Chế tạo nam châm vĩnh cửu NQFeB chất lượng cao giữa Trung tâm nghiên cứu vật liệu tiên tiến AMREC, SIRIM Bhd, Malaysia và Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Viện khoa học công nghệ việt nam Viện khoa học vật liệu Báo cáo tổng kết đề tài hợp tác theo nghị định th Chế tạo nam châm vĩnh cửu Nd-Fe-B chất lợng cao (Kết hợp tác nghiên cứu Trung tâm nghiên cứu vật liệu tiên tiến AMREC-Malaysia víi ViƯn KH VËt liƯu- ViƯt Nam) Chđ nhiƯm đề tài: gs, tskh Nguyễn xuân phúc PGS, TSKH Nguyễn Văn Vợng 6687 04/12/2007 hà nội - 2007 VKHVL BKH&CN BKH&CN VKHVL BKH&CN VKHVL Bộ khoa học công nghệ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật nhiệm vụ nghị định thư: CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU Nd-Fe-B CHẤT LƯỢNG CAO TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU TIÊN TIẾN AMREC, SIRIM BHD, MALAYSIA VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU, VKH&CNVN (Fabrication of High Performance Nd-Fe-B Magnets between AMREC, SIRIM Bhd Malaysia and IMS, VAST, Vietnam) Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Nguyễn Xuân Phúc (đồng chủ nhiệm: PGS.TSKH Nguyễn Văn Vượng) Viện Khoa học Vật liệu, Viện KH&CNVN Hà Nội 2007 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật nhiệm vụ nghị định thư: CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU Nd-Fe-B CHẤT LƯỢNG CAO TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU TIÊN TIẾN AMREC, SIRIM BHD MALAYSIA VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU, VIỆN KH&CNVN (Fabrication of Nd-Fe-B high performance permanent magnets between AMREC, SIRIM Bhd, Malaysia and IMS, VAST, Vietnam) GS TSKH Nguyễn Xuân Phúc PGS.TSKH Nguyễn Văn Vượng, Viện Khoa học Vật liệu, Viện KH&CNVN Hà Nội, - 2007 Tài liệu viết sở kết thực đề tài khoa học công nghệ hợp tác theo Nghị định thư Việt Nam Malaysia giai đoạn 2005 – 2006 GS.TSKH Nguyễn Xuân Phúc PGS.TSKH Nguyễn Văn Vượng đồng chủ nhiệm Tài liệu sử dụng để bảo vệ hội đồng nghiệm thu cấp sở cấp nhà nước Các số liệu kết có tính quyền thuộc nhóm tác giả quan chủ trì Viện Khoa học Vật liệu Khơng phép chép tài liệu dạng 1 MỤC LỤC Nội dung Trang Mục lục 2 Danh sách người thực phối hợp thực đề tài 3 Tóm tắt 4 Phần báo cáo 4.1 Lời nói đầu 4.2 Nội dung báo cáo 4.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 4.2.2 Lựa chọn đối tượng nghiên cứu 10 4.2.3 Những nội dung thực 10 4.2.3.1 Các kết đề tài cần thực 10 4.2.3.2 Báo cáo chi tiết kết đề tài A Các kết khoa học công nghệ theo nội dung đăng ký A.1 Kết dạng quy trình cơng nghệ A.2 Kết dạng vật liệu A.3 Kết dạng sản phẩm A.4 Kết dạng dây chuyền công nghệ A.5 Kết dạng thiết bị A.6 Kết dạng đào tạo A.7 Kết trao đổi hợp tác cán khoa học B Các kết khoa học cơng nghệ ngồi nội dung đăng ký 11 11 11 27 27 29 30 31 32 33 Báo cáo tài thực nhiệm vụ Nghị định thư 37 Kết luận chung 38 Lời cảm ơn 39 Các phụ lục 40 8.1 Phụ lục 1: Các ấn phẩm khoa học xuất 40 8.2 Phụ lục 2: Sơ đồ trình chế tạo nam châm NdFeB loại thiêu kết 30 - 34 MG.Oe loại kết dính MG.Oe 41 8.3 Phụ lục 3: Ứng dụng nam châm thiêu kết NdFeB chế tạo tiết kiệm xăng phận lơ quay từ tính máy tuyển từ 43 8.4 Phụ lục 4: Tổng kết so sánh kết đăng ký thu nhận 44 Phụ lục văn liên quan đến nhiệm vụ Nghị định thư Việt Nam – Malaysia 45 DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI TT Họ Tên Cơ quan công tác A Chủ nhiệm đề tài GS TSKH Nguyễn Xuân Phúc B Cán tham gia PGS.TSKH Nguyễn Văn Vượng Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Đồng chủ trì đề tài Chủ trì nhánh “chế tạo băng nguội nhanh NdFeB nam châm kết dính sử dụng bột nguội nhanh NdFeB“ Chủ trì thực số nghiên cứu bổ sung Viết báo cáo định