NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr

chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, cơng bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr cịn hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN VĂN DƯƠNG NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Nd-Fe-B VÀ CoZr LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2022 chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr cịn hạn chế Từ lý trên, chúng tơi chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NGUYỄN VĂN DƯƠNG NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.44.01.23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lưu Tiến Hưng TS Đỗ Bằng chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án HÀ NỘI - 2022 chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án LỜI CẢM ƠN Trước hết xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lưu Tiến Hưng TS Đỗ Bằng người Thầy trực tiếp bảo, định hướng khoa học hiệu quả, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu thực luận án Ngoài việc hướng dẫn tận tâm mặt khoa học, quan tâm, cảm thông động viên Thầy giúp tơi vượt qua khó khăn suốt q trình làm nghiên cứu sinh Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn kính trọng sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Huy Dân, TS Phạm Thị Thanh, PGS TS Trần Đăng Thành, TS Nguyễn Hải Yến người cho tơi lời khun bổ ích, bàn luận sâu sắc chun mơn để tơi hồn thiện luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi học tập nghiên cứu sở đào tạo Viện Khoa học vật liệu, Học viện Khoa học Công nghệ Trường Đại học Sư phạm Hà Nội - quan mà công tác q trình thực luận án Tơi xin cảm ơn cộng tác giúp đỡ vô tư TS Dương Đình Thắng, TS Nguyễn Mẫu Lâm, TS Đinh Chí Linh, ThS Vũ Mạnh Quang, NCS Nguyễn Hồng Hà, ThS Kiều Xuân Hậu, CN Nguyễn Huy Ngọc cán bộ, đồng nghiệp khác Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, nơi tơi hồn thành luận án Sau cùng, muốn gửi tới tất người thân gia đình bạn bè lời cảm ơn chân thành Chính tin tưởng, động viên giúp đỡ mặt gia đình chỗ dựa tạo thêm động lực to lớn cho thực thành công luận án Tác giả luận án Nguyễn Văn Dương chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án LỜI CAM ĐOAN Các số liệu kết nêu luận án trích dẫn lại từ báo kết nghiên cứu nhóm nghiên cứu trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Các kết đồng ý đồng tác giả Tôi xin xin chịu trách nhiệm nội dung kết công bố luận án Tác giả luận án Nguyễn Văn Dương chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, cơng bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr cịn hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục ký hiệu (BH)max : Tích lượng từ cực đại Br : Cảm ứng từ dư D : Kích thước hạt trung bình Dsd : Kích thước tới hạn đơn đơmen H, Hext : Từ trường ngồi HA : Trường dị hướng Hc : Lực kháng từ Heff : Trường hiệu dụng HN : Trường tạo mầm Hsmax : Trường bão hòa dương cực đại K1 : Hằng số dị hướng từ tinh thể L : Pha lỏng Mm, Mv : Từ độ theo khối lượng, thể tích Ms, Mr : Từ độ bão hòa, từ độ dư Dkt : Hệ số khử từ Neff : Hệ số khử từ hiệu dụng S : Diện tích bề mặt Ta : Nhiệt độ ủ ta : Thời gian ủ TC : Nhiệt độ Curie tN : Thời gian nghiền  : Pha từ cứng Nd2Fe14B  : Pha giàu B Nd1+Fe4B4 Danh mục chữ viết tắt chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án EDX HCPT : Phổ tán xạ lượng tia X : Hợp chất pha thêm chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, cơng bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr cịn hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án HD (Hydrogennation Decrepitation) : Tách vỡ Hydro HRE (Heavy Rare Earths) : Đất nặng NCVC : Nam châm vĩnh cửu RE (Rare Earth): : Đất RIP (Rubber Isostatic Pressing) : Ép đẳng tĩnh khuôn cao su SEM (Scanning Electron Microscope) : Kính hiển vi điện tử quét TM (Transition Metals): : Kim loại chuyển tiếp VĐH : Vơ định hình VLTC : Vật liệu từ cứng XLN : Xử lý nhiệt XDR (X-ray diffraction) : Nhiễu xạ tia X chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công bố liên quan tới hệ VLTC Co-Zr hạn chế Từ lý trên, chọn đề tài nghiên cứu luận án là: “Nâng cao lực kháng từ hợp kim Nd-Fe-B Co-Zr” Đối tượng nghiên cứu luận án Danh mục bảng Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 3.1 Hợp phần HCPT Tra ng 39 Các hợp phần Co-Zr nghiên cứu 44 Các thông số từ nam châm pha thêm bột kích 58 thước nanomet Nd50Al50 Bảng 3.2 Lực kháng từ Hc tích lượng từ cực đại (BH)max nam châm thiêu kết Bảng 3.3 Bảng 3.5 64 So sánh thông số từ Nd16,5Fe77B6,5 pha với nam châm thiêu kết tỉ phần khối lượng khác Nd-Fe-B trước sau pha hợp chất pha tạp với tỉ phần khối thêm Nd40Cu30Al30 kích lượng khác Dy thước nanomet luận án Các thông số từ nam nghiên cứu khác châm pha thêm bột Nd40Cu30Al30 Bảng 4.1 Tính chất từ tối ưu băng hợp kim Co80Zr20- Dy40Nd30Al30 kích thước xBx micromet 650oC thời gian Bảng 3.4 Các thông số từ nam (x = 0, 2, 4) ủ phút châm pha thêm với Bảng 4.2 So sánh thông số từ đạt tỉ phần khối lượng luận án với khác nghiên cứu khác hợp Dy30Nd17Pr3Al40Cu10 bột hàm lượng tương ứng Dy kim Co-Zr [41] Y Sun, Z Wang, S C Xu, & Z Hua, Effects of Nb and Mo additions on thermal behavior, microstructure and magnetic property of FeCoZrBGe alloy, Chinese Physics B, 30(3), 038103 [42] A Raja, T Adhikary, I A Al-Omari, G P Das, S Ghosh, D K Satapathy, & S Aich, Rapidly solidified Sm-Co-Hf-B magnetic Nano-composites: experimental and DFT studies Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2020, 504, 166645 [43] M Sagawa, S Fujimura, H Yamamoto, Y Matsuura, & K Hiraga, Permanent magnet materials based on the rare earth-iron-boron tetragonal compounds, IEEE transactions on Magnetics, 1984, 20(5), 1584-1589 [44] G C Hadjipanayis, & A Kim, Domain wall pinning versus nucleation of reversed domains in R‐Fe‐B magnets Journal of applied physics, 1988, 63(8), 3310-3315 [45] J F Herbst, J J Croat, F E Pinkerton, & W B Yelon, Relationships between crystal structure and magnetic properties in Nd2Fe14B, Physical Review B, 1984, 29(7), 4176 [46] W Tang, S Zhou, & R Wang, On the neodymium-rich phases in Nd-Fe-B magnets, Journal of the Less Common Metals, 1988 141(2), 217-223 [47] D Lemarchand, P Vigier, & B Labulle, On the oxygen stabilized Nd-rich phase in the Nd-Fe-B (-O) permanent magnet system, IEEE transactions on magnetics, 1990, 26(5), 2649-2651 [48] X J Yin, I P Jones, & I R Harris, The microstructural characterisation of Nd-Fe-B alloys II: Microstructural investigation of cast Nd-Fe-B materials, Journal of magnetism and magnetic materials, 1993, 125(1-2), 91- 102 [49] S C Wang, & Y Li, In situ TEM study of Nd-rich phase in NdFeB magnet Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2005, 285(1-2), 177-182 [50] E P Wohlfarth, & K H Buschow, Ferromagnetic materials A handbook on the properties of magnetically ordered substances, 1989, Volume [51] H Okamoto, & H Okamoto, Phase diagrams for binary alloys (Vol 44) Materials Park, OH: ASM international, 2000 [52] G V Ivanova, N N Shchegoleva, & A M Gabay, Crystal structure of Zr2Co11 hard magnetic compound Journal of alloys and compounds, 2007, 432(1-2), 135-141 [53] W Y X Z Zhang, S Li, R Valloppilly, J E Skomski, D J Shield, & Sellmyer, Magnetism of rapidly quenched rhombohedral Zr2Co11-based nanocomposites, Journal of Physics D: Applied Physics, 2013, 46(13), 135004 [54] X Zhao, M C Nguyen, W Y Zhang, C Z Wang, M J Kramer, D J Sellmyer, & K M Ho, Exploring the structural complexity of intermetallic compounds by an adaptive genetic algorithm, Physical review letters, 2014, 112(4), 045502 [55] B Balamurugan, B Das, W Y Zhang, R Skomski and D J Sellmyer, HfCo