Регистрация / Вход
Прислать материал

Нанодисперсные гидриды РЗМ: получение и применение во внепечной технологии наноструктурированных сплавов и лигатур

Номер контракта: 14.578.21.0002

Руководитель: Буйновский Александр Сергеевич

Должность: профессор

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
редкоземельные металлы, гидриды, твердофазное легирование, наноструктурированные материалы, высокоэнергетические магниты, nd-fe-b, фторидная технология

Цель проекта:
Целью выполнения ПНИ является исследование возможности применения свойств нанодисперсных гидридов редкоземельных металлов (РЗМ) для разработки технологии измельчения и твердофазного легирования сплавов на основе РЗМ с получением в результате наноструктурированных лигатур и сплавов. Для этого необходимо провести исследования измельчения сплавов и лигатур методом гидрирования-дегидрирования и должны быть определены оптимальные технологические параметры этих процессов, также необходимо выявить механизм процесса получения нанодисперсных гидридов РЗМ, исследовать их коррозионные свойства и рассмотреть возможность применения технологии твердофазного легирования магнитных материалов лигатурой Nd-Fe, полученной методом гидрирования-дегидрирования.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате проведенных работ будет разработана внепечная технология получения наноструктурированных сплавов и лигатур с применением нанодисперсных порошков гидридов РЗМ, полученных методом гидрирования-дегидрирования, обладающая рядом достоинств: одностадийность, относительная дешевизна, возможность вводить легирующие добавки в виде порошков и корректировать состав магнитных материалов на стадии измельчения. Будут получены гидриды РЗМ, сплавы и магниты и исследованы их свойства.
Актуальность проекта в целом связана с растущим спросом на высокоэнергетические постоянные магниты и динамичным развитием ряда секторов, использующих магниты этого класса. В частности, возникает необходимость устранения ряда недостатков механического измельчения сплавов, связанных с высокой активностью РЗМ, и появляется возможность введения лигатур в сплавы на стадии измельчения (метод твердофазного легирования).

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Особенности электронного строения лантаноидов и актиноидов обуславливают высокую склонность к образованию гидридных фаз в сплавах и соединениях на их основе в обычной атмосфере при комнатной температуре. С одной стороны, это необходимо учитывать при эксплуатации постоянных магнитов на основе сплавов РЗМ с переходными металлами, но, с другой стороны, данное свойство можно применить в процессе их изготовления. В частности, за рубежом водородная обработка сплавов для постоянных магнитов, так называемый процесс водородного охрупчивания, широко применяется в технологическом процессе получения спеченных постоянных магнитов на основе системы Nd-Fe-B с экстремальными гистерезисными характеристиками. Отечественные же производители постоянных магнитов этого класса либо не используют водородную обработку, либо проводят ее в не совсем приспособленных печах (предназначенных преимещественно для водородного отжига прецизионных сплавов и пайки), что не позволяет обеспечить требуемое качество водородной обработки и должный уровень технологической безопасности. Кроме того, сам процесс водородной обработки проводится без надлежащей оптимизации его параметров, что также не способствует повышению его популярности.
Достоинством водородной обработки сплавов системы Nd-Fe-B является то, что она улучшает магнитные характеристики основной магнитовердой фазы Nd12Fe14B: тепературу Кюри, константу магнитокристаллической анизотропии, намагниченность насыщения, модули упругости и др.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Созданные в результате выполнения проекта опытные установки по получению фторидов металлов, лигатур и магнитных сплавов, гидридов металлов, а также ВЭПМ позволят в перспективе получать партии материалов в количестве до 1-2 т, на которые имеются потенциальные заказчики, официально подтвердившие свои потребности:
– ФГУП «ВИАМ», г. Москва;
– ФГУП «Спецмагнит», г. Москва;
– ЗАО НПП «Редмаг», г. Калуга;
– ФГУП «НИиЭИ автомобильной электроники и электрооборудования», г. Москва;
– ООО «Поз-Прогресс», г. В. Пышма, Свердловская обл. и др.
Для выгодной реализации получаемых материалов требуется их аттестация, а для защиты интеллектуальной собственности – получение патентов, предусмотренные в ТЗ проекта.

Текущие результаты проекта:
1) Исследованы физико-химические свойства исходных измельчаемых продуктов: фторидов РЗМ и железа и процесса их получения.
2) Разработана лабораторная технологическая инструкция получения наноструктурированных сплавов и лигатур на основе РЗМ (неодим-железо и неодим-железо-бор-легирующие добавки).
3) Изготовлены экспериментальные образцы наноструктурированных сплавов и лигатур на основе РЗМ (неодим-железо и неодим-железо-бор-легирующие добавки) из полученных фторидов РЗЭ и железа.
4) Разработана программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов наноструктурированных сплавов и лигатур на основе РЗМ.
5) Проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов наноструктурированных сплавов и лигатур на основе РЗМ по разработанным в ходе выполнения ПНИ программе и методикам.
6) Разработана лабораторная методика получения фторидов РЗМ и железа.
7) Изготовлены экспериментальные образцы фторидов РЗМ и железа.
8) Проведены испытания полученных экспериментальных образцов сплавов и лигатур на основе РЗМ в части физико-механических и электрофизических характеристик.
9) Разработана и создана лабораторная установка гидрирования сплавов и лигатур на основе РЗМ.
10) Разработана эксплуатационная техническая инструкция по работе на лабораторной установке гидрирования сплавов и лигатур на основе РЗМ.
11) Разработана лабораторная технологическая инструкция получения порошков нанодисперсных гидридов РЗМ.
12) Введен в эксплуатацию экспериментальный образец лабораторной установки гидрирования сплавов и лигатур на основе РЗМ.
13) Получены экспериментальные образцы порошков нанодисперсных гидридов РЗМ.
14) Разработана лабораторная методика исследования коррозионных свойств порошков нанодисперсных гидридов.
15) Исследованы коррозионные свойства экспериментальных образцов порошков нанодисперсных гидридов РЗМ.
16) Промежуточный отчет о ПНИ.