با توجه به فرآیندهای مختلف تولید، آنها به دو دسته تقسیم می شوند: آهنرباهای NdFeB متخلخل و آهنرباهای NdFeB پیوندی. پوشش آهنربای قوی آهنرباهای NdFeB به طور کلی با نیکل، مس، کروم، طلا، روی سیاه، روی آبی و سفید، چسب رزین اپوکسی و غیره آبکاری می شود. بسته به فرآیند آبکاری، رنگ سطح آهنربا نیز متفاوت خواهد بود. و زمان ذخیره سازی نیز متفاوت خواهد بود.
1. آبکاری فلز
1.1 پوشش فلزی آبکاری شده
فناوری آبکاری سازمانی، که به عنوان فناوری محیط رسوب الکترولیتی نیز شناخته میشود، فرآیندی است که در آن کاتد و آند حلقهای را در محلول الکترولیت (محلول آبکاری) تشکیل میدهند و کاتیونهای فلزی که قرار است در محلول الکترولیت آبکاری شوند، بر روی سطح آن رسوب میکنند. جزء آبکاری کاتد فرمول محلول آبکاری پوشش فلزی آبکاری NdFeB بیشتر با بهبود فرمول محلول آبکاری سنتی به دست می آید. هنگام آبکاری پوشش فلزی روی سطح آهنرباهای NdFeB، مسئله اصلی این است که چگونه می توان خوردگی آهنربا را توسط محلول آبکاری کاهش داد و از باقی ماندن محلول آبکاری در حفره روی سطح آهنربا جلوگیری کرد. بنابراین، ترکیب شیمیایی محلول آبکاری نیاز به تنظیم دارد تا محلول آبکاری خنثی به دست آید و فعالیت مناسب و انحلال لایه آبکاری حفظ شود. در زیر مقدمه ای بر برخی از فرآیندهای معمول آبکاری NdFeB ارائه شده است.
از منظر هزینه، مقاومت در برابر خوردگی و تولید انبوه، آبکاری نیکل روی سطح آهنرباهای NdFeB یک روش ایده آل و پرکاربرد است. اما کاستی هایی نیز وجود دارد، مانند اثر گوشه، ضخامت ناهموار هر قسمت، عیوب زیاد، تخلخل زیاد و ... آبکاری نیکل روی آهنرباها مشابه فرآیندهای آبکاری معمولی است، اما ترکیب شیمیایی محلول آبکاری نیاز به بهبود دارد. جریان فرآیند به شرح زیر است: شستشوی فوق العاده، شستشو با آب، ترشی، شستشوی آب، شستشوی فوق العاده، شستشوی آب، فعال سازی، شستشوی آب، آبکاری، شستشو و خشک کردن آب. چنگ و همکاران فرآیند آبکاری نیکل پالس را مطالعه کرد و فرآیند بهینه آبکاری نیکل پالس را پیشنهاد کرد. بلک وود و همکاران نشان داد که چسبندگی و مقاومت به خوردگی آبکاری نیکل به دست آمده از محلول های آبکاری اسیدی به طور قابل توجهی بهتر از آبکاری نیکل قلیایی است. فرآیند آبکاری نیکل آلی که توسط شرکت Jindong ژاپن توسعه یافته است، آثار اجتناب ناپذیر در آبکاری این سطوح فلزی را از بین می برد. در کاربرد فعلی حفاظت NdFeB، آبکاری روی دومین فرآیند بزرگ بعد از آبکاری نیکل است. از آنجایی که ضخامت کریستالیزاسیون لایه روی آبکاری شده ضخیم تر از لایه نیکل آبکاری شده است، مقاومت در برابر خوردگی بدتر از لایه نیکل آبکاری شده است، اما فرآیند غیرفعال سازی می تواند فیلم های محافظ با رنگ های مختلف را تشکیل دهد. هزینه تولید و مدیریت روی آبکاری پایین است. در فرآیند آبکاری معمولی، با تنظیم ترکیب شیمیایی محلول آبکاری و کنترل مقدار pH، می توان NdFeB را مستقیماً روی NdFeB آبکاری کرد. در تولیدات صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است، اما بهبود چسبندگی بین پوشش و بستر همچنان یک مشکل است.