kỳ, báo cáo tổng kết TS Đỗ Vương Hồnh Phịng KLQH, Chủ trì nhánh “chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB“ Viện KHVL Viện KHVL KS Vũ Hữu Tường Phòng KLQH, Viện KHVL TS Vũ Văn Hồng Phòng KLQH, Viện KHVL TS Nguyễn Huy Dân TS Trần Lê Hưng Phần công việc tham gia Quản lý toàn đề tài Chủ trì nhánh “chế tạo hợp kim NdFeB“ Tham gia chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB Chủ trì nhánh “chế tạo bột NdFeB phương pháp HDDR nam châm kết dính dùng bột HDDR“ Phịng Từ&Siêu dẫn, Viện KHVL Tham gia nghiên cứu, chế tạo nam châm kết dính NdFeB Đo đạc thông số từ hệ từ trường xung Phòng KLQH, Viện KHVL Phụ trách phần ứng dụng nam châm thiêu kết chế tạo 20 tiết kiệm xăng TS Nguyễn Hồng Quyền Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Phụ trách phần ứng dụng nam châm thiêu kết chế tạo lơ quay từ tính máy tuyển từ TS Lê Cơng Q Phịng KLQH, Tham gia chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB Phân tích hình thái học kính hiển vi kim tương SEM Viện KHVL 10 11 ThS Vũ Hồng Kỳ ThS Đỗ Khánh Tùng Phòng KLQH, Viện KHVL Tham gia nghiên cứu chế tạo nam châm kết dính dùng bột HDDR Tham gia chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB Phòng KLQH, Tham gia chế tạo nam châm thiêu kết Viện KHVL kết dính NdFeB dùng bột HDDR 12 CN Lê Tuấn Minh Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Tham gia nấu hợp kim NdFeB ứng dụng nam châm thiêu kết chế tạo lơ quay từ tính máy tuyển từ 13 ThS Nguyễn Trung Hiếu Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Chế tạo băng nguội nhanh NdFeB nam châm kết dính sử dụng bột nguội nhanh NdFeB Thực số nghiên cứu bổ sung 14 KS Nguyễn Anh Minh Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Chế tạo băng nguội nhanh NdFeB nam châm kết dính sử dụng bột nguội nhanh NdFeB 15 KTV Nguyễn Thanh Tao Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Chế tạo băng nguội nhanh NdFeB nam châm kết dính sử dụng bột nguội nhanh NdFeB 16 KS Trần Đình Anh Dũng Phòng KLQH, Tham gia chế tạo, vận hành dây truyền chế tạo nam châm thiêu kết Viện KHVL 17 KS Trịnh Xuân Trang Phòng CN&UDVLT, Viện KHVL Chế tạo chất kết dính Tham gia giải số vấn đề tài 18 KTV Nguyễn Thu Tần Phịng KLQH, Tham gia chế tạo nam châm thiêu kết nam châm kết dính phương pháp HDDR Viện KHVL TÓM TẮT Trong 10 năm qua Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam thành viên tích cực chương trình Khoa học Vật liệu Khối ASEAN chương trình hợp tác Khoa học Vật liệu thành viên ASEAN đối tác Ấn Độ Một vấn đề quan tâm khn khổ hợp tác nói nghiên cứu phát triển ứng dụng vật liệu từ cứng chứa đất NdFeB Ngoại trừ Ấn Độ, quốc gia đối tác ASEAN có nhiều thành tựu việc tách chiết nguyên tố đất chế tạo vật liệu từ cứng nam châm thiêu kết NdFeB, quốc gia ASEAN Việt Nam Malaysia quan tâm đến hướng nghiên cứu phát triển ứng dụng nam châm vĩnh cửu sở vật liệu từ cứng NdFeB Mối quan tâm chung thống nhà khoa học hai nước lần gặp mặt Hội nghị ASEAN, Hội nghị khoa học Hà Nội - Việt Nam, Hyderabad - Ấn Độ Kuala-Lampur, Malaysia khẳng định gặp mặt lần thứ tiểu ban hợp tác Việt Nam Malaysia Khoa học, Công nghệ Môi trường diễn Putrajaya, Malaysia ngày 18 – 20 tháng 12 năm 2002 Tại nội dung hợp tác khuôn khổ nhiệm vụ Nghị định thư nam châm NdFeB thống ký kết thực Trên sở này, phía đối tác Malaysia triển khai nhiệm vụ từ năm 2004 Phía Việt Nam bắt đẩu triển khai nhiệm vụ từ tháng năm 2005 Nhiệm vụ hợp tác song phương có tên gọi nhiệm vụ Nghị định thư “Chế tạo nam châm vĩnh cửu Nd-Fe-B chất lượng cao“ AMREC, SIRIM Bhd Malaysia Viện Khoa học Vật liệu, Viện KH&CNVN Bản báo cáo trình bày kết hợp tác khoa học công nghệ theo nghị định thư AMREC, SIRIM