耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵及其製備方法與流程
2023-12-05 04:58:01
本發明涉及磁鐵
技術領域：
，特別是涉及一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵及其製備方法。
背景技術：
：工業中很多時候需要對磁性雜質進行管控，比如鋰離子電池所採用的正極粉體材料(如licoo2、limn2o4、linixco1-x-ymnyo2)中含有的金屬雜質等磁性物質，在電池製造過程中常常引起電池自放電、電池過充、存貯性能差、影響電池的一致性，甚至引起電池內部短路，發生爆炸。因此，在鋰離子電池製造過程中需要對正極材料中磁性雜質進行ppb(十億分之一)級別的管控，才能避免成品鋰離子電池的缺陷(自放電超標或熱失控等)。磁性雜質的含量可通過強磁鐵對粉體材料進行吸附後，再用酸進行溶解，並進行後續相關的測試來測定。然而，磁鐵本身也容易被酸溶解而腐蝕，這必然會影響檢測的準確性，且影響磁鐵的使用壽命。因此，在進行磁鐵吸附的操作前需要對強磁鐵的表面進行惰性材料的隔離，以避免磁鐵被酸溶解。目前對強磁鐵表面進行惰性隔離的常見方法是用耐磨惰性材料做成厚度較薄的殼套，將強磁鐵石裝入殼套中，然後蓋上或擰上殼蓋。該方法的存在以下缺點：由於殼套必須保持一定的強度，所以殼套不會很薄，殼套厚度會降低磁鐵外圍的磁場；另外殼蓋和殼體之間存在接合縫隙，密封難處理，容易使酸性溶液洩漏到殼腔內，對磁鐵造成一定程度的腐蝕。技術實現要素：基於此，本發明提供了一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵的製備方法。具體技術方案如下：一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵的製備方法，包括以下步驟：(1)取一枚適合充強磁但沒有充磁的第一磁鐵石，用靜電吸附的方法使其表面均勻吸附聚四氟乙烯粉末，得到第二磁鐵石；(2)將所述第二磁鐵石在不小於280℃的溫度下進行加熱，使所述第二磁鐵石表面吸附的聚四氟乙烯粉末熔合成緻密、均勻的塗層，得第三磁鐵石；(3)待所述第三磁鐵石冷卻至室溫後，用強磁場對其進行充磁，即得所述耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵。優選地，所述第一磁鐵石的表面積與所述第一磁鐵石吸附的聚四氟乙烯粉末的質量比為1cm2：0.2g-0.6g。更優選地，所述第一磁鐵石的體積與所述第一磁鐵石吸附的聚四氟乙烯粉末的質量比為1cm2：0.3g-0.4g。優選地，所述聚四氟乙烯粉末的分子量小於1萬，粒徑為0.5μm-15μm。優選地，所述加熱的溫度為280℃-330℃。優選地，所述加熱的時間為15min-30min。更優選地，所述加熱的溫度為300℃-330℃，所述加熱的時間為20min-25min。優選地，所述耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵包括聚四氟乙烯層，所述聚四氟乙烯層的厚度為1mm～2mm。本發明還提供了一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵。具體技術方案如下：由上述製備方法製備得到的耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵。優選地，所述耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵包括聚四氟乙烯層，所述聚四氟乙烯層的厚度為1mm～2mm。本發明的耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵及其製備方法具有以下優點和有益效果：本發明選用聚四氟乙烯粉末作為塗層原料，使用先塗敷再充磁的次序，在高溫條件下製備得到了耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵。本發明的製備方法克服了困擾技術人員很久的磁鐵高溫消磁的問題。聚四氟乙烯具有極高的熔點，製備聚四氟乙烯塗層必須在高溫下進行，然而高溫環境極易導致磁鐵消磁，因此，在本發明之前，聚四氟乙烯塗層強磁鐵的製備成為該領域的難題。本發明人意外的發現，塗敷有聚四氟乙烯層的消磁磁鐵仍然可以對其進行充磁，因而創造性的採用先塗敷再充磁的次序進行製備，克服了磁鐵高溫消磁的問題。另外，聚四氟乙烯的塗敷在無磁狀態下進行，避免了磁性塗敷環境周邊磁性雜質的幹擾，使塗敷作業過程不需進行避磁的處理，簡化製備流程，節省生產成本。由於聚四氟乙烯具有抗酸抗鹼、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶於所有的溶劑，同時具有耐高溫、耐磨損的特點，它的摩擦係數極低，耐磨性能優良，且易清潔。因此，本發明製備得到的塗層磁鐵具有優良的耐腐蝕、耐高溫、耐磨損的特點，有利於其在磁性雜質檢測領域的應用。通過對製備過程中各工藝參數的進一步優化，使製備得到的塗層磁鐵的聚四氟乙烯層緻密性高、厚度均勻、質地均一，因而使塗層磁鐵具有更好的耐腐蝕性和耐磨損性能。