NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NAM CHÂM KẾT DÍNH NdFeBFeCo TỪ BĂNG NGUỘI NHANH CÓ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ TRƯỜNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU NGUYỄN XUÂN TRƢỜNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO NAM CHÂM KẾT DÍNH Nd-Fe-B/Fe-Co TỪ BĂNG NGUỘI NHANH CÓ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG CỦA TỪ TRƢỜNG Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 62 44 01 23 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TSKH. Nguyễn Văn Vượng 2. PGS. TS. Nguyễn Văn Khánh HÀ NỘI 12/2014 Công trình được hoàn thành tại: Phòng Công nghệ và Ứng dụng vật liệu và Phòng Thí nghiệm trọng điểm Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Ngƣời hƣớng dẫn Khoa học: 1) PGS. TSKH. Nguyễn Văn Vượng 2) PGS. TS. Nguyễn Văn Khánh Phản biện 1: GS.TS. Lưu Tuấn Tài Phản biện 2: PGS.TS. Hoàng Nam Nhật Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Phúc Dương Luận án sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Vào 9.00 AM, ngày tháng 01 năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. - Thư viện Viện Khoa học vật liệu. 1 MỞ ĐẦU Mục tiêu của luận án: 1. Cải tiến thiết bị phun băng nguội nhanh thương mại ZGK-1 thành thiết bị phun băng trong từ trường phục vụ hướng nghiên cứu của luận án. 2. Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về tác động của từ trường lên quá trình hình thành băng nguội nhanh, vi cấu trúc và tính chất từ của chúng. 3. Nghiên cứu công nghệ phun trực tiếp băng tổ hợp nano hai pha (THNNHP) hệ Nd-Fe-B/Fe-Co chất lượng cao. 3. Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm kết dính sử dụng các băng phun nguội nhanh đã chế tạo được. Luận án sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu: 1. Phương pháp phun băng nguội nhanh thông thường với việc tối ưu hóa các điều kiện công nghệ để chế tạo băng chất lượng cao một cách trực tiếp. 2. Phương pháp phun băng nguội nhanh trong từ trường. 3. Phương pháp ép viên trong từ trường và ép thường bột được tẩm keo phi từ. 4. Phương pháp xác định thành phần pha bằng chụp và phân tích giản đồ nhiễu xạ (GĐNX) tia X kiểu mẫu bột, xác định thiên hướng tinh thể bằng phân tích GĐNX tia X trên bề mặt của mẫu băng. 5. Nghiên cứu hình thái học của mẫu nghiên cứu bằng việc chụp và phân tích các ảnh chụp trên kính hiển vi quét độ phân giải cao FESEM. 6. Nghiên cứu nhiệt động học chuyển pha của các mẫu băng chế tạo qua phép phân tích nhiệt vi sai (DSC). 7. Xác định nhiệt độ Curie của các mẫu băng có tỉ phần pha mềm Fe-Co khác nhau bằng phép phân tích từ độ của mẫu băng biến đổi theo nhiệt độ M(T) trong từ trường nhỏ 0,5 kOe trên hệ từ kế mẫu rung (VSM). Phân tích đường M(T) để đưa ra xét đoán về sự tối ưu hóa vi cấu trúc tổ hợp nano hai pha từ cứng, từ mềm. 8. Xác định tính chất từ của băng trên hệ từ kế từ trường xung (PFM) và hệ đo các tính chất vật lý (PPMS). Bố cục của luận án Luận án gồm phần mở đầu, kết luận và 5 chương: Chương 1 trình bày tổng quan về vật liệu từ cứng tổ hợp hai pha từ cứng/từ mềm nền Nd-Fe-B, chương 2 là tổng