מדוע מגנט קטן זקוק לציפוי זהב '?
באוויר בטמפרטורה גבוהה של 150 מעלות צלזיוס, ניתן לחמצן לחלוטין מגנט NDFEB לא מוגן תוך 51 יום בלבד, ובסופו של דבר לאבד את הכוח המגנטי הקסום שלו.
כמו 'מלך המגנטים ' בתעשייה המודרנית, מגנטים NDFEB נמצאים בשימוש נרחב ברכבי אנרגיה חדשים, ייצור כוח רוח, אלקטרוניקה צרכנית ושדות אחרים בגלל התכונות המגנטיות המצוינות שלהם. עם זאת, למגנט עוצמתי זה יש חולשה קטלנית: הוא רגיש מאוד לקורוזיה וחמצון.
ללא טיפול לפני השטח, מגנטים NDFEB מתחמצנים במהירות באוויר, מה שמוביל לריקבון או אפילו לאובדן מלא של תכונות מגנטיות, ובסופו של דבר משפיעים על הביצועים ותוחלת החיים של המכונה כולה.
01 מדוע הטיפול במשטח נחוץ?
מגנטים של NDFEB מיוצרים באמצעות תהליכי אבקת מטלורגיה, מה שהופך אותם לחומר אבקה תגובתי כימי מאוד עם מיקרו-אורות ופטלים פנימיים. מבנה נקבובי זה גורם למגנט לפעול כמו ספוג מיניאטורי, לספוג בקלות לחות ומזהמים מהאוויר.
תוצאות הניסוי מראות כי מגנט קבוע של NDFEB Sintered NDFEB המונח באוויר בטמפרטורה של 150 מעלות צלזיוס למשך 51 יום יחמצן ויושן לחלוטין . אפילו בטמפרטורת החדר, מגנטים של NDFEB לא מוגנים בהדרגה מתחמצנים, מה שמוביל לירידה בתכונות המגנטיות.
כאשר חומרים מגנטיים משוטים או שההרכב שלהם נפגע, זה בסופו של דבר יגרום לריקבון או אפילו לאובדן מלא של תכונות מגנטיות, ובכך ישפיע על הביצועים ותוחלת החיים של המכונה כולה. לפיכך, טיפול פני השטח אינו רק עניין של אסתטיקה אלא טכנולוגיית מפתח להבטיח את האמינות לטווח הארוך של מגנטים.
02 תכשירים לטיפול פני השטח
איכות האלקטרופילציה של NDFEB קשורה קשר הדוק ליעילות הטיפול לפני הטיפול שלה. טיפול מקדים הוא הקריטי ביותר והנוועד ביותר לבעיות בתהליך הטיפול בשטח כולו.
הטיפול מקדים כולל בדרך כלל תהליכים כמו טחינה ושחיקה שוחקת, שמירה כימית על ידי טבילה, שטיפת חומצות להסרת סרטי תחמוצת והפעלת חומצה חלשה, שזורה בניקוי קולי. מטרת תהליכים אלה היא לחשוף משטח בסיסי נקי של מגנט NDFEB המתאים לאלקטרוליטי.
בהשוואה לחלקי פלדה רגילים, הטיפול לפני מוצרי NDFEB קשה יותר בגלל פני השטח המחוספס והנקבוביים שלהם , מה שמקשה על הסרת העפר לחלוטין. 'מזהמים ' אלה יכולים להשפיע לרעה על כוח המליטה בין ציפוי ה- NDFEB למצע.
נכון לעכשיו, טיפול מקדים של NDFEB כרוך בדרך כלל בשלבים מרובים של ניקוי קולי. השפעת הקאוויטציה של אולטרסאונד מסלקת היטב את כתמי הנפט, חומצות, אלקאליס וחומרים אחרים מהמיקרופוריות של NDFEB. שיטה זו גם מסלקת למעשה אפר בורון שנוצר על פני השטח של NDFEB במהלך שטיפת חומצות.
