專利名稱：一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法
一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法技術領域
本發(fā)明屬于金屬材料表面化學處理技術領域，具體涉及一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法。
背景技術：
釹鐵硼系稀土永磁材料自1983年發(fā)明以來，其化學組成和制造工藝不斷完善和改進，使得釹鐵硼永磁材料和器件不斷發(fā)展。與其他永磁材料相比，釹鐵硼永磁體具有高剩磁、高磁能積、高矯頑力、制備成本低等特點，廣泛應用于計算機磁盤驅動器、音圈電機 (VCM)、核磁共振成像儀、磁懸浮車輛系統、磁分離技術、風力發(fā)電機、電聲器件、電池驅動工具、手機、水處理及污水凈化等領域。但是，釹鐵硼永磁體的耐蝕性差，導致其磁性能下降， 嚴重影響了在工業(yè)中的廣泛應用。
文獻I (H. Nakamura, A. Fukuno, T. Yoneyama. ProclOttl Int Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applicalions, 1989，412(6) :315-317)提出燒結欽鐵硼材料中富釹晶界相電位低于基體相Nd2Fe14B和富硼相Nd1+iFe4B4相，在原電池中成為陽極，而主相則成為原電池的陰極。另外，富釹相的相對含量較基體相就少得多，局部腐蝕電池具有 “小陽極大陰極”的特點，所以富釹相的腐蝕電流密度較大，使得Nd2Fe14B相晶界加速腐蝕， 致使材料在腐蝕介質中表現為晶間腐蝕。
文獻2 (劉衛(wèi)強，岳明，張久興等.燒結NdFeB永磁合金本征腐蝕特性研究進展.粉末冶金技術，2006，24(3) :195-198)提出了 NdFeB永磁體的腐蝕主要發(fā)生在以下3種環(huán)境中(1)暖濕的氣流，(2)電化學環(huán)境，(3)長時間的高溫環(huán)境(>250°C)。一般而言， 當磁體處于室溫和干燥環(huán)境(<15%RH)中，氧化腐蝕過程十分緩慢，化學穩(wěn)定性較好。但是當NdFeB磁體處于干燥高溫(>250°C )或電化學環(huán)境中，就會發(fā)生明顯的腐蝕過程。其中富Nd相會首先轉變?yōu)镹d2O3,隨后還會逐步發(fā)生主相Nd2Fe14B氧化分解成Fe和Nd2O3,進一步氧化生成Fe2O3。永磁體在干燥的氧化環(huán)境下，形成的腐蝕產物薄膜使其與環(huán)境分隔開， 阻止永磁體進一步氧化。而在潮濕的環(huán)境下生成的氫氧化物或其他含氫化合物則起不到這種保護作用。因此，采取相應的措施阻止或抑制永磁體在上述環(huán)境中的腐蝕，是亟需解決的重要問題。
文獻3 (袁學韜，趙晴.NdFeB永磁材料防腐蝕進展.表面技術，2004, 33(4) : 10-12, 25)中指出可以通過在永磁體中添加合金元素的方法來提高其耐蝕性。燒結磁體內加入Nb、Ta、V、T1、Al、Co、Mo、Dy、Cu等元素的I或2種使之在晶界上偏析，減少晶界上的富釹相，從而提高晶界的耐氧化腐蝕性能。例如，釩元素在晶界形成(VhFex) 3B2 沉淀相并夾雜有Fe-V沉淀顆粒；鑰元素則形成(McvxFex)3B2沉淀化合物；鈷元素在富釹晶界相中形成含Co的富釹相或Nd3Co。這些金屬間化合物在晶界上的形成部分地取代了富釹晶界相，改善了富釹晶界相的耐腐蝕性差的弱點，一定程度上提高了磁體的耐腐蝕性。同時Al和Co也會取 代Nd2Fe14B相中的Fe的位置，它們的取代對于主相在200°C以上的氧化腐蝕行為起到了較大的抑制作用。
文獻4(莫文劍，張瀾庭，陳亮等.添加Si3N4對燒結NdFeB的磁性能及抗腐蝕性能的影響.中國稀土學報，2007, 25(5) :588-591)中指出通過混粉的方式在燒結NdFeB磁體中添加Si3N4,可實現在磁體剩磁和最大磁能積提聞的基礎上，提聞材料的腐蝕電位，改善永磁體的耐蝕性。
此外，還可以通過表面技術來提高釹鐵硼永磁體的耐蝕性能。
文獻5 (袁慶龍，曹晶晶，蘇志俊.燒結型NdFeB永磁體的防腐蝕研究進展.表面技術.2009, 38(1) :76-78, 85)中指出目前主要應用金屬鍍層、有機涂層和復合涂層來提高釹鐵硼永磁體的耐蝕性。金屬鍍層可采用電鍍、化學鍍、電泳涂覆等技術在永磁體表面獲得 N1、Zn、Al、N1-P、N1-Fe、Cu、Cr、TiN、ZrN等金屬或化合物。其中應用最為廣泛的是電鍍Ni 及Ni合金鍍層，但是鍍層存在邊角效應，且鍍液容易在磁體內殘留?；瘜W鍍N1-P合金鍍層具有良好的耐蝕性、耐磨性、硬度高、孔隙少、仿型性好等優(yōu)點，但是鍍層與NdFeB的結合力較差。離子鍍鋁層比電鍍鎳和鋅層具有更好的保護性能和更高的使用溫度。但是離子鍍層表面粗糙且有縫隙，需要用玻璃小球進行噴丸處理。用于NdFeB磁體的有機涂層材料主要是樹脂和有機高分子，包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺等，也可采用這些樹脂的混合物，或進一步在其中添加紅丹氧化鉻等防銹涂料。為了獲得更好的抗腐蝕效果，可以采用以上幾種涂層的組合，形成復合防護體系。