and Zr-Co alloys for rare-earth-free permanent magnets, Journal of Physics: Condensed Matter, 2014, 26(6): 064204 [56] K J Buschow, E P Wohlfarth, and V Christoph, Ferromagnetic materials, A Handbook on the Properties of Magnetically Ordered Substances, vol North Holland 1990, 590 S, 319 Abb, 53 Tab, ISBN: 444 874 771, Preis: US $166.75, 1991, 832-832 [57] R Skomski, & J M D Coey, Permanent Magnetism Institute of Physics Publishing, 1999 [58] J Fidler, & T Schrefl, Overview of Nd-Fe-B magnets and coercivity, Journal of Applied Physics, 1996, 79(8), 5029-5034 [59] J D Livingston, Magnetic domains in sintered Fe‐Nd‐B magnets , Journal of applied physics, 1985, 57(8), 4137-4139 [60] J J Becker, A Domain‐Boundary Model for a High Coercive Force Material , Journal of Applied Physics, 1968, 39(2), 1270-1271 [61] P.Gaunt, Ferromagnetic domain wall pinning by a random array of inhomogeneities, Philosophical Magazine B, 1983, 48(3), 261-276 [62] Lưu Tuấn Tài, Vật liệu từ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, 2007 [63] K H J Buschow, & F R Boer, Physics of magnetism and magnetic materials, 2003, (Vol 7) New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers [64] H Kronmuller, K D Durst and M Sagawa, Analysis of the magnetic hardening mechanism in RE-Fe-B permanent magnets, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1988, 74, pp 291-302 [65] M Pasquale, V Basso and G Berotti, Domain-wall motion in random potential and hysteresis modeling, Journal of Applied Physics, 1998, 83, pp 6497-6499 [66] H Zijlstra, Domain-wall processes in SmCo5 powders, Journal of Applied Physics, 1970, 41, pp 488-4885 [67] T Weizhong, Z Shouzeng, & H Bing, Grain size dependence of coercivity of sintered Nd-Fe-B permanent magnets, Journal of magnetism and magnetic materials, 1991, 94(1-2), 67-73 [68] H Sepehri-Amin, Y, Une, T Ohkubo, K Hono, & M Sagawa, Microstructure of fine-grained Nd-Fe-B sintered magnets with high coercivity, Scripta Materialia, 2011, 65(5), 396-399 [69] R M German, P Suri, & S J Park, Liquid phase sintering Journal of materials science, 2009 44(1), 1-39 [70] K Hono, Towards Dy-free high coercivity Nd-Fe-B permanent magnets, Magnetic Materials Unit & Elements Strategy Initiative Center for Magnetic Materials, National Institute of Materials Science (NIMS), 2012, [71] F Vial, F Joly, E Nevalainen, M Sagawa, K Hiraga, & K T Park, Improvement of coercivity of sintered NdFeB permanent magnets by heat treatment, Journal of magnetism and magnetic materials, 2002, 242, 13291334 [72] D W., Park, T H., Kim, S R., Lee, D H., Kim, & T S Jang, Effect of annealing on microstructural changes of Nd-rich phases and magnetic properties of Nd-Fe-B sintered magnet, Journal of applied physics, 2010 107(9), 09A737 [73] J Fidler, T Schrefl, S Hoefinger, & M Hajduga, Recent developments in hard magnetic bulk materials, Journal of Physics: Condensed Matter, 2004, 16(5), S455 [74] Y Liu, S Guo, R Chen, D Lee, & A Yan, Effect of heat treatment on microstructure and thermal stability of Nd-Fe-B sintered magnets, IEEE transactions on magnetics, (2011) 47(10), 3270-3272 [75] P Nothnagel, K H Müller, D Eckert, & A Handstein, The influence of particle size on the coercivity of sintered NdFeB magnets, Journal of magnetism and magnetic materials, 1991, 101(1-3), 379-381 [76] M F de Campos, Effect of grain size on the coercivity of sintered NdFeB magnets, In Materials Science Forum, (2010), Vol 660, 284-289 [77] H Sepehri-Amin, T Ohkubo, M Gruber, T Schrefl, & K.Hono, Micromagnetic simulations on the grain size dependence of coercivity in anisotropic Nd-Fe-B sintered magnets, Scripta Materialia, 2014, 89, 29-32 [78] S J L Kang, Sintering: densification, grain growth and microstructure Elsevier, 2004 [79] M N Rahaman, Ceramic processing and sintering