专利名称：钕铁硼永磁表面聚对二甲苯耐蚀涂层制备预清洗工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁材料表面涂层工艺，尤指一种钕铁硼(NdFeB)永磁表面聚对二甲苯耐蚀涂层制备预清洗工艺。
已知NdFeB作为一种永磁材料由于其优异的性能和较高的性价比被广泛应用在电子元件、微型电机、家电、数字器件上，我国是一个稀土资源丰富的国家，劳动力成本相对较低，所以稀土永磁生产的重心近年来逐渐向我国转移。因钕(Nd)极易被氧化，导致NdFeB材料在使用过程中会逐步腐蚀起锈，对磁性能造成很大的损伤，所以制成的NdFeB作为磁性元件在实际使用前必须加以表面涂层保护。目前较常用的涂层保护方法主要有喷涂、电镀、电泳、化学镀等各种方法，这些方法的主要缺点在于(一)喷涂方法由于必须作两次喷涂(正反面)，产生磁体的端面与侧面间的厚度不均匀，同时存在固化热应力问题，且这种方法对小型零件不适用；(二)电镀和化学镀由于NdFeB为多孔结构，在镀层过程中会有镀液或化学物质残留在磁体内部，造成长期的内部晶间腐蚀现象，且在内壁表面用电镀法难以得到质量较好的涂层；(三)电泳方法有厚度不均匀问题，并且不可避免的存在有挂点现象，破坏了涂层的完整性。
综上所述，已知的NdFeB保护方法由于工艺及材料本身的原因，难以提供长期和有效的防护，从而降低了磁性材料在使用过程中的可靠性。
聚对二甲苯(Poly-para-xylylene，通称Parylene)是目前具有实用价值的高分子材料中，唯一可通过气相沉积(CVD)工艺制备的一种高性能材料。实际使用中主要包括三种结构(N型、C型、D型)。最基本的结构称作Parylene N,即聚对二甲苯，其结构式如下 Parylene C为一氯代聚对二甲苯，由相同的单体构成，只是将其中一个芳香烃氢原子用一个氯原子所取代，结构式如下 Parylene N是一种完全线性的高度结晶结构材料，它是一种很好的介电材料，具有非常低的介质损耗、高绝缘强度以及不随频率变化的介电常数，它是所有Parylene中穿透能力最高的一种。Parylene C将良好的电性能、物理性能结合在一起，并且对于水分和其它腐蚀性气体具有极低的渗透性，并可以提供真正的无针孔的覆形保护。因此Parylene C是涂敷的首选材料，如应用在涂敷于印刷电路板上，使电路板不受潮湿和腐蚀性环境的侵袭，涂敷于医疗器件上使器件具有生物稳定，同时不改变或很小改变相应特性，并且使器件与身体间形成电气和化学的隔离。事实上已经发现Parylene作为涂敷层可以广泛应用于工业、航空、化学、汽车、消费、医药和国防领域中。
目前钕铁硼(NdFeB)最佳的涂层为Parylene涂层，国外所采用的工艺为等离子体处理，如美国专利US 5/54.978所揭示的方法，这种方法在我国普及的主要障碍是设备过于复杂和昂贵。
本发明的目的是提供一种钕铁硼永磁表面聚对二甲苯耐蚀涂层制备预清洗工艺，经过该预清洗工艺后，可以大幅度得提高NdFeB表面与聚对二甲苯涂层的结合力，配合后续的Parylene气相沉积步骤，使聚对二甲苯涂敷质量的提高无需使用价格昂贵的设备，并且涂敷效果好，成本低，经济实用，适合我国国情。
本发明的目的是这样实现的一种钕铁硼永磁表面聚对二甲苯耐蚀涂层制备预清洗工艺，它包括如下步骤(一)将NdFeB磁体置于含有1-3％NaOH、3～6％NaCO3、5～9％Na3PO4水溶液中超声波清洗数分钟；
(二)在去离子水中超声波清洗；(三)在含有2～8％HNO3、0.2-0.8％缓蚀剂、0.001-0.006％十二烷基磺酸钠水溶液中清洗除锈；(四)接着NdFeB置于浓度为0.3-0.8g/L的表面活性剂水溶液中，超声波数分钟；(五)再在去离子水中超声波清洗；(六)最后在有机溶剂中漂洗，完成预清洗作业。
步骤(一)、步骤(二)、步骤(四)、步骤(五)中的超声波时间为10秒至5分钟。
