TiO2/Al2O3薄膜对稀土永磁体表面特性的影响

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高温Sm2Co17永磁体由于其优良的温度特性,在高温湿热环境中得到了广泛的应用,但是在高温湿热环境中磁体的表面氧化,对磁体的磁性能损害极大。  本论文利用电镀法在磁体表面滚镀一层金属Ni,作为对高温Sm2Co17永磁体表面的预处理,再分别采用直流磁控溅射和射频磁控溅射方法沉积TiO2/Al2O3薄膜保护磁体,并利用X射线衍射仪( XRD)、能谱仪( EDX)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对薄膜层的物相成分及微观形貌进行了分析,利用电化学工作站对样品的抗腐蚀性能进行了表征。  薄膜层的物相成分及结构分析表明:直流磁控溅射和射频磁控溅射所得到样品在450℃退火6h后,TiO2呈锐钛矿结构,而氧化铝保持为非晶结构;直流磁控溅射和射频磁控溅射所得的 TiO2和 Al2O3薄膜致密性都较好,但是样品表面均比较粗糙,存在很明显的起伏,氧化物薄膜表面呈颗粒状存在。  电化学腐蚀试验表明:直流磁控溅射和射频磁控溅射所得样品在450℃退火后,其抗腐蚀性能较 Sm2Co17以及 Sm2Co17/Ni均具有明显的改善,其中直流磁控溅射所得薄膜的腐蚀电流降低约一个数量级,而射频磁控溅射制备 TiO2/Al2O3得到的薄膜抗腐蚀性能更加优异,与 Sm2Co17磁体相比,其腐蚀电流降低2~4个数量级,比直流磁控溅射所沉积薄膜的腐蚀电流低1~3个数量级。Al2O3薄膜每增加1nm其抗腐蚀性能提高约2%,而 TiO2薄膜每增加1nm其抗腐蚀性能提高约0.7%。  在 Sm2Co17表面沉积TiO2和Al2O3薄膜方面,射频磁控溅射技术比直流磁控溅射技术工艺更为稳定,所得样品抗腐蚀性能更为优异。
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