钕铁硼永磁体离子液体电沉积铝及铝锰合金研究

摘要

钕铁硼(NdFeB)永磁材料具有优异的磁性能，广泛应用于能源、医疗、计算机、通信等领域.但由于稀土元素钕性质非常活泼，导致NdFeB永磁体的耐蚀性能很差.因此，如何通过表面处理提高NdFeB耐蚀性，尤其是获得高品质的保护层，是保证产品总体质量与性能长期稳定的关键所在。
　　 本文采用室温离子液体电沉积铝及铝锰合金的方法对NdFeB进行表面防护。
　　 在摩尔比为2:1的酸性AlCl3-氯化1-甲基-3-乙基咪唑(以下简称AlCl3-EMIC)离子液体中对钕铁硼(NdFeB)永磁材料进行了电沉积铝的研究.结果表明：NdFeB采用25 mA/cm2电流阳极活化20 min后可有效除去表面氧化膜，并得到致密、结合优良的铝镀层；NdFeB离子液体镀铝后耐蚀性得到显著提高，自腐蚀电流密度减小2个数量级，阻抗值增加2个数量级.盐雾试验200h后镀层完好无损。
　　 首次发现NdFeB基体在离子液体中大电流密度阳极活化时，表面出现一层铁锈色粘性膜的现象.由阳极极化曲线图可以找出出现粘性膜的电流密度值转折点.粘性膜的欧姆电阻很大，槽压陡增可以作为出现粘性膜的指示现象.粘性膜的存在，使得基体表面发生均匀溶解，有利于基体表面的氧化膜被完全去除干净，从而使得镀层与基体之间形成优异的结合。
　　 在AlCl3-EMIC-MnCl2室温离子液体中，初步研究了钕铁硼永磁体离子液体电沉积阳极性非晶态铝锰合金镀层的可能性，并对所得合金镀层的表面形貌、成分、结构、结合力、硬度及耐蚀性能进行了研究.结果表明：NdFeB在AlCl3-EMIC-MnCl2(0.2mol/L)离子液体中以6mA/cm2的电流密度电沉积，可得到锰质量分数约为25.6％的非晶态Al-Mn合金镀层.镀层致密无孔洞，与基体有优异的结合性能.铝镀层硬度为24～28 HK，Al-Mn合金镀层硬度为445～451HK.与铝镀层相比，非晶态Al-Mn合金镀层硬度大大提高.Al-Mn合金镀层相对于NdFeB基体为阳极性防护镀层。