Passivação de nitrato de sódio como uma nova tecnologia de isolamento

Recentemente, Engenhariapublicou a pesquisa trabalho na passivação de nitrato de sódio como uma nova tecnologia de isolamento para compostos magnéticos macios desenvolvida pelo professor Mi Yan e pela equipe do Dr. Chen Wu. Compósitos magnéticos macios, fabricados com base em pós magnéticos metálicos por meio de revestimento de isolamento, encadernação, compactação e recozimento, servem como material fundamental em vários campos, incluindo energia, transporte, aeroespacial e defesa nacional. Devido à natureza de baixa resistividade elétrica das ligas magnéticas macias, é um desafio controlar a perda de corrente parasita, que se tornou um problema de gargalo para aplicações de alta frequência. Para pesquisa científica e produção industrial, a tecnologia de fosforização é geralmente usada para gerar revestimentos de isolamento. No entanto, o revestimento de fosfato resultante tende a se decompor acima de 600 ? e perder o efeito de isolamento em temperaturas elevadas. É de grande importância desenvolver novas tecnologias de isolamento para formar camadas de revestimento com forte adesão, juntamente com estabilidade térmica e resistividade elétrica satisfatórias para aplicações de alta frequência de compósitos magnéticos macios.

Neste trabalho, a equipe de Yan e Wu propôs a passivação de nitrato de sódio como uma nova tecnologia de isolamento para compósitos magnéticos macios. As evoluções do revestimento sob diferentes condições de pH foram reveladas com base em investigações sistemáticas de composição e microestrutura, com os mecanismos de crescimento dos revestimentos revelados por meio de análises cinéticas e termodinâmicas. O estudo mostra que o revestimento de isolamento obtido usando uma solução de passivação ácida de NaNO3 com pH = 2 consiste em Fe2O3, SiO2, Al2O3 e AlO(OH). A grande taxa de crescimento da camada de revestimento é resultado da forte capacidade de oxidação do NO3- sob condições ácidas, enquanto a taxa de dissolução da camada de passivação também é alta devido à grande concentração de H+, dando origem a uma pequena espessura da camada passiva em pH = 2. Com pH aumentado para 5, o Fe2O3 se converte em Fe3O4 com capacidade de oxidação enfraquecida de NO3−. Apesar da taxa de crescimento ligeiramente diminuída da camada de passivação, a redução da concentração de H+ também inibe bastante sua dissolução, resultando em uma espessura máxima do revestimento de isolamento para resistividade elétrica significativamente aprimorada e desempenho magnético ideal de corrente alternada (CA) (μe = 97,2, Pcv = 296,4 mW/cm3 abaixo de 50 kHz e 100 mT). Aumentar ainda mais o pH para 8 enfraquece significativamente a oxidabilidade do NO3-, resultando em apenas Al2O3, AlO(OH) e SiO2 na camada de passivação com crescimento lento e espessura significativamente reduzida. Além disso, a corrosão ocorre em algumas regiões da superfície do pó magnético, levando à deterioração do desempenho.

A tecnologia de passivação de NaNO3 desenvolvida neste trabalho não é apenas extensível a outros sistemas de liga magnética, mas também estabelece bases sólidas para o desenvolvimento de novos e avançados revestimentos de isolamento que usam agentes oxidantes como nitrito, superóxido e permanganato.

- Este comunicado de imprensa foi fornecido pela Engenharia