Bhd Malaysia Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam PHẦN CHÍNH BÁO CÁO 4.1 Lời nói đầu Nam châm chứa đất NdFeB, kể từ đời vào năm 1983 đến nay, vật liệu từ cứng quan tâm đặc biệt Các nhà nghiên cứu khoa học quan tâm nhiều đến vật liệu NdFeB momen nguyên tố Nd vừa lớn, lại bị nhiễu loạn trường tinh thể lại song phương với momen từ nguyên tố Fe, với tác động hỗ trợ nguyên tố B vật liệu có dị hướng tinh thể mạnh Những yếu tố quan trọng giúp cho NdFeB, vật liệu chứa đáng kể thành phần Fe rẻ tiền lại có tính từ cứng tốt thể độ cảm ứng từ dư Br cao trường kháng từ iHc lớn Các nhà cơng nghệ quan tâm tìm kiếm công nghệ chế tạo nam châm NdFeB với thành phần pha vi cấu trúc thích hợp để phát huy từ tính nội nói nhằm mục đích chế tạo sản phẩm nam châm NdFeB chất lượng cao Các kỹ sư dùng nam châm NdFeB chất lượng cao thiết kế mạch từ tối ưu để chế tạo thiết bị có hiệu sử dụng cao Chính lý mà từ năm 1983 đến nay, nam châm NdFeB sản phẩm có tốc độ tăng trưởng bền vững, khoảng 15%/năm Hiện nay, ước tính thị trường loại nam châm có khoảng 20 ngàn tấn/năm, giá thành khoảng 25$/kg (thí dụ cho nam châm NdFeB loại thiêu kết có phẩm chất từ thể thơng qua tham số tích lượng từ cực đại (BH)max=30MG.Oe) Hiện nay, nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu tiếp tục triển khai trung tâm từ học giới nhằm tìm kiếm cơng nghệ để tạo vi cấu trúc thích hợp nhằm làm tăng phẩm chất từ tính sản phẩm nam châm Tại Việt Nam, từ cuối năm 80 đến nay, nhiều trung tâm nghiên cứu vật liệu học, có Viện Khoa học Vật liệu, có quan tâm đặc biệt đến loại vật liệu Giai đoạn tiền nhiệm vụ Nghị định thư đặc trưng nghiên cứu nhằm nâng cao tích lượng (BH)max mà ý đến việc tổ chức thiết lập dây chuyền quy trình cơng nghệ ổn định chế tạo nam châm NdFeB, kể loại thiêu kết kết dính Trong nhiều năm qua vật liệu NdFeB quan tâm đối tượng nghiên cứu chung chương trình Khoa học vật liệu thành viên khối ASEAN, phải kể đến Malaysia, quốc gia có mối quan hệ hợp tác lĩnh vực vật liệu từ với Việt Nam nhiều năm qua Chính lý nêu trên, đồng thời dựa sở thiết bị công nghệ đo đạc trang bị cho khu vực vật liệu từ thuộc Phịng thí nghiệm trọng điểm “Vật liệu linh kiện điện tử“ đặt Viện KHVL, tập thể đề tài đối tác Viện AMREC, SIRIM Bhd, Malaysia đề nghị Bộ Khoa học Công nghệ hai nước phép tiến hành nhiệm vụ theo Nghị định thư hai quốc gia Phía đối tác Malaysia tập trung nghiên cứu lĩnh vực chế tạo nam châm NdFeB loại kết dính từ năm 2004 kết thúc vào cuối năm 2005 Về phía Việt Nam, từ năm 2005 nhiệm vụ thực với nội dung ổn định công nghệ chế tạo hai loại nam châm thiêu kết kết dính NdFeB, thiết lập dây chuyền hoàn chỉnh chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB bước đầu sử dụng nam châm tự chế tạo thay nam châm nhập ngoại số thiết bị có phận phát từ trường Do điều kiện khách quan, việc thực nhiệm vụ hai bên có lệch pha song thực tế nghiên cứu nhà khoa học hai bên tiến hành trao đổi kết kinh nghiệm nghiên cứu nhiều năm nên hợp tác tiến hành thuận lợi Các phần trình bày kết thực nhiệm vụ “Chế tạo nam châm NdFeB chất lượng cao“ theo tinh thần Nghị định thư Viện Khoa học Vật liệu, Việt Nam Viện AMREC, SIRIM Bhd, Malaysia 4.2 Nội dung báo cáo 4.2.1 Tình hình nghiên cứu ngồi nước Tình trạng đề tài: x x (mới khoảng 70%) (kế tiếp khoảng 30%) a) Tình hình giới Vật liệu từ pha đất Nd-Fe-B có moment từ tổng cộng lớn nhờ vào moment từ nội lớn ion Nd3+ định hướng phương với moment từ vốn lớn ion Fe Hơn nữa, với cấu trúc mạng tinh thể dạng tetragonal xây dựng nguyên tố Nd, Fe với trợ giúp nguyên tố B tạo nên tính dị hướng từ tinh thể lớn khiến chúng có trường kháng từ cao Do Nd-Fe-B vật liệu