JP2001032062A - 表面処理方法、表面処理装置、蒸着材料および表面処理された希土類系永久磁石 - Google Patents
表面処理方法、表面処理装置、蒸着材料および表面処理された希土類系永久磁石Info
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Abstract
特別の装置を使用したりすることなく、アルミニウムの
ような易酸化性蒸着材料を希土類系永久磁石のような被
処理物に安定に蒸着させるための表面処理方法、この方
法を実施するために好適な表面処理装置などを提供する
こと。 【解決手段】 易酸化性蒸着材料からなる蒸着被膜を被
処理物の表面に形成する表面処理方法であって、処理室
内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物の近傍に蒸着制御
ガスを供給した状態で前記蒸着材料を蒸発させることを
特徴とする。
Description
ウムや亜鉛のような易酸化性蒸着材料を希土類永久磁石
のような被処理物に安定に蒸着させるための表面処理方
法、この方法を実施するために好適な表面処理装置と蒸
着材料、この方法によって得られる希土類永久磁石に関
する。
やすい性質を持つ希土類永久磁石などは、その表面にア
ルミニウム被膜などを蒸着形成して酸化による劣化を防
止するようにしていた。このような表面処理方法のため
には、例えば、図3に示すような表面処理装置が用いら
れている。図3は、具体的には希土類永久磁石表面にア
ルミニウム蒸着被膜を形成するための装置を示すもの
で、図略の真空排気系に連なる処理室(真空槽)1内の
下部には、蒸着材料であるアルミニウム10を蒸発させ
る溶融蒸発部であるハース(蒸着材料を溶解するための
容器)2が、支持テーブル3上に立設されたハース支持
台4上に1個または複数個配設されている。また、処理
室1内の上方には網状部材で形成された籠状の被処理物
保持部5が回転軸6を中心に回転自在に2個並設されて
いる。そして、この装置によれば、前記被処理物保持部
5内に被処理物として希土類系永久磁石30が収容さ
れ、この被処理物保持部5、5を回転させながら、図略
の加熱手段によって所定温度に加熱された前記ハース2
からアルミニウム10を蒸発させ、被処理物保持部5、
5内の希土類系永久磁石30の表面にアルミニウム蒸着
被膜を形成するようにしている。
面処理装置を使用して処理室内の酸素分圧が高い状態で
蒸着処理を行った場合、溶融蒸発部から蒸発したアルミ
ニウムが、被処理物に到達するまでの間に室内に存在す
る酸素によって酸化してしまい、優れた膜質のアルミニ
ウム被膜を形成することができないという問題や、溶融
蒸発部内のアルミニウム溶湯の表面に酸化アルミニウム
の被膜が形成されてしまい蒸着材料であるアルミニウム
が十分に蒸発されないという問題があった。また、これ
らの問題を解消するために、酸素分圧を低くすることを
目的として真空度を上げようとすると、長時間の真空排
気を行う必要がある。従って、例えば、全体の処理時間
が2.5時間に対して、10−4Pa以下の真空度を得
るために1時間を要するというように、生産性が劣ると
いう問題があった。そこで本発明は、高い真空度を得る
ために長時間をかけたり、特別の装置を使用したりする
ことなく、アルミニウムのような易酸化性蒸着材料を希
土類系永久磁石のような被処理物に安定に蒸着させるた
めの表面処理方法、この方法を実施するために好適な表
面処理装置などを提供することを目的とする。
題点を解決するために鋭意検討の結果、処理室内におけ
る溶融蒸発部と被処理物の近傍を、水素などによって蒸
着を制御するガス雰囲気にした状態で前記蒸着材料を蒸
発させると、高い真空度を得るために長時間をかけた
り、特別の装置を使用したりしなくても、極めて安定に
蒸着処理を行うことができることを知見した。
のであり、本発明の表面処理装置は、請求項1記載の通
り、易酸化性蒸着材料からなる蒸着被膜を被処理物の表
面に形成する表面処理方法であって、処理室内の少なく
