●Nam châm NdFeB thiêu kếtđã được sử dụng rộng rãi vì tính chất từ tính vượt trội của chúng. Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn kém của nam châm cản trở việc sử dụng chúng trong các ứng dụng thương mại và lớp phủ bề mặt là cần thiết. Các lớp phủ được sử dụng rộng rãi hiện nay bao gồm mạ điện Ni-lớp phủ gốc, mạ điện Zn-dựa trênlớp phủ, cũng như lớp phủ epoxy điện di hoặc phun. Nhưng với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, yêu cầu về lớp phủof NdFeBcũng ngày càng gia tăng, các lớp mạ điện thông thường đôi khi không thể đáp ứng được yêu cầu. Lớp phủ gốc Al được lắng đọng bằng công nghệ lắng đọng hơi vật lý (PVD) có những đặc tính tuyệt vời.
● Các kỹ thuật PVD như phún xạ, mạ ion và mạ bay hơi đều có thể tạo ra lớp phủ bảo vệ. Bảng 1 liệt kê các nguyên tắc và so sánh đặc điểm của phương pháp mạ điện và phương pháp phún xạ.
Bảng 1 Đặc điểm so sánh giữa phương pháp mạ điện và phương pháp phún xạ
Phún xạ là hiện tượng sử dụng các hạt năng lượng cao để bắn phá bề mặt chất rắn, làm cho các nguyên tử, phân tử trên bề mặt chất rắn trao đổi động năng với các hạt năng lượng cao này, từ đó bắn ra khỏi bề mặt chất rắn. Nó được Grove phát hiện lần đầu tiên vào năm 1852. Theo thời gian phát triển của nó, đã có hiện tượng phún xạ bậc hai, phún xạ bậc ba, v.v. Tuy nhiên, do hiệu suất phún xạ thấp và các lý do khác, nó không được sử dụng rộng rãi cho đến năm 1974 khi Chapin phát minh ra phương pháp phún xạ magnetron cân bằng, biến phương pháp phún xạ tốc độ cao và nhiệt độ thấp thành hiện thực, đồng thời công nghệ phún xạ magnetron có thể phát triển nhanh chóng. Phún xạ Magnetron là phương pháp phún xạ đưa vào trường điện từ trong quá trình phún xạ để tăng tốc độ ion hóa lên 5% -6%. Sơ đồ nguyên lý của quá trình phún xạ magnetron cân bằng được thể hiện trong Hình 1.
Hình 1 Sơ đồ nguyên lý của phún xạ magnetron cân bằng
Do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, lớp phủ Al lắng đọng bởiion hơi nướclắng đọng (IVD) đã được Boeing sử dụng để thay thế cho mạ điện Cd. Khi sử dụng cho NdFe thiêu kếtB, nó chủ yếu có những ưu điểm sau:
1.Hcường độ bám dính cao.
Độ bám dính của Al vàNdFeBthường là ≥ 25MPa, trong khi cường độ bám dính của Ni và NdFeB mạ điện thông thường là khoảng 8-12MPa, và cường độ bám dính của Zn và NdFeB mạ điện là khoảng 6-10MPa. Tính năng này làm cho Al/NdFeB phù hợp với mọi ứng dụng đòi hỏi cường độ bám dính cao. Như thể hiện trên Hình 2, sau khi luân phiên 10 chu kỳ va đập giữa (-196°C) và (200°C), độ bền bám dính của lớp phủ Al vẫn ở mức tuyệt vời.
Hình 2 ảnh Al/NdFeB sau 10 lần va chạm theo chu kỳ xen kẽ giữa (-196°C) và (200°C)
2. Ngâm keo.
Lớp phủ Al có tính ưa nước và góc tiếp xúc của keo nhỏ, không có nguy cơ rơi ra. Hình 3 cho thấy 38mN bề mặtchất lỏng căng thẳng. Chất lỏng thử nghiệm được trải đều hoàn toàn trên bề mặt lớp phủ Al.