1.2 پوشش آلیاژی
پوشش آلیاژ روی نیکل به دلیل مقاومت خوب در برابر خوردگی، شکنندگی هیدروژن کم و عملکرد هزینه بالا به طور گسترده در تولید صنعتی استفاده می شود. از دیدگاه الکتروشیمیایی، پوششهای آلیاژ روی نیکل متعلق به پوششهای قطب آهن و آهن هستند. پتانسیل پایدار آن نسبت به پوشش روی خالص مثبت تر است، بنابراین در حفاظت الکتروشیمیایی NdFeB، جریان خوردگی آن کمتر از پوشش روی خالص است. از تحقیقات بر روی محصولات خوردگی پوشش آلیاژ روی نیکل، نیکل موجود در پوشش آلیاژ می تواند به طور موثری واکنش رفتار خوردگی در چین را مهار کند. محصول خوردگی ZnCl_24Zn(OH)_2 متراکم تر، پایدارتر و رساناتر از ZnO در پوشش روی است. بدتر سیستم حمام آبکاری آلیاژ روی نیکل عمدتا از یک سیستم روی قلیایی و یک سیستم کلرید اسید ضعیف استفاده می کند. دو روش اول قابلیت مدیریت غیرمتمرکز بالایی دارند و برای آبکاری قطعات بزرگ و پیچیده مناسب هستند، اما سطح راندمان فعلی پایین است. دومی دارای مزایای بازده جریان بالا، سرعت رسوب سریع، تردی هیدروژن کم اما پراکندگی خوب است. Zhang Xiuzhu فرآیند آبکاری آلیاژهای آهن جدید با شکنندگی هیدروژنی کم را مطالعه کرد و پوشش آلیاژی با محتوای نیکل 8.4٪ تا 22.6٪ را به دست آورد که تقریباً مشکلی برای شکنندگی هیدروژنی نداشت.
آلیاژ روی-آهن آبکاری شده به دلیل مقاومت در برابر خوردگی خوب، صفحه پذیری، جوش پذیری و سختی بالا به طور گسترده در زمینه های صنعتی استفاده می شود. در مقایسه با پوشش روی خالص، پوشش آلیاژ روی-آهن مقاومت در برابر خوردگی بهتر و هزینه کمتری نسبت به پوشش نیکل خالص و آلیاژ روی-نیکل دارد. ممکن است در آینده به جهت جدیدی برای حفاظت از سطح NdFeB برای شرکت ها تبدیل شود. پوشش آلیاژ روی-آهن مبتنی بر مکانیسم غیرعادی رسوب همزمان روی و آهن است که در آن Fe2 و Zn2 به طور همزمان از طریق تخلیه بر روی بستر رسوب می کنند. مقداری تثبیت کننده باید به محلول آبکاری اضافه شود تا از اکسیداسیون Fe2 به Fe3 جلوگیری کند و برای تثبیت محلول آبکاری، Fe3 را به Fe2 کاهش دهد. تثبیت کننده آهن جدید توسعه یافته مناسب برای حمام های آبکاری آلیاژ سولفات نیکل آهن. این روش میتواند Fe3 تولید شده توسط خوردگی آهنرباهای NdFeB در محلول آبکاری اولیه شرکتهای آبکاری را از یونهای ناخالصی به یونهای مفید اجتماعی تبدیل کند، که نگهداری محلول آبکاری را تسهیل میکند. در حال حاضر، محلول های معمول آبکاری آلیاژ روی-آهن به سیستم های اسیدی کلردار، سیستم های سولفات خنثی و سیستم های روی قلیایی تقسیم می شوند. در این سیستم های مدیریتی، چگونگی کاهش خوردگی محلول آبکاری روی سطح آهنرباهای NdFeB قبل از رسوب یون های فلزی از طریق تخلیه، و اینکه چگونه شرکت ها می توانند Fe2 را در محلول آبکاری ایمن تر و پایدارتر کنند، کلیدهای تحقق NdFeB هستند. آبکاری آلیاژهای روی-آهن .
روی سیاه: سطح محصول با توجه به نیاز مشتری به رنگ سیاه در می آید. از نظر آبکاری، عمدتاً اضافه کردن یک لایه فیلم محافظ سیاه از طریق پردازش شیمیایی مبتنی بر گالوانیزه گرم است. این فیلم می تواند در محافظت از محصول نیز نقش داشته باشد. بهبود زمان مقاومت در برابر خوردگی و افزایش زمان اکسیداسیون. اما سطح آن به راحتی خراشیده می شود و اثر محافظتی خود را از دست می دهد. امروزه افراد بسیار کمی از آن استفاده می کنند و اکثر آنها با رزین اپوکسی جایگزین شده اند. خاکستری مایل به سیاه است و بیشتر با رزین اپوکسی جایگزین می شود.