とも溶融蒸発部と被処理物の近傍に蒸着制御ガスを供給
した状態で前記蒸着材料を蒸発させることを特徴とす
る。また、請求項2記載の表面処理方法は、請求項1記
載の表面処理方法において、蒸着制御ガスを含有するワ
イヤー状蒸着材料を溶融蒸発部に供給しながら蒸発させ
ることによって、前記蒸着材料から蒸着制御ガスを供給
することを特徴とする。また、請求項3記載の表面処理
方法は、請求項2記載の表面処理方法において、前記蒸
着制御ガスが水素であることを特徴とする。また、請求
項4記載の表面処理方法は、請求項3記載の表面処理方
法において、蒸着材料の蒸発を10−3Pa以上の酸素
分圧下で行うことを特徴とする。また、請求項5記載の
表面処理方法は、請求項4記載の表面処理方法におい
て、処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物間の空
間における水素/酸素モル比を10〜250の範囲とす
ることを特徴とする。また、請求項6記載の表面処理方
法は、請求項3乃至5のいずれかに記載の表面処理方法
において、前記蒸着材料が水素含有量が0.5ppm〜
11ppmのアルミニウムワイヤーであることを特徴と
する。また、請求項7記載の表面処理方法は、請求項1
記載の表面処理方法において、蒸着制御ガスを処理室外
部から導入することによって供給することを特徴とす
る。また、請求項8記載の表面処理方法は、請求項7記
載の表面処理方法において、前記蒸着制御ガスが水素で
あることを特徴とする。また、請求項9記載の表面処理
方法は、請求項8記載の表面処理方法において、蒸着材
料の蒸発を10−3Pa以上の酸素分圧下で行うことを
特徴とする。また、請求項10記載の表面処理方法は、
請求項9記載の表面処理方法において、処理室内の少な
くとも溶融蒸発部と被処理物間の空間における水素/酸
素モル比を10〜250の範囲とすることを特徴とす
る。また、請求項11記載の表面処理方法は、請求項8
記載の表面処理方法において、前記蒸着材料が水素含有
量が0.5ppm以下のアルミニウムであることを特徴
とする。また、本発明の表面処理装置は、請求項12記
載の通り、真空排気系に連なる処理室内に、蒸着材料の
溶融蒸発部と、この蒸着材料が蒸着される被処理物の保
持部を備えた表面処理装置であって、蒸着制御ガスを含
有するワイヤー状蒸着材料を前記溶融蒸発部に供給する
ための蒸着材料供給手段を備えることを特徴とする。ま
た、請求項13記載の表面処理装置は、請求項12記載
の表面処理装置において、前記蒸着材料供給手段は、前
記ワイヤー状蒸着材料の繰り出しリールからなることを
特徴とする。また、請求項14記載の表面処理装置は、
請求項12または13記載の表面処理装置において、前
記蒸着制御ガスが水素であることを特徴とする。また、
請求項15記載の表面処理装置は、請求項13または1
4記載の表面処理装置において、前記繰り出しリールの
繰り出し速度で、処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被
処理物間の空間における蒸着制御ガス/酸素モル比を調
整自在としたことを特徴とする。また、本発明の蒸着材
料は、請求項16記載の通り、水素含有量が0.5pp
m〜11ppmでワイヤー状であることを特徴とする。
また、本発明の被処理物は、請求項17記載の通り、請
求項1乃至11のいずれかに記載の表面処理方法によっ
て、アルミニウム、チタニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマ
スから選ばれる少なくとも一成分の蒸着被膜が形成され
ていることを特徴とする。また、請求項18記載の被処
理物は、請求項17記載の被処理物において、前記蒸着
被膜が水素を含有することを特徴とする。また、請求項
19記載の被処理物は、請求項18記載の被処理物にお
いて、前記蒸着被膜中の水素含有量が1ppm〜20p
pmであることを特徴とする。また、請求項20記載の
被処理物は、請求項17乃至19のいずれかに記載の被
処理物において、前記被処理物が希土類系永久磁石であ
