一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法与流程

本发明涉及钕铁硼磁体防腐涂层，具体为一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法。

背景技术：

1、钕铁硼磁体因其优异的磁性能被广泛应用于电机、传感器、医疗设备等领域。然而，在潮湿、酸性或碱性环境中，钕铁硼容易发生氧化和电化学腐蚀，导致磁性能下降，甚至失效。这是由于钕铁硼磁体中含有较多的铁元素，铁在潮湿环境中易与水反应生成氢氧化铁，进而发生进一步的氧化反应。此外，钕铁硼中的钕元素在空气中也会迅速氧化，形成钕氧化物，这些氧化物不仅破坏了材料的表面完整性，还可能渗透到内部，加速整个磁体的腐蚀过程。

2、为了提高钕铁硼磁体的耐腐蚀性能，目前主要采用以下措施提高钕铁硼的耐腐蚀性，一种是合金化，在钕铁硼中添加其他元素，如铝(al)、铜(cu)、镍(ni)等，可以改善其微观结构，增强磁体的抗腐蚀能力。另一种则是表面涂层，通过在钕铁硼磁体表面施加一层耐腐蚀的保护涂层，如镀锌、镍、环氧树脂等，可以有效隔绝磁体与腐蚀介质的接触，从而提高其耐腐蚀性能。同时，也可以通过特殊的热处理工艺，可以改变钕铁硼磁体的晶体结构，减少晶界处的应力集中，从而提高其整体的耐腐蚀性能。

3、专利cn111128503b公开了一种高强度钕铁硼磁体及其制备方法，其以钕铁硼磁体作为母材基体，钕铁硼磁体的表面有金属镀层，并在金属镀层上还设有石墨烯薄膜层。由于石墨烯的高强度特性，使得磁体表面具有极高的强度，同时网状结构的石墨烯薄膜能够减小金属镀层的脱落，从而获得高强度和高稳定性的钕铁硼磁体。但是，此方法并不能改善钕铁硼电镀过程中的腐蚀，同时，原位生长石墨烯涂层对磁控溅射设备要求较高。

4、专利cn109161941b公开了一种烧结钕铁硼磁体铜复合石墨烯镀层打底以提高耐蚀性的方法及产品。通过将烧结钕铁硼进行表面除油和去氧化物处理，将样品放入含石墨烯的碱性无氰镀铜溶液中在超声波辅助作用下进行共沉积一定厚度的铜复合石墨烯镀层，从而得到产品。通过铜与石墨烯的在超声波辅助下共沉积，可以获得比纯铜镀层更晶粒细化的铜镀层，而且具有疏水特征，使表面直接镀覆铜复合石墨烯复合镀层的烧结钕铁硼磁体具有更好的耐腐蚀性能。然而，这种方法对金属种类限制多，同时，石墨烯和金属铜之间的相互作用弱，耐腐蚀性能需要进一步提升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，以解决钕铁硼磁体的耐腐蚀涂层性能有待进一步提升的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，包括以下具体步骤：

3、s1.采用化学气相沉积法制备石墨烯片；

4、s2.钕铁硼表面预处理，以保证钕铁硼表面平整度；

5、s3.将石墨烯转移至钕铁硼金属表面，转移过程中保持石墨烯结构的完整性，重复若干次得到表面具有若干层石墨烯的钕铁硼材料；

6、s4.在量子点溶液中加入待镀金属的盐溶液作为电镀液溶液，电化学预镀步骤s3获得的钕铁硼材料，制得钕铁硼石墨烯量子点复合材料；

7、s5.以步骤s4制得的材料为阴极，以待镀金属为阳极，电镀沉积金属保护层，在钕铁硼材料表面制得石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层。

8、优选的，上述步骤s1中，化学气相沉积法的基底包括铜或镍，制得的石墨烯片为单层或多层石墨烯。

9、优选的，上述步骤s2中，预处理的方法为等离子体处理或/和酸处理，表面处理的时间不超过3min。

10、优选的，上述步骤s3中，转移方法为干法转移或湿法转移，重复转移1至3次，获得表面具有1至3层石墨烯的钕铁硼材料。

11、优选的，湿法转移的步骤包括：先在石墨烯表面旋涂一层转移介质，再通过化学或物理方法去除石墨烯下面的基底材料，将含有石墨烯的转移介质层转移到预处理后的钕铁硼材料上，最后去除转移介质，留下石墨烯薄膜。

