[發明專利]釹鐵硼磁體表面超疏水薄膜的制備方法

無效

• 申請號: 201210043961.1
• 申請日: 2012-02-26
• 公開（公告）號: CN102527620A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 歐軍飛;薛名山;王法軍;李文
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及一種釹鐵硼磁體表面超疏水表面的制備方法。

背景技術

超疏水表面由于其優異的斥水性能，在國防、工農業生產和日常生活中有著廣泛的應用前景。例如超疏水技術應用于室外電纜上，可防止積雪從而保證電路暢通；用在船艦外殼上，不但可以減少水的阻力，提高航行速度，還能達到防污防腐的功效；用在石油運輸管道內壁，能夠防止粘附、堵塞，減少損耗。正是由于有如此的需求，超疏水材料的應用研究才越來越受關注。

釹鐵硼磁性材料是釹、氧化鐵等的合金，具有極高的磁能積和矯力，同時高能量密度的優點使釹鐵硼永磁材料在現代工業和電子技術中獲得了廣泛應用。然而，釹鐵硼磁體在通常環境中容易腐蝕，會導致磁體磁性能的嚴重惡化和結構的失效，成為進一步擴大其應用領域的主要障礙。目前，釹鐵硼磁體腐蝕防護的有兩條途徑：一是向磁體中添加某些微量元素來達到增強耐腐蝕性能；二是對磁體進行表面處理，可以在不損害磁性能的條件下，大大提高磁體的抗腐蝕性能。與前一種方法相比，表面處理成本更低，且操作簡單，是一種更適合推廣使用的方法。然而，現有的表面涂覆技術注重的是如何提高涂層與基片的結合強度，進而達到提高耐腐蝕性能的目的；而從涂層-腐蝕介質界面角度考慮問題，試圖通過構筑超疏水表面來達到提高釹鐵硼磁體耐腐蝕性能的研究還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種釹鐵硼磁體表面超疏水薄膜的制備方法。

本發明制備方法簡單易行，主要包括以下步驟：

（1）采用金相砂紙打磨釹鐵硼磁體表面，除去表面明顯銹跡；

（2）將打磨后的釹鐵硼基片依次放入丙酮、超純水中超聲清洗5~10?min，以除去表面油污；

（3）將超聲清洗后的釹鐵硼磁體浸入化學腐蝕液中處理1~10?min，處理溫度為室溫；

（4）選取低表面能硫醇分子，配制稀溶液，溶劑為無水乙醇，并加入少量冰醋酸；

（5）將化學腐蝕后的釹鐵硼磁體經大量超純水淋洗，然后用氮氣吹干，浸入上述配制的硫醇稀溶液中，靜置4~12小時。取出后依次在乙醇、超疏水中超聲清洗2~5min，氮氣吹干，既得超疏水薄膜；

本發明所涉及化學腐蝕液是質量分數為10~30?%的硝酸溶液；所涉及低表面能硫醇分子為1H,1H,2H,2H-全氟辛硫醇、1H,1H,2H,2H-全氟癸基硫醇中的一種；所涉及低表面能硫醇分子稀溶液濃度為1~10?mmol/L，冰醋酸體積濃度為0.4~4?%。

性能檢測方法如下：用接觸角測量儀（德國Krüss，DSA30）測量靜態接觸角和滾動角，水滴體積為3?μL；利用電化學工作站（武漢科思特，CS350）記錄樣品Tafel曲線，評價薄膜的耐蝕性能，以甘汞電極為參比電極，鉑電極為輔助電極，工作電極為測試樣品。測試結果表明，制備樣品表面接觸角、滾動角分別在150~160°、5~10°范圍內；腐蝕電流密度與未處理樣品相比降低兩個數量級。

本發明具有以下優點：采用化學刻蝕的方法不需要昂貴的設備，成本低，可控性較好，易于批量生產；制備薄膜與基片通過共價鍵結合，穩定性高；超疏水性好，接觸角平均大于150°。

附圖說明

圖1為實施例1制備的樣品表面接觸角圖。

圖2為實施例1制備樣品及未處理樣品的Tafel曲線。

具體實施方式

為了更好的理解本發明，如圖1、圖2所示，通過實例進行說明：

實施例1

（1）采用金相砂紙打磨釹鐵硼磁體表面，除去表面明顯銹跡；

（2）將打磨后的釹鐵硼基片依次放入丙酮、超純水中超聲清洗5min，以除去表面油污；

（3）配制濃度為20?%的硝酸水溶液，將超聲清洗后的釹鐵硼磁體浸入其中，室溫下處理5?min；

（4）配制5?mmol/L的1H,1H,2H,2H-全氟辛硫醇無水乙醇稀溶液50?mL，并加入0.5?mL冰醋酸；

（5）將化學腐蝕后的釹鐵硼磁體經大量超純水淋洗，然后用氮氣吹干，浸入上述配制的稀溶液中，靜置6小時。取出后依次在乙醇、超疏水中超聲清洗3min，氮氣吹干，既得超疏水薄膜；

水滴在其表面靜態接觸角高達154°，滾動角為7°，體現出優異的超疏水性能。電化學測試結果表明，含有超疏水薄膜的樣品腐蝕電位正移，由-0.30?V變為-0.21?V，腐蝕電流密度相比未處理樣品降低兩個數量級，說明超疏水薄膜的存在能提高釹鐵硼磁體的耐腐蝕性能。