一种PVD镀层波荡器磁铁制造技术

本实用新型专利技术涉及一种PVD镀层波荡器磁铁，属于表面处理技术领域，它解决了现有技术中波荡器磁铁不耐长时间腐蚀和磨损的问题。本PVD镀层波荡器磁铁，包括本体，本体外表面通过PVD镀膜依次形成结合层、调制层、功能层，所述的调制层和功能层交替循环若干个周期。本PVD镀层波荡器磁铁采用PVD技术在本体表面分别形成结合层、调制层和功能层，一方面可以降低镀层应力提高镀层结合力；另一方面，各镀层采用纳米周期结构，在镀层中形成纳米结构相，实现镀层抗氧化、抗腐蚀和对基材气孔的完全封闭功能，提高磁铁的耐腐蚀和耐磨性并降低磁铁的放气率。

A PVD coating undulator magnet

The utility model relates to a PVD coating of undulator magnets, which belongs to the technical field of surface treatment, it solves the undulator magnets not resistant to corrosion and wear problems of long time. The PVD coating undulator magnets, which comprises a main body, the outer surface of the PVD coating formed by combining layer, modulation layer, function layer, the modulation layer and function layer several periodic cycles. The undulator magnet PVD coating using PVD technology respectively form a binding layer, modulation layer and function layer on the surface of the body, one can reduce the stress to improve the bonding strength of coating coating; on the other hand, the coating with nano periodic structures, the formation of nano structure in the coating, the coating oxidation and corrosion resistance and completely closed function on the base of pores, improve the corrosion resistance and wear resistance of the magnet and the magnet to reduce outgassing rate.

