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稀土永磁材料NdFeB是20世纪八十年代问世的一种新型永磁材料,它具有超强的磁性能和良好的性价比,自问世之初就迅速得到工业应用,并很快渗透到国民经济的各个领域。目前使用最广泛的是烧结型NdFeB永磁体,由于材料自身的结构和Nd元素的高度活性,导致其耐蚀性很差。因此,NdFeB材料使用之前,必须采取一定的措施提高其耐腐蚀性能。目前,NdFeB防护最常见的方式是水溶液电镀Ni、Cu和Zn等金属,这种方法具有工艺简单、成本较低等优点,但水溶液电沉积的镀层很容易产生镀层开裂、分层、起泡等缺陷,而且水溶液电镀对环境的污染很大。
离子液体是一种室温状态下呈液态的离子化合物,它是一种新型的溶剂体系。由于其独特的物理化学性质,它在有机合成、催化、分离纯化和电化学领域得到了广泛的应用。尤其在电化学领域,由于离子液体具有较大的电化学窗口和较高的电导率,使其在电沉积领域具有独特的优势,可以电沉积得到如Al、Ti、Li、Mn等普通水溶液电沉积无法得到的金属。电沉积Al是离子液体电沉积的一种常见应用,它可获得耐蚀性优异的Al镀层,而且具有电镀的工艺简单、成本低的优点。
本文使用BMIC-AlCl3型离子液体,尝试在NdFeB磁体上电沉积得到防护性的Al镀层。首先研究了BMIC-AlCl3型离子液体的物理化学性质和电沉积Al的一些规律。研究了电沉积的电流密度、温度和沉积时间等参数对获得的Al镀层的外观、微观形貌和晶体结构的影响,找到了一个较合适电沉积工艺参数范围。研究了NdFeB磁体电沉积Al防护镀层后的耐腐蚀性能。
为了进一步提高离子液体电沉积Al镀层的防护性能,在离子液体镀液中加入一定量的有机添加剂。研究了添加剂对Al镀层的外观、微观形貌和晶体结构的影响,找到了合适的添加剂的种类和含量。发现加入添加剂后,Al镀层的耐蚀性得到较大的提高。