Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu chế tạo hợp kim từ cứng nền NdFeB cấu trúc nanomet bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao. Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Nâng cao chất lượng và hoàn thiện công nghệ chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite NdFeB, bằng cách thay đổi hợp phần và khảo sát mối liên hệ giữa cấu trúc và tính chất của chúng.
1 LỜI CẢM ƠN Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Huy Dân và PGS. TS Nguyễn Minh Thủy những người đã dành cho tôi sự giúp đỡ tận tình và những định hướng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình làm nghiên cứu sinh. Tôi xin được ghi ơn sự chỉ bảo, giúp đỡ và khích lệ của GS. TSKH Nguyễn Xuân Phúc, PGS. TS Lê Văn Hồng và GS. TS Nguyễn Quang Liêm đã giành cho tôi trong những năm qua. Tôi xin được cảm ơn sự cộng tác và giúp đỡ đầy hiệu quả của TS Vũ Hồng Kỳ, TS Trần Đăng Thành, TS Đỗ Hùng Mạnh, TS Lưu Tiến Hưng, TS Đoàn Minh Thủy, TS Vũ Đình Lãm, ThS Phạm Thị Thanh, ThS Nguyễn Hải Yến, ThS Nguyễn Thị Mai và của các cán bộ, đồng nghiệp khác trong Viện Khoa học Vật liệu - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nơi tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của cơ sở đào tạo là Viện Khoa học Vật liệu và của Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh - cơ quan mà tôi công tác, trong quá trình thực hiện luận án. Luận án được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm về Vật liệu và Linh kiện điện tử và Phòng Vật lý Vật liệu Từ và Siêu dẫn, Viện Khoa học Vật liệu và được hỗ trợ kinh phí của đề tài nghiên cứu cơ bản NAFOSTED (mã số 103.02.40.09), đề tài cấp cơ sở Viện Khoa học Vật liệu và đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh. 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 yêu mong đợi của gia đình và bạn bè đã tạo động lực cho tôi thực hiện thành công luận án này. Hà Nội, ngày tháng năm 2012 1 1 2 Tỏc gi lun ỏn Nguyn Th Thanh Huyn Lời CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án đợc trích dẫn lại từ các bài báo đã và sắp đ- ợc xuất bản của tôi và các cộng sự. Các số liệu, kết quả này là trung thực và cha từng đợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. T Tác giả luận án N Nguyn Th Thanh Huyn 2 2 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT I. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU B r : Cảm ứng từ dư λ s : Từ giảo bão hòa γ : Năng lượng của mỗi đơn vị diện tích trên vách đômen δ : Độ dày vách đômen θ : Góc giữa véctơ từ độ và từ trường ngoài θ n : Thừa số Stevens µ 0 : Độ từ thẩm của chân không (BH) max : Tích năng lượng cực đại α : Hệ số phức δ m : Độ dày vách pha từ mềm b m , b k : Độ dày vùng pha từ mềm, độ dày vùng pha từ cứng d h : Chiều dày lớp từ cứng D : Hệ số trường khử từ E A : Mật độ năng lượng trao đổi E k : Năng lượng dị hướng từ tinh thể F K : Năng lượng dị hướng F H : Năng