烧结型NdFeB永磁体表面有机纳米复合膜的制备及性能

刘秦 康志新 方刚

引用本文: 刘秦, 康志新, 方刚. 烧结型NdFeB永磁体表面有机纳米复合膜的制备及性能[J]. 物理化学学报, doi: 10.3866/PKU.WHXB201301102 shu
Citation:  LIU Qin, KANG Zhi-Xin, FANG Gang. Preparation and Properties of Polymeric Nano Composite Filmon Surface of Sintered NdFeB Permanent Magnet[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, doi: 10.3866/PKU.WHXB201301102 shu

烧结型NdFeB永磁体表面有机纳米复合膜的制备及性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51075151) (51075151)

    广东省自然科学基金重点项目(10251064101000001)资助 (10251064101000001)

摘要:

采用自组装分子膜技术在烧结型NdFeB永磁体表面制备了三嗪硫醇三乙基硅烷(TES)自组装分子膜(TES-SAMs), 在TES-SAMs的基础上利用自主开发的有机镀膜技术制备了具有含氟官能团的三嗪硫醇(ATP)有机纳米复合薄膜(TES-ATP). 通过X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、椭圆偏振光谱仪、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪对薄膜的表面状况进行评价, 使用UMT-2型摩擦磨损试验机研究TES-SAMs和TES-ATP的微摩擦学性能. 研究结果表明: TES-SAMs和TES-ATP的膜厚分别是5.08和29.78nm; 表面自由能从基体的73.13 mJ·m-2下降到TES-SAMs的63.69 mJ·m-2和TES-ATP复合膜的10.19 mJ·m-2, 且TES-ATP复合膜对蒸馏水的接触角为123.5°, 成功实现了NdFeB表面由亲水到疏水的转换.TES-SAMs和TES-ATP均能有效降低摩擦系数, TES-SAMs的摩擦系数为0.22, TES-ATP的摩擦系数为0.12, 而基体的摩擦系数为0.71; 同时, TES-ATP还表现出良好的抗磨性能. TES-ATP复合膜为微机电系统中的摩擦磨损问题的解决提供了一种新思路.

English

    1. [1]

      (1) Gu, G. T.; Zhang, Z. J.; Dang, H. X. Acta Phys. -Chim. Sin.2002, 18, 669. [谷国团, 张治军,党鸿辛. 物理化学学报,2002, 18, 669.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20020722

      (1) Gu, G. T.; Zhang, Z. J.; Dang, H. X. Acta Phys. -Chim. Sin.2002, 18, 669. [谷国团, 张治军,党鸿辛. 物理化学学报,2002, 18, 669.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20020722

    2. [2]

      (2) Jiang, C.; Tsukruk, V. V. Adv. Mater. 2006, 18, 829.(2) Jiang, C.; Tsukruk, V. V. Adv. Mater. 2006, 18, 829.

    3. [3]

      (3) Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533. doi: 10.1021/cr9502357(3) Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533. doi: 10.1021/cr9502357

    4. [4]

      (4) Van Ooij, W. J.; Zhu, D.; Stacy, M.; Seth, A.; Mugada, T.;Gandhi, J.; Puomi, P. Tsinghua Science and Technology 2005,10, 639. doi: 10.1016/S1007-0214(05)70134-6(4) Van Ooij, W. J.; Zhu, D.; Stacy, M.; Seth, A.; Mugada, T.;Gandhi, J.; Puomi, P. Tsinghua Science and Technology 2005,10, 639. doi: 10.1016/S1007-0214(05)70134-6

    5. [5]

      (5) Deflorian, F.; Rossi, S.; Fedrizzi, L. Electrochim. Acta 2006, 51,6097. doi: 10.1016/j.electacta.2006.02.042(5) Deflorian, F.; Rossi, S.; Fedrizzi, L. Electrochim. Acta 2006, 51,6097. doi: 10.1016/j.electacta.2006.02.042

    6. [6]

      (6) Yoshimitsu, Z.; Nakajima, A.; Watanabe, T.; Hashimoto, K.Langmuir 2002, 18, 5818. doi: 10.1021/la020088p(6) Yoshimitsu, Z.; Nakajima, A.; Watanabe, T.; Hashimoto, K.Langmuir 2002, 18, 5818. doi: 10.1021/la020088p

    7. [7]

