烧结NdFeB磁体表面离子液体电沉积Al-Mn合金防护研究

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烧结NdFeB磁性能高,在工业上得到广泛应用。烧结NdFeB磁体具有多相结构,其中富Nd元素相处于晶界且活性高,导致烧结型NdFeB磁体耐腐蚀性能差,表面需进行防护处理后才能应用。通常采用水溶液电沉积Ni、Cu和Zn等金属镀层进行防护。这种方法工艺简单、成本较低,但由于水溶液在电镀过程中会对烧结NdFeB磁体有所损伤,通常得到的镀层易开裂、分层、起泡等问题。另外,电镀如果管理不善还会存在环保问题。离子液体是一类通常完全由体积相对较大、不对称的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子组合而成的物质,在室温或接近室温(低于100℃)下呈液体状态。它是一种新型的绿色溶剂。由于离子液体具有独特的物理化学性质,使得它在有机合成、催化、分离纯化和电化学等领域都得到了较好的应用。较宽的电化学窗口和相当高的电导率,使离子液体在电化学沉积中具有独特的优势。目前已利用其电沉积得到如Al、Ti、Li、Mn、Al-Ti、Al-Mn等普通水溶液中无法得到的金属或合金镀层。离子液体电沉积Al及其合金是一种最常见应用。用离子液体电沉积出的纯铝镀层会有粉化和枝晶产生,由于镀层还会存在空隙,导致纯铝镀层对基体的耐蚀性提高不是很大,可以通过加入合金元素电沉积铝合金,可以改善镀层结构。因此可以在电沉积纯铝镀层的基础上进行铝合金的电沉积。锰与铝的电极电位非常接近,可进行共沉积,锰的析出,可以抑制沉积层的粉化及枝晶产生,改善镀层的表面状态,在一定条件下Al-Mn电沉积还可能形成非晶态镀层,进一步提高镀层的表面质量及耐蚀性。本文使用AlCl3-BMIC-MnCl2型离子液体,尝试在烧结NdFeB磁体上电沉积得到Al-Mn合金镀层。研究了AlCl3-BMIC-MnCl2离子液体的物理化学性质及电沉积的电流密度、温度、沉积时间和MnCl2浓度等工艺参数对获得的Al-Mn合金镀层的微观形貌和晶体结构的影响。讨论了获得非晶态Al-Mn合金的工艺参数窗口。探讨了烧结NdFeB磁体电沉积Al-Mn合金防护镀层后耐腐蚀性能。结果表明Al-Mn合金镀层对烧结NdFeB磁体的耐腐蚀性能有很大提高。
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