1. Lý do chọn đề tài
1.2.4. Hệ hơp kim Co80-xZr18Crx B2 (x = 0, 2 ,3 và 4)
Hình 1.27 là phổ nhiễu xạ tia X của băng hợp kim Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4). Các đỉnh nhiễu xạ của tất cả bốn mẫu chỉ duy nhất là pha Co11Zr2, phù hợp với báo cáo của Ivanova và các cộng sự [8]. Ở hình 1.28, hiển thị đƣờng cong từ
Hình 1.26. Ảnh SEM của mẫu băng (a) Co80Zr18B2, (b) Co80Zr15Ti3B2 và (c) Co80Zr14Ti4B2 [27].
20
nhiệt của các mẫu. Với mỗi mẫu, trên đƣờng cong từ nhiệt chỉ cho thấy một quá trình chuyển đổi pha từ tƣơng ứng với Tc của Co11Zr2. Điều này khẳng định, băng Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4) là đơn pha từ. Do đó sự bổ sung của Cr không làm thay đổi thành phần pha của Co80Zr18B2.
Hình 1.29 hiển thị từ độ ở từ trƣờng 20 kOe σ20, từ độ dƣ σr và lực kháng từ
iHc của băng Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4). Với x = 0 thì σ20 = 65 emu/g, σr = 43,5 emu/g và iHc = 3,1 kOe. Việc thay thế của Cr không có tác dụng nhiều đến tính chất từ. Có thể thấy rằng σ20 và σr giảm với sự thay thế của Cr. Tuy nhiên, iHc tăng từ 3,1 kOe với x = 0 đến 5,3 kOe ứng với x = 3 và sau đó lại giảm khi nồng độ Cr tăng hơn nữa. Để có đƣợc lực kháng từ cao hơn, băng hợp kim Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4) đƣợc ủ từ 500oC - 700oC trong 2 phút. Hình 1.30 hiển thị sự phụ thuộc của lực kháng từ iHc vào nhiệt độ ủ. Kết quả cho thấy, lực kháng từ iHc ở 4 mẫu trên đều có một quy luật giống nhau, đầu tiên tăng đến một giá trị cực đại sau khi có nhiệt thích hợp và sau đó giảm dần khi nhiệt độ ủ tăng hơn nữa. Giá trị cực đại của lực kháng từ iHc là 7,0 kOe với x = 3 sau khi ủở 550oC. So sánh với giá trị cao nhất iHc là 5,1 kOe đã từng thu đƣợc trong Co80Zr18B2 [23], iHc tăng 37,2%. Điều này cho thấy rằng sự bổ sung thích hợp của Cr trong hợp kim Co80Zr18B2 có thể cải thiện lực kháng từ rất lớn.
Hình 1.27. Phổ XRD của mẫu băng Co80-xZr18CrxB2(x = 0, 2, 3 và 4) [25].
Hình 1.28. Đƣờng cong từ nhiệt của băng Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4) [25].
21
Hình 1.31 cho thấy phổ nhiễu xạ tia X và đƣờng cong nhiệt từ của mẫu với x = 3 khi ủở 550oC và 700oC. Nhƣ thể hiện ở hình 1.31 (a) và (c), cả 2 kết quả cho thấy rằng mẫu băng vẫn chỉ có pha Co11Zr2 sau khi đƣợc ủ ở 550oC. Đối với băng đƣợc ủ ở 700oC, tỷ phần của pha từ mềm Co23Zr6 và fcc-Co tăng, tỷ phần pha từ cứng Co11Zr2 giảm. Do vậy, sự hình thành của pha Co23Zr6 và fcc-Co là do sự phân hủy của pha Co11Zr2ở 700oC.
Hình 1.32 cho thấy ảnh hiển vi điện tử quét SEM của mẫu với x = 3. Mẫu băng bao gồm những hạt với kích thƣớc trung bình khoảng 300 - 350 nm. Khi nhiệt
Hình 1.29. Tính chất từ của mẫu băng Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4) [25].
Hình 1.30. Sự thay đổi lực kháng từ theo nhiệt độ ủ [25].
Hình 1.31. Phổ XRD và đƣờng cong từ nhiệt của mẫu với x = 3 đƣợc ủở 550oC và 700oC [25].
22
độ tăng hơn nữa các hạt thậm chỉ trở nên lớn hơn và kích thƣớc trung bình của chúng từ1 đến 1,5 m.
Hình 1.33 là các đƣờng cong từ trễ của mẫu băng với x = 3 (a) khi chƣa ủ đƣợc so sánh với các mẫu ủở 550oC (b) và 700oC (c). Đƣờng cong từ trễ của mẫu băng trơn đều và biểu thị đặc tính trạng thái của một pha cứng. Với mẫu đƣợc ủ ở 550oC cho giá trị lực kháng từ cao nhất.
Hình 1.34 cho thấy phổ nhiễu xạ tia X của mẫu băng Co80-xZr18CrxB2 (x = 0, 2, 3 và 4) với (a) x = 0 ủở 600oC, (b) x = 2 ủở 600oC và (c) x = 4 đƣợc ủở 650oC. Với x = 0, mẫu chủ yếu bao gồm pha từ cứng Co11Zr2 và một số ít các pha từ mềm
Hình 1.32. Ảnh SEM của mẫu băng Co77Zr18Cr3B2 khi chƣa ủ và ủ ở 550oC và 700oC [25].
Hình 1.33. Đƣờng cong từ trễ của mẫu băng Co77Zr18Cr3B2 khi chƣa ủ (a) và ủ ở 550oC (b) và 700oC (c) [25].
23
fcc-Co và Co23Zr6. Trong trƣờng hợp mẫu băng chứa Cr, cả hai mẫu đều bao gồm đơn pha từ cứng Co11Zr2, nó hoàn toàn giống với thành phần pha của mẫu băng với x = 3 đƣợc ủở 550oC. Lực kháng từ của mẫu với x = 3 bắt nguồn từ kích thƣớc hạt phù hợp của Co11Zr2. Do đó, đối với hai mẫu chứa Cr, việc xử lí nhiệt phù hợp dẫn đến kích thƣớc hạt cũng tăng đối với kích thƣớc giới hạn dẫn đến lực kháng từ cao.