Prednost prevleke aluminija s PVD na NdFeB magnetih

  1. Potreba po površinski zaščiti NdFeB magnetov

Sintrani NdFeB magnetiširoko uporabljajo zaradi svojih izjemnih magnetnih lastnosti.Vendar pa slaba odpornost magnetov proti koroziji ovira njihovo nadaljnjo uporabo v komercialne namene, zato so potrebni površinski premazi.Široko uporabljeni premazi trenutno vključujejo galvansko obdelavo Ni-premazi na osnovi galvanizacije Zn-temeljipremazi, kot tudi elektroforetski ali pršilni epoksi premazi.Toda z nenehnim napredkom tehnologije, zahteve za premazeof NdFeBprav tako naraščajo in običajne plasti za galvanizacijo včasih ne morejo izpolniti zahtev.Prevleka na osnovi Al, nanesena s tehnologijo fizičnega naparjevanja (PVD), ima odlične lastnosti.

  1. Značilnosti nanosa aluminija na NdFeB magnete s PVD tehnikami

● S tehnikami PVD, kot so naprševanje, ionsko nanašanje in naparevanje, lahko dobite zaščitne premaze.Tabela 1 navaja primerjavo principov in značilnosti metod galvanizacije in naprševanja.

f01

Tabela 1 Primerjalne značilnosti med metodama galvanizacije in naprševanja

Razprševanje je pojav uporabe visokoenergijskih delcev za bombardiranje trdne površine, kar povzroči, da atomi in molekule na trdni površini izmenjajo kinetično energijo s temi visokoenergijskimi delci, s čimer brizgajo ven s trdne površine.Prvič ga je odkril Grove leta 1852. Glede na čas njegovega razvoja je bilo sekundarno razprševanje, terciarno razprševanje itd.Vendar se zaradi nizke učinkovitosti razprševanja in drugih razlogov ni široko uporabljal do leta 1974, ko je Chapin izumil uravnoteženo magnetronsko razprševanje, s čimer je hitro in nizkotemperaturno razprševanje postalo resničnost, tehnologija magnetronskega razprševanja pa se je lahko hitro razvila.Magnetronsko razprševanje je metoda razprševanja, ki med postopkom razprševanja uvaja elektromagnetna polja za povečanje stopnje ionizacije na 5% -6%.Shematski diagram uravnoteženega magnetronskega razprševanja je prikazan na sliki 1.

f1

Slika 1 Načelni diagram uravnoteženega magnetronskega razprševanja

Zaradi svoje odlične odpornosti proti koroziji se Al prevleka nanese zion hlapinanašanje (IVD) je Boeing uporabil kot nadomestek za galvanizacijo Cd.Pri uporabi za sintrani NdFeB, ima predvsem naslednje prednosti:
1.Hvisoka lepilna moč.
Lepilna moč Al inNdFeBje na splošno ≥ 25MPa, medtem ko je adhezivna trdnost navadnega galvaniziranega Ni in NdFeB približno 8-12MPa, adhezivna trdnost galvaniziranega Zn in NdFeB pa je približno 6-10MPa.Zaradi te lastnosti je Al/NdFeB primeren za vse aplikacije, ki zahtevajo visoko moč lepila.Kot je prikazano na sliki 2, po izmeničnem 10 ciklih udarca med (-196 °C) in (200 °C) ostane adhezivna moč Al prevleke odlična.

F02(1)

Fotografija Al/NdFeB na sliki 2 po 10 izmeničnih cikličnih udarcih med (-196 °C) in (200 °C)

2. Namočite v lepilo.
Al prevleka je hidrofilna in kontaktni kot lepila je majhen, brez nevarnosti odpadanja.Slika 3 prikazuje 38mN površinonapetostna tekočina.Testna tekočina se v celoti razporedi po površini Al prevleke.

f03(1)

Fslika 3. test 38mN površinonapetost

3. Magnetna prepustnost Al je zelo nizka (relativna prepustnost: 1,00) in ne bo povzročila zaščite magnetnih lastnosti.

To je še posebej pomembno pri uporabi magnetov majhne prostornine v polju 3C.Površinska zmogljivost je zelo pomembna.Kot je prikazano na sliki 4, je za kolono vzorca D10 * 10 vpliv prevleke Al na magnetne lastnosti zelo majhen.

f4(2)

Slika 4 Spremembe magnetnih lastnosti sintranega NdFeB po nanosu PVD Al prevleke in galvanizirani NiCuNi prevleki na površino.

4. Enakomernost debeline je veliko boljša
Ker je odložen v obliki atomov in atomskih grozdov, je debelina Al prevleke popolnoma nadzorovana, enakomernost debeline pa je veliko boljša kot pri galvanizirani prevleki.Kot je prikazano na sliki 5, ima Al prevleka enakomerno debelino in odlično lepilno moč.

f5(1)

Slika5 presek Al/NdFeB

5. Postopek nanašanja tehnologije PVD je popolnoma okolju prijazen in ni problema z onesnaževanjem okolja.
V skladu s praktičnimi zahtevami lahko tehnologija PVD nanese tudi večplastne sloje, kot so večplastni sloji Al/Al2O3 z odlično odpornostjo proti koroziji in premazi Al/AlN z odličnimi mehanskimi lastnostmi.Kot je prikazano na sliki 6, struktura prečnega prereza večplastne prevleke Al/Al2O3.

f6(1)

Fslika 6Križ razdelekod Al/Al2O3 večplastni

  1. Napredek industrializacije tehnologije neodim-železo-bor PVD Al prevleke 

Trenutno so glavne težave, ki omejujejo industrializacijo Al prevlek na NdFeB:

(1) Šest strani magneta je enakomerno odloženih.Zahteva za magnetno zaščito je nanos enakovredne prevleke na zunanjo površino magneta, kar zahteva rešitev tridimenzionalne rotacije magneta pri serijski obdelavi, da se zagotovi doslednost kakovosti prevleke;

(2) Postopek odstranjevanja aluminijaste prevleke.V procesu obsežne industrijske proizvodnje je neizogibno, da se bodo pojavili nekvalificirani izdelki.Zato je potrebno odstraniti nekvalificirano Al prevleko inponovno zaščititibrez škode za delovanje magnetov NdFeB;

(3) Sintrani magneti NdFeB imajo več stopenj in oblik glede na posebno okolje uporabe.Zato je treba preučiti ustrezne zaščitne metode za različne stopnje in oblike;

(4) Razvoj proizvodne opreme.Proizvodni proces mora zagotoviti razumno proizvodno učinkovitost, kar zahteva razvoj PVD opreme, primerne za NdFeB magnetno zaščito in z visoko proizvodno učinkovitostjo;

(5) Zmanjšanje stroškov proizvodnje tehnologije PVD in izboljšanje konkurenčnosti na trgu;

Po letih raziskav in industrijskega razvoja.Hangzhou Magnet Power Technology je strankam lahko zagotovila izdelke, prevlečene s PVD aluminijasto površino.Kot je prikazano na sliki 7, ustrezne fotografije izdelkov.

f7(1)

Slika 7 Magneti NdFeB, prevlečeni z Al, različnih oblik.

 


Čas objave: 22. novembra 2023