Do quy trình sản xuất khác nhau nên chúng được chia thành hai loại: nam châm NdFeB thiêu kết và nam châm NdFeB liên kết. Lớp phủ nam châm mạnh của nam châm NdFeB thường được mạ niken, đồng, crom, vàng, kẽm đen, kẽm xanh và trắng, keo nhựa epoxy, v.v. Tùy thuộc vào quá trình mạ điện, màu sắc của bề mặt nam châm cũng sẽ khác nhau, và thời gian bảo quản cũng sẽ khác nhau.
1. Mạ kim loại
1.1 Lớp phủ kim loại mạ điện
Công nghệ doanh nghiệp mạ điện, còn được gọi là công nghệ môi trường định vị điện, là một quá trình trong đó cực âm và cực dương tạo thành một vòng trong dung dịch điện phân (dung dịch mạ) và các cation kim loại được mạ trong dung dịch điện phân sẽ lắng đọng trên bề mặt của chất điện phân. thành phần mạ catốt. Công thức dung dịch mạ của lớp phủ kim loại mạ điện NdFeB hầu hết thu được bằng cách cải tiến công thức dung dịch mạ truyền thống. Khi mạ điện phủ kim loại lên bề mặt nam châm NdFeB, vấn đề đặt ra hàng đầu là làm thế nào để giảm sự ăn mòn của nam châm bởi dung dịch mạ và ngăn không cho dung dịch mạ còn sót lại trong khoang trên bề mặt nam châm. Do đó, thành phần hóa học của dung dịch mạ cần được điều chỉnh để thu được dung dịch mạ trung tính và duy trì hoạt tính và độ hòa tan thích hợp của lớp mạ. Sau đây là phần giới thiệu về một số quy trình mạ điện NdFeB thường được sử dụng.
Từ góc độ chi phí, khả năng chống ăn mòn và sản xuất hàng loạt, mạ niken trên bề mặt nam châm NdFeB là phương pháp lý tưởng và được sử dụng rộng rãi nhất. Nhưng cũng có một số khuyết điểm như hiệu ứng góc, độ dày không đồng đều của từng bộ phận, nhiều khuyết tật, độ xốp lớn, v.v. Mạ điện Ni trên nam châm tương tự như các quy trình mạ điện thông thường, nhưng thành phần hóa học của dung dịch mạ cần được cải thiện. Quy trình xử lý như sau: rửa siêu, rửa nước, tẩy chua, rửa nước, rửa siêu, rửa nước, kích hoạt, rửa nước, mạ điện, rửa nước và sấy khô. Cheng và cộng sự. nghiên cứu quy trình mạ niken xung và đề xuất quy trình mạ niken xung tối ưu. Blackwood và cộng sự. nhận thấy rằng độ bám dính và khả năng chống ăn mòn của lớp mạ niken thu được từ dung dịch mạ axit tốt hơn đáng kể so với lớp mạ niken kiềm. Quy trình mạ niken hữu cơ do Công ty Jindong của Nhật Bản phát triển giúp loại bỏ các dấu vết không thể tránh khỏi trong quá trình mạ điện của các bề mặt kim loại này. Trong ứng dụng bảo vệ NdFeB hiện nay, mạ kẽm là quy trình lớn thứ hai sau mạ niken. Do độ dày kết tinh của lớp kẽm mạ điện dày hơn lớp niken mạ điện nên khả năng chống ăn mòn kém hơn lớp niken mạ điện, nhưng quá trình thụ động có thể tạo thành màng bảo vệ có nhiều màu sắc khác nhau. Chi phí sản xuất và quản lý mạ điện kẽm thấp. Trong quy trình mạ điện thông thường, bằng cách điều chỉnh thành phần hóa học của dung dịch mạ và kiểm soát giá trị pH, NdFeB có thể được mạ điện trực tiếp trên NdFeB. Nó đã được sử dụng trong sản xuất công nghiệp nhưng việc cải thiện độ bám dính giữa lớp phủ và nền vẫn còn là một vấn đề.