quan về ảnh hưởng của từ trường lên vi cấu trúc và tính chất của vật liệu chương 3 trình bày các kỹ thuật thực nghiệm sử dụng để thực hiện luận án (3 chương đầu chiếm 62 trang). Hai chương cuối (chương 4 và 5 chiếm 76 trang) trình bày các kết quả nghiên cứu đã thu được về chế tạo băng THNNHP Nd-Fe-B/Fe-Co phun trực tiếp và phun trong từ trường. Hai chương này cũng bàn luận về ảnh hưởng của hợp phần và các tham số công nghệ, và nhất là ảnh hưởng của từ trường lên vi cấu trúc và tính chất 2 từ của chúng. Đồng thời các kết quả về nghiên cứu chế tạo nam châm kết dính ép không có và có từ trường cũng được trình bày trong hai chương này. Những kết quả chính của luận án và định hướng phát triển tiếp tục công nghệ phun băng nguội nhanh trong từ trường được trình bày trong phần cuối của luận án. Ý nghĩa khoa học của luận án Luận án trình bày cơ sở lý thuyết về ảnh hưởng của từ trường ngoài lên quá trình kết tinh, và qua đó lên vi cấu trúc và các tính chất từ của băng nguội nhanh THNNHP Nd-Fe-B/Fe-Co. Các kết quả thực nghiệm thu được đã minh chứng cho sự đúng đắn của dự báo lý thuyết về tác động của từ trường làm giảm kích thước hạt, thu hẹp phân bố kích thước hạt, gia tăng độ thiên hướng tinh thể (00l) của băng hệ Nd-Fe-B/Fe-Co, nâng cao khả năng tạo cấu trúc tổ hợp lõi từ mềm, vành từ cứng và cải thiện tương tác trao đổi giữa hai pha từ cứng, từ mềm. Những tác động này đã cho thấy từ trường là một tham số quan trọng trong công nghệ phun băng nguội nhanh và minh chứng cho khả năng tiềm tàng của công nghệ phun băng nguội nhanh trong từ trường để chế tạo các băng THNNHP chất lượng cao. Luận án cũng trình bày khả năng chế tạo băng THNNHP chất lượng cao Nd-Fe-B/Fe-Co một cách trực tiếp, không cần đến quá trình ủ tái kết tinh sau phun do sử dụng các tiền hợp kim một cách thích hợp cùng với việc áp dụng kỹ thuật phun băng kiểu áp suất âm. Luận án được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Trọng điểm về Vật liệu và Linh kiện Điện tử và Phòng Công nghệ và Ứng dụng vật liệu, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trong khuôn khổ thực hiện đề tài NCCB “Những vấn đề cơ bản của công nghệ phun băng nguội nhanh trong từ trường - Công nghệ mới chế tạo băng từ cứng chứa đất hiếm cấu trúc nano tinh thể chất lượng cao”, mã số 103.02- 2010.05 do Quỹ Nafosted tài trợ. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG NANOCOMPOSITE NỀN Nd-Fe-B Điều kiện cần và đủ để có được một nam châm vĩnh cửu chất lượng cao là: i) các đặc tính từ nội tại tốt của vật liệu sử dụng; ii) vi cấu trúc tối ưu của nam châm. Sự ảnh hưởng lẫn nhau được tối ưu hóa giữa các đặc tính từ nội tại và vi cấu trúc sẽ tạo ra sản phẩm nam châm có phẩm chất từ tính tốt nhất có thể. Chương này trình bày tổng quan về vật liệu từ cứng có vi cấu trúc nano bao gồm: 1) Những vấn đề từ học cơ bản của vật liệu nano Nd- Fe-B, 2) Cơ sở lý thuyết và 3) Những kết quả nghiên cứu thực nghiệm. 