Влияние фосфора на текстуру и магнитные свойства нанокомпозитных постоянных магнитов на основе Nd2Fe14B

В настоящее время значительное количество исследований в области материалов для постоянных магнитов направлено на изучение свойств и механизмов формирования структуры изотропных нанокомпозитов на основе соединения Nd₂Fe₁₄B. В то же время, микромагнитные расчеты показывают, что для анизотропного нанокомпозита того же состава максимальная теоретическая магнитная энергия существенно выше и достигает 796 кДж/м³. Магнитотвердая фаза Nd₂Fe₁₄B в структуре нанокомпозита обеспечивает высокую коэрцитивную силу, а благодаря магнитомягкой фазе, нанокристаллитам Fe, реализуется повышенная намагниченность насыщения.

Именно анизотропные нанокомпозиты на основе Nd₂Fe₁₄B имеют высокий потенциал для дальнейшего роста магнитных свойств. За счет добавления в сплав легирующих элементов и оптимизации термообработки можно уменьшить размер зерен и обеспечить получение кристаллической текстуры. Одним из таких элементов является фосфор, небольшое количество которого приводит к улучшению текстурирования материала в процессе быстрой закалки.

В работе изучено влияние фосфора на фазовый состав и магнитные свойства образцов сплава Nd₂Fe₁₄B, полученных быстрой закалкой из жидкого состояния на медный вращающийся барабан с последующей термообработкой.

Сплавы Nd₂Fe₁₄B с различным количеством фосфора были выплавлены в индукционной печи, после чего подвергались быстрой закалке на барабан с последующим отжигом при 500-700 ˚С в течение 30 мин. Химический и фазовый состав образцов определяли рентгеноструктурным методом. Магнитные свойства измеряли на вибромагнетометре VSM-250. Установлено, что среди исследованных сплавов наилучшими гистерезисными характеристиками обладает сплав с добавлением 0.15 ат% фосфора.