具體實施方式以下結合具體實施例對本發明的耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵及其製備方法做進一步詳細的說明。實施例1本實施例提供一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵的製備方法，包括以下步驟：(1)取一枚適合充強磁但沒有充磁的第一磁鐵石，其形狀大小為約：長*寬*高＝40mm*40mm*80mm(表面積為160cm2)，用靜電吸附的方法使其表面均勻吸附分子量為5千～1萬，粒徑為0.5μm-15μm的聚四氟乙烯粉末，吸附量為32.0g，得到第二磁鐵石；(2)將第二磁鐵石在300℃的溫度下進行加熱20min，使第二磁鐵石表面吸附的聚四氟乙烯粉末熔合成緻密、均勻的塗層，得第三磁鐵石；(3)待第三磁鐵石冷卻至室溫後，用強磁場對其進行充磁，即得耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵，所得塗層磁鐵的聚四氟乙烯層的平均厚度為1mm。實施例2本實施例提供一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵的製備方法，包括以下步驟：(1)取一枚適合充強磁但沒有充磁的第一磁鐵石，其形狀大小為約：長*寬*高＝50mm*50mm*50mm(表面積為150cm2)，用靜電吸附的方法使其表面均勻吸附分子量為5千～1萬，粒徑為0.5μm-15μm的聚四氟乙烯粉末，吸附量為45g，得到第二磁鐵石；(2)將第二磁鐵石在320℃的溫度下進行加熱25min，使第二磁鐵石表面吸附的聚四氟乙烯粉末熔合成緻密、均勻的塗層，得第三磁鐵石；(3)待第三磁鐵石冷卻至室溫後，用強磁場對其進行充磁，即得耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵，所得塗層磁鐵的聚四氟乙烯層的平均厚度為1.5mm。實施例3本實施例提供一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵的製備方法，包括以下步驟：(1)取一枚適合充強磁但沒有充磁的第一磁鐵石，其形狀大小為約：長*寬*高＝30mm*30mm*50mm(表面積為78cm2)，用靜電吸附的方法使其表面均勻吸附分子量為5千～1萬，粒徑為0.5μm-15μm的聚四氟乙烯粉末，吸附量為31.2g，得到第二磁鐵石；(2)將第二磁鐵石在330℃的溫度下進行加熱25min，使第二磁鐵石表面吸附的聚四氟乙烯粉末熔合成緻密、均勻的塗層，得第三磁鐵石；(3)待第三磁鐵石冷卻至室溫後，用強磁場對其進行充磁，即得耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵，所得塗層磁鐵的聚四氟乙烯層的平均厚度為2mm。對比例1本對比例提供一種耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵的製備方法，包括以下步驟：(1)取一枚適合充強磁但沒有充磁的第一磁鐵石，其形狀大小為約：長*寬*高＝50mm*50mm*50mm(表面積為150cm2)，用靜電吸附的方法使其表面均勻吸附分子量為5千～1萬，粒徑為0.5μm-15μm的聚四氟乙烯粉末，吸附量為24g，得到第二磁鐵石；(2)將第二磁鐵石在330℃的溫度下進行加熱25min，使第二磁鐵石表面吸附的聚四氟乙烯粉末熔合成緻密、均勻的塗層，得第三磁鐵石；(3)待第三磁鐵石冷卻至室溫後，用強磁場對其進行充磁，即得耐腐蝕、耐磨損的塗層磁鐵，所得塗層磁鐵的聚四氟乙烯層的平均厚度為0.8mm。實施例4使用量程為0.1～3.0mm的塗層測厚儀分別對實施例1、實施例2、實施例3和對比例1製得的塗層磁鐵進行表面聚四氟乙烯層厚度的測量，測量取點位置為：塗層磁鐵的8個頂角，12條邊的中點，6個面的中心點，以及6個面上每個面對角線的四等分點(共24個點)，全部50個點的厚度，每隻磁鐵記錄最大厚度和最小厚度，如下表所示：最大厚度最小厚度實施例11.3mm0.6mm實施例21.7mm1.0mm實施例32.3mm1.5mm對比例11.1mm0.3mm結果說明：與實施例1、實施例2、實施例3相比，對比例1的最小厚度最小。實施例5取300g石英砂顆粒(粒徑分布為：d10≥5.0μm，9≤d50≤13μm，d90≤25μm)置於乾淨塑料瓶中，瓶內注入500ml純淨水，然後放入實施例1、實施例2、實施例3和對比例1製得的塗層磁鐵，用磁力攪拌器以50hz速度持續攪拌500小時，取出後用200ml王水(hno3∶hcl＝1∶3)浸泡30min，用icp(感應耦合等離子體)測試溶液中fe3+的濃度，結果分別為：溶液中fe3+的濃度實施例10實施例20實施例30對比例12.35mg/ml結果說明：實施例1、實施例2、實施例3的塗層磁鐵在攪拌過程中沒有磨破聚四氟乙烯塗層，而對比例1的聚四氟乙烯塗層被磨破了。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。當前第1頁12