03 טכנולוגיות לטיפול פני השטח המגוון
ישנן שיטות שונות לטיפול אנטי-קורוזיה ב- NDFEB, לרוב כולל אלקטרוליטיזציה, ציפוי ללא חשמל, ציפוי אלקטרופורטי, טיפול זרחני וכו '. לכל שיטה היתרונות הייחודיים שלה ותרחישים ישימים.
טיפול בפסיבציה
פסיבציה כוללת יצירת סרט מגן על פני מגנטים ND באמצעות שיטות כימיות להשגת מטרות נגד קורוזיה. תהליך הפסיבציה כולל: שמירה → שטיפת מים → שטיפת מים קולית → שטיפת חומצות → שטיפת מים → שטיפת מים קולית → שטיפת מים טהורה → טיפול פסיבציה → שטיפת מים טהורה → התייבשות → ייבוש.
טיפולי פסיבציה מסורתיים משתמשים בעיקר בחומצה כרומית וכרומטים כחומרים מטפלים, המכונה פסיבציה כרומט. סרט המרת הכרומט שנוצר על פני המתכת לאחר הטיפול מספק הגנה טובה נגד קורוזיה למתכת הבסיס.
טיפול זרחני
טיפול זרחני כולל יצירת סרט מגן פוספט בלתי מסיס על פני המתכת באמצעות תגובה כימית. לשיטה זו יש עלות נמוכה יחסית ופעולה פשוטה, אך ביצועי האנטי-קורוזיה שלה הם גרועים יותר בהשוואה לאלקטרופילציה.
שיטה משופרת כוללת טיפול בפסיבציה לאחר זרחן, כאשר התוצר הזרחן שקוע בתמיסה מעורבת של נגזרות חומצה סטארית מותכת ושרף אפוקסי. לסרט המגן המתקבל בשיטה זו יש הדבקה חזקה , משטח אחיד, ושיפר משמעותית את עמידות הקורוזיה.
טיפול אלקטרוליטי
כשיטת טיפול משטח מתכתית בוגרת, שימוש נרחב בהרחבה. NDFEB אלקטרוליטיזציה יכולה לאמץ תהליכי אלקטרו -רשת שונים בהתאם לסביבת השימוש של המוצר.
ציפויי השטח משתנים גם הם, כמו ציפוי אבץ, ציפוי ניקל, ציפוי נחושת, ציפוי פח, ציפוי מתכת יקר, שרף אפוקסי וכו '.
רק אבץ וניקל מתאימים לציפוי ישיר על פני המגנטים של NDFEB, ולכן בדרך כלל מיושמים טכנולוגיית אלקטרוליסטית רב שכבתי לאחר ציפוי ניקל. האתגר הטכני של ציפוי נחושת ישיר ב- NDFEB נפרץ כעת, וציפוי נחושת ישירה ואחריו ציפוי ניקל הוא מגמת פיתוח.
04 השוואת ביצועים של ציפויים שונים
הציפויים הנפוצים ביותר למגנטים NDFEB חזקים הם ציפוי אבץ וציפוי ניקל. יש להם הבדלים ברורים במראה, עמידות בפני קורוזיה, חיי שירות, מחיר וכו '.
מאפייני ציפוי אבץ
ציפוי אבץ הוא האפשרות החסכונית ביותר. היתרון העיקרי שלה הוא עלות נמוכה, מה שהופך אותו מתאים ליישומים שבהם המראה אינו עדיפות גבוהה.
עם זאת, אבץ הוא מתכת פעילה שיכולה להגיב עם חומצות, ולכן עמידות הקורוזיה שלה יחסית ירודה . עם הזמן, ציפוי פני השטח נוטה ליפול, וגורם לחמצון של המגנט ובכך משפיע על תכונותיו המגנטיות.
מאפייני ציפוי ניקל
ציפוי ניקל עדיף על ציפוי אבץ מבחינת ליטוש ובעל מראה בהיר יותר. אלו הדורשים מראה גבוה במוצר בוחר בדרך כלל ציפוי ניקל.
