Luận án Tiến sĩ Nâng cao lực kháng từ của hợp kim nền NdFeB và CoZr

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 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2022 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 HÀ NỘI - 2022 i LỜI CẢM ƠN Trước hết tơi 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 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 Cơng 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 ii LỜI CAM ĐOAN Các số liệu kết nêu luận án trích dẫn lại từ báo kết nghiên cứu tơi nhóm nghiên cứu trung thực chưa công 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 iii 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 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 M m, M v : Từ độ theo khối lượng, thể tích M s, M r : 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 EDX : Phổ tán xạ lượng tia X HCPT : Hợp chất pha thêm iv 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 v Danh mục bảng Trang Bảng 2.1 Hợp phần HCPT 39 Bảng 2.2 Các hợp phần Co-Zr nghiên cứu 44 Bảng 3.1 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 64 nam châm thiêu kết Nd16,5Fe77B6,5 pha với tỉ phần khối lượng khác hợp chất pha thêm Nd40Cu30Al30 kích thước nanomet Bảng 3.3 Các thông số từ nam châm pha thêm bột Nd40Cu30Al30 70 Dy40Nd30Al30 kích thước micromet Bảng 3.4 Các thông số từ nam châm pha thêm với tỉ phần 77 khối lượng khác bột Dy30Nd17Pr3Al40Cu10 hàm lượng tương ứng Dy Bảng 3.5 So sánh thông số từ nam châm thiêu kết Nd-Fe-B 78 trước sau pha tạp với tỉ phần khối lượng khác Dy luận án nghiên cứu khác Bảng 4.1 Tính chất từ tối ưu băng hợp kim Co80Zr20-xBx (x = 0, 88 2, 4) ủ 650oC thời gian phút Bảng 4.2 So sánh thông số từ đạt luận án với nghiên cứu khác hợp kim Co-Zr 100 vi Danh mục hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1 Sự phát triển NCVC kỷ XX Hình 1.2 Vi cấu trúc nam châm thiêu kết Nd-Fe-B Hình 1.3 Vi cấu trúc điển hình nam châm thiêu kết Nd-Fe-B với trục c định hướng song song Hình 1.4 Ảnh lớp mỏng pha giàu Nd hạt Hình 1.5 Cấu trúc tinh thể pha Nd2Fe14B (a), nguyên tử B nguyên tử Fe (vị trí e k1) tạo thành hình lăng trụ đứng đáy tam giác (b) Hình 1.6 Cấu trúc hợp kim Co-Zr 11 Hình 1.7 Đường cong từ nhiệt M(T) đo từ trường kOe (a) 12 đường Br, (BHi)max nhiệt độ phòng cho băng hợp kim dị hướng Co11Zr2 (b) Hình 1.8 Minh họa q trình từ hóa, khử từ vị trí trường tạo mầm H N 13 Hình 1.9 Đường từ hoá ban đầu đường từ trễ nam châm loại mầm 13 đảo từ nam châm loại ghim vách đơmen Hình 1.10 Vi cấu trúc mầm đảo từ ghim vách đômen Các mầm đảo từ 15 hạt (A) biên hạt (B) tâm hãm vách vị trí C Hình 1.11 Các đường cong mơ tả q trình đảo từ vật liệu có cấu trúc 16 khác Hình 1.12 Minh hoạ đường từ trễ: (a) Lực kháng từ xác định tạo 17 mầm đảo từ vách, (b) Lực kháng từ xác định mầm không đồng ghim vách đômen biên hạt, (c) lực kháng từ xác định tính khơng đồng từ phân bố hạt Hình 1.13 Một số tâm ghim vách đômen: tâm nằm vách phẳng (a), 18 tâm dạng (b) tâm trịn (c) Hình 1.14 Mặt cắt thẳng đứng giản đồ pha ba nguyên Nd-Fe-B theo đường tỉ lệ Nd/B = 2/1 20 vii Hình 1.15 Nguyên lý kỹ thuật