1.3 آبکاری آلومینیوم یون خلاء فناوری آلومینیوم یون خلاء یک روش تصفیه سطحی است که تبخیر خلاء، کاشت یون و فن آوری رسوب آب و هوا را ترکیب می کند. بر اساس تبخیر خلاء و فعال سازی پلاسما، بخار مواد لایه نازک در تخلیه درخشش گاز بی اثر یونیزه می شود و سپس زیرلایه بمباران و پوشش داده می شود. این روش یک فناوری آبکاری خشک است که می تواند از عیوبی مانند باقیمانده محلول آبکاری مرطوب در شکاف بین آهنرباها، خوردگی سطح آهنربا توسط محلول آبکاری و شکنندگی پوشش به دلیل جذب هیدروژن توسط آهنربا در حین آبکاری الکتریکی جلوگیری کند. استحکام پیوند و مقاومت در برابر خوردگی لایه آلومینیوم یونی بسیار بالاتر از پوشش روی و نیکل است. در طی فرآیند آبکاری یونی، بمباران یونها و اتمهای پرانرژی روی سطح آهنربا میتواند تا حدی بر تزریق یونها تأثیر بگذارد و باعث واکنش بین ترکیب فلز و آهنربا شود. تشکیل فاز جدید نه تنها استحکام پیوند پوشش را بهبود می بخشد، بلکه باعث افزایش اجباری آهنربا می شود. فرآیند آلومینیزاسیون یونی باعث آلودگی محیط اجتماعی نمی شود و به عملکرد سیستم مکانیکی آهنربا آسیب نمی رساند و حتی عملکرد خستگی برخی از مواد مرتبط را بهبود می بخشد. علاوه بر این، پوشش آلومینیومی دارای رسانایی خوب و ظاهر زیبایی است.
1.4 آبکاری آلیاژ نیکل-فسفر الکترولس
فناوری آبکاری آلیاژ Ni-P الکترولس روشی است که از یک عامل کاهنده برای کاهش خودکار پوشش Ni-P بر روی سطح قطعات فعال شده بدون افزودن جریان استفاده می کند. آبکاری نیکل فسفر از نمک نیکل برای کاهش یون های نیکل تحت اثر هیپوفسفیت استفاده می کند و هیپوفسفیت فسفر را تجزیه می کند. فرآیند واکنش احیا فقط می تواند تحت عمل کاتالیزورهای مختلف انجام شود. فلزاتی مانند آلومینیوم، نیکل، کبالت، آهن و آلیاژهای آنها دارای اثرات کاتالیزوری هستند، بنابراین آهنرباهای NdFeB را می توان مستقیماً با آلیاژهای نیکل-فسفر آبکاری کرد. در ابتدای واکنش احیا، به دلیل اثر اتوکاتالیستی نیکل، می توان یک پوشش آلیاژ نیکل را به طور خود به خود و یکنواخت روی کل آهنربا به دست آورد. به منظور اطمینان از کیفیت، عوامل کمپلکس، بافر، تثبیت کننده، تنظیم کننده pH و غیره باید در طول آبکاری الکترولس اضافه شوند. پوشش آلیاژ نیکل فسفر دارای منافذ کمتر، ضخامت یکنواخت، سختی بالا، سطح صاف و چسبندگی خوب به بستر است. پوشش هایی با محتوای فسفر بیش از 7 درصد دارای ساختار بی شکل، بدون نقص مرز دانه و مقاومت در برابر خوردگی بالا هستند.
1.5 مس: بیشتر در صنعت سخت افزار رخ می دهد. افراد بسیار کمی از آن در زمینه آهنرباهای NdFeB استفاده می کنند. ظاهر آن زرد روشن است. بسیار به ندرت استفاده می شود، ظاهر زرد روشن است
1.6 کروم: آبکاری کروم نیز در این زمینه نسبتاً نادر است. هزینه فرآیند آبکاری آن بسیار بالا است و توسط شرکت های معمولی قابل قبول نیست. با این حال، توانایی آن در آزادسازی پوسیدگی بسیار قوی است و واکنش با سایر مواد دشوار است. عمدتاً در مناطقی با pH بسیار قوی استفاده می شود. این معمولاً به ندرت انتخاب می شود.
1.7 طلا: بیشتر جواهرات طلای زرد روشنی که در برخی از غرفه های خیابان می بینید، طلای آبکاری شده یا مس هستند. آبکاری طلا باعث می شود که سطح محصول به خوبی هسته به نظر برسد. به طور کلی در زمینه جواهرات استفاده می شود. همچنین به عنوان اجزای رسانا در برخی از لوازم الکترونیکی مصرفی لوکس بالا استفاده می شود. به عنوان مثال، رابط رسانای هدستهای بلوتوث بیسیم با ارزش برند نسبتاً بالا از روکش طلا استفاده میکند.