lượng từ tĩnh F str : Năng lượng trường phân tán g : Thừa số Lande H A : Trường dị hướng H c : Lực kháng từ H n : Trường tạo mầm đảo từ H CR : Số hạng trường tinh thể 3 3 4 H ex : Số hạng trường trao đổi H ext : Từ trường ngoài H in : Trường nội tại H P : Trường lan truyền vách đômen h p : Trường lan truyền rút gọn I r , J r , M r : Từ độ dư J : Số lượng tử của mômen từ toàn phần nguyên tử đất hiếm J TT : Hằng số trao đổi của phân mạng kim loại chuyển tiếp J RT : Hằng số trao đổi liên phân mạng K 1 , K 2 , K 3 : Các hằng số dị hường từ tinh thể k B : Hằng số Boltzmann m r : Từ độ rút gọn M S : Từ độ bão hòa M sk , M sm : Từ độ bão hoà của pha từ cứng và pha từ mềm N 1 , N 2 : Hệ số khử từ đo theo 2 phương khác nhau R C : Tốc độ nguội tới hạn S : Spin của nguyên tử kim loại chuyển tiếp T a : Nhiệt độ ủ T C : Nhiệt độ Curie cuả phân mạng kim loại chuyển tiếp T TT : Nhiệt độ Curie của phân mạng kim loại chuyển tiếp T RT : Nhiệt độ Curie gây bởi tương tác đất hiếm và kim loại chuyển tiếp T m : Nhiệt độ nóng chảy T g : Nhiệt độ thủy tinh hóa t a : Thời gian ủ nhiệt Z RT : Số nguyên tử kim loại chuyển tiếp lân cận một nguyên tử đất hiếm Z TR : Số nguyên tử đất hiếm lân cận một nguyên tử kim loại chuyển tiếp 4 4 5 II. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT C-C-T : Giản đồ nhiệt chuyển pha liên tục HDDR : Phương pháp tách vỡ tái hợp trong khí Hidro HRTEM : Hiển vi điện tử quét độ phân giải cao MA : Hợp kim cơ học NCNLC : Nghiền cơ năng lượng cao L : Lỏng LQN : Lỏng quá nguội RE : Đất hiếm SAED : Nhiễu xạ điện tử vùng chọn lọc SEM : Kính hiển vi điện tử quét TEM : Kính hiển vi điện tử truyền qua TM : Kim loại chuyển tiếp T-T-T : Giản đồ nhiệt độ - thời gian - chuyển pha VĐH : Vô định hình VLTC : Vật liệu từ cứng VSM : Hệ từ kế mẫu rung XRD : Nhiễu xạ tia X DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tính chất từ của một số loại nam châm. Bảng 1.2. Một số tính chất từ nội tại của một số hợp chất kiểu Nd 2 Fe 14 B ở nhiệt độ phòng, bao gồm: hằng số mạng, nhiệt độ Curie T C , từ độ bão hòa M S , hằng số dị hướng từ K 1 , trường dị hướng H A và thế năng trường tinh thể 0 2 A . 5 5 6 Bảng 1.3. Tính chất từ của một số nam châm nanocomposite NdFeB đã được nghiên cứu trên thế giới theo các phương pháp khác nhau (MS: Nguội nhanh; A: Có ủ nhiệt). Bảng 1.4. Các thông số từ của một số nam châm kết dính Nd-Fe-B trên thị trường. Bảng 3.1. Lực kháng từ H c của hợp kim Nd 10,5-x Fe 82 Co x Nb 1,5 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) chưa ủ nhiệt và ở các nhiệt độ ủ T a khác nhau. Bảng 3.2. Tích năng lượng cực đại (BH) max của hợp kim Nd 10,5-x Fe 82 Co x Nb 1,5 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) ở các nhiệt độ ủ T a khác nhau. Bảng 3.3. Lực kháng từ H c của băng nguội nhanh Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) với v = 10, 20 và 40 m/s. Bảng 3.4. Lực kháng từ H c của