一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及磁性材料表面防护技术领域，尤其涉及一种烧结钕铁硼磁体表面复合膜层及其制备方法。该具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体包括磁体本体，以及依次层叠设置于磁体本体表面的铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。本发明专利技术提供的烧结钕铁硼磁体，通过依次沉积铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层，能够打断和封闭贯穿薄膜的组织缺陷的结构效应，避免了形成贯穿多层薄膜的针孔、微裂纹等组织缺陷，提高了磁体的耐腐蚀性。多层膜交替沉积，减少了膜层内应力，使氮化钛更加致密，还增强了膜层之间及膜层与基底的结合力，进一步增强了耐腐蚀性能。此外，通过氧化铝膜层的设置，还提高了磁体的耐高温抗氧化性，通过氮化钛膜层的沉积，提高了磁体的抗冲蚀能力。

A sintered Nd-Fe-B magnet with composite film and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体及其制备方法
本专利技术涉及磁性材料表面防护
，尤其涉及一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的蓬勃发展，烧结钕铁硼磁体在新能源汽车制造、风能发电、新型电机等高科技行业应用非常广泛。目前工业中多采用物理相沉积氮化钛薄膜方法对烧结钕铁硼磁体进行表面处理，而单一氮化钛薄膜一般均存在针孔、微裂纹等组织缺陷，因此，当应用高湿热环境中时腐蚀介质就会通过上述组织缺陷形成的路径侵害到烧结钕铁硼磁体，导致烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性较差，从而影响烧结钕铁硼磁体的使用性能。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有存在的技术问题，本专利技术提供一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体及其制备方法，解决了现有技术中烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性较差，影响烧结钕铁硼磁体的使用性能的问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一方面，本专利技术实施例提供了一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体，包括磁体本体，以及依次层叠设置于所述磁体本体表面的铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。根据本专利技术，所述铝膜层的厚度为0.1～0.7μm；所述氧化铝膜层的厚度为0.1～0.7μm；所述氮化钛膜层的厚度为0.4～1.0μm；所述复合膜层的总厚度为1.0～2.4μm。另一方面，本专利技术实施例还提供了一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：对所述磁体本体表面进行打磨、抛光以及清洗；利用物理气相沉积法在所述磁体本体表面依次沉积所述铝膜层、所述氧化铝膜层和所述氮化钛膜层。如上述方法，所述对磁体本体表面进行打磨、抛光以及清洗包括：分别利用#400、#600、#1000、#1500、#2000砂纸依次打磨所述磁体本体的表面；利用抛光机对打磨完成的所述磁体本体的表面进行抛光，直至其呈镜面状；将抛光完成的所述磁体本体依次放置在无水乙醇和丙酮溶液中进行超声清洗5～10min，并反复清洗两次；将清洗结束的所述磁体本体进行干燥处理后放入物理气相沉积涂覆设备的真空室中，启动真空泵对真空室进行抽气，本底真空为1×10-3Pa，氩气的流量设置为10～20sccm，工作压力设置为0.5～1Pa，通过Ar+辉光放电效应对基体进一步溅射清洗10～30min。如上述方法，所述利用物理气相沉积法在所述磁体本体表面依次沉积所述铝膜层、所述氧化铝膜层和所述氮化钛膜层包括：向所述真空室充入氩气至气压至0.4～1.0Pa，打开靶电源，调节靶功率至80～120W，通过磁控溅射在处理过的所述磁体本体上沉积铝膜层；向所述真空室充入氩气至气压为0.4～1.0Pa，打开射频电源，调节射频功率250W～400W,通过射频溅射在所述磁体本体的铝膜层上沉积氧化铝膜层；将所述真空室内气体排出，按照氩气流量30sccm和氮气流量4sccm将氩气和氮气充入真空室直至真空室气压为0.4～1.0Pa，对钛靶通电，调节钛靶功率为100～150W，在所述磁体本体的氧化铝膜层上沉积氮化钛膜层，完成后关闭钛靶电源。如上述方法，所述在磁体上沉积防腐膜层包括：每次沉积之前都对靶材进行10min的预溅射，以去除靶材表面附着的污染物；移开样品台挡板，在所述磁体上依次沉积铝膜、氧化铝膜、氮化钛膜。如上述方法，所述氮气的纯度大于99.9wt％，所述氩气的纯度大于99.9wt％。如上述方法，所述铝纯度大于99wt％。如上述方法，所述氧化铝纯度大于99wt％。如上述方法，所述钛纯度大于99wt％。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的烧结钕铁硼磁体，通过在磁铁本体的表面三层复合膜层结构，从基体材料表面到复合膜层表面，复合膜层依次为铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。该复合膜层具有良好硬度和耐腐蚀防护性能。通过在磁体本体表面依次沉积铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层，能够打断和封闭贯穿薄膜的组织缺陷的结构效应，从而避免了形成贯穿多层薄膜的针孔、微裂纹等组织缺陷，提高了烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性。