يتمتع مغناطيس الكوبالت الساماريوم بثبات كيميائي ممتاز ويمكن استخدامه في معظم التطبيقات دون أي معالجة سطحية. تعد المعالجة الوقائية للسطح إجراءً ضروريًا لمغناطيس النيوديميوم، وخاصة مغناطيس النيوديميوم المتكلس. يمتلك مغناطيس النيوديميوم المتكلس بنية دقيقة متعددة المراحل ويتكون من Nd2في14الطور الرئيسي B، والطور الغني بالنيوديميوم، والطور الغني بالبروميد. يُظهِر الطور الغني بالنيوديميوم ميلًا قويًا جدًا للأكسدة وسيشكل البطارية الأساسية مع الطور الرئيسي في بيئة رطبة. كمية صغيرة من العناصر البديلة قادرة على تعزيز الاستقرار الكيميائي للمغناطيس، ولكنها تأتي على حساب الأداء المغناطيسي. لذلك، فإن حماية مغناطيس النيوديميوم المتكلس تهدف في المقام الأول إلى سطحه.
يمكن تصنيف المعالجة السطحية للمغناطيس النيوديميوم المتكلس إلى عملية رطبة وعملية جافة. تشير العملية الرطبة إلى معالجة المغناطيسات بطريقة وقائية سطحية في الماء النقي أو المحلول غير العضوي أو المحلول العضوي. تشمل العملية الرطبة المستخدمة بشكل متكرر الفوسفات والطلاء الكهربائي والطلاء الكهربائي غير الكهربائي والرحلان الكهربائي والطلاء بالرش والطلاء بالغمس. تشير العملية الجافة إلى معالجة المغناطيس بطريقة وقائية سطحية من خلال عملية فيزيائية أو كيميائية دون ملامسة المحلول. تحتوي العملية الجافة عمومًا على الترسيب الفيزيائي للبخار (PVD) والترسيب الكيميائي للبخار (CVD).
تصنيفات المعالجة السطحية للمغناطيس النيوديميوم المتكلس
| طلاء | سماكة
(μm) |
لون | درجة حرارة سطح البحر
(ساعات) |
معاهدة التعاون بشأن البراءات
(ساعات) |
صفات |
| الوزن الجزيئي-الزنك | 4-15 | ازرق فاتح | أكبر من أو يساوي 24 | – | ثانياً، الطلاء أحادي الطبقة المستخدم بشكل شائع، مقاومته للتآكل ضعيفة. |
| اللون-الزنك | 4-15 | لون لامع | أكبر من أو يساوي 48 | – | مقاومة التآكل أفضل من BW-Zn. |
| النيكل والنحاس والنيكل | 5-20 | الفضة مشرق | أكبر من أو يساوي 48 | أكبر من أو يساوي 48 | طلاء متعدد الطبقات يستخدم بشكل منتظم. مقاوم ممتاز للرطوبة ورذاذ الملح. |
| النيكل الخالي من الكهرباء | 5-20 | الفضة السوداء | أكبر من أو يساوي 72 | أكبر من أو يساوي 48 | مقاومة ممتازة للرطوبة ورذاذ الملح مع مظهر موحد. |
| النيكل والنحاس والنيكل والذهب | 5-20 | ذهبي | أكبر من أو يساوي 72 | أكبر من أو يساوي 96 | موصلية كهربائية ممتازة وأداء زخرفي. |
| النيكل والنحاس والنيكل والفضة | 5-20 | فضة | أكبر من أو يساوي 72 | أكبر من أو يساوي 96 | موصلية كهربائية ممتازة وأداء زخرفي. |
| النيكل والنحاس والنيكل والقصدير | 5-20 | فضة | أكبر من أو يساوي 72 | أكبر من أو يساوي 96 | مقاومة ممتازة للرطوبة. |
| فوسفات | 1-3 | الرمادي الداكن | – | – | حماية مؤقتة. |
