專利名稱：殼體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種殼體及其制備方法，尤其涉及一種具有耐腐蝕性能的殼體及其制備方法。
背景技術(shù)：
真空鍍膜技術(shù)(PVD)是一種非常環(huán)保的成膜技術(shù)。以真空鍍膜的方式所形成的膜層具有高硬度、高耐磨性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、與基體結(jié)合牢固以及亮麗的金屬外觀等優(yōu)點(diǎn)，因此真空鍍膜在鋁、鋁合金、鎂、鎂合金及不銹鋼等金屬基材表面裝飾性處理領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣。 然而，由于鋁、鋁合金或鎂合金基體的標(biāo)準(zhǔn)電極電位很低，且磁控濺射裝飾性涂層本身不可避免的會(huì)存在微小的孔隙，使得鋁、鋁合金或鎂合金基體會(huì)形成微電池腐蝕，形成很大的膜-基電位差，加快了微電池的腐蝕速率，因此，直接于鋁、鋁合金或鎂合金基體表面鍍覆膜層，則要求在外部膜層及基體之間加入過渡層，以阻擋原電池的形成，從而達(dá)到抗腐蝕的目的。稀土元素具有一系列優(yōu)良的性能，其腐蝕電位大幅提高，電流密度減小，在膜層中添加純鈰可明顯提高其抗腐蝕性能。但稀土成本高，且不易加工。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種耐腐蝕的殼體。另外，還有必要提供一種上述殼體的制備方法。一種殼體，包括一基體，依次形成于該基體表面的Al層和防腐蝕層，所述防腐蝕層為Al-Ce層或Al-Ce-O層。一種殼體的制備方法，其包括如下步驟
提供一基體；
在該基體上依次形成Al層和防腐蝕層，該防腐蝕層為Al-Ce層或Al-Ce-O層；
形成上述防腐蝕層使用一合金靶，所述合金靶中含有金屬Al和金屬Ce，其中金屬Al的原子百分含量為50 98%,金屬Ce的原子百分含量為2 50%。本發(fā)明所述殼體處于腐蝕性介質(zhì)中時(shí)，由于所述鋁層與鋁、鋁合金或鎂合金基體之間的電位差小，減緩了殼體發(fā)生微電池腐蝕的速率，從而該鋁層可以起到減緩殼體耐腐的作用。另外，在該鋁層起到一定減緩腐蝕速率的作用同時(shí)，因鋁層本身與該鋁、鋁合金或鎂合金基體金屬性質(zhì)相同或相似，其可以在鋁、鋁合金或鎂合金基體與防腐蝕層之間形成一很好的結(jié)合作用，可以使得位于基體最外層的防腐蝕層結(jié)合更加穩(wěn)定。本發(fā)明在鋁、鋁合金或鎂合金基體之上形成鋁層后，又利用Al-Ce合金靶材，通過磁控濺射在該鋁層上又形成一防腐蝕層，該防腐蝕層可為Al-Ce層或Al-Ce-O層。由于稀土合金及其氧化物熱穩(wěn)定性好，且原子直徑較大，易于在位錯(cuò)和晶界等缺陷部位占有更多的吸附點(diǎn)，屏障腐蝕產(chǎn)物的擴(kuò)散通道和阻止各種原子及離子以及水分子的滲入，因此抑制了腐蝕反應(yīng)的發(fā)生，在本發(fā)明中的稀土金屬合金為含有稀土金屬鈰的Al-Ce層或Al-Ce-O層，使得形成有該稀土合金的殼體的腐蝕電位大幅提高，電流密度減小，導(dǎo)致其陰極反應(yīng)和陽極反應(yīng)被抑制，同時(shí)該稀土合金膜層限制了鋁、鋁合金或鎂合金表面的釋出的電子和金屬離子的遷移，減低了腐蝕速率，從而增強(qiáng)了殼體的抗腐蝕性能。


圖I為本發(fā)明一較佳實(shí)施例殼體的剖視圖2為本發(fā)明一較佳實(shí)施例真空鍍膜機(jī)的示意圖。主要元件符號(hào)說明 如下具體實(shí)施方式
將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的殼體10，其包括基體11及依次形成于基體11表面上的Al層13和防腐蝕層15，該防腐蝕層15為Al-Ce層或Al-Ce-O層?；w11的材質(zhì)可為鋁、鋁合金或鎂合金。所述防腐蝕層15為Al-Ce層時(shí)，該Al-Ce層中Al與Ce的原子百分比為5(Γ98 50 2。所述防腐蝕層15為Al-Ce-O層時(shí)，該Al-Ce-O層中Al、Ce和O的原子百分比為50 98 :50 2 :50 2。本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的殼體10的制備方法，其包括如下步驟