CRC press, 2017 [80] Ramesh, R., et al., Magnetization reversal in nucleation controlled magnets II Effect of grain size and size distribution on intrinsic coercivity of Fe ‐Nd ‐ B magnets, Journal of applied physics, 1988, 64(11): 6416-6423 [81] S T Kwon, D Y Kim, T K Kang, & D N Yoon, Effect of sintering temperature on the densification of Al2O3, Journal of the American Ceramic Society, 1987, 70(4), C-69 [82] Z H Hu, H J Qu, J Q Zhao, C J Yan, & X M Liu, Effect of sintering process on the magnetic and mechanical properties of sintered Nd-Fe-B magnets, Journal of magnetism and magnetic materials, 2014, 368, 54-58 [83] Q Liu, L Zhang, F Xu, X Dong, J Wu, & M.Komuro, Dysprosium nitride- modified sintered Nd-Fe-B magnets with increased coercivity and resistivity, Japanese Journal of Applied Physics, 2010, 49(9R), 093001 [84] L Q Yu, Y H Wen, & M Yan, Effects of Dy and Nb on the magnetic properties and corrosion resistance of sintered Nd-Fe-B, Journal of magnetism and magnetic materials, 2004, 283(2-3), 353-356 [85] B Zhou, X Li, X Cao, G Yan, & A.Yan, Improvement in coercivity, thermal stability, and corrosion resistance of sintered Nd–Fe–B magnets with Dy80Ga20 intergranular addition, Chinese Physics B, 2016, 25(11), 117504 [86] O M Ragg, & I R Harris, A study of the effects of the addition of various amounts of Cu to sintered Nd-Fe-B magnets, Journal of alloys and compounds, 1997, 256(1-2), 252-257 [87] S Nishio, S Sugimoto, R Goto, M Matsuura, & N Tezuka, Effect of Cu addition on the phase equilibria in Nd-Fe-B sintered magnets, Materials transactions, 2009, 50(4), 723-726 [88] J J Ni, T Y Ma, Y R Wu, & M Yan, Effect of post-sintering annealing on microstructure and coercivity of Al85Cu15-added Nd-Fe-B sintered magnets Journal of magnetism and magnetic materials, 2010, 322(22), 3710-3713 [89] C Sun, W Q Liu, H Sun, M Yue, X F Yi, & J W Chen, Improvement of coercivity and corrosion resistance of Nd-Fe-B sintered magnets with Cu nano-particles doping, Journal of Materials Science & Technology, 2012, 28(10), 927-930 [90] C Abache & H Oesterreicher Structural and magnetic properties of R2Fe14xTxB (R = Nd, Y; T = Cr, Mn, Co, Ni, Al), Journal of applied physics, 1986, 60(3), 1114-1117 [91] S Mottram, A J RWilliams, & I R Harris, Blending additions of aluminium and cobalt to Nd16Fe76B8 milled powder to produce sintered magnets, Journal of magnetism and magnetic materials, 2000, 222(3), 305-313 [92] S Pandian, V Chandrasekaran, G Markandeyulu, K J L Iyer, & K V S Rama Rao, Effect of Al, Cu, Ga, and Nb additions on the magnetic properties and microstructural features of sintered NdFeB, Journal of applied physics, 2002, 92(10), 6082-6086 [93] T Akiya, H Kato, M Sagawa, & K Koyama, Enhancement of coercivity in Al and Cu added Nd-Fe-B sintered magnets by high feld annealing In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2009, (Vol 1, No 1, p 012034) IOP Publishing [94] M Tang, X Bao, Y Zhou, K Lu, J Li, & X Gao, Microstructure and annealing effects of Nd-Fe-B sintered magnets with Pr-Cu boundary addition, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2020, 505, 166749 [95] Phạm Thị Thanh, Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm thiêu kết Nd-FeB có lực kháng từ cao, Luận án Tiến sĩ khoa học vật liệu, Viện Khoa học vật liệu, 2017 [96] S Bao-gen, et al., Magnetic hardening of rapidly quenched Co100-xZrx alloys, Journal of magnetism and magnetic materials, 1990, 92(1), 30-34 [97] K Zhang, D W Zhou, B Han, Z Lv, X C Xun, X B Du, & D.Wang, Annealing temperature dependance of magnetic properties and magnetoimpedance effect in CoZrB alloys, Journal of alloys and compounds, 2008, 464(1-2), 28-32 [98] X Zhou, J Zhang, X Liao, J He, K Li, & Z Liu, Beneficial effects of Cr addition on the nanocrystalline Si and B