所述表面活性剂是选自硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠。
所述有机溶剂是异丙醇或丙酮。
所述缓蚀剂是选自四甲基吡啶碱、硝基苯胺、1-苯基取代-3-甲脒-硫代氨基甲酰胺。
步骤(三)中也使用超声波振荡清洗除锈1-5分钟。
步骤(二)、步骤(五)是为二道去离子水超声波清洗。
在本发明的上述技术方案中，步骤(一)主要是为了使NdFeB上的油被皂化溶于水，其中NaCO3、是起缓冲剂作用，Na3PO4起助洗剂作用，在这样的即可使油脂皂化溶解于水，碱性又不是很强并有助洗剂加强去油效果的溶液中，以超声波振荡数分钟，可除去NdFeB表面的油污，接着进行步骤(二)以清水超声洗二道，彻底清除附着在NdFeB表面的碱性吸附膜，步骤(三)主要是以HNO3溶解除锈[(Fe(OH)3)、Fe2O3、Nd2O3]，并辅以缓蚀剂以控制酸对磁体本身的腐蚀速率，并达到对氧化锈进行选择性腐蚀的效果和十二烷基磺酸钠来改善清洗剂对磁体表面的浸润效果，步骤(四)是以表面活性剂水溶液超声清洗，去除污物杂质，选用本发明0.3-0.8g/L的表面活性剂水溶液既可达到清洗效果又不会出现表面活性剂沉淀不溶解现象，接着步骤(五)超声波去离子水清洗除去包裹有污物杂质的表面活性剂，最后进行步骤(六)以异丙醇或丙酮或类似的有机溶剂进一步漂洗除去表面活性剂。
本发明利用一套化学处理工艺作为NdFeB涂覆Parylene膜的前处理步骤，它主要包括去油、除锈、去污物杂质等操作，使用的设备主要是超声波清洗设备及溶液槽，很容易实现，设备成本低，适合在我国普及应用。利用本发明的化学工艺对NdFeB进行前处理后，可直接进行Parylene气相沉积步骤，NdFeB表面对Parylene涂层的附着力极强，表一为按国标检测的结果，从表一可以明确地对这种效果加以证实。
表一
注结合力实验用胶带为3M公司的8626测试胶带湿热实验是在温度90℃、湿度90％、100小时的条件下测试的结果。
下面以实施例进一步详细说明本发明的方法。
<实施例一>
以作为移动电话部件应用的直径为6mm的NdFeB磁片为例，在涂覆Parylene膜前首先进行如下步骤作为前处理(一)将NdFeB磁片置于含有1％NaOH、3％NaCO3、9％Na3PO4水溶液中以超声波清洗4分钟；(二)在超声波振荡下以去离子水清洗二道，超声波振荡时间为各两分钟；(三)在含有6％HNO3、0.2％1-苯基取代-3-甲脒-硫代氨基甲酰胺、0.001％十二烷基磺酸钠水溶液中超声清洗除锈3分钟；(四)接着将NdFeB置于浓度为0.7g/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液中并通入超声波0.5分钟；(五)再以去离子水超声清洗两道，超声波振荡时间各分两分钟；(六)最后在异丙醇中漂洗，完成预清洗作业。
经过本处理后，材料表面为均匀的银白色表面，涂覆Parylene涂层后，所得到的带有Parylene涂层保护的NdFeB材料，具有良好的耐蚀能力，从表二可以明确地对这种效果加以证实。
表二
注结合力实验用胶带为3M公司的8626测试胶带湿热实验是在温度90℃、湿度90％、100小时的条件下测试的结果。<实施例二>
以作为微电机应用的直径为20mm的NdFeB磁片为例，在涂覆Parylene膜前首先进行如下步骤作为前处理(一)将NdFeB磁片置于含有3％NaOH、6％NaCO3、5％Na3PO4水溶液中以超声波清洗2分钟；(二)在超声波振荡下以去离子水清洗二道，超声时间各为3分钟；(三)在含有3％HNO3、0.2％四甲基吡啶碱、0.003％十二烷基磺酸钠水溶液中超声清洗除锈2分钟；(四)接着将NdFeB置于浓度为0.7g/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液中并通入超声波2分钟；(五)再以去离子水超声清洗两道，超声时间各为4分钟；(六)最后在丙酮中漂洗，完成预清洗作业。