      (7) Li, S. M.; Zhou, S. Z.; Liu, J. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009,25, 2581. [李松梅, 周思卓, 刘建华. 物理化学学报, 2009, 25,2581.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20091214(7) Li, S. M.; Zhou, S. Z.; Liu, J. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2009,25, 2581. [李松梅, 周思卓, 刘建华. 物理化学学报, 2009, 25,2581.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20091214

    8. [8]

      (8) Liu, Y.; Evans, F. D.; Song, Q.; Grainger, D. W. Langmuir 1996,12, 1235. doi: 10.1021/la950504o(8) Liu, Y.; Evans, F. D.; Song, Q.; Grainger, D. W. Langmuir 1996,12, 1235. doi: 10.1021/la950504o

    9. [9]

      (9) Maboudian, R.; Ashurst, W. R.; Carraro, C. Sens. Actuators A2000, 82, 219. doi: 10.1016/S0924-4247(99)00337-4(9) Maboudian, R.; Ashurst, W. R.; Carraro, C. Sens. Actuators A2000, 82, 219. doi: 10.1016/S0924-4247(99)00337-4

    10. [10]

      (10) Mori, K.; Hirahara, H.; Oishi, Y.; Kumagai, N. Electrochem.Solid State Lett. 2000, 3, 546.(10) Mori, K.; Hirahara, H.; Oishi, Y.; Kumagai, N. Electrochem.Solid State Lett. 2000, 3, 546.

    11. [11]

      (11) Kang, Z. X.; Mori, K.; Oishi, Y. Surf. Coat. Tech. 2005, 195,162. doi: 10.1016/j.surfcoat.2004.07.128(11) Kang, Z. X.; Mori, K.; Oishi, Y. Surf. Coat. Tech. 2005, 195,162. doi: 10.1016/j.surfcoat.2004.07.128

    12. [12]

      (12) Kang, Z. X.; Ye, Q.; Sang, J.; Li, Y. Y. J. Mater. Process. Tech.2009, 209, 4543. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.10.031(12) Kang, Z. X.; Ye, Q.; Sang, J.; Li, Y. Y. J. Mater. Process. Tech.2009, 209, 4543. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.10.031

    13. [13]

      (13) Kang, Z. X.; Liu, Y. H.; Sang, J.; Wang, F.; Li, Y. Y.; Cong, P. H.Tribology 2011, 31, 12. [康志新, 刘应辉, 桑静,王芬,李元元, 丛培红.摩擦学学报, 2011, 31, 12.](13) Kang, Z. X.; Liu, Y. H.; Sang, J.; Wang, F.; Li, Y. Y.; Cong, P. H.Tribology 2011, 31, 12. [康志新, 刘应辉, 桑静,王芬,李元元, 丛培红.摩擦学学报, 2011, 31, 12.]

    14. [14]

      (14) Kang, Z. X.; Sang, J.; Shao, M.; Li, Y. Y. J. Mater. Process.Tech. 2009, 209, 4590. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.10.029(14) Kang, Z. X.; Sang, J.; Shao, M.; Li, Y. Y. J. Mater. Process.Tech. 2009, 209, 4590. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2008.10.029

    15. [15]

      (15) Speliotis, T.; Niarchos, D.; Meneroud, P.; Magnac, G.;Claeyssen, F.; Pepin, J.; Fermon, C.; Pannetier, M.; Biziere, N.J. Magn. Magn. Mater. 2007, 316, e120.(15) Speliotis, T.; Niarchos, D.; Meneroud, P.; Magnac, G.;Claeyssen, F.; Pepin, J.; Fermon, C.; Pannetier, M.; Biziere, N.J. Magn. Magn. Mater. 2007, 316, e120.

