Luận án tiến sĩ: Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr - Nguyễn Văn Dương
Luận văn nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr thông qua tối ưu hóa thành phần hóa học và điều kiện xử lý. Phân tích ảnh hưởng cấu trúc vật liệu.
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
139
Thời gian đọc
21 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Nâng cao lực kháng từ nam châm Nd-Fe-B hiệu quả
- Số trang:
- 139 trang
- Trường:
- Học viện Khoa học và Công nghệ
- Chuyên ngành:
- Vật liệu điện tử
- Tác giả:
- Nguyễn Văn Dương
- Năm:
- 2022
Tóm tắt nội dung luận án
I. Nâng cao lực kháng từ nam châm Nd Fe B hiệu quả
Nam châm đất hiếm Nd-Fe-B đóng vai trò cốt lõi trong công nghệ hiện đại. Chúng sở hữu tích năng lượng từ cực đại cao. Ứng dụng rộng rãi trong động cơ điện, máy phát điện, thiết bị điện tử. Nâng cao hiệu suất của các thiết bị này phụ thuộc vào chất lượng nam châm. Vật liệu từ tính vĩnh cửu cần có tính năng vượt trội. Nhu cầu về nam châm mạnh hơn, bền hơn ngày càng tăng. Tuy nhiên, nam châm Nd-Fe-B đối mặt thách thức về lực kháng từ (coercivity) ở nhiệt độ cao. Lực kháng từ là khả năng chống lại sự khử từ. Coercivity thấp giới hạn ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt. Việc nâng cao lực kháng từ là mục tiêu nghiên cứu hàng đầu. Mục tiêu này giúp tối ưu hóa từ tính vật liệu. Cải thiện coercivity đảm bảo hiệu suất ổn định của thiết bị. Nghiên cứu tập trung phát triển các phương pháp hiệu quả.
1.1. Tầm quan trọng của nam châm đất hiếm Nd Fe B
Nam châm đất hiếm Nd-Fe-B là vật liệu từ tính vĩnh cửu không thể thiếu. Chúng là trái tim của nhiều công nghệ tiên tiến. Khả năng cung cấp từ trường mạnh với kích thước nhỏ là lợi thế. Điều này thúc đẩy phát triển động cơ điện hiệu suất cao. Nam châm Nd-Fe-B cũng rất quan trọng trong các cảm biến và ổ cứng máy tính. Nhu cầu tối ưu hóa từ tính của chúng luôn hiện hữu.
1.2. Thách thức lực kháng từ và nhu cầu cải thiện
Lực kháng từ (coercivity) thấp là hạn chế chính của nam châm Nd-Fe-B. Đặc biệt là ở nhiệt độ hoạt động cao. Coercivity là thước đo khả năng chống khử từ của nam châm. Cải thiện coercivity giúp nam châm ổn định hơn trong các ứng dụng. Nâng cao lực kháng từ đồng nghĩa với việc kéo dài tuổi thọ và độ tin cậy. Các nghiên cứu tập trung vào việc tìm giải pháp cho thách thức này.
II. Tối ưu từ tính hợp kim nền Nd Fe B bằng phụ gia
Việc thêm các nguyên tố đất hiếm nặng (HRE) là phương pháp phổ biến. Dysprosium (Dy) và Terbium (Tb) thường được sử dụng. Các phụ gia này cải thiện lực kháng từ của nam châm Nd-Fe-B. Chúng tập trung tại ranh giới hạt, tạo ra pha giàu đất hiếm. Pha này có dị hướng từ tinh thể cao. Tăng cường khả năng chống khử từ của vật liệu. Tuy nhiên, việc sử dụng HRE làm tăng chi phí và giảm cảm ứng từ dư. Kỹ thuật khuếch tán ranh giới hạt (GBDD) được nghiên cứu rộng rãi. Phương pháp này đưa HRE hoặc hợp chất khác vào bề mặt nam châm. Sau đó, nguyên tố khuếch tán dọc theo ranh giới hạt. Điều này hình thành lớp vỏ giàu HRE trên các hạt chính. Lớp vỏ này hiệu quả trong việc tăng coercivity. GBDD giúp giảm lượng HRE cần thiết. Nó duy trì cảm ứng từ dư cao hơn. Đây là cách tiếp cận hứa hẹn để tối ưu hóa từ tính. Quá trình thiêu kết là bước quan trọng trong chế tạo nam châm. Nhiệt độ và thời gian thiêu kết ảnh hưởng lớn đến cấu trúc vi mô. Chúng quyết định sự hình thành các pha và kích thước hạt. Kiểm soát thiêu kết giúp đạt được cấu trúc lý tưởng. Cấu trúc tối ưu hỗ trợ tăng lực kháng từ. Nghiên cứu điều kiện thiêu kết phù hợp là cần thiết. Sự điều chỉnh này đảm bảo nam châm có coercivity cao.