1.2 Lớp phủ hợp kim
Lớp phủ hợp kim kẽm-niken được sử dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp vì khả năng chống ăn mòn tốt, độ giòn hydro thấp và hiệu suất chi phí cao. Từ quan điểm điện hóa, lớp phủ hợp kim kẽm-niken thuộc lớp phủ cực sắt-sắt. Khả năng ổn định của nó dương hơn so với lớp phủ kẽm nguyên chất nên trong quá trình bảo vệ điện hóa của NdFeB, dòng ăn mòn của nó nhỏ hơn so với lớp phủ kẽm nguyên chất. Từ nghiên cứu về các sản phẩm ăn mòn của lớp phủ hợp kim kẽm-niken, niken trong lớp phủ hợp kim có thể ức chế hiệu quả phản ứng ăn mòn ở Trung Quốc. Sản phẩm ăn mòn ZnCl_24Zn(OH)_2 đậm đặc hơn, ổn định hơn và dẫn điện hơn ZnO trong lớp phủ kẽm. tệ hơn. Hệ thống bể mạ hợp kim kẽm-niken chủ yếu sử dụng hệ thống kẽmat kiềm và hệ thống clorua axit yếu. Hai phương pháp đầu tiên có khả năng quản lý phi tập trung cao và phù hợp để mạ điện các bộ phận lớn và phức tạp, nhưng mức hiệu quả hiện tại còn thấp. Loại thứ hai có ưu điểm là hiệu suất dòng điện cao, tốc độ lắng đọng nhanh, độ giòn hydro thấp nhưng độ phân tán tốt. Zhang Xiuzhu đã nghiên cứu quy trình mạ điện của các hợp kim sắt mới có độ giòn hydro thấp và thu được lớp phủ hợp kim có hàm lượng niken từ 8,4% đến 22,6%, hầu như không có vấn đề về độ giòn hydro.
Hợp kim kẽm-sắt mạ điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp vì khả năng chống ăn mòn tốt, khả năng mạ, khả năng hàn và độ cứng cao. So với lớp phủ kẽm nguyên chất, lớp phủ hợp kim kẽm-sắt có khả năng chống ăn mòn tốt hơn và giá thành thấp hơn so với lớp phủ hợp kim niken và kẽm-niken nguyên chất. Nó có thể sẽ trở thành một hướng đi mới về bảo vệ bề mặt NdFeB cho các doanh nghiệp trong tương lai. Lớp phủ hợp kim kẽm-sắt dựa trên cơ chế đồng lắng đọng bất thường của kẽm và sắt, trong đó Fe2 và Zn2 được lắng đọng đồng thời trên nền thông qua quá trình phóng điện. Nên thêm một số chất ổn định vào dung dịch mạ để ức chế quá trình oxy hóa Fe2 thành Fe3 và khử Fe3 thành Fe2 để ổn định dung dịch mạ. Chất ổn định sắt mới được phát triển phù hợp cho bể mạ hợp kim niken-sắt sunfat. Phương pháp này có thể biến đổi Fe3 sinh ra do sự ăn mòn nam châm NdFeB trong dung dịch mạ ban đầu của các doanh nghiệp mạ điện từ các ion tạp chất thành các ion có ích cho xã hội, tạo điều kiện thuận lợi cho việc duy trì dung dịch mạ. Hiện nay, các giải pháp mạ hợp kim kẽm-sắt thông thường được chia thành hệ thống axit clo hóa, hệ thống sunfat trung tính và hệ thống kẽm kiềm. Trong các hệ thống quản lý này, làm thế nào để giảm sự ăn mòn của dung dịch mạ trên bề mặt nam châm NdFeB trước khi các ion kim loại lắng đọng qua quá trình phóng điện và cách các công ty có thể làm cho Fe2 trong dung dịch mạ an toàn hơn và ổn định hơn, chính là chìa khóa để hiện thực hóa NdFeB. mạ điện hợp kim kẽm-sắt. .
Kẽm đen: Bề mặt sản phẩm được xử lý đen theo nhu cầu khách hàng. Về mạ điện, chủ yếu là thêm một lớp màng bảo vệ màu đen thông qua xử lý hóa học dựa trên mạ kẽm nhúng nóng. Bộ phim này cũng có thể đóng một vai trò trong việc bảo vệ sản phẩm. Cải thiện thời gian chống ăn mòn và tăng thời gian oxy hóa. Tuy nhiên, bề mặt của nó dễ bị trầy xước và mất đi tác dụng bảo vệ. Ngày nay rất ít người sử dụng và hầu hết đều được thay thế bằng nhựa epoxy. Nó có màu xám đen và hầu hết được thay thế bằng nhựa epoxy.