ることを特徴とする。
面処理の対象となる被処理物は、特に限定されるもので
はなく、蒸着処理によって蒸着被膜の形成が可能なもの
であればどのようなものでも構わない。しかしながら、
本発明の表面処理方法によれば、蒸着処理を行う前工程
である真空排気に長時間を要することがないため、連続
的に大量処理することが要求される製品、例えば、電子
部品材料などに用いられる希土類系永久磁石の表面処理
に特に好適である。
着法のように蒸着材料を単に加熱によって蒸発させて被
膜を形成する方法にも適用することができるし、例え
ば、イオンプレーティング法のように蒸発したものをイ
オン化させて被膜を形成する方法にも適用することがで
きる。
易酸化性蒸着材料は、特に限定されるものではなく、蒸
着被膜の材料となるものであればどのようなものでも構
わない。しかしながら、本発明の表面処理方法は、微量
の酸素の存在でも直ちに酸化してしまうアルミニウムな
どを使用した蒸着処理に好適である。アルミニウム以外
の材料としては、チタニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス
などが挙げられる。
なくとも溶融蒸発部と被処理物の近傍に存在する酸素に
よる悪影響をいかに抑制して、溶融蒸発部から蒸発した
易酸化性蒸着材料を被処理物に到達させ、また、溶融蒸
発部内の蒸着材料溶湯の表面に酸化物被膜を形成させず
に、優れた膜質の蒸着被膜を被処理物表面に形成するか
ということにある。従って、酸素の存在による悪影響を
抑制するためには、蒸着制御ガスの供給は、処理室内の
溶融蒸発部と被処理物の近傍、即ち、溶融蒸発部と被処
理物間の空間に行われればよい。しかしながら、蒸着制
御ガスの供給は、上記領域のみに行わなければならない
ということではなく、室内全体に供給してもよいことは
いうまでもない。
スを供給することで、当該ガスを供給しない場合と比較
して蒸着結果を改善する作用を有するガスを意味し、具
体的には、酸素との反応性を有する還元性ガスを意味す
る。還元性ガスには、一酸化炭素や水素などが挙げられ
るが、取り扱いの容易性などの観点からは水素を使用す
ることが望ましい。
物の近傍に蒸着制御ガスを供給する方法としては、蒸着
制御ガス、例えば、水素を含有するワイヤー状蒸着材料
を溶融蒸発部に供給しながら蒸発させることによって、
前記蒸着材料から蒸着制御ガスを供給する方法が挙げら
れる。この方法によれば、所望する領域に効率よく蒸着
制御ガスを供給することができる。
の表面処理装置について、図面に基づき説明する。な
お、以下の説明は、易酸化性蒸着材料として水素を含有
するアルミニウムワイヤーを使用し、被処理物として希
土類系永久磁石の表面処理を行う場合についてのもので
ある。図1および図2は、好適な表面処理装置の一実施
の形態を示すものである。図略の真空排気系に連なる処
理室(真空槽)1内の下部には、蒸着材料であるアルミ
ニウム10を蒸発させる溶融蒸発部であるハース(蒸着
材料を溶解するための容器)2が、支持テーブル3上に
立設されたハース支持台4上に複数個配設されている。
また、処理室1内の上方には網状部材で形成された籠状
の被処理物保持部5が回転軸6を中心に回転自在に2個
並設されている。そして、この装置によれば、前記被処
理物保持部5内に被処理物として希土類系永久磁石30
が収容され、この被処理物保持部5、5を回転させなが
ら、図略の加熱手段によって所定温度に加熱された前記
ハース2からアルミニウム10を蒸発させ、被処理物保
持部5、5内の希土類系永久磁石30の表面にアルミニ
ウム蒸着被膜を形成するようにしている。
その構成を異にするものではないが、本発明の装置で
は、更に、支持テーブル3の下方内部に、蒸着材料であ
る水素を所定量含有するアルミニウムワイヤー11が繰
り出しリール20に回巻保持されている。前記繰り出し
リール20への前記アルミニウムワイヤー11の回巻方
向を水平方向としているのは、ワイヤーの送り方向、即
ち、鉛直方向と直交させることによって、送り出される
