แม่เหล็ก NdFeB เผามีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่น่าทึ่ง อย่างไรก็ตาม แม่เหล็กมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ จึงเป็นอุปสรรคต่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ และจำเป็นต้องเคลือบพื้นผิว สารเคลือบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบัน ได้แก่ การชุบ Ni ด้วยไฟฟ้า-การเคลือบแบบพื้นฐาน, การชุบ Zn ด้วยไฟฟ้า-ซึ่งเป็นรากฐานการเคลือบเช่นเดียวกับการเคลือบอีพ็อกซี่แบบอิเล็กโตรโฟเรติกหรือสเปรย์ แต่ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องทำให้ความต้องการการเคลือบof NdFeBก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และบางครั้งชั้นการชุบด้วยไฟฟ้าแบบธรรมดาก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการได้ การเคลือบแบบอัลที่สะสมโดยใช้เทคโนโลยีการสะสมไอทางกายภาพ (PVD) มีลักษณะเฉพาะที่ยอดเยี่ยม.
● เทคนิค PVD เช่น การสปัตเตอร์ การชุบไอออน และการชุบแบบระเหย ล้วนสามารถได้รับการเคลือบป้องกันได้ ตารางที่ 1 แสดงหลักการและการเปรียบเทียบคุณลักษณะของวิธีการชุบด้วยไฟฟ้าและการสปัตเตอร์
ตารางที่ 1 ลักษณะการเปรียบเทียบระหว่างวิธีการชุบด้วยไฟฟ้าและการสปัตเตอร์
การสปัตเตอร์ริ่งเป็นปรากฏการณ์ของการใช้อนุภาคพลังงานสูงเพื่อถล่มพื้นผิวของแข็ง ทำให้อะตอมและโมเลกุลบนพื้นผิวของแข็งแลกเปลี่ยนพลังงานจลน์กับอนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้ จึงกระเด็นออกมาจากพื้นผิวของแข็ง มันถูกค้นพบครั้งแรกโดย Grove ในปี 1852 ตามเวลาการพัฒนา มีการสปัตเตอร์ทุติยภูมิ การสปัตเตอร์ระดับอุดมศึกษา และอื่นๆ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากประสิทธิภาพการสปัตเตอร์ต่ำและเหตุผลอื่น ๆ จึงไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายจนกระทั่งปี 1974 เมื่อ Chapin คิดค้นการสปัตเตอร์แมกนีตรอนที่สมดุล ทำให้การสปัตเตอร์แบบความเร็วสูงและอุณหภูมิต่ำเกิดขึ้นจริง และเทคโนโลยีการสปัตเตอร์แมกนีตรอนก็สามารถพัฒนาได้อย่างรวดเร็ว การสปัตเตอร์แมกนีตรอนเป็นวิธีการสปัตเตอร์ที่แนะนำสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในระหว่างกระบวนการสปัตเตอร์เพื่อเพิ่มอัตราการไอออไนเซชันเป็น 5% -6% แผนผังของการสปัตเตอร์แมกนีตรอนที่สมดุลจะแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 แผนภาพหลักการของการสปัตเตอร์แมกนีตรอนที่สมดุล
เนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม จึงเกิดการสะสมของสารเคลือบอัลไอออน ไอBoeing ใช้การสะสม (IVD) แทนการชุบด้วยไฟฟ้า Cd เมื่อใช้กับ NdFe เผาผนึกBโดยส่วนใหญ่จะมีข้อดีดังต่อไปนี้:
1.Hมีความแข็งแรงในการยึดเกาะสูง
แรงยึดเกาะของอัลและNdFeBโดยทั่วไปคือ ≥ 25MPa ในขณะที่ความแข็งแรงของการยึดเกาะของ Ni และ NdFeB ที่ชุบด้วยไฟฟ้าธรรมดาอยู่ที่ประมาณ 8-12MPa และความแข็งแรงของการยึดเกาะของ Zn และ NdFeB ที่ชุบด้วยไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 6-10MPa คุณลักษณะนี้ทำให้ Al/NdFeB เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงยึดเกาะสูง ดังแสดงในรูปที่ 2 หลังจากสลับแรงกระแทก 10 รอบระหว่าง (-196 ° C) และ (200 ° C) ความแข็งแรงของกาวของการเคลือบ Al ยังคงดีเยี่ยม
รูปที่ 2 ภาพถ่ายของ Al/NdFeB หลังจากการชนแบบวนสลับกัน 10 ครั้งระหว่าง (-196 ° C) และ (200 ° C)
2. แช่กาว