2. پوشش ارگانیک
2.1 پوشش های پلیمری را می توان برای محافظت از سطح آهنربا در محیط های به شدت خورنده و کاربردهایی که نیاز به عایق الکتریکی دارند استفاده کرد. مواد اصلی تحقیقاتی برای پوشش های کامپوزیت پلیمری آهنربایی NdFeB رزین ها و پلیمرهای باند آلی هستند که در میان آنها پرکاربردترین پوشش رزینی است. این به این دلیل است که رزین اپوکسی دارای مقاومت بسیار عالی در برابر آب، مقاومت شیمیایی و خواص چسبندگی است و سختی کافی خود را ایجاد می کند. علاوه بر رزین اپوکسی، روکش های رزین موجود شامل پلی آکریلات، پلی آمید، پلی آمید و ... می باشد که می توان از مخلوط این رزین ها نیز استفاده کرد. محتویات اصلی تحقیقات فرآیند پوشش شامل پاشش و الکتروفورز است. پوشش های الکتروفورز کاتدی دارای مقاومت اسیدی بالا، مقاومت قلیایی، مقاومت در برابر حلال، خواص مکانیکی به ویژه چسبندگی هستند. قبل از الکتروفورز، معمولاً پیش تیمار با فسفات روی انجام می شود. فسفات روی هم یک لایه عایق و هم یک لایه ضد خوردگی است. آهنرباهای پیوندی به راحتی در هوا اکسید می شوند. درمان پوشش می تواند پودر مغناطیسی را از اکسیژن یا آب موجود در هوا جدا کند تا از اکسیداسیون و زنگ زدگی جلوگیری کند. چنگ و همکاران از نوع جدیدی از مواد رزینی (رزین بیسمالیمید) برای محافظت از سطح آهنرباهای NdFeB استفاده کرد که پایداری بالاتر و حساسیت رطوبتی کمتری نسبت به رزین اپوکسی دارد.
2.2Parylene یک ماده پوشش منسجم جدید است که توسط شرکت بریتانیایی Union Carbide در اواسط تا اواخر دهه 1960 ساخته شد. این یک پلیمر پاراکسیلن است. ماده خام هیدرومغناطیسی آهنربای خاکی کمیاب NdFeB یک ماده مغناطیسی قوی با عملکرد عالی و یکی از مواد اولیه مهم برای کوچک سازی و فوق کوچک سازی میکروموتورها است. با این حال، این نوع مواد در هوا بسیار ناپایدار است. مواد بزرگتر معمولاً از آبکاری یا رنگ اتوفورتیک رزین اپوکسی برای پوشش محافظ استفاده می کنند. مواد مغناطیسی کمیاب و کوچک و متوسط با اندازه 1-5 میلی متر، به ویژه حلقه ها و استوانه ها. مواد مغناطیسی زمین مانند دیگر نمی توانند به حفاظت قابل اعتماد دست یابند و نیازهای کاربردی را از طریق روش های سنتی بالا برآورده کنند. ترکیبی از فرآیند تولید منحصر به فرد پلی پارالیلن و خواص عالی آن را قادر می سازد تا آهنرباهای فشرده کوچک و متوسط را به طور کامل بدون هیچ گونه ضعفی پوشش دهد. ماده آهنربای دائمی که با آن پوشانده شده است را می توان به مدت 10 روز در اسید سولفوریک غوطه ور کرد. موارد فوق فرسوده نمی شوند. در حال حاضر تقریباً تمام مواد مغناطیسی کوچک و متوسط در جهان از پاریلن به عنوان لایه عایق و پوشش محافظ استفاده می کنند.
3. نتیجه گیری
به طور خلاصه، پیشرفت هایی در حفاظت از سطح NdFeB صورت گرفته است. مقاومت در برابر خوردگی خوبی به دست آمده است که کاربرد گسترده بیشتر آهنرباهای NdFeB را تا حد زیادی ترویج می کند. اما اشکالات مختلفی برای روش های مختلف کار حفاظتی وجود دارد. برای فرآیند آبکاری، بهبود چسبندگی پوشش و کاهش شکنندگی هیدروژن فناوریهای کلیدی هستند. اگرچه روش آلومینیزاسیون یون خلاء چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد، اما به دلیل جذب هیدروژن توسط آهنربا، پوشش مستعد ترک خوردگی است. اگرچه آبکاری الکترولس آلیاژ نیکل-فسفر می تواند توانایی آبکاری و سختی پوشش قطعات با اشکال پیچیده را بهبود بخشد، حفظ فرآیند پیچیده در آن زمان دشوار است. با این حال، اگرچه پوششهای آلی مقاومت خوبی در برابر خوردگی و چسبندگی دارند، اما مقاومت آنها در دمای بالا بسیار ضعیف است. بنابراین، هنوز جای زیادی برای پیشرفت در فناوری حفاظت از سطح NdFeB وجود دارد. بنابراین، برای توسعه یا بهبود فناوری حفاظت از سطح NdFeB، شرایط زیر باید به طور همزمان برآورده شود: شکنندگی هیدروژن کم یا بدون شکنندگی در طول فرآیند پوشش. (2) پوشش باید چسبندگی بستر خوبی داشته باشد. (3) سطح پوشش باید متراکم باشد، بدون ریز منافذ یا ترک باشد، پوشش باید نفوذپذیری کم داشته باشد و پوشش باید دارای ثبات دمایی خاصی باشد.
