1. Pengantar Magnet NdFeB Sinter
Magnet NdFeB sinter adalah jenis bahan magnet permanen tanah jarang yang menggabungkan sifat unik neodymium, besi, dan boron. Produk energi magnetik yang tinggi dan gaya koersifnya menjadikannya magnet terkuat yang tersedia secara komersial. Namun, sifatnya yang keras dan rapuh, bersama dengan suhu operasi yang rendah dan karakteristik suhu yang buruk, memerlukan penggunaan perlakuan permukaan untuk meningkatkan kinerja dan daya tahannya.
2. Kebutuhan untuk Pelapisan Permukaan
Karena adanya neodymium, elemen tanah jarang yang sangat reaktif, magnet NdFeB sinter rentan terhadap korosi, terutama di lingkungan yang lembab atau basah. Korosi ini dapat secara signifikan menurunkan sifat magnetiknya dan akhirnya menyebabkan kegagalan. Oleh karena itu, penerapan lapisan pelindung sangat penting untuk memastikan stabilitas dan keandalan jangka panjang dari magnet ini.
3. Jenis Pelapisan untuk Magnet NdFeB Sinter
Beberapa jenis pelapisan telah dikembangkan dan diuji untuk magnet NdFeB sinter, masing-masing dengan kelebihan dan keterbatasannya sendiri. Berikut adalah beberapa pelapisan yang paling umum digunakan:
3.1 Lapisan Resin Epoksi
Lapisan resin epoksi banyak digunakan untuk magnet NdFeB sinter karena adhesi yang baik, kekuatan mekanik, dan biaya yang relatif rendah. Namun, ketahanan korosinya bisa terbatas, terutama di lingkungan yang keras. Untuk meningkatkan kinerjanya, para peneliti telah mengeksplorasi penggunaan partikel nano seperti CeO2 untuk memodifikasi lapisan resin epoksi. Dengan menanamkan partikel nano-CeO2 ke dalam resin epoksi, porositas lapisan berkurang, menghasilkan lapisan yang lebih padat dan tahan korosi. Modifikasi ini telah terbukti secara signifikan meningkatkan ketahanan aus dan korosi dari magnet yang dilapisi.
3.2 Lapisan Komposit
Lapisan komposit, seperti Cu-Ni dan Ni-TiO2, juga telah diteliti untuk magnet NdFeB sinter. Lapisan ini menawarkan ketahanan korosi yang superior dibandingkan dengan lapisan resin epoksi tradisional. Misalnya, lapisan komposit Cu-Ni telah ditemukan dapat melindungi dasar magnet secara efektif, bahkan di lingkungan agresif seperti larutan 10% H2SO4, 10% NaOH, dan 10% NaCl. Demikian pula, lapisan komposit Ni-TiO2 yang disiapkan di bawah kondisi arus pulsa telah menunjukkan ketahanan korosi dan sifat mekanik yang sangat baik.
3.3 Lapisan Teflon
Lapisan Teflon, yang dikenal karena koefisien gesekan rendah dan ketahanan aus yang tinggi, juga telah dieksplorasi untuk magnet NdFeB sinter. Meskipun lapisan Teflon menunjukkan kekerasan mikro yang jauh lebih tinggi daripada lapisan resin epoksi tradisional, ketahanan korosinya dapat terganggu karena adanya mikro-pori pada permukaan lapisan. Pori-pori ini memungkinkan media korosif menembus lapisan dan mencapai dasar magnet, yang menyebabkan korosi cepat.
3.4 Lapisan Seng-Aluminium (DACROMET)
Lapisan DACROMET, teknologi pelapisan paduan seng-aluminium, telah muncul sebagai alternatif yang menjanjikan untuk magnet NdFeB sinter. Lapisan ini menawarkan ketahanan korosi yang sangat baik dan ketahanan terhadap embrittlement hidrogen, tanpa polusi lingkungan. Percobaan awal telah menunjukkan bahwa lapisan DACROMET berkinerja lebih baik daripada lapisan seng dan nikel elektroplating pada magnet NdFeB sinter.
3.5 Lapisan Deposisi Vakum Berbantuan Plasma
Teknik deposisi vakum berbantuan plasma, seperti pelapisan PA-PVD-Al, telah dikembangkan untuk lebih meningkatkan ketahanan korosi magnet NdFeB sinter. Lapisan ini menawarkan cakupan yang seragam dan padat, dengan adhesi yang sangat baik ke permukaan magnet. Tes telah menunjukkan bahwa lapisan PA-PVD-Al dapat bertahan dalam uji semprotan garam netral hingga 120 jam, uji PCT selama 168 jam, dan uji kelembaban panas selama 600 jam, secara signifikan mengungguli lapisan pelapisan logam tradisional.
4. Kriteria Pemilihan Jenis Pelapisan
Pemilihan jenis lapisan untuk magnet NdFeB sinter tergantung pada beberapa faktor, termasuk lingkungan operasi, biaya, dan karakteristik kinerja yang diinginkan. Misalnya, lapisan resin epoksi mungkin cukup untuk aplikasi di lingkungan yang ringan, sementara lapisan komposit atau lapisan DACROMET mungkin diperlukan untuk kondisi yang lebih keras.
5. Kesimpulan
Pemilihan berbagai jenis lapisan untuk magnet NdFeB sinter menekankan pentingnya melindungi bahan berkinerja tinggi ini dari korosi dan keausan. Pilihan ini bergantung pada persyaratan spesifik aplikasi, seperti lingkungan operasi, rentang suhu, dan kebutuhan daya tahan. Pelapisan seng menawarkan ketahanan korosi dasar dengan biaya rendah, sementara pelapisan nikel meningkatkan daya tahan dan daya tarik estetika. Lapisan epoksi, meskipun lebih mahal, memberikan perlindungan superior terhadap kelembaban dan bahan kimia. Keputusan akhir menyeimbangkan efektivitas biaya, persyaratan kinerja, dan stabilitas jangka panjang, memastikan kinerja optimal dan umur panjang magnet NdFeB sinter dalam berbagai aplikasi.
