●Gesinterte NdFeB-Magnetewerden aufgrund ihrer bemerkenswerten magnetischen Eigenschaften häufig verwendet. Allerdings erschwert die geringe Korrosionsbeständigkeit der Magnete ihren weiteren Einsatz in kommerziellen Anwendungen und es sind Oberflächenbeschichtungen erforderlich. Zu den weit verbreiteten Beschichtungen gehört derzeit galvanisches Ni-basierte Beschichtungen, Galvanik Zn-basierendBeschichtungen sowie elektrophoretische oder aufgesprühte Epoxidbeschichtungen. Doch mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Technik steigen auch die Anforderungen an Beschichtungenof NdFeBAuch die Anzahl der galvanischen Schichten nimmt zu und herkömmliche Galvanikschichten können den Anforderungen teilweise nicht mehr gerecht werden. Die mithilfe der PVD-Technologie (Physical Vapour Deposition) abgeschiedene Al-basierte Beschichtung weist hervorragende Eigenschaften auf.
● PVD-Techniken wie Sputtern, Ionenplattieren und Verdampfungsplattieren können alle Schutzschichten erzeugen. Tabelle 1 listet die Prinzipien und Eigenschaften im Vergleich von Galvanisierungs- und Sputterverfahren auf.
Tabelle 1 Vergleichseigenschaften zwischen Galvanisierungs- und Sputterverfahren
Unter Sputtern versteht man das Phänomen, dass hochenergetische Teilchen zum Bombardieren einer festen Oberfläche verwendet werden, was dazu führt, dass Atome und Moleküle auf der festen Oberfläche kinetische Energie mit diesen hochenergetischen Teilchen austauschen und dadurch von der festen Oberfläche herausspritzen. Es wurde erstmals 1852 von Grove entdeckt. Je nach Entwicklungszeit gab es sekundäres Sputtern, tertiäres Sputtern usw. Aufgrund der geringen Sputtereffizienz und aus anderen Gründen wurde es jedoch erst 1974 weit verbreitet, als Chapin das ausgewogene Magnetron-Sputtern erfand, wodurch Hochgeschwindigkeits- und Niedertemperatur-Sputtern Wirklichkeit wurde und sich die Magnetron-Sputtertechnologie schnell weiterentwickeln konnte. Beim Magnetronsputtern handelt es sich um ein Sputterverfahren, bei dem während des Sputtervorgangs elektromagnetische Felder eingeführt werden, um die Ionisationsrate auf 5–6 % zu erhöhen. Das schematische Diagramm des Balanced-Magnetron-Sputterns ist in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1 Prinzipdiagramm des Balanced-Magnetron-Sputterns
Aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit scheidet sich eine Al-Beschichtung abIon DampfDie Abscheidung (IVD) wurde von Boeing als Ersatz für die Galvanisierung von Cd eingesetzt. Bei Verwendung für gesintertes NdFeBEs hat hauptsächlich die folgenden Vorteile:
1.Hhohe Klebekraft.
Die Haftfestigkeit von Al undNdFeBbeträgt im Allgemeinen ≥ 25 MPa, während die Haftfestigkeit von gewöhnlichem galvanisiertem Ni und NdFeB etwa 8–12 MPa beträgt und die Haftfestigkeit von galvanisiertem Zn und NdFeB etwa 6–10 MPa beträgt. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich Al/NdFeB für alle Anwendungen, die eine hohe Haftfestigkeit erfordern. Wie in Abbildung 2 dargestellt, bleibt die Haftfestigkeit der Al-Beschichtung nach zehn abwechselnden Aufprallzyklen zwischen (-196 °C) und (200 °C) hervorragend.
Abbildung 2 Foto von Al/NdFeB nach 10 abwechselnden zyklischen Stößen zwischen (-196 °C) und (200 °C)
2. In Kleber einweichen.
Die Al-Beschichtung ist hydrophil und der Kontaktwinkel des Klebers ist klein, ohne dass die Gefahr eines Abfalls besteht. Abbildung 3 zeigt die 38mN OberflächeSpannungsflüssigkeit. Die Testflüssigkeit verteilt sich vollständig auf der Oberfläche der Al-Beschichtung.
