Сучасна електрометалургія, 2014, №03



2014 №03 (06)

2014 №03 (08)

---

Современная электрометаллургия, 2014, #3, 40-44 pages  

МАГНИТЫ Nd-Fe-B С НАНОРАЗМЕРНОЙ СТРУКТУРОЙ

В. А. Шаповалов, И. В. Шейко, Ю. А. Никитенко, В. В. Якуша, В. В. Степаненко

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
 
Abstract
Анализ существующих постоянных магнитов показал эффективность и перспективность применения магнитов на основе сплава Nd-Fe-B. Для получения максимальных значений магнитных свойств структуре магнита необходимо придать нанокристаллическое строение, которое можно получить как при твердом состоянии, так и при сверхбыстрой закалке из расплава. Рассмотрены современные технологии получения микрокристаллической структуры в объеме сплава Nd-Fe-B: способ циклического гидрирования-дегидрирования HDDR (hydrogenation disproportionation desorption recombination Е гидрирование, диспропорционирование, десорбция, рекомбинация); механическое измельчение в мельницах с образованием нанопорошков заданной фазы; сверхбыстрая закалка из жидкого состояния с получением лент и чешуек. Показано, что большую перспективу имеют способы сверхбыстрой закалки расплава из жидкого состояния, которые обусловлены высокими значениями производительности и магнитных свойств. Наличие аморфной структуры делает этот вид материалов более технологичным, поскольку позволяет в процессе спекания и отжига получать магнит с заданным размером зерна. Еще одним преимуществом быстрозакаленных сплавов, полученных из жидкого состояния, является однородность и гомогенность расплава. Однако высокий уровень химической активности компонентов сплава и многостадийность обработки являются причинами загрязнения и снижения магнитных свойств конечного продукта. Проблема загрязнения расплава при сверхбыстрой закалке может быть решена с помощью разработанной в Институте электросварки им. Е. О. Патона технологии диспергирования расплава при индукционной плавке в секционном кристаллизаторе. Она позволяет получать высокочистые прецизионные сплавы в аморфном и микрокристаллическом состоянии в виде чешуек. Библиогр. 16, табл. 1, ил. 5.
 
 
Keywords: постоянные магниты и магнитопласты; измельчение структуры; микрокристаллическое строение; способ HDDR; механическое измельчение; сверхбыстрая закалка
 
 
Received:                02.04.14
Published:               30.07.14
 
 
References
1. Gutfleisch O. Controlling the properties of high energy density permanent magnetic materials by different processing routes // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2000. - 33. - P. 157-172.
2. Giant magnetocaloric effect driven by structural transitions/ Jian Liu, Tino Gottschall, Konstantin P. Skokov et al. // Nature materials. - 2012. Е 11. - P. 620-626.
3. Effect of titanium substitution on magnetic properties and microstructure of nanocrystalline monophase NdДFeДB magnets / Wang Cong, Guo Zhi Meng, Sui Yan Li et al. // J. of Nanomaterials. - 2012. - Article ID 425028. - P. 5.
4. Raghavan V. B-Fe-Nd (boron-iron-neodymium) // J. of Phase Equilibria and Diffusion. - 2013. - 34, № 2. - P. 124-128.
5. Weickhmann M. Nd-Fe-B magnets, properties and applications. 13.03.09. http://www.vacuumschmelze.com/fileadmin/documents/pdf/fipublikationen/2009/NdFeB_Mag- nets.
6. Рентгеновские и металлографические исследования фазовых превращений в ходе Solid-ГДДР в ферромагнитном сплаве системы дидим-железо-бор / И. И. Булык, В.В.Панасюк, А. М. Тростянчин и др. // Современ. электрометаллургия. - 2004. - № 3. - С. 42-45.
7. Effect of the disproportionation and recombination stages of the HDDR process on the inducement of anisotropy in NdДFeДB magnets / S. Sugimoto, H. Nakamura, K. Kato et al.// J. of Alloys and Compounds. Е 1999. - № 293-295. - P. 862-867.
8. Harris R., Williams A. J. Rare earth magnets // Materials World. - 1999. - 7, № 8. - P. 478-81.
9. Pat. US 7,922,832 B2, USA. Int. Cl. H01F 1/057. Method for preparing permanent magnet material / H. Nakamura, T. Minowa. - Publ. 04.12.2011.
10. Chen Z., Mille D., Herchenroeder J. High performance nanostructured NdДFeДB fine powder prepared by melt spinning and jet milling // J. of Applied Physics. Е 2010. Е 107, is. 9. - P. 09A730-09A730-3.
11. Magnetocaloric effect in nanostructured Pr2Fe17 and Nd2Fe17 synthesized by high-energy ball-milling / P. Alvarez, J.Sanchez-Marcos, J. L. Sanchez Llamazares et al. // 4th Czech and Slovak Conference on Magnetism (Kosice, Slovakia, July 6Д9, 2010) // Acta Physica Polonical. - 2010. - 118, № 5. - P. 867-869.
12. Nd-Fe-B-based anisotropic nanocrystalline hard magnetic alloys / Huy Dan Nguyen, Hai Yen Nguyen, Thi Thanh Pham et al. // Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. - 2012. - 3, № 1. - P. 6.
13. Structural and magnetic studies of the nanocrystalline NdДFeДBДNb alloy ribbons / M. Szwaja, K. Pawlik, P. Pawlik et al. // EPJ Web of conf. - 2013. - P. 06003.
14. Structure and size-dependent properties of NdДFeДB nanoparticles and textured nano-flakes prepared from nanocrystalline ribbons / K. P. Su, Z. W. Liu, D. C. Zeng et al.// J. Phys. D: Appl. Phys. - 2013. - 46. - P. 245003.
15. Шаповалов В. А., Шейко И. В., Никитенко Ю. А. Получение быстрозакаленных сплавов способом диспергирования при ИПСК // Современ. электрометаллургия. - 2009. - № 3. - С. 32-35.
16. Корягин С. В., Бякова А. В., Мильман Ю. В. Магнитотвердые нанокристаллические сплавы Nd-Fe-B с низким содержанием неодима // Вопросы материаловедения. - 2008. - 54, № 2. - С. 122-131.