Pasivación con nitrato de sodio como nueva tecnología de aislamiento

Recientemente, Ingenieríapublicó la investigación trabajar en la pasivación con nitrato de sodio como una nueva tecnología de aislamiento para compuestos magnéticos blandos desarrollada por el profesor Mi Yan y el equipo del Dr. Chen Wu. Los compuestos magnéticos blandos, que se fabrican en base a polvos magnéticos metálicos a través de un revestimiento aislante, unión, compactación y recocido, sirven como material fundamental clave en varios campos, incluidos la energía, el transporte, la industria aeroespacial y la defensa nacional. Debido a la naturaleza de baja resistividad eléctrica de las aleaciones magnéticas blandas, es un desafío controlar la pérdida por corrientes de Foucault, que se ha convertido en un problema de cuello de botella para aplicaciones de alta frecuencia. Para la investigación científica y la producción industrial, la tecnología de fosforización generalmente se usa para generar recubrimientos aislantes. Sin embargo, el revestimiento de fosfato resultante tiende a descomponerse por encima de los 600 ? y perder el efecto aislante a temperaturas elevadas. Es de gran importancia desarrollar una nueva tecnología de aislamiento para formar capas de revestimiento con una fuerte adherencia, junto con una estabilidad térmica y resistividad eléctrica satisfactorias para aplicaciones de alta frecuencia de compuestos magnéticos blandos.

En este trabajo, el equipo de Yan y Wu ha propuesto la pasivación con nitrato de sodio como una nueva tecnología de aislamiento para materiales compuestos magnéticos blandos. Las evoluciones del recubrimiento bajo diferentes condiciones de pH se han revelado en base a investigaciones sistemáticas de composición y microestructura, con los mecanismos de crecimiento de los recubrimientos revelados a través de análisis cinéticos y termodinámicos. El estudio muestra que el revestimiento aislante obtenido con una solución de pasivación ácida de NaNO3 con pH = 2 está compuesto por Fe2O3, SiO2, Al2O3 y AlO(OH). Se produce una gran tasa de crecimiento de la capa de recubrimiento debido a la fuerte capacidad de oxidación del NO3− en condiciones ácidas, mientras que la tasa de disolución de la capa de pasivación también es alta debido a la gran concentración de H+, lo que da lugar a un pequeño espesor de la capa pasiva en pH = 2. Con un aumento del pH a 5, el Fe2O3 se convierte en Fe3O4 con capacidad de oxidación debilitada de NO3−. A pesar de la ligera disminución de la tasa de crecimiento de la capa de pasivación, la reducción de la concentración de H+ también inhibe en gran medida su disolución, lo que da como resultado un espesor máximo del recubrimiento aislante para una resistividad eléctrica significativamente mejorada y un rendimiento magnético de corriente alterna (CA) óptimo (μe = 97,2, Pcv = 296,4 mW/cm3 bajo 50 kHz y 100 mT). Elevar aún más el pH a 8 debilita significativamente la oxidabilidad del NO3-, lo que da como resultado solo Al2O3, AlO(OH) y SiO2 en la capa de pasivación con un crecimiento lento y un espesor significativamente reducido. Además, se produce corrosión en algunas regiones de la superficie del polvo magnético, lo que provoca un deterioro del rendimiento.

La tecnología de pasivación de NaNO3 desarrollada en este trabajo no solo es extensible a otros sistemas de aleaciones magnéticas, sino que también sienta una base sólida para el desarrollo de recubrimientos aislantes novedosos y avanzados que utilizan agentes oxidantes como nitrito, superóxido y permanganato.

- Este comunicado de prensa fue proporcionado por Ingeniería