。
磁鐵試件放置在圖1和2所示的表面處理設(shè)備(內(nèi)部體積為2.2m3)內(nèi)的處理室(真空室)內(nèi)，然后，真空室抽成真空，直到真空室內(nèi)的內(nèi)部總壓力達到1.0×10-1帕。此時真空室內(nèi)的氧的分壓由四極質(zhì)譜儀(Anelva有限公司制造的OIG-066)測量，熔化/蒸發(fā)源與真空室內(nèi)的產(chǎn)品之間的空間內(nèi)存在的氧分子數(shù)根據(jù)熔化/蒸發(fā)源與真空室內(nèi)的產(chǎn)品之間的空間體積來計算，該體積限定為0.1m3，并根據(jù)熔化/蒸發(fā)源與產(chǎn)品在汽相淀積期間的平均溫度來計算，該平均溫度限定為200℃。氧的分壓和所述空間內(nèi)存在的氧的分子數(shù)由表1表示。
氧的分壓由四極質(zhì)譜儀測定，在布置該四極質(zhì)譜儀的位置，通過與真空室的外壁連接的差動抽空系統(tǒng)，該位置的總壓力降低到1.0×10-4帕，因此，在通過表面濺射(下面將對此描述)來清潔磁鐵試件表面期間，由四極質(zhì)譜儀測量的總壓力等于1.0帕。
然后，將氬氣引入到真空室內(nèi)，使總壓力等于1.0帕，磁鐵試件的表面通過表面濺射清潔。然后，施加1.5kV電壓以加熱、蒸發(fā)和電離鋁線，從而使試件接受離子電鍍，因此經(jīng)過20分鐘的實驗，在磁鐵試件上形成了厚度為20μm的鋁膜。
如表1中的例1至6和對比例1和2的豎列中所示，使用了具有不同氫含量的鋁線，以檢驗汽相淀積是否可能進行(任何線的直徑為1.6mm)。
鋁線以3g/min的進給速率連續(xù)的供送到六個熱熔爐中的每一個內(nèi)，該熱熔爐在真空室內(nèi)是靠通電加熱。
表1表示從鋁線內(nèi)的氫含量計算出的每分鐘制造的氫的量，和在熔化/蒸發(fā)源與產(chǎn)品之間的空間內(nèi)的氫(每分鐘制造的)與氧的克分子比的值，這些數(shù)據(jù)由氧的上述分子數(shù)和每分鐘制造的氫的量計算得到。在汽相淀積過程中，與氧的分壓一樣，以相同方式測量的氫的分壓也在表1中表示。
表1中顯示了實驗的結(jié)果和在每個例子1至6中形成的鋁膜內(nèi)的氫的量的測量值，它是通過輝光放電光譜測定法(GDS)(使用由Shimadzu公司制造的GDLS-5017)測出的。
表1

1氧的分壓(Pa)2在熔化/蒸發(fā)源和產(chǎn)品之間的氧分子數(shù)(mol)3鋁線內(nèi)包含的氫的含量(ppm)4每單位時間制造的氫的量(mol/min)5在熔化/蒸發(fā)源和產(chǎn)品之間的氫與氧的克分子比{(mol/min)/mol}6氫的分壓(Pa)7汽相淀積是否可能進行(熔化的鋁的情況)8膜內(nèi)包含的氫的量(ppm)×在對比例1中表面已氧化○在例1中表面部分氧化◎在例2至5中良好○在例6中略微汽化×在對比例2中已汽化Com.＝對比從表1中顯然可知，在例1至6中，鋁可淀積在磁鐵試件上，而且不會出現(xiàn)問題。特別是，在例2至5中，可實現(xiàn)良好的汽相淀積。另一方面，在對比例1中，相對于剩余的氧，制造的氫的量不夠，這樣，在熔化的鋁的表面上形成了氧化膜，因此，也就不可能進行汽相淀積。在對比例2中，制造的氫的量太大，因此熔化的鋁汽化，這樣，不能達到穩(wěn)定的汽相淀積。而且，由于磁鐵試件內(nèi)的氫的吸附，因此，可觀察到磁特性退化。
接著，在溫度為80℃、相對濕度為90％的高溫和高溫度條件下，磁鐵試件接受500小時的耐腐蝕實驗，該磁鐵試件具有在例2的條件下形成的鋁膜。結(jié)果，在實驗前的最大(BH)是243kj/m3；在實驗后的最大(BH)是233kj/m3；磁特性的退化程度等于或小于5％。這樣，觀察不到磁鐵試件的銹，還發(fā)現(xiàn)磁鐵具有良好的耐腐蝕性。
例B(例7至9和對比例3至5)與例A的方式相同，利用制造的磁鐵試件做一個小時的實驗，以形成3μm厚度的鋁膜。
