17. Диаграмма Sm-Co.

18. Магнитные свойства соединений типа SmCo5 (понимание).

Соединения типа SmCo₅ относятся к классу редкоземельных магнитотвердых материалов. РЗ МТМ сегодня представительное семейство сплавов, которые по химическому составу, закономерностям формирования высококоэрцитивного состояния, технологическим особенностям изготовления постоянных магнитов на их основе и хронологии разработки делятся на три группы, кроме SmCo₅ – Sm₂Co₁₇, соединения Nd-Fe-B.

Постояные магниты SmCo5 были получены уплотнением порошковых заготовок с помощью высокотемпературного спекания. Спекание порошковых магнитов из сплава стехиометрического состава SmCo₅ сопровождается падением коэрцитивной силы. Это падение, по-видимому, связано с окислением самария и появлением областей с пониженным значением константы магнитокристаллической анизотропии, облегчающих перемагничивание материала. Для предотвращения окисления содержание самария в пресс-заготовках повышают по сравнению со стехиометрическим на несколько процентов.

В спеченных магнитах с высокой коэрцитивной силой сохраняется небольшой избыток самария что обусловлено обогащением фазы самария SmCo5-x самарием при понижении температуры термообработки в связи с особой формой области гомогенности соединения SmCo₅, а также присутствием в структуре магнитов небольшого кол-ва фазы Sm₂Co₇ по границам зерен основной магнитотвердой фазы SmCo_5-x. Именно такое структурное состояние позволяет в результате термообработки реализовать в этих магнитах высокую коэрцитивную силу Hc.

На величину Нс в магнитах типа SmCo₅ влияет как зарождение доменов перемагничивания, так и локальное закрепление доменных стенок. Гистерезисные свойства спеченных магнитов SmCo₅ с Нс=200…800Ка/м определяются локальным закреплением доменных стенок, тогда как гистерезис магнитов с Нс>1,6МА/м обусловлен почти исключительно трудностью зарождения доменов обратной намагниченности.

Магнитные свойства ПМ на основе SmCo₅

Из сплавов SmCo₅ методом жидкофазного спекания(с помощью устройства для прессования с использованием жидкости в качестве передающей давление среды, давление передается равномерно по всем направлениям. Такие магниты отличаются низкой температурной стабильностью) получены магниты со свойствами: Вr до 1,07Т, Нс>2МА/м, (ВН)_max до 192 кДж/м³.

Магниты, изготовленные по технологии твердофазного спекания им. след. св-ва: Вr=0,96…1Т, Нс до 2МА/м, (ВН)_max до 176кДж/м³.

Предложен способ улучшения спеченных магнитов из соединения SmCo₅ и упрощения их термообработки за счет использования легкоплавкой добавки из сплава Sm-La-Co. С помощью этого способа получены магниты с Вr=0,92..0,98T, Hc>2МА/м, (ВН)_max=168…192кДж/м³.

Разработаны ПМ на основе соединения (Sm,Pr)Co₅ и технология их изготовления, имеющая свойства: Br>1T, Hc>1,36МА/м, (ВН)max=192…224 кДж/м3.

Br-остаточная индукция, Hc-коэрцитивная сила, (ВН)max-максимальная магнитная энергия(магнитная энергия связи пар атомов А-А, В-В и А-В от угла ф между осью связи(осью пары) и локальной намагниченностью)

Магнитную структуру можно представить как две подрешетки, одна из которых включает Co, а другая Sm. Возникает положительные взаимодействия между атомами Co, атомами Sm, и «-» между Co и Sm. Sm является тяжелым РЗМ Ме с большим магнитным моментом, спиновый и орбитальный момент параллельны и полный момент атома J=L+S. Тогда отрицательное обменное взаимодействие приводит к антиферромагнитному упорядочению, что приводит к снижению суммарного магнитного момента. При этом возникает сильная температурная зав-ть намагниченности (4пIs от Т). В соединении SmCo5 сильная одноосная анизотропия, и самая высокая константа анизотропии К1=19,3*10⁶ Дж/м³

Является высококоэрцитивным материалом.

Учебник:

4п Is = 1,13 Тл

TG = 724 С

HA = 32000 кА/м

(BH)max = 256 кДж/м³

JHC = 4000 кА/м

Лекции:

-Берут сплав с избытком Sm

-Литьё (перитектическое превращение)

-Гомогенизация 1200С

-Измельчение 40 минут

-Прессование в магнитном поле (прессование способствует встряхиванию частиц => улучшение текстуры)

-Нужно повернуть частицы => спекание 1080С 1 час.

-Охлаждение с контролируемой скоростью до 900С (охлаждение идет под защитой)

- Быстрое охлаждение до Ткомн Напускают газ аргон???

(BH)max = 20-23МГсЭ

JHC = 25 кЭ

Br =10 кГс

Петля у нетекстурованного материала намагничивается даже в поле анизотропии ( под углом 45 градусов)

W=YHcosφ

Прикладываются большие поля: 4п Is = 10,5 кГс => 11,2 кГс.

У SmCo5 высокая const анизотропии, от которой зависит стабильность, которая сильно зависит от Т => коэф индукции на 2 порядка выше, Ткюри=700С => работают при Т=300-400С и то не долго.

19. Магнитные свойства соединений типа Sm₂Co₁₇ (понимание).

20. Технология спечённых магнитов SmCo₅.

21. Технология измельчения и прессования сплавов магнитов SmCo₅.

22. Технология спекания и кривая Вестендорфа.

23. Явление термического намагничивания.

Явление термического намагничивания – спонтанный рост намагниченности образца при нагреве в отсутствие внешнего магнитного поля.

Термическое намагничивание наблюдается только после размагничивания обратным отрицательным полем Rhc

Прирост намагниченности с температурой при нагреве без внешнего магнитного поля для образцов SmCo5 с различной коэрцитивной силой

Для размагничивания термически намагниченного образца требуется магнитное поле почти на порядок меньше, чем для случая намагничивания постоянным полем.

Кривые размагничивания спеченного образца магнита SmCo5 после намагничивания магнитным полем (1) и после термического намагничивания (2)