خوردگی آهنرباهای RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B

خوردگی آهنرباهای RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

مکانیسم خوردگی آهنرباهای  RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B

چکیده

پایداری آهنرباهای Nd-Fe-B در برابر خوردگی در آب و هوای گرم و مرطوب با افزودن همزمان Al, Cu, Co و Ga تقریبا سه برابر افزایش می یابد. چنین آهنرباهایی تقریبا هیچ کاهش وزنی در آزمایش تنش بسیار تسریع شده در دمای °C130 (رطوبت ۹۵%) حتی پس از ۲۰۰ روز نشان نمی دهند. در  این آهنرباها اجزای بین دانه ای غنی از Nd و بسیار واکنش پذیر بوسیله ترکیبات ،  و  که بسیار نجیب تر هستند، جایگزین می شوند. پتانسیل های الکتروشیمیایی آزاد برای نمونه های فازی تقریبا مجزا (منفرد) از این ترکیبات در مقایسه با Nd خالص در حدود mV800 بالاتر تعیین شده اند. بنابراین، تشکیل هیدروکسیدها و اساسا سرعت خوردگی بسیار آهسته تر خواهد بود.

کلمات کلیدی: خوردگی، پتانسیل های الکتروشیمیایی، آزمایش تنش بسیار تسریع شده، آهنرباهای Nd-Fe-B

خوردگی آهنرباهای RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B

۱- مقدمه

آهنرباهای دائمی با پایه Nd-Fe-B به گستردگی در سیستم های محرک، موتورها، سیستم های MRI، حسگرها و غیره بکار برده شده اند. این آهنرباها به علت چگالی های انرژی بالا و هزینه های پایین در بعضی از کاربردها جایگزین آهنرباهای Sm-Co شده اند. با این وجود، در آب و هوای گرم و مرطوب – شرایط عملکردی نوعی برای موتورها – آنها با مشکل کاهش جریان برگشت ناپذیر و مقاومت ضعیف در برابر خوردگی روبرو می شوند [۱]. پایداری دمایی آهنرباهای Nd-Fe-B را می توان با جانشینی نسبی Nd با Dy، که قدرت میدان مغناطیسی زدا را افزایش می دهد، و با افزودن Co، که منجر به افزایش دمای کوری (Curie) می شود، اصلاح نمود. از طرف دیگر، Co مغناطیس زدایی را کاهش می دهد که می توان این مورد را با افزودن همزمان  Al ، Cu و Ga جبران کرد [۲ و ۳]. بخاطر این افزودنها، فاز بین دانه ای غنی از Nd متداول با ترکیبات ،  یا  جایگزین می شود [۵-۳]. این نکته نشان داده شده که چنین آهنرباهایی پایداری خیلی بهتری در برابر خوردگی در آب و هوای گرم و مرطوب دارند [۶ و ۷].

مکانیسم خوردگی در آب و هوای گرم و مرطوب بوسیله واکنش فاز غنی از Nd یا H₂O ، که Nd(OH)₃ تشکیل می دهد و سبب واچسبی / غیر چسبندگی دانه های مغناطیسی می شود، تعیین می گردد. سرعت این واکنش، که بوسیله خواص الکتروشیمیایی تعیین خواهد شد، در مورد Nd₃C_o خیلی پایین تر است [۸]. در گذشته، بررسی هایی در مورد رفتار الکتروشیمیایی آهنرباهای Nd-Fe-B انجام نشده است [۹ و۱۰]. به ویژه، اطلاعات مربوط به خواص الکتروشیمیایی فازهای منحصر بفرد نادر است [۱۱]. رفتار خوردگی پدیده شناختی آهنرباهای تجاری Nd-Dy-Fe-Co-Cu-Al-Ga-B در آب و هواهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، پتانسیل های الکتروشیمیایی نمونه های فازی تقریبا مجزا (منفرد) از فاز ،  و  گزارش داده خواهند شد.

خوردگی آهنرباهای RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B

۲- بخش تجربی

آهنرباهای تجاری Nd-Dy-Fe-Co-Cu-Al-Ga-B با محتوای RE کلی ۵/۳۰ تا ۳۲ درصد وزنی بوسیله روش متالورژیکی پودر استاندارد تولید شده اند. رفتار خوردگی این آهنرباها در یک اتو کلاو  (گرم کن) در دمای °C130 با رطوبت نسبی ۹۵% (بدون تراکم بخار آب) یا با رطوبت ۱۰۰% (در آب زیر ماسه (شن)) مورد آزمایش قرار گرفته است. بعضی از آهنرباها نیز تحت آزمایش نمک پاشی قرار گرفته اند.