    16. [16]

      (16) el, V. K.; Ferrara, L. SAS Journal 2008, 2, 120. doi: 10.1016/S1935-9810(08)70028-8(16) el, V. K.; Ferrara, L. SAS Journal 2008, 2, 120. doi: 10.1016/S1935-9810(08)70028-8

    17. [17]

      (17) Bhushan, B. Microelectron. Eng. 2007, 84, 387. doi: 10.1016/j.mee.2006.10.059(17) Bhushan, B. Microelectron. Eng. 2007, 84, 387. doi: 10.1016/j.mee.2006.10.059

    18. [18]

      (18) Mcguiness, P.; Jezeršek, D.; Kobe, S.; Markoli, B.; Spaió, S.;Saje, B. J. Magn. Magn. Mater. 2006, 305, 177. doi: 10.1016/j.jmmm.2005.12.009(18) Mcguiness, P.; Jezeršek, D.; Kobe, S.; Markoli, B.; Spaió, S.;Saje, B. J. Magn. Magn. Mater. 2006, 305, 177. doi: 10.1016/j.jmmm.2005.12.009

    19. [19]

      (19) Cugat, O.; Reyne, G.; Delamare, J.; Rostaing, H. Sens.Actuators A 2006, 129, 265. doi: 10.1016/j.sna.2005.09.058(19) Cugat, O.; Reyne, G.; Delamare, J.; Rostaing, H. Sens.Actuators A 2006, 129, 265. doi: 10.1016/j.sna.2005.09.058

    20. [20]

      (20) Luo, J. B.; He, Y.; Wen, S. Z.; Zhong, J. Tribology 2005, 25,283. [雒建斌,何雨,温诗铸,钟掘.摩擦学学报, 2005,25, 283.](20) Luo, J. B.; He, Y.; Wen, S. Z.; Zhong, J. Tribology 2005, 25,283. [雒建斌,何雨,温诗铸,钟掘.摩擦学学报, 2005,25, 283.]

    21. [21]

      (21) Bhushan, B.; Kasai, T.; Kulik, G.; Barbieri, L.; Hoffmann, P.Ultramicroscopy 2005, 105, 176. doi: 10.1016/j.ultramic.2005.06.034(21) Bhushan, B.; Kasai, T.; Kulik, G.; Barbieri, L.; Hoffmann, P.Ultramicroscopy 2005, 105, 176. doi: 10.1016/j.ultramic.2005.06.034

    22. [22]

      (22) Kim, M. T. Thin Solid Films 1997, 311, 157. doi: 10.1016/S0040-6090(97)00683-4(22) Kim, M. T. Thin Solid Films 1997, 311, 157. doi: 10.1016/S0040-6090(97)00683-4

    23. [23]

      (23) Hayakawa, T.; Yoshinari, M.; Nemoto, K. Biomaterials 2004,25, 119. doi: 10.1016/S0142-9612(03)00484-8(23) Hayakawa, T.; Yoshinari, M.; Nemoto, K. Biomaterials 2004,25, 119. doi: 10.1016/S0142-9612(03)00484-8

    24. [24]

      (24) Liu, Y. H.; Kang, Z. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1777.[刘应辉,康志新. 物理化学学报, 2011, 27, 1777.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110725(24) Liu, Y. H.; Kang, Z. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1777.[刘应辉,康志新. 物理化学学报, 2011, 27, 1777.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20110725

    25. [25]

      (25) Castner, D. G.; Hinds, K.; Grainger, D. W. Langmuir 1996, 12,5083. doi: 10.1021/la960465w(25) Castner, D. G.; Hinds, K.; Grainger, D. W. Langmuir 1996, 12,5083. doi: 10.1021/la960465w

    26. [26]

      (26) Ishida, T.; Choi, N.; Mizutani, W.; Tokumoto, H.; Kojima, I.;Azehara, H.; Hokari, H.; Akiba, U.; Fujihira, M. Langmuir1999, 15, 6799. doi: 10.1021/la9810307(26) Ishida, T.; Choi, N.; Mizutani, W.; Tokumoto, H.; Kojima, I.;Azehara, H.; Hokari, H.; Akiba, U.; Fujihira, M. Langmuir1999, 15, 6799. doi: 10.1021/la9810307

    27. [27]

      (27) Rodriguez, J. A.; Hrbek, J.; Dvorak, J.; Jirsak, T.; Maiti, A.Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 377. doi: 10.1016/S0009-2614(01)00182-8(27) Rodriguez, J. A.; Hrbek, J.; Dvorak, J.; Jirsak, T.; Maiti, A.Chem. Phys. Lett. 2001, 336, 377. doi: 10.1016/S0009-2614(01)00182-8

    28. [28]