ワイヤーがねじれたりぶれたりすることを防止するため
である。前記アルミニウムワイヤー11の先端は、ハー
ス2の内面に向かって臨ませた耐熱性の保護チューブ2
1によってハース2の上方に案内されている。該保護チ
ューブ21の一部には切り欠き窓22が設けられてお
り、この切り欠き窓22に対応して設けられた一対の繰
り出しギヤー23、23によって、前記アルミニウムワ
イヤー11をハース2内に所定の繰り出し速度で送り出
し自在としている。
して、前記繰り出しリール20から前記アルミニウムワ
イヤー11をハース2に向かって連続的に送り出すこと
によって、ハース2内に送り込まれたアルミニウムワイ
ヤー11がハース2内で溶融した際に、アルミニウムワ
イヤー11から所定量の水素が放出され、処理室1内に
おける少なくとも溶融蒸発部であるハース2と被処理物
である希土類系永久磁石30の近傍、即ち、ハースと希
土類系永久磁石間の空間において水素雰囲気を生成させ
た状態で前記蒸着材料であるアルミニウムを蒸発させる
ことが可能となるものである。
る水素量および/またはアルミニウムワイヤーの繰り出
し速度を調整することで、酸素の存在による悪影響を抑
制するための必要量の水素を供給することができ、前記
処理室1内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物間の空間
における水素/酸素モル比を所望の値に調節することが
可能となる。
存在量が多すぎて蒸着処理が困難であるような10−3
Pa以上の酸素分圧下であっても、上記モル比が望まし
くは10〜250の範囲となるように、より望ましくは
20〜150の範囲となるように水素を供給した状態で
アルミニウムの蒸発を行えば、安定した蒸着が可能とな
り、優れた膜質のアルミニウム被膜を被処理物表面に形
成することができる。なお、前記モル比が10未満であ
ると、水素の存在量が少なすぎて溶融蒸発部内の蒸着材
料溶湯の表面に酸化物被膜が形成されて蒸着ができなく
なるおそれがあり、また、250を超えると、溶融蒸発
部内の蒸着材料溶湯の表面において、アルミニウムワイ
ヤーに含まれていた水素がボイリングして溶融した蒸着
材料が飛び散る現象(スプラッシュ)が生じたり、処理
室内の全圧の上昇に起因して真空度が低下し、蒸着材料
が蒸発しにくくなったり、被処理物が希土類系永久磁石
の場合は、磁石が水素吸蔵を起こして磁気特性が劣化す
るおそれがある。
なくとも溶融蒸発部と被処理物間の空間を上記の望まし
い水素/酸素モル比とするには、ワイヤー径が1mm〜
2mmで水素含有量が0.5ppm〜11ppmのアル
ミニウムワイヤーを使用し、1g/min〜10g/m
inの繰り出し速度で溶融蒸発部内にこのアルミニウム
ワイヤーを送り込むことが望ましい。
によって、蒸着被膜中の水素含有量が1ppm〜20p
pm、とりわけ、2ppm〜15ppmの優れた膜質の
被膜を被処理物表面に形成することができる。
物の近傍に蒸着制御ガスを供給する方法としては、上記
のように、蒸着制御ガスを含有するワイヤー状蒸着材料
を溶融蒸発部に供給しながら蒸発させることによって、
前記蒸着材料から蒸着制御ガスを発生させて供給する方
法の他、蒸着制御ガスを処理室外部から導入することに
よって供給する方法がある。両者は各々単独で採用して
もよいし、組み合わせて採用してもよい。
って供給する方法を採用する場合、処理室内の少なくと
も溶融蒸発部と被処理物間の空間にのみ蒸着制御ガスが
供給されるようにしてもよいし、室内全体に蒸着制御ガ
スが供給されるようにしてもよい。この方法を単独で採
用した場合でも、例えば、従来の方法では処理室内の酸
素の存在量が多すぎて蒸着処理が困難であるような10
−3Pa以上の酸素分圧下であっても、処理室内の少な
くとも溶融蒸発部と被処理物間の空間における水素/酸
素モル比が望ましくは10〜250の範囲となるよう
に、より望ましくは20〜150の範囲となるように水
素を供給した状態でアルミニウムの蒸発を行えば、安定
した蒸着が可能となり、優れた膜質のアルミニウム被膜
を被処理物表面に形成することができる。