modified Co-Zr permanent magnetic alloys, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2020, 501, 166483 [99] Z Hou, S Xu, J Zhang, C Wu, D Liu, F Su, & W.Wang, High performance Co80Zr15Ti3B2 melt-spun ribbons, Journal of alloys and compounds, 2013, 555, 28-32 [100] Z Hou, F Su, S Xu, J Zhang, C Wu, D Liu, & W Wang, Magnetic properties, phase evolution, and microstructure of the Co-Zr-V ribbons, Journal of magnetism and magnetic materials, 2013, 346, 124-129 [101] H W Chang, et al., Magnetic properties enhancement of melt spun CoZrB ribbons by elemental substitutions, Journal of magnetism and magnetic materials, 2013, 346, 74-77 [102] N R Rao, M V Nagendra, D S Rao, D A Babu, V R Chary, & R P Mathur, Structural and magnetic properties of Nb substituted Zr-Co-Si-B nanocrystalline ribbons, Intermetallics, 2018, 101, 8-12 [103] N R Rao, M V Nagendra, P Ninawe, D A Babu, V R Chary, & R P Mathur, Structural and magnetic properties of nanocrystalline Zr-Co-Nb-SiB rare earth free permanent magnets fabricated by spark plasma sintering Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2019, 476, 329-333 [104] W Zhang, S R Valloppilly, X Li, R Skomski, J E Shield, & D J Sellmyer, Coercivity Enhancement in Zr2Co11-Based Nanocrystalline Materials Due to Mo Addition IEEE transactions on magnetics, 2012, 48(11), 3603-3605 [105] Đoàn Minh Thủy, Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm kết dínhnguội nhanh Nd-Fe-B, Luận án Tiến sỹ Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học vật liệu, Hà Nội, 2007, [106] Nguyễn Xuân Trường, Nghiên cứu chế tạo nam châm kết dính Nd-Fe-B/FeCo từ băng nguội nhanh có yếu tố ảnh hưởng từ trường, Luận án tiến sĩ Khoa học vật liệu, Hà Nội, 2015 [107] Nguyễn Mẫu Lâm, Chế tạo nghiên cứu tính chất từ vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-(Bi,Ga)/Fe-Co, Luận án tiến sĩ vật lý chất rắn, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 2020 [108] S Pandian, V Chandrasekaran, G Markandeyulu, K J L Iyer, & K R Rao, Effect of Co, Dy and Ga on the magnetic properties and the microstructure of powder metallurgically processed Nd-Fe-B magnets, Journal of alloys and compounds, 2004, 364(1-2), 295-303 [109] S Lee, J Kwon, H R Cha, K M Kim, H W Kwon, J Lee, & D Lee, Enhancement of coercivity in sintered Nd-Fe-B magnets by grain-boundary diffusion of electrodeposited Cu-Nd Alloys, Metals and Materials International, 2016, 22(2), 340-344 [110] Z Hou, J Zhang, S Xu, C Wu, J Zhang, Z Wang, & F Su, Effects of Nb substitution for Zr on the phases, microstructure and magnetic properties of Co80Zr18-xNbxB2 melt-spun ribbons, Journal of magnetism and magnetic materials, 2012, 324(18), 2771-2775 [111] T Saito, & M Itakura, Microstructures of Co-Zr-B alloys produced by meltspinning technique, Journal of alloys and compounds, 2013, 572, 124-128 [112] Trần Quang Vinh, Thiết kế, xây dựng hệ từ kế từ trường xung cao Việt Nam, Luận án tiến sĩ Vật lý, Hà Nội, 2000 [113] J M D Coey, et al., Rare-earth iron permanent magnets, Oxford University Press, 1996, No 54 [114] Y Matsuura, Recent development of Nd-Fe-B sintered magnets and their applications, Journal of magnetism and magnetic materials, 2006, 303(2), 344-347 [115] K Hono, & H Sepehri-Amin, Strategy for high-coercivity Nd-Fe-B magnets, Scripta Materialia, 2012, 67(6), 530-535 [116] N J Yu, M X Pan, P Y Zhang, & H L Ge, The origin of coercivity enhancement of sintered Nd-Fe-B magnets prepared by Dy addition, Journal of Magnetics, 2013, 18(3), 235-239 [117] K Kobayashi, K Urushibata, Y Une, & M Sagawa, The origin of coercivity enhancement in newly prepared high coercivity Dy-free Nd-Fe-B sintered magnets, Journal of Applied Physics, 2013, 113(16), 163910 [118] T H Kim, S R Lee, M W Lee, T S Jang, J W Kim, Y Do Kim, & H J Kim, Dependence of