từ cứng có nhiều tính chất từ trội đóng vai trị quan trọng ứng dụng nam châm vĩnh cửu chất lượng cao giới đại ngày Điểm lại lịch sử phát triển vật liệu từ cứng pha đất nói chung chia thành bốn giai đoạn Giai đoạn đầu dành cho vật liệu từ tính họ Sm-Co, chúng bắt đầu phát triển từ năm 1960 Mỹ dùng cho công nghiệp quân Giai đoạn thứ hai bắt đầu phát triển từ năm 1970 tập trung vào vật liệu họ Sm-Co-Cu-FeZr sử dụng đa phần công nghiệp Giai đoạn thứ ba gắn liền với vật liệu Nd-Fe-B nói phát triển thành cơng Mỹ Nhật Bản năm đầu thập kỷ 1980 Trong giai đoạn này, nam châm vĩnh cửu Nd-Fe-B có phẩm chất từ tính cao (đặc trưng giá trị 55 MG.Oe tích lượng từ cực đại (BH)max) giá thành thấp (~1USD/MG.Oe) thực thu hút quan tâm đặc biệt trung tâm nghiên cứu từ học công ty sản xuất kinh doanh vật liệu từ cứng Giai đoạn thứ tư xảy vật liệu từ cứng pha đất đặc trưng tiếp tục tăng trưởng bền vững nam châm Nd-Fe-B dựa tiến khoa học công nghệ Điển hình nghiên cứu chế tạo nam châm tổ hợp hai pha từ cứng, từ mềm sử dụng tương tác trao đổi để tận dụng ưu điểm nội tính chất từ hai pha cải tiến công nghệ tạo sản phẩm nam châm để chúng đạt đặc trưng từ tính vốn có vật liệu từ cứng Bức tranh tổng thể thị trường nam châm Nd-Fe-B khái quát hóa tổng sản lượng hai loại nam châm Nd-Fe-B nói trên tồn giới năm 1990 2,5 ngàn tấn, 1992 ngàn tấn, 1997 ngàn đạt gần 20 ngàn Trong tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm loại thiêu kết 15%, loại kết dính 20% tổng sản phẩm loại kết dính chiếm tới 25% toàn sản phẩm nam châm so với 10% đầu năm 90 Trong suốt trình phát triển từ ngày đầu đến nay, với tốc độ tăng trưởng 15 – 20%/năm bền vững suốt 20 năm qua, với giảm giá thành sản phẩm thương mại từ 100 USD xuống khoảng 25 USD/kg, với kết nâng cao tích lượng từ (BH)max từ khoảng 20-25 lên đến cỡ 55 MG.Oe (85% giá trị lý thuyết), nam châm NdFe-B loại thiêu kết thu hút mối quan tâm nhà nghiên cứu sản xuất Tuy giá trị tích lượng từ loại nam châm kết dính nhỏ loại nam châm thiêu kết nhiều ưu điểm đơn giản cơng đoạn cơng nghệ, khả tạo hình phức tạp xác theo khn, độ già hóa nhỏ nam châm kết dính Nd-Fe-B sử dụng rộng rãi nhiều ứng dụng kể từ ứng dụng vũ trụ đến ứng dụng đời sống hàng ngày Vai trị ứng dụng nam châm kết dính ngày tăng dựa nhu cầu tối thiểu hóa kích thước thiết bị, điều mà chúng chiếm ưu lớn so với loại nam châm thiêu kết b) Vài nét tình hình nghiên cứu chế tạo nam châm NdFeB AMREC, SIRIM Bhd, Malaysia Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng nam châm vĩnh cửu bắt đầu Malaysia khoảng 20 năm gần Việc phát triển ứng dụng nam châm vĩnh cửu dựa vật liệu ferrite dạng sản xuất nhà máy nhỏ Phát triển tiếp tục lĩnh vực lựa chọn sở vật liệu từ cứng chứa đất hiếm, cụ thể hệ NdFeB bắt đầu cách 10 năm SIRIM, trung tâm khoa học công nghệ tiêu chuẩn hóa thiết bị điện tử, quan tâm đặc biệt phát triển loại vật liệu từ cứng Với hỗ trợ kinh phí Bộ Khoa học, Cơng nghệ Môi trường Malaysia, SIRIM trao nhiệm vụ cho Viện AMREC sau đầu tư hạ tầng sở tỉnh Pennang Sự lựa chọn trọng phát triển nam châm NdFeB loại kết dính bắt đầu sau Hội nghị chương trình khoa học vật liệu nước ASEAN Ấn Độ tổ chức Kuala-Lampur vào năm 2000, mà giới việc nghiên cứu nam châm tổ hợp hai pha cứng mềm phát triển mạnh mẽ Nhiều cán có trình độ Viện AMREC lĩnh vực vật liệu từ cử sang Anh để học tập nghiên cứu công nghệ, công nghệ nổ vỡ tái hợp hợp kim NdFeB khí Hydro Một số cán AMREC thường xuyên tham gia Hội THÔNG TIN TỔNG QUAN: 1.1 Tên nhiệm vụ: Tiếng Việt: Chế tạo nam châm vĩnh cửu Nd-Fe-B chất lượng cao Tiếng Anh: Fabrication of high performance Nd-Fe-B magnets 1.2 Thời gian thực (theo hợp đồng): Bắt đầu: 