Fhình 3. bài kiểm tra 38mN bề mặtcăng thẳng
3. Độ thấm từ của Al rất thấp (độ thấm tương đối: 1,00) và sẽ không gây ra sự che chắn các đặc tính từ tính.
Điều này đặc biệt quan trọng trong việc ứng dụng nam châm có khối lượng nhỏ trong trường 3C. Hiệu suất bề mặt là rất quan trọng. Như thể hiện trên hình 4, đối với cột mẫu D10*10, ảnh hưởng của lớp phủ Al đến tính chất từ là rất nhỏ.
Hình 4 Sự thay đổi tính chất từ của NdFeB thiêu kết sau khi phủ lớp phủ PVD Al và lớp phủ NiCuNi mạ điện lên bề mặt.
4. Độ đồng đều của độ dày tốt hơn nhiều
Bởi vì nó được lắng đọng ở dạng nguyên tử và cụm nguyên tử, độ dày của lớp phủ Al hoàn toàn có thể kiểm soát được và độ đồng đều của độ dày tốt hơn nhiều so với lớp phủ mạ điện. Như thể hiện trong Hình 5, lớp phủ Al có độ dày đồng đều và cường độ bám dính tuyệt vời.
Nhân vật5 mặt cắt ngang của Al/NdFeB
5. Quá trình lắng đọng công nghệ PVD hoàn toàn thân thiện với môi trường và không có vấn đề ô nhiễm môi trường.
Theo yêu cầu nhu cầu thực tế, công nghệ PVD cũng có thể lắng đọng nhiều lớp, chẳng hạn như lớp phủ Al/Al2O3 có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và lớp phủ Al/AlN có đặc tính cơ học tuyệt vời. Như thể hiện trên hình 6, cấu trúc mặt cắt ngang của lớp phủ đa lớp Al/Al2O3.
Fhình 6Đi qua phầncủa Al/máy đa phân Al2O3
Hiện nay, các vấn đề chính hạn chế quá trình công nghiệp hóa lớp phủ Al trên NdFeB là:
(1) Sáu mặt của nam châm được lắng đọng đồng đều. Yêu cầu bảo vệ nam châm là phủ một lớp phủ tương đương lên bề mặt ngoài của nam châm, đòi hỏi phải giải quyết vấn đề xoay ba chiều của nam châm trong quá trình xử lý hàng loạt để đảm bảo tính đồng nhất của chất lượng lớp phủ;
(2) Quá trình tước lớp phủ Al. Trong quá trình sản xuất công nghiệp quy mô lớn, việc xuất hiện những sản phẩm không đạt tiêu chuẩn là điều khó tránh khỏi. Vì vậy cần phải loại bỏ lớp phủ Al không đủ tiêu chuẩn vàbảo vệ lạinó mà không làm hỏng hiệu suất của nam châm NdFeB;
(3) Theo môi trường ứng dụng cụ thể, nam châm NdFeB thiêu kết có nhiều loại và hình dạng. Vì vậy, cần nghiên cứu các phương pháp bảo vệ phù hợp với từng cấp độ, hình dạng khác nhau;
(4) Phát triển thiết bị sản xuất. Quá trình sản xuất cần đảm bảo hiệu quả sản xuất hợp lý, đòi hỏi phải phát triển thiết bị PVD phù hợp với việc bảo vệ nam châm NdFeB và có hiệu quả sản xuất cao;
(5) Giảm chi phí sản xuất công nghệ PVD và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường;
Sau nhiều năm nghiên cứu và phát triển công nghiệp. Công nghệ năng lượng nam châm Hàng Châu đã có thể cung cấp số lượng lớn các sản phẩm mạ PVD Al cho khách hàng. Như thể hiện trong Hình 7, hình ảnh sản phẩm có liên quan.
Hình 7 Nam châm NdFeB được phủ Al với nhiều hình dạng khác nhau.
Thời gian đăng: 22-11-2023