1.1. Những vấn đề từ học cơ bản của vật liệu nano Nd-Fe-B 1.1.1. Sự tạo thành pha từ cứng Nd 2 Fe 14 B 3 1.1.2. Đặc tính từ của Nd 2 Fe 14 B 1.1.3. Mômen từ của NdFeB 1.2. Một số nghiên cứu lý thuyết về tính chất từ của các vật liệu nam châm vĩnh cửu cấu trúc nano đa pha từ 1.3. Nghiên cứu thực nghiệm trong chế tạo nam châm nano tổ hợp hai pha từ cứng từ mềm nền Nd-Fe-B. 1.3.1. Hợp phần lựa chọn để chế tạo nam châm tổ hợp 1.3.2. Sự hình thành cấu trúc nano tổ hợp trong quá trình nguội nhanh 1.3.3. Ảnh hưởng của các nguyên tố pha thêm lên quá trình kết tinh CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƢỞNG CỦA TỪ TRƢỜNG LÊN VI CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU Phần đầu (phần 2.1) của chương tổng quan lại một số vấn đề cơ bản liên quan đến quá trình kết tinh nguội nhanh, bao gồm: 2.1. Nhiệt động học quá trình chuyển pha 2.1.1. Độ quá nguội 2.1.2. Sự hình thành và điều kiện hình thành mầm tinh thể. 2.1.3. Tốc độ tạo mầm Các kết quả nghiên cứu chính về ảnh hưởng của từ trường lên quá trình hình thành vật liệu được tóm tắt trong phần 2.2 – 2.4. 2.2. Ảnh hƣởng của từ trƣờng đối với sự hình thành mầm tinh thể của dung dịch chất thuận từ và nghịch từ. 2.2.1. Một số khái niệm cơ sở 2.2.2. Sự đóng góp của từ trường vào năng lượng tự do 2.2.3. Sự định hướng phát triển của vật liệu trong từ trường 2.3. Ảnh hƣởng của từ trƣờng lên mầm tinh thể và vi cấu trúc trong quá trình đóng rắn của vật liệu. 2.3.1. Ảnh hưởng của từ trường lên vi cấu trúc đóng rắn của kim loại 2.3.2. Ảnh hưởng của từ trường lên vi cấu trúc đóng rắn của hợp kim Từ trường có khả năng tác động lên năng lượng của hệ vật liệu trong quá trình kết tinh, có khả năng ảnh hưởng lên vi cấu trúc của vật liệu kim loại và hợp kim. Một hiện tượng được chú ý hiện nay là ảnh hưởng của từ trường lên định hướng tinh thể của các vật liệu. De Rango và các cộng sự [12] đã sử dụng từ trường cao để định hướng tinh thể của vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao YBa 2 Cu 3 O 7 . Các kết quả tương tự cũng đạt được trong việc định hướng cấu trúc từ của các vật liệu như Bi-Mn [10] và hợp kim Al-Ni [15]. Mặt khác, từ trường cũng được sử dụng để làm chậm quá trình đóng rắn, sự định hướng tinh thể trong hợp kim được tìm ra có thể là song song hoặc vuông góc với hướng của từ trường [7-9, 16]. 4 Nghiên cứu ảnh hưởng của từ trường lên quá trình đóng rắn của hợp kim từ cứng nền Sm-Co và Nd-Fe-B được báo cáo trong một số công trình cũng cho thấy rõ ảnh hưởng của từ trường lên quá trình đóng rắn, lên kích thước hạt, lên sự định hướng tinh thể và phẩm chất từ tính của chúng. B. A. Legrand và các cộng sự [2] đã cho thấy từ trường ảnh hưởng mạnh lên quá trình đóng rắn của SmCo 5 , cải thiện tính dị hướng của mẫu do định hướng trục dễ song song với từ trường ngoài (hình 2.9). Hình 2.9: Đường từ độ đo tại nhiệt độ phòng của mẫu Sm-Co đóng rắn trong từ trường H t =0 (xem 2 đường ở giữa) và 5 T (đường liền nét là đo theo hướng song song với từ trường trong quá trình đóng rắn và đường nét đứt là đo theo hướng vuông góc)[2] 2.4. Quá trình ủ trong từ trƣờng 2.4.1. Đánh giá độ lớn của cường độ từ trường cần dùng trong quá trình ủ tái kết tinh vật liệu từ cứng Nhận thấy rằng cường độ từ trường cần có để tác động lên quá trình hình thành vật liệu phụ thuộc mạnh vào cách thức tác động, đối tượng vật liệu dự định tác động và quá trình hình thành của vật liệu. Trong điều kiện nhiệt độ phòng giá trị của hằng số dị hướng và trường dị hướng của Nd 2 Fe 14 B tương ứng là K 1 = 4,9 MJ/m 3 , H A = 7,6 T [5]. Do vậy, để ủ định hướng được vật liệu Nd 2 Fe 14 B trong từ trường thì yêu cầu tối thiểu từ trường ngoài H aneal đặt vào cần phải lớn hơn trường dị hướng 7,6 T. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tác động tinh tế của từ trường thông qua ảnh hưởng của chúng lên giản đồ chuyển pha của vật liệu. 2.4.2. Các kết quả ủ trong từ trường của vật liệu từ 2.5. Tác động của từ trƣờng ngoài lên giản đồ TTT Hình 2.15: Giản đồ TTT của chuyển pha martensitic dưới từ trường 0 và 1 T [6] Nhiệt độ, T(K) Thời gian giữ t (ks) 5 Các tác giả trong [3, 6, 13] đã cho thấy ảnh hưởng của từ trường lên giản đồ TTT của các hợp kim sắt từ. Kết quả trong [6] đã ghi nhận rõ ràng tác động của từ trường làm dịch chuyển giản đồ TTT của sự chuyển pha γ→ε′→α′ về phía trái tương ứng với việc thời gian ủ trong từ trường là nhỏ hơn so với việc ủ không có từ trường (xem hình 2.15). CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU Chương này tổng quát hóa các phương pháp và thiết bị thực nghiệm sử dụng để hoàn thành luận án. 3.1. Chế tạo hợp kim ban đầu: Nd-Fe-B và FeCo 3.2. Phun băng nguội nhanh trên hệ ZGK-1 3.3 hợp kim Nd-Fe-B 3.4. Chế tạo nam châm kết dính 3.5 ứu cấu trúc 3.5.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X 3.5.2. Phương pháp hiển vi điện tử 3.5.3. Phương pháp phân tích nhiệt DSC/TG 3.6. Phƣơng pháp đo phẩm chất từ tính của vật liệu từ cứng 3.6.1 Phương pháp đo đường từ nhiệt M(T) sử dụng từ kế mẫu rung 3.6.2. Phép đo vòng từ trễ trên hệ đo các tính chất vật lý (PPMS) 3.6.3. Phép đo vòng từ trễ trên hệ đo từ kế từ trường xung (PFM) CHƢƠNG 4: ẢNH HƢỞNG CỦA TỶ PHẦN PHA TỪ MỀM VÀ ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LÊN TÍNH CHẤT TỪ CỦA VẬT LIỆU TỪ CỨNG NANO TỔ HỢP NỀN Nd-Fe-B Do điều kiện tiên quyết của một nam châm tổ hợp là phải nâng cao được M s , và qua đó là M r , trong chương này, hai vấn đề chính được tập trung nghiên cứu: i) Khảo sát ảnh hưởng của tỉ phần pha mềm Fe-Co lên vi cấu trúc và phẩm chất từ tính của băng tổ hợp nano Nd 2 Fe 14 B/Fe-Co chế tạo trực tiếp bằng phương pháp phun băng nguội nhanh, ii) Nghiên cứu qui trình ủ nhiệt và phẩm chất từ tính của băng tổ hợp nano nguội nhanh ủ nhiệt. Phần 4.1 trình bày nguyên nhân lựa chọn hai tiền hợp kim FeCo và NdFeB sử dụng trong chế tạo các mẫu băng nguội nhanh của luận án và các kết quả liên quan đến các băng với hợp phần Nd 16 Fe 76 B 8 /x%wt.Fe 65 Co 35 (x = 20, 30, 40) được phun nguội nhanh trực tiếp không cần ủ tái kết tinh sau phun. 4.1. Ảnh hƣởng của tốc độ trống quay, tỉ phần pha mềm Fe-Co lên vi cấu trúc và tính chất từ của băng tổ hợp nano Nd-Fe-B/Fe-Co đƣợc phun trực tiếp. 6 4.1.1. Lựa chọn tiền hợp kim Fe 65 Co 35 và Nd 16 Fe 76 B 8 4.1.2. Băng từ cứng Nd 16 Fe 76 B 8 /20%wt.Fe 65 Co 35 Hình 4.6: GĐNX tia X của các băng nguội