[发明专利]一种镀膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种镀膜材料及其制备方法。

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料是80年代发展起来的第三代稀土粉末冶金材料。 它的发现开创了稀土永磁材料的新纪元，因其具有优异的磁性能，相对低廉 的价格和充足的资源储备而迅速取代传统的Sm-Co系稀土永磁材料，在音 圈电机、磁共振成像、电机、传感器、仪表等领域获得了广泛的应用。但是， NdFeB磁体存在耐蚀性能差的缺点，严重影响其工作性能，而必须对其进行 表面防护处理。电镀、电泳等常规的表面处理方法具有成本低、效率高、适 应面广、操作简单等特点，一直在钕铁硼表面防护处理中占有主导地位。但 是，由于这些处理方法处理后的永磁体表面镀覆的薄膜的耐腐蚀性和耐磨性 以及薄膜与永磁体基材的结合力不够强，且存在污染问题，另外采用电泳时， 其酸性或碱性电泳液易残留在磁体孔隙内，在电镀过程中磁体易吸氢而导致 镀层脆裂；因此这些常规的方法有一定的局限性。

近来，有报道提出在基材表面镀覆一层钛和多层氮化钛、或者一层铝和 多层氮化铝的方法，但是该方法镀覆的薄膜的缺陷密度较大，因此薄膜的耐 腐蚀性和耐磨性以及薄膜与基材的结合力不够好。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的镀膜材料的薄膜的耐腐蚀性和耐磨性 以及薄膜与基材的结合力的不够好的缺陷，提供一种包括耐腐蚀性和耐磨性 以及薄膜与基材的结合力均较好的薄膜的镀膜材料及其制备方法。

本发明提供了一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄 膜，其中，所述薄膜包括多个金属层和多个金属的氮化物层，并且相邻的金 属层之间由金属的氮化物层隔开，其中多个金属层中的一层与基材表面接 触，多个金属的氮化物层中的一层为最外层。

本发明提供的镀膜材料的制备方法包括在磁控溅射条件下，在磁控靶上 施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到基材上，形成在基材表面的薄 膜，其中，形成在基材表面的薄膜的方法包括形成多个金属层和多个金属的 氮化物层，相邻的金属层之间由金属的氮化物层隔开，其中多个金属层中的 一层与基材表面接触，多个金属的氮化物层中的一层为最外层。

与现有的镀膜材料相比，本发明提供的镀膜材料的薄膜的缺陷密度较 小，因此，薄膜的耐腐蚀性和耐磨性以及薄膜与基材的结合力均较好。而且， 当镀膜材料的基材为永磁体时，本发明提供的镀膜材料的剩磁基本能达到镀 覆薄膜前的永磁体的水平，矫顽力和磁能积均比镀膜前的永磁体要高，最高 工作温度比镀膜前的永磁体高；而现有镀膜材料的剩磁、矫顽力、磁能积和 最高工作温度均比镀覆薄膜前的永磁体差。

具体实施方式

本发明提供了一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄 膜，其中，所述薄膜包括多个金属层和多个金属的氮化物层，并且相邻的金 属层之间由金属的氮化物层隔开，其中多个金属层中的一层与基材表面接 触，多个金属的氮化物层中的一层为最外层。

根据本发明，所述最外层是指从基材表面由内向外的薄膜层，也即远离 基材表面的薄膜层。

本发明对薄膜的层数没有限制，从原理上来讲，薄膜的层数越多薄膜越 厚，薄膜的缺陷密度较小，薄膜的耐腐蚀性和耐磨性以及薄膜与基材的结合 力越好，但是，薄膜的层数越多薄膜越厚，则制备该薄膜的成本越高，因此， 优选情况下，所述薄膜为4-8层，所述与基材表面接触的金属层的厚度为 0.01-2微米，所述最外层的金属的氮化物层的厚度为0.1-8微米，其它层的 金属层的厚度为0.01-0.5微米，其它层的金属的氮化物的厚度为0.2-1.6微米。 更优选所述薄膜为4层，所述薄膜从基材表面由内向外依次为金属层、金属 的氮化物层、金属层和金属的氮化物层。

所述薄膜的各层中的金属可以相同，也可以不同，优选相同，且均为钛、 铝或铬，优选为钛或铝，更优选为钛；根据该优选方式，镀膜材料的薄膜的 缺陷密度较小，薄膜的耐腐蚀性和耐磨性以及薄膜与基材的结合力均更好； 而且，当镀膜材料的基材为永磁体时，永磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均更 好，永磁体的最高工作温度更高。所述基材为永磁体。