1/2005 Kết thúc: 6/2006 1.3 Đối tác Việt Nam: a Tên quan chủ trì Việt Nam: Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy , Hà Nội, Điện thoại: 04 7564129: Fax: 04 8360705 Website: http://ims.vast.ac.vn b Chủ nhiệm đề tài: Họ tên: Nguyễn Xuân Phúc Học vị: TSKH Học hàm: GS Điện thoại: 04-7561918; Fax: 04-8360750, DĐ: 0912008563 Email: phucnx@ims.vast.ac.vn c Các cán trực tiếp tham gia đề tài: PGS TSKH Nguyễn Văn Vượng : TS Đỗ Vương Hoành TS Trần Lê Hưng TS Vũ Văn Hồng, TS Nguyễn Huy Dân TS Nguyễn Hồng Quyền KS Vũ Hữu Tường ThS Vũ Hồng Kỳ TS Lê Công Quý 10 ThS Đỗ Khánh Tùng 11 CN Lê Tuấn Minh đồng chủ trì thư ký (giai đoạn 1) thư ký (giai đoạn 2) 1.4 Đối tác nước ngoài: a Tên quan đối tác nghiên cứu nước ngoài: Trung tâm nghiên cứu vật liệu tiên tiến AMREC, SIRIM Berhad Lot 34, Jalan Hi – Tech 2/3, Kulim Hi – Tech Park, 09000 Kulim, Kedah Darul Aman b Chủ nhiệm đề tài: Viện trưởng TS Azmi Hj Idris, Chịu trách nhiệm kỹ thuật: TS Patthi Husain Điện thoại: 604 – 4033214 Fax: 604 – 4033224 E-mail: azmi_idris@sirim.my; patthi_husain@sirim.my 1.5 Kinh phí phía Việt Nam: a Tổng kinh phí: - Tổng kinh phí: 900 triệu đồng - Kinh phí hỗ trợ từ ngân sách Nhà nước: 900 triệu đồng b Kinh phí chi: 900 triệu đồng (xem báo cáo tài chính) 1.6 Kinh phí đối tác (ước tính): 100.000 USD MỤC TIÊU, NỘI DUNG NHIỆM VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 2.1 Các nội dung triển khai phía Việt nam: 2.1.a Đề tài trang bị 02 thiết bị công nghệ, máy đập hàm Pex-100x125 công suất 80 kg/mẻ máy nghiền thô DSB φ500x650 công suất ~ 30 - 40 kg/mẻ, góp phần phát triển tiếp kết đầu tư phận vật liệu từ Phịng thí nghiệm trọng điểm “Vật liệu linh kiện điện tử”, tăng cường thêm tiềm lực kỹ thuật cho phận cụ thể hồn thiện dây chuyền cơng nghệ sản xuất nam châm NdFeB loại thiêu kết công suất 10 kg/mẻ 2.1.b Đã ổn định công nghệ chế tạo nam châm vĩnh cửu NdFeB loại thiêu kết loại kết dính có tích lượng từ (BH)max 30 – 34MG.Oe loại thiêu kết MG.Oe loại kết dính 2.1.c Đã sử dụng nam châm NdFeB loại thiêu kết chế tạo tiết kiệm xăng hiệu sử dụng tương đương với sản phẩm loại nhập từ Trung Quốc chế tạo phận lơ quay từ tính, phần cốt lõi máy tuyển từ Ảnh ứng dụng trình bày Phụ lục 2.1.d Đã tiến hành hợp tác trao đổi khoa học nhà khoa học Viện Khoa học Vật liệu Trung tâm nghiên cứu Vật liệu tiên tiến AMREC, SIRIM Berhad Malasyia năm 2005 2006 2.2 Các nội dung hợp tác với đối tác 2.2.a Hợp tác tiến hành số thí nghiệm nghiên cứu phương pháp nổ vỡ tái hợp khí Hydrơ (HDDR) để nghiền mịn hợp kim NdFeB 2.2.b Hợp tác nghiên cứu tính chất từ mẫu nam châm kết dính NdFeB chế tạo AMREC, SIRIM thiết bị BH-graph Viện Khoa học Vật liệu 2.2.c Hợp tác nâng cao trình độ cán nghiên cứu hai bên lĩnh vực vật liệu từ cứng chứa đất 2.3 Sản phẩm, kết đăng ký đề tài 2.3.a Hợp kim NdFeB có thành phần pha thích hợp để chế tạo nam châm thiêu kết, nam châm kết dính sở bột nguội nhanh phun thiết bị ZGK-1 bột phân rã phương pháp HDDR 2.3.b Quy trình cơng nghệ ổn định chế tạo nam châm NdFeB loại thiêu kết, kích thước viên nam châm cỡ 5x4x2.5 cm3, tích lượng từ cực đại (BH)max khoảng 30 – 34 MG.Oe Quy trình cơng nghệ chế tạo nam châm NdFeB loại kết dính đẳng hướng sử dụng bột nguội nhanh có (BH)max cỡ MG.Oe loại kết dính sử dụng bột HDDR có (BH)max cỡ 12 MG.Oe 2.3.c Thiết lập dây chuyền chế tạo nam châm thiêu kết khép kín cơng suất – 10 kg/mẻ 2.3.d 40 kg nam châm NdFeB loại thiêu kết dùng máy tuyển từ, kg bột nguội nhanh kg bột HDDR để chế tạo nam châm kết dính NdFeB dùng cho thiết bị thông tin, 20 thiết bị tiết kiệm xăng, 10 lít chất kết dính 3.e 06 cơng trình khoa học TĨM TẮT VỀ CÁC HOẠT ĐỘNG NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI VÀ SẢN PHẨM ĐÃ THỰC HIỆN ĐƯỢC 3.1 Những nội dung khoa học thực 3.1.1 Nghiên cứu khoa học 3.1.1.a Chế tạo hợp kim NdFeB dùng để chế tạo nam châm vĩnh cửu NdFeB Đã ổn định công nghệ chế tạo hợp kim NdFeB với thành phần pha Nd2Fe14B công suất - 10 kg/mẻ Đã chế tạo 40 kg hợp kim NdFeB sử dụng chúng để chế tạo 30 kg nam châm NdFeB loại thiêu kết, kg bột nguội nhanh NdFeB 1kg bột NdFeB theo phương pháp HDDR (nổ vỡ tái hợp khí Hydro) 3.1.1.b Chế tạo bột nguội nhanh NdFeB dùng để chế tạo nam châm NdFeB loại kết dính đẳng hướng Đã ổn định công nghệ phun bột nguội nhanh NdFeB thiết bị ZGK-1 dùng hợp kim NdFeB chế tạo Viện Khoa học Vật liệu với công suất khoảng 80 g/mẻ Đã chế tạo 1kg bột nguội nhanh có thành phần pha Nd2Fe14B, có kích thước vi hạt vài chục nm Nam châm kết dính chế tạo sở bột nguội nhanh chất kết dính thành phần HTB-1 tự chế tạo đạt chất lượng đăng ký, (BH)max ∼ MG.Oe HTB-1 chất kết dính chuyên dụng chế tạo sử dụng làm chất kết dính bột nguội nhanh tạo thành nam châm kết dính kiểu MQ-1 Ưu điểm nâng cao nhiệt độ làm việc loại nam châm nâng cao tỷ phần thể tích pha từ cứng HTB-1 chất kết dính hữu thành phần nên đơn giản sử dụng, có mạch phân tử dài, có vùng hóa dẻo rộng từ 200 đến 350oC nên tiện lợi việc triển khai cơng nghệ ép nóng viên nam châm nhằm làm tăng tỷ trọng mẫu cải thiện tính chất từ sở gia tăng tương tác trao đổi vi hạt 3.1.1.c Chế tạo bột Nd2Fe14B phương pháp nổ vỡ - tái hợp khí hydro (HDDR) chế tạo nam châm kết dính dùng bột HDDR Đã ổn định công nghệ nghiền hợp kim NdFeB công nghệ HDDR hệ thiết bị tự lắp đặt với công suất 150 - 200 g/mẻ Đã chế tạo 1kg bột HDDR có thành phần pha Nd2Fe14B, kích thước vi hạt vài µm, (BH)max ∼ 7.7 MG.Oe Đã nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian nổ vỡ tái hợp lên tính chất từ để tìm chế độ công nghệ tối ưu 3.1.1.c Chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB Kinh phí đề tài cho phép trang bị thêm thiết bị đập vỡ khối hợp kim thành hạt nhỏ kích thước – mm thiết bị nghiền thô hạt xuống đến 200 – 300 μm với công suất đến 40 kg/h Việc trang bị thêm hai thiết bị nói tạo dây chuyền cơng nghệ khép kín để chế tạo nam châm thiêu kết Đề tài xây dựng hồn chỉnh dây chuyền cơng nghệ (bao gồm thiết bị quy trình cơng nghệ ổn định) quy mơ 10 kg/mẻ loại nam châm Nd-Fe-B thiêu kết chất lượng cao với tích lượng từ cực đại cỡ 30-34 MG.Oe 3.1.2 Triển khai ứng dụng Các nam châm NdFeB loại thiêu kết nói sử dụng chế tạo lô từ máy tuyển từ nằm ngang ECONOMAX – sản phẩm từ hóa tiết kiệm A92 khơng chì cho ơtơ, xe máy Thiết bị tuyển từ Viện Khoa học Vật liệu chế tạo ứng dụng rộng rãi ngành tuyển khống, thiết bị từ hóa tiết kiệm xăng bắt đầu cung cấp cho thị trường nước đăng ký giải pháp hữu ích Việc chế tạo ứng dụng nam châm NdFeB hai thiết bị nói góp phần đưa kết nghiên cứu vào ứng dụng thực tế 3.1.3 Đào tạo Một phần kết thu nhận trình thực nhiệm vụ Nghị định thư cơng bố cơng trình khoa học (xem chi tiết báo cáo chính) Những nghiên cứu phun bột nguội nhanh bột HDDR nội dung luận án Tiến sĩ (đã bảo vệ cấp sở) luận văn tốt nghiệp Đại học: - Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu sinh: Đoàn Minh Thủy Đầu đề luận án: Nghiên cứu ảnh hưởng tham số cơng nghệ lên tính chất từ nam châm kết dính RE-Nd-B Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Vật liệu Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Luận án bảo vệ Hội đồng sở tháng 12/2006 hoàn tất thủ tục Bộ Giáo dục Đào tạo - Luận văn tốt nghiệp Đại học: Sinh viên: Phạm Trí Hùng Đầu đề luận văn: Nghiên cứu chế tạo bột nam châm đẳng hướng NdFeB phương pháp HDDR Bảo vệ: 6/2005 Khoa Vật