2.1. Vai trò của phụ gia đất hiếm trong hợp kim
Các nguyên tố đất hiếm nặng (HRE) như Dy, Tb được thêm vào hợp kim Nd-Fe-B. Chúng khuếch tán vào ranh giới hạt. Tại đây, chúng tạo thành pha giàu HRE có dị hướng từ tinh thể cao. Lớp pha này củng cố ranh giới hạt. Nó ngăn chặn sự tạo mầm từ ngược. Kết quả là lực kháng từ của nam châm tăng lên đáng kể. Tối ưu hóa lượng phụ gia là cần thiết để cân bằng chi phí và hiệu suất.
2.2. Kỹ thuật khuếch tán ranh giới hạt tăng coercivity
Kỹ thuật khuếch tán ranh giới hạt (GBDD) là phương pháp hiệu quả. Nó đưa các nguyên tố tăng coercivity vào nam châm đã thiêu kết. Các nguyên tố này khuếch tán dọc theo ranh giới hạt. Chúng chỉ ảnh hưởng đến lớp bề mặt hạt. Điều này giúp giảm tổng lượng vật liệu đắt tiền cần dùng. GBDD nâng cao lực kháng từ mà ít làm giảm cảm ứng từ dư. Đây là cách tiếp cận tối ưu hóa từ tính bền vững.
2.3. Ảnh hưởng của thiêu kết đến tính chất từ
Quá trình thiêu kết định hình cấu trúc vi mô của nam châm Nd-Fe-B. Nhiệt độ và thời gian thiêu kết tác động đến kích thước hạt. Chúng cũng ảnh hưởng đến sự phân bố các pha tại ranh giới hạt. Thiêu kết đúng cách giúp kiểm soát sự hình thành pha giàu Nd. Pha này có vai trò quan trọng trong việc tăng lực kháng từ. Việc tối ưu hóa các thông số thiêu kết là then chốt để đạt được coercivity cao.
III. Cấu trúc vi mô và cơ chế tăng lực kháng từ
Cấu trúc vi mô của hợp kim Nd-Fe-B quyết định tính chất từ. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và nhiễu xạ tia X (XRD) được dùng để phân tích. Chúng cho thấy sự phân bố pha, kích thước hạt và định hướng tinh thể. Sự hiện diện của các pha giàu Nd tại ranh giới hạt là rất quan trọng. Pha này đóng vai trò ngăn chặn sự lan truyền miền từ bất lợi. Cơ chế lực kháng từ trong nam châm Nd-Fe-B chủ yếu là cơ chế tạo mầm. Coercivity bị giới hạn bởi sự hình thành và phát triển của miền từ ngược. Các khiếm khuyết bề mặt hạt hoặc các vùng có dị hướng từ thấp là điểm tạo mầm. Lớp pha giàu Nd ở ranh giới hạt nâng cao năng lượng cần thiết để tạo mầm. Điều này làm tăng lực kháng từ tổng thể. Tối ưu hóa cấu trúc vi mô là chìa khóa. Kích thước hạt ảnh hưởng trực tiếp đến lực kháng từ. Hạt nhỏ hơn thường có coercivity cao hơn do tăng diện tích bề mặt ranh giới hạt. Việc kiểm soát kích thước hạt trong quá trình thiêu kết là cần thiết. Định hướng tinh thể mạnh mẽ của các hạt chính Nd2Fe14B cũng rất quan trọng. Định hướng trục c giúp tối đa hóa tích năng lượng từ và lực kháng từ. Nghiên cứu tìm kiếm sự cân bằng tối ưu giữa kích thước hạt và định hướng.
