2025年4月14日，題為“Multi-Dimensional Design of Slippery Liquid-Infused Coatings Empowering Long-Term Corrosion Protection for Sintered Nd-Fe-B Magnets in Harsh Environments”的研究論文在線發表于國際知名期刊《Small》。該論文由杭州電子科技大學、山東大學完成，第一作者為杭州電子科技大學石振副研究員，通訊作者為杭州電子科技大學張雪峰教授。論文提出了一種通過表面、涂層本體和膜基界面的多維度設計構建出耐久超滑（SLIPS）涂層的策略，顯著提升了燒結釹鐵硼永磁體在高溫、低溫、腐蝕、力學磨損等極端環境中的服役性能。

燒結釹鐵硼永磁體現有的防護涂層體系如金屬和有機涂層，存在諸多問題，例如金屬涂層在惡劣環境下易失效，有機涂層易因微孔和裂紋導致腐蝕介質滲透。盡管環氧樹脂（EP）涂層被廣泛應用于釹鐵硼永磁體的防護，但其固有的親水性和低硬度使其在潮濕和機械磨損條件下易受損。針對上述難題，研究團隊在前期超疏水耐蝕磁體制備的研究基礎上（Adv. Funct. Mater. 2023, 33 (16), 2213042），提出了一種多維度設計的SLIPS涂層策略，通過疏水化改性二氧化硅顆粒，構建致密聚合物交聯網絡，增強界面粘附并有效鎖定潤滑液膜，從而賦予永磁體優異的抗腐蝕和防結冰性能。

在實驗過程中，研究人員首先通過疏水化改性二氧化硅顆粒，將其與環氧樹脂混合制備成噴涂懸浮液，然后將其噴涂在釹鐵硼永磁體表面，固化后形成超疏水環氧樹脂（SHS-EP）涂層。隨后，將硅油均勻滴加到涂層表面制備出潤滑液浸漬多孔表面超滑（SLIPS-EP）涂層。

實驗結果顯示，SLIPS-EP涂層在多種惡劣條件下均表現出卓越的性能。在3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡136天后，未檢測到任何腐蝕跡象，其在0.1 Hz處的阻抗模量仍能保持初始值3.31×10? Ω·cm²，遠優于商業Ni-Cu-Ni、Zn和EP涂層。在-20℃低溫條件下，SLIPS-EP涂層的防結冰性能也得到了顯著提升，結冰時間從69秒延遲至606秒，冰粘附強度從176.6 kPa降低至43.5 kPa，相比未涂層的釹鐵硼永磁體，結冰時間延長了近10倍，冰粘附強度降低了約75%。此外，SLIPS-EP涂層還具有自修復特性，即使在機械損傷后，表面仍能通過潤滑液的流動迅速恢復其低粘附性能。在化學穩定性測試中，SLIPS-EP涂層在強酸（pH=1）和強堿（pH=14）溶液中浸泡20分鐘后，其滑動角僅略有增加，表明涂層具有優異的化學穩定性。在水吸收測試中，SLIPS-EP涂層的吸水率僅為1.7%，遠低于EP涂層的23.99%，這表明SLIPS-EP涂層具有出色的防水性能，能夠有效防止水分滲透，從而延緩涂層降解。在硬度測試中，SLIPS-EP涂層的維氏硬度從EP涂層的223.78 HV提高到343.38 HV，這歸因于交聯密度的增加和二氧化硅顆粒的加入。在溫度穩定性測試中，SLIPS-EP涂層的溫度系數從原始釹鐵硼永磁體的-0.615% °C?¹降低到-0.602% °C?¹，表明SLIPS-EP涂層在高溫下具有更好的溫度穩定性，能夠有效保護永磁體免受熱退磁的影響。在磁性能測試中，SLIPS-EP涂層的沉積并未影響釹鐵硼永磁體的本征磁性能，這表明該涂層在提供保護的同時，不會對永磁體的正常使用造成負面影響。

綜上，論文提出多維度設計SLIPS涂層策略，在燒結釹鐵硼永磁體表面構筑了一種堅固、耐用且具有自修復能力的防護涂層。該涂層不僅在多種惡劣環境下表現出卓越的抗腐蝕和防結冰性能，還具有良好的溫度穩定性和機械穩定性。這些特性使得SLIPS-EP涂層有望在海上風電等極端環境中為燒結釹鐵硼永磁體提供長效防護。此外，該研究還通過密度泛函理論（DFT）模擬進一步驗證了涂層與永磁體之間的強共價鍵合，為涂層的優異性能提供了理論支持。總之，這項研究為燒結釹鐵硼永磁體在極端環境中的應用提供了一種全新的防護策略。

論文的DOI鏈接為：10.1002/smll.202500629。引用格式為：Zhen Shi, Chenxi Fang, Jiaqian Li, Sateesh Bandaru, Muwen Liu, Lizhong Zhao, and Xuefeng Zhang. Multi-Dimensional Design of Slippery Liquid-Infused Coatings Empowering Long-Term Corrosion Protection for Sintered Nd-Fe-B Magnets in Harsh Environments. Small 2025, 2500629.

作者介紹：

石振，男，1989年生，博士，副研究員，碩士生導師，現任材料與環境工程學院學術副院長。國際標準組織ISO/TC107分委會專家，Journal of Bionic Engineering（IF: 4.9）、Corrosion Communications、中國腐蝕與防護學報青年編委，中國腐蝕與防護學會青年工作委員會委員，中國機械工程學會表面工程分會青年學組特邀專家。2017年10月畢業于香港城市大學，獲機械工程系博士學位。主要從事磁材腐蝕與防護研究。在Adv. Funct. Mater., Small, J. Mater. Sci. Technol.等國際期刊發表SCI論文30余篇。申請國家專利21件，授權11件；授權美國專利1件；起草ISO/TC107國際標準3項。主持國家自然科學基金面上項目、青年項目、科技部國際合作項目等省部級以上項目6項。

個人網頁：https://faculty.hdu.edu.cn/clyhjgcxy/sz/main.htm

張雪峰，男，1980年出生，遼寧鳳城人，教授，博士生導師，國家杰出青年基金獲得者，2015年-2017年在沈陽東北大學任教授、博導，2017年開始在杭州電子科技大學工作，現為杭州電子科技大學材料與環境工程學院院長。同時兼任中國材料研究學會超材料分會常務理事、中國材料研究學會青年委員會第九屆理事、中國復合材料學會高級會員、中國金屬學會功能材料分會第五屆委員會委員、中國電子材料行業協會磁性材料分會科學技術委員會委員等。張雪峰教授回國以來主持了國家自然科學基金-國家杰出青年科學基金項目、國家自然科學基金地區聯合重點項目、面上項目，浙江省杰出青年基金等。目前以第一作者或通訊作者發表SCI期刊論文100余篇，總引用3100余次，最高單篇引用700余次，H因子36，包括Phys. Rev. Lett.、Nature Commun.、Angew. Chem.、Adv. Funct. Mater.、Natl. Sci. Rev.、Acta Materialia、Nano Lett.等。成立校企合作基地，同時聯合多家業內知名企業共同推動相關材料及技術的工程應用。

個人網頁：https://faculty.hdu.edu.cn/clyhjgcxy/zxf2/main.htm