12、优选的，干法转移的步骤包括：使用聚合物薄膜热释放胶带作为转移介质，石墨烯被物理地从原始基底上剥离并转移到热释放胶带上，然后再将热释放胶带转移到预处理后的钕铁硼材料上，撕掉热释放胶带留下石墨烯。

13、优选的，上述步骤s4中，量子点溶液浓度为0.1～50mg/ml，待镀金属的盐溶液浓度为1～100μg/ml。

14、优选的，上述步骤s4中，电化学预镀的处理电压为0.01～5v，在搅拌条件下电化学预镀处理20～120min。

15、优选的，待镀金属为镍、锌、镁、铜或银。

16、本发明提供的另一技术方案：一种通过电化学处理方式设置于钕铁硼磁体表面的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层，其采用上述制备方法制得。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、该钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，工艺过程简单易操作，通过无损转移石墨烯至钕铁硼表面保留了石墨烯良好的导电性，同时石墨烯薄膜有着优异的耐酸碱能力，提高了钕铁硼的耐腐蚀性能，在电镀金属层之前，先进行量子点和待镀金属的盐溶液预镀，增加了之后电镀金属层的金属颗粒和石墨烯的附着力，同时有利于后期金属晶粒均匀的生长，进一步提高了钕铁硼的耐腐蚀性能。

技术特征：

1.一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，化学气相沉积法的基底包括铜或镍，制得的石墨烯片为单层或多层石墨烯。

3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，预处理的方法为等离子体处理或/和酸处理，表面处理的时间不超过3min。

4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中，转移方法为干法转移或湿法转移，重复转移1至3次，获得表面具有1至3层石墨烯的钕铁硼材料。

5.根据权利要求4所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述湿法转移的步骤包括：先在石墨烯表面旋涂一层转移介质，再通过化学或物理方法去除石墨烯下面的基底材料，将含有石墨烯的转移介质层转移到预处理后的钕铁硼材料上，最后去除转移介质，留下石墨烯薄膜。

6.根据权利要求4所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于，所述干法转移的步骤包括：使用聚合物薄膜热释放胶带作为转移介质，石墨烯被物理地从原始基底上剥离并转移到热释放胶带上，然后再将热释放胶带转移到预处理后的钕铁硼材料上，撕掉热释放胶带留下石墨烯。

7.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，量子点溶液浓度为0.1～50mg/ml，待镀金属的盐溶液浓度为1～100μg/ml。

8.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，电化学预镀的处理电压为0.01～5v，在搅拌条件下电化学预镀处理20～120min。

9.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层的制备方法，其特征在于：所述待镀金属为镍、锌、镁、铜或银。

10.一种通过电化学处理方式设置于钕铁硼磁体表面的石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层，其特征在于，所述石墨烯-量子点-金属复合防腐涂层采用权利要求1至9任意一项所述的制备方法制得。

技术总结本发明公开了一种钕铁硼磁体的石墨烯‑量子点‑金属复合防腐涂层的制备方法，涉及钕铁硼磁体防腐涂层技术领域，为解决钕铁硼磁体的耐腐蚀涂层性能有待进一步提升的问题；本发明包括采用化学气相沉积法制备石墨烯片；钕铁硼表面预处理后将石墨烯转移至钕铁硼金属表面；在量子点溶液中加入待镀金属的盐溶液作为电镀液溶液，电化学预镀获得的钕铁硼材料，制得钕铁硼石墨烯量子点复合材料；以复合材料为阴极，以待镀金属为阳极，电镀沉积金属保护层，在钕铁硼材料表面制得石墨烯‑量子点‑金属复合防腐涂层；本发明工艺过程简单易操作，预镀的量子点中间层可以增加金属颗粒和石墨烯的附着力，有利于金属晶粒均匀的生长，提高了钕铁硼的耐腐蚀性能。技术研发人员：陈文苗,陈杰,李梦雨,徐文哲,徐春宇受保护的技术使用者：中钢天源股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18