nhanh Nd 16 Fe 76 B 8 /20%wt.Fe 65 Co 35 : a) v = 25 m/s; b) v = 22 m/s; c) v = 20 m/s; d) v = 18 m/s; e) v = 12 m/s. Giản đồ nhiễu xạ của các băng thành phần Nd 16 Fe 76 B 8 /20%wt.Fe 65 Co 35 phun với các vận tốc trống v khác nhau được trình bày trên hình 4.6. Với vận tốc v 22 m/s các hạt trong các băng có kích thước đủ lớn và định hướng hỗn loạn trong không gian nên GĐNX tia X gồm các đỉnh nhiễu xạ rõ ràng, hầu như không phụ thuộc vào v và tỷ lệ cường độ giữa các đỉnh giống như của mẫu bột. Sự thay đổi rất đáng kể được quan sát thấy trên GĐNX tia X của băng phun với v = 25 m/s với các đỉnh nhiễu xạ mở rộng đáng kể và nằm trên nền dãn rộng. Tương ứng với các vận tốc trống từ nhỏ đến lớn, vi cấu trúc của băng cũng thay đổi đáng kể, từ vi cấu trúc hạt to 500 nm không phân lập rõ ràng cho đến vi cấu trúc hạt mịn 10 nm trên nền vô định hình. Hình 4.8: Đường cong từ trễ của các mẫu băng Nd 16 Fe 76 B 8 /20%wt.Fe 65 Co 35 : a) v = 25 m/s; b) v = 22 m/s; c) v = 20 m/s; d) v = 18 m/s; e) v = 12 m/s. Tương ứng với sự thay đổi vi cấu trúc này, phẩm chất từ tính của băng cũng thay đổi rõ rệt, nhất là trường kháng từ i H c và dạng của đường từ trễ. Hình 4.8 cho ta thấy rõ mối liên hệ giữa chúng, năm vòng từ trễ trên hình này hình thành hai nhóm khác biệt hẳn nhau. Nhóm thứ nhất gồm vòng từ trễ của băng phun với v = 25 m/s. Nhóm thứ hai gồm các vòng từ trễ của tất cả các băng còn lại. Băng phun với vận tốc tối ưu 20 m/s có (BH) max = 14,3 MGOe. 7 4.1.3. Băng từ cứng Nd 16 Fe 76 B 8 /30%wt.Fe 65 Co 35 Hình 4.9: GĐNX tia X của các mẫu băng Nd 16 Fe 76 B 8 /30%wt.Fe 65 Co 35 ứng với các vận tốc trống khác nhau: a) v = 20m/s; b) v = 25m/s; c) v = 30m/s. Hình 4.9 trình bày GĐNX tia X chụp kiểu mẫu bột của các mẫu băng Nd 16 Fe 76 B 8 /30%wt.Fe 65 Co 35 phun với các vận tốc trống đặc trưng. Ảnh FESEM chụp trên mặt bẻ gãy của băng đại diện của các mẫu băng nguội nhanh với các vận tốc trống khác nhau được trình bày trên hình 4.10. Kích thước hạt có giá trị trong khoảng 100 - 200 nm. Hình thái học thay đổi về cơ bản tại tốc độ tối ưu v = 25 m/s, tại đó các tinh thể phát triển theo hình dẹt theo chiều hướng từ mặt tiếp xúc đến mặt tự do của băng. Ở mẫu v = 20 m/s, các tinh thể sắc nét hơn, còn với mẫu v = 30 m/s các hạt có xu thế kết tụ với nhau. Sự tồn tại của pha từ mềm Fe-Co quan sát từ GĐNX tia X được củng cố vững chắc thêm qua đường phân tích nhiệt vi sai và đường từ nhiệt của mẫu băng nguội nhanh phun với vận tốc trống v = 25 m/s trình bày trên hình 4.11. Đường phân tích nhiệt vi sai được đo từ nhiệt độ phòng lên đến 1000 o C với tốc độ gia nhiệt 5 o C/phút. Các đỉnh thu nhiệt ở 305 o C và 389 o C (đỉnh này nhỏ) là kết quả của sự chuyển pha sắt từ - thuận từ của Nd 2 Fe 14 B và Nd 2 (Fe,Co) 14 B [1]. Đỉnh tỏa nhiệt tại 552 o C tương ứng với quá trình phát triển kích thước hạt. Do mẫu có kích thước hạt tối ưu nên đỉnh tỏa nhiệt này rất nhỏ, khó quan sát. Hai đỉnh thu nhiệt tại 770 o C và 900 o C là a) b) c) Hình 4.10: Ảnh FESEM của các mẫu băng Nd 16 Fe 76 B 8 /30%wt.Fe 65 Co 35 phun ở tốc độ 20 m/s (a), 25 m/s (b), 30 m/s (c). 