Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование закономерностей формирования структуры и магнитных свойств нанокомпозиционных сплавов на основе системы Nd-Fe-B с добавками Cu, полученных методом механохимического синтеза

Фамилия
Панов
Имя
Кирилл
Отчество
Петрович
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Физического материаловедения
Академическая группа
нм-13-4
Научный руководитель
к.т.н., доцент Щетинин И.В.
Название тезиса
Исследование закономерностей формирования структуры и магнитных свойств нанокомпозиционных сплавов на основе системы Nd-Fe-B с добавками Cu, полученных методом механохимического синтеза
Тезис

В настоящее время магнитотвердые материалы (МТМ) используются практически во всех областях науки и техники, начиная от производства бытовой техники до адресной доставки лекарств биомедицине. На сегодняшний день наиболее высокие гистерезисные свойства получены в спеченных постоянных магнитах на основе соединения Nd2Fe14B и практически достигли своего теоретического предела. Дальнейшее развитие высокоэнергетических МТМ связано либо с открытием новых соединений, либо с реализацией качественно новых подходов к созданию высокоэнергетических МТМ. В связи с этим, в настоящее время внимание исследователей сконцентрировано на нанокомпозиционных МТМ, для которых теоретический предел магнитных свойств значительно выше свойств этих же материалов в микрокристаллическом состоянии. Получение таких МТМ связано с использованием экстремальных способов воздействия: закалка из жидкого состояния, высокоэнергетическое измельчение и др.

В связи с этим, целью данной работы являлось исследование закономерностей формирования структуры и магнитных свойств нанокомпозиционных сплавов системы Nd-Fe-B с добавлением Cu, полученных методом механохимического синтеза (МС).

МС сплавов Nd9Fe85B6 и Nd9Fe85B6+5 % Cu проводили в шаровой планетарной мельнице Retsch PM400 в течение 2 часов, в атмосфере гелия. Рентгеноструктурный анализ сплавов проводили на дифрактометре Rigaku Ultima IV. Термическую обработку (ТО) сплавов проводили в вакууме (10-4 мм.рт.ст.) в интервале температур 580 – 680 °С, в течение 15 минут в лабораторной печи ретортного типа. Для измерения магнитных свойств использовали вибромагнитометр VSM 250 и установку измерения физических величин PPMS в полях до 90 кЭ.

В результате исследования обнаружено, что в течение 2-х часов МС происходит к аморфизации фазы Nd2Fe14B, которое сопровождается выделением α-Fe. Дальнейшая ТО сплавов приводит к кристаллизации аморфной фазы и формирования дисперсной смеси фаз Nd2Fe14B и α-Fe с размерами зерен 10-30 нм. В случае добавления Cu параллельно выделяется фаза Cu2Nd. Максимальные значения коэрцитивной силы достигаются после отжига при 600 °С: 3,4 кЭ для сплава Nd9Fe85B6 и 1,5 кЭ для Nd9Fe85B6+5 % Cu. В обоих случаях на петлях гистерезиса отсутствовали перегибы, что может свидетельствовать о наличие в данных сплавах обменно-связанного состояния.