lý, ĐHKHTN 3.1.4 Trao đổi cán khoa học Tập thể đề tài đón tiếp làm việc với hai chuyên gia Viện AMREC thời gian tuần tháng 8/2005 Mục đích chuyến công tác giúp bên đối tác đo đạc nghiên cứu tính chất từ nam châm kết dính đẳng hướng NdFeB thiết bị từ kế mạch từ kín - BH-Graph mà AMREC khơng có điều kiện trang bị tiến hành số thí nghiệm phân rã bột hợp kim NdFeB thiết bị HDDR Viện Khoa học Vật liệu Kết chuyến công tác giúp cho phía đối tác AMREC có thêm kinh nghiệm việc xây dựng thiết bị HDDR, đảm bảo an tồn tránh cháy nổ khí Hydro bình phản ứng kín nhiệt độ cao đánh giá tính chất từ mẫu nam châm kết dính chế tạo AMREC để cải thiện cơng nghệ Hai chuyên gia AMREC đánh giá cao hiệu chuyến công tác Viện KHVL Một đồn Việt nam cơng tác sang Viện AMREC để trao đổi kinh nghiệm hợp tác tiến hành nghiên cứu hình thái học số mẫu nam châm tổ hợp hai pha cứng mềm dùng kính hiển vi truyền qua (TEM) AMREC xác định nồng độ oxy số mẫu hợp kim quan tâm Trong trình hợp tác, hai hội thảo khoa học công nghệ vật liệu từ NdFeB đồng tổ chức Hội thảo lần thứ tổ chức Viện KHVL ngày 1/4/2005 lần thứ hai AMREC, SIRIM Bhd ngày 16/12/2005 Các chuyên gia hai bên cho hợp tác song phương Việt Nam – Malaysia cần tiếp tục phát triển lĩnh vực nam châm kết dính NdFeB mà thời gian qua hai bên quan tâm 3.2 Các kết khoa học cơng nghệ ngồi nội dung đăng ký Do nhu cầu nảy sinh trình thực nhiệm vụ Nghị định thư, số nội dung nghiên cứu sau tiến hành nhằm bổ sung cho nội dung nghiên cứu đăng ký Dưới xin liệt kê số kết nội dung nghiên cứu (xem chi tiết báo cáo chính): - Nghiên cứu ép gia nhiệt nam châm kết dính - Đề xuất phương pháp xác định tốc độ nguội thiết bị nguội nhanh ZGK-1 - Cải tiến hệ thiết bị phun băng nguội nhanh: chế tạo trống đồng từ trường phun băng từ trường - Ủ băng nguội nhanh từ trường - Nghiên cứu hợp kim đa pha từ, tổ hợp hai pha cứng mềm phương pháp mô phương pháp thực nghiệm nghiền lượng cao phun băng nguội nhanh, thêm ba cơng trình cơng bố KẾT LUẬN Nhiệm vụ Nghị định thư thực từ 5/2005 với dự định ban đầu đến hết tháng 6/2006 Do kinh phí cấp khơng đủ để mua hai thiết bị đập hàm nghiền thô nên năm 2005 tập thể đề tài tập trung bắt đầu nghiên cứu quy trình chế tạo hợp kim, chế tạo chất kết dính băng nguội nhanh Đầu năm 2006, thủ tục mua hai thiết bị nói tiến hành chu đáo nhằm mục đích mua thiết bị thích hợp tính kỹ thuật giá Sau lắp đặt vận hành thử nghiệm vào 6/2006 việc nghiên cứu quy trình ổn định chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB 30 - 34 MG.Oe xúc tiến nhanh chóng Đến cuối năm 2006, nội dung nghiên cứu đăng ký ban đầu hồn thành Phần kinh phí dư hai thiết bị mua với kinh phí thấp dự kiến ban đầu bổ sung cho nghiên cứu số nghiên cứu có nội dung phục vụ cho hướng nghiên cứu chung nhiệm vụ Nghị định thư Các nội dung khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật thực có đóng góp quan trọng vào việc phát triển lĩnh vực từ học Việt Nam, cụ thể: • Đã hoàn thiện dây chuyền chế tạo nam châm thiêu kết NdFeB có tích lượng từ cực đại khoảng 30-34 MG.Oe cơng suất 10 kg/mẻ với quy trình cơng nghệ ổn định • Đã ổn định quy trình cơng nghệ chế tạo nam châm kết dính NdFeB có tích lượng từ cực đại MG.Oe • Đã ổn định hồn tồn quy trình chế tạo hợp kim Nd2Fe14B thích hợp để chế tạo nam châm NdFeB loại thiêu kết 30 – 34 MG.Oe kết dính MG.Oe • Bước đầu triển khai ứng dụng nam châm NdFeB tự chế tạo Những kết nói hoạt động hợp tác khuôn khổ nhiệm vụ Nghị định thư xúc tiến theo lịch trình năm 2005 2006 thông qua việc trao đổi hợp tác cán khoa học hai đối tác Việt Nam, Malaysia trao đổi thường xuyên đồng nghiệp khối ASEAN thúc đẩy chương trình nghiên cứu chung vật