| الألومنيوم | 2-15 | الفضة مشرق | أكبر من أو يساوي 24 | أكبر من أو يساوي 24 | طلاء ملحوظ. |
| راتنجات الايبوكسي | 10-30 | أسود/رمادي | أكبر من أو يساوي 72 | أكبر من أو يساوي 72 | مقاومة ممتازة للرطوبة ورذاذ الملح. قوة ربط فائقة. |
| الباريلين | 5-20 | عديم اللون | أكبر من أو يساوي 96 | – | مقاومة ممتازة للرطوبة ورذاذ الملح والأبخرة المسببة للتآكل والمذيبات. خالية من المسام. |
| إيفرلوب | 10-15 | أصفر ذهبي | أكبر من أو يساوي 120 | أكبر من أو يساوي 72 | مقاومة ممتازة للرطوبة. |
| تفلون | 8-15 | أسود | أكبر من أو يساوي 24 | أكبر من أو يساوي 24 | مقاومة للحرارة العالية والاحتكاك. ذاتية التشحيم ومقاومة للماء بنسبة 100%. |
| ملاحظة: تتأثر قدرة الطلاء على مقاومة التآكل أيضًا بشكل وحجم المغناطيس. | |||||
معالجة سطح المغناطيس النيوديميوم الملتصق
بالإضافة إلى بنية الحبيبات دون الميكرون، فإن مسحوق NdFeB المصهور المتساوي الخواص يمتلك طورًا غنيًا بالنيوديميوم قليلًا جدًا، وبالتالي فإن مقاومته للتآكل أقوى بكثير من مغناطيس النيوديميوم المتكلس. ومع ذلك، فإن المغناطيس المصبوب بالضغط المصنوع من مسحوق NdFeB المصهور المتساوي الخواص يمتلك مسامية أعلى نسبيًا ونسبة معينة من المسحوق الناعم، وبالتالي يستخدم عادةً طلاء إيبوكسي كهربائي أو طلاء إيبوكسي بالرش لتحقيق حماية السطح. لا يتطلب المغناطيس المصبوب بالحقن عادةً معالجة السطح.
تقييم الأداء الوقائي للمغناطيس النيوديميوم
نظرًا لكونه جهازًا وظيفيًا، فإن البيئة التشغيلية للمغناطيس النيوديميوم لها خصوصيتها عند مقارنتها بالمواد الهيكلية مثل الفولاذ. توجد أيضًا مؤشرات تقييم مختلفة للطلاء الواقي للمغناطيس النيوديميوم لمعايير مراقبة الجودة المنفصلة ومتطلبات تصميم التطبيق والسيناريوهات. تشمل المؤشرات الشائعة مقاومة التآكل والميكانيكية وسلسلة من المؤشرات التي تهدف إلى الاستخدام الوظيفي. مؤشر مقاومة التآكل هو منحنى البيانات أو الاتجاه لتقييم قدرة تحمل المادة لوسائط كيميائية مختلفة. يمكن لاختبار التحيز في درجة الحرارة والرطوبة أو اختبار الإجهاد شديد التسارع في درجة الحرارة والرطوبة (HAST، أو المعروف أيضًا باسم PCT) أن يميز القدرة على عزل الماء والبخار. ثم يمكن استخدام اختبار الرش الملحي لتقييم قدرة العزل على الإلكتروليتات. تتضمن عناصر الاختبار الروتينية للميكانيكا اختبار قوة الربط واختبار الصلابة واختبار القطع المتقاطع واختبار السقوط واختبار الدورة الحرارية واختبار الصدمة الحرارية. تمتد المؤشرات الوظيفية الأخرى إلى سمك الطلاء والخصائص المضادة للبكتيريا وخصائص الالتصاق والتوصيل الكهربائي ومقاومة التآكل ومقاومة الزيت ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية.
تجربة بخاخ الملح
هاست
