烧结NdFeB磁钢表面层抗腐蚀实验分析
刘朝晖1，刘丽华2，关玉3，严世洪3
(1井冈山大学，江西吉安343009；2赣南医学院，江西赣州341000；3江西麦德风能股份有限公司，江西吉安343100)
摘要：研究了不同表面处理工艺的烧结NdFeB永磁磁钢在 10H2SO4 溶液、10NaOH溶液、乙酸异戊酯、10NaCl溶液、机油以及盐雾试验箱和PCT试验箱中的表面涂层和镀层的抗腐蚀情况。结果表明在HzS04、NaOH溶液、盐雾试验箱和PCT试验箱中镍铜复合镀层能较好地保护磁钢基体：乙酸异戊酯对磁钢外的环氧树脂保护层有腐蚀作用，其中环氧树脂与镍钢复合镀层之间的附着力较大，抗腐蚀能力强。
关键词：磁钢；烧结钕铁硼永磁材料；风力发电机；表面镀层
中图分类号：TM273 文献标识码：A 文章编号：1004—7018(2010)04—0039—03
0引言
风力发电技术作为一种薪能源技术，具有绿色环保的特点，越来越受到各国政府及能源企业的重视。风力发电机的功率也随着电力企业对****利用风能的要求越来越大。目前发电机中常见的磁场得技术有：电励磁、永磁和混合励磁，其中永磁技术具有结构简单、无能耗的特点，越来越受到关注。近年来，永磁材料随着稀土技术研究的深入得到了迅猛发展，本文就不同表面处理的磁钢对风场的适用情况进行探讨，以供永磁风力发电机磁钢选型参考。
1风力发电场对磁钢的要求
我国风能资源丰富的地域主要集中在东南沿海及其岛屿、内蒙和甘肃以北、黑龙江和吉林东部及辽东半岛沿海、青藏高原、云贵川等地区。其中沿海地区风场空气潮湿，且潮湿的空气中含有盐分…，对永磁发电机中的磁钢具有一定的腐蚀性。
由于大气中由于工业废气污染或本身的土壤等因素，大气中可能含有较大量以SOx2-、NOx、C1-、HCO3等阴离子为代表的酸性物质和以NH4+、Ca2+、Na+、K+、Mg2+等阳离子为代表的碱性物质[2]。当酸性物质较多时，大气表现为酸性，可能导致酸雨；当碱性物质较多时，大气表现为碱性，酸性和碱性对磁钢均有一定的腐蚀性[2-3]。目前国内有很多风场位于大气污染较为严重的地区，在设计风力发电机时，需要考虑其大气的酸碱性对磁钢的影响。
目前，永磁发电机中常用的磁钢材料为烧结钕铁硼永磁体(NdFeB)，它主要由主相Nd2Fe14B(铁磁性相)，非磁性相Nd1+ε Fe4B4(0<ε<1，富硼相)及富钕相(以Nd为基的固溶体，称为α一Nd相)组成，各相的氧化能力不同，分布在晶界处的富钕相和富硼相易于优先发生氧化，形成晶间腐蚀。另外磁体的相对密度不高(大约95～97)，加上氧化物较疏松，孔隙率大，磁体的表面很难形成氧化物保护膜，一旦氧化就造成连锁反应，造成磁体加速氧化[4-7]。由于烧结NdFeB系永磁体具有易氧化、抗腐蚀性能差的不利因素，而磁钢作为风力永磁发电机中重要的一部分，要求其工作温度一40～130，具有良好的耐腐蚀性能[1,8]。由此在选择烧结钕铁硼永磁磁钢材料时，对磁钢表面提出处理相应的涂层要求。
本文对不同表面处理的烧结钕铁硼永磁磁钢在H2SO4、NaOH、NaCl、乙酸异戊酯(天那水)、污油(以机油为主)及盐雾试验箱和PcT试验箱中进行耐腐蚀试验分析。
2试样制备与实验方法
实验所用的磁钢标准块尺寸为15 mm×15 mm×3 mm，磁钢基体材料为烧结钕铁硼永磁材料，基体表面镀层分别为镀锌+兰白钝、镀锌+磷化、镀镍+铜，并在磁钢镀层表面均覆盖有环氧树脂。实验中采用lO，H2sO4、10NaOH、乙酸异戊酯、10Nacl、污油，并对其中一半磁钢样块表层环氧树脂保护层予以破坏。
实验器具：烧杯、量杯、镊子、温度计等，盐雾试验箱、PcT试验箱。
实验方法：将各样块称重后放人烧杯，编号后分别向各个烧杯加入溶液，定期观察记录反应现象，最后将样块拿出干燥称重。A组：镀锌+兰白钝；B组：镀锌+兰白钝(破坏环氧树脂)；c组：镀锌+磷化；D组：镀锌+磷化(破坏环氧树脂)；E组：镀镍+铜；F组：镀镍+铜(破坏环氧树脂)。
3试验结果与分析
3．1磁钢试样在H：sO。溶液中的对比分析
如表l所示。通过观察数据，试样表面产生气泡是因为磁钢样品中的铁跟硫酸发生了式(1)的化学反应，并产生了气泡(H2)，并且烧杯中溶液的颜色加深。试样B和D随着时问的推移，溶液中的H2sO。耗尽 |