而且，由于磁铁本体表面的复合膜由多层膜交替沉积而成，减少了膜层内应力，使顶层氮化钛更加致密，同时增强了膜层之间及膜层与基体之间的结合力，从而进一步增强了耐腐蚀性能。此外，通过氧化铝膜层和氮化钛膜层的设置，还提高了烧结钕铁硼磁体的耐高温抗氧化性和耐冲蚀能力。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体的结构示意图。【附图标记说明】1：磁体本体；2：铝膜层；3：氧化铝膜层；4：氮化钛膜层。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体，包括磁体本体1，以及依次层叠设置于磁体本体1表面的铝膜层2、氧化铝膜层3和氮化钛膜层4。本专利技术实施例通过在烧结钕铁硼磁体的表面依次层叠设置铝膜层2、氧化铝膜层3和氮化钛膜层4，从而在磁体本体的表面形成复合膜层，解决了磁体本体表面设置单一氮化钛膜层所存在的针孔、微裂纹、耐高温性较差等缺陷，而且，该种多层结构还有助于减少膜层之间的内应力；铝膜层2可以作为缓冲层有助于提高氧化铝与磁体的结合力，而沉积氧化铝膜层3则可以提高磁体耐高温抗氧化性，同时，沉积氮化钛膜层4还可以进一步提高膜层硬度及耐腐蚀性。本专利技术提供的烧结钕铁硼磁体，通过在磁铁本体的表面三层复合膜层结构，从基体材料表面到复合膜层表面，复合膜层依次为铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。该复合膜层具有良好硬度和耐腐蚀防护性能。通过在磁体本体表面依次沉积铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层，能够打断和封闭贯穿薄膜的组织缺陷的结构效应，从而避免了形成贯穿多层薄膜的针孔、微裂纹等组织缺陷，提高了烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性。而且，由于磁铁本体表面的复合膜由多层膜交替沉积而成，减少了膜层内应力，使顶层氮化钛更加致密，同时增强了膜层之间及膜层与基体之间的结合力，从而进一步增强了耐腐蚀性能。此外，通过氧化铝膜层和氮化钛膜层的设置，还提高了烧结钕铁硼磁体的耐高温抗氧化性和耐冲蚀能力。在一可选的实施例中，参见图1，该具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体中，铝膜层2的厚度可以为0.1～0.7μm；氧化铝膜层3的厚度可以为0.1～0.7μm；氮化钛膜层4的厚度可以为0.4～1.0μm；复合膜层的总厚度可以为1.0～2.4μm。通过对三个膜层厚度进行不同选择，既可以使每个膜层的表面粗糙度较小，又能保证每个膜层的硬度要求，同时还保证了三者与磁体本体之间均具有较大的结合力，不容易脱落。需要说明的是，为了保证该烧结钕铁硼磁体的硬度和耐腐蚀性，在每个膜层的厚度均达到要求的同时，膜层的总厚度不能太小，以避免影响该烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性。本专利技术实施例还提供了一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体的制备方法，可以包括以下步骤，参见图1。s1：对磁体本体1表面进行打磨、抛光以及清洗；s2：利用物理气相沉积法在磁体本体1表面依次沉积铝膜层2、氧化铝膜层3和氮化钛膜层4。在步骤s1中，对磁体本体1表面进行打磨、抛光以及清洗，可以有效地去除磁体表面上的杂质，从而使得沉积后的复合膜层能够与磁体本体1更加牢固的结合，防止脱落，也避免了复合膜层中参入杂质，对该复合膜层的耐腐蚀性产生影响。在步骤s2中，物理气相沉积法沉积膜层，具有成膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，包括磁体本体，以及依次层叠设置于所述磁体本体表面的铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。

【技术特征摘要】
1.一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，包括磁体本体，以及依次层叠设置于所述磁体本体表面的铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。2.根据权利要求1所述的具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体，其特征在于，所述铝膜层的厚度为0.1～0.7μm；所述氧化铝膜层的厚度为0.1～0.7μm；所述氮化钛膜层的厚度为0.4～1.0μm；所述复合膜层的总厚度为1.0～2.4μm。3.一种具有复合膜层的烧结钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对磁体本体表面进行打磨、抛光以及清洗；利用物理气相沉积法在所述磁体本体表面依次沉积铝膜层、氧化铝膜层和氮化钛膜层。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述对磁体本体表面进行打磨、抛光以及清洗包括：分别利用#400、#600、#1000、#1500、#2000砂纸依次打磨所述磁体本体的表面；利用抛光机对打磨完成的所述磁体本体的表面进行抛光，直至其呈镜面状；将抛光完成的所述磁体本体依次放置在无水乙醇和丙酮溶液中进行超声清洗5～10min，并反复清洗两次；将清洗结束的所述磁体本体进行干燥处理后放入物理气相沉积涂覆设备的真空室中，启动真空泵对真空室进行抽气，本底真空为1×10-3Pa，氩气的流量设置为10～20sccm，工作压力设置为0.5～1Pa，通过Ar+辉光放电效应对基体进一步溅射清洗10～30min。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢元华，王朋阳，刘坤，杜广煜，臧浩天，胡强，张昕洁，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21