Anti-corrosion ceramic coatings on the surface of Nd-Fe-B repelling magnets

Abstract

The results of vacuum-arc deposition of thin ZrO₂ coatings to protect the surface of Nd-Fe-B permanent magnets used as repelling devices in orthodontics are presented. The structure, phase composition and mechanical properties of zirconium dioxide films have been investigated by means of SEM, XRD, EDX, XRF, and nanoindentation method. It was revealed the formation of polycrystalline ZrO₂ films of monoclinic modification with average grain size 25 nm. The influence of the ZrO₂ coating in terms of its barrier properties for corrosion in quasi-physiological 0.9 NaCl solution has been studied. Electrochemical measurements indicated good barrier properties of the coating on specimens in the physiological solution environment.

Представленo результати вакуумно-дугового осадження тонких покриттів ZrO₂ для захисту поверхонь постійних магнітів Nd-Fe-B, що використовуються як стягувальні пристрої в ортодонтії. Структура, фазовий склад та механічні властивості плівки діоксиду цирконію були досліджені засобами SEM, XRD, EDX, XRF та наноіндентування. Було виявлено утворення полікристалічних плівок ZrO₂ моноклінної модифікації з середнім розміром зерна 25 нм. Вивчено вплив покриття ZrO₂ як бар’єру для захисту магнітів від корозії в квазіфізіологічному розчині 0,9 NaCl. Електрохімічні виміри встановили хороші бар'єрні властивості покриття на зразках у середовищі фізіологічного розчину.

Представлены результаты вакуумно-дугового осаждения тонких покрытий ZrO₂ для защиты поверхности постоянных магнитов Nd-Fe-B, используемых в качестве стягивающих устройств в ортодонтии. Структура, фазовый состав и механические свойства пленок двуокиси циркония были исследованы методами SEM, XRD, EDX, XRF, наноиндентирования. Было обнаружено образование поликристаллических пленок ZrO₂ моноклинной модификации со средним размером зерна 25 нм. Изучено влияние покрытия ZrO₂ в качестве барьера для защиты магнитов от коррозии в квазифизиологическом растворе 0,9 NaCl. Электрохимические измерения показали хорошие барьерные свойства покрытия на образцах в среде физиологического раствора.