烧结NdFeB磁体表面金属镀层致密化及其耐腐蚀性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shl405567051
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烧结NdFeB磁体具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积等优异的性能,在电子学、声学、通信、自动化、磁共振成像、生物医学等各个领域都得到了广泛的应用。然而,多相组织结构的存在,使其耐腐蚀性和热稳定性较差。采用表面防护技术可以有效阻隔腐蚀性介质与磁体的接触,提高耐腐蚀性能。基于电镀、化学镀和真空蒸镀的金属镀层具有较低的致密性,其保护作用有限,需进一步的表面致密化以提高其表面防护作用。本文中,分别采用了高能球磨法和气相磷化法对金属Al、Ni镀层进行致密化处理,以提高金属镀层的耐腐蚀性能。具体研究内容如下:(1)采用高能球磨法对烧结NdFeB磁体表面真空蒸镀Al镀层进行致密化处理,研究致密化Al镀层的耐腐蚀性能。通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对磁体的成分、结构和形貌进行表征。分别采用万能试验拉伸机和显微硬度计对膜/基结合力及镀层的显微硬度进行测试,并通过中性盐雾实验、动电位极化曲线和静态全浸腐蚀实验对镀层的耐腐蚀性能进行测试,分析不同球磨时间对磁体微观结构及耐腐蚀性能的影响,进而研究其耐腐蚀机理。结果表明,球磨处理使Al镀层出现明显致密化,提高了镀层的膜/基结合力和耐腐蚀性能。最优条件下制备的Al-D30/NdFeB磁体的膜/基结合力为28.46 MPa,耐中性盐雾时间由72 h提高到了144 h。(2)采用高能球磨法对烧结NdFeB磁体表面Ni镀层进行致密化处理。通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对Ni镀层的成分、结构和形貌进行表征。采用万能试验拉伸机和显微硬度计对样品的力学性能进行测试,并通过动电位极化曲线及中性盐雾实验对其耐腐蚀性能进行分析,研究不同球磨时间对Ni镀层微观结构及耐腐蚀性的影响。并采用静态全浸腐蚀实验对磁体的腐蚀过程进行分析,研究其耐腐蚀机理。结果表明,Ni镀层择优生长的胞状晶粒在高能磨粒的撞击作用下而趋于平整致密,致密化效果明显,且镀层与基体的结合力增强,磁体的耐腐蚀性能得到提高。其中,Ni-D24/NdFeB磁体的耐腐蚀性能最佳,耐中性盐雾时间由312 h提高到了480 h。(3)以NaH2PO2·H2O为磷源,采用气相法对烧结NdFeB磁体表面Ni镀层进行磷化处理。通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的成分、结构和形貌进行表征,采用动电位极化曲线、阻抗谱及中性盐雾实验对磁体的耐腐蚀性能进行分析,研究不同磷化温度对样品微观结构及耐腐蚀性能的影响,并采用静态全浸腐蚀实验对磁体的腐蚀过程进行分析,研究其耐腐蚀机理。研究结果表明,高温条件下,次亚磷酸钠分解产生的气体与Ni镀层发生反应,在表面生成致密的磷酸盐镀层,封闭了Ni的晶粒间隙,提高了镀层表面的致密性,同时也延长了腐蚀性介质的侵入通道,镀层的耐腐蚀性能得到提高。与未磷化磁体相比较,最优化的Ni(P)-300/NdFeB磁体的耐盐雾时间由312 h增加至648 h。
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