● 摘要
NdFeB磁体具有高磁能积、高剩磁和高矫顽力，而且不含贵重金属、资源储备丰富，被誉为“磁王”备受人们青睐，成为发展速度最快的新一代永磁材料。但其化学稳定性差，在使用环境中容易发生氧化，限制了烧结NdFeB的应用范围。因此，在其实际使用之前，需要根据所使用的环境进行表面处理以提高耐蚀性。其中，Al涂层由于优异的耐蚀性能而被广泛应用。爆炸喷涂工艺制备的涂层，组织致密、结合强度高、气孔率低，其质量远优于其他热喷涂工艺，被广泛认定为最佳热喷涂工艺。
本文通过爆炸喷涂工艺在烧结NdFeB磁体表面制备Al涂层，从而达到使NdFeB基体的耐蚀性能提高的目的。并借助X射线衍射仪（XRD）、带能谱分析（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）、金相显微镜、万能拉伸试验机等设备对爆炸喷涂Al涂层的微观结构、成分及力学性能进行研究。采用中性盐雾加速试验（NSS）、动电位极化行为研究其耐蚀性能，并采用X射线光电子能谱（XPS）分析腐蚀产物确定腐蚀类型。采用交流阻抗（EIS），并通过等效电路拟合EIS谱分析腐蚀过程，进而得出爆炸喷涂Al的耐腐蚀机理。
实验结果表明，喷涂Al粉末处于半熔化状态经喷枪高速喷射到基体表面，形成厚度约为17μm的涂层。成分分析得知，涂层由纯Al相组成，喷涂过程中并未发生明显的氧化。爆炸喷涂所制得的Al涂层非常致密，其表面孔隙率仅为0.83%，显微硬度约为86.83Hv，结合强度高达21MPa，为爆炸喷涂Al涂层的实际应用奠定良好的基础。
Al涂层试样经192h的中性盐雾加速腐蚀，表面始终保持完整，且腐蚀速率逐渐降低，始终低于NdFeB基体的腐蚀速率。由动电位极化行为得知，制备态爆炸喷涂Al涂层试样的腐蚀电流密度（1.301×10-5A/cm2）不到NdFeB基体腐蚀电流密度（6.536×10-5A/cm2）的五分之一。随着浸泡时间的延长，直至120h，腐蚀电流密度先增加后降低并逐渐趋于稳定，且始终低于基体的腐蚀电流密度。对不同浸泡时间的表面产物进行分析得知，Al涂层的表面生成了致密的Al2O3膜，是其具有良好耐蚀性能的主要原因。
Nyquist图中显示，随浸泡时间的增加，Al涂层的容抗弧半径先减小再增大，远大于NdFeB基体，且在浸泡后期出现明显的扩散现象；Bode图中可知，Al涂层的阻抗值先减小后增加并趋于稳定，始终高于烧结NdFeB基体。利用等效电路法对EIS谱进行拟合，并通过其等效元件的变化趋势，直观的反映了Al涂层的腐蚀机理，得知Al涂层在NaCl溶液中的腐蚀过程分为两个阶段：第一阶段（0-24h），涂层表面原有不均匀Al2O3膜的破坏；第二阶段（48h-120h），表面重新形成致密的Al2O3膜。说明爆炸喷涂Al涂层可以长效保护烧结NdFeB基体。