磁鐵試件放置在如圖3所示的表面處理設(shè)備(內(nèi)部體積為0.6m3)內(nèi)的處理室(真空室)內(nèi)，其中還布置有單個熱熔爐。然后，真空室抽成真空，直到真空室內(nèi)的總壓力達到3.0×10-5帕。此時，真空室內(nèi)的氧的分壓由直接布置在真空室的外壁中的四極質(zhì)譜儀測量。氧的分壓在表2中表示。
接著，氬氣引入到真空室內(nèi)，因此，總壓力是5.0×10-4帕，磁鐵試件的表面通過表面濺射清潔。接著，調(diào)節(jié)引入的氬氣量，使總壓力達到3.0×10-4帕。
在這種情況下，氫氣與氬氣一起引入，以達到表2中每一個例7至9和對比例3和4中所示的氫的分壓。
然后，在電子束加熱方法中，通過施加1kV電壓并向鋁錠發(fā)射電子束以加熱、蒸發(fā)和電離鋁錠，這樣，含有0.5ppm氫的鋁錠接受離子電鍍。
在與例8相同的條件下，利用具有1.2ppm的氫含量的鋁錠來做對比例5的實驗。
結(jié)果在表2中表示。
表2

1氧的分壓(Pa)2從外部引入的氫的分壓(Pa)3在鋁錠內(nèi)包含的氫的含量(ppm)4汽相淀積是否有可能進行(熔化的鋁的情況)×在對比例3和4中30分鐘后表面已氧化○在例7中60分鐘后表面部分氧化(汽相淀積有可能進行)◎在例8至9中良好×在對比例5中已汽化從表2中顯然可知，在例7至9中，通過供送分壓為3.0×10-6帕或更高的氫氣，以達到長時間穩(wěn)定的汽相淀積。另一方面，在對比例3和4中，通過長時間的汽相淀積，在熔化的鋁的表面上形成氧化鋁膜，因此不能實施穩(wěn)定的汽相淀積。在對比例5中，鋁錠內(nèi)包含的氫的量太大，這樣，熔化的鋁汽化，因而不能實施穩(wěn)定的汽相淀積。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)品，在其上具有由選自下述組中的至少一種金屬形成的汽相淀積膜，所述組包括鋁、鈦、鋅、錫、鉛和鉍，所述汽相淀積膜通過下述表面處理方法形成，該表面處理方法包括下述步驟在將與氧氣可反應(yīng)的還原氣體已供送到至少材料熔化/蒸發(fā)源附近的區(qū)域和處理室內(nèi)的產(chǎn)品附近的區(qū)域的狀態(tài)下，蒸發(fā)所述汽相淀積材料，其中包含所述與氧氣可反應(yīng)的還原氣體的線形汽相淀積材料被蒸發(fā)，同時被供送到所述熔化/蒸發(fā)源，從而由所述汽相淀積材料供給所述包含與氧氣可反應(yīng)的還原氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述汽相淀積膜包含氫氣。
3.如權(quán)利要求2所述的產(chǎn)品，其特征在于，在所述汽相淀積膜中氫氣的含量為1ppm到20ppm的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品，其特征在于，所述產(chǎn)品是稀土金屬基永磁鐵。
全文摘要
一種產(chǎn)品，在其上具有由選自下述組中的至少一種金屬形成的汽相淀積膜，所述組包括鋁、鈦、鋅、錫、鉛和鉍，所述汽相淀積膜通過下述表面處理方法形成，該表面處理方法包括下述步驟在將與氧氣可反應(yīng)的還原氣體已供送到至少材料熔化/蒸發(fā)源附近的區(qū)域和處理室內(nèi)的產(chǎn)品附近的區(qū)域的狀態(tài)下，蒸發(fā)所述汽相淀積材料，其中包含所述與氧氣可反應(yīng)的還原氣體的線形汽相淀積材料被蒸發(fā)，同時被供送到所述熔化/蒸發(fā)源，從而由所述汽相淀積材料供給所述包含與氧氣可反應(yīng)的還原氣體。
文檔編號C23C14/24GK1637164SQ200410098388
公開日2005年7月13日 申請日期2000年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月14日
發(fā)明者西內(nèi)武司, 栃下佳己, 菊井文秋, 木澤光央 申請人:株式會社新王磁材