băng Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) ủ tại các nhiệt độ khác nhau. Bảng 3.5. Tích năng lượng cực đại (BH) max của băng Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) ủ tại các nhiệt độ khác nhau. Bảng 3.6. Giá trị lực kháng từ H c của băng Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x =1, 2, 3 và 4) ủ tại các nhiệt độ T a khác nhau. Bảng 3.7.Tích năng lượng cực đại (BH) max của băng Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x =1, 2, 3 và 4) ủ tại các nhiệt độ T a khác nhau. Bảng 3.8. Tích năng lượng cực đại (BH) max của hệ hợp kim (Nd 0,5 Pr 0,5 ) 6+x Nb 1,5 Fe 88,5-x-y B 4+y (x =0 ÷ 6, y = 0 ÷ 12) ủ ở các nhiệt độ khác nhau. B ng 4.1. ả Kích th c trung bình h t tinh th c a các m u v i các th i gian nghi nướ ạ ể ủ ẫ ớ ờ ề khác nhau c xác nh b ng công th c Scherrer v nh SEM.đượ đị ằ ứ à ả B ng 4.2. ả Các i u ki n công ngh v thông s t thu c cho 3 lo i nam châm đ ề ệ ệ à ố ừ đượ ạ n h i.đà ồ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Sự phát triển của nam châm vĩnh cửu trong thế kỷ 20 [27]. 6 6 7 Hình 1.2. Cấu trúc tinh thể của hợp kim Nd 2 Fe 14 B (a), nguyên tử B và 6 nguyên tử Fe (vị trí e và k 1 ) tạo thành hình lăng trụ đứng đáy tam giác (b) [13]. Hình 1.3. Sơ đồ mô tả năng lượng dị hướng từ tinh thể của tinh thể sắt từ [3]. Hình 1.4. Các đường cong đặc trưng: từ độ và cảm ứng từ phụ thuộc vào từ trường ngoài của vật liệu sắt từ [54]. Hình 1.5. Sơ đồ mô phỏng cấu trúc vật liệu nanocomposite Nd-Fe-B. Hình 1.6. Sơ đồ mô phỏng sự kết hợp pha từ cứng và từ mềm của vật liệu nanocomposite. Hình 1.7. Cấu trúc từ trong quá trình khử từ vật liệu nanocomposite hai pha cứng-mềm [6]. Hình 1.8. Mẫu vi cấu trúc một chiều của vật liệu composite tương tác trao đổi được sử dụng làm cơ sở để tính kích thước tới hạn của các vùng pha, (a) từ độ đạt bão hòa, (b)-(c) sự khử từ khi tăng từ trường nghịch H trong trường hợp b m >> b cm , (d) sự khử từ trong trường hợp giảm b m đến kích thước tới hạn b cm [64]. Hình 1.9. Cấu trúc hai chiều lý tưởng của nam châm đàn hồi. Hình 1.10. Các đường cong khử từ điển hình. Nam châm đàn hồi với vi cấu trúc tối ưu b m = b cm (a), nam châm đàn hồi với vi cấu trúc dư thừa pha từ mềm b m >> b cm (b), nam châm sắt từ đơn pha thông thường (c), nam châm hỗn hợp hai pha sắt từ độc lập (d). Hình 1.11. Sơ đồ nguyên lý của hệ phun băng nguội nhanh đơn trục (a) và ảnh chụp dòng hợp kim nóng chảy trên mặt trống quay (b). Hình 1.12. Sơ đồ nguyên lý thiết bị phun băng trống quay đôi. Hình 1.13. Phương pháp nguội nhanh ly tâm. Hình 1.14. Nguyên lý kỹ thuật nghiền cơ năng lượng cao (nghiền bi). Hình 1.15. Giản đồ T.T.T hợp kim một cấu tử. L - trạng thái lỏng, TT - trạng thái tinh thể LQN - trạng thái quá nguội [1]. Hình 1.16. Giản đồ C-C-T cho vật liệu nanocomposite Nd-Fe-B với các đường cong nguội liên tục tương ứng với các tốc độ nguội khác nhau [97]. Hình 1.17. Sự va đập của các hạt bột giữa hai viên bi trong quá trình nghiền cơ. Hình 1.18. Ảnh bột hợp kim (a) và nam châm kết dính trên thị trường (b). Hình 2.1. Sơ đồ khối của hệ nấu mẫu bằng hồ quang. 