magnetic, phase-transformation and microstructural characteristics on the Cu content of Nd-Fe-B sintered magnet, Acta materialia, 2014, 66, 12-21 [119] X Liu, T Ma, X Wang, & M Yan, Coercivity enhancement of low rare earth Nd-Fe-B sintered magnets by optimizing microstructure Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, 382, 26-30 [120] L Liang, T Ma, P Zhang, J Jin, & M.Yan, Coercivity enhancement of NdFeB sintered magnets by low melting point Dy32.5Fe62Cu5.5 alloy modification, Journal of magnetism and magnetic materials, 2014, 355, 131135 [121] M W Lee, D R Dhakal, T H Kim, S R Lee, H J Kim, & T S Jang, Effect of DyMn alloy-powder addition on microstructure and magnetic properties of Nd-Fe-B sintered magnets Archives of Metallurgy and Materials, 2015, 60(2): 1407-1409 [122] L Liang, T Ma, P Zhang, & M.Yan, Effects of Dy71.5Fe28.5 intergranular addition on the microstructure and the corrosion resistance of Nd-Fe-B sintered magnets, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, 384, 133-137 [123] Y Zhang, T Ma, X Liu, P Liu, J Jin, J Zou, & M Yan, Coercivity enhancement of Nd-Fe-B sintered magnets with intergranular adding (Pr, Dy,Cu)-Hx powders, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016, 399, 159-163 [124] N H Dan, P T Thanh, N H Yen, & L T Hung, Enhancing coercivity of sintered Nd-Fe-B magnets by nanoparticle addition, IEEE transactions on magnetics, 2014, 50(6), 1-4 [125] X G Cui, M Yan, T Y Ma, & L Q Yu, Effects of Cu nanopowders addition on magnetic properties and corrosion resistance of sintered Nd-FeB magnets, Physica B: Condensed Matter, 2008, 403(23-24), 4182-4185 [126] K H Mueller, A Handstein, D Eckert, & J Schneider, The dip in magnetization curves of sintered Nd-Fe-B permanent magnets, Physica Status Solidi A, Applied Research, 1987, 99(1), K61-K64 [127] Z Zhang, J Jin, T Ma, L Liang, & M Yan, Nd-Fe-B sintered magnets with low rare earth content fabricated via Dy71.5Fe28.5 grain boundary restructuring, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2020, 498, 166162 [128] P Zhang, T Ma, L Liang, X Liu, X Wang, J Jin, & M.Yan, Improved corrosion resistance of low rare-earth Nd-Fe-B sintered magnets by Nd6Co13Cu grain boundary restructuring, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, 379, 186-191 [129] S Hirosawa, Y Matsuura, H Yamamoto, S Fujimura, M Sagawa, & H Yamauchi, Magnetization and magnetic anisotropy of R2Fe14B measured on single crystals, Journal of applied physics, 1986, 59(3), 873-879 [130] Y M Rabinovich, S Szymura, J J Wysłocki, & H Bala, Magnetic properties of sintered Nd17-xPrxFe75B8 magnets, Journal of magnetism and magnetic materials, 1995, 140, 1065-1066 [131] B Chen, X Liu, R Chen, S Guo, & A Yan, The mechanism of enhanced magnetic properties of sintered permanent magnets by substitution of Pr for Nd, Journal of alloys and compounds, 2012, 516, 73-77 [132] X Liang, & G.Yan, Magnetic properties and thermal stability of sintered Nd-Fe-B magnet with Dy-Ni additive, Wuhan University Journal of Natural Sciences, 2016, 21(4), 339-343 [133] X Liu, X Wang, L Liang, P Zhang, J Jin, Y Zhang, & M.Yan, Rapid coercivity increment of Nd-Fe-B sintered magnets by Dy69Ni31 grain boundary restructuring, Journal of magnetism and magnetic materials, 2014, 370, 76-80 [134] X Li, S Liu, X Cao, B Zhou, L Chen, A Yan, & G Yan, Coercivity and thermal stability improvement in sintered Nd-Fe-B permanent magnets by intergranular addition of Dy-Mn alloy Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016, 407, 247-251 [135] X Zhang, S Guo, C Yan, L Cai, R Chen, D Lee, & A.Yan, Improvement of the thermal stability of sintered Nd-Fe-B magnets by intergranular addition of Dy82.3Co17.7, Journal of Applied Physics, 2014, 115(17), 17A757 [136] B Zhou, X Li, X Liang, G Yan, K Chen, & A.Yan, Improvement of the magnetic property, thermal stability and corrosion resistance of the sintered Nd-Fe-B magnets with Dy80Al20 addition, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2017, 429, 257-262 [137] Y Itou, Y Fukui, T Kitayama, Y Iwama, T Kobayashi, & Y Kato, Effects of dysprosium compound powder addition on the microstructures and the magnetic properties of Nd-Fe-B sintered magnets, J Jpn Inst Met.