1.3 Mạ nhôm chân không Công nghệ aluminizing ion chân không là phương pháp xử lý bề mặt kết hợp bay hơi chân không, cấy ion và công nghệ lắng đọng thời tiết. Dựa trên sự bay hơi chân không và kích hoạt plasma, hơi của vật liệu màng mỏng bị ion hóa trong quá trình phóng điện phát sáng của khí trơ, sau đó chất nền được bắn phá và phủ lên. Phương pháp này là công nghệ mạ khô, có thể tránh được các khuyết tật như dung dịch mạ ướt còn sót lại trong khe hở giữa các nam châm, sự ăn mòn bề mặt nam châm bởi dung dịch mạ và hiện tượng giòn lớp phủ do nam châm hấp thụ hydro trong quá trình mạ điện. Độ bền liên kết và khả năng chống ăn mòn của lớp nhôm mạ ion cao hơn nhiều so với lớp mạ kẽm và niken. Trong quá trình mạ ion, ở một mức độ nhất định, sự bắn phá của các ion và nguyên tử năng lượng cao trên bề mặt nam châm có thể ảnh hưởng đến việc phun các ion, gây ra phản ứng giữa hợp chất kim loại và nam châm. Sự hình thành pha mới không chỉ cải thiện độ bền liên kết của lớp phủ mà còn làm tăng lực kháng từ của nam châm. Quá trình aluminizing ion sẽ không gây ô nhiễm môi trường xã hội, cũng như không làm hỏng hiệu suất hệ thống cơ học của nam châm và thậm chí sẽ cải thiện hiệu suất mỏi của một số vật liệu liên quan. Ngoài ra, lớp phủ nhôm có độ dẫn điện tốt và hình thức đẹp.
1.4 Mạ hợp kim niken-phốt pho không điện
Công nghệ mạ hợp kim Ni-P không điện là phương pháp sử dụng chất khử để tự động khử lớp phủ Ni-P trên bề mặt các bộ phận được kích hoạt mà không cần thêm dòng điện. Mạ niken-phốt pho sử dụng muối niken để khử các ion niken dưới tác dụng của hypophotphit và hypophosphite phân hủy phốt pho. Quá trình phản ứng khử chỉ có thể được thực hiện dưới tác dụng của các chất xúc tác khác nhau. Các kim loại như nhôm, niken, coban, sắt và hợp kim của chúng có tác dụng xúc tác nên nam châm NdFeB có thể được mạ trực tiếp bằng hợp kim niken-phốt pho. Khi bắt đầu phản ứng khử, có thể thu được một lớp phủ hợp kim niken một cách tự nhiên và đồng đều trên toàn bộ nam châm do tác dụng tự xúc tác của niken. Để đảm bảo chất lượng, nên bổ sung thêm các chất tạo phức, chất đệm, chất ổn định, chất điều chỉnh pH,… trong quá trình mạ điện phân. Lớp phủ hợp kim niken-phốt pho có ít lỗ chân lông hơn, độ dày đồng đều, độ cứng cao, bề mặt nhẵn và độ bám dính tốt với bề mặt. Lớp phủ có hàm lượng phốt pho lớn hơn 7% có cấu trúc vô định hình, không có khuyết tật ranh giới hạt và khả năng chống ăn mòn cao.
Đồng 1,5: chủ yếu xảy ra trong ngành công nghiệp phần cứng. Rất ít người sử dụng nó trong lĩnh vực nam châm NdFeB. Bề ngoài của nó có màu vàng nhạt. Rất ít sử dụng, bề ngoài có màu vàng nhạt
1.6 Crom: Mạ điện crom cũng tương đối hiếm ở hiện trường. Chi phí cho quá trình mạ điện của nó rất cao và các doanh nghiệp thông thường không thể áp dụng được. Tuy nhiên khả năng giải phóng phân rã của nó rất mạnh và khó phản ứng với các chất khác. Chủ yếu được sử dụng ở những vùng có độ pH cực mạnh. Điều này thường hiếm khi được chọn.
1.7 Vàng: Hầu hết các đồ trang sức bằng vàng nhạt bạn nhìn thấy ở một số quầy hàng trên phố đều được mạ điện bằng vàng hoặc đồng. Mạ vàng giúp bề mặt sản phẩm đẹp như phần lõi. Nó thường được sử dụng trong lĩnh vực trang sức. Nó cũng được sử dụng làm thành phần dẫn điện trong một số thiết bị điện tử tiêu dùng cao cấp. Ví dụ: giao diện dẫn điện của tai nghe Bluetooth không dây có giá trị thương hiệu tương đối cao sử dụng lớp mạ vàng.