盡管對NdFeB的表面技術已有初步的研究，但是仍需開發(fā)一種既能提高NdFeB的耐蝕性，又能提高永磁體和防護涂層間結合力的表面防護技術。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法。該方法制備工藝簡單，工藝參數易控，轉化處理液和化學鍍液的使用壽命長，處理成本低，維護簡便，便于生產，應用前景廣泛。采用該方法制備的釔/鎳釔磷復合涂層與釹鐵硼永磁體的結合性能優(yōu)良，并且能夠顯著提高釹鐵硼永磁體的耐腐蝕性能。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
步驟一、將釹鐵硼永磁體進行表面預處理
步驟101、將釹鐵硼永磁體進行打磨處理；
步驟102、將步驟101中經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；
步驟103、將步驟102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；
步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為`20min 25min ；
步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸釔的濃度為2g/L 10g/L，雙氧水的濃度為5mL/L 12mL/L，所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為30% 50% ;所述轉化處理的溫度為20°C 40°C，所述轉化處理的時間為IOmin 30min ；
步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為20min 40min ；
步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化處理的時間為5s IOs ；
步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為30g/L 50g/L,次亞磷酸鈉的濃度為5g/L 10g/L,朽1檬酸鈉的濃度為10g/L 20g/ L,無水乙酸鈉的濃度為15g/L 25g/L,硫酸乾的濃度為80mg/L 100mg/L,硫脲的濃度為O. lg/L O. 2g/L ;所述化學鍍處理的溫度為85°C 88°C，所述化學鍍處理的時間為 30min IOOmin0
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟101中所述打磨處理的具體工藝為依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對所述釹鐵硼永磁體進行打磨。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟102中所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為10g/L 15g/L,碳酸鈉的濃度為45g/L 50g/L,焦磷酸鈉的濃度為55g/L 65g/ L, 0P-10 的濃度為 lmL/L 2mL/L。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟102中所述超聲波輔助除油處理的溫度為70°C 80°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為Imin 5min。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟103中所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為20mL/L 25mL/L，硫脲的濃度為0. lg/L 0. 2g/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為65% 68%。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟103中所述超聲波輔助除銹處理的溫度為20°C 50°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為40s 60s。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟三中所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為18g/L 22g/ L，氫氧化鈉的濃度為25g/L 30g/L。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟四中所述活化液為質量百分比濃度為5% 10%的鹽酸。
上述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟五中所述化學鍍液的pH值為4. 5 5. 5。
上述的一種釹鐵硼永 磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟五中所述釔/鎳釔磷復合涂層的厚度為12 μ m 38 μ m。
本發(fā)明與現有技術相比具有以下優(yōu)點
1、本發(fā)明制備工藝簡單，工藝參數易控，轉化處理液和化學鍍液的使用壽命長，處理成本低，維護簡便，便于生產；特別是生產成本低廉，使釔/鎳釔磷復合涂層具有明顯的優(yōu)勢，在釹鐵硼系稀土永磁材料領域具有廣闊的應用前景。