って供給する方法を単独で採用する場合、処理室内への
蒸着制御ガスの導入量でその供給量を簡易に制御するこ
とができる点において都合がよい。従って、この場合に
おいては、蒸着材料に含まれる蒸着制御ガス量は極力少
ないことが望ましい。また、含まれる蒸着制御ガス量が
極力少ない蒸着材料を使用すれば、予め、溶融蒸発部内
に供給された蒸着材料を加熱して蒸発させる場合であっ
ても、スプラッシュが生じるおそれも少なく、種々の加
熱方式の蒸着処理方法を採用することができる点におい
て都合がよい。好適な蒸着材料としては、水素含有量が
0.5ppm以下の蒸着材料が挙げられる。
処理室内の酸素の存在量が多すぎて蒸着処理が困難であ
るような条件下での蒸着処理に特に効果を発揮するが、
本発明の有用性は、酸素の存在量が少ない高い真空度の
下での蒸着処理においても効果を発揮する。即ち、例え
ば、電子ビーム加熱法による蒸着(EB蒸着)処理は、
通常、10−3Pa未満の高い真空度の下で行われる
が、このような条件下であっても、蒸着時間が長時間に
及んだ場合には、溶融蒸発部内の蒸着材料溶湯の表面で
の酸化は進行するので、安定な蒸着が困難となる。本発
明の表面処理方法によれば、このような問題を、酸素の
存在量を勘案した上で、所望量の蒸着制御ガスを供給す
ることによって解決することができる点において効果を
発揮する。なお、EB蒸着を行う場合は、蒸着材料に蒸
着制御ガスが含まれていると、スプラッシュが生じるお
それがあるので、安定した蒸着のためには、蒸着材料に
含まれる蒸着制御ガス量は極力少ないことが望ましく、
蒸着制御ガスは処理室外部から供給することが望まし
い。
どの希土類系永久磁石を選択し、この表面にアルミニウ
ムなどの蒸着被膜を形成すれば、希土類系永久磁石を優
れた膜質の被膜で密着被覆することができる。従って、
耐食性に優れた希土類永久磁石を簡易かつ確実に製造す
ることができる。また、本方法によって得られる、例え
ば、アルミニウム被膜を有する希土類永久磁石には、更
なる耐食性の向上のため、クロム酸処理やショットピー
ニング等の公知の処理を施すことができる。
結、熱処理、表面加工を行い、17Nd−1Pr−75
Fe−7B組成の23mm×10mm×6mm寸法の磁
石体試験片を得た。図1および図2に示した表面処理装
置(内容積2.2m3)の処理室(真空槽)内に前記磁
石体試験片を挿入した後、真空槽内の全圧が1.0×1
0−1Paになるまで真空排気を行った。この時の四重
極質量分析計(QIG−066:アネルバ社製)で測定
した真空槽の酸素分圧と、真空槽内の溶融蒸発部と被処
理物間の空間体積を0.1m3、蒸着時の溶融蒸発部と
被処理物間の空間の平均温度を200℃として算出し
た、この空間に存在する酸素分子数を表1に示す。な
お、酸素分圧は、真空槽外壁と接続した差動排気システ
ムによって全圧を1.0×10−4Paに減圧した場所
に四重極質量分析計を設置し、後述する、磁石体試験片
表面の清浄化を目的とする表面スパッタ時の四重極質量
分析計での全圧測定値を1.0Paにするように換算し
て求めた。その後、真空槽内にArガスを全圧が1.0
Paになるように導入し、表面スパッタによって磁石体
試験片表面を清浄化した後、電圧1.5kVを印加し、
アルミニウムワイヤーを加熱して溶融し、蒸発させ、イ
オン化させてイオンプレーティングを行い、磁石体試験
片に20分で20μmのアルミニウム被膜を形成する試
験を行った。なお、アルミニウムワイヤーは、表1中に
実施例1〜6と比較例1、2として記載の通り、水素含
有量の異なるものを使用し、蒸着の可否の検討を行った
(いずれのワイヤーもワイヤー径は1.6mm)。アル
ミニウムワイヤーは、繰り出し速度を3g/minと
し、真空槽内の通電加熱した6個のハースのそれぞれに
連続的に送り込まれるようにした。本実施例1〜6と比
較例1、2について、アルミニウムワイヤー中の水素含
有量から算出した1分間あたりの発生水素量、上記の酸
素分子数とこの1分間あたりの発生水素量から算出し
た、溶融蒸発部と被処理物間の空間における1分間あた