3.1. Phân tích cấu trúc vi mô hợp kim từ cứng
Phân tích cấu trúc vi mô là bước thiết yếu. Nó giúp hiểu rõ mối liên hệ giữa cấu trúc và tính chất từ. SEM và XRD cung cấp thông tin chi tiết về kích thước, hình dạng hạt. Chúng cũng xác định sự phân bố pha và định hướng tinh thể. Đặc biệt là pha từ cứng Nd2Fe14B và các pha ở ranh giới hạt. Cấu trúc vi mô tối ưu là cơ sở để đạt được lực kháng từ cao.
3.2. Hiểu rõ cơ chế lực kháng từ Nd Fe B
Cơ chế chính điều khiển lực kháng từ của nam châm Nd-Fe-B là tạo mầm. Coercivity bị suy giảm do sự hình thành các miền từ ngược. Các pha phụ hoặc vùng có dị hướng từ yếu làm điểm khởi đầu. Lớp pha giàu Nd tại ranh giới hạt đóng vai trò hàng rào. Nó làm tăng năng lượng cần thiết để tạo mầm. Cơ chế này cần được tối ưu hóa để tăng cường khả năng chống khử từ.
3.3. Tối ưu kích thước hạt và định hướng tinh thể
Kích thước hạt nhỏ hơn thường tăng lực kháng từ. Điều này là do tăng diện tích ranh giới hạt. Ranh giới hạt là nơi các pha giàu Nd tập trung. Định hướng tinh thể mạnh mẽ của các hạt Nd2Fe14B cũng quan trọng. Trục dị hướng dễ dàng của các hạt cần được định hướng song song. Việc kiểm soát kích thước hạt và định hướng trong quá trình chế tạo là tối quan trọng. Chúng tác động trực tiếp đến khả năng chống lại quá trình khử từ.
IV. Nghiên cứu hợp kim Coban Zirconium cho từ tính
Bên cạnh nam châm đất hiếm, hợp kim Coban-Zirconium cũng được nghiên cứu. Chúng có tiềm năng làm vật liệu từ tính vĩnh cửu hoặc vật liệu từ cứng bổ trợ. Các hợp kim Co-Zr-B vô định hình đã cho thấy tính chất từ mềm tốt. Tuy nhiên, việc điều chỉnh để đạt được từ tính cứng đang được khám phá. Nghiên cứu này hướng tới nâng cao lực kháng từ trong hệ Co-Zr. Việc thêm Boron (B) vào hợp kim Co-Zr có thể thay đổi cấu trúc vi mô. B ảnh hưởng đến sự hình thành pha và kích thước tinh thể. Điều này tác động trực tiếp đến tính chất từ. Tối ưu hóa hàm lượng B là bước quan trọng. Nó giúp kiểm soát sự chuyển pha từ vô định hình sang kết tinh. Mục tiêu là đạt được cấu trúc vi mô thuận lợi cho coercivity cao. Tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B được so sánh với các hệ vật liệu khác. Các chỉ số như lực kháng từ, cảm ứng từ dư được đánh giá. Mặc dù có thể không đạt được tích năng lượng từ cao như Nd-Fe-B. Hợp kim Co-Zr có thể cung cấp các đặc tính bổ sung. Ví dụ, ổn định nhiệt hoặc khả năng chống ăn mòn. Nghiên cứu này tìm kiếm vai trò đặc biệt cho Co-Zr trong lĩnh vực vật liệu từ.
4.1. Khám phá hợp kim Co Zr và tiềm năng từ tính
Hợp kim Coban-Zirconium đang thu hút sự chú ý. Chúng có thể trở thành vật liệu từ tính vĩnh cửu tiềm năng. Hoặc là vật liệu bổ trợ trong các ứng dụng đặc biệt. Các hợp kim Co-Zr-B có thể thể hiện tính chất từ khác nhau. Từ mềm đến cứng tùy thuộc vào cấu trúc và thành phần. Nghiên cứu tập trung vào việc biến đổi chúng để đạt được lực kháng từ mong muốn.
