[发明专利]一种稀土永磁材料复合阻氢涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种稀土永磁材料复合阻氢涂层及其制备方法，解决现有稀土永磁材料阻氢涂层致密性和稳定性较差，涂层阻氢效果较差的问题。一种稀土永磁材料复合阻氢涂层，由内层到外层依次包括：基体阻氢层、Al层微弧氧化层和Al(Hsubgt;2/subgt;POsubgt;4/subgt;)subgt;3/subgt;‑Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;阻氢封闭层；所述Al层微弧氧化层为由内层到外层依次分布的Al层和Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;阻氢层或Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;阻氢层。本发明制备的阻氢涂层，结构致密、稳定性高、用时短、厚度高，阻氢渗透能力强。

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种稀土永磁材料复合阻氢涂层及其制备方法。

背景技术

钕铁硼(Nd-Fe-B)和钐钴(SmCo₅、Sm₂Co₁₇)等高性能稀土永磁体作为新能源汽车永磁驱动电机的关键功能部件，对其在特殊服役环境下的使用寿命提出了更高的要求。新能源汽车氢泵电机长期处于氢气环境下，永磁材料会因吸氢反应出现碎裂甚至失去磁性，器件的功能性将被破坏，导致永磁体性能部分或完全失效。因此，在稀土永磁材料表面制备阻氢涂层，阻止氢与稀土永磁材料发生吸氢反应，提高稀土永磁体在氢环境中的稳定性，是满足永磁材料在氢气环境中长时间稳定工作要求的必要途径。

目前，可供选择的阻氢涂层材料主要为玻璃、金属和陶瓷三类。其中，氧化铝陶瓷涂层因其良好的绝缘电阻率、良好的高温稳定性和优异的阻氢性能从而满足新能源汽车领域中稀土永磁材料涂层材料的设计要求而被作为一种理想的阻氢涂层材料，具有良好的应用前景。

现有技术中有多种方法可以用于制备氧化铝阻氢涂层，但均存在各种问题：低温水热处理法制备氧化铝涂层存在涂层不稳定，易开裂等问题；溶胶-凝胶法制备氧化铝涂层反应速率较慢且涂层中会出现大量微孔，使得氢易从裂纹处扩散，从而导致保护失效；化学气相沉积法，涂层与基体之间结合能力较弱，稳定性较差，涂层劣化严重；磁控溅射法制备氧化铝涂层，涂层沉积速率相对较慢；电子束蒸发法制备氧化铝涂层，涂层结合能力较弱，易发生剥落；等离子喷涂法制备氧化铝涂层，涂层表面容易出现多孔结构，加速了氢在涂层材料中扩散，降低了涂层的阻氢效果；除此之外，还有将金属铝涂层进行原位氧化获得氧化铝涂层的方法，但是其得到的涂层厚度及微观结构与氧化时间，氧分压，热处理温度等均有关系，难以精确控制，并且所得氧化铝涂层致密性和稳定性较差。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种稀土永磁材料复合阻氢涂层及其制备方法，以解决现有稀土永磁材料阻氢涂层致密性和稳定性较差，涂层阻氢效果较差的问题之一。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种稀土永磁材料复合阻氢涂层，所述复合阻氢涂层由内层到外层依次包括：基体阻氢层、Al层微弧氧化层和Al(H₂PO₄)₃-Al₂O₃阻氢封闭层；所述Al层微弧氧化层为由内层到外层依次分布的Al层和Al₂O₃阻氢层或Al₂O₃阻氢层。

进一步地，所述基体阻氢层厚度为10～600μm，Al层厚度为0～50μm，Al₂O₃阻氢层厚度为10～50μm，Al(H₂PO₄)₃-Al₂O₃阻氢封闭层厚度为100nm～1000nm。

另一方面，本发明还提供了一种稀土永磁材料复合阻氢涂层的制备方法，用于制备上述复合阻氢涂层，包括以下步骤：