提供一基體11。該基體為招、招合金或鎂合金?；w11放入無水乙醇中進(jìn)行超聲波清洗，以去除鋁、鋁合金或鎂合金基體11表面的污潰，清洗時(shí)間可為5 lOmin。對(duì)經(jīng)上述處理后的鋁、鋁合金或鎂合金基體11的表面進(jìn)行氬氣等離子體清洗，以改善鋁、鋁合金或鎂合金基體11表面與后續(xù)鍍層的結(jié)合力。結(jié)合參閱圖2，提供一真空鍍膜機(jī)20，該真空鍍膜機(jī)20包括一鍍膜室21及連接于鍍膜室21的一真空泵30，真空泵30用以對(duì)鍍膜室21抽真空。該鍍膜室21內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架(未圖示)和相對(duì)設(shè)置的二鋁靶22和二合金靶23。轉(zhuǎn)架帶動(dòng)鋁、鋁合金或鎂合金基體11沿圓形的軌跡25公轉(zhuǎn)，且基體11在沿軌跡25公轉(zhuǎn)時(shí)亦自轉(zhuǎn)。該等離子體清洗的具體操作及工藝參數(shù)可為基體11固定于轉(zhuǎn)架上，將該鍍膜室21抽真空至3. O 5. OX 10_8Pa，然后向鍍膜室21內(nèi)通入流量為200 400sccm (標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)毫升/分鐘)的氬氣，并施加-200 -300V的偏壓于鋁、鋁合金或鎂合金基體11，對(duì)基體11的表面進(jìn)行氬氣等離子體清洗，清洗時(shí)間為10 20min。在對(duì)鋁、鋁合金或鎂合金基體11進(jìn)行等離子清洗后，首先在該鋁、鋁合金或鎂合金基體11上形成鋁層13。制備鋁層13。形成Al層13工藝參數(shù)如下以氬氣為工作氣體，調(diào)節(jié)氬氣流量為10(T300sccm，于鋁、鋁合金或鎂合金基體11上施加_5(T-200V的偏壓，設(shè)置偏壓的占空比為30°/Γ80%，并加熱鍍膜室21至10(Tl50°C，開啟鋁靶22，設(shè)置其功率為8 13kw,沉積Al層13的時(shí)間為10 30min。首先，制備防腐蝕層15，該防腐蝕層15為Al-Ce層或Al-Ce-O層。制備一鋁鈰合金靶23，該鋁鈰合金靶23中的金屬鋁原子百分含量為50% 98%，金屬鈰原子百分含量為2 50%。該鋁鈰合金靶23的制備采用常規(guī)的粉末冶金的方法為按上述配比將金屬Al粉體、金屬Ce粉體混合均勻，熱壓制成一坯體，采用冷等靜壓進(jìn)行預(yù) 壓；成型壓力10(T300MPa，保壓時(shí)間flOmin，將上述等靜壓壓制后的壓坯放入放電等離子(SPS)燒結(jié)爐中，升溫速率在9(Tl00°C /min,當(dāng)溫度升高到30(T40(TC時(shí)進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓壓力在20 40Ma之間，當(dāng)溫度上升到50(T700°C時(shí)，將壓力加到4(T80Ma，保壓3 lOmin。降溫后取出得到Al-Ce合金靶23。制備Al-Ce層的方法為設(shè)定所述合金靶23的功率為2. 5 3. 5kw,以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為30(T400sccm，對(duì)鋁、鋁合金或鎂合金基體11施加的偏壓為_8(T-200V，加熱使所述鍍膜室21至溫度為100 300°C，鍍膜時(shí)間可為10 30min。本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該防腐蝕層15可為Al-Ce-O層。制備Al-Ce-O層的方法為采用上述Al-Ce靶23，也可通入反應(yīng)氣體氧氣，在該Al膜層13上濺射一 Al-Ce-O層，其方法為設(shè)置Al-Ce靶23的功率為8 13kw，以氧氣為反應(yīng)氣體，氧氣的流量為5(T200sccm，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為10(T300sccm，對(duì)鋁、鋁合金或鎂合金基體11施加的偏壓為-5(T-200V，加熱鍍膜室的溫度為50 150°C，鍍膜時(shí)間為30 90min?？梢岳斫?，上述靶材的制作方法還可以是熱壓、熱等靜壓及放電等離子燒結(jié)(SPS)等制備靶材的方法。下面通過實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。實(shí)施例I
本實(shí)施例所使用的真空鍍膜機(jī)20為中頻磁控濺射鍍膜機(jī)，為深圳南方創(chuàng)新真空技術(shù)有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為SM-1100H。本實(shí)施例所使用的基體11的材質(zhì)為鋁、鋁合金或鎂合金。等離子體清洗氬氣流量為300sccm，基體11的偏壓為-80V，等離子體清洗時(shí)間為15min。制備鋁層13 :氬氣流量為150sccm，鋁靶22的功率為3kw，基體11的偏壓為-80V，濺鍍溫度為100°c，鍍膜時(shí)間為lOmin。該鋁層13的厚度為O. 3 μ m。制備鋁鈰合金靶23 :將原子百分含量分別為70%的招、30%的鈰粉體混合均勻，熱壓制成一坯體，經(jīng)1200°C燒結(jié)3h。制備防腐蝕層15，該防腐蝕層15為Al-Ce層合金靶23的功率為12kw，氬氣的流量為300SCCm，偏壓為-80V，鍍膜溫度為100°C，鍍膜時(shí)間為60min ;該防腐蝕層15中鋁鈰原子百分比為72 28o