nghiền học (nghiền bi) 20 Hình 1.16 Nguyên lý kỹ thuật nghiền khí 21 Hình 1.17 Các giai đoạn xảy mẫu thiêu kết (initial state mixed 23 powders: bột ban đầu; solid state: trạng thái rắn; rearrangement: xếp lại; solution-reprecipitation: hòa tan-kết tủa; final densification: q trình đặc) Hình 1.18 Đường cong khử từ mẫu tương ứng với vi cấu trúc sau 24 trình thiêu kết (as-sintered) xử lý nhiệt (annealed) Hình 1.19 Sơ đồ nguyên lý hệ phun băng nguội nhanh đơn trục (a) 26 ảnh chụp dịng hợp kim nóng chảy mặt trống quay (b) Hình 1.20 Sự phụ thuộc kích thước hạt trung bình D lực kháng từ 28 Hc vào thời gian nghiền tN Hình 1.21 Sự phụ thuộc lực kháng từ Hc vào nhiệt độ thời gian thiêu 28 kết nam châm Nd5,1Fe78,4B6,1Ga0,1Cu0,3 Hình 1.22 Đường cong khử từ mẫu 29 Nd12,4Pr1,4B5,8Al0,3Cu0,1Co0,1Fe79,9 sau thiêu kết (A), sau XLN 520oC (B) 560oC (C) Hình phía ảnh SEM mẫu tương ứng với chế độ thiêu kết xử lý nhiệt Hình 1.23 Sự hình thành lớp vỏ (Nd,Dy)2Fe14B bao quanh hạt Nd2Fe14B 30 (a) ảnh hưởng cách đưa Dy vào nam châm (b) Hình 1.24 Đường cong khử từ nam châm pha thêm 1,2% Al85Cu15 32 chưa XLN XLN nhiệt độ 450, 480 550oC Hình 1.25 Đường cong khử từ nam châm thiêu kết Nd-Fe-B chưa pha 32 pha thêm 5% 10% tỉ phần khối lượng Pr-Cu vào biên hạt trước sau XLN Hình 1.26 Đường từ trễ nam châm Nd-Fe-B pha thêm HCPT1 (Dy16,5Fe77B6,5), (Dy40Zr30Al30), HCPT2 HCPT4 (Dy40Nb30Al30), (Dy40Nd30Al30) (Dy40Nd30Al30) với tỉ phần khối lượng 2% HCPT3 HCPT5 32 viii Hình 1.27 Đường từ trễ (a, b) đường cong đặc trưng từ (c, d) nam 33 châm Nd-Fe-B chưa pha pha 2% Dy40Nd30Al30 Hình 1.28 Sự thay đổi lực kháng từ theo tốc độ phun 34 Hình 1.29 Đường từ trễ mẫu băng hợp kim Co72Zr8B20 chưa ủ ủ 35 495oC, 540oC 630oC 10 phút Hình 1.30 Đường từ trễ băng hợp kim Co78-xZr16CrxSi3B3 (x = 0, 35 4) Hình 2.1 Máy nghiền lượng cao SPEX 8000D 39 Hình 2.2 Quy trình chế tạo nam châm thiêu kết 40 Hình 2.3 Dây chuyền thiết bị chế tạo nam châm: lò trung tần ZG-0,01J 41 (a), máy đập hàm Pex-100×125 (b), máy nghiền thơ DSB  500×650 (c), máy nghiền tinh Jet milling LHL-1 (d), máy ép định hướng ZCY25-200 (e), máy ép đẳng tĩnh DJY-120 (f), lò thiêu kết RVS-15G (g) máy nạp từ M8500 (h) Hình 2.4 Ảnh chụp bên cối nghiền thô (a) bên cối nghiền 42 tinh (b) trình nghiền bi Hình 2.5 Máy ép định hướng ZCY25-200 có hệ thống khí N2 bảo vệ 42 Hình 2.6 Quy trình chế tạo hợp kim Co-Zr 43 Hình 2.7 Sơ đồ khối hệ phun băng nguội nhanh đơn trục 44 Hình 2.8 a) Thiết bị phun băng nguội nhanh: Bơm hút chân không, 45 Buồng mẫu, Nguồn phát cao tần b) Bên buồng tạo băng: Trống quay, Vòng cao tần, Ống thạch anh Hình 2.9 Thiết bị Bluker Advance D8 46 Hình 2.10 Kính hiển vi điện tử quét HITACHI S-4800 47 Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lý hệ đo từ trường xung 48 Hình 2.12 Hệ đo từ trường xung 48 Hình 3.1 Ảnh SEM bột nghiền khí Nd16,5Fe77B6,5 52 Hình 3.2 Giản đồ XRD bột nghiền khí Nd16,5Fe77B6,5 53 107 Applied physics letters, 1998, 72(1), 121-123 [11] G C Hadjipanayis, Nanophase hard magnets, Journal of magnetism and magnetic materials, 1999, 200(1-3), 373-391 [12] H W Chang, C H Chiu, and W C Chang, Magnetic