4.2. Điều chỉnh thành phần B trong Co Zr B
Boron (B) là nguyên tố phụ gia quan trọng trong hợp kim Co-Zr. Việc điều chỉnh hàm lượng B có thể thay đổi đáng kể cấu trúc vi mô. B ảnh hưởng đến quá trình kết tinh và hình thành các pha. Kiểm soát B giúp tối ưu hóa từ tính. Nó tạo ra các pha có dị hướng từ phù hợp. Từ đó, nâng cao lực kháng từ của vật liệu Coban-Zirconium.
4.3. So sánh tính chất từ với các vật liệu khác
Đánh giá tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B là cần thiết. So sánh với các vật liệu từ tính vĩnh cửu khác cung cấp cái nhìn tổng thể. Các chỉ số như coercivity, cảm ứng từ dư được phân tích. Dù có thể không đạt hiệu suất như nam châm Nd-Fe-B. Co-Zr có thể có những ưu điểm khác. Ví dụ, độ bền cơ học hoặc khả năng chống oxy hóa tốt hơn. Nghiên cứu xác định vị trí niche của Co-Zr trong thị trường vật liệu từ cứng.
V. Ứng dụng và triển vọng vật liệu từ vĩnh cửu mới
Nam châm Nd-Fe-B với lực kháng từ cao sẽ mở rộng ứng dụng. Chúng được sử dụng trong xe điện, tuabin gió và robot. Cải thiện coercivity giúp tăng hiệu suất động cơ. Điều này cũng giảm kích thước và trọng lượng thiết bị. Nam châm bền hơn, hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ cao. Nâng cao năng lực cạnh tranh của các sản phẩm công nghệ. Nghiên cứu về hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr góp phần vào phát triển vật liệu mới. Tìm kiếm vật liệu từ tính vĩnh cửu không chứa đất hiếm nặng là một hướng đi. Hoặc giảm thiểu sử dụng các nguyên tố đắt tiền. Phát triển vật liệu từ cứng với chi phí thấp hơn. Đồng thời vẫn duy trì hiệu suất cao. Tối ưu hóa từ tính thông qua cấu trúc nano và công nghệ chế tạo tiên tiến. Hướng nghiên cứu này mang lại nhiều tiềm năng cho tương lai.
5.1. Triển vọng ứng dụng nam châm Nd Fe B cải tiến
Nam châm Nd-Fe-B được cải thiện lực kháng từ sẽ có ứng dụng rộng rãi hơn. Chúng là thành phần cốt yếu trong các động cơ, máy phát thế hệ mới. Hiệu suất cao hơn giúp xe điện đi được xa hơn. Tuabin gió tạo ra nhiều năng lượng hơn. Thiết bị điện tử nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn. Việc tối ưu hóa từ tính của nam châm đất hiếm là động lực cho đổi mới công nghệ.
5.2. Hướng phát triển vật liệu từ cứng thế hệ mới
Nghiên cứu vật liệu từ tính vĩnh cửu không ngừng phát triển. Mục tiêu là tạo ra nam châm hiệu quả hơn, bền hơn và rẻ hơn. Việc giảm phụ thuộc vào đất hiếm nặng là một hướng quan trọng. Phát triển các hợp kim mới, như Coban-Zirconium, mở ra lựa chọn khác. Cải tiến công nghệ chế tạo, tối ưu hóa cấu trúc vi mô là chìa khóa. Các vật liệu từ cứng thế hệ mới sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của công nghiệp.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (139 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ---------------------------- NGUYỄN VĂN DƯƠNG NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------ NGUYỄN VĂN DƯƠNG NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Đỗ Bằng HÀ NỘI - 2022 i LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến PGS. Lưu Tiến Hưng và TS. Đỗ Bằng những người Thầy đã trực tiếp chỉ bảo, định hướng khoa học hiệu quả, giúp đỡ và tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án.
