钕铁硼表面铝防护涂层的制备及性能研究

发布时间：2017-12-02 02:30

  本文关键词：钕铁硼表面铝防护涂层的制备及性能研究

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【摘要】：烧结钕铁硼磁体化学稳定性差,在使用过程中会有腐蚀介质进入疏松的结构中,发生电化学腐蚀,这大大限制了其应用范围。传统防护方法是在钕铁硼磁体上涂覆Ni涂层和Zn涂层。这些涂层采用电镀或化学镀法制备,对环境有很大的影响,需要一种廉价高效、对环境友好的方法提高钕铁硼的防腐性能。本研究使用具有独立知识产权的一种离子辅助热蒸发复合磁控溅射装置,在钕铁硼永磁体上涂镀上一层/双层铝涂层,以铝涂层作为牺牲阳极保护烧结钕铁硼磁体,得到以下研究结果:铝涂层的耐蚀性能随蒸发气压的降低而提高,至1×10-2Pa时耐蚀性最好,自腐蚀电流为1.1984×10-5A/cm2,膜/基结合力为35.6MPa,盐雾试验时间达到60h(小时)。更低的蒸发气压因阴影效应造成较疏松的膜层结构,从而提高了其自腐蚀电流密度和降低了其电荷传递电阻,耐蚀性能降低。蒸发镀膜过程中采用高能离子辅助沉积,所制备的铝涂层的耐蚀性能有所提高,铝涂层更致密,自腐蚀电流密度相较于纯蒸发涂层降低了一个数量级,在1500V轰击电压时为1.2034×10-6A/cm2,涂层的电荷传递电阻由纯蒸发涂层的437.8Ω·cm2提高到1244Ω·cm2,膜/基结合力为42MPa,中性盐雾腐蚀腐蚀试验达到72h。然而,占空比对其耐蚀性能并无明显影响。钕铁硼表面铝涂层的腐蚀可分为两个阶段:一是牺牲阳极阶段;二是腐蚀介质接触钕铁硼基体,腐蚀机理发生转变阶段。分别使用25A和15A磁控靶电流在钕铁硼基体上镀上一层100nm,500nm的磁控溅射铝过渡涂层,磁控溅射离子轰击提高其膜/基结合力,达到45.3MPa。25A磁控靶电流铝过渡铝层与整个涂层产生了原电池加速腐蚀,使整个涂层的耐蚀性能大大降低,且磁控层越厚耐蚀性能越差。15A靶电流的磁控溅射过渡层的自腐蚀电压与整个铝涂层相近,使其盐雾腐蚀失效时间提高到103h,而且过渡层越厚,耐蚀性能越好。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4

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本文编号：1243355