Ferromagnetyzm

Powłoki niklowania chemicznego NIPLATE® mogą wykazywać różne właściwości magnetyczne w zależności od składu stopu nikiel–fosfor oraz ewentualnej obróbki cieplnej po osadzeniu powłoki. Aspekt ten należy dokładnie uwzględnić w zastosowaniach, w których zachowanie magnetyczne pokrytego elementu stanowi wymaganie funkcjonalne lub ograniczenie projektowe.

Wpływ składu stopu Ni–P

Stop niklu i fosforu osadzany metodą niklowania chemicznego może mieć strukturę amorficzną lub mikrokrystaliczną, w zależności od zawartości fosforu w warstwie. Wynikowa struktura atomowa jest głównym czynnikiem decydującym o zachowaniu magnetycznym powłoki.

Ogólnie:

• stopy o średniej zawartości fosforu mają strukturę głównie mikrokrystaliczną;
• stopy o wysokiej zawartości fosforu mają strukturę głównie amorficzną w stanie po osadzeniu.

Ta różnica strukturalna przekłada się bezpośrednio na obecność lub brak ferromagnetyzmu.

Zachowanie magnetyczne głównych powłok NIPLATE®

Powłoka NIPLATE® 600, charakteryzująca się średnią zawartością fosforu (ok. 7%), ma strukturę mikrokrystaliczną i jest ferromagnetyczna w każdych warunkach, niezależnie od tego, czy po osadzeniu przeprowadzono obróbkę cieplną.

Powłoka NIPLATE® 500, charakteryzująca się wysoką zawartością fosforu (ok. 11%), ma natomiast w stanie początkowym strukturę amorficzną i jest nieferromagnetyczna w stanie po osadzeniu. Jednak po utwardzającej obróbce cieplnej przeprowadzonej w temperaturze 250 °C lub wyższej struktura stopu częściowo przechodzi w konfigurację mikrokrystaliczną, co sprawia, że powłoka staje się ferromagnetyczna.

Implikacje dla zastosowań

Zachowanie magnetyczne powłok niklowania chemicznego należy uwzględnić na etapie projektowania elementów przeznaczonych do:

• zastosowań elektromechanicznych;
• czujników i urządzeń magnetycznych;
• środowisk, w których wymagany jest brak zakłóceń magnetycznych;
• pracy w zmiennych polach magnetycznych.

W takich przypadkach dobór powłoki (zob. Powłoki NIPLATE®) oraz określenie obróbki cieplnej po niklowaniu nie mogą być rozpatrywane niezależnie, lecz muszą być oceniane łącznie, z uwzględnieniem docelowych wymagań dotyczących właściwości magnetycznych elementu.

Jednoznaczna specyfikacja obróbki pozwala uniknąć niepożądanych zmian zachowania magnetycznego w czasie eksploatacji elementu i zapewnia zgodność z wymaganymi parametrami użytkowymi.