2. Lớp phủ hữu cơ
2.1 Lớp phủ polymer có thể được sử dụng để bảo vệ bề mặt nam châm trong môi trường ăn mòn nghiêm trọng và các ứng dụng cần cách điện. Vật liệu nghiên cứu chính cho lớp phủ tổng hợp polyme nam châm NdFeB là nhựa và polyme liên kết hữu cơ, trong đó được sử dụng rộng rãi nhất là lớp phủ nhựa. Điều này là do nhựa epoxy có khả năng chống nước, kháng hóa chất và đặc tính kết dính rất tuyệt vời và có độ cứng đủ cao. Ngoài nhựa epoxy, các lớp phủ nhựa hiện có bao gồm polyacrylate, polyamit, polyimide, v.v. Hỗn hợp của các loại nhựa này cũng có thể được sử dụng. Nội dung chính của nghiên cứu quy trình phủ bao gồm phun và điện di. Lớp phủ điện di catốt có khả năng kháng axit, kháng kiềm, kháng dung môi, tính chất cơ lý cao, đặc biệt là độ bám dính. Trước khi điện di, quá trình tiền xử lý kẽm photphat thường được thực hiện. Kẽm photphat vừa là lớp cách nhiệt vừa là lớp chống ăn mòn. Nam châm liên kết dễ bị oxy hóa trong không khí. Việc xử lý lớp phủ có thể cách ly bột từ tính khỏi oxy hoặc nước trong không khí để ngăn chặn quá trình oxy hóa và rỉ sét. Cheng và cộng sự. đã áp dụng một loại vật liệu nhựa mới (nhựa bismaleimide) để bảo vệ bề mặt nam châm NdFeB, có độ ổn định cao hơn và độ nhạy ẩm thấp hơn nhựa epoxy.
2.2Parylen là vật liệu phủ phù hợp mới được phát triển bởi Công ty cacbua Liên minh Anh vào giữa đến cuối những năm 1960. Nó là một polyme paraxylene. Nguyên liệu thủy từ nam châm đất hiếm NdFeB là vật liệu từ tính mạnh với hiệu suất tuyệt vời và là một trong những nguyên liệu thô quan trọng để thu nhỏ và siêu thu nhỏ các động cơ vi mô. Tuy nhiên, loại vật liệu này rất không ổn định trong không khí. Các vật liệu lớn hơn thường sử dụng sơn tự động mạ điện hoặc nhựa epoxy để làm lớp phủ bảo vệ. Các vật liệu từ tính hiếm cỡ nhỏ và vừa có kích thước 1-5 mm, đặc biệt là các vòng và hình trụ. Các vật liệu từ tính giống như trái đất không còn có thể đạt được sự bảo vệ đáng tin cậy và đáp ứng các yêu cầu ứng dụng thông qua các phương pháp truyền thống nêu trên. Sự kết hợp giữa quy trình sản xuất độc đáo và các đặc tính tuyệt vời của polyparalylene cho phép nó phủ hoàn toàn các nam châm nhỏ gọn cỡ vừa và nhỏ mà không có bất kỳ điểm yếu nào. Vật liệu nam châm vĩnh cửu được phủ nó có thể được ngâm trong axit sulfuric trong 10 ngày. Ở trên không bị ăn mòn. Hiện nay, hầu hết các vật liệu từ tính cỡ vừa và nhỏ trên thế giới đều sử dụng parylene làm lớp cách nhiệt và lớp phủ bảo vệ.
3. Kết luận
Tóm lại, một số tiến bộ đã đạt được trong việc bảo vệ bề mặt của NdFeB. Khả năng chống ăn mòn tốt đã đạt được, điều này thúc đẩy đáng kể việc ứng dụng rộng rãi hơn nữa của nam châm NdFeB. Nhưng có những hạn chế khác nhau đối với các phương pháp làm việc bảo vệ khác nhau. Đối với quá trình mạ điện, cải thiện độ bám dính của lớp phủ và giảm độ giòn do hydro là những công nghệ chủ chốt. Mặc dù phương pháp aluminizing ion chân không có độ bám dính và chống ăn mòn tốt nhưng lớp phủ dễ bị nứt do sự hấp thụ hydro của nam châm. Mặc dù mạ hợp kim niken-phốt pho điện phân có thể cải thiện khả năng mạ và độ cứng lớp phủ của các bộ phận có hình dạng phức tạp, nhưng rất khó để duy trì quy trình phức tạp tại thời điểm đó. Tuy nhiên, mặc dù lớp phủ hữu cơ có độ bám dính và chống ăn mòn tốt nhưng khả năng chịu nhiệt độ cao của chúng lại cực kỳ kém. Vì vậy, vẫn còn nhiều chỗ cần cải tiến trong công nghệ bảo vệ bề mặt NdFeB. Do đó, để phát triển hoặc cải tiến công nghệ bảo vệ bề mặt NdFeB, cần phải đáp ứng đồng thời các điều kiện sau: ít hoặc không có hiện tượng giòn hydro trong quá trình phủ; (2) lớp phủ phải có độ bám dính bề mặt tốt; (3) bề mặt lớp phủ phải dày đặc, không có lỗ nhỏ hoặc vết nứt, lớp phủ phải có độ thấm thấp và lớp phủ phải có độ ổn định nhiệt độ nhất định.
