[发明专利]一种钕铁硼永磁材料表面防护层及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于钕铁硼永磁材料表面耐腐蚀的防护层及其制备方法。 

背景技术

钕铁硼（NdFeB）永磁材料是80年代新发展起来的体积小、重量轻和磁学性能优异的稀土永磁材料，是迄今为止性能价格比最高的商品化磁性材料，被誉为“磁王”。钕铁硼永磁材料自问世以来，因其优异的综合磁学性能和性价比，被广泛应用于电子信息、新能源、通信、微特电机（MEMS）等工业领域。中国是世界上最大的稀土资源国，稀土资源储量约占世界储量的71.1%，依托巨大的资源优势，我国钕铁硼产量已跃居世界第一，而且随着日本和美国的大部分有关NdFeB方面的专利的到期，以及我国在稀土永磁领域的不断投入，钕铁硼永磁的生产和应用市场一定会有一个空前规模的发展。因此，大力开发钕铁硼永磁材料相关的研究，会具有广阔的前景和巨大的经济价值。 

钕（Nd）是钕铁硼永磁体中的主要组成元素，其化学性质非常活泼，在环境中极易被氧化。钕铁硼又是多相结构，且各组成相的电化学电位不同，在电化学环境或暖湿环境中，不同相间相互接触后形成原电池加速腐蚀。NdFeB永磁材料的耐腐蚀性能很差，这一特点已严重阻碍了它在工业应用领域的大规模应用。因此，提高NdFeB永磁材料在环境中的耐腐蚀性能的研究就具有很大的意义和价值。 

提高钕铁硼永磁体耐腐蚀性能的主要途径有两种：添加合金元素和外加防护性镀层。添加合金元素虽然可以改变富Nd相的化学特性及其分布状态，但是这种方法不能从根本上解决钕铁硼耐蚀性差的问题，甚至添加的某些元素还会损伤磁体的磁学性能。因此钕铁硼永磁体的腐蚀防护还是以外加防护性镀层为主。防护性镀层可以阻碍腐蚀相与基体之间相互接触从而减缓磁体的腐蚀。目前实现镀层的主要方法有：电镀、化学镀、物理气相沉积等。 

电镀防护层因其技术门槛低、工艺成熟、价格低廉而被广泛地应用于钕铁硼永磁体的防护。然而，钕铁硼永磁材料的工业生产主要是采用粉末冶金工艺烧结而成，磁体疏松多孔、表面粗糙，在电镀或化学镀的过程中酸性或碱性的电解质水溶液会不可避免地残留在基体的孔隙中，并在使用过程中慢慢释出，从而破坏防护镀层，使整个磁体材料达不到预期的使用寿命。此外，常规的电镀处理不仅对磁体表层组织造成损伤，降低磁体的磁学性能，而且电镀废液的排放还会造成很大的环境污染，因此国内外的研究人员多年来一直致力于开发新的防护技术来取代电镀。 

物理气相沉积技术（PVD）作为一种环境友好技术，有很多其他工艺所不具备的特点，通过控制其工艺参数可以得到晶粒细小、厚度均匀、膜/基结合力优异的涂层；同时由于PVD是一种干法镀技术，可以避免湿法镀时酸性或碱性电解质溶液残留在磁体孔隙内和电镀过程中磁体吸氢而导致镀层脆裂的缺点。中国专利201010119342.7报道了采用真空蒸发镀技术制备钕铁硼永磁材料表面防护涂层；中国专利200810121903.X报道了采用磁控溅射技术制备钕铁硼永磁材料表面防护涂层；中国专利200810049156.3报道了采用电弧离子镀技术制备钕铁硼永磁材料表面防护涂层等等。然而目前实现钕铁硼永磁材料表面真空镀防护涂层技术产业化还相当缓慢，这主要是由于技术的限制。真空蒸发镀技术虽然成膜速度快，但存在膜层质量差，致密度不高，耐腐蚀性能欠佳，同时也存在膜层与基材结合差的主要技术问题。磁控溅射和电弧离子镀技术虽然能在钕铁硼永磁材料表面制备出质量好、致密且与基材结合良好的薄膜，然而它们也存在沉积速率缓 

慢，造成生产效率低和成本高的问题；同时，不易实现工件表面100%覆盖涂层，不适用于快速的大规模工业生产。以上这些都制约了气相沉积技术在钕铁硼永磁材料防护中的大面积应用。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足，提出一种用于钕铁硼永磁材料表面耐腐蚀的防护层。 

本发明的另一个目的是提供一种能够在钕铁硼永磁材料表面制备出膜/基结合力好、膜层致密、耐腐蚀性能优异的防护层的方法，以解决传统湿法镀法不环保、腐蚀液残留在磁体孔隙内引起的防护性能不足，以及一般气相沉积技术存在的生产效率与耐腐蚀性能相矛盾的主要技术瓶颈。 

本发明是通过以下技术方案实现的：所述的钕铁硼永磁材料表面耐腐蚀防护层依次由钕铁硼基材1；铝过渡层2和蒸发镀铝层3构成。 

所述的钕铁硼永磁材料表面防护层的制备方法依次由如下步骤组成： 

1）对钕铁硼永磁材料镀前除油、除锈处理；