新しい絶縁技術としての硝酸ナトリウム不動態化

最近、エンジニアリング研究を発表した Mi Yan教授とChen Wu博士のチームが開発した軟磁性複合材料の新しい絶縁技術として硝酸ナトリウム不動態化に取り組んでいます。 軟磁性複合材料は、金属磁性粉末を基に絶縁被覆、結合、圧縮、焼鈍を経て製造され、エネルギー、輸送、航空宇宙、国防などのさまざまな分野で重要な基礎材料として機能します。 軟磁性合金は電気抵抗率が低いため、高周波用途のボトルネックとなっている渦電流損失を制御することが困難です。 科学研究や工業生産では、通常、リン化技術が絶縁コーティングの生成に使用されます。 しかし、得られるリン酸塩コーティングは 600℃を超えると分解する傾向があります。 高温になると断熱効果が失われます。 軟磁性複合材料の高周波用途においては、良好な熱安定性と電気抵抗率を備え、密着性の高いコーティング層を形成する新しい絶縁技術を開発することは非常に重要です。

この研究で、Yan と Wu のチームは、軟磁性複合材料の新しい絶縁技術として硝酸ナトリウム不動態化を提案しました。 異なる pH 条件下でのコーティングの進化は、体系的な組成および微細構造の研究に基づいて明らかにされ、コーティングの成長メカニズムは速度論的および熱力学的分析によって明らかにされています。 この研究では、pH = 2 の酸性 NaNO3 不動態化溶液を使用して得られた絶縁コーティングは、Fe2O3、SiO2、Al2O3、および AlO(OH) で構成されていることが示されています。 酸性条件下での NO3- の強い酸化力によりコーティング層の成長速度が速くなりますが、H+ 濃度が高いため不動態層の溶解速度も速く、不動態層の厚さが薄くなります。 pH = 2。pH が 5 に上昇すると、Fe2O3 は NO3- の酸化能力が弱まった Fe3O4 に変換されます。 パッシベーション層の成長速度がわずかに低下したにもかかわらず、H+ 濃度の低下によりその溶解が大幅に抑制され、その結果、絶縁コーティングの厚さが最大となり、電気抵抗率が大幅に向上し、最適な交流 (AC) 磁気性能 (μe = 97.2、 50 kHz および 100 mT で Pcv = 296.4 mW/cm3)。 さらに pH を 8 に上げると、NO3- の酸化力が大幅に弱まり、その結果、パッシベーション層には Al2O3、AlO(OH)、および SiO2 のみが形成され、成長が遅くなり、厚さが大幅に減少します。 また、磁粉表面の一部に腐食が発生し、性能が低下する場合があります。

この研究で開発された NaNO3 不動態化技術は、他の磁性合金システムに拡張できるだけでなく、亜硝​​酸塩、超酸化物、過マンガン酸塩などの酸化剤を使用する新規で高度な絶縁コーティングの開発のための強固な基盤を築きます。

- このプレスリリースはエンジニアリングによって提供されました