7 7 8 Hình 2.2. a) Ảnh hệ nấu hợp kim hồ quang: (1) bơm hút chân không, (2) buồng nấu mẫu, (3) tủ điều khiển, (4) bình khí Ar, (5) nguồn điện. b) Ảnh bên trong buồng nấu: (6) điện cực, (7) nồi nấu, (8) cần lật mẫu. Hình 2.3. Sơ đồ khối của hệ phun băng nguội nhanh đơn trục. Hình 2.4. a) Thiết bị phun băng nguội nhanh: 1. bơm hút chân không, 2. buồng mẫu, 3. nguồn phát cao tần. b) Bên trong buồng tạo băng: 4. trống quay, 5. vòng cao tần, 6. ống thạch anh. Hình 2.5. Máy nghiền cơ SPEX 8000D (a), cối và bi nghiền (b). Hình 2.6. Sơ đồ khối của BOX khí Ar. Hình 2.7. Ảnh thực của BOX khí Ar. Hình 2.8. Ảnh thiết bị ủ nhiệt. Hình 2.9. Các thiết bị dùng để ép nam châm kết dính. a) khuôn ép, (b) lò gia nhiệt, (c) máy ép thủy lực. Hình 2.10. Đồ thị biểu diễn tốc độ gia nhiệt cho máy ép viên. Hình 2.11. Thiết bị Siemen D-5000. Hình 2.12. Kính hiển vi điện tử quét HITACHI S-4800. Hình 2.13. Kính hiển vi điện tử truyền qua Philip CM20-FEG (gia tốc 200kV; Cs=1,2) Tại Viện Vật lý, TU-Chemnitz, CHLB Đức. Hình 2.14. Ảnh hệ đo VSM. Hình 2.15. Sơ đồ nguyên lý hệ đo từ trường xung [10]. Hình 2.16 . Hệ đo từ trường xung. Hình 2.17. Đường M(H) thu được từ hệ đo (a) và đường M(H) và B(H) đã được xử lý và chuyển đổi đơn vị (b). Hình 2.18. Sự phụ thuộc của hệ số khử từ D vào tỷ số L/d của mẫu hình trụ [10]. Hình 2.19. Đường cong từ trễ của nam châm Nd-Fe-B chưa bổ chính (đường nối liền) và đã bổ chính (đường nét đứt) ứng với mẫu hình trụ [10]. Hình 2.20. Các đường đặc trưng từ của vật liệu với các hệ số khử từ D khác nhau. Hình 3.1. Giản đồ XRD của mẫu băng Nd 10,5 Fe 83,5-x Nb x B 6 (x = 0; 1,5 và 3) với v = 30 m/s trước khi ủ nhiệt. Hình 3.2. Đường từ trễ của mẫu băng Nd 10,5 Fe 83,5-x Nb x B 6 (x =0; 1,5 và 3) trước khi ủ nhiệt. Hình 3.3. Giản đồ XRD của mẫu băng Nd 10,5 Fe 83,5-x Nb x B 6 (x = 0; 1,5 và 3) với v = 30 m/s sau khi ủ ở nhiệt độ 675 o C trong 10 phút. 8 8 9 Hình 3.4. Các đường từ trễ của mẫu băng Nd 10,5 Fe 83,5-x Nb x B 6 (x = 0; 1,5 và 3) đã ủ ở nhiệt độ 675 o C trong thời gian 10 phút (a) và lực kháng từ H c phụ thuộc nhiệt độ ủ T a . Hình 3.5. Ảnh TEM trường sáng (a), ảnh TEM trường tối (b), ảnh HRTEM (d) và ảnh SAED (c) của mẫu Nd 10,5 Fe 83,5 B 6 ủ ở nhiệt độ tối ưu. Hình 3.6. Ảnh TEM trường sáng (a), ảnh HRTEM (b) và ảnh SAED (c) của mẫu Nd 10,5 Fe 80,5 Nb 3 B 6 ủ ở nhiệt độ tối ưu. Hình 3.7. Giản đồ XRD của băng nguội nhanh Nd 10,5-x Fe 82 Co x Nb 1,5 B 6 (x = 2, 4, 6 và 8) với v = 30 m/s. Hình 3.8. Các đường từ trễ của hợp kim Nd 10,5-x Fe 82 Co x Nb 1,5 B 6 (x = 0, 2, 4, và 8) trước khi ủ nhiệt. Hình 3.9. Các đường từ trễ của băng hợp kim Nd 10,5-x Fe 82 Co x Nb 1,5 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) ủ ở các nhiệt độ 650 o C, 675 o C, 700 o C, 725 