Cơ chế ăn mòn của nam châm vĩnh cửu NdFeB

Jun 21, 2024 Để lại lời nhắn

Tính dễ bị ăn mòn của nam châm vĩnh cửu NdFeB là do Nd là một trong những nguyên tố hoạt động hóa học mạnh nhất. Mặt khác, hợp kim là cấu trúc nhiều pha với sự khác biệt lớn về pha điện hóa giữa các pha, dễ gây ra ăn mòn điện hóa.

Ngoài ra, trong quá trình thiêu kết NdFeB, các khuyết tật như lỗ nhỏ, cấu trúc lỏng lẻo và bề mặt gồ ghề dễ xuất hiện bên trong và trên bề mặt nam châm. Môi trường làm việc của vật liệu nam châm vĩnh cửu NdFeB trong các ứng dụng thường là nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Những khuyết tật này tạo điều kiện thuận lợi cho sự ăn mòn NdFeB trong môi trường nhiệt độ cao và độ ẩm cao.

(1)Môi trường nhiệt độ cao

Trong môi trường khô, khi nhiệt độ dưới 150 độ, tốc độ oxy hóa của nam châm vĩnh cửu NdFeB rất chậm. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao hơn, phản ứng sau sẽ xảy ra trong vùng giàu Nd: 4Nd + 3O2=2Nd2O3. Sau đó, pha Nd2Fe14B sẽ phân hủy thành Fe và Nd2C3. Quá trình oxy hóa tiếp theo cũng sẽ tạo ra các sản phẩm như Fe2O3.

(2)Môi trường ấm áp và ẩm ướt

Trong điều kiện ấm và ẩm, pha ranh giới hạt nhạy cảm trên bề mặt nam châm vĩnh cửu NdFeB trước tiên phản ứng với hơi nước trong môi trường theo công thức sau. H sinh ra từ phản ứng này thâm nhập vào ranh giới hạt và tiếp tục phản ứng với pha giàu Nd, gây ra sự ăn mòn ranh giới hạt. Sự sinh ra NdH3 sẽ làm tăng thể tích ranh giới hạt, gây ra ứng suất ranh giới hạt và hư hỏng ranh giới hạt. Trong trường hợp nghiêm trọng, ranh giới hạt sẽ bị vỡ và khiến nam châm bị nghiền thành bột.

Độ ẩm môi trường có ảnh hưởng lớn hơn nhiều so với nhiệt độ đến khả năng chống ăn mòn của nam châm. Nguyên nhân là do lớp màng sản phẩm ăn mòn do nam châm tạo thành trong môi trường oxy hóa khô tương đối dày đặc, ở một mức độ nào đó có thể tách nam châm khỏi môi trường và ngăn chặn quá trình oxy hóa tiếp theo của nam châm.

Sintered Ferrite Magnet