8 sự chuyển pha (tương ứng nhiệt độ Curie) của Fe và Fe-Co được quan sát rõ ràng. a) b) Hình 4.11: a) Đường phân tích nhiệt vi sai và b) đường từ nhiệt của băng Nd 16 Fe 76 B 8 /30%wt.Fe 65 Co 35 phun tại vận tốc trống 25 m/s Với tỷ phần 30%wt., băng phun với vận tốc trống tối ưu 25 m/s có (BH) max = 16,4 MGOe. 4.1.4. Băng từ cứng Nd 16 Fe 76 B 8 /40%wt.Fe 65 Co 35 Do tỷ phần pha mềm Fe-Co tăng nên để có được vi cấu trúc của các hạt nhỏ các mẫu băng Nd 16 Fe 76 B 8 /40%wt.Fe 65 Co 35 được chế tạo trong khoảng v từ 25 đến 35 m/s, cao hơn so với mẫu Nd 16 Fe 76 B 8 /30%wt.Fe 65 Co 35 . a) b) Hình 4.13: a) Đường M(H) của các mẫu băng Nd 16 Fe 76 B 8 /40%wt.Fe 65 Co 35 được phun với vận tốc trống, v = 25, 31, 35 m/s, b) đường M(H), B(H) và (BH) max của băng nguội nhanh phun với vận tốc trống v = 31m/s. Hình 4.13b trình bày đường M(H), B(H) và (BH) max của mẫu băng nguội nhanh được phun với vận tốc trống 31 m/s. Tại vận tốc trống tối ưu này, giá trị của từ độ dư đạt khá cao lên đến 11 kG, trong khi đó vẫn đảm bảo được trường kháng từ tương đối lớn i H c = 7,8 kOe khiến tích năng lượng từ đạt được giá trị cao, (BH) max = 18,6 MGOe. Tích năng lượng từ (BH) max và các tham số i H c, M r của các mẫu phun với vận tốc v khác nhau trong khoảng từ 25 đến 35 m/s được trình bày trên hình 4.14. Theo sự tăng của v, lực kháng từ i H c và từ dư M r có xu thế tăng, đạt cực đại và sau đó giảm. [...]... việc phun nguội nhanh trực tiếp (chưa có yếu tố tác động của từ trường) để tạo 21 ra băng có phẩm chất cao khó thực hiện đối với hợp phần có tỉ phần pha từ mềm lớn (x > 40) 3 Sử dụng chất kết dính HTB-1 để chế tạo nam châm kết dính, bột nam châm được nghiền từ băng nguội nhanh (băng có hợp phần Nd16Fe76B8/20%wt.Fe65Co35 được chế tạo bằng công nghệ phun trực tiếp) Nam châm được chế tạo trên máy ép viên... phun băng nguội nhanh theo công nghệ truyền thống, không có tác động của từ trường, không đảm bảo được phẩm chất từ tính của băng 4.3 Chế tạo nam châm kết dính trên máy ép viên tự động SFJ-100KN Nguyên liệu dùng để chế tạo nam châm kết dính được dùng là các băng nguội nhanh với hợp phần Nd16Fe76B8/20%wt.Fe65Co35 (NFB-20) Bảng 4.5 tổng hợp kết quả đo trên các mẫu nam châm kết dính đã được chế tạo Bảng... cao, 16,1 MGOe 8 Kết quả ép viên nam châm kết dính dùng bột nghiền từ băng Nd16Fe76B8/40%wt.Fe65Co35 FAMS trong từ trường định hướng 18 kOe đã tạo ra nam châm kết dính dị hướng Tuy nhiên, thiên hướng của nam châm kết dính bị suy giảm so với thiên hướng của băng Mặt khác, từ độ dư và trường kháng từ của nam châm đạt giá trị khả quan nhưng hệ số vuông góc của đường cong khử từ của nam châm bị suy giảm... viên/phút), cho thấy khả năng chế tạo nam châm kết dính đẳng hướng ở quy mô nhỏ Tích năng lượng từ của nam châm đạt, (BH)max 9 MGOe 4 Đã chế tạo thành công trống đồng tương thích với hệ ZGK-1, từ trường cực đại trên bề mặt trống đạt 3,2 kOe 5 Đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết về ảnh hưởng của từ trường lên quá trình hình thành của băng phun nguội nhanh Thấy rằng, từ trường làm giảm kích thước của mầm đẫn