りに発生する水素/酸素モル比の値を表1に示す。ま
た、上記の酸素分圧と同じ方法で換算して求めた蒸着時
の水素分圧を表1に示す。試験の結果と、実施例1〜6
で得られたAl被膜中の水素量をグロー放電発光分析
(GDS)(GDLS−5017:島津製作所社製)で
測定した測定値を表1に示す。
は磁石体試験片に対してアルミニウムを問題なく蒸着さ
せることができた。特に、実施例2〜4では良好な蒸着
ができた。これに対し、比較例1では残留酸素に対する
発生水素量が十分でなかったため、アルミニウム溶湯表
面に酸化被膜が形成されてしまい、蒸着ができなかっ
た。また、比較例2では、発生水素量が多すぎたため、
アルミニウム溶湯のボイリングが生じ、安定な蒸着がで
きず、しかも、磁石体試験片の水素吸蔵による磁気特性
の劣化が見られた。
ルミニウム被膜を有する磁石体試験片について、温度8
0℃×相対湿度90%の高温高湿下での500時間の耐
食性試験を行ったところ、試験前の(BH)maxが2
43kJ/m3、試験後の(BH)maxが233kJ
/m3であり、磁気特性の劣化率は5%以下で、磁石体
試験片からの発錆などは観察されず、優れた耐食性を有
していることがわかった。
て、1時間で3μmのアルミニウム被膜を形成する試験
を行った。図3に示した、ハースが1個配設された表面
処理装置(内容積0.6m3)の処理室(真空槽)内に
前記磁石体試験片を挿入した後、真空槽内の全圧が3.
0×10−5Paになるまで真空排気を行った。この時
の真空槽外壁に直接設置した四重極質量分析計(同上)
で測定した真空槽内の酸素分圧を表2に示す。その後、
真空槽内にArガスを全圧が5.0×10−4Paにな
るように導入し、表面スパッタによって磁石体試験片表
面を清浄化した後、全圧が3.0×10−4Paになる
ようにArガスの導入量を調整した。また、この際にA
rガスと同時に水素ガスを表2の実施例7〜9と比較例
3、4に示す分圧になるように導入した。その後、電圧
1kVを印加し、電子ビーム加熱法によって水素含有量
が0.5ppmのアルミニウムインゴットに電子ビーム
を照射、加熱してこれを溶融し、蒸発させ、イオン化さ
せてイオンプレーティングを行った。また、比較例5と
して、水素含有量が1.2ppmのアルミニウムインゴ
ットを使用し、実施例8と同一条件による試験を行っ
た。結果を表2に示す。
は3.0×10−6Pa以上の水素ガスを供給すること
によって、長時間の蒸着においても安定した蒸着ができ
たのに対し、比較例3、4では長時間の蒸着によって溶
湯表面にアルミニウムの酸化被膜が形成されてしまい、
安定した蒸着ができなかった。また、比較例5では、ア
ルミニウムインゴットに含まれる水素量が多すぎたた
め、アルミニウム溶湯のボイリングが生じ、安定な蒸着
ができなかった。
理室内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物の近傍に水素
などの蒸着制御ガスを供給した状態で易酸化性蒸着材料
を蒸発させることによって、高い真空度を得るために長
時間をかけたり、特別の装置を使用したりしなくても、
安定に蒸着材料からなる蒸着被膜を所望の被処理物表面
に形成することができる。そして、本発明の表面処理方
法を採用すれば、極めて酸化しやすい希土類系永久磁石
に対し、それが有する高い磁気特性を損なうことなく耐
食性を付与することができる。
処理装置の一実施の形態の模式的正面図
的正面図
19)
のであり、本発明の表面処理方法は、請求項1記載の通
り、易酸化性蒸着材料からなる蒸着被膜を被処理物の表
面に形成する表面処理方法であって、処理室内の少なく
とも溶融蒸発部と被処理物の近傍に蒸着制御ガスを供給
した状態で前記蒸着材料を蒸発させることを特徴とす
る。また、請求項2記載の表面処理方法は、請求項1記
載の表面処理方法において、蒸着制御ガスを含有するワ
イヤー状蒸着材料を溶融蒸発部に供給しながら蒸発させ
ることによって、前記蒸着材料から蒸着制御ガスを供給
することを特徴とする。また、請求項3記載の表面処理