FAbbildung 3. Der Test von 38mN OberflächeSpannung
3. Die magnetische Permeabilität von Al ist sehr gering (relative Permeabilität: 1,00) und führt nicht zu einer Abschirmung der magnetischen Eigenschaften.
Dies ist besonders wichtig bei der Anwendung kleinvolumiger Magnete im 3C-Bereich. Die Oberflächenleistung ist sehr wichtig. Wie in Abbildung 4 dargestellt, ist der Einfluss der Al-Beschichtung auf die magnetischen Eigenschaften für die D10 * 10-Probensäule sehr gering.
Abbildung 4 Änderungen der magnetischen Eigenschaften von gesintertem NdFeB nach der Abscheidung einer PVD-Al-Beschichtung und einer galvanischen NiCuNi-Beschichtung auf der Oberfläche.
4. Die Gleichmäßigkeit der Dicke ist viel besser
Da es in Form von Atomen und Atomclustern abgeschieden wird, ist die Dicke der Al-Beschichtung vollständig kontrollierbar und die Gleichmäßigkeit der Dicke ist viel besser als die der galvanischen Beschichtung. Wie in Abbildung 5 dargestellt, weist die Al-Beschichtung eine gleichmäßige Dicke und eine hervorragende Haftfestigkeit auf.
Figur5 Querschnitt von Al/NdFeB
5.Der Abscheidungsprozess der PVD-Technologie ist völlig umweltfreundlich und es gibt kein Problem der Umweltverschmutzung.
Entsprechend den Anforderungen der Praxis können mit der PVD-Technologie auch Mehrfachschichten abgeschieden werden, beispielsweise Al/Al2O3-Mehrfachschichten mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Al/AlN-Beschichtungen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften. Wie in Abbildung 6 dargestellt, ist die Querschnittsstruktur einer Al/Al2O3-Mehrschichtbeschichtung dargestellt.
FAbbildung 6Kreuzen Abschnittvon Al/Al2O3-Multilyaer
Derzeit sind die Hauptprobleme, die die Industrialisierung von Al-Beschichtungen auf NdFeB behindern, folgende:
(1) Die sechs Seiten des Magneten werden gleichmäßig abgeschieden. Die Anforderung für den Magnetschutz besteht darin, eine gleichwertige Beschichtung auf der Außenfläche des Magneten aufzubringen. Dazu muss die dreidimensionale Rotation des Magneten in der Chargenverarbeitung gelöst werden, um eine gleichbleibende Beschichtungsqualität sicherzustellen.
(2) Verfahren zum Entfernen der Al-Beschichtung. Im großindustriellen Produktionsprozess ist es unvermeidlich, dass unqualifizierte Produkte auftauchen. Daher ist es notwendig, die unqualifizierte Al-Beschichtung zu entfernen underneut schützenes, ohne die Leistung von NdFeB-Magneten zu beeinträchtigen;
(3) Je nach spezifischer Anwendungsumgebung gibt es gesinterte NdFeB-Magnete in verschiedenen Qualitäten und Formen. Daher ist es notwendig, geeignete Schutzmethoden für verschiedene Qualitäten und Formen zu untersuchen;
(4) Entwicklung von Produktionsanlagen. Der Produktionsprozess muss eine angemessene Produktionseffizienz gewährleisten, was die Entwicklung von PVD-Geräten erfordert, die für den NdFeB-Magnetschutz geeignet sind und eine hohe Produktionseffizienz aufweisen.
(5) Reduzieren Sie die Produktionskosten der PVD-Technologie und verbessern Sie die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes;
Nach Jahren der Forschung und industriellen Entwicklung. Hangzhou Magnet Power Technology war in der Lage, seinen Kunden Massenprodukte mit PVD-Al-Beschichtung anzubieten. Wie in Abbildung 7 dargestellt, relevante Produktfotos.
Abbildung 7 Al-beschichtete NdFeB-Magnete in verschiedenen Formen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. November 2023
