EIS investigation of the corrosion resistance of uncoated and coated Nd-Fe-B magnets in PBS solution

Abstract

O objetivo deste trabalho é investigar o comportamento de corrosão de ímãs Nd-Fe-B produzidos por metalurgia do pó e avaliar a proteção conferida por dois diferentes tratamentos de superfície: uma camada de conversão de fosfato e um silano não-funcional. Os ensaios eletroquímicos foram realizados em solução tampão de fosfato (PBS) com pH neutro, em que a concentração iônica coincide com a do corpo humano. A corrosão foi monitorada por meio de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), curvas de polarização anódica, e as análises de MEV-EDS foram utilizadas para observar a superfície e controlar a deposição do revestimento. A resposta de EIS evidenciou um comportamento de eletrodo poroso para os ímãs Nd-Fe-B de acordo com a teoria de Levie. Os resultados também indicaram um bom desempenho da camada de fosfato, enquanto o silano não funcional não melhorou a resistência à corrosão dos ímãs. O bom desempenho anti-corrosão da camada de fosfato foi explicada com base na formação de uma camada de fosfato insolúvel tanto na superfície do eletrodo quanto nas paredes dos poros. A precipitação de fosfato de Nd insolúvel sobre a fase rica em Nd também contribui para a proteção contra a corrosão oferecida por este revestimento.The aim of this work is to investigate the corrosion behavior of powder metallurgy produced Nd-Fe-B magnets and to evaluate the corrosion protection afforded by two different surface treatments: a phosphate conversion and a non-functional silane (BTSE) layer. The electrochemical tests were performed in a phosphate buffered solution (PBS) at neutral pH, which ionic concentration coincides with that of the human body. The corrosion behavior was monitored by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic potentiodynamic polarization curves, and SEM-EDS analyses were used to monitor coating deposition. EIS response has evidenced a porous electrode behavior for the Nd-Fe-B magnets according to the de Levie theory. The results also indicated a good performance of the phosphate layer, whereas the BTSE layer did not improve the corrosion resistance of the magnets. The good anticorrosion performance of the phosphate layer was explained on the basis of the formation of an insoluble phosphate layer both on the electrode surface (identified by interference colors) and on the pore walls. Precipitation of insoluble Nd phosphate on the Nd-rich phase also contributes to the superior corrosion protection afforded by this coating.

Electrochemical behaviour in synthetic saliva of silane coated Ni/Cu/Ni Nd‐Fe‐B magnet for dentistry applications

“…Corrosion causes surface degradation and deteriorates magnetic performances [5,8,9]. This behavior is a direct consequence of the intrinsic porosity and complex microstructure of Nd-Fe-B magnets, in which can be identified a main matrix phase F (Nd 2 Fe 14 B), a h phase (Nd 1þe Fe 4 B 4 ) and a Nd-rich phase (Nd 5 Fe 2 B 6 ) at the grain boundary [10]. This structure is highly susceptible to corrosion attack due to the formation of galvanic cells among the different phases.…”