liệu từ khối ASEAN ASEAN với nước đối tác có Ấn Độ nâng cao vị nhà khoa học công nghệ Việt nam lĩnh vực vật liệu từ chứa đất Mặc dù gặp vài khó khăn lộ trình cấp kinh phí thời gian tiến hành nghiên cứu cần thiết khơng nhiều thấy với kinh phí cấp với nỗ lực tập thể đề tài nên hoạt động khoa học công nghệ mang lại hiệu rõ rệt, hoàn thành nội dung nghiên cứu đề ra, đồng thời nâng cao tiềm lực nghiên cứu Viện Khoa Học Vật Liệu mở rộng quan hệ hợp tác nước thành viên khối ASEAN Trong thời gian tới, sở kết đạt cần triển khai chế tạo nam châm NdFeB thiết bị ứng dụng nam châm NdFeB mạnh tiếp tục hợp tác lĩnh vực vật liệu từ pha đất khn khổ chương trình vật liệu ASEAN hợp tác khối ASEAN với nước đối tác ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ 5.1 Những vấn đề tồn trình hợp tác với nước ngồi Phương thức hợp tác cần có thay đổi theo chiều hướng để hai đối tác thời gian thực đề tài nghị định thư triển khai nội dung dài hạn thay nghiên cứu đơn lẻ Việc phối hợp phịng thí nghiệm hai bên cho đào tạo sau đại học cần coi trọng 5.2 Kiến nghị giải pháp Nên kéo dài thời gian thực đề tài đến năm Nội dung đào tạo sau đại học cần coi điều kiện đăng ký đề tài Đề tài nghị định thư cần định hướng cho lĩnh vực triển khai ứng dụng mạnh 5.3 Dự kiến nội dung triển khai 5.3.a Trong nước: Cần triển khai chế tạo nam châm NdFeB thiết bị ứng dụng nam châm NdFeB mạnh thời gian tới 5.3.b Hợp tác với đối tác: Tiếp tục hợp tác lĩnh vực vật liệu từ pha đất khn khổ chương trình vật liệu ASEAN hợp tác khối ASEAN với nước đối tác, có Ấn Độ Hà Nội, ngày 27 tháng 11 năm 2007 Chủ nhiệm đề tài Xác nhận Viện KHVL Phụ lục: Một số hình ảnh sản phẩm, thiết bị, ứng dụng trao đổi hợph tác Sản phẩm Các viên nam châm kết dính bột HDDR trộn keo Các băng nguội nhanh nam châm kết dính Các viên nam châm thiêu kết NdFeB thành phẩm Dây chuyền chế tạo nam châm thiêu kết Nguyên liệu đầu vào Nd, Fe, FeB Viên nam châm NdFeB Lần lượt theo hướng mũi tên: Lò tần số (4-10 kg hợp kim); Máy đập hàm Pex100x125 (80 kg/h); Máy nghiền thô DSB φ500x650 (30kg/mẻ); Máy nghiền tinh Jet Milling QLM-260 (50kg/mẻ); Máy ép định hướng (từ trường 2T); Máy ép đẳng tĩnh (áp suất 25MPa); Máy thiêu kết chân không nguội nhanh RVS-15G (15 kg/mẻ) 10 Sản phẩm ứng dụng vào thực tế Nam châm thiêu kết NdFeB ứng dụng chế tạo nguồn phát từ trường tác động lên dòng chảy xăng tiết kiệm xăng (ảnh trên) chế tạo lơ từ tính máy tuyển từ (ảnh dưới) 11 Hợp tác trao đổi Viện Khoa Học Vật Liệu đón đồn cán khoa học AMREC sang cơng tác tháng 4/2005 Đồn cán khoa học AMREC tham quan thiết bị lò trung tần nấu hợp kim NdFeB 12 Đoàn cán khoa học AMREC trao đổi kinh nghiệm làm việc máy nghiền siêu mịn Cán Viện KHVL AMREC trao đổi kinh nghiệm phun băng nguội nhanh 13 Hội thảo vật liệu từ cán khoa học Viện KHVL ẢMEC tổ chức 4/2005 Hà Nội Các nhà khoa học Việt Nam sang công tác AMREC/SIRIM tháng 12/2005 14 Thảo luận nhà khoa học Viện HKVL AMREC Kuala – Lampur Ảnh phịng thí nghiệm vật liệu từ AMREC 15 ... thống kê kết nghiên cứu nhiệm vụ nghị định thư: CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU Nd-Fe-B CHẤT LƯỢNG CAO TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU TIÊN TIẾN AMREC, SIRIM BHD, MALAYSIA VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU, VIỆN KHCNVN... giá chất lượng nam châm Nam châm thiêu kết NdFeB có tích lượng từ (BH)max ~ 30 MG.Oe chế tạo ổn định dây chuyền công nghệ chế tạo vật liệu từ cứng nam châm vĩnh cửu Viện Khoa học Vật liệu Ảnh nam. .. VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC VẬT LIỆU 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật nhiệm vụ nghị định thư: CHẾ TẠO NAM CHÂM VĨNH CỬU