[发明专利]形成非晶态多元金属合金覆层的方法

说明书

本发明涉及非晶态多元金属合金覆层的形成方法。此方法使制造低成本的具有非晶态的金属覆层和非金属覆层的制品成为可能。本方法尤其可用于制造非晶态磁性薄膜和耐蚀覆层。

由于非晶态金属合金材料具有其独特的综合机械、化学和物理性能，近年来人们对非晶态金属合金材料越来越感兴趣。非晶态金属合金材料的性质可能是由于其不规则的原子结构所造成的，这种结构保证了这些材料的化学均匀性和无扩散缺陷，比如位错和晶界，众所周知这些缺陷限制了晶体材料的性能。非晶态特性是缺少长程周期性，相反，晶态特性是长程周期性的。

通常，非晶态材料在室温下的稳定性取决于晶核生长的各种不同的动力势垒以及阻碍稳定晶核生成的形核阻力。这些阻力，一般存在于下列过程中，当把材料制成非晶态的时侯，首先加热至熔融状态，然后快速淬火或在形核的温度范围内迅速冷却，其速率足够迅速防止有效形核产生。此冷却速率为10⁶℃/秒数量级。急速冷却显著地增大熔融合金的粘度和迅速减少原子扩散的距离。这可以有效地防止晶核的形成并产生亚稳或非晶态相。

方法中所提出的这些冷却速率包括由液体的溅射、真空蒸发、等离子喷覆和直接冷却。已发现用一种方法生产的合金往往不同于用另一种方法生产的合金，即使两者在理论上是经过同样的过程。

由于已知各种合金直接在液态下淬火可以制成各种形式的合金，如薄膜、带状物和线材等各种类型的生产，所以发现直接在液态下淬火这 种技术在商业上取得巨大成功。美国专利第3，856，513号Chen等人说明了新型金属合金结构是由熔融状态直接冷却取得的并对该方法作了一般讨论。

由熔融状态急速冷却而形成的基本上全是非晶态金属薄片的厚度和带状物的厚度，是由冷却时材料的热传导率来限制的。通常这种薄膜的厚度小于50微米。这种关于合成非晶态金属合金形式的限制已在其他能够制造别的形状的非晶态金属合金方法中开始积极研究。

Sawmer于1984年9月在德国维尔茨堡举行的关于快速淬火金属的第15届国际会议上公开了在多层结构型中的固态反应形成的非晶态Zr-Co合金，其厚度介于100和500埃（A）之间的锆和钴薄膜层叠在一起，并在约180℃加热处理。这是一种用于在每一邻近层的界面上形成一种非晶态Zr-Co相的扩散方法。

同样，R.B.Schwartz和W.L.Johnson在1983年8月1日出版的第51卷第5期的物理杂志中以“用纯多晶态金属的固态反应形成的一种非晶态合金”阐述了以纯多晶态的Au和La薄膜在温度约为50℃和80℃之间的固态互扩散。这些方法是依据两种金属膜在物理上的亲和来限制反应。

共同未决的专利申请USSN586，380题为“非晶态金属合金粉末及其固态分解反应的合成”以及USSN588，014题为“非晶态金属合金粉末及其固态化学还原反应的合成”公开了取得粉末状非晶态金属合金的新方法。

尽管有这些最新发展，但由于受到适用材料形式的限制而阻碍了非晶态金属合金的广泛使用。所以仍然需要人们寻求合成所需形状和形式的非晶态金属合金的新方法。尤其需要一种非晶态的多元金属合金覆层的经济的形成方法。

当发现许多非晶态金属合金对周围酸碱介质有耐蚀时，由于不能得 到覆层这种形式，所以均未述及覆层材料，Matsumoto等人的美国专利4，318，738公开了多元金属碳系非晶态合金能耐蚀而只提粉末、线材或片状。耐蚀非晶态金属合金领域中所需要的是在商业上可行的生产这种作为覆层合金的方法。

非晶态多元金属合金覆层也可用于催化反应、电化学反应、信息存储的磁性薄膜以及装饰用金属膜和（或）消费用品。

很明显，形成非晶态多元金属合金覆层的低成本生产方法是对非晶态金属合金及其应用的重要贡献。

于是，本发明的目的是提供一种用于非晶态的多元金属合金覆层合成的方法。

本发明另一个目的是提供一种新颖的非晶态的多元金属合金覆层。

本发明还有一个目的是提供一种新颖、耐蚀的非晶态的多元金属合金覆层。

通过下面说明及所附权利要求的描述对本技术领域的技术人员来说，本发明的这些和其他目的是显而易见的。

本发明是关于在一种基底上沉积一种大体上为非晶态的多元金属覆层的方法，该方法包括以下步骤：

（a）准备含金属的起始化合物，化合物里含有非晶态多元金属覆层所需要的金属，并使该化合物在非晶态多元金属覆层形成的结晶温度以下分解。

（b）在密闭系统中加热基底，使温度至少达到起始化合物分解的温度。