Ngoài việc hướng dẫn tận tâm về mặt khoa học, sự quan tâm, cảm thông và động viên của các Thầy đã giúp tôi vượt qua được những khó khăn trong suốt quá trình làm nghiên cứu sinh. Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn và kính trọng sâu sắc tới GS. Nguyễn Huy Dân, TS. Phạm Thị Thanh, PGS.
Trần Đăng Thành, TS. Nguyễn Hải Yến những người đã cho tôi những lời khuyên bổ ích, những bàn luận sâu sắc về chuyên môn để tôi hoàn thiện luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong học tập và nghiên cứu của cơ sở đào tạo là Viện Khoa học vật liệu, Học viện Khoa học và Công nghệ và của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 - cơ quan mà tôi công tác trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin được cảm ơn sự cộng tác và giúp đỡ vô tư của TS.
Dương Đình Thắng, TS. Nguyễn Mẫu Lâm, TS. Đinh Chí Linh, ThS. Vũ Mạnh Quang, NCS.
Nguyễn Hoàng Hà, ThS. Kiều Xuân Hậu, CN. Nguyễn Huy Ngọc và của các cán bộ, đồng nghiệp khác trong Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nơi tôi hoàn thành luận án. Sau cùng, tôi muốn gửi tới tất cả những người thân trong gia đình và bạn bè lời cảm ơn chân thành nhất.
Chính sự tin tưởng, động viên và giúp đỡ về mọi mặt của gia đình đã là chỗ dựa và tạo thêm động lực to lớn cho tôi thực hiện thành công luận án này. Tác giả luận án Nguyễn Văn Dương ii LỜI CAM ĐOAN Các số liệu và kết quả nêu trong luận án được trích dẫn lại từ các bài báo và kết quả nghiên cứu của tôi và nhóm nghiên cứu là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Các kết quả này đã được sự đồng ý của các đồng tác giả. Tôi xin xin chịu trách nhiệm về nội dung và những kết quả công bố trong luận án.
Tác giả luận án Nguyễn Văn Dương iii Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 1. Danh mục các ký hiệu (BH)max : Tích năng lượng từ cực đại Br : Cảm ứng từ dư D : Kích thước hạt trung bình Dsd : Kích thước tới hạn đơn đômen H, Hext : Từ trường ngoài HA : Trường dị hướng Hc : Lực kháng từ Heff : Trường hiệu dụng HN : Trường tạo mầm Hsmax : Trường bão hòa dương cực đại K1 : Hằng số dị hướng từ tinh thể L : Pha lỏng M m, M v : Từ độ theo khối lượng, thể tích M s, M r : Từ độ bão hòa, từ độ dư Dkt : Hệ số khử từ Neff : Hệ số khử từ hiệu dụng S : Diện tích bề mặt Ta : Nhiệt độ ủ ta : Thời gian ủ TC : Nhiệt độ Curie tN : Thời gian nghiền : Pha từ cứng Nd2Fe14B : Pha giàu B Nd1+Fe4B4 2. Danh mục chữ viết tắt EDX : Phổ tán xạ năng lượng tia X HCPT : Hợp chất pha thêm iv HD (Hydrogennation Decrepitation) : Tách vỡ Hydro HRE (Heavy Rare Earths) : Đất hiếm nặng NCVC : Nam châm vĩnh cửu RE (Rare Earth): : Đất hiếm RIP (Rubber Isostatic Pressing) : Ép đẳng tĩnh khuôn cao su SEM (Scanning Electron Microscope) : Kính hiển vi điện tử quét TM (Transition Metals): : Kim loại chuyển tiếp VĐH : Vô định hình VLTC : Vật liệu từ cứng XLN : Xử lý nhiệt XDR (X-ray diffraction) : Nhiễu xạ tia X v Danh mục các bảng Trang Bảng 2. Hợp phần của các HCPT.
Các hợp phần nền Co-Zr nghiên cứu. Các thông số từ của nam châm khi pha thêm các bột kích 58 thước nanomet Nd50Al50. Lực kháng từ Hc và tích năng lượng từ cực đại (BH)max của 64 các nam châm thiêu kết Nd16,5Fe77B6,5 pha với các tỉ phần khối lượng khác nhau của hợp chất pha thêm Nd40Cu30Al30 kích thước nanomet. Các thông số từ của nam châm pha thêm các bột Nd40Cu30Al30 70 và Dy40Nd30Al30 kích thước micromet.