خوردگی آهنرباهای RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B

۳- نتایج و بحث

الف. رفتار خوردگی آهنرباهای تجاری

در آب و هواهای گرم و مرطوب، آهنرباهای Nd-Fe-B متداول بدون Co شدیدا خورده خواهند شد. چنین آهنرباهایی در آزمایش تنش بسیار تسریع شده (HAST) در دمای °C 130 و رطوبت ۹۵%، پس از چند روز بیش از mg/cm² 10 را از دست می دهند، شکل ۱ را ببینید. در آهنرباهای با حدود ۳ درصد وزنی Co و بعضی از عناصر Al, Ga, Cu، این کاهش وزن شدیدا محسوس است. این آهنرباها بسته به محتوای RE، پس از یک دوره ۲۰۰ روزه هیچ کاهش وزنی نشان نمی دهند. وزن این آهنرباها به علت تشکیل یک لایه سطحی غیر فعال، احتمالا بعضی از هیدروکسیدهای (Fe و Nd)، حتی کمی افزایش می یابد. شکل ۱ را ببینید.  

ب. پتانسیل های الکتروشیمیایی و مکانیسم خوردگی

اجزای بین دانه ای آهنرباهای Nd-Dy-Fe-Co-Cu-Al-Ga-B در محدوده معینی از ترکیب، فقط ، ،  و ناخالصی های اجتناب ناپذیر مانند اکسیدهای RE هستند. به ویژه، هیچ Nd خالص و نیز هیچ  یا  مشاهده نمی شود، شکل ۲ را ببینید.

ج. خواص مغناطیسی

علاوه بر این، مغناطیس پسماند (رمانتس) و نیز مغناطیس زدایی در آهنرباهای جدید محتوی Co در مقایسه با آهنرباهای Nd-Fe-B همجوش شده متداول افزایش می یابد. به علت محتوای کبالت حدود ۳ درصد وزنی و ریزساختار بهینه، ضرایب دمایی مغناطیس پسماند و مغناطیس زدایی به ترتیب حدود ۲۰% و ۱۰% اصلاح می شوند. در تولید جرم، سازمان دهی محتوای Dy، چگالی های انرژی نوعی، مغناطیس های پسماند و مغناطیس زدایی ها از  ، و   حاصل می شود.

خوردگی آهنرباهای RE-Fe-Co-Cu-Ga-Al-B

۴- نتیجه گیری

مکانیسم خوردگی در آب و هواهای گرم و خشک برای آهنرباهای متداول و نیز آهنرباهای محتوی Al, Cu, Co  و Ga بوسیله تشکیل Nd– هیدروکسید و هیدروژن آزاد تعیین می شود. هیدروژن، فاز بین دانه ای باقیمانده را شکننده می کند و همراه با انبساط حجم حاصل از تشکیل Nd– هیدروکسید، دانه های زمینه پوسته پوسته می شوند. این واکنش در آهنرباهای محتوی Al, Cu, Co  و Ga خیلی کندتر است. در این آهنرباها اجزای بین دانه ای محتوی ترکیبات ، ،  هستند و تمام این موارد در مقایسه با Nd خالص موجود در آهنرباهای Nd-Fe-B استاندارد، خیلی نجیب ترند. بنابراین نیروی محرکه الکتروشیمیایی برای تشکیل Nd– هیدروکسید در آهنرباهای جدید کوچکتر است و منجر به کاهش سرعت خوردگی با فاکتور حدود ۱۰۰۰ می شود.

در آب و به ویژه تحت شرایط نمک پاشی، دانه های ماتریس/  زمینه  خود  تحت  حمله  قرار می گیرند تا رنگ قرمز تشکیل دهند. در اینجا، پایداری بهتر خوردگی در اجزای بین دانه ای هیچ اثری بر پایداری خوردگی کلی ندارد. تحت چنین محیطی هایی، تمام آهنرباهای Nd-Fe-B صرفنظر از اینکه آیا محتوی Co هستند یا نیستند، می بایست تحت پوشش قرار گیرند.

علاوه بر مقاومت اصلاح شده در برابر خوردگی، خواص مغناطیسی نیز به ویژه در دماهای بالا افزایش می یابد. بنابراین، آهنرباهای Nd-Fe-B جدید محتوی Al, Cu, Co  و Ga به ویژه برای کاربرد در موتورها مناسبند.