Оглавление

Введение 3

1 Аналитический обзор литературы 4

1.1 Магнитотвердые материалы 4

1.1.1 Общая характеристика 4

1.1.2 Классификация магнитотвердых материалов 4

1.1.3 Специальные магнитотвердые материалы 6

1.2 Характеристики магнитотвердых материалов 8

1.3 Система Nd-Fe-B. Магнитотвердые металлиды Nd₂Fe₁₄B 12

1.4 Получение магнитотвердых материалов на основе системы Nd-Fe-B 17

1.4.1 Порошковая технология 17

1.4.2 Методы быстрой закалки 17

1.4.3 HDDR процесс 18

1.4.4 Механоактивация 19

2 Методики 21

2.1 Погрешности 21

2.2 Статистическая обработка результатов экспериментов 24

Список использованной литературы 25

Введение

В середине 80-х годов было основано промышленное производство постоянных магнитов на основе сплава Nd-Fe-B. Магниты на основе Nd-Fe-B более мощные, чем Sm-Co (другого распространённого магнитного сплава), и производство постоянных магнитов Nd-Fe-B экономически более эффективно.

В 1970-х и 1980-х годах на основе редкоземельных элементов (самарий и неодим) были получены материалы, обладавшие улучшенными магнитными свойствами, так называемые редкоземельные магниты. Применение редкоземельных магнитов позволило сделать устройства, использующие постоянные магниты более миниатюрными и мощными.

Наиболее перспективными в настоящее время представляются спеченные магниты Nd-Fe-B. Отметим их основные преимущества. Во-первых, достигнутое значение энергетического произведения ВН_max у магнитов Nd-Fe-B – наибольшее из всех известных материалов (до 50 МГсЭ и выше), однако это ещё не предел – из теоретических вычислений следует, что для этого материала максимально возможное значение (ВН)_mах = 64 МГсЭ. Во-вторых, они характеризуются высокой температурой Кюри ТС, составляющей около 160 – 170°С для марок с рабочей температурой 80°С. Однако, в настоящее время выпускаются марки Nd-Fe-B с рабочей температурой даже до 200°С, что открывает широкую перспективу их применения в электромоторах, использующих постоянные магниты.

1 Аналитический обзор литературы

1.1 Магнитотвердые материалы

1.1.1 Общая характеристика

К магнитным материалам относят вещества, обладающие определенными магнитными свойствами и используемые в современной технологии. Магнитными материалами могут быть различные сплавы, химические соединения, жидкости. Магнитные материалы в основном делятся на две большие группы – магнитотвёрдые и магнитомягкие материалы.

Согласно ГОСТ, магнитотвердый материал – это магнитный материал с коэрцитивной силой по индукции Н_сВ не менее 4 кА/м, который перемагничивается в очень сильных магнитных полях и служит для изготовления постоянных магнитов.

1.1.2 Классификация магнитотвердых материалов

По назначению магнитотвердые материалы делятся на три большие группы:

• материалы для постоянных магнитов;

• материалы для роторов гистерезисных двигателей;

• материалы для магнитной записи.

Сплавы для постоянных магнитов представляют собой наиболее распространенную группу магнитотвердых материалов. Многообразие этих сплавов, протекающих в них структурных и фазовых превращений, позволяет на их примере более наглядно проследить основные закономерности формирования высококоэрцитивного состояния.

Постоянные магниты используются для получения постоянных по величине магнитных полей значительной напряженности в воздушном зазоре. Они входят в число основных элементов электроизмерительных приборов постоянного тока, телефонных аппаратов, электрических счетчиков, громкоговорителей и многих других приборов.

Для изготовления постоянных магнитов используют большое число различных сплавов и соединений, обеспечивающих требуемый уровень магнитных характеристик. К ним относятся сплавы Fe-Ni-Al, Fe-Ni-Al-Co, Fe-Cr-Co, Mn-Al, Fe-Co-V, Fe-Mn и другие.

Для гистерезисных двигателей используются сплавы Fe-Co-V, Fe-Co-Ni-V, Fe-Co-Cr-V, Fe-Cr-V, Fe-Co-V-Mo.

Наибольшее распространение для изготовления носителей магнитной записи получили сплавы системы Fe-Cr-Ni типа 18Х9Н.

По видам анизотропии и механизмам перемагничивания все магнитотвердые материалы можно разделить на:

• материалы с одноосной анизотропией полей рассеяния (анизотропией формы), причина магнитного гистерезиса в которых обусловлена необратимым вращением вектора намагниченности в однодоменных частицах. К этой группе следует отнести магниты из однодоменных удлиненных частиц железа или сплавы железо-кобальт (ESD – магниты) и сплавы на основе Fe-Ni-Al-Co и Fe-Co-Cr;

• материалы с одноосной кристаллической анизотропией, причина магнитного гистерезиса в которых связана с трудностью необратимого смещения доменных границ или трудностью образования зародыша обратной намагниченности. Сюда следует отнести материалы на основе интерметаллических соединений РЗМ с 3d-переходными металлами и сплавы на основе Fe-Pt, Co-Pt, Mn-Al, Mn-Bi;

• материалы с неодноосной кристаллической анизотропией, гистерезис перемагничивания которых происходит в результате затруднения необратимого смещения доменных границ при наличии неферромагнитных включений или внутренних напряжений. К третьей группе относятся сплавы на основе Cu-Ni-Fe, Cu-Ni-Co, Fe-Co-Mo, Fe-Mo-V, Fe-Co-V и углеродистые стали с W, Cr и Co.

По составу и способу получения магнитотвердые материалы подразделяют на литые, порошковые и специальные.