לאחר טיפול במשטח ציפוי ניקל, עמידות הקורוזיה שלו גבוהה יותר. בשל ההבדל בהתנגדות לקורוזיה, חיי השירות של ציפוי ניקל ארוכים מזה של ציפוי אבץ. לציפוי ניקל יש קשיות גבוהה יותר מאשר ציפוי אבץ, שיכול להימנע במידה רבה על תופעות סדוק, פיצוח ותופעות אחרות במגנטים חזקים של NDFEB הנגרמים כתוצאה מהשפעה במהלך השימוש.
05 כיצד לבחור את הציפוי הנכון?
בבחירת מגנטים NDFEB חזקים, יש לקחת בחשבון באופן מקיף גורמים כמו טמפרטורת תפעול, השפעה על הסביבה, דרישות עמידות בפני קורוזיה, מראה מוצר, הידבקות ציפוי, אפקט דבק וכו ', כדי להחליט באיזה ציפוי להשתמש.
ליישומים עם דרישות למראה גבוה , כמו מוצרי אלקטרוניקה צרכנית, בדרך כלל נבחר ציפוי ניקל מכיוון שיש לו מראה בהיר יותר ועמידות טובה יותר לקורוזיה.
עבור יישומים שבהם המגנט אינו חשוף ודרישות מראה המוצר נמוכות יחסית, ניתן לשקול ציפוי אבץ כמפחית את העלויות.
בסביבות טמפרטורה גבוהה, לותות גבוהה או באורוזיביות, יש צורך לבחור ציפויים עם עמידות בפני קורוזיה טובה יותר , כגון אלקטרוליטל רב שכבתי (ניקל + נחושת + ניקל).
06 מגמות פיתוח של טכנולוגיית טיפול פני השטח
טכנולוגיית הטיפול בשטח NDFEB מתפתחת ומחדשת כל הזמן. בשנים האחרונות הדרישות להתנגדות הקורוזיה של סרטי המרה של NDFEB הפכו גבוהות יותר ויותר, מה שמקשה על העמידה בדרישות הסתמכות אך ורק על טכנולוגיית הפסיבציה.
תהליך נפוץ הוא טכנולוגיית סרטי המרה מורכבים , הכוללת לראשונה זרחן ואחריו פסיבציה. על ידי מילוי הנקבוביות של סרט הזרחן, משופרת ביעילות את התנגדות הקורוזיה של סרט ההמרה המורכב.
ציפוי נחושת ישיר ואחריו ציפוי ניקל הוא מגמת פיתוח. תכנון ציפוי כזה תורם יותר להשגת אינדיקטורים למדגנטיזציה תרמית של רכיבי NDFEB.
החוקרים מפתחים גם טכנולוגיות טיפול חדשות ידידותיות לסביבה להפחתת ההשפעה הסביבתית. בבחירת תהליך אלקטרוליטי, לא רק יש לקחת בחשבון את האופי המגן של התהליך והמעשיות לייצור, אלא גם את ההשפעה והנזק של פליטות אלקטרוליילציה על הסביבה.
כעת, טכנולוגיית הטיפול בשטח עבור מגנטים של NDFEB יכולה כבר לאפשר ציפויים לעמוד ב 500-1000 שעות של בדיקת ריסוס מלח, ולהרחיב משמעותית את חיי השירות של המגנטים.
טכנולוגיית הטיפול בשטח עדיין משתפרת ברציפות. ציפוי נחושת ישיר ואחריו ציפוי ניקל הוא מגמת פיתוח, שכן תכנון ציפוי כזה מועיל יותר להשגת מדדי הדמגנטיזציה התרמית של רכיבי NDFEB.
בעתיד, עם הגדלת דרישות להגנת הסביבה, טכנולוגיות טיפוליות ירוקות חדשות ירוקות יהפכו למוקד מחקרי ופיתוח, ויאפשרו לנו להגן טוב יותר על כדור הארץ שלנו תוך כדי ליהנות מנוחיות הטכנולוגיה.
