成膜方法和成膜装置以及永磁铁和永磁铁的制造方法制造方法及图纸

在有效利用作为成膜材料的Dy、Tb的同时，通过在具有规定形状的铁-硼-稀土系的磁铁表面高速成膜来提高生产率，能以低成本制造出永磁铁。通过在具有规定形状的铁-硼-稀土系磁铁表面上形成Dy膜的成膜工序以及通过在规定温度下实施热处理，使在表面上成膜的Dy扩散到磁铁的晶界相的扩散工序制造永磁铁。在上述情况下，成膜工序由加热实施该成膜工序的处理室，使预先配置在该处理室内的Dy蒸发，在处理室内形成具有规定的蒸汽压的Dy蒸汽气氛的第1工序，以及将保持在低于处理室内的温度上的磁铁送入处理室，在该磁铁达到规定温度之前，利用处理室内和磁铁之间的温差，使Dy选择性地附着沉积到磁铁表面的第2工序构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，尤其涉及下述永磁铁及永磁铁的制造方法，其在铁-硼-稀土系的烧结磁铁表面形成至少含有Dy、Tb中的一种的金属蒸镀膜，通过在规定温度下实施热处理，至少使Dy、Tb中的一方扩散到烧结磁铁的晶界相内而形成；也涉及适合在上述磁铁表面高速形成至少含有Dy、Tb中的一种的金属蒸镀膜的成膜方法及成膜装置。
技术介绍
由于Nd-Fe-B系烧结磁铁(钕磁铁)是由铁和价格低廉资源丰富、可稳定提供的 Nd、B元素组合而成的，可廉价制造同时又具有高磁特性(最大磁能积为铁素体系磁铁的10 倍)，因而被用于多种产品。近年来，在混合型汽车用的马达及发电机上的采用也取得了进展。另外由于Nd-Fe-B系烧结磁铁的居里温度仅为300°C，某些采用该磁铁的产品有时会升温超过规定温度，一旦升温超过规定温度，会产生因热而退磁的问题。因此，当获得Nd-Fe-B系烧结磁铁时，虽然也可考虑添加Dy及Tb，由于其具有比 Nd大的4f电子的磁各向异性，带有与Nd相同的负的稳态因子，因而可大大提高主相的结晶磁各向异性，但由于Dy、Tb采用的是费里磁结构，在主相晶格中呈与Nd反向的螺旋排列，因而存在磁场强度，进而言之，表示磁特性的最大磁能积大幅度下降的问题。为了解决该问题，有人提议(参照非专利文献1)在加工成长方体等规定形状的 Nd-Fe-B烧结磁铁的整个表面上形成具有规定膜厚(按照磁铁的体积形成3 μ m以上的膜厚)的Dy及Tb膜，接着通过在规定温度下实施热处理，使在表面上成膜的Dy及Tb均勻地向磁铁的晶界相扩散。使用该方法制作的磁铁，由于其向晶界扩散的Dy及Tb可提高各晶粒表面的结晶磁各向异性，强化了新集结型的矫顽力发生机构，其结果是具有使矫顽力飞速提高，同时又几乎不损失最大磁能积的优点(例如据非专利文献1报告剩余磁通密度14. 5kG(l. 45T) 最大磁能积50MG0e (400Kj/m3)时，可生产出矫顽力23K0e (3MA/m)性能的磁铁)，在 Nd-Fe-B系烧结磁铁的表面上形成Dy及Tb膜的情况下，可考虑使用Dy及Tb膜对烧结磁铁表面的附着性良好的溅射法。非专利文献 1 Improvement of coercivity on thin Nd2Fel4B sintered permanent magnets (薄型Nd2Fel4B系烧结磁铁中的矫顽力的提高)/朴起兑、东北大学、博士论文、平成12年3月23日)
技术实现思路
然而，由于溅射法中靶的利用率及可成膜的金属蒸发材料的收获率差，因而资源短缺、无望得到稳定供给的Dy及Tb并不适用于成膜。除此而外，要想用溅射法在长方体等规定形状的整个磁铁表面成膜，需使磁铁本身旋转，因而需要在溅射装置中设置使磁铁旋转的机构，这样一来既提高了溅射装置本身的价格，还需要制作资源短缺且价格高昂的Dy及Tb靶，必然导致磁铁制造的高成本。因此，鉴于上述各点，本专利技术的第1目的在于提供一种永磁铁的制造方法，其在有效利用作为成膜材料的Dy及Tb的同时，通过使之在具有规定形状的铁_硼_稀土类磁铁的表面上高速成膜来提高其生产性，能以低成本生产出永磁铁。此外，本专利技术的第2目的在于提供一种成膜方法及成膜装置，其可提高可成膜的金属蒸发材料的收获率，在整个具有规定形状的被成膜物的表面上高速且均勻成膜，尤其适用于在具有规定形状的铁_硼_稀土系磁铁的表面形成Dy及Tb膜。