(Japan), 1995, 59(1), 103-107 [138] A M Gabay, M Marinescu, W F Li, J F Liu, & G C Hadjipanayis, Dysprosium-saving improvement of coercivity in Nd-Fe-B sintered magnets by Dy2S3 additions Journal of Applied Physics, 2011, 109(8), 083916 [139] A M Gabay, Y Zhang, & G C Hadjipanayis, Cobalt-rich magnetic phases in Zr-Co alloys Journal of magnetism and magnetic materials, 2001, 236(12), 37-41 [140] T Saito, Microstructures and magnetic properties of Co-Zr system alloys, Materials Transactions, 2003, 44(9), 1713-1716 [141] Y Jin, W Zhang, P R Kharel, S R Valloppilly, R Skomski, & D J Sellmyer, Effect of boron doping on nanostructure and magnetism of rapidly quenched Zr2Co11-based alloys, AIP advances, 2016, 6(5), 056002 142] M D Imtyaz, N R Rao, D A Babu, B R Chandra, & S.Pandian, Effect of Cu substitution on structural and hard magnetic properties of rapidly solidified Zr18Co82-xCux melt spun ribbons, Journal of Alloys and Compounds, 2017, 699, 657-661 [143] H H Stadelmaier, T S Jang, & E T Henig, What is responsible for the magnetic hardness in Co-Zr (-B) alloys?, Materials Letters, 1991, 12(5), 295300 [144] K H J Buschow, J H Wernick, and G Y Chin, Note on the Hf-Co phase diagram, Journal of the Less Common Metals, 1978, 59(1), 61-67 [145] T Saito, Magnetization process in Co-Zr-B permanent-magnet materials, IEEE transactions on magnetics, 2004, 40(4), 2919-2921 [146] B G Shen, L Y Yang, L Cao, & H Q Guo, Hard magnetic properties in melt‐spun Co82-xFexZr18 alloys, Journal of applied physics, 1993, 73(10), 5932-5934 [147] G Lee, & J Kim, Effects of Cu addition on magnetic properties and microstructures of annealed Zr-Co-Cu-B ribbons, IEEE Transactions on Magnetics, 2017, 53(11), 1-4 [148] Z Hou, H Li, & W Wang, The origin of coercivity enhancement in the Co77Zr18Cr3B2 magnet, Journal of alloys and compounds, 2014, 593, 1-6 [149] G Herzer, Grain structure and magnetism of nanocrystalline ferromagnets, IEEE Transactions on Magnetics, 1989, 25(5), 3327-3329 [150] X Zhou, Z Liu, H Yu, H Zhang, & G Zhang, Optimization of rapidly quenched Co-Zr and (Co, Fe)-Zr alloys for rare earth free permanent magnets Physica B: Condensed Matter, 2020, 599, 412549 [151] I A Al-Omari, W Y Zhang, L Yue, R Skomski, J E Shield, X Z Li, & D J Sellmyer, Hf Doping Effect on Hard Magnetism of Nanocrystalline Zr18xHfxCo82 Ribbons IEEE transactions on magnetics, 2013, 49(7), 3394-3397 [152] T Saito, Y Kamagata, & W Q Wang, The origin of high-saturation magnetization in Co-Zr-C melt-spun ribbons, IEEE transactions on magnetics, 2005, 41(10), 3787-3789 [153] BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC [154] HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ [155] NGUYỄN VĂN DƯƠNG [156] LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU [157] HÀ NỘI - 2022 [158] LỜI CAM ĐOAN [159] Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt [160] Danh mục chữ viết tắt [161] Danh mục hình vẽ, đồ thị [162] MỤC LỤC [163] Kết luận chương 101 [164] KẾT LUẬN CHUNG 102 [165] DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 104 [166] TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 [167] MỞ ĐẦU [168] Đối tượng nghiên cứu luận án [169] Mục tiêu nghiên cứu luận án [170] Phương pháp nghiên cứu [171] Nội dung luận án [172] Bố cục luận án: [173] Kết luận án: [174] CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr [175] Lịch sử phát