一次帶你了解磷化、電鍍、化學鍍、電泳、PVD、CVD等釹鐵硼常見鍍層方法
2021-01-15 找磁材
我們都知道燒結釹鐵硼永磁材料是採用粉末冶金工藝生產，是一種化學性質比較活潑的材料，內部存在微小孔隙，在空氣中富Nd相易氧化。材料被腐蝕或組分破壞後，日久將造成磁性能的衰減甚至喪失，從而影響整機的使用性能和壽命，所以使用前必須進行嚴格的防腐處理。之前懂磁帝也有文章為大家介紹過幾種常見鍍層，今天我們將系統地為大家梳理和比較一下釹鐵硼常見的鍍層。
溼法是磁體在純水、無機溶液或有機溶液下實施的表面防護處理，如電鍍、化學鍍、電泳、噴塗和浸塗等。幹法是磁體不接觸溶液，通過物理或化學過程實施的表面防護處理，如物理氣相沉積（PVD）和化學氣相沉積（CVD）。其中物理氣相沉積包括真空蒸發鍍、真空濺射鍍和離子鍍（IVD）。不同塗覆方法各有所長，需要針對不同的應用環境要求來做選擇。
溼法表面處理
主要方法有磷化、電鍍、化學鍍、電泳、噴塗和浸塗等方法，可以單獨使用也可以聯合使用。
1. 磷化
磷化過程是將磁體放入含有磷酸鹽的溶液中，溶液與磁體表面發生反應，形成一層磷化膜的過程。磷化膜一般呈灰色，難容於水，所以能改善磁體的吸水性和耐腐蝕性，可以單獨用來對付短期的抗腐蝕要求或使用環境要求不高的場合。
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2. 電鍍
電鍍過程是將磁體接到直流電源陰極，浸入含有鍍層材料陽離子的溶液中，陽離子在電場作用下會遷移到陰極並轉化成金屬原子結晶到磁體表面。
燒結釹鐵硼常用的有鍍鋅和鍍鎳，以及鎳銅鎳複合鍍。
鋅在乾燥空氣中比較穩定，在潮溼空氣或含氧的水中則會生成碳酸鋅薄膜，可延緩鋅的腐蝕速度，但在酸鹼鹽溶液、海洋性大氣、高溫高溼空氣中耐腐蝕性較差，鈍化處理可顯著提升鋅鍍層的耐蝕性。
鎳容易與空氣中的氧形成極薄的鈍化膜，在常溫下對大氣、鹼和一些酸有很好的耐腐蝕性，因此鍍鎳成為燒結釹鐵硼最普遍的電鍍方式。但是，鎳是一種優秀的軟磁材料，對基體磁性會形成屏蔽，當磁體體積小或很薄的時候屏蔽尤為明顯。單層鎳的侵蝕風險比較高，多層鍍或複合鍍能很好地解決這個問題。
銅的化學性質活潑，容易生鏽，所以一般不單獨使用，而是作為底鍍層或中間層來提高基底與表面鍍層的結合力。
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3. 化學鍍
化學鍍與電鍍一樣，也是通過氧化還原反應，鍍液中的金屬離子還原成原子附著在磁體表層，不同的是沒有電流來吸引離子、增強原子附著力，所以需要有還原劑在鍍液中共存，基體表面還需要催化。無需電源是化學鍍的最大優點，它可以在形狀複雜的磁體表面形成厚度均勻的鍍層，鍍層硬度高、空隙小、化學穩定性高。4. 電泳
與磷化和電鍍不同，電泳、噴塗和浸塗形成的表面保護層是有機物。電泳是在外電場的作用下導電分散介質中的帶電膠體顆粒向異性電極定向移動的現象，電泳塗裝利用這個特性使帶電的有機塗料分子（通常是環氧樹脂）牢固地吸附在作為異性電極的磁體表面，磁體從電泳槽中取出後再經過固化形成緻密的保護膜。
幹法表面處理
在幹法塗裝中磁體的倒角和去油的步驟與溼法塗裝近似，但幹法塗裝不需要將磁體的倒角做的很大，因為幹法塗裝的膜厚更均勻，同等腐蝕條件下膜厚低，邊角效應比較小。1. 物理氣相沉積（PVD）——真空離子蒸發鍍（IVD）
真空離子蒸發鍍是物理氣相沉積法的一種，由真空蒸鍍工藝發展來的。真空蒸鍍是在真空環境下將待鍍的金屬材料經電阻加熱、電弧加熱或濺射等方法蒸發，原子態的金屬在磁體表面沉積，結晶生長成完整覆蓋磁體的金屬膜，其中工藝最成熟的是電阻加熱蒸發鍍鋁。真空離子鍍通過在蒸發源和磁體之間加載高的負偏壓，加速了鋁蒸汽的沉積速度，進一步提高了磁體對鋁膜的附著力。
2. 化學氣相沉積（CVD）
化學氣相沉積對二甲苯聚合物（Parylene派瑞林）的應用是近年來發展到釹鐵硼表面防護領域的，塗覆過程在真空環境下進行，將派瑞林加熱升華為氣相單體，然後在溫度較低的磁體表面沉積，並聚合成固態的派瑞林薄膜。Parylen具有極低的水汽透過率，能提供優異的防潮抗腐蝕防護。
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