●מגנטים מרוסקים של NdFeBנעשה שימוש נרחב בשל התכונות המגנטיות המדהימות שלהם. עם זאת, עמידותם הירודה בפני קורוזיה של המגנטים מעכבת את השימוש הנוסף שלהם ביישומים מסחריים, ויש צורך בציפויים משטחים. הציפויים הנפוצים כיום כוללים ציפוי Ni-ציפויים מבוססים, ציפוי Zn-מְבוּסָסציפויים, כמו גם ציפויים אלקטרופורטיים או ציפויים אפוקסי בהתזה. אבל עם ההתקדמות המתמשכת של הטכנולוגיה, הדרישות לציפוייםof NdFeBגם הם הולכים וגדלים, ושכבות ציפוי קונבנציונליות לפעמים אינן יכולות לעמוד בדרישות. הציפוי המבוסס על אל שהופקד באמצעות טכנולוגיית השקעת אדים פיזית (PVD) הוא בעל מאפיינים מצוינים.
● טכניקות PVD כגון קיצוץ, ציפוי יונים וציפוי אידוי יכולות כולן להשיג ציפוי מגן. טבלה 1 מפרטת את העקרונות והמאפיינים ההשוואה של שיטות ציפוי ופירוט.
טבלה 1 מאפייני השוואה בין שיטות ציפוי אלקטרוניקה ושיטות קיצוץ
קפיצה היא תופעה של שימוש בחלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה כדי להפציץ משטח מוצק, מה שגורם לאטומים ולמולקולות על פני השטח המוצקים להחליף אנרגיה קינטית עם חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה אלה, ובכך להתיז החוצה מהמשטח המוצק. הוא התגלה לראשונה על ידי גרוב בשנת 1852. על פי זמן הפיתוח שלו, היו קיצוץ משני, קיצוץ שלישוני וכן הלאה. עם זאת, בשל יעילות קיצוץ נמוכה וסיבות אחרות, הוא לא היה בשימוש נרחב עד 1974, כאשר צ'אפין המציא את הקזת המגנטרון המאוזנת, מה שהפך את הקפיצה במהירות גבוהה ובטמפרטורות נמוכות למציאות, וטכנולוגיית הקזת המגנטרון הצליחה להתפתח במהירות. קפיצת מגנטרונים היא שיטת קיצוץ המכניסה שדות אלקטרומגנטיים במהלך תהליך הקיזוז כדי להגביר את קצב היינון ל-5% -6%. הדיאגרמה הסכמטית של קפיצת מגנטרון מאוזנת מוצגת באיור 1.
איור 1 תרשים עקרוני של קיצוץ מגנטרון מאוזן
בשל העמידות המצוינת בפני קורוזיה, ציפוי אל הופקד על ידייוֹן קִיטוֹרתצהיר (IVD) שימש את בואינג כתחליף לציפוי CD. כאשר משתמשים ב-NdFe מחולבB, יש לו בעיקר את היתרונות הבאים:
1.Hחוזק הדבקה גבוה.
חוזק ההדבקה של אל וNdFeBהוא בדרך כלל ≥ 25MPa, בעוד חוזק ההדבקה של Ni ו-NdFeB מצופים אלקטרו רגילים הוא כ-8-12MPa, וחוזק ההדבקה של Zn ו-NdFeB מצופים אלקטרו הוא כ-6-10MPa. תכונה זו הופכת את Al/NdFeB למתאים לכל יישום הדורש חוזק הדבקה גבוה. כפי שמוצג באיור 2, לאחר 10 מחזורי השפעה לסירוגין בין (-196 מעלות צלזיוס) ל-(200 מעלות צלזיוס), חוזק ההדבקה של ציפוי Al נשאר מצוין.
תמונה 2 של Al/NdFeB לאחר 10 השפעות מחזוריות מתחלפות בין (-196 מעלות צלזיוס) ו-(200 מעלות צלזיוס)
2. משרים בדבק.
