烧结NdFeB表面磁控溅射陶瓷类薄膜防护性能的研究

发布时间：2017-11-28 06:37

  本文关键词：烧结NdFeB表面磁控溅射陶瓷类薄膜防护性能的研究

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【摘要】：烧结NdFeB磁体具有优异的磁性能,在诸多行业中是不可或缺的重要组成部分,但差的耐腐蚀性能制约了其进一步的应用。鉴于此,本研究以磁体的防护产业化为核心,以部分替代环境污染较严重的电镀为前瞻,选择了环境友好型的物理气相沉积方法进行磁体防护性能的研究。首先,采用反应磁控溅射法在磁体表面制备了不同O含量的Cr2O3薄膜。在充入真空室内的O2流量达到17sccm时获得标准化学计量比的Cr2O3薄膜。此时获得的薄膜力学性能及耐腐蚀性能最佳,但所制备的薄膜形貌均为典型的柱状晶结构,并且晶粒间有许多小孔。在沉积过程中施加离子束辅助技术后,Cr2O3薄膜的柱状晶结构消失,力学性能及耐腐蚀性能均较未施加离子束提高。然后,采用相同的方法,分别沉积了厚度约为700nm的Zr O2、Cr2O3、Al2O3、Ti O2薄膜。由于离子束的轰击作用,薄膜断面形貌多孔状的柱状晶结构消失,薄膜致密化程度有很大提高。其中非晶结构的Al2O3薄膜虽然力学性能较其他晶态薄膜稍差,但正是由于这种非晶结构产生了最佳的防腐蚀效果。最后,对CrAlN陶瓷薄膜的研究结果表明随着薄膜中Al含量的增加其显微结构由粗大的柱状晶向致密的柱状晶发展,偏压在一定范围内升高可以使薄膜致密化程度提高,但过高的偏压反而会损伤薄膜形貌,不利于磁体的防护。力学性能测试表明Al含量增多后薄膜的硬度增高,摩擦系数降低,施加150V偏压时薄膜的硬度和摩擦系数明显优于其他两个偏压。在反应磁控溅射防腐蚀薄膜中,如何控制反应气体流量得到标准化学计量比的薄膜是提高薄膜性能的关键,同时,在优化薄膜结构和性能上,施加离子束辅助可以很好地解决问题。在平衡溅射速率和防腐蚀性能之间,薄膜厚度需要在2μm以上。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM27

【参考文献】

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本文编号：1232975