đến làm... nghiên cứu công nghệ phun băng trong từ trường (FAMS – Field Assisted Melt Spinning) sẽ cho thấy ảnh hưởng tốt của từ trường lên vi cấu trúc và phẩm chất từ cứng của băng nguội nhanh Nd-Fe-B/Fe-Co Do vậy, từ trường trở thành một tham số công nghệ quan trọng cần nghiên cứu trong quá trình chế tạo băng nguội nhanh THNNHP 5.1 Cải tiến thiết bị phun băng ZGK-1 Để thực hiện ý tưởng phun băng nguội nhanh. .. Đường cong khử từ của nam châm kết dính chế tạo dùng băng nguội nhanh Nd16Fe76B8/40%wt.Fe65Co35 FAMS, với vận tốc nhỏ 20 m/s Mẫu đo được cắt thành hình khối chữ nhật có cạnh dài gấp 3 các cạnh còn lại và hướng song song, vuông góc với hướng của từ trường định hướng dùng khi ép viên nam châm KẾT LUẬN CHUNG Bản luận án trình bày những kết quả nghiên cứu liên quan đến vật liệu và nam châm THNNHP có hợp phần... mặt của viên nam châm kết dính chế tạo dùng băng Nd16Fe76B8/40%wt.Fe65Co35 FAMS với vận tốc nhỏ 20 m/s Từ trường định hướng các hạt bột có hướng vuông góc với mặt đã chụp GĐNX Hình 5.33 cho thấy tính dị hướng đó của nam châm trên kết quả đo đường cong khử từ Đường M(H) đo khi hướng từ trường đo song song với hướng từ trường định hướng khi ép viên có giá trị từ độ cao hơn nhiều và trường kháng từ nhỏ... (00l) trong các băng nguội nhanh nền NdFeB phun trong từ trường hướng vuông góc với mặt trống được tăng cường 5.3 Băng từ cứng Nd16Fe76B8/x%wt.Fe65Co35 phun trong từ trƣờng 5.3.1 Ảnh hưởng của từ trường lên vi cấu trúc và tính chất từ của băng nguội nhanh Nd16Fe76B8/30%wt.Fe65Co35 Hiệu ứng làm mịn hạt của từ trường, hình thái học của các băng Nd16Fe76B8/30%wt.Fe65Co35 đã phun với các vận tốc trống quay... đang quan tâm, kết quả thực nghiệm cũng cho thấy tác động tốt của từ trường trong việc tạo cấu trúc tổ hợp lõi từ mềm/vành từ cứng và gia tăng tương tác trao đổi giữa hai pha từ cứng /từ mềm 7 Sự tác động của từ trường ngoài đã làm giảm nhiều kích thước hạt từ mềm, khiến chúng được bao bọc bởi các hạt từ cứng tốt hơn, cho phép chế tạo trực tiếp băng nguội nhanh THNNHP có tỷ phần pha từ mềm cao đến 50%wt... hộ khi nghiên cứu phẩm chất từ của hai mẫu băng phun có và không có từ trường trình bày trên hình 5.13 Hình 5.13: Vòng từ trễ M(H) của các mẫu băng Nd16Fe76B8/30%wt.Fe65Co35 FUMS (a) và FAMS (b) Vận tốc trống đồng v = 30 m/s Kết quả đo vòng từ trễ cho tất cả các băng hợp phần Nd16Fe76B8/30%wt.Fe65Co35 phun trên cùng một trống có và không có từ trường với các vận tốc trống khác nhau cho thấy từ trường . băng tổ hợp nano Nd 2 Fe 14 B/Fe-Co chế tạo trực tiếp bằng phương pháp phun băng nguội nhanh, ii) Nghiên cứu qui trình ủ nhiệt và phẩm chất từ tính của băng tổ hợp nano nguội nhanh ủ nhiệt nguội nhanh trong từ trường - Công nghệ mới chế tạo băng từ cứng chứa đất hiếm cấu trúc nano tinh thể chất lượng cao”, mã số 103.02- 2010.05 do Quỹ Nafosted tài trợ. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ. tính tốt nhất có thể. Chương này trình bày tổng quan về vật liệu từ cứng có vi cấu trúc nano bao gồm: 1) Những vấn đề từ học cơ bản của vật liệu nano Nd- Fe-B, 2) Cơ sở lý thuyết và 3) Những kết