本實(shí)用新型屬于表面處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種波蕩器磁鐵的表面處理技術(shù)，特別是一種PVD鍍層波蕩器磁鐵。

背景技術(shù)：

波蕩器是裝在同步輻射儲(chǔ)存環(huán)的直線內(nèi)的專用設(shè)備，是電子束與光場(chǎng)相互作用的區(qū)域。永磁波蕩器是最常見的一種波蕩器，永磁場(chǎng)由永磁鐵產(chǎn)生，永磁鐵的制造材料為稀土元素為主的合金材料，采用粉末冶金技術(shù)燒結(jié)制成，材料中存在大量孔隙、并且極易生銹。

為了獲得高磁場(chǎng)，將磁間隙的真空管省去，科學(xué)家創(chuàng)造了真空波蕩器；把波蕩器放入真空室，徹底避免了真空室的限制。它由上下兩個(gè)磁鐵陣列構(gòu)成，形成一個(gè)多周期正玄波磁場(chǎng)，使儲(chǔ)存環(huán)真空室內(nèi)的電子束流在磁場(chǎng)內(nèi)振蕩，產(chǎn)生高能量的同步輻射光子。但由此也導(dǎo)致了一些特殊的真空問題。

永磁鐵是多孔材料，大量磁鐵構(gòu)成巨大的氣源，雖然真空室周圍安排足夠抽速的泵，但達(dá)到儲(chǔ)存環(huán)內(nèi)10^-10mbar壓強(qiáng)仍然是不可能的。這種條件下的真空室不再是電子束流的鏡像電流通路，磁鐵陣列增大了儲(chǔ)存環(huán)的真空阻抗，影響了儲(chǔ)存環(huán)性能。

永磁鐵具有特殊的多孔結(jié)構(gòu)，用它制成的波蕩器在真空中的放氣率極大，放氣時(shí)間極長(zhǎng)，解決的辦法是將永磁鐵孔隙抽真空，然后在它表面鍍上膜層，把孔隙密封在膜內(nèi)同時(shí)防止磁塊表面氧化腐蝕，從而根本上解決這個(gè)問題。已有的研究中，大量使用Ni、Ag純金屬鍍層，這種鍍層的問題是耐腐蝕不夠，硬度低，不耐長(zhǎng)時(shí)間的磨損和腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提出了一種防止磁鐵材料生銹、封閉材料孔隙，不影響磁場(chǎng)強(qiáng)度和分布的波蕩器磁鐵。

本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種PVD鍍層波蕩器磁鐵， 包括本體，其特征在于，所述本體外表面通過PVD鍍膜依次形成結(jié)合層、調(diào)制層、功能層，所述的調(diào)制層和功能層交替循環(huán)若干個(gè)周期。

結(jié)合層的目的在于在切割部與調(diào)制層和功能層之間形成過渡，提高本體與調(diào)制層和功能層的結(jié)合力。調(diào)制層與功能層的作用在于對(duì)磁鐵表面進(jìn)行封閉，使得磁鐵多孔結(jié)構(gòu)被密封在鍍層內(nèi)同時(shí)防止磁鐵表面氧化腐蝕。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的結(jié)合層采用Cr或Ti或兩者同時(shí)作為靶源轟擊而成。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的調(diào)制層采用Zr、Cr、Ti或Al中的一種或多種材料作為靶源轟擊而成。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的調(diào)制層為Zr、Cr、Ti或Al的純金屬或Zr、Cr、Ti或Al的氮化物。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的功能層采用Zr、Cr、Ti或Al中的一種或多種材料作為靶源轟擊而成。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的功能層采用Zr、Cr、Ti或Al的純金屬或其氮化物或其碳化物。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的結(jié)合層厚度為0.3-0.8um。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的調(diào)制層厚度為50-80nm。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的功能層厚度為200-300nm。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的調(diào)制層和功能層交替循環(huán)后的總厚度為4-10um。

在上述的PVD鍍層波蕩器磁鐵中，所述的調(diào)制層和功能層交替循環(huán)5-20個(gè)周期。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本PVD鍍層波蕩器磁鐵采用PVD技術(shù)在本體表面分別形成結(jié)合層、調(diào)制層和功能層，一方面可以降低鍍層應(yīng)力提高鍍層結(jié)合力；另一方面，各鍍層采用納米周期結(jié)構(gòu)，在鍍層中形成納米結(jié)構(gòu)相，實(shí)現(xiàn)鍍層抗氧化、抗腐蝕和對(duì)基材氣孔的完全封閉功能，提高磁鐵的耐腐蝕和耐磨性。

