새로운 절연 기술로서의 질산나트륨 부동태화

최근에는 엔지니어링연구 결과를 발표했습니다 Mi Yan 교수와 Chen Wu 박사 팀이 개발한 연자성 복합재의 새로운 절연 기술인 질산나트륨 부동태화에 대해 연구합니다. 금속자성분말을 기본으로 절연코팅, 결속, 압축, 어닐링 등을 거쳐 제조되는 연자성복합체는 에너지, 운송, 항공우주, 국방 등 다양한 분야의 핵심 기초소재로 활용되고 있습니다. 연자성 합금의 낮은 전기 저항 특성으로 인해 와전류 손실을 제어하는 ​​것이 어렵고, 이는 고주파 응용 분야에서 병목 현상 문제가 됩니다. 과학 연구 및 산업 생산을 위해 인산화 기술은 일반적으로 절연 코팅을 생성하는 데 사용됩니다. 그러나 결과적인 인산염 코팅은 600 ℃ 이상에서 분해되는 경향이 있습니다. 그리고 온도가 높아지면 단열효과가 떨어지게 됩니다. 연자성 복합재의 고주파 응용에 적합한 열적 안정성과 전기 저항성과 함께 강한 접착력을 갖는 코팅층을 형성하기 위한 새로운 절연 기술을 개발하는 것은 큰 의미가 있습니다.

이 연구에서 Yan과 Wu 팀은 연자성 복합재의 새로운 절연 기술로 질산나트륨 부동태화를 제안했습니다. 다양한 pH 조건에서 코팅의 진화는 체계적인 구성 및 미세 구조 조사를 기반으로 밝혀졌으며, 동역학 및 열역학적 분석을 통해 코팅의 성장 메커니즘이 밝혀졌습니다. 이 연구에서는 pH = 2의 산성 NaNO3 부동태화 용액을 사용하여 얻은 절연 코팅이 Fe2O3, SiO2, Al2O3 및 AlO(OH)로 구성되어 있음을 보여줍니다. 산성 조건에서 NO3−의 강한 산화 능력으로 인해 코팅층의 성장 속도가 크고, H+ 농도가 높기 때문에 부동태화층의 용해 속도도 빨라서 부동태층의 두께가 얇아집니다. pH = 2. pH가 5로 증가하면 Fe2O3는 NO3−의 산화 능력이 약화되어 Fe3O4로 변환됩니다. 보호층의 성장 속도가 약간 감소했음에도 불구하고 H+ 농도의 감소는 용해를 크게 억제하여 절연 코팅의 최대 두께를 구현하여 전기 저항률을 크게 향상시키고 최적의 교류(AC) 자기 성능(μe = 97.2, Pcv = 50kHz 및 100mT에서 296.4mW/cm3). pH를 8로 더 높이면 NO3-의 산화성이 크게 약화되어 패시베이션 층에 Al2O3, AlO(OH) 및 SiO2만 생성되고 성장이 느려지고 두께가 크게 감소합니다. 또한, 자성분말 표면의 일부 부위에 부식이 발생하여 성능저하의 원인이 됩니다.

본 연구에서 개발된 NaNO3 부동태화 기술은 다른 자성 합금 시스템으로 확장될 수 있을 뿐만 아니라 아질산염, 초산화물 및 과망간산염과 같은 산화제를 사용하는 새롭고 진보된 절연 코팅 개발을 위한 견고한 기반을 마련합니다.

- 본 보도자료는 엔지니어링으로부터 제공되었습니다.