Sơ đồ khối của công nghệ nguội nhanhđược mô tả trên hình 2.3. Trong luận văn này, băng nguội nhanh được tạo bằng thiết bị ZKG-1 (hình 2.4) đặt
tại Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Vận tốc
dài của trống quay trong thiết bị có thể thay đổi từ 5 đến 48 m/s. Khối lượng
hợp kim tối đa mỗi lần phun là 100 g. Mức chân không của trạng thái khi làm việc cỡ 6,6.10-2
Pa.
Đặt tiền hợp kim vào trong ống thạch anh có đường kính đầu vòi khoảng 0,5 đến 1 mm và được đặt gần sát bề mặt trống đồng. Hợp kim được làm nóng chảy bằng dòng cảm ứng cao tần. Hợp kim sau khi nóng chảy được
nén bởi áp lực của dòng khí trơ Ar và chảy qua khe vòi, phun lên mặt trống đồng đang quay. Giọt hợp kim được giàn mỏng và bám lên mặt trống đồng
trong thời gian Δt ≈ 103¸102
s, trong khoảng thời gian này nhiệt độ hợp kim
giảm từ nhiệt độ nóng chảy xuống nhiệt độ phòng (ΔT ≈ 103
K). Tốc độ nguội R được tính theo công thức:
R = ΔT/ Δt (2.1) Tức là tốc độ làm nguội R khoảng 10-6 ¸ 10-5
K/s
Hình 2.4. a) Thiết bị phun băng nguội nhanh: 1. Bơm hút chân không, 2. Buồng mẫu, 3. Nguồn phát cao tần.
b) Bên trong buồng tạo băng: 4. Trống quay, 5. Vòng cao tần, 6. Ống thạch
anh.
Tốc độ làm nguội của hợp kim được thay đổi bằng cách điều chỉnh tốc độ quay của trống đồng. Hợp kim lỏng bị đông cứng lại khi tiếp xúc với trống
đồng, sau đó văng khỏi mặt trống. Nếu tốc độ làm nguội lớn, tức là tốc độ
quay của trống đủ lớn, các mẫu băng thu được sẽ có cấu trúc VĐH hoàn toàn. Nếu tốc độ quay của trống không đủ nhanh thì các mẫu sẽ bị kết tinh một
phần.
Một số lưu ý khi thực nghiệm. Buồng tạo băng phải được vệ sinh sạch
sẽ trước khi phun băng. Tiền hợp kim được đánh sạch xỉ trước khi cho vào
ống thạch anh (đã được làm sạch bằng aceton hoặc cồn) có đầu vòi đường
kính khoảng 1 mm. Khoảng cách giữa đầu vòi và mặt trống quay là một yếu
tố ảnh hưởng đến độ dày, độ rộng của băng do đó ảnh hưởng lên tính chất của băng nguội nhanh, thường khoảng cách này được chọn trong khoảng 1-10
mm. Để hợp kim nóng chảy có thể phun lên mặt trống đồng cần phải đẩy
1 2 3 (a) (b) 4 5 6
bằng dòng khí trơ từ phía sau ống, do đó phải chú ý đóng mở van xả khí này trong quá trình hút chân không và bơm khí trơ vào chuông để tránh không khí
còn trong ống dẫn. Tùy thuộc vào tốc độ quay của trống và loại vật liệu, băng
nguội nhanh có độ dày từ 20 mm đến 60 mm, chiều rộng cỡ vài mm. Đối với
hợp kim Nd-Fe-B do tính giòn vốn có khi tốc độ trống quay cao đôi khi sản
phẩm không có dạng băng mà là dạng mảnh.
2.1.3. Chế tạo hợp kim bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao Máy nghiền năng lượng cao được sử dụng để chế tạo các mẫu hợp kim