●Спеченные магниты NdFeBшироко использовались из-за их замечательных магнитных свойств. Однако плохая коррозионная стойкость магнитов препятствует их дальнейшему использованию в коммерческих целях, поэтому необходимо наносить поверхностные покрытия. В настоящее время к широко используемым покрытиям относятся гальваноникелевые покрытия.-покрытия на основе гальваники Zn-основанный напокрытия, а также электрофоретические или распыляемые эпоксидные покрытия. Но с постоянным развитием технологий требования к покрытиямof NdFeBтакже увеличиваются, и обычные гальванические слои иногда не могут удовлетворить предъявляемым требованиям. Покрытие на основе Al, нанесенное с помощью технологии физического осаждения из паровой фазы (PVD), имеет превосходные характеристики..
● Методы PVD, такие как напыление, ионное осаждение и напыление методом испарения, позволяют получить защитные покрытия. В таблице 1 приведены принципы и сравнение характеристик методов гальваники и напыления.
Таблица 1. Сравнительные характеристики методов гальваники и напыления
Распыление — это явление использования частиц высокой энергии для бомбардировки твердой поверхности, в результате чего атомы и молекулы на твердой поверхности обмениваются кинетической энергией с этими частицами высокой энергии, тем самым выплескиваясь с твердой поверхности. Впервые он был обнаружен Гроувом в 1852 году. В зависимости от времени его развития различают вторичное распыление, третичное распыление и т. д. Однако из-за низкой эффективности распыления и других причин он не получил широкого распространения до 1974 года, когда Чапин изобрел сбалансированное магнетронное распыление, сделав реальностью высокоскоростное и низкотемпературное распыление, и технология магнетронного распыления смогла быстро развиваться. Магнетронное распыление — это метод распыления, при котором в процессе распыления вводятся электромагнитные поля для увеличения степени ионизации до 5–6%. Принципиальная схема сбалансированного магнетронного распыления представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Принципиальная схема сбалансированного магнетронного распыления.
Благодаря превосходной коррозионной стойкости алюминиевое покрытие, нанесенноеион паросаждение (IVD) использовалось компанией Boeing вместо гальваники Cd. При использовании для спеченного NdFeB, он в основном имеет следующие преимущества:
1.Hвысокая адгезионная прочность.
Адгезионная прочность Al иNdFeBобычно составляет ≥ 25 МПа, в то время как прочность сцепления обычных гальванических Ni и NdFeB составляет около 8-12 МПа, а прочность сцепления гальванических Zn и NdFeB составляет около 6-10 МПа. Эта особенность делает Al/NdFeB подходящим для любого применения, требующего высокой адгезионной прочности. Как показано на рисунке 2, после чередования 10 циклов воздействия между (-196°С) и (200°С) адгезионная прочность алюминиевого покрытия остается превосходной.
Рисунок 2. Фотография Al/NdFeB после 10 попеременных циклических воздействий между (-196°С) и (200°С)
2. Смочите клеем.
Al-покрытие обладает гидрофильностью, а угол контакта клея невелик, без риска отпадения. На рисунке 3 показаны 38mN поверхностьнатяжная жидкость. Испытательная жидкость полностью распределяется по поверхности Al-покрытия.
Fрисунок 3. тест 38mN поверхностьнапряжение
3. Магнитная проницаемость Al очень низкая (относительная проницаемость: 1,00) и не вызывает экранирования магнитных свойств.
Это особенно важно при применении магнитов небольшого объема в поле 3С. Качество поверхности очень важно. Как показано на рисунке 4, для колонки образца Д10*10 влияние Al-покрытия на магнитные свойства очень мало.
Рисунок 4. Изменение магнитных свойств спеченного NdFeB после нанесения PVD Al-покрытия и гальванического покрытия NiCuNi на поверхность.
4. Равномерность толщины намного лучше.
Поскольку он осаждается в виде атомов и атомных кластеров, толщина алюминиевого покрытия полностью контролируема, а однородность толщины намного лучше, чем у гальванического покрытия. Как показано на рисунке 5, алюминиевое покрытие имеет одинаковую толщину и отличную адгезионную прочность.
Фигура5 поперечное сечение Al/NdFeB
5. Процесс осаждения с использованием технологии PVD полностью экологичен и не вызывает проблем с загрязнением окружающей среды.
В соответствии с практическими требованиями, технология PVD также может наносить многослойные покрытия, такие как многослойные покрытия Al/Al2O3 с превосходной коррозионной стойкостью и покрытия Al/AlN с превосходными механическими свойствами. Как показано на рисунке 6, структура поперечного сечения многослойного покрытия Al/Al2O3.
Fрисунок 6Крест разделАла/Мультиляры Al2O3
В настоящее время основными проблемами, сдерживающими индустриализацию Al-покрытий на NdFeB, являются:
(1) Шесть сторон магнита нанесены равномерно. Требование к защите магнита состоит в нанесении эквивалентного покрытия на внешнюю поверхность магнита, что требует решения трехмерного вращения магнита при серийной обработке для обеспечения постоянства качества покрытия;
(2) Процесс снятия алюминиевого покрытия. В процессе крупномасштабного промышленного производства неизбежно появление некачественной продукции. Поэтому необходимо удалить некачественное алюминиевое покрытие иповторно защититьэто без ущерба для характеристик магнитов NdFeB;
(3) В зависимости от конкретной среды применения спеченные магниты NdFeB имеют различные сорта и формы. Поэтому необходимо изучить соответствующие методы защиты для разных сортов и форм;
(4) Разработка производственного оборудования. Производственный процесс должен обеспечивать разумную эффективность производства, что требует разработки PVD-оборудования, подходящего для магнитной защиты NdFeB и обладающего высокой эффективностью производства;
(5) Снизить стоимость производства PVD-технологий и повысить конкурентоспособность рынка;
После многих лет исследований и промышленных разработок. Компания Hangzhou Magnet Power Technology смогла поставлять клиентам продукцию с алюминиевым PVD-покрытием. Как показано на рисунке 7, соответствующие фотографии продукта.
Рис. 7. Магниты NdFeB с алюминиевым покрытием различной формы.
Время публикации: 22 ноября 2023 г.