附圖說明

圖1是本PVD鍍層波蕩器磁鐵的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、本體；2、結(jié)合層；3、調(diào)制層；4、功能層。

具體實(shí)施方式

以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。

如圖1所示，本PVD鍍層波蕩器磁鐵包括本體1，本體1外表面通過PVD鍍膜依次形成結(jié)合層2、調(diào)制層3、功能層4，所述的調(diào)制層3和功能層4交替循環(huán)10個(gè)周期。

結(jié)合層2的目的在于在切割部與調(diào)制層3和功能層4之間形成過渡，提高本體1與調(diào)制層3和功能層4的結(jié)合力。調(diào)制層3與功能層4的作用在于對(duì)磁鐵表面進(jìn)行封閉，使得磁鐵多孔結(jié)構(gòu)被密封在鍍層內(nèi)同時(shí)防止磁鐵表面氧化腐蝕。結(jié)合層2采用Cr或Ti或兩者同時(shí)作為靶源轟擊而成。調(diào)制層3采用Zr、Cr、Ti或Al中的一種或多種材料作為靶源轟擊而成。在鍍膜時(shí)加入氮?dú)?，使得鍍膜形成Zr、Cr、Ti或Al的氮化物。所述的功能層4采用Zr、Cr、Ti或Al中的一種或多種材料作為靶源轟擊而成。在鍍膜時(shí)加入氮?dú)?N₂)或甲烷(CH₄)等，使得功能層4為Zr、Cr、Ti或Al的氮化物或其碳化物。所述的調(diào)制層3厚度為50-80nm，所述的功能層4厚度為200-300nm，所述的調(diào)制層3和功能層4交替循環(huán)后的總厚度為4-6um。

本PVD鍍層波蕩器磁鐵的鍍膜工藝如下：

首先將磁鐵經(jīng)過清洗烘干，安裝在特制夾具上，裝入pvd真空鍍膜腔室中；開啟pvd設(shè)備，抽真空至1.0x10^-3Pa以上真空度，啟動(dòng)加熱設(shè)備將磁鐵加熱到工藝溫度200-400攝氏度。繼續(xù)抽真空到1.0x10^-3Pa以上真空度，開始鍍膜。

a)離子清洗：工藝條件是抽真空到1.0x10^-3Pa以上真空度，通入純度為99.999％的氬氣(Ar)，壓力控制在0.01-0.02pa，開啟電弧離子源電流控制在40-80A，開啟偏壓電壓控制在300-1000V，占空比控制在30-50％，工藝時(shí)間20min。

b)鍍結(jié)合層2：工藝條件是抽真空到1.0x10^-3Pa以上真空度，通入純度為99.999％的氬氣(Ar)，壓力控制在0.01-0.3pa，開啟金屬電弧靶源包括Cr或Ti或兩者同時(shí)開啟，開啟偏壓電壓控制在100-300V，占空比控制在80％以下，結(jié) 合層2的厚度控制在0.5um。

c)鍍調(diào)制層3：工藝條件是抽真空到1.0x10^-3Pa以上真空度，通入純度為99.999％的工藝氣體，包括氬氣(Ar)、氮?dú)?N₂)等，壓力控制在0.1-0.5pa，開啟電弧靶源如Zr、Cr、Ti、Al中的一個(gè)或多個(gè)，開啟偏壓電壓控制在10-200V，占空比控制在50％以上，功能層4的厚度控制在50-80nm。

d)鍍功能層4：工藝條件是抽真空到1.0x10^-3Pa以上真空度，通入純度為99.999％的工藝氣體，包括氮?dú)?N₂)、甲烷(CH₄)等，壓力控制在0.1-0.5pa，開啟電弧靶源如Zr、Cr、Ti、Al中的一個(gè)或多個(gè)，開啟偏壓電壓控制在10-200V，占空比控制在50％以上，功能層4的厚度控制在200-300nm。

c)、d)為一周期，鍍層厚度4-6um，此周期重復(fù)循環(huán)執(zhí)行多次。

本PVD鍍層波蕩器磁鐵采用PVD技術(shù)在本體1表面分別形成結(jié)合層2、調(diào)制層3和功能層4，一方面可以降低鍍層應(yīng)力提高鍍層結(jié)合力；另一方面，各鍍層采用納米周期結(jié)構(gòu)，在鍍層中形成納米結(jié)構(gòu)相，實(shí)現(xiàn)鍍層抗氧化、抗腐蝕和對(duì)基材氣孔的完全封閉功能，提高磁鐵的耐腐蝕和耐磨性。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。