      (28) Liao, J. G.; Wang, X. J.; Zuo, Y.; Zhang, L.; Wen, J. Q.; Li, Y.B. J. Inorg. Mater. 2008, 23, 145. [廖建国, 王学江, 左奕,张利, 文季秋, 李玉宝. 无机材料学报, 2008, 23, 145.] doi: 10.3724/SP.J.1077.2008.00145(28) Liao, J. G.; Wang, X. J.; Zuo, Y.; Zhang, L.; Wen, J. Q.; Li, Y.B. J. Inorg. Mater. 2008, 23, 145. [廖建国, 王学江, 左奕,张利, 文季秋, 李玉宝. 无机材料学报, 2008, 23, 145.] doi: 10.3724/SP.J.1077.2008.00145

    29. [29]

      (29) Satyanarayana, N.; Sinha, S. K. J. Phys. D-Appl. Phys. 2005,38, 3512. doi: 10.1088/0022-3727/38/18/029(29) Satyanarayana, N.; Sinha, S. K. J. Phys. D-Appl. Phys. 2005,38, 3512. doi: 10.1088/0022-3727/38/18/029

    30. [30]

      (30) Harun, M. K.; Lyon, S. B.; Marsh, J. Prog. Org. Coat. 2003, 46,21. doi: 10.1016/S0300-9440(02)00165-0(30) Harun, M. K.; Lyon, S. B.; Marsh, J. Prog. Org. Coat. 2003, 46,21. doi: 10.1016/S0300-9440(02)00165-0

    31. [31]

      (31) Ferraria, A. M.; Lopes Da Silva, J. D.; Botelho Do Re , A. M.Polymer 2003, 44, 7241. doi: 10.1016/j.polymer.2003.08.038(31) Ferraria, A. M.; Lopes Da Silva, J. D.; Botelho Do Re , A. M.Polymer 2003, 44, 7241. doi: 10.1016/j.polymer.2003.08.038

    32. [32]

      (32) Sultana, T.; Georgiev, G. L.; Auner, G.; Newaz, G.; Herfurth, H.J.; Patwa, R. Appl. Surf. Sci. 2008, 255, 2569. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.07.149(32) Sultana, T.; Georgiev, G. L.; Auner, G.; Newaz, G.; Herfurth, H.J.; Patwa, R. Appl. Surf. Sci. 2008, 255, 2569. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.07.149

    33. [33]

      (33) Mori, K.; Sasaki, Y.; Sai, S.; Kaneda, S.; Hirahara, H.; Oishi, Y.Langmuir 1995, 11, 1431. doi: 10.1021/la00005a004(33) Mori, K.; Sasaki, Y.; Sai, S.; Kaneda, S.; Hirahara, H.; Oishi, Y.Langmuir 1995, 11, 1431. doi: 10.1021/la00005a004

    34. [34]

      (34) Gindl, M.; Sinn, G.; Gindl, W.; Reiterer, A.; Tschegg, S.Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Aspects 2001, 181, 279.doi: 10.1016/S0927-7757(00)00795-0(34) Gindl, M.; Sinn, G.; Gindl, W.; Reiterer, A.; Tschegg, S.Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Aspects 2001, 181, 279.doi: 10.1016/S0927-7757(00)00795-0

    35. [35]

      (35) Cui, B. F.; Zhou, H. D.; Zhang, J. Y.; Chen, J. M. Tribology2011, 31, 1. [崔宝凤, 周惠娣,张俊彦, 陈建敏.摩擦学学报,2011, 31, 1.](35) Cui, B. F.; Zhou, H. D.; Zhang, J. Y.; Chen, J. M. Tribology2011, 31, 1. [崔宝凤, 周惠娣,张俊彦, 陈建敏.摩擦学学报,2011, 31, 1.]

    36. [36]

      (36) Sun, C. G.; Zhang, H. C.; Gao, Y. Z. Chinese Journal ofMaterials Research 2009, 23, 6. [孙昌国, 张会臣,高玉周.材料研究学报, 2009, 23, 6.]

      (36) Sun, C. G.; Zhang, H. C.; Gao, Y. Z. Chinese Journal ofMaterials Research 2009, 23, 6. [孙昌国, 张会臣,高玉周.材料研究学报, 2009, 23, 6.]

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  679
  • 文章访问数:  1038
  • HTML全文浏览量:  4
文章相关
  • 发布日期:  2013-03-25
  • 收稿日期:  2012-12-12
  • 网络出版日期:  2013-01-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章