方法は、請求項2記載の表面処理方法において、前記蒸
着制御ガスが水素であることを特徴とする。また、請求
項4記載の表面処理方法は、請求項3記載の表面処理方
法において、蒸着材料の蒸発を10−3Pa以上の酸素
分圧下で行うことを特徴とする。また、請求項5記載の
表面処理方法は、請求項4記載の表面処理方法におい
て、処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物間の空
間における水素/酸素モル比を10〜250の範囲とす
ることを特徴とする。また、請求項6記載の表面処理方
法は、請求項3乃至5のいずれかに記載の表面処理方法
において、前記蒸着材料が水素含有量が0.5ppm〜
11ppmのアルミニウムワイヤーであることを特徴と
する。また、請求項7記載の表面処理方法は、請求項1
記載の表面処理方法において、蒸着制御ガスを処理室外
部から導入することによって供給することを特徴とす
る。また、請求項8記載の表面処理方法は、請求項7記
載の表面処理方法において、前記蒸着制御ガスが水素で
あることを特徴とする。また、請求項9記載の表面処理
方法は、請求項8記載の表面処理方法において、蒸着材
料の蒸発を10−3Pa以上の酸素分圧下で行うことを
特徴とする。また、請求項10記載の表面処理方法は、
請求項9記載の表面処理方法において、処理室内の少な
くとも溶融蒸発部と被処理物間の空間における水素/酸
素モル比を10〜250の範囲とすることを特徴とす
る。また、請求項11記載の表面処理方法は、請求項8
記載の表面処理方法において、前記蒸着材料が水素含有
量が0.5ppm以下のアルミニウムであることを特徴
とする。また、本発明の表面処理装置は、請求項12記
載の通り、真空排気系に連なる処理室内に、蒸着材料の
溶融蒸発部と、この蒸着材料が蒸着される被処理物の保
持部を備えた表面処理装置であって、蒸着制御ガスを含
有するワイヤー状蒸着材料を前記溶融蒸発部に供給する
ための蒸着材料供給手段を備えることを特徴とする。ま
た、請求項13記載の表面処理装置は、請求項12記載
の表面処理装置において、前記蒸着材料供給手段は、前
記ワイヤー状蒸着材料の繰り出しリールからなることを
特徴とする。また、請求項14記載の表面処理装置は、
請求項12または13記載の表面処理装置において、前
記蒸着制御ガスが水素であることを特徴とする。また、
請求項15記載の表面処理装置は、請求項13または1
4記載の表面処理装置において、前記繰り出しリールの
繰り出し速度で、処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被
処理物間の空間における蒸着制御ガス/酸素モル比を調
整自在としたことを特徴とする。また、本発明の蒸着材
料は、請求項16記載の通り、水素含有量が0.5pp
m〜11ppmでワイヤー状であることを特徴とする。
また、本発明の被処理物は、請求項17記載の通り、請
求項1乃至11のいずれかに記載の表面処理方法によっ
て、アルミニウム、チタニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマ
スから選ばれる少なくとも一成分の蒸着被膜が形成され
ていることを特徴とする。また、請求項18記載の被処
理物は、請求項17記載の被処理物において、前記蒸着
被膜が水素を含有することを特徴とする。また、請求項
19記載の被処理物は、請求項18記載の被処理物にお
いて、前記蒸着被膜中の水素含有量が1ppm〜20p
pmであることを特徴とする。また、請求項20記載の
被処理物は、請求項17乃至19のいずれかに記載の被
処理物において、前記被処理物が希土類系永久磁石であ
ることを特徴とする。
は磁石体試験片に対してアルミニウムを問題なく蒸着さ
せることができた。特に、実施例2〜5では良好な蒸着
ができた。これに対し、比較例1では残留酸素に対する
発生水素量が十分でなかったため、アルミニウム溶湯表
面に酸化被膜が形成されてしまい、蒸着ができなかっ
た。また、比較例2では、発生水素量が多すぎたため、
