7. Технология изготовления магнитов из сплавов Sm-Co-Cu.

Действующая схема производства спеченных порошковых постоянных магнитов типа Sm₂(Co,Me)₁₇и SmCo₅включает в себя выплавку сплавов из чистых металлов в вакуумных индукционных печах. Дробление на щековых и конусных дробилках, измельчение вистирателе в защитной среде (азота) до размера частиц примерно 315мкм, далее тонкий помол в шаровых мельницах. Затем происходиттекстурование порошков (например: прессование порошков в металлических матрицах в магнитном поле). Далее, в вакуумных печах производится спекание, гомогенизация и закалка спеченных заготовок. Следующей стадией изготовления магнитов типа Sm₂(Co,Me)₁₇ является отжиг при температуре 810^оС 16-24 ч и последующее охлаждение заготовок до 400^оС с контролируемой скоростью. Именно на этих стадиях термической обработки происходит распад пересыщенного твердого раствора и образование нанокристаллической структуры ответственной за высококоэрцитивное состояние. Далее производится шлифовка и аттестация магнитов.

8. Влияние исходного магнитного состояния на кривую намагничивания и магнитно-доменную структуру сплавов SmCo5.

Кривые намагничивания зависят от исходного магнитного состояния. Всего 3 состояния.

1 (термическое размагничивание) Нагревают выже температуры Кюри и охлаждают без магнитного поля. Получают равновесную доменную структуру. Все зёрна находятся в многодоменном состоянии. Зёрна легко намагничены. Кривая идёт круто вверх

2 Намагничивают до насыщения. Прикладывают поле анизотропии. Из насыщения снимаем поле, переходим в ост индукцию. Возврат. Если приложить поле, которое больше коэрцитивной силы, то возврат кривой в 0.

3 Образец размагничивают и перемагничивают в полях противоположного направления. Это называется переменное поле с убывающей амплитудой. Если сделать много петель то попадаем в 0. В отличие от термического размагничивания не все частицы в многодоменном состоянии. Магнитные моменты противоположны. В образцах когда RH_c перемагничиваем слабым полем. Перемагничиваются все частички, у которых H_c min.

9. Магнитные свойства Sm2Fe17 — нитридов.

Введение в соединение азота приводит к возникновению одноосной магнитной кристаллической анизотропии. Примером такого влияния азота является соединение Sm₂Fe₁₇. Соединение Sm₂Fe₁₇ имеет ромбоэдрическую кристаллическую структуру типа Th₂Zn₁₇ с параметрами кристаллической решетки в гексагональных осях: а=0,8534 нм, с=1,243 нм, с/а=1,457. Температура Кюри соединения по различным источникам составляет 80-110^оС, намагниченность насыщения –1,0 Тл. Магнитная кристаллическая анизотропия носит плоскостной характер. Введение азота до соотношения Sm₂Fe₁₇N_3-δ (δ - колеблется от 0,2 до 0,4) сохраняет кристаллическую решетку, увеличивая её тетрагональность, увеличивает температуру Кюри до 480^оС и намагниченность насыщения до 1,5 Тл. Кроме того, увеличение тетрагональности решетки приводит к появлению одноосной магнитной кристаллической анизотропии, поле анизотропии, при которой приблизительно 80кЭ. Таким образом получаемый нитрид уже является перспективным материалом для изготовления из него постоянных магнитов. Из литературы известно следующая технология получения постоянных магнитов из этого соединения /4/. Порошок соединение Sm₂Fe₁₇ насыщают газообразным азотом при температуре 620-650^оС под давлением около 100 кПа. При этом идет следующая реакция азотирования:

2Sm₂Fe₁₇ + (3 - δ)N2 2Sm₂Fe₁₇N_{3 -δ}

Возникающая нитридная фаза метастабильна и при нагреве выше 720^оС распадается по реакции: Sm₂Fe₁₇N₃ 2SmN + Fe₄N + 13Fe. Однако эта реакция подавляется при низких температурах из-за малой диффузионной подвижности атомов железа.

В литературе имеются сведения, что порошок перед азотированием измельчают, используя HDDR – процесс. После азотирования дальнейший технологический процесс получения магнитов состоит из дополнительного измельчения, повышающего коэрцитивную силу, текстуровании порошка в магнитном поле и закреплении в связующем веществе. В качестве последнего часто используется цинк.

Целью исследования явилось изучение структуры и магнитных свойств нитридов Sm₂Fe₁₇, полученных с использованием метода газобарического азотирования, определение оптимальных параметров синтеза и изучение влияния размеров частиц на магнитные характеристики синтезированных нитридов. Азотирование порошков Sm₂Fe₁₇ осуществляли изобаро-изотермическим отжигом в атмосфере молекулярного азота при фиксированных давлениях из интервала 20,0-120,0 МПа и температурах 300¸600⁰С. Время азотирования от 10 мин. до 1 ч.

Обнаружено, что при газобарическом азотировании соединения Sm₂Fe₁₇ в образцах с высоким содержанием азота реализуются две температуры Кюри: Тс₂=480±10⁰С и Тс₁=180±10⁰С. Высказано предположение, что, это обусловлено существованием фаз с разными позициями азота в решетке Sm₂Fe₁₇. Нитрид Sm₂Fe₁₇N_2,5 стабилен в интервале температур 120-330⁰С при последовательном нагреве без выдержки до заданной температуры.

Порошки образцов, содержащие наибольшее количество азота, были подвергнуты дополнительному измельчению, что привело к увеличению коэрцитивной силы порошка до 76 кА/м. Дальнейшее уменьшение размеров частиц дает значительное увеличение коэрцитивной силы. Так, после дополнительного измельчения коэрцитивная сила возросла до 570 кА/м (7,2 кЭ).