2、本發(fā)明采用轉化處理與化學鍍處理的復合處理工藝在釹鐵硼永磁體表面制備釔/鎳釔磷復合涂層，依據國家標準GB/T 9286-1998《色漆和清漆漆膜的劃格試驗》測得該涂層與釹鐵硼永磁體的結合力評級為I級或O級，說明本發(fā)明制備的釔/鎳釔磷復合涂層與釹鐵硼永磁體的結合性能優(yōu)良。
3、本發(fā)明首先將釹鐵硼永磁體進行表面預處理，以去除釹鐵硼永磁體表面的雜質及氧化物，露出潔凈的釹鐵硼永磁體表面；此外，釹鐵硼永磁體表面疏松多孔，在除油和除銹過程中很容易滲入酸或堿，本發(fā)明采用第一階段封孔處理不但可以去除孔隙中殘留的酸或堿，還能夠提高復合涂層的耐蝕性能。
4、本發(fā)明將釹鐵硼永磁體浸入釔鹽轉化處理液中，構成電化學腐蝕微電池，釹鐵硼基體發(fā)生陽極溶解反應，其表面存著的亞微結構等構成陰極性區(qū)域，發(fā)生吸氧腐蝕或析氫腐蝕，不溶性的氫氧化物首先在陰極區(qū)域析出，由于釔轉化膜的形成抑制了陰極區(qū)的電化學還原反應的進行，釔的氧化物或氫氧化物不斷沉積，最終在釹鐵硼永磁體表面完全覆蓋釔轉化膜；該轉化膜可室溫成膜，轉化時間短，而且釔轉化膜能夠阻礙氧的運輸和電子的傳遞，使得作為速率控制步驟的陰極反應速度降低，從而對釹鐵硼永磁體起到良好的耐蝕防護作用。
5、本發(fā)明在釹鐵硼永磁體表面獲得釔轉化膜后，進一步進行化學鍍處理，使化學鍍液中的還原劑H2PO2-在加熱條件下水解放出H，或者由H2PO2-催化脫氫產生H，Ni2+和Y3+ 吸收電子后立即還原成金屬Ni和Y沉積在釔轉化膜的表面；次磷酸根被原子H還原出P， 或在催化加熱的條件下發(fā)生自身氧化還原反應沉積出P，在釔轉化膜表面得到鎳釔磷化學鍍層，最終在釹鐵硼表面能夠得到釔/鎳釔磷復合涂層；該復合涂層能夠有效地將釹鐵硼永磁體和電解液隔絕，阻礙氧或氯離子向釹鐵硼表面遷移，抑制了陰極反應速率，從而顯著地提高了釹鐵硼永磁體的耐腐蝕性能，其腐蝕電流密度僅為未經表面涂層覆蓋處理的空白釹鐵硼永磁體的O. 2% 2. 2%，說明本發(fā)明制備的釔/鎳釔磷復合涂層能夠對釹鐵硼永磁體起到良好的耐蝕防護作用。
6、本發(fā)明對釹鐵硼永磁體采用的表面預處理工藝周密并且精細，亦可用于具有較深盲孔和形狀復雜的釹鐵硼永磁體，制備的釔/鎳釔磷復合涂層表面光潔，孔隙率低，耐腐性能優(yōu)良，具有廣泛的應用范圍。
7、采用本發(fā)明制備的釹鐵硼永磁體表面釔/鎳釔磷復合涂層的厚度均勻可控，涂層厚度能夠通過控制預處理工藝以及化學鍍的溫度和時間等因素進行調節(jié)。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。


圖1為本發(fā)明實施例1制備的釹鐵硼永磁體表面復合涂層的表面形貌SEM照片。
圖2為本發(fā)明實施例1制備的釹鐵硼永磁體表面復合涂層的EDS譜圖。
具體實施方式
實施例1
本實施例釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法包括以下步驟
步驟一、將尺寸為Φ 15_X 3_的釹鐵硼永磁體進行表面預處理
步驟101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對釹鐵硼永磁體進行打磨處理；
步驟102、將步驟101中經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；所述超聲波輔助除油處理的溫度為75°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為3min ;所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為12g/L，碳酸鈉的濃度為45g/L，焦磷酸鈉的濃度為55g/L，0P-10的濃度為lmL/L ；
步驟103、將步驟102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；所述超聲波輔助除銹處理的溫度為 30°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為50s ;所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為20mL/L，硫脲的濃度為O. lg/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為65% ；
步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為20min ；
步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到厚度為8μπι的釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸釔的濃度為4g/L，雙氧水的濃度為6mL/L，所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為40% ;所述轉化處理的溫度為20°C，所述轉化處理的時間為30min ；
步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為20min ;所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為20g/L、氫氧化鈉的濃度為25g/L ；
步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化液為質量百分比濃度為5%的鹽酸；所述活化處理的時間為5s ；
步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為 30g/L，次亞磷酸鈉的濃度為5g/L，檸檬酸鈉的濃度為12g/L，無水乙酸鈉的濃度為15g/L， 硫酸釔的濃度為80mg/L，硫脲的濃度為O. lg/L ;所述化學鍍處理的溫度為85°C，所述化學鍍液的PH值為4. 5，所述化學鍍處理的時間為lOOmin，所述釔/鎳釔磷復合涂層的厚度為 38 μ m0
采用本實施例制備的釹鐵硼永磁體表面釔/鎳釔磷復合涂層的表面形貌SEM照片如圖1所示，由圖可知該復合涂層均勻、致密且與釹鐵硼永磁體的結合良好。
采用本實施例制備的釹鐵硼永磁體表面釔/鎳釔磷復合涂層的EDS譜圖如圖2所示，由圖可知該復合涂層中N1、Y、P和O四種元素的質量含量分布 ，其中Ni的質量百分含量為85. 29%，Y的質量百分含量為4. 63%，P的質量百分含量為6. 77%，O的質量百分含量為3.31%。
實施例2
本實施例釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法包括以下步驟
步驟一、將尺寸為0 20mmX3mm的釹鐵硼永磁體進行表面預處理
步驟101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對釹鐵硼永磁體進行打磨處理；
步驟102、將步驟101中經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；所述超聲波輔助除油處理的溫度為70°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為5min ;所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為15g/L，碳酸鈉的濃度為50g/L，焦磷酸鈉的濃度為 60g/L，0P-10 的濃度為1. 5mL/L ；
步驟103、將步驟102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；所述超聲波輔助除銹處理的溫度為 20°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為60s ;所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為22mL/L，硫脲的濃度為O. lg/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為65% ；
步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為20min ；
步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到厚度為4μπι的釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸釔的濃度為5. Og/L，雙氧水的濃度為8mL/L，所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為50% ;所述轉化處理的溫度為25°C，所述轉化處理的時間為20min ；
步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為40min ;所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為20g/L、氫氧化鈉的濃度為25g/L ；
步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化液為質量百分比濃度為5%的鹽酸；所述活化處理的時間為8s ；
步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為 35g/L，次亞磷酸鈉的濃度為6g/L，檸檬酸鈉的濃度為15g/L，無水乙酸鈉的濃度為15g/L， 硫酸釔的濃度為90mg/L，硫脲的濃度為O. lg/L ;所述化學鍍處理的溫度為85°C，所述化學鍍液的 PH值為4. 5，所述化學鍍處理的時間為70min，所述釔/鎳釔磷復合涂層的厚度為 26 μ m0
實施例3
本實施例釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法包括以下步驟
步驟一、將尺寸為020mmX5mm的釹鐵硼永磁體進行表面預處理
步驟101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對釹鐵硼永磁體進行打磨處理；
步驟102、將步驟101中經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；所述超聲波輔助除油處理的溫度為70°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為5min ;所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為15g/L，碳酸鈉的濃度為48g/L，焦磷酸鈉的濃度為 62g/L，0P-10 的濃度為1. 5mL/L ；
步驟103、將步驟102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；所述超聲波輔助除銹處理的溫度為 45°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為60s ;所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為25mL/L，硫脲的濃度為O. 2g/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為65% ；
步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為25min ；
步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到厚度為2μπι的釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸釔的濃度為10. Og/L，雙氧水的濃度為10mL/L，所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為30% ;所述轉化處理的溫度為25°C，所述轉化處理的時間為IOmin ；
步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為25min ;所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為22g/L、氫氧化鈉的濃度為30g/L ；
步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化液為質量百分比濃度為10%的鹽酸；所述活化處理的時間為8s ；
步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為 45g/L，次亞磷酸鈉的濃度為10g/L，檸檬酸鈉的濃度為18g/L，無水乙酸鈉的濃度為22g/L， 硫酸釔的濃度為100mg/L，硫脲的濃度為0. 2g/L ;所述化學鍍處理的溫度為88°C，所述化學鍍液的PH值為5. 0，所述化學鍍處理的時間為30min，所述釔/鎳釔磷復合涂層的厚度為 12 μ m。
實施例4
本實施例釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法包括以下步驟
步驟一、將尺寸為Φ 18_X 3_的釹鐵硼永磁體進行表面預處理
步驟101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對釹鐵硼永磁體進行打磨處理；
步驟102、將步驟101中`經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；所述超聲波輔助除油處理的溫度為78°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為2min ;所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為10g/L，碳酸鈉的濃度為48g/L，焦磷酸鈉的濃度為65g/L，0P-10的濃度為2mL/L ；
步驟103、將步驟102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；所述超聲波輔助除銹處理的溫度為 50°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為40s ;所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為22mL/L，硫脲的濃度為O. 15g/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為68% ；
步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為25min ；
步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到厚度為3μπι的釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸釔的濃度為2g/L，雙氧水的濃度為5mL/L，所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為45% ;所述轉化處理的溫度為40°C，所述轉化處理的時間為15min ；
步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為30min ;所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為18g/L、氫氧化鈉的濃度為26g/L ；
步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化液為質量百分比濃度為5%的鹽酸；所述活化處理的時間為IOs ；
步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為 50g/L，次亞磷酸鈉的濃度為8g/L，檸檬酸鈉的濃度為10g/L，無水乙酸鈉的濃度為15g/L， 硫酸釔的濃度為80mg/L，硫脲的濃度為O. 2g/L ;所述化學鍍處理的溫度為86°C，所述化學鍍液的PH值為5. 5，所述化學鍍處理的時間為40min，所述釔/鎳釔磷復合涂層的厚度為 19 μ m。
實施例5
本實施例釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法包括以下步驟
步驟一、將尺寸為0 20mmX3mm的釹鐵硼永磁體進行表面預處理
步驟101、依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對釹鐵硼永磁體進行打磨處理；
步驟102、將步驟101中經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；所述超聲波輔助除油處理的溫度為80°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為Imin ;所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為15g/L，碳酸鈉的濃度為45g/L，焦磷酸鈉的濃度為65g/L，0P-10的濃度為2mL/L ；
步驟103、將步驟 102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；所述超聲波輔助除銹處理的溫度為 20°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為60s ;所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為25mL/L，硫脲的濃度為O. lg/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為66% ；
步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為22min ；
步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到厚度為6μπι的釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸釔的濃度為8g/L，雙氧水的濃度為12mL/L，所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為50% ;所述轉化處理的溫度為40°C，所述轉化處理的時間為25min ；
步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為25min ;所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為18g/L、氫氧化鈉的濃度為28g/L ；
步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化液為質量百分比濃度為8%的鹽酸；所述活化處理的時間為IOs ；
步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為 36g/L，次亞磷酸鈉的濃度為8g/L，檸檬酸鈉的濃度為20g/L，無水乙酸鈉的濃度為25g/L， 硫酸釔的濃度為90mg/L，硫脲的濃度為O. 15g/L ;所述化學鍍處理的溫度為88°C，所述化學鍍液的PH值為5. 0，所述化學鍍處理的時間為80min，所述釔/鎳釔磷復合涂層的厚度為 32 μ m0
對比例I
本對比例釹鐵硼永磁體表面涂層的制備方法與實施例1相同，其中不同之處在于略去步驟二即轉化處理和步驟三即第二封孔處理的工藝過程，直接將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體進行步驟四即活化處理，然后進行步驟五即化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到鎳釔磷涂層。
采用CHI760D電化學工作站分別對本發(fā)明實施例1至5制備的表面覆有釔/鎳釔磷復合涂層的釹鐵硼永磁體，對比例I制備的表面覆有鎳釔磷涂層的釹鐵硼永磁體，以及表面未經涂層覆蓋處理的釹鐵硼永磁體空白樣進行電化學性能對比測試，測試的具體參數為采用三電極體系，分別以本發(fā)明實施例1至5制備的表面覆有釔/鎳釔磷復合涂層的釹鐵硼永磁體、對比例I制備的表面覆有鎳釔磷涂層的釹鐵硼永磁體以及表面未經涂層覆蓋處理的釹鐵硼永磁體空白樣為工作電極，均以飽和甘汞電極為參比電極，均以鉬電極為輔助電極，均以質量百分比濃度為3. 5%的NaCl溶液為電解液，有效檢測面積均為O. 5cm2，穩(wěn)定時間均為15m in，掃描速率均為O. 01V/S，測得的電化學性能數據見表I。
表I本發(fā)明覆有釔/鎳釔磷復合涂層的釹鐵硼永磁體的電化學性能數據
權利要求
1.一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一、將釹鐵硼永磁體進行表面預處理步驟101、將釹鐵硼永磁體進行打磨處理；步驟102、將步驟101中經打磨處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除油液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除油處理；步驟103、將步驟102中經超聲波輔助除油處理后的釹鐵硼永磁體置于盛裝有除銹液的超聲波清洗器中進行超聲波輔助除銹處理；步驟104、將步驟103中經超聲波輔助除銹處理后的釹鐵硼永磁體置于煮沸的去離子水中進行第一階段封孔處理；所述第一階段封孔處理的時間為20min 25min ；步驟二、將步驟一中經表面預處理后的釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到釔轉化膜；所述轉化處理液由硝酸釔、雙氧水和去離子水混合配制而成，其中硝酸乾的濃度為2g/L 10g/L,雙氧水的濃度為5mL/L 12mL/L,所述雙氧水中過氧化氫的質量百分含量為30% 50% ;所述轉化處理的溫度為20°C 40°C，所述轉化處理的時間為IOmin 30min ；步驟三、將步驟二中經轉化處理后的釹鐵硼永磁體置于封孔液中進行第二階段封孔處理；所述第二階段封孔處理的時間為20min 40min ；步驟四、將步驟三中經第二階段封孔處理后的釹鐵硼永磁體置于活化液中進行活化處理；所述活化處理的時間為5s IOs ；步驟五、將步驟四中經活化處理后的釹鐵硼永磁體置于化學鍍液中進行化學鍍處理， 最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層；所述化學鍍液由硫酸鎳、次亞磷酸鈉、 檸檬酸鈉、無水乙酸鈉、硫酸釔、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硫酸鎳的濃度為30g/ L 50g/L,次亞磷酸鈉的濃度為5g/L 10g/L,朽1檬酸鈉的濃度為10g/L 20g/L,無水乙酸鈉的濃度為15g/L 25g/L,硫酸乾的濃度為80mg/L 100mg/L,硫脲的濃度為0.1g/ L 0. 2g/L ;所述化學鍍處理的溫度為85°C 88°C，所述化學鍍處理的時間為30min IOOmin0
2.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟101中所述打磨處理的具體工藝為依次采用400#、600#、800#、1000#和1200#砂紙對所述釹鐵硼永磁體進行打磨。
3.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟102中所述除油液由氫氧化鈉、碳酸鈉、焦磷酸鈉、0P-10和去離子水混合配制而成，其中氫氧化鈉的濃度為10g/L 15g/L，碳酸鈉的濃度為45g/L 50g/L，焦磷酸鈉的濃度為 55g/L 65g/L，0P-10 的濃度為 lmL/L 2mL/L。
4.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟102中所述超聲波輔助除油處理的溫度為70°C 80°C，所述超聲波輔助除油處理的時間為Imin 5min。
5.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟103中所述除銹液由硝酸、硫脲和去離子水混合配制而成，其中硝酸的濃度為20mL/ L 25mL/L，硫脲的濃度為0. lg/L 0. 2g/L ;所述硝酸中HNO3的質量百分含量為65% 68%。
6.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟103中所述超聲波輔助除銹處理的溫度為20°C 50°C，所述超聲波輔助除銹處理的時間為40s 60s。
7.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟三中所述封孔液由硅酸鈉、氫氧化鈉和去離子水混合配制而成，其中硅酸鈉的濃度為 18g/L 22g/L,氫氧化鈉的濃度為25g/L 30g/L。
8.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟四中所述活化液為質量百分比濃度為5% 10%的鹽酸。
9.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟五中所述化學鍍液的pH值為4. 5 5. 5。
10.根據權利要求1所述的一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，其特征在于， 步驟五中所述乾/鎳乾磷復合涂層的厚度為12 μ m 38 μ m。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種釹鐵硼永磁體表面復合涂層的制備方法，該方法包括以下步驟一、將釹鐵硼永磁體進行表面預處理；二、將釹鐵硼永磁體置于轉化處理液中進行轉化處理，在釹鐵硼永磁體的表面得到釔轉化膜；三、置于封孔液中進行封孔處理；四、置于活化液中進行活化處理；五、置于化學鍍液中進行化學鍍處理，最終在釹鐵硼永磁體表面得到釔/鎳釔磷復合涂層。本發(fā)明制備工藝簡單，工藝參數易控，轉化處理液和化學鍍液的使用壽命長，處理成本低，維護簡便，便于生產，應用前景廣泛。采用本發(fā)明制備的釔/鎳釔磷復合涂層與釹鐵硼永磁體的結合性能優(yōu)良，并且能夠顯著提高釹鐵硼永磁體的耐腐蝕性能。
文檔編號C23C18/36GK103060803SQ20131000931
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2013年1月10日
發(fā)明者王志華 申請人:西安科技大學