Статистичне дослідження мікроструктури постійних магнітів, спечених зі сплаву Nd-Fe-B,C-Cu,Ti

Abstract

UK: Мета роботи. Статистичний аналіз мікроструктур готових постійних магнітів, що виготовляються на основі систем Fe-Nd-B при різних режимах термообробки. Методи дослідження: металографічний, рентгеноспектральний, статистичний, магнітометричний. Отримані результати. У роботі досліджується вплив зовнішнього тиску на структуру та властивості постійних магнітів складу Nd15,2Fe74,99C0,51B6,6Cu1,57Ті1,38. Для виготовлення постійних магнітів з високою магнітною енергією використано продукти швидкого охолодження з рідкого стану. Для цього лусочки, що отримані методом ЗРС, пресували у прес-формі та спікали у вакуумі. Прес-форма та болти, що їх скріплюють, виготовлені зі сплавів, у яких різні коефіцієнти лінійного розширення. Цей метод дає змогу досягти високого тиску (H ≈ 1 ГПа) під час спікання. Спікання виконували у вакуумі під тиском Р = 0,5…12 МПа та при температурах 1323 К та 1013 К. Показано, що розміри частинок фази NdCu2 підпорядковується закону Гауса та у розподілі присутні два піки. Перший пік можна пояснити наявністю у вихідних плівках аморфної складової, у якій знаходяться зародки основної магнітної фази Nd2Fe14В та парамагнітної фази NdCu2, а другий пік пояснюється тим, що у кристалічній області вже є зерна парамагнітної фази NdCu2 і при подальшому спіканні вони продовжують зростати. Також показано, що розмір часток фази NdCu2, які присутні у спеченому зразку, що отриманий при початковому тиску 12 МПа, зменшився до 0,03…0,5 мкм порівняно з середнім розміром 0,23…0,94 мкм для менших значень початкового тиску. При цьому коерцитивна сила компактів зросла на порядок від 160 кА/м до 1300 кА/м Наукова новизна. Встановлено, що зниження температури спікання швидко охолоджених лусочок сплавів Nd15,2Fe75,5-хCхB6,6Cu1,57Ті1,38 в умовах високого тиску порядку 0,9 ГПа від технологічної 1323 К до температури 1013 К практично не впливає на швидкість зародження метастабільних фаз NdCu2 та Nd2Fe14B і в той же час знижує швидкість їх росту. Однак, це призводить до збільшення коерцитивної сили готових магнітів від 160 кА/м до 1300 кА/м. Практична цінність. Одержані в роботі результати мають важливе значення для подальшого розвитку фізичного матеріалознавства магнітожорстких матеріалів та сучасної техніки. EN: Purpose of work. Statistical analysis of microstructures of ready-made permanent magnets, which are made on the basis of Fe-Nd-B systems at different heat treatment modes. Research methods: metallographic, X-ray spectral, statistical, magnetometric. Research methods: metallographic, X-ray spectral, statistical, magnetometric. The results obtained. The influence of external pressure on the structure and properties of permanent magnets of composition Nd15,2Fe74,99C0,51B6,6Cu1,57Ті1,38 is investigated in the work. For the production of permanent magnets with high magnetic energy, fast cooling products from the liquid state are used. To do this, the scales obtained by the ZRS method were pressed in a mold and sintered in vacuum. The mold and the bolts that fasten them are made of alloys with different coefficients of linear expansion. This method allows to achieve high pressure (H ≈ 1 GPa) during sintering. Sintering was performed in vacuum under a pressure of P = 0.5… 12 MPa and at temperatures of 1323 K and 1013 K. It is shown that the particle size of the NdCu2 phase obeys the Gaussian law and there are two peaks in the distribution. The first peak can be explained by the presence in the source films of an amorphous component, which contains the nuclei of the main magnetic phase Nd2Fe14B and paramagnetic phase NdCu2, and the second peak is explained by the fact that in the crystal region there are grains of paramagnetic phase NdCu2 and they continue to grow. It is also shown that the particle size of the NdCu2 phase present in the sintered sample obtained at an initial pressure of 12 MPa decreased to 0.03… 0.5 мm compared to the average size of 0.23… 0.94 мm for smaller values of the initial pressure. The coercive force of compacts increased by an order of magnitude from 160 kA / m to 1300 kA/m Scientific novelty. It is established that the decrease in the sintering temperature of rapidly cooled scales of Nd15,2Fe75,5-хCхB6,6Cu1,57Ті1,38 alloys under conditions of high pressure of the order of 0.9 GPa from technological 1323 K to 1013 K temperature practically does not affect the rate of metal stable phases of NdCu2 and Nd2Fe14B and at the same time reduces their growth rate. However, this leads to an increase in the coercive force of the finished magnets from 160 kA/m to 1300 kA/m. Practical value. The results obtained in this work are important for the further development of physical materials science of magnetohard materials and modern technology.