property enhancement of melt-spun Pr2Fe23B3 ribbons with dilute Ti substitution, Applied physics letters, 2003, 82(25), 4513-4515 [13] L Thomas, & S Parkin, Current Induced Domain‐wall Motion in Magnetic Nanowires Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, 2007 [14] H W Chang, et al., Magnetic properties, phase evolution, and microstructure of melt spun Sm (Co,M)xCy (M = Hf and Zr; x = 5-9; y = 00.15) ribbons, Journal of Applied Physics, 2010, 107(9), 09A710 [15] H W Chang, et al., Alloying effect on the magnetic properties of RFeB-type bulk magnets, Journal of Physics D: Applied Physics, 2011, 44(6) 064002 [16] C C Hsieh, C W Shih, Z Liu, W C Chang, H W Chang, A C Sun, & C C Shaw, Magnetic properties and crystal structure of melt-spun Sm(Co,M)7 (M = Al and Si) ribbons Journal of Applied Physics, 2012, 111(7), 07E306 [17] N Christopher, A Kritika, and N Singh, Enhancement of hard magnetic properties in rapidly quenched Zr-Co-Fe-B ribbons through vacuum annealing, Solid State Communications, 2021, 323, 114118 [18] H Son, G Yoo, Q Mustaghfiroh, D H Kim, & H Choi-Yim, Effect of Substituting Hf for Zr on Fe-Co-M-Nb-B (M = Zr, Hf) Amorphous Alloys with High Saturation Magnetization, Metals, 2021, 12(1), 12 [19] W Y Zhang, S Li 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 [20] Z Jinyong, Z Congcong, W Yijin, C Changjiu, C Zheng, & S Baolong, 108 Structural Characteristic and (Fe0.33Co0.33Ni0.33)84-xCr8Mn8Bx, Crystallization Behavior of High-Entropy-Amorphous the Alloy Ribbons ACTA METALLURGICA SINICA, 2022, 58(2), 215-224 [21] A Oraon, T Adhikary, G P Das, S Ghosh, A Garg, A Raja, & S Aich, Combined experimental and DFT studies of Co82Zr12V6-xBx melt-spun ribbons to investigate structure and magnetic properties, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2022, 547, 168940 [22] M Zhong, W Xie, & S U Rehman, Magnetic Properties and Microstructural Modifications of Sm-Co-Hf Alloy Ribbons by B Addition, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 2022, 1-7 [23] J Cui, M Kramer, L Zhou, F Liu, A Gabay, G Hadjipanayis, & D Sellmyer, Current progress and future challenges in rare-earth-free permanent magnets, Acta Materialia, 2018, 158, 118-137 [24] R W Chantrell, and K O’Grady, The Magnetic Properties of Fine Particles, Applied Magnetism, CD Wright and G Asti, Ed, 1994, 113-164 [25] G Hoffer, & K Strnat, Magnetocrystalline anisotropy of YCo5 and Y2Co17, IEEE Transactions on Magnetics, 1966, 2(3), 487-489 [26] K H J Buschow, P A Naastepad, and F F Westendorp, Preparation of SmCo5 permanent magnets, Journal of Applied Physics, 1969, 40(10) 40294032 [27] O Gutfleisch, High-temperature samarium cobalt permanent magnets Nanoscale magnetic materials and applications, 2009, 337-372 [28] J Xiujuan, Structural, magnetic and microstructural studies of compositionmodified Sm-Co ribbons, Mechanical (and Materials) Engineering Dissertations, Theses and Student Research, 2014 [29] J J Croat, J F Herbst, R W Lee, & F E Pinkerton, High‐energy product Nd‐ Fe‐B permanent magnets, Applied Physics Letters, 1984, 44(1), 