纳米NdFeB磁性材料的腐蚀行为与气相缓蚀剂保护初探

摘要

目前对于烧结NdFeB的腐蚀行为已经进行了大量的研究，但关于纳米NdFeB的腐蚀行为，尤其是大气腐蚀行为，却鲜有报道。本文利用SEM/EDS、XPS等表面测试技术，通过观察磁性材料的腐蚀演化历程，捕获腐蚀过程中磁性材料由表及里腐蚀产物膜成分的变化规律，探讨了纳米NdFeB在模拟海洋大气环境下的腐蚀行为。研究结果表明，NaCl显著诱导和促进了热压纳米NdFeB的腐蚀。热压纳米NdFeB发生了Nd元素的优先腐蚀，优先腐蚀的Nd元素来源于富钕相以及主相Nd2Fe14B分解所形成的高钕相;NaCl的存在促进了Nd(OH)3的形成，而Nd(OH)3在该体系中难以稳定存在，随着腐蚀的进行，逐步分解为Nd2O3。进一步采用热变形技术处理热压纳米NdFeB获得了具有高剩磁及高磁能积的各向异性纳米NdFeB磁体，该磁体具有晶粒c轴沿压力方向取向的织构。采用电化学测试技术、金相显微镜、XPS等研究了晶体取向对热压/热变形纳米NdFeB腐蚀行为的影响。研究结果表明，不同晶体取向的热压/热变形纳米NdFeB磁体遵循相同的腐蚀机制，并且均发生Nd元素的优先腐蚀。较之与c轴垂直晶面，与c轴平行晶面的溶解速率略快，氧化程度略大。不同晶体取向的热压/热变形纳米NdFeB磁体腐蚀行为的差异归因于单位面积富钕相以及晶界数的差异。利用电化学测试技术以及SEM、红外光谱等表面分析技术，评价了气相缓蚀剂CHC对烧结NdFeB的保护能力，分析了缓蚀剂的缓蚀作用机理。研究结果表明，在模拟大气环境和薄层电解液下，气相缓蚀剂CHC对NdFeB均表现出良好的保护效应，且富钕相亦得到有效保护。CHC与NdFeB的相互作用以物理吸附为主，在薄层电解液中，质子化的胺基吸附于带负电的NdFeB表面，抑制腐蚀。缓蚀剂分子的高解离率导致质子化胺基的大量存在，从而可以有效保护NdFeB。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 NdFeB永磁材料发展概述

1．3 NdFeB永磁材料制备方法

1．3．1 制粉工艺

1．3．2 成型工艺

1．4 NdFeB永磁材料腐蚀行为研究现状

1．4．1 烧结NdFeB永磁材料腐蚀行为

1．4．2 纳米NdFeB永磁材料腐蚀行为

1．5 NdFeB永磁材料表面防护研究现状

1．6 本论文研究目的及主要内容

2 热压纳米NdFeB磁体的大气腐蚀行为研究

2．1 引言

2．2 实验方法

2．2．1 样品制备及表征

2．2．2 大气腐蚀实验

2．2．3 腐蚀产物分析

2．3 结果与讨论

2．3．1 热压纳米NdFeB微观结构特征

2．3．2 热压纳米NdFeB腐蚀演化历程

2．3．3 不同腐蚀阶段腐蚀产物膜组成分析

2．3．4 热压纳米NdFeB在模拟海洋大气环境下的腐蚀机理

2．4 小结

3 晶体取向对热压／热变形纳米NdFeB磁体腐蚀行为的影响

3．1 引言

3．2 实验方法

3．2．1 样品制备及表征

3．2．2 电化学测试

3．2．3 浸泡实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 热压／热变形纳米NdFeB微观结构特征

3．3．2 热压／热变形纳米NdFeB电化学腐蚀行为

3．3．3 热压／热变形纳米NdFeB腐蚀产物膜形貌分析

3．3．4 热压／热变形纳米NdFeB腐蚀产物膜成分分析

3．3．5 晶体取向对腐蚀行为的影响机理

3．4 小结

4 气相缓蚀剂碳酸环己胺对NdFeB的缓蚀行为研究

4．1 引言

4．2 实验方法

4．2．1 气相缓蚀实验

4．2．2 电化学测量

4．3 结果与讨论

4．3．1 气相缓蚀实验

4．3．1 CHC对NdFeB电化学行为的影响

4．3．2 CHC在NdFeB表面吸附行为的红外光谱分析

4．3．4 缓蚀机理分析

4．4 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