【技术实现步骤摘要】
一种PVD镀层波荡器磁铁
本技术属于表面处理
，涉及一种波荡器磁铁的表面处理技术，特别是一种PVD镀层波荡器磁铁。
技术介绍
波荡器是装在同步辐射储存环的直线内的专用设备，是电子束与光场相互作用的区域。永磁波荡器是最常见的一种波荡器，永磁场由永磁铁产生，永磁铁的制造材料为稀土元素为主的合金材料，采用粉末冶金技术烧结制成，材料中存在大量孔隙、并且极易生锈。为了获得高磁场，将磁间隙的真空管省去，科学家创造了真空波荡器；把波荡器放入真空室，彻底避免了真空室的限制。它由上下两个磁铁阵列构成，形成一个多周期正玄波磁场，使储存环真空室内的电子束流在磁场内振荡，产生高能量的同步辐射光子。但由此也导致了一些特殊的真空问题。永磁铁是多孔材料，大量磁铁构成巨大的气源，虽然真空室周围安排足够抽速的泵，但达到储存环内10-10mbar压强仍然是不可能的。这种条件下的真空室不再是电子束流的镜像电流通路，磁铁阵列增大了储存环的真空阻抗，影响了储存环性能。永磁铁具有特殊的多孔结构，用它制成的波荡器在真空中的放气率极大，放气时间极长，解决的办法是将永磁铁孔隙抽真空，然后在它表面镀上膜层，把孔隙密封在膜内同时防止磁块表面氧化腐蚀，从而根本上解决这个问题。已有的研究中，大量使用Ni、Ag纯金属镀层，这种镀层的问题是耐腐蚀不够，硬度低，不耐长时间的磨损和腐蚀。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种防止磁铁材料生锈、封闭材料孔隙，不影响磁场强度和分布的波荡器磁铁。本技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种PVD镀层波荡器磁铁，包括本体，其特征在于，所述本体外表面通过PVD镀膜依次形成结合层、调制层、功能层，所述的调制层和功能层交替循环若干个周期。结合层的目的在于在切割部与调制层和功能层之间形成过渡，提高本体与调制层和功能层的结合力。调制层与功能层的作用在于对磁铁表面进行封闭，使得磁铁多孔结构被密封在镀层内同时防止磁铁表面氧化腐蚀。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的结合层采用Cr或Ti或两者同时作为靶源轰击而成。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的调制层采用Zr、Cr、Ti或Al中的一种或多种材料作为靶源轰击而成。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的调制层为Zr、Cr、Ti或Al的纯金属或Zr、Cr、Ti或Al的氮化物。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的功能层采用Zr、Cr、Ti或Al中的一种或多种材料作为靶源轰击而成。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的功能层采用Zr、Cr、Ti或Al的纯金属或其氮化物或其碳化物。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的结合层厚度为0.3-0.8um。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的调制层厚度为50-80nm。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的功能层厚度为200-300nm。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的调制层和功能层交替循环后的总厚度为4-10um。在上述的PVD镀层波荡器磁铁中，所述的调制层和功能层交替循环5-20个周期。与现有技术相比，本PVD镀层波荡器磁铁采用PVD技术在本体表面分别形成结合层、调制层和功能层，一方面可以降低镀层应力提高镀层结合力；另一方面，各镀层采用纳米周期结构，在镀层中形成纳米结构相，实现镀层抗氧化、抗腐蚀和对基材气孔的完全封闭功能，提高磁铁的耐腐蚀和耐磨性。附图说明图1是本PVD镀层波荡器磁铁的结构示意图。图中，1、本体；2、结合层；3、调制层；4、功能层。具体实施方式以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。如图1所示，本PVD镀层波荡器磁铁包括本体1，本体1外表面通过PVD镀膜依次形成结合层2、调制层3、功能层4，所述的调制层3和功能层4交替循环10个周期。结合层2的目的在于在切割部与调制层3和功能层4之间形成过渡，提高本体1与调制层3和功能层4的结合力。调制层3与功能层4的作用在于对磁铁表面进行封闭，使得磁铁多孔结构被密封在镀层内同时防止磁铁表面氧化腐蚀。结合层2采用Cr或Ti或两者同时作为靶源轰击而成。调制层3采用Zr、Cr、Ti或Al中的一种或多种材料作为靶源轰击而成。在镀膜时加入氮气，使得镀膜形成Zr、Cr、Ti或Al的氮化物。所述的功能层4采用Zr、Cr、Ti或Al中的一种或多种材料作为靶源轰击而成。在镀膜时加入氮气(N2)或甲烷(CH4)等，使得功能层4为Zr、Cr、Ti或Al的氮化物或其碳化物。所述的调制层3厚度为50-80nm，所述的功能层4厚度为200-300nm，所述的调制层3和功能层4交替循环后的总厚度为4-6um。本PVD镀层波荡器磁铁的镀膜工艺如下：首先将磁铁经过清洗烘干，安装在特制夹具上，装入pvd真空镀膜腔室中；开启pvd设备，抽真空至1.0x10-3Pa以上真空度，启动加热设备将磁铁加热到工艺温度200-400摄氏度。继续抽真空到1.0x10-3Pa以上真空度，开始镀膜。a)离子清洗：工艺条件是抽真空到1.0x10-3Pa以上真空度，通入纯度为99.999％的氩气(Ar)，压力控制在0.01-0.02pa，开启电弧离子源电流控制在40-80A，开启偏压电压控制在300-1000V，占空比控制在30-50％，工艺时间20min。b)镀结合层2：工艺条件是抽真空到1.0x10-3Pa以上真空度，通入纯度为99.999％的氩气(Ar)，压力控制在0.01-0.3pa，开启金属电弧靶源包括Cr或Ti或两者同时开启，开启偏压电压控制在100-300V，占空比控制在80％以下，结合层2的厚度控制在0.5um。c)镀调制层3：工艺条件是抽真空到1.0x10-3Pa以上真空度，通入纯度为99.999％的工艺气体，包括氩气(Ar)、氮气(N2)等，压力控制在0.1-0.5pa，开启电弧靶源如Zr、Cr、Ti、Al中的一个或多个，开启偏压电压控制在10-200V，占空比控制在50％以上，功能层4的厚度控制在50-80nm。d)镀功能层4：工艺条件是抽真空到1.0x10-3Pa以上真空度，通入纯度为99.999％的工艺气体，包括氮气(N2)、甲烷(CH4)等，压力控制在0.1-0.5pa，开启电弧靶源如Zr、Cr、Ti、Al中的一个或多个，开启偏压电压控制在10-200V，占空比控制在50％以上，功能层4的厚度控制在200-300nm。c)、d)为一周期，镀层厚度4-6um，此周期重复循环执行多次。本PVD镀层波荡器磁铁采用PVD技术在本体1表面分别形成结合层2、调制层3和功能层4，一方面可以降低镀层应力提高镀层结合力；另一方面，各镀层采用纳米周期结构，在镀层中形成纳米结构相，实现镀层抗氧化、抗腐蚀和对基材气孔的完全封闭功能，提高磁铁的耐腐蚀和耐磨性。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVD镀层波荡器磁铁，包括本体，其特征在于，所述本体外表面通过PVD镀膜依次形成结合层、调制层、功能层，所述的调制层和功能层交替循环若干个周期，所述的结合层采用Cr或Ti或两者同时作为靶源轰击而成。

【技术特征摘要】
1.一种PVD镀层波荡器磁铁，包括本体，其特征在于，所述本体外表面通过PVD镀膜依次形成结合层、调制层、功能层，所述的调制层和功能层交替循环若干个周期，所述的结合层采用Cr或Ti或两者同时作为靶源轰击而成。2.根据权利要求1所述的PVD镀层波荡器磁铁，其特征在于，所述的调制层采用Zr、Cr、Ti或Al中的一种或多种材料作为靶源轰击而成。3.根据权利要求2所述的PVD镀层波荡器磁铁，其特征在于，所述的调制层为Zr、Cr、Ti或Al的纯金属或Zr、Cr、Ti或Al的氮化物。4.根据权利要求1或2或3所述的PVD镀层波荡器磁铁，其特征在于，所述的功能层采用Zr、Cr、Ti或Al中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君，乐务时，
申请(专利权)人：苏州涂冠镀膜科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32