Các thông số từ của nam châm được pha thêm với các tỉ phần 77 khối lượng khác nhau của bột Dy30Nd17Pr3Al40Cu10 và hàm lượng tương ứng của Dy. So sánh các thông số từ của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B 78 trước và sau pha tạp với các tỉ phần khối lượng khác nhau của Dy trong luận án và các nghiên cứu khác. Tính chất từ tối ưu của các băng hợp kim Co80Zr20-xBx (x = 0, 88 2, 3 và 4) ủ ở 650oC trong thời gian 2 phút. So sánh thông số từ đạt được trong luận án với các nghiên cứu 100 khác của hợp kim nền Co-Zr.
vi Danh mục các hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1. Sự phát triển của NCVC trong thế kỷ XX. Vi cấu trúc của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B. Vi cấu trúc điển hình của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B với trục 9 c định hướng song song.
Ảnh lớp mỏng pha giàu Nd giữa các hạt. Cấu trúc tinh thể pha Nd2Fe14B (a), nguyên tử B và 6 nguyên tử 9 Fe (vị trí e và k1) tạo thành hình lăng trụ đứng đáy tam giác (b). Cấu trúc của hợp kim Co-Zr. Đường cong từ nhiệt M(T) được đo trong từ trường 1 kOe (a) và 12 đường Br, (BHi)max ở nhiệt độ phòng cho các băng hợp kim dị hướng Co11Zr2 (b).
Minh họa quá trình từ hóa, khử từ và vị trí trường tạo mầm H N. Đường từ hoá ban đầu và đường từ trễ của nam châm loại mầm 13 đảo từ và nam châm loại ghim vách đômen. Vi cấu trúc của mầm đảo từ và ghim vách đômen. Các mầm đảo từ 15 có thể ở trong hạt (A) hoặc biên hạt (B) và tâm hãm vách ở vị trí C.
Các đường cong mô tả quá trình đảo từ của vật liệu có cấu trúc 16 khác nhau. Minh hoạ các đường từ trễ: (a) Lực kháng từ xác định bởi sự tạo 17 mầm đảo từ ở vách, (b) Lực kháng từ xác định bởi mầm không đồng nhất và ghim vách đômen ở biên hạt, (c) lực kháng từ xác định bởi tính không đồng nhất từ phân bố trong các hạt Hình 1. Một số tâm ghim vách đômen: các tâm nằm trên vách phẳng (a), 18 tâm dạng thanh (b) và tâm tròn (c). Mặt cắt thẳng đứng của giản đồ pha ba nguyên Nd-Fe-B theo 20 đường tỉ lệ Nd/B = 2/1.
Nguyên lý kỹ thuật nghiền cơ học (nghiền bi). Nguyên lý kỹ thuật nghiền khí. Các giai đoạn xảy ra trong mẫu khi thiêu kết (initial state mixed 23 powders: bột ban đầu; solid state: trạng thái rắn; rearrangement: sắp xếp lại; solution-reprecipitation: hòa tan-kết tủa; final densification: quá trình cô đặc). Đường cong khử từ của mẫu tương ứng với vi cấu trúc sau quá 24 trình thiêu kết (as-sintered) và xử lý nhiệt (annealed).
Sơ đồ nguyên lý của hệ phun băng nguội nhanh đơn trục (a) và 26 ảnh chụp dòng hợp kim nóng chảy trên mặt trống quay (b). Sự phụ thuộc của kích thước hạt trung bình D và lực kháng từ 28 Hc vào thời gian nghiền tN. Sự phụ thuộc của lực kháng từ Hc vào nhiệt độ và thời gian thiêu 28 kết của nam châm Nd5,1Fe78,4B6,1Ga0,1Cu0,3. Đường cong khử từ của các mẫu 29 Nd12,4Pr1,4B5,8Al0,3Cu0,1Co0,1Fe79,9 sau thiêu kết (A), sau khi XLN ở 520oC (B) và 560oC (C).
