Быстрозакаленные сплавы основе соединения Nd2Fe14b

Введение бора- элемента, известного как способствующего аморфизации сплавов, привело к новому технологическому решению: получать мелко-кристаллическую структуру материала, а именно, через аморфное состояние. Охлаждение расплава на водоохлаждаемый барабан позволяло получать скорость охлаждения до 10⁶ К/с и получить сплав в аморфном состоянии. Схема установки для получения быстрозакаленного материала представлена на рис. 6.

Рис.6. Схемы получения магнитов методом быстрой закалки

Полученный аморфный полупродукт подвергают горячей пластической деформации, в результате которой происходит не только кристаллизация мелких частиц, но и возникает кристаллическая текстура в заготовке. Направление кристаллографических осей текстуры напрямую связано с видом пластической деформации. Например, при горячей прокатке по такой технологии получены магниты с (ВН)_мах=400 кДж/м³, Br =1,36 Тл, bHc=1000кА/м. Эта технология позволяет, используя экструдирование через кольцевую щель, получать магниты с радиальной текстурой и высокими свойствами вдоль радиуса кольцевого магнита ((ВН)_мах=29,8 МГсЭ при Br=11,2 Тл и bHc=10,5 кЭ.

Массивные наноструктурные магнитные материалы

Для получения постоянных магнитов системы R-Fe-B (где R - Nd, Pr) использованы методы интенсивной пластической деформации (ИПД) (Рис.7).

При ИПДК основная фаза R₂Fe₁₄B измельчается до нанометровых размеров, а затем распадается на аморфную фазу и нанокристаллическую фазу -Fe с размером зерен (d_ср) 10-15 нм. Отжиг деформированных образцов при температурах 500-700 ⁰С приводит к обратной кристаллизации фазы R₂Fe₁₄B из продуктов распада с формированием высококоэрцитивной нанокристаллической структуры.

Метод ИПДК позволяет получить только малые дисковые образцы, толщиной около 0.1 мм и диаметром 10 мм, тогда как метод равноканального углового прессования (РКУП) позволяет получать массивные образцы.

Метод РКУП заключается в многократном продавливании массивных цилиндрических заготовок через два канала одного диаметра, пересекающихся под определенным углом Ф – обычно 90 или 110 ⁰ (Рис. 7. б).

a б

Рис. 7. Схемы а) интенсивной деформации кручением под высоким давлением б) равноканального углового прессования

Пленочные постоянные магниты

Методом ионно-плазменного распыления получены магнитотвердые пленочные магниты толщиной 30-300 мкм с магнитной энергией до 35МгсЭ. Найдены оптимальные условия напыления. Разработана технология получения пленок с кристаллической текстурой, перпендикулярной плоскости пленки, со свойствами : jHc =23,7 кЭ, Br =10,1, и (BH)max =25,5 МГсЭ, и изотропных магнитотвердых пленок, обладающих : jHc=30 кЭ, Br =6,3 кГс и (BH)max=12 МГсЭ. Изучено влияние температуры подложки при напылении Тп и режимов отжига на магнитные свойства и текстуру получаемых пленок. Определен интервал температур напыления и отжига пленок, при которых формируется кристаллическая текстура в пленках, когда ось «с», перпендикулярна плоскости пленки.

Рис.7. Петли гистерезиса пленочного магнита при 293 К при измерении перпендикулярно к плоскости магнитной пленки (1) и вдоль этой плоскости (2)

Рис. 8. Возможные формы и свойства пленочных постоянных магнитов

Представленные результаты открывают фантастические возможности для создания новых уникальных приборов и механизмов.

Темы рефератов

1. Как реагирует вещество на приложение к нему магнитного поля.

2. Что такое ферромагнитный материал.

3. Как и почему классифицируются магнитные материалы.

4. Как сделать магнитомягкий материал.

5. Как сделать магнитотвердый материал.

6. Методы получения постоянных магнитов