Luận án Nâng cao lực kháng từ của hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr

Tên luận án:

NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr

Ngành:

Vật liệu điện tử

Mã số: 9.44.01.23

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu giải pháp nâng cao lực kháng từ cho nam châm thiêu kết Nd-Fe-B và hợp kim từ cứng nền Co-Zr, nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng của chúng trong các thiết bị yêu cầu nhiệt độ hoạt động cao. Nam châm Nd-Fe-B hiện đại có tích năng lượng từ cực đại cao, nhưng lực kháng từ (Hc) suy giảm nhanh khi nhiệt độ tăng, hạn chế ứng dụng dưới 100°C trong khi nhiều thiết bị như động cơ, máy phát điện hoạt động ở khoảng 200°C. Phương pháp phổ biến để tăng Hc là thay thế một phần Nd bằng Dy nhằm tăng dị hướng từ tinh thể, tuy nhiên Dy hiếm và đắt đỏ.

Luận án đề xuất hai hướng nghiên cứu chính: bổ sung các nguyên tố khác vào thành phần hợp kim Nd-Fe-B hoặc thay đổi điều kiện công nghệ; và tìm kiếm vật liệu từ cứng mới không chứa đất hiếm do các nguyên tố đất hiếm ngày càng cạn kiệt và gây ảnh hưởng môi trường. Hợp kim nền Co-Zr được đánh giá là ứng cử viên tiềm năng với hằng số dị hướng từ tinh thể lớn, từ độ bão hòa và nhiệt độ Curie cao, cùng khả năng chống ăn mòn tốt.

Các đối tượng nghiên cứu bao gồm hợp kim từ cứng Nd-Fe-B có pha thêm các hợp kim kích thước nanomet và micromet vào biên hạt (như Nd-Al, Nd-Cu-Al, Dy-Nd-Al, Dy-Nd-Pr-Al-Cu) và hợp kim từ cứng không chứa đất hiếm nền Co-Zr, Co-Zr-B, Co-Zr-(Ti, Si, Nb, Al)-B. Mục tiêu là tăng cường lực kháng từ của cả hai loại vật liệu để ứng dụng trong các lĩnh vực đặc biệt và thực tế.

Kết quả nghiên cứu đã chế tạo và khảo sát ảnh hưởng của các hợp chất pha thêm lên cấu trúc và tính chất từ của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B. Luận án đã chế tạo được nam châm Nd-Fe-B với Hc cỡ 30,5 kOe và (BH)max cỡ 30,8 MGOe, đáp ứng yêu cầu cho thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao. Đặc biệt, việc pha thêm 7% khối lượng bột hợp chất Dy30Nd17Pr3Al40Cu10 kích thước micromet đã tăng cường đáng kể lực kháng từ, trong khi giảm hàm lượng Dy khoảng 60% so với phương pháp pha tạp Dy thông thường. Đối với hợp kim Co-Zr, các băng hợp kim không chứa đất hiếm đã được chế tạo bằng phương pháp phun băng nguội nhanh và khảo sát ảnh hưởng của các nguyên tố pha tạp (B, Ti, Si, Nb, Al) cùng các chế độ ủ nhiệt. Lực kháng từ đã được tăng cường đáng kể, đạt 4,5 kOe (tăng 88%) cho mẫu pha tạp Si ủ ở 650°C, và tích năng lượng cực đại (BH)max đạt trên 3,5 MGOe cho một số mẫu tiêu biểu.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

• CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr

• CHƯƠNG 2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM

• CHƯƠNG 3. NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA NAM CHÂM THIÊU KẾT Nd-Fe-B BẰNG CÁCH PHA TẠP VÀO BIÊN HẠT

• CHƯƠNG 4. NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Co-Zr BẰNG CÁCH PHA TẠP VÀ THAY ĐỔI ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ

• KẾT LUẬN CHUNG

• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