经过本处理后，材料表面为均匀的淡棕绿色表面，涂覆Parylene涂层后，所得到的带Parylene涂层保护的NdFeB材料，具有良好的耐蚀能力，从表三可以明确地对这种效果加以证实。
表三
注结合力实验用胶带为3M公司的8626测试胶带湿热实验是在温度90℃、湿度90％、100小时的条件下测试的结果。<实施例三>
以作为数字设备应用的直径为4mm的NdFeB磁片为例，在涂覆Parylene膜前首先进行如下步骤作为前处理(一)将NdFeB磁片置于含有1％NaOH、4％NaCO3、7％Na3PO4水溶液中以超声波清洗2分钟；(二)在超声波振荡下以去离子水清洗二道，时间各3分钟；(三)在含有5％HNO3、0.8％硝基苯胺、0.006％十二烷基磺酸钠水溶液中清洗除锈10分钟；(四)接着将NdFeB置于浓度为0.7g/L的十二烷基苯磺酸钠水溶液中并通入超声波2分钟；(五)再以去离子水超声清洗两道，时间各2分钟；(六)最后在丙酮中漂洗，完成预清洗作业。
经过本处理后，材料表面为均匀的淡棕色表面，涂覆Parylene涂层后，所得到的带Parylene涂层保护的NdFeB材料，具有良好的耐蚀能力，从表四可以明确地对这种效果加以证实。
表四
注结合力实验用胶带为3M公司的8626测试胶带湿热实验是在温度90℃、湿度90％、100小时的条件下测试的结果。
权利要求
1.一种钕铁硼永磁表面聚对二甲苯耐蚀涂层制备预清洗工艺，其特征在于它包括如下步骤(一)将NdFeB磁体置于含有1-3％NaOH、3～6％NaCO3、5～9％Na3PO4水溶液中超声波清洗数分钟；(二)在去离子水中超声波清洗；(三)在含有2～8％HNO3、0.2-0.8％缓蚀剂、0.001％-0.006％十二烷基磺酸钠水溶液中清洗除锈；(四)接着NdFeB置于浓度为0.1-0.8g/L的表面活性剂水溶液中，超声波数分钟；(五)再在去离子水中超声波清洗；(六)最后在有机溶剂中漂洗，完成预清洗作业。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(一)、步骤(二)、步骤(四)、步骤(五)中的超声波时间为10秒至5分钟。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述表面活性剂是选自硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述有机溶剂是异丙醇或丙酮。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述缓蚀剂是选自四甲基吡啶碱、硝基苯胺、1-苯基取代-3-甲脒-硫代氨基甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(三)中也使用超声波振荡清洗除锈1-5分钟。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤(二)、步骤(五)是为二道去离子水超声波清洗。
全文摘要
本发明公开一种钕铁硼永磁表面聚对二甲苯(Parylene)耐蚀涂层制备预清洗工艺,它主要包括去油、除锈、去污物杂质等操作,使用的设备主要是超声波清洗设备及溶液槽,容易实现,设备成本低,适合在我国普及应用。利用本发明的化学清洗工艺对NdFeB进行前处理后,可直接通过气相沉积(CVD)工艺进行Parylen耐蚀涂层的制备,所得到的Parylene涂层与NdFeB材料表面间的附着力极强。
文档编号B05D3/12GK1299708SQ0110089
公开日2001年6月20日 申请日期2001年1月22日 优先权日2001年1月22日
发明者徐志淮 申请人:孙泉