2. 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.