Aug 07, 2024

Tecnologia de difusão de limite de grãos

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1. Pulverização

1.1 Sputtering de magnetron
É um método de gerar descarga luminosa por meio de tensão, ionizando gás argônio, bombardeando o alvo com íons de argônio para pulverizar partículas pesadas de terras raras, como disprósio e térbio, que são depositadas na superfície do aço magnético para formar uma camada de filme. Os produtos aplicáveis ​​à pulverização catódica com magnetron incluem peças quadradas, ladrilhos, peças redondas, anéis, etc., e a fonte de difusão é principalmente alvos de metal puro de disprósio ou térbio.
A pulverização catódica Magnetron tem as vantagens de boa uniformidade de revestimento, camada de filme densa e efeito de aumento de força coercitiva estável. Suas desvantagens são: 1. O equipamento é caro e o preço de um único equipamento contínuo está entre 3,5 milhões e 5 milhões; 2. A taxa alvo de utilização do material é baixa, portanto o custo relativo é alto.

Magnetron sputtering process

 

1.2 Pulverização multiarco
É um revestimento que produz pulverização catódica local de alta temperatura por descarga induzida em campo. Possui uma taxa de utilização de material alvo de alta eficiência de revestimento e boa força de ligação. Mas as desvantagens são 1. Grandes partículas de revestimento e superfície áspera do filme; 2. Uniformidade geral do revestimento; 3. Estabilidade insatisfatória do revestimento; 4. Aumento da temperatura local.

 

2. Evaporação

A evaporação é um método de depositar um filme aquecendo e vaporizando o material de revestimento sob vácuo. A evaporação é dividida em evaporação estática e evaporação rotativa, semelhante ao revestimento suspenso e ao revestimento de rolos no processo de galvanoplastia e adequada para ímãs grandes e pequenos, respectivamente.

Static evaporation diagram

 

2.1 Evaporação Estática
A vantagem é que a temperatura de evaporação é alta, e a sublimação da fonte de evaporação, a deposição na superfície do aço magnético e a difusão no ímã são realizadas simultaneamente, de modo que o efeito de difusão de terras raras pesadas é melhor. Como a qualidade do filme pesado de terras raras após a evaporação está relacionada à temperatura de evaporação, ao grau de vácuo e à distância de revestimento (a distância entre o alvo pesado de terras raras e a folha magnética), a chapa de aço magnética precisa ser colocada em ferramentas específicas para garantir a distância de galvanização, resultando em um processo mais complicado, baixa eficiência de produção e baixa consistência do filme. Portanto, a evaporação estática é menos utilizada na indústria nacional de materiais magnéticos.

Rotary evaporation process diagram

 

2.2 Evaporação Rotativa
É um método de mistura contínua de aço pequeno e micromagnético e materiais alvo de terras raras pesadas por meio de rotação, e o metal Dy / Tb volatilizado após alta temperatura ser depositado na superfície do produto. Este processo é adequado para produtos pequenos, especialmente produtos eletroacústicos com peso unitário inferior a 1g; o custo do material de difusão é baixo, o ganho de peso é pequeno e o HcJ é significativamente melhorado; a consistência de HcJ é alta. A desvantagem é que o processo de separação do produto e dos metais disprósio e térbio é relativamente trabalhoso, e esse processo raramente é utilizado na indústria, e o equipamento geralmente precisa ser customizado, o que apresenta certas barreiras técnicas.

 

3. Revestimento

3-1 Pulverização automática
Coloque as folhas magnéticas em uma única camada e coloque-as na bandeja de peças. Use uma pistola pneumática para borrifá-los de maneira alternada para formar um filme. Quando a fonte de difusão é flúor ou óxido, ele pode ser pulverizado na atmosfera. Se for um pó de hidreto ou liga de terras raras pesadas, é necessária proteção contra gás inerte.
Vantagens: 1. É aplicável a um grande número de fontes de difusão, incluindo hidretos, fluoretos, óxidos e ligas; 2. Pode difundir produtos de vários formatos e tamanhos, incluindo peças quadradas, redondas e em forma de ladrilho; 3. O equipamento possui um alto grau de automação, e a bandeja da peça pode ser usada universalmente, e a troca de pedidos é flexível e conveniente; 4. O investimento em equipamentos é baixo e a taxa de utilização de terras raras pesadas é alta.
Principais desvantagens: Existe um risco de patente quando a fonte de difusão é o flúor, há riscos de segurança quando é hidreto e liga, e a consistência do desempenho dos óxidos é baixa.

Automatic spraying process diagram

 

3-2 Serigrafia
Pó pesado de terras raras é transformado em tinta. Ao imprimir, a tinta é derramada em uma extremidade da placa de serigrafia e uma certa pressão é aplicada à parte da tinta na placa de serigrafia com um raspador. Ao mesmo tempo, o raspador se move a uma velocidade uniforme em direção à outra extremidade da chapa de serigrafia. A tinta é espremida da malha para a folha magnética pelo raspador para formar um filme durante o movimento.
Devido ao encapsulamento do reagente orgânico na tinta, o hidreto ou liga pesada de terras raras é impedido de entrar em contato com o ar e a oxidação é evitada. Portanto, o hidreto pesado de terras raras pode ser usado como fonte de difusão para revestimento no ambiente atmosférico, evitando efetivamente o risco patente do flúor. Ao mesmo tempo, o processo de serigrafia tem características de alta eficiência de produção, alta taxa de utilização de terras raras pesadas e boa consistência de ganho de peso, o que é muito adequado para difusão de limites de grãos de aço magnético quadrado. Nos últimos dois anos, o processo de serigrafia foi rapidamente promovido na indústria e se tornou um dos processos convencionais.
As desvantagens são: 1. A tela e o raspador não são adequados para produtos em formato de ladrilho com superfícies irregulares; 2. Produtos de diferentes tamanhos e taxas de ganho de peso geralmente requerem tintas, chapas de serigrafia e acessórios correspondentes, que são adequados para pedidos estáveis ​​em grande escala. Para pedidos de pequenos lotes, a substituição frequente de telas e acessórios resultará em eficiência reduzida, aumento de custos e baixa flexibilidade.

Screen printing process diagram

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