การเคลือบ Al มีความสามารถในการชอบน้ำและมุมสัมผัสของกาวมีขนาดเล็ก โดยไม่เสี่ยงต่อการหลุดร่วง รูปที่ 3 แสดง 38mN พื้นผิวของเหลวตึงเครียด ของเหลวทดสอบจะกระจายไปทั่วพื้นผิวของสารเคลือบอัล
Fรูปที่ 3 การทดสอบ 38mN พื้นผิวความเครียด
3.ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กของ Al ต่ำมาก (ความสามารถในการซึมผ่านสัมพัทธ์: 1.00) และจะไม่ทำให้เกิดการป้องกันคุณสมบัติทางแม่เหล็ก
สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้แม่เหล็กปริมาณน้อยในสนาม 3C ประสิทธิภาพพื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญมาก ดังแสดงในรูปที่ 4 สำหรับคอลัมน์ตัวอย่าง D10 * 10 อิทธิพลของการเคลือบ Al ต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กมีน้อยมาก
รูปที่ 4 การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแม่เหล็กของ NdFeB เผาผนึกหลังจากเคลือบ PVD Al และเคลือบ NiCuNi ด้วยไฟฟ้าบนพื้นผิว
4. ความสม่ำเสมอของความหนาจะดีกว่ามาก
เนื่องจากมันถูกสะสมในรูปแบบของอะตอมและกระจุกอะตอม ความหนาของการเคลือบ Al จึงสามารถควบคุมได้อย่างสมบูรณ์ และความสม่ำเสมอของความหนานั้นดีกว่าการเคลือบด้วยไฟฟ้ามาก ดังแสดงในรูปที่ 5 การเคลือบ Al มีความหนาสม่ำเสมอและมีความแข็งแรงในการยึดเกาะที่ดีเยี่ยม
รูป5 ภาพตัดขวางของ Al/NdFeB
5. กระบวนการสะสมเทคโนโลยี PVD เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างสมบูรณ์และไม่มีปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม
ตามความต้องการในทางปฏิบัติ เทคโนโลยี PVD ยังสามารถสะสมชั้นหลายชั้นได้ เช่น ชั้นหลายชั้น Al/Al2O3 ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม และการเคลือบ Al/AlN ที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม ดังแสดงในรูปที่ 6 โครงสร้างหน้าตัดของการเคลือบหลายชั้น Al/Al2O3
Fรูปที่ 6ข้าม ส่วนของอัล/ตัวคูณ Al2O3
ในปัจจุบัน ปัญหาหลักที่จำกัดการพัฒนาอุตสาหกรรมของการเคลือบ Al บน NdFeB คือ:
(1) แม่เหล็กทั้งหกด้านมีการสะสมอย่างสม่ำเสมอ ข้อกำหนดสำหรับการป้องกันแม่เหล็กคือการฝากการเคลือบที่เท่ากันบนพื้นผิวด้านนอกของแม่เหล็ก ซึ่งจำเป็นต้องแก้ไขการหมุนสามมิติของแม่เหล็กในการประมวลผลแบบแบตช์เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพการเคลือบมีความสม่ำเสมอ
(2) กระบวนการปอกเคลือบอัล ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะมีผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการรับรองปรากฏขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องถอดการเคลือบ Al ที่ไม่ผ่านการรับรองออกและปกป้องอีกครั้งโดยไม่ทำลายประสิทธิภาพของแม่เหล็ก NdFeB
(3) ตามสภาพแวดล้อมการใช้งานเฉพาะ แม่เหล็ก NdFeB เผามีหลายเกรดและรูปร่าง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องศึกษาวิธีการป้องกันที่เหมาะสมสำหรับเกรดและรูปร่างต่างๆ
(4) การพัฒนาอุปกรณ์การผลิต กระบวนการผลิตจำเป็นต้องมั่นใจในประสิทธิภาพการผลิตที่เหมาะสม ซึ่งต้องมีการพัฒนาอุปกรณ์ PVD ที่เหมาะสมสำหรับการป้องกันแม่เหล็ก NdFeB และให้มีประสิทธิภาพการผลิตสูง
(5) ลดต้นทุนการผลิตเทคโนโลยี PVD และปรับปรุงความสามารถในการแข่งขันของตลาด
หลังจากหลายปีของการวิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรม Hangzhou Magnet Power Technology สามารถจัดหาผลิตภัณฑ์เคลือบ PVD Al จำนวนมากให้กับลูกค้าได้ ดังแสดงในรูปที่ 7 รูปถ่ายผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง
รูปที่ 7 แม่เหล็ก NdFeB เคลือบอัลที่มีรูปร่างต่างกัน
เวลาโพสต์: 22 พ.ย.-2023