アルミニウム溶湯のボイリングが生じ、安定な蒸着がで
きず、しかも、磁石体試験片の水素吸蔵による磁気特性
の劣化が見られた。
Claims (20)
- 【請求項1】 易酸化性蒸着材料からなる蒸着被膜を被
処理物の表面に形成する表面処理方法であって、処理室
内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物の近傍に蒸着制御
ガスを供給した状態で前記蒸着材料を蒸発させることを
特徴とする表面処理方法。 - 【請求項2】 蒸着制御ガスを含有するワイヤー状蒸着
材料を溶融蒸発部に供給しながら蒸発させることによっ
て、前記蒸着材料から蒸着制御ガスを供給することを特
徴とする請求項1記載の表面処理方法。 - 【請求項3】 前記蒸着制御ガスが水素であることを特
徴とする請求項2記載の表面処理方法。 - 【請求項4】 蒸着材料の蒸発を10−3Pa以上の酸
素分圧下で行うことを特徴とする請求項3記載の表面処
理方法。 - 【請求項5】 処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被処
理物間の空間における水素/酸素モル比を10〜250
の範囲とすることを特徴とする請求項4記載の表面処理
方法。 - 【請求項6】 前記蒸着材料が水素含有量が0.5pp
m〜11ppmのアルミニウムワイヤーであることを特
徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の表面処理方
法。 - 【請求項7】 蒸着制御ガスを処理室外部から導入する
ことによって供給することを特徴とする請求項1記載の
表面処理方法。 - 【請求項8】 前記蒸着制御ガスが水素であることを特
徴とする請求項7記載の表面処理方法。 - 【請求項9】 蒸着材料の蒸発を10−3Pa以上の酸
素分圧下で行うことを特徴とする請求項8記載の表面処
理方法。 - 【請求項10】 処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被
処理物間の空間における水素/酸素モル比を10〜25
0の範囲とすることを特徴とする請求項9記載の表面処
理方法。 - 【請求項11】 前記蒸着材料が水素含有量が0.5p
pm以下のアルミニウムであることを特徴とする請求項
8記載の表面処理方法。 - 【請求項12】 真空排気系に連なる処理室内に、蒸着
材料の溶融蒸発部と、この蒸着材料が蒸着される被処理
物の保持部を備えた表面処理装置であって、蒸着制御ガ
スを含有するワイヤー状蒸着材料を前記溶融蒸発部に供
給するための蒸着材料供給手段を備えることを特徴とす
る表面処理装置。 - 【請求項13】 前記蒸着材料供給手段は、前記ワイヤ
ー状蒸着材料の繰り出しリールからなることを特徴とす
る請求項12記載の表面処理装置。 - 【請求項14】 前記蒸着制御ガスが水素であることを
特徴とする請求項12または13記載の表面処理装置。 - 【請求項15】 前記繰り出しリールの繰り出し速度
で、処理室内の少なくとも溶融蒸発部と被処理物間の空
間における蒸着制御ガス/酸素モル比を調整自在とした
ことを特徴とする請求項13または14記載の表面処理
装置。 - 【請求項16】 水素含有量が0.5ppm〜11pp
mでワイヤー状であることを特徴とする蒸着材料。 - 【請求項17】 請求項1乃至11のいずれかに記載の
表面処理方法によって、アルミニウム、チタニウム、亜
鉛、錫、鉛、ビスマスから選ばれる少なくとも一成分の
蒸着被膜が形成されていることを特徴とする被処理物。 - 【請求項18】 前記蒸着被膜が水素を含有することを
特徴とする請求項17記載の被処理物。 - 【請求項19】 前記蒸着被膜中の水素含有量が1pp
m〜20ppmであることを特徴とする請求項18記載
の被処理物。 - 【請求項20】 前記被処理物が希土類系永久磁石であ
ることを特徴とする請求項17乃至19のいずれかに記
載の被処理物。
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