實(shí)施例2
本實(shí)施例所使用的真空鍍膜機(jī)20與實(shí)施例I中的相同。本實(shí)施例所使用的基體11的材質(zhì)為鋁鎂合金。等離子體清洗氬氣流量為300sccm，基體11的偏壓為-80V，等離子體清洗時(shí)間為15min。制備鋁層13 :氬氣流量為150sccm，鋁靶22的功率為3kw，基體11的偏壓為-80V，濺鍍溫度為100°c，鍍膜時(shí)間為30min。該鋁層13的厚度為O. 4μ m。制備合金靶23 :將原子百分含量分別為70%的鋁、30%的鈰、粉體混合均勻，熱壓制成一坯體，經(jīng)1000°C燒結(jié)4h。
制備防腐蝕層15，該防腐蝕層15為Al-Ce-O層合金祀23的功率為12kw，氧氣的流量為lOOsccm，氬氣的流量為150SCCm，偏壓為-80V，鍍膜溫度為100°C，鍍膜時(shí)間為90min ;該防腐蝕層15中鋁鋪氧原子百分比為73 :27:150。
權(quán)利要求
1.一種殼體，包括基體及依次形成于基體表面的Al層和防腐蝕層，其特征在于所述防腐蝕層為Al-Ce層或Al-Ce-O層。
2.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述Al-Ce層中Al與Ce的原子百分比為50 98 :50 2。
3.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述Al-Ce-O層中Al、Ce和O的原子百分比為50 98 :50 2 :50 2。
4.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述防腐蝕層以磁控濺射的方式形成。
5.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述防腐蝕層的厚度為500 lOOOnm。
6.如權(quán)利要求I所述的殼體，其特征在于所述基體為鋁、鋁合金或鎂合金。
7.一種殼體的制備方法，其包括如下步驟 提供基體； 在該基體上依次形成Al層和防腐蝕層，該防腐蝕層為Al-Ce層或Al-Ce-O層； 形成上述防腐蝕層使用一鋁鈰合金靶。
8.如權(quán)利要求7所述的殼體的制備方法，其特征在于所述合金靶中含有金屬Al和金屬Ce,金屬Al的原子百分含量為50 98%,金屬Ce的原子百分含量為2 50%。
9.如權(quán)利要求7所述的殼體的制備方法，其特征在于形成所述Al層的方法如下以IS氣為工作氣體，調(diào)節(jié)IS氣流量為10(T300sccm,于招、招合金或鎂合金基體上施加-5(T-200V的偏壓，設(shè)置偏壓的占空比為30% 80%，并加熱鍍膜室至10(Tl5(TC，開啟Al靶，設(shè)置其功率為8 13kw，沉積時(shí)間為l(T30min。
10.如權(quán)利要求7所述的殼體的制備方法，其特征在于形成所述Al-Ce層的方法為開啟Al-Ce合金靶，設(shè)定其功率為2. 5 3. 5kw,以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為30(T400sccm，于鋁、鋁合金或鎂合金基體施加偏壓為_8(T-200V，加熱鍍膜室溫度為100 300°C，鍍膜時(shí)間為10 30min。
11.如權(quán)利要求8所述的殼體的制備方法，其特征在于形成所述Al-Ce-O層的方法為設(shè)置Al-Ce合金靶的功率為8 13kw，以氧氣為反應(yīng)氣體，氧氣的流量為5(T200sCCm，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為10(T300SCCm，對(duì)鋁、鋁合金或鎂合金基體施加的偏壓為-5(T-200V，加熱鍍膜室的溫度為50 150°C，鍍膜時(shí)間為30 90min。
12.如權(quán)利要求8所述的殼體的制備方法，其特征在于所述鋁鈰合金靶的制備方式為采用粉末冶金法，將原子百分含量為50% 98%的金屬鋁，原子百分含量為2 50%的金屬鈰粉體混合均勻，熱壓制成一坯體，在1000 1200°C燒結(jié)3 4h。
全文摘要
本發(fā)明提供一種殼體，包括一基體，依次形成于該基體表面的Al層和防腐蝕層，該基體為鋁、鋁合金或鎂合金，所述防腐蝕層為Al-Ce層或Al-Ce-O層。本發(fā)明還提供該種殼體的制備方法。該方法為通過在鋁、鋁合金或鎂合金基體上依次形成Al層和防腐蝕層，提高殼體的耐腐蝕性能。
文檔編號(hào)H05K5/04GK102905495SQ201110215448
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者陳文榮, 陳正士, 張娟 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司