Hình phía trên là các ảnh SEM của mẫu tương ứng với chế độ thiêu kết và xử lý nhiệt. Sự hình thành lớp vỏ (Nd,Dy)2Fe14B bao quanh hạt Nd2Fe14B 30 (a) và ảnh hưởng của cách đưa Dy vào nam châm (b). Đường cong khử từ của các nam châm pha thêm 1,2% Al85Cu15 32 khi chưa XLN và XLN ở nhiệt độ 450, 480 và 550oC. Đường cong khử từ của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B chưa pha 32 và pha thêm 5% và 10% tỉ phần khối lượng của Pr-Cu vào biên hạt trước và sau khi XLN.
Đường từ trễ của nam châm Nd-Fe-B pha thêm HCPT1 32 (Dy16,5Fe77B6,5), HCPT2 (Dy40Nb30Al30), HCPT3 (Dy40Zr30Al30), HCPT4 (Dy40Nd30Al30) và HCPT5 (Dy40Nd30Al30) với tỉ phần khối lượng 2%. Đường từ trễ (a, b) và đường cong đặc trưng từ (c, d) của nam 33 châm Nd-Fe-B chưa pha và đã pha 2% Dy40Nd30Al30. Sự thay đổi của lực kháng từ theo tốc độ phun. Đường từ trễ của mẫu băng hợp kim Co72Zr8B20 khi chưa ủ và ủ 35 ở 495oC, 540oC và 630oC trong 10 phút.
Đường từ trễ của các băng hợp kim Co78-xZr16CrxSi3B3 (x = 0, 2 35 và 4). Máy nghiền cơ năng lượng cao SPEX 8000D. Quy trình chế tạo nam châm thiêu kết. Dây chuyền các thiết bị chế tạo nam châm: lò trung tần ZG-0,01J 41 (a), máy đập hàm Pex-100×125 (b), máy nghiền thô DSB 500×650 (c), máy nghiền tinh Jet milling LHL-1 (d), máy ép định hướng ZCY25-200 (e), máy ép đẳng tĩnh DJY-120 (f), lò thiêu kết RVS-15G (g) và máy nạp từ M8500 (h).
Ảnh chụp bên trong cối nghiền thô (a) và bên trong cối nghiền 42 tinh (b) của quá trình nghiền bi. Máy ép định hướng ZCY25-200 đã có hệ thống khí N2 bảo vệ. Quy trình chế tạo hợp kim nền Co-Zr. Sơ đồ khối của hệ phun băng nguội nhanh đơn trục.
a) Thiết bị phun băng nguội nhanh: 1. Nguồn phát cao tần. b) Bên trong buồng tạo băng: 4. Vòng cao tần, 6.
Ống thạch anh. Thiết bị Bluker Advance D8. Kính hiển vi điện tử quét HITACHI S-4800. Sơ đồ nguyên lý hệ đo từ trường xung.
Hệ đo từ trường xung. Ảnh SEM của bột nghiền khí Nd16,5Fe77B6,5. Giản đồ XRD của bột nghiền khí Nd16,5Fe77B6,5. Ảnh SEM mẫu bột của hợp chất pha thêm Nd50Al50 với thời gian 54 nghiền 4 h.
Các đường từ trễ của nam châm pha thêm Nd50Al50 ở kích thước 55 nanomet trước (a) và sau (b) khi XLN. Các đường cong đặc trưng từ của nam châm đã XLN khi pha 56 thêm 3% Nd50Al50.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Nguyễn Văn Dương (2022). Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-co-khi/cong-nghe-vat-lieu/nang-cao-luc-khang-tu-hop-kim-nen-nd-fe-b-va-co-zr
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận văn nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr thông qua tối ưu hóa thành phần hóa học và điều kiện xử lý. Phân tích ảnh hưởng cấu trúc vật liệu.
Luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2022.
Luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" thuộc chuyên ngành Vật liệu điện tử. Danh mục: Công Nghệ Vật Liệu.
Luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" có 139 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nâng cao lực kháng từ hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.