148-149 [30] M Sagawa, S Fujimura, N Togawa, H Yamamoto, & Y Matsuura, New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe, Journal of Applied 109 Physics, 1984, 55(6), 2083-2087 [31] R Coehoorn, D B De Mooij, J P W B Duchateau, & K H J Buschow, Novel permanent magnetic materials made by rapid quenching, Le Journal De Physique Colloques, 1988, 49(C8), C8-669 [32] W H Pechin, D E Williams, & W L Larsen, The zirconium-cobalt alloy system, Am Soc Metals, Trans Quart., (1964, 57(IS-744) [33] A M Ghemawat, M Foldeaki, R A Dunlap, & R C O'Hadley, New microcrystalline hard magnets in a Co-Zr-B alloy system IEEE Transactions on Magnetics, 1989, 25(5), 3312-3314 [34] C Gao, H Wan, & G C Hadjipanayis, High coercivity in non‐rare‐earth containing alloys, Journal of applied physics, 1990, 67(9), 4960-4962 [35] G Stroink, Z M Stadnik, G Viau, & R A Dunlap, The influence of quenching rate on the magnetic properties of microcrystalline alloys Co80Zr20-xBx, Journal of applied physics, 1990, 67(9), 4963-4965 [36] T Ishikawa, & K Ohmori, Hard magnetic phase in rapidly quenched Zr-CoB alloys IEEE Transactions on Magnetics, 1990, 26(5), 1370-1372 [37] B G Shen, H Q Guo, L Y Yang, J X Zhang, & J G Zhao, Crystallization of amorphous Co84-xBxZr16 alloys and its influence on hard magnetic properties, Physica status solidi (a), 1990, 121(1), K105-K109 [38] E Burzo, R Grössinger, P Hundegger, H R Kirchmayr, R Krewenka, O Mayerhofer, & , R Lemaire, Magnetic properties of ZrCo5,1-xFex alloys, Journal of applied physics, 1991, 70(10), 6550-6552 [39] B Avar, M Panigrahi, A K Soguksu, S Rajendrachari, & A.Gundes, Photocatalytic Activity of Soft Magnetic Fe80-xCoxZr10Si10 (x= 0, 40, and 80) Nanocrystalline Melt-Spun Ribbons, Topics in Catalysis, 2022, 1-10 [40] N Christopher, K Anand, A K Srivastava, A Gupta, & N Singh, Microstructure versus magnetic properties correlations in melt-spun Hf-ZrCo-Fe-B alloys: role of Express, 2018, 5(6), 066104 thermal treatment, Materials Research 110 [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), 91102 [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 111 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 112 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 113 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- 114 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 R2Fe14xT xB (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), 305-313 115 [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, 124-129 116 [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-Si-B 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 117 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 118 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-Fe-B 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 119 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 120 [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), 295-300 [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 121 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 Zr18-xHfxCo82 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