triển vật liệu từ cứng [176] Cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Nd-Fe-B Co-Zr [177] Cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Nd-Fe-B [178] Cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Co-Zr [179] Cơ chế đảo từ lực kháng từ vật liệu từ cứng [180] Cơ chế đảo từ [181] Lực kháng từ [182] Các phương pháp chế tạo vật liệu từ cứng Nd-Fe-B Co-Zr [183] Chế tạo vật liệu từ cứng Nd-Fe-B phương pháp luyện kim bột [184] Chế tạo vật liệu từ cứng Co-Zr phương pháp phun băng nguội nhanh [185] (a) (b) [186] Các yếu tố ảnh hưởng lên cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Nd-Fe-B Co-Zr [187] Các yếu tố ảnh hưởng lên cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Nd- Fe-B [188] b) [189] b) [190] Các yếu tố ảnh hưởng lên cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Co-Zr [191] Tình hình nghiên cứu vật liệu từ cứng Nd-Fe-B Co-Zr nước [192] Tình hình nghiên cứu vật liệu từ cứng Nd-Fe-B nước [193] Tình hình nghiên cứu vật liệu từ cứng Co-Zr nước [194] Kết luận chương [195] CHƯƠNG KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM [196] Chế tạo phương pháp nghiền lượng cao [197] Chế tạo phương pháp nghiền khí [198] Quy trình thiết bị chế tạo nam châm thiêu kết Nd-Fe-B phương pháp luyện kim bột [199] Sơ đồ khối [200] Các thiết bị chế tạo [201] Chế tạo hợp kim Co-Zr phương pháp phun băng nguội nhanh [202] Sơ đồ khối [203] Các thiết bị chế tạo [204] (b) [205] Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc [206] Phương pháp nhiễu xạ tia X [207] Phương pháp hiển vi điện tử [208] Các phép đo từ trễ hệ từ trường xung [209] Kết luận chương [210] CHƯƠNG NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA NAM CHÂM THIÊU KẾT Nd-FeB BẰNG CÁCH PHA TẠP VÀO BIÊN HẠT [211] Cấu trúc bột hợp kim Nd-Fe-B [212] Nâng cao lực kháng từ nam châm thiêu kết Nd-Fe-B cách pha thêm hợp chất kích thước nanomet vào biên hạt [213] Pha thêm hợp chất Nd50Al50 kích thước nanomet vào biên hạt [214] b) [215] Pha thêm hợp chất Nd40Cu30Al30 kích thước nanomet vào biên hạt [216] a) b) [217] Nâng cao lực kháng từ nam châm thiêu kết Nd-Fe-B cách pha thêm hợp chất kích thước micromet vào biên hạt [218] Pha thêm hợp chất Nd40Cu30Al30 Dy40Nd30Al30 kích thước micromet vào biên hạt [219] b) [220] Pha thêm hợp chất Dy30Nd17Pr3Al40Cu10 kích thước micromet vào biên hạt [221] Kết luận chương [222] CHƯƠNG NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Co-Zr BẰNG CÁCH PHA TẠP VÀ THAY ĐỔI ĐIỀU KIỆN CƠNG NGHỆ [223] Cấu trúc tính chất từ băng hợp kim Co100-xZrx (x = 16, 18 20) [224] Cấu trúc băng hợp kim [225] Tính chất từ băng hợp kim [226] Cấu trúc tính chất từ băng hợp kim Co80Zr20-xBx (x = 0, 2, 4) [227] Cấu trúc băng hợp kim [228] Tính chất từ băng hợp kim [229] Cấu trúc tính chất từ băng hợp kim Co79-xZr18+x-yMyB3 (M = Ti, Si Nb, x = 0, y = - 4) [230] Cấu trúc băng hợp kim [231] Tính chất từ băng hợp kim [232] Cấu trúc tính chất từ băng hợp kim Co77Zr20-xAlxB3 (x = 0, 2, 4) [233] Cấu trúc băng hợp kim [234] Tính chất từ băng hợp kim [235] 3.5 [236] 2.5 [237] x (%) [238] Kết luận chương [239] KẾT LUẬN CHUNG [240] DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ [241] TÀI LIỆU THAM KHẢO [242] Đối tượng nghiên cứu luận án [243] Đối tượng nghiên cứu luận án [244] Đối tượng nghiên cứu luận án [245] [246] ... Nd-Fe-B có pha thêm hợp kim có kích thước nanomet micromet (Nd-Al, Nd-Cu-Al, Dy-Nd-Al, Dy-Nd-Pr-Al-Cu…) vào biên hạt ii) Hợp kim từ cứng không chứa đất Co-Zr, Co-Zr-B Co-Zr-(Ti, Si, Nb, Al)-B... dung kết công bố luận án Tác giả luận án Nguyễn Văn Dương chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công... thực thành công luận án Tác giả luận án Nguyễn Văn Dương chứa đất TS Nguyễn Mẫu Lâm nghiên cứu, chế tạo thành công vật liệu tổ hợp nano không chứa đất Mn-Bi/Fe-Co Mn-Ga-Al/Fe-Co Tuy nhiên, công