o C và 750 o C. Hình 3.10. Các đường cong từ nhiệt của mẫu Nd 10,5-x Fe 82 Co x Nb 1.5 B 6 (x = 0, 2, 4, 6 và 8) trước khi ủ nhiệt (a) và sau khi ủ nhiệt ở 725 o C (b). Hình 3.11. Giản đồ XRD của các mẫu băng nguội nhanh Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6) với v = 10 (a), v = 20 (b) và v = 40 m/s (c). Hình 3.12. Các đường từ trễ của hợp kim Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4, và 6) với các tốc độ trống quay khác nhau trước khi ủ nhiệt. Hình 3.13. Đường từ trễ của mẫu băng Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 với x = 0 (a), x = 2 (b), x = 4 (c), x = 6 (d) với v = 20 m/s được ủ ở nhiệt độ khác nhau trong 10 phút. Hình 3.14. Sự phụ thuộc của kháng H c (a) và tích năng lượng cực đại (BH) max (b) vào nhiệt độ ủ T a của băng hợp kim Nd 10,5-x Fe 8,.5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6). H×nh 3.15. §êng tõ nhiÖt cña c¸c mÉu b¨ng Nd 10,5-x Fe 80,5 Co x Nb 3 B 6 (x = 0, 2, 4 vµ 6) ñ nhiÖt t¹i 700 o C trong 10 phót. Hình 3.16. Giản đồ XRD của các mẫu băng Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x = 0, 1, 2, 3 và 4) chưa ủ nhiệt. Hình 3.17. Giản đồ XRD của các mẫu băng Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x = 0, 1, 2, 3 và 4) được ủ ở nhiệt độ 650 o C trong 10 phút. Hình 3.18. Đường cong từ trễ của các mẫu băng Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x = 0, 1, 2, 3 và 4) chưa ủ nhiệt. 9 9 10 Hình 3.19. Đường cong từ trễ của các mẫu băng Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 với x = 1 (a), x = 2 (b), x =3 (c) và x = 4 (d) được ủ ở các nhiệt độ khác nhau trong 10 phút. Hình 3.20. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c (a), và tích năng lượng cực đại (BH) max (b) vào nhiệt độ ủ T a của hợp kim Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x =1, 2, 3 và 4). Hình 3.21. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c vào thời gian ủ t a của hợp kim Nd 4- x Pr x Fe 78 B 18 (x =1, 2, 3 và 4). Hình 3.22. Đường từ trễ của các mẫu băng Nd 4-x Dy x Fe 78 B 18 (x = 0,25; 0,5; 0,75 và 1) ủ nhiệt ở 650 o C trong 10 phút. Hình 3.23. Đường từ trễ của các mẫu băng Nd 4,5-x Dy x Fe 80,5 Co 6 Nb 3 B 6 (x = 0,25; 0,5; 0,75 và 1) ủ nhiệt ở 700 o C (a) và 750 o C (b) trong 10 phút. Hình 3.24. Giản đồ XRD của các mẫu băng (Nd 0,5 Pr 0,5 ) 6+x Nb 1,5 Fe 88,5-x-y B 4+y chưa ủ nhiệt với x = 0 (a), x = 2 (b), x = 4 (c) và x = 6 (d). Hình 3.25. Các đường từ trễ của một số mẫu băng (Nd 0,5 Pr 0,5 ) 6+x Nb 1,5 Fe 88,5-x-y B 4+y với x = 0 (a), x = 2 (b), x = 4 (c) và x = 6 (d) trước khi ủ nhiệt. Hình 3.26. Các đường cong từ trễ của mẫu (Nd 0,5 Pr 0,5 ) 6+x Nb 1,5 Fe 88,5-x-y B 4+y với x = 0 (a), x = 2 (b), x = 4 (c) và x = 6 (d) được ủ ở nhiệt độ tối ưu tương ứng là 750 o C, 725 o C, 675 o C và 675 o C trong 10 phút. Hình 3.27. H c phụ thuộc vào T a của hợp kim (Nd 0,5 Pr 0,5 ) 6+x Nb 1,5 Fe 88,5-x-y B 4+y với x = 0 (a), x = 2 (b), x = 4 (c) và x = 6 (d). Hình 4.1. Đường từ trễ của các băng Nd 4 Fe 78 B 18 với các tốc độ trống quay khác nhau sau khi ủ ở 675 o C trong 10 phút. Hình 4.2. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c vào nhiệt độ ủ tạo pha tinh thể T a của hợp kim Nd 4 Fe 78 B 18 (a) và Nd 10,5 Fe 80,5 Nb 3 B 6 (b) với tốc độ phun băng khác nhau. Hình 4.3. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c vào nhiệt độ ủ tạo pha tinh thể T a của hợp kim Nd 4-x Pr x Fe 78 B 18 (x = 2 và 4). Hình 4.4. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c vào nhiệt độ ủ T a của hệ mẫu (Nd 0,5 Pr 0,5 ) x Nb 1,5 Fe 94,5-x B 12 (x = 6, 8, 10 và 12). Hình 4.5. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c vào nhiệt độ ủ T a của hệ mẫu Nd 10,5- x Co x Nb 3 Fe 80,5 B 6 (x = 0, 2, 4 và 6). Hình 4.6. Sự phụ thuộc của lực kháng từ H c vào nhiệt độ ủ T a của hệ Nd 10,5 Nb x Fe 80,5- x B 6 (x = 1,5 và 3). 10 10 [...]... vi cấu trúc [14], [15], [20], [47]; hai là thay đổi điều kiện công nghệ chế tạo để tạo ra vi cấu trúc và thành phần pha của vật liệu như mong muốn [16], [32], [38], [44], [69], [70], [91] 16 17 17 Từ những lý do trên chúng tôi đã chọn đề tài nghiên cứu của luận án là: Nghiên cứu chế tạo hợp kim từ cứng nền Nd-Fe-B cấu trúc nanomet bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao Đối tượng nghiên. .. nghiên cứu của luận án: VLTC nanocomposite (Nd,Pr,Dy)-(Fe,Co)-Nb-B Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Nâng cao chất lượng và hoàn thiện công nghệ chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Nd-Fe-B, bằng cách thay đổi hợp phần và khảo sát mối liên hệ giữa cấu trúc và tính chất của chúng Phương pháp nghiên cứu: Luận án được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm Các mẫu nghiên cứu được chế tạo bằng phương pháp. .. kháng từ, tích năng lượng cực đại và nhiệt độ Curie TC, đồng thời làm ổn định công nghệ chế tạo vật liệu 17 18 18 (ii) Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ phần các nguyên tố và công nghệ chế tạo lên cấu trúc và tính chất từ của VLTC nanocomposite Nd-Fe-B (iii) Nghiên cứu chế tạo vật liệu nanocomposite Nd-Fe-B bằng cả hai phương pháp: nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao (iv) Nghiên cứu ảnh hưởng... được chế tạo bằng phương pháp phun băng nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao Nghiên cứu cấu trúc của mẫu bằng các kỹ thuật nhiễu xạ tia X và hiển vi điện tử Tính chất từ của vật liệu được khảo sát bằng các phép đo từ trễ và từ nhiệt Các nam châm kết dính được chế tạo theo quy trình công nghệ ép nguội và ép nóng Ý nghĩa khoa học của luận án: Các kết quả nghiên cứu của luận án đã xây dựng được bức... kháng từ liên quan đến cơ chế từ hóa và đảo từ của vật liệu, hay nói cách khác là liên quan đến sự thay đổi của cấu trúc từ và bị ảnh hưởng mạnh bởi cấu trúc hạt của vật liệu Yếu tố lớn nhất chi phối lực kháng từ là dị