Магнитомягкие композиты, получаемые на основе металлических магнитных порошков путем изоляционного покрытия, связывания, прессования и отжига, служат основным материалом в различных областях, включая энергетику, транспорт, аэрокосмическую промышленность и национальную оборону. Из-за низкого удельного электрического сопротивления магнитомягких сплавов сложно контролировать потери на вихревые токи, которые стали узким местом для высокочастотных приложений.
Для научных исследований и промышленного производства обычно используют технологию фосфорирования для создания изоляционных покрытий. Однако полученное фосфатное покрытие имеет тенденцию разлагаться при температуре выше 600°С и терять изоляционный эффект при повышенных температурах. Очень важно разработать новую технологию изоляции для формирования слоев покрытия с высокой адгезией, а также удовлетворительной термической стабильностью и удельным электрическим сопротивлением для высокочастотных применений магнитомягких композитов.
Недавно журнал Engineering опубликовал исследовательскую работу по пассивации нитратом натрия как новой технологии изоляции магнитомягких композитов, разработанной профессором Ми Яном и командой доктора Чен Ву.
В этой работе группа профессора Яна и доктора Ву предложила пассивацию нитратом натрия в качестве новой технологии изоляции для магнитомягких композитов. Эволюция покрытия при различных условиях pH была выявлена на основе систематических композиционных и микроструктурных исследований, а механизмы роста покрытий раскрыты с помощью кинетического и термодинамического анализа.
Исследование показало, что изоляционное покрытие, полученное с использованием кислого пассивирующего раствора NaNO 3 с pH = 2, состоит из Fe 2 O 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 и AlO(OH). Высокая скорость роста слоя покрытия возникла из-за сильной окислительной способности NO 3 − в кислых условиях , в то время как скорость растворения пассивирующего слоя также высока из-за большой концентрации H + , что приводит к небольшой толщине пассивного слоя. при рН = 2.
При повышении рН до 5 Fe 2 O 3 превращается в Fe 3 O 4 с ослабленной окислительной способностью NO 3 — . Несмотря на несколько сниженную скорость роста пассивирующего слоя, снижение концентрации H + также значительно замедляет его растворение, что приводит к максимальной толщине изоляционного покрытия для значительного повышения удельного электрического сопротивления и оптимальных магнитных характеристик переменного тока (AC) (μ e = 97,2, P cv = 296,4 мВт/см 3 при 50 кГц и 100 мТл).
Дальнейшее повышение pH до 8 значительно ослабляет окисляемость NO 3 — , в результате чего в пассивирующем слое остаются только Al 2 O 3 , AlO(OH) и SiO 2 с медленным ростом и значительно уменьшенной толщиной. Кроме того, на некоторых участках поверхности магнитного порошка возникает коррозия, что приводит к ухудшению характеристик.
Технология пассивации NaNO 3 , разработанная в этой работе, не только применима к другим системам магнитных сплавов, но также закладывает прочную основу для разработки новых и усовершенствованных изоляционных покрытий, в которых используются окислители, такие как нитрит, супероксид и перманганат.
Теги: магнит, полимеры
