粘结NdFeB磁体表面涂层防腐性能的研究

发布时间：2018-09-13 09:23

【摘要】：NdFeB永磁材料因有优异的磁性能,迅速在电子、电机和通讯等领域得到广泛应用。由于NdFeB化学性质非常活泼,在高温或潮湿的环境中易氧化或腐蚀,从而限制磁体的应用。因此,研究NdFeB永磁体的耐腐蚀性能具有积极的意义。本文主要研究在粘结NdFeB磁体表面涂覆纳米TiO2/氟碳复合涂层,以提高磁体的防腐性能。主要研究结果如下：由于纳米Ti02表面能高,易发生团聚,不利于纳米特性的发挥,在制备纳米TiO2/氟碳复合涂层之前需要对纳米TiO2进行表面改性。本文采用不同含量的硅烷偶联剂KH550对纳米颗粒进行改性,沉降实验结果表明：分散性都得到不同程度提高,其中1.8 g KH550分散性最好。采用红外光谱(IR)、热重分析(TGA).扫描电镜(SEM)等方法对18 g KH550改性的纳米Ti02颗粒进行表征,结果表明：KH550成功键合到纳米TiO2表面,接枝率为4.14%,分散稳定性得到提高。采用共混法制备纳米ZiO2/氟碳复合涂料,并刷涂在粘结NdFeB磁体表面制备纳米TiO2/氟碳复合涂层。利用扫描电镜(SEM)和接触角测试仪对涂层表面性能进行表征,结果表明：改性的纳米TiO2提高了其在涂层中的分散性。涂覆氟碳涂层后,接触角从78°提高到860；涂覆纳米TiO2/氟碳复合涂层后,接触角提高到113°,表现为疏水特性。采用开路电位、极化曲线和交流阻抗(EIS)等电化学方法研究磁体在NaCl、HC1及NaOH溶液中的腐蚀行为,研究表明,纳米Ti02/氟碳复合涂层在三种腐蚀介质中的防腐性能是最佳的。在NaOH溶液中,粘结NdFeB磁体形成致密的氢氧化物钝化膜,对基体有一定的保护作用；在NaCl溶液中,C1-1离子会破坏磁体表面的氟碳涂层,加速Nd与Fe的阳极反应；在HCl溶液中,由于磁体很容易与H+发生活性溶解反应,腐蚀速率是最快的。利用电化学噪声技术监测涂层试样在NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明：三种试样均发生局部腐蚀；其中纳米TiO2/氟碳复合涂层试样的σI、W值最小,Rn值最大,其耐蚀性能最好。由时域分析可知,纳米TiO2/氟碳复合涂层腐蚀行为分为四个过程：孔蚀钝化期；孔蚀亚稳态形成期；孔蚀稳态发展期；孔蚀发展后期。电流频域中的白噪声水平W可以表征试样的腐蚀发展过程,当腐蚀发生时,W趋于增大。
[Abstract]:Due to its excellent magnetic properties, NdFeB permanent magnet has been widely used in electronic, electrical and communication fields. Due to the active chemical properties of NdFeB, it is easy to be oxidized or corroded in high temperature or wet environment, which limits the application of magnets. Therefore, it is of great significance to study the corrosion resistance of NdFeB permanent magnets. In order to improve the anticorrosion performance of bonded NdFeB magnets, nano TiO2/ fluorocarbon composite coatings were applied on the surface of the magnets in this paper. The main results are as follows: due to the high surface energy and easy agglomeration of nanometer Ti02, which is not conducive to the development of nanometer properties, it is necessary to modify the surface of nano TiO2 before preparing nano TiO2/ fluorocarbon composite coating. In this paper, the silane coupling agent KH550 was used to modify the nanoparticles. The results of sedimentation experiment showed that the dispersity was improved in varying degrees, among which 1.8g KH550 was the best. Thermogravimetric Analysis of (TGA). By Infrared (IR), Scanning electron microscopy (SEM) and other methods were used to characterize 18 g Ti02 nanoparticles modified by KH550. The results showed that: KH550 was successfully bonded to the surface of nano-TiO2, the grafting rate was 4.14, and the dispersion stability was improved. Nano-sized ZiO2/ fluorocarbon composite coatings were prepared by blending method, and nano-sized TiO2/ fluorocarbon composite coatings were prepared by brushing on the surface of bonded NdFeB magnets. The surface properties of the coatings were characterized by scanning electron microscope (SEM) (SEM) and contact angle tester. The results showed that the modified nano-TiO2 improved the dispersion of the coatings. The contact angle of fluorocarbon coating was increased from 78 掳to 860 掳, and that of nano TiO2/ fluorocarbon composite coating was increased to 113 掳, which showed hydrophobic property. The corrosion behavior of magnets in NaCl,HC1 and NaOH solution was studied by open-circuit potential, polarization curve and AC impedance (EIS). The results showed that the anticorrosive properties of nano-Ti02/ fluorocarbon composite coatings in three kinds of corrosion media were the best. In NaOH solution, NdFeB magnets are bonded to form dense hydroxide passivation films, which can protect the substrate. In NaCl solution, C1-1 ions will destroy fluorocarbon coating on the surface of magnets and accelerate the anodic reaction between Nd and Fe. In HCl solution, the anodic reaction between Nd and Fe can be accelerated. The corrosion rate is the fastest because the magnets react with H easily. The corrosion behavior of coating samples in NaCl solution was monitored by electrochemical noise technique. The results show that local corrosion occurs in all three kinds of specimens, in which the 蟽 _ (I) W value of nanosized TiO2/ fluorocarbon composite coating sample is the minimum and the rn value is the highest, and its corrosion resistance is the best. According to the time domain analysis, the corrosion behavior of nanosized TiO2/ fluorocarbon composite coatings can be divided into four processes: pitting passivation period, pitting metastable formation period, pitting steady state development period and pitting corrosion development stage. The white noise level W in the current frequency domain can characterize the corrosion process of the sample, and the W tends to increase when the corrosion occurs.
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM273;TB306

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本文编号：2240746