杭州电子滚球体育 大学等通过多维度设计的SLIPS涂层实现钕铁硼永磁体在极端环境下的长效腐蚀防护

2025年4月14日，题为“Multi-Dimensional Design of Slippery Liquid-Infused Coatings Empowering Long-Term Corrosion Protection for Sintered Nd-Fe-B Magnets in Harsh Environments”的研究论文在线发表于国际知名期刊《Small》。该论文由杭州电子滚球体育 大学、山东大学完成，第一作者为杭州电子滚球体育 大学石振副研究员，通讯作者为杭州电子滚球体育 大学张雪峰教授。论文提出了一种通过表面、涂层本体和膜基界面的多维度设计构建出耐久超滑（SLIPS）涂层的策略，显著提升了烧结钕铁硼永磁体在高温、低温、腐蚀、力学磨损等极端环境中的服役性能。

烧结钕铁硼永磁体现有的防护涂层体系如金属和有机涂层，存在诸多问题，例如金属涂层在恶劣环境下易失效，有机涂层易因微孔和裂纹导致腐蚀介质渗透。尽管环氧树脂（EP）涂层被广泛应用于钕铁硼永磁体的防护，但其固有的亲水性和低硬度使其在潮湿和机械磨损条件下易受损。针对上述难题，研究团队在前期超疏水耐蚀磁体制备的研究基础上（Adv. Funct. Mater. 2023, 33 (16), 2213042），提出了一种多维度设计的SLIPS涂层策略，通过疏水化改性二氧化硅颗粒，构建致密聚合物交联网络，增强界面粘附并有效锁定润滑液膜，从而赋予永磁体优异的抗腐蚀和防结冰性能。

在实验过程中，研究人员首先通过疏水化改性二氧化硅颗粒，将其与环氧树脂混合制备成喷涂悬浮液，然后将其喷涂在钕铁硼永磁体表面，固化后形成超疏水环氧树脂（SHS-EP）涂层。随后，将硅油均匀滴加到涂层表面制备出润滑液浸渍多孔表面超滑（SLIPS-EP）涂层。

实验结果显示，SLIPS-EP涂层在多种恶劣条件下均表现出卓越的性能。在3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡136天后，未检测到任何腐蚀迹象，其在0.1 Hz处的阻抗模量仍能保持初始值3.31×10⁸ Ω·cm²，远优于商业Ni-Cu-Ni、Zn和EP涂层。在-20℃低温条件下，SLIPS-EP涂层的防结冰性能也得到了显著提升，结冰时间从69秒延迟至606秒，冰粘附强度从176.6 kPa降低至43.5 kPa，相比未涂层的钕铁硼永磁体，结冰时间延长了近10倍，冰粘附强度降低了约75%。此外，SLIPS-EP涂层还具有自修复特性，即使在机械损伤后，表面仍能通过润滑液的流动迅速恢复其低粘附性能。在化学稳定性测试中，SLIPS-EP涂层在强酸（pH=1）和强碱（pH=14）溶液中浸泡20分钟后，其滑动角仅略有增加，表明涂层具有优异的化学稳定性。在水吸收测试中，SLIPS-EP涂层的