hướng từ tinh thể và tùy từng loại vật liệu mà lực kháng từ có thể phụ thuộc khác nhau vào yếu tố này Đối với các vật liệu từ có cấu trúc đơn đômen, cấu trúc đơn đômen là cấu trúc không... kháng từ cao hay thấp Dị hướng từ tinh thể là năng lượng liên quan đến sự định hướng của các mômen từ và đối xứng tinh thể của vật liệu Do tính dị hướng của cấu trúc tinh thể, sẽ có sự khác nhau về khả năng từ hóa khi ta từ hóa theo các phương khác nhau, dẫn đến việc vật liệu có phương dễ từ hóa, gọi là trục dễ (từ hóa) và phương khó từ hóa (gọi là trục khó) Năng lượng dị hướng từ tinh thể là năng lượng. .. quay mômen từ trục khó sang trục dễ Năng lượng từ hóa theo trục dễ là nhỏ nhất, trong khi năng lượng từ hóa theo trục khó là lớn nhất Diện tích giới hạn bởi đường cong từ hóa khó và từ hóa dễ là đại lượng đặc trưng cho năng lượng dị hướng từ tinh thể của mẫu (hình 1.3) Nói một cách khác năng lượng dị hướng là năng lượng cần thiết do từ trường ngoài cung cấp để chuyển dời mô men từ từ hướng từ hóa dễ... bởi cấu trúc tinh thể và vi cấu trúc, tức là hình dạng, kích thước hạt, tính đồng nhất và sự phân bố của chúng trong vật liệu 26 27 27 Hình 1.4 Các đường cong đặc trưng: từ độ và cảm ứng từ phụ thuộc vào từ trường ngoài của vật liệu sắt từ [54] Lực kháng từ Hc là giá trị từ trường ngược cần đặt vào để triệt tiêu từ độ dư Lực kháng từ được xác định từ đường cong từ trễ của vật liệu (hình 1.4) Cơ chế tạo. .. tưởng cho loại VLTC có cấu trúc nanomet này Các nhóm nghiên cứu thực nghiệm thì tiếp tục tìm kiếm các hợp phần mới và các công nghệ mới để nâng cao phẩm chất và làm giảm giá thành của vật liệu 21 22 22 1.2 Cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng Nd2Fe14B 1.2.1 Cấu trúc tinh thể Hợp kim Nd2Fe14B thuộc nhóm 2:14:1, có cấu trúc tinh thể tứ giác với hằng số mạng a = 0,878 nm và c = 1,220 nm, thuộc... vật liệu có trữ lượng lớn ở vỏ trái đất Mặt khác, chúng phải có mômen từ nguyên tử cao Hai nguyên tố Nd và Fe thoả mãn 20 21 21 các điều kiện đó [7] Các hướng nghiên cứu tập trung vào việc tìm ra vật liệu từ có thông số từ cứng tốt mà thành phần nền là Nd-Fe Năm 1983, nhóm Sawaga ở công ty Sumitomo (Nhật bản) bằng phương pháp luyện kim bột tương tự như phương pháp chế tạo SmCo 5 đã chế tạo thành công . 1.9. Nghiên cứu và phát triển vật liệu nanocomposite Nd-Fe-B ở Việt Nam Kết luận chương 1 Chương 2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 2.1. Chế tạo mẫu hợp kim Nd-Fe-B 2.1.1. Chế tạo các hợp kim. nghiên cứu của luận án là: Nghiên cứu chế tạo hợp kim từ cứng nền Nd-Fe-B cấu trúc nanomet bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao. Đối tượng nghiên cứu của luận án: VLTC nanocomposite. chúng. Phương pháp nghiên cứu: Luận án được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm. Các mẫu nghiên cứu được chế tạo bằng phương pháp phun băng nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao. Nghiên cứu cấu