为了解决上述课题，本专利技术的成膜方法，其特征在于，包括加热处理室，通过使预先配置在该处理室内的金属蒸发材料蒸发，在处理室内形成金属蒸汽气氛的第1工序；以及将保持在比处理室内的温度低的温度上的被成膜物送入该处理室，利用处理室内和被成膜物之间的温差，使前述金属蒸发材料选择性地附着沉积到被成膜物表面的第2工序。 若采用本专利技术，由于可利用处理室内和被成膜物之间的温差，选择性地在被成膜物表面附着沉积，形成金属薄膜，因而可提高可成膜的金属蒸发材料的收获率，并可在具有规定形状的被成膜物的整个表面上高速成膜。在此情况下，若前述金属蒸汽气氛在前述处理室内处于饱和状态，则能以更高速度成膜。此外，本专利技术的成膜装置的特征在于，具有处理室，其可利用加热手段大致均勻地将内部加热到高温；准备室，其与该处理室连通；真空排气手段，其将处理室以及准备室保持在规定的真空度上；遮蔽手段，其可在连通处理室和准备室的开位以及关闭处理室的闭位之间灵活移动；传送手段，其可在处理室和准备室之间移动被成膜物，在遮蔽手段处于开位上把被成膜物移动到处理室中后关闭该处理室；在前述遮蔽手段处于闭位时加热处理室，通过使预先配置在处理室内的金属蒸发材料蒸发，形成金属蒸汽气氛，将遮蔽手段移动到开位后，利用传送手段把准备室内的被成膜物移动到处理室内，利用处理室内和被成膜物之间的温差，使前述金属蒸发材料选择性地附着沉积到被成膜物的表面。若采用该成膜装置，把被成膜物设置到准备室内之后，通过真空排气手段把处理室及准备室真空排气到规定的真空度。接着，通过把遮蔽手段移动到闭位，使处理室密封后，一加热处理室，即可通过预先配置在处理室内的金属蒸发材料蒸发，在处理室内形成金属蒸气气氛。接着，通过使遮蔽手段移动到打开位置，利用传送手段把准备室内的被成膜物移动到处理室内。把保持在比处理室内的温度低的温度上的被成膜物，例如常温的被成膜物送入处理室，金属蒸汽气氛中的金属原子即可选择性地高速仅仅附着及沉积在被成膜物表面。正因如此，可成膜的蒸发材料的收获率高并可在具有规定形状的被成膜物的整个表面上选择性地高速成膜。在此情况下，前述处理室若配置在设有了其它真空排气手段的真空炉内，用一面带开口的均热板分隔，除该开口面之外，以围绕该均热板的形态设置隔热件的同时，在均热板和隔热件之间设置加热手段，利用加热手段加热均热板，由于是用加热手段加热真空中用隔热材料围绕的均热板，通过该均热板间接加热处理室内的，因而可大致均勻地加热处理室内。若在前述准备室内设有可导入非活性气体的气体导入手段，通过该气体导入手段将非活性气体导入准备室内，使处理室相对于准备室处于负压状态，则可在处理室内形成金属蒸汽气氛之后，为了把被成膜物送入处理室而临时把遮蔽手段移动到打开位置时，利用处理室和准备室之间的压力差，防止金属蒸发材料流入准备室。另外，也可设定为前述准备室内设有可导入氦气的气体导入手段，通过该气体导入手段把氦气导入准备室内后，使处理室相对于准备室处于大致同压的状态。在此情况下， 在处理室内形成金属蒸汽气氛之后，为把被成膜物送入处理室而临时使遮蔽手段移动到打开位置时，可利用处理室和准备室的比重差，防止金属蒸发材料流入准备室。在此情况下，最好把前述处理室预先配置在前述准备室下方。预先设置可配置前述处理室内的金属蒸发材料的配置手段，以便在利用传送手段把被处理物移动到处理室中时把金属蒸发材料配置到被成膜物的周围，若该配置手段呈环形，由于金属蒸发材料无论在配置手段的任何部位，均可使之均勻加热，因而能以更均勻的膜厚成膜。也可设定为前述准备室内设有等离子发生手段，可利用等离子清洁被成膜物表另外也可设定为前述准备室内设有其它加热手段，可通过真空气氛或从与该准备室连接的气体导入手段导入非活性气体，进行热处理清洁被成膜物表面。前述金属蒸发材料应为Dy、Tb中的任意一种或至少含有Dy、Tb本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种成膜方法，其特征在于，包括：加热处理室，通过使预先配置在该处理室内的金属蒸发材料蒸发，在处理室内形成金属蒸汽气氛的第一工序；以及将保持在比处理室内的温度低的温度上的被成膜物送入该处理室，利用处理室内和被成膜物之间的温差，使前述金属蒸发材料选择性地附着沉积到被成膜物表面的第２工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永田浩，新垣良憲，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP