摘 要

本文首先介绍了稀土永磁材料防护的现状，磁性材料产业的发展状况和应用方向，并且解释了锌铝涂层的防腐蚀性能。稀土永磁材料部件通常要在冷热交变、空气潮湿的环境下长期工作，在这样的环境里，这些材料特别是钕铁硼磁体容易被氧化腐蚀，严重的话会粉化。为此，在材料表面，需要施加一层耐蚀耐热的保护涂层。目前普遍采用电镀方法在钕铁硼永磁材料上施加锌、镍、铜等金属涂层，或者采用电泳或喷涂方法施加环氧树脂涂层，或者采用化学镀方法施加镍磷涂层。本篇文章主要对稀土永磁的防护进行实验研究。

关键词：稀土元素 耐腐蚀性能 Zn-Al合金涂层

ABSTRACT

In this paper, the status quo of protection of rare earth permanent magnetic materials is introduced, the development and application of magnetic materials industry are introduced, and the corrosion resistance of zinc and aluminum coatings is explained. Rare earth permanent magnet material components in the cold and heat alternate, usually take the air humid environment to work for a long time, in such an environment, these materials especially easy to oxidation corrosion, ndfeb magnet serious words will pulverization. Currently in ndfeb permanent magnet materials applied widely used electroplating zinc, nickel, copper and other metal coating, or applying epoxy resin coating, electrophoresis or spraying method or applying of ni-p coating by electroless plating method. In this paper, the protection of rare earth permanent magnet is studied experimentally.

Key words: rare earth element ；corrosion resistance ；Zn-Al alloy coating

目录

第一章 引言 1

1.1 稀土永磁防护的研究现状 1

1.1.1 磁性材料产业 1

1.1.2稀土永磁材料现状 1

1.2纳米涂层工艺简介 2

1.2．1 Zn-Al涂层简介 2

1.2.2纳米涂层工艺存在的问题 2

1.3 课题来源 3

1.4 Zn-Al的防腐蚀性能 4

第二章 实验内容与方法 6

2.1实验所需仪器和材料 6

2.2实验流程 6

2.3中性盐雾试验 12

第三章无机Al-Zn涂层的电化学腐蚀行为 14

3.1介绍 14

3.2 腐蚀测试 14

第四章 结论与展望 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 引言

1.1 稀土永磁防护的研究现状

1.1.1 磁性材料产业

和发达国家相比，磁性材料在我国发展时间比较短，经过四十多年的发展，总产量已经成为世界第一，而且还以每年20%的速率保持持续增长。然而，与绝对产量的增长不相称的是，由于我国磁性材料产业生产技术相对落后，产品以劳动密集型的低端磁性材料为主，同时知识产权为国外大公司所垄断，我国磁性材料产品的平均价格要比国际市场低50%以上。因此，在国家工信部的“十一五”规划和2020年中长期规划纲要中，高性能磁性材料就已经被确定为未来5-15年内应当予以重点发展的技术之一。

磁粉芯的生产自19世纪末至今已逾百年，先后经历了铁粉芯、坡莫合金粉芯、钼坡莫粉芯、铁硅铝粉芯、非晶微晶粉芯等阶段。虽然市场规模目前并不太大，国内仅约120亿元，但是年增长速度最高可达15%，是目前软磁领域发展最快的产业方向。特别是非晶微晶粉芯，是2006年之后，在非晶微晶合金产业得到良好发展的基础上拓展而来的，在近年来各国新能源与节能政策的大力引导下，该类产品受到极大关注。目前，在软磁粉芯领域，国内企业几乎没有自有技术，多数企业采用的是美国阿诺德公司之前流失出来的工艺，但是该工艺体系制备的产品，性能仅处于中等偏下的水平。目前，市场上处于龙头地位的是韩国的CSC公司和美国美磁公司。国内规模较大的仅湖州科达和深圳铂科等少数几家公司，且产品都以铁硅铝和铁硅为主。至于非晶微晶粉芯，全世界仅有韩国Amogreen公司有真正的产品，但性能也很一般，其余公司所宣称的非晶微晶粉芯，经过分析发现都是有铁硅铝、铁镍等两种以上传统磁粉混合而成，并非真正的非晶微晶粉芯。

1.1.2稀土永磁材料现状

稀土永磁材料是现代高科技产业的重要基础功能材料，广泛应用于电子信息存储、核磁共振成像仪、精密仪器仪表、交通运输、家用电器、医疗保健、航天航空和国防工业的各个领域，在国民经济中占据非常重要的地位，其产业技术水平在一定程度上是衡量一个国家和地区的经济发展、科技进步和综合实力的重要标志。

相比于日本和德国等发达国家，我国的稀土永磁材料产业起步较晚，最近十年快速发展起来，目前总产量已跃居世界第一，已经成为我国国民经济的一大重要支撑产业【1】。然而，与总产量第一地位不相称的是，我国稀土永磁材料产业生产技术相对落后，大多数产品是劳动密集型的低端磁性材料，同时，由于我国不具有核心知识产权，磁性材料产品价格平均要比日本和德国产品的价格低50%。

从制备角度上看，以速凝，气流磨技术为代表的先进制备技术已经获得较为广泛的应用，但技术水平仍待提高；高稳定性【2,3】，低重稀土磁体的研发及其矫顽力增强激励成为当前研究热点。从应用角度来看，风力发电和动力汽车用稀土永磁材料工作环境恶劣，需要克服高温。剧烈温变，水氧腐蚀等环境问题，要求永磁体具有好的温度稳定性，优异的耐腐蚀性和高温永磁性能等。

1.2纳米涂层工艺简介

1.2．1 Zn-Al涂层简介

Zn-Al涂层钢材因其显示出能够提供优于传统镀锌钢的腐蚀稳定性而受到关注。 最初，中性盐雾试验（NSST）的结果表明，观察到镀锌钢在红锈时间方面改进4至20倍【4】。Zn-Mg涂层重要的红锈出现的时间比锌涂层的参考长三倍。 在暴露于相同测试的Zn-2Mg-2Al的开放和连接区域中发现可比较的改进。 必须指出的是，较新的现场研究和在腐蚀性较小的环境中进行的实验表明，存在与Mg和Al合金化仅导致腐蚀性能仅适度改进的条件【5,6】。目前的数据表明，与高盐负荷条件下的传统涂层相比，合金涂层显着改善.

1.2.2纳米涂层工艺存在的问题

稀土永磁材料部件通常要在冷热交变、空气潮湿的环境下长期工作，在这样的环境里，这些材料特别是钕铁硼磁体容易被氧化腐蚀【7】，严重的话会粉化。为此，在材料表面，需要施加一层耐蚀耐热的保护涂层。目前普遍采用电镀方法在钕铁硼永磁材料上施加锌、镍、铜等金属涂层，或者采用电泳或喷涂方法施加环氧树脂涂层，或者采用化学镀方法施加镍磷涂层。

目前这些稀土永磁材料的涂层技术存在的问题越来越显著，尤其是以下两个问题。一是涂层质量的一致性和稳定性差；由于工艺过程涉及环节多，影响涂层质量的工艺参数多，尤其是工艺过程中人为参与的环节多，即使同一生产线上的不同批次的涂层质量也会出现较大幅度的波动，导致涂层质量的一次性合格率较低【8,9】；另一个原因是不同牌号、不同外形的磁性材料有不同的涂层成膜能力，对涂层工艺的把握比较复杂，一直存在很多问题【10】。

1.3 课题来源

以金属锌和金属铝为主要成分的无机涂层在钢铁材料零部件上已有应用，如用于防护汽车的紧固件、刹车和底盘，建筑楼宇的自攻螺丝【11】，铁路的管接头和铁轨夹等。经过多年探索和实践，创造性地开发出在稀土永磁材料上涂敷这一金属锌和金属铝为主要成分的无机涂层的技术【12】，用于防护稀土永磁体材料免受水汽和化学物质的侵蚀，确保该材料在一定温度环境下长期可靠工作，适应汽车电机、风力发电机、变频空调的工作环境。