Пассивация нитратом натрия как новая технология изоляции

В последнее время инженерное делоопубликовал исследование работа над пассивацией нитрата натрия как новой технологией изоляции магнитомягких композитов, разработанной профессором Ми Яном и командой доктора Чэнь Ву. Магнитомягкие композиты, изготавливаемые на основе металлических магнитных порошков путем изоляционного покрытия, связывания, уплотнения и отжига, служат ключевым фундаментальным материалом в различных областях, включая энергетику, транспорт, аэрокосмическую промышленность и национальную оборону. Из-за низкого удельного электрического сопротивления магнитомягких сплавов сложно контролировать потери на вихревые токи, которые стали узкой проблемой для высокочастотных применений. Для научных исследований и промышленного производства обычно используют технологию фосфоризации для создания изоляционных покрытий. Однако полученное фосфатное покрытие имеет тенденцию разлагаться при температуре выше 600°С. и теряют изоляционный эффект при повышенных температурах. Большое значение имеет разработка новой технологии изоляции для формирования слоев покрытия с прочной адгезией, а также с удовлетворительной термической стабильностью и удельным электрическим сопротивлением для высокочастотного применения магнитомягких композитов.

В этой работе команда Яна и Ву предложила пассивацию нитратом натрия в качестве новой технологии изоляции магнитомягких композитов. Эволюция покрытия при различных условиях pH была выявлена ​​на основе систематических исследований состава и микроструктуры, а механизмы роста покрытий раскрыты с помощью кинетического и термодинамического анализа. Исследование показало, что изоляционное покрытие, полученное с использованием кислого пассивационного раствора NaNO3 с pH = 2, состоит из Fe2O3, SiO2, Al2O3 и AlO(OH). Большая скорость роста слоя покрытия обусловлена ​​сильной способностью к окислению NO3− в кислых условиях, в то время как скорость растворения пассивационного слоя также высока из-за большой концентрации H+, что приводит к небольшой толщине пассивного слоя при pH = 2. При повышении pH до 5 Fe2O3 превращается в Fe3O4 с ослабленной окислительной способностью NO3−. Несмотря на несколько уменьшенную скорость роста пассивационного слоя, снижение концентрации H+ также значительно тормозит его растворение, что приводит к максимальной толщине изоляционного покрытия для значительного увеличения удельного электрического сопротивления и оптимальных магнитных характеристик переменного тока (AC) (μe = 97,2,2). Pcv = 296,4 мВт/см3 при 50 кГц и 100 мТл). Дальнейшее повышение pH до 8 значительно ослабляет окисляемость NO3-, в результате чего в пассивационном слое остаются только Al2O3, AlO(OH) и SiO2 с медленным ростом и значительно уменьшенной толщиной. Кроме того, на некоторых участках поверхности магнитного порошка возникает коррозия, приводящая к ухудшению характеристик.

Технология пассивации NaNO3, разработанная в этой работе, не только распространяется на другие системы магнитных сплавов, но также закладывает прочную основу для разработки новых и усовершенствованных изоляционных покрытий, в которых используются окислители, такие как нитрит, супероксид и перманганат.

- Данный пресс-релиз предоставлен компанией Engineering