真空熱處理對鍍Al薄膜NdFeB磁體組織和耐蝕性的影響

時(shí)間：2013-04-03 16:10:37 來源：東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院作者：孫寶玉

用直流磁控濺射工藝, 在NdFeB 磁體表面鍍Al 薄膜, 并對鍍Al 薄膜的磁體進(jìn)行真空熱處理, 研究工藝、溫度和時(shí)間對鍍層成分、組織和性能的影響。結(jié)果表明: NdFeB 鍍Al 薄膜磁體經(jīng)650 度 , 10 min 熱處理后, 綜合性能最佳, Al 膜層與Nd􀀁FeB 磁體在界面產(chǎn)生冶金結(jié)合, 增強(qiáng)了界面結(jié)合力, 又保持了Al 膜層的完整性、連續(xù)性和良好耐蝕性。通過對樣品微組織的觀察發(fā)現(xiàn), 當(dāng)熱處理溫度高于650 度時(shí), Al 膜層與基體之間產(chǎn)生互擴(kuò)散, 形成新的RFeAlB 相, 隨著溫度繼續(xù)升高, 新相的長大,破壞了Al 膜層的完整性和連續(xù)性, 產(chǎn)生許多微缺陷和裂紋, 耐蝕性降低。

　　NdFeB 磁體以其優(yōu)異的磁性, 豐富的資源和相對便宜的價(jià)格, 廣泛地應(yīng)用在電子儀表、汽車電機(jī)、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療機(jī)械等領(lǐng)域。然而, NdFeB 磁體耐蝕性差, 容易在高溫和潮濕的環(huán)境中被氧化與腐蝕, 限制了它的廣泛應(yīng)用。雖然, 提高NdFeB磁體的防腐耐蝕性的方法和工藝很多, 已取得較好的應(yīng)用效果, 但尚未完全解決, 對某些特殊場合下的要求, 磁體的防腐耐蝕性能不過關(guān), 這仍是目前我國與世界先進(jìn)水平的差距, 所以, NdFeB 磁體防腐耐蝕問題是一個(gè)重要的研究方向。

　　在基體表面沉積防腐膜層, 是提高基體耐蝕性能較常用的做法。Al 是除了Fe 以外被大量應(yīng)用的工業(yè)結(jié)構(gòu)材料, 資源豐富和廉價(jià), 具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐蝕性。Ku N C, Qin C D, 謝發(fā)勤等報(bào)道了熱蒸鍍Al 和離子鍍Al 工藝對NdFeB 磁體在耐蝕性與磁性方面的研究, 鍍Al 磁體具有良好特性。磁控濺射鍍膜的物理方法具有低溫、高速、均勻可控、沉積率高、與基材附著性良好的特點(diǎn), 又沒有濕法鍍膜工藝中酸、堿溶液殘留的影響, 利于環(huán)保。NdFeB 磁體磁控濺射鍍Al 薄膜, 提高其耐蝕性, 是一項(xiàng)有意義、有前景的工作。本文利用直流磁控濺射法在NdFeB 磁體表面制備了Al 薄膜, 研究了熱處理對基體及薄膜成分、組織的影響, 并就工藝對耐蝕性能的影響進(jìn)行了分析和討論。

3 、結(jié)論

　　采用直流磁控濺射法在NdFeB 磁體上制備了性能良好的Al 薄膜。對沉積時(shí)間為2 h 的鍍Al 薄膜樣品進(jìn)行了不同溫度下的真空熱處理, 并對樣品進(jìn)行了鹽霧耐蝕實(shí)驗(yàn), 結(jié)果表明: 表面鍍有沉積態(tài)Al 薄膜的NdFeB 樣品已經(jīng)展現(xiàn)出較好的耐腐蝕性。經(jīng)過650度 , 10min 真空熱處理, 膜層與基體間產(chǎn)生冶金結(jié)合, 提高了膜層附著力, 保持了鍍層的完整性, 使樣品的耐蝕性進(jìn)一步提高。當(dāng)熱處理溫度高于650度時(shí), Al 膜層與基體之間形成新的R( Nd, Pr,Dy) FeAlB 相, 隨著溫度繼續(xù)升高, 新相的長大, 破壞了Al 膜層的完整性和連續(xù)性, 產(chǎn)生許多微缺陷和裂紋, 使樣品耐蝕性降低。

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