לציפוי Al יש הידרופיליות וזווית המגע של הדבק קטנה, ללא סכנת נפילה. איור 3 מציג את ה-38mN מִשׁטָחנוזל מתח. נוזל הבדיקה נמרח לחלוטין על פני ציפוי האל.
Fאיור 3. המבחן של 38mN מִשׁטָחמֶתַח
3. החדירות המגנטית של Al נמוכה מאוד (חדירות יחסית: 1.00) ולא תגרום לסיכוך של תכונות מגנטיות.
זה חשוב במיוחד ביישום של מגנטים בנפח קטן בשדה 3C. ביצועי פני השטח חשובים מאוד. כפי שמוצג באיור 4, עבור עמודת המדגם D10 * 10, ההשפעה של ציפוי Al על תכונות מגנטיות קטנה מאוד.
איור 4 שינויים במאפיינים המגנטיים של NdFeB מסונט לאחר הפקדת ציפוי PVD Al וציפוי NiCuNi על פני השטח.
4.האחידות של העובי הרבה יותר טובה
מכיוון שהוא מופקד בצורה של אטומים ואשכולות אטומיים, עובי ציפוי Al ניתן לשליטה מלאה, ואחידות העובי טובה בהרבה מזו של ציפוי האלקטרוניקה. כפי שמוצג באיור 5, ציפוי Al הוא בעל עובי אחיד וחוזק הדבקה מעולה.
דְמוּת5 חתך רוחב של Al/NdFeB
5. תהליך השקעת טכנולוגיית PVD הוא ידידותי לחלוטין לסביבה ואין בעיה של זיהום סביבתי.
על פי דרישות הצרכים המעשיים, טכנולוגיית PVD יכולה גם להפקיד רב שכבות, כגון רב שכבות Al/Al2O3 עם עמידות מצוינת בפני קורוזיה וציפוי Al/AlN בעלי תכונות מכניות מצוינות. כפי שמוצג באיור 6, מבנה החתך של ציפוי רב שכבתי Al/Al2O3.
Fתמונה 6לַחֲצוֹת סָעִיףשל אל/רב שכבתי Al2O3
נכון לעכשיו, הבעיות העיקריות מגבילות את התיעוש של ציפוי אל ב-NdFeB הן:
(1) ששת הצדדים של המגנט מופקדים באופן אחיד. הדרישה להגנה על מגנט היא הפקדת ציפוי שווה ערך על פני השטח החיצוניים של המגנט, מה שדורש פתרון של הסיבוב התלת מימדי של המגנט בעיבוד אצווה כדי להבטיח את עקביות איכות הציפוי;
(2) תהליך הפשטת ציפוי אל. בתהליך הייצור התעשייתי בקנה מידה גדול, זה בלתי נמנע שיופיעו מוצרים לא מתאימים. לכן, יש צורך להסיר את ציפוי Al לא מוסמך ולהגן מחדשזה מבלי לפגוע בביצועים של מגנטים NdFeB;
(3) על פי סביבת היישום הספציפית, למגנטי NdFeB מסונטים יש דרגות וצורות מרובות. לכן, יש צורך ללמוד שיטות הגנה מתאימות לדרגות וצורות שונות;
(4) פיתוח ציוד ייצור. תהליך הייצור צריך להבטיח יעילות ייצור סבירה, המצריכה פיתוח של ציוד PVD המתאים להגנת מגנט NdFeB ובעל יעילות ייצור גבוהה;
(5) להפחית את העלות של ייצור טכנולוגיית PVD ולשפר את התחרותיות בשוק;
לאחר שנים של מחקר ופיתוח תעשייתי. Hangzhou Magnet Power Technology הצליחה לספק מוצרים בציפוי PVD Al בתפזורת ללקוחות. כפי שמוצג באיור 7, תמונות מוצר רלוונטיות.
איור 7 מגנטים NdFeB מצופים אל עם צורות שונות.
זמן פרסום: 22 בנובמבר 2023
