Свойства постоянных магнитов системы Nd–Fe–B, легированной Cu, Ti, C, полученных порошковым методом или спеканием плёнок в условиях высокого давления

Г. П. Брехаря$^{1}$, Е. А. Харитонова$^{2}$, Т. В. Гуляева$^{3}$

$^1$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
$^2$Днепродзержинский государственный технический университет, ул. Днепростроевская, 2, 51918 Днепродзержинск, Украина
$^3$Запорожский национальный технический университет, ул. Жуковского, 64, 69063 Запорожье, Украина

Получена: 25.02.2014. Скачать: PDF

В обзоре приведён ряд исследований, изучающих влияние легирующих элементов Cu, Ti и C на структуру и свойства постоянных магнитов Nd–Fe–B, полученных как порошковым методом, так и компактированием продуктов закалки из жидкого состояния. Медь от 1 до 4 ат.% вводилась в сплав Nd$_{16}$Fe$_{76-х}$B$_8$Cu$_х$ ($х = 1–4$ ат.%). Коэрцитивная сила $H_{ci}$ и потокосцепление $W$ магнитов при увеличении содержания меди до 2 ат.% возрастают ($H_{ci}$ — до 1260 кА/м, $W$ — до 58,9 мВб); вместе с тем $B_r$ снижается от 1,25 Тл до 1,15 Тл. Порошки Cu, Ti и C смешивали с порошками сплава Fe$_{76}$Nd$_{16}$B$_8$: 0,1–0,2 ат.% углерода, 1,3 ат.% титана, 0,13 ат.% меди. После спекания при температуре 1373 К и отжига при 923 К были получены анизотропные магниты с $H_{ci}$ от 1260 кА/м до 1465 кА/м. Далее сплавы Nd$_{15,2}$Fe$_{75,4-х}$C$_х$B$_{6,7}$Cu$_{1,3}$Ті$_{1,3}$ ($х = 0,1–1,0$ ат.%) подвергались закалке из жидкого состояния. Полученные чешуйки содержат аморфную фазу, фазы Nd$_2$Fe$_{14}$В и NdCu$_2$. Магнитопласты, изготовленные с использованием чешуек, обладают $H_{ci}$ до 1400 кА/м при $B_r = 0,5$ Тл. Исследовали влияние внешнего давления при спекании на свойства компактов. Чешуйки помещали в пресс-форму, сжимали под прессом ($0,5–12$ МПа). За счёт разницы коэффициентов линейного расширения болтов и пресс-формы создавалось давление на образец, которое может достигать 0,9 ГПа при спекании. Установлено, что снижение температуры спекания от 1323 К до 1013 К приводит к образованию наноразмерных (< 0,05 мкм) частиц фазы NdCu$_2$, которые тормозят смещение границ доменов, и при этом $H_{ci}$ компактов возрастает от 200 до 1350 кА/м.

Ключевые слова: микроструктура, спечённый компакт, коэрцитивная сила, остаточная индукция, механическое напряжение.

PACS: 61.72.-y, 75.50.Vv, 75.50.Ww, 75.60.-d, 81.20.Ev, 81.40.Rs, 81.70.Jb

Citation: G. P. Brekharya, O. A. Kharitonova, and T. V. Gulyayeva, Properties of Permanent Magnets of the Nd–Fe–B System Alloyed with Cu, Ti, C, Which Are Obtained by a Powder Method or Sintering of Films in High-Pressure Conditions, Usp. Fiz. Met., 15, No. 1: 35—53 (2014) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.15.01.035


Цитированная литература (18)  
  1. Г. П. Брехаря, В. В. Савин, А. М. Бовда, В. А. Бовда, Л. В. Онищенко, Е. А. Харитонова, В. В. Выставкина, А. П. Шпак, Металлофиз. новейшие технол., 28, № 3: 383 (2006).
  2. G. Brekharya, V. Savin, A. Bovda, V. Bovda, and E. Kharitonova, 18th Workshop on High Performance Magnets & Their Applications (HPMA’04) (Annecy, France, 2004), vol. 1, р. 167.
  3. G. Brekharya, E. Kharitonova, A. Bovda, and V. Bovda, Proceedings of the 21st of the Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and Their Application (Bled, Slovenia, 2010), p. 236.
  4. Г. П. Брехаря, Т. В. Гуляєва, О. А. Харитонова, Т. І. Прибора, Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні, № 1: 23 (2013).
  5. Г. П. Брехаря, О. А. Харитонова, В. В. Виставкіна, Вісник Львівського університету, 39: 127 (2006).
  6. R. S. Mottram, A. J. Williams, and I. R. Harris, J. Magn. and Magn. Mater., 234: 80 (2001). Crossref
  7. Г. П. Брехаря, Е. А. Харитонова, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 3: 367 (2013).
  8. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник (ред. Н. П. Лякишев) (Москва: Машиностроение: 1996), т. 1; idem (Москва: Машиностроение: 1997), т. 2; idem (Москва: Машиностроение: 2000), т. 3.
  9. А. Г. Савченко, В. П. Менушенков, А. С. Лилеев, Металлы, № 1: 108 (1996).
  10. Справочник по авиационным материалам (Москва: ВИАМ: 1965), т. 1.
  11. Л. Ф. Верещагин, Твердое тело при высоком давлении (Москва: Наука: 1981).
  12. K. H. J. Buschow, New Permanent Magnet Materials (Amsterdam: North-Holland: 1986). Crossref
  13. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  14. Г. П. Брехаря, Т. В. Гуляєва, Т. В. Калниш, Вісник Дніпропетровського університету, сер. Фізика. Радіоелектроніка. Вип. 17, 18, № 2,: 92 (2010).
  15. М. Хансен, К. Андерко, Структуры двойных сплавов (Москва: Металлургиздат: 1962), т. 2.
  16. И. С. Мирошниченко, Закалка из жидкого состояния (Москва: Металлургия: 1982).
  17. П. Шьюмон, Дифузия в твердых телах (Москва: Металлургия: 1966).
  18. А. Е. Дуров, А. Е. Майер, Вестник Челябинского государственного университета. Физика. Вып. 12, № 39 (254): 48 (2011).
Цитируется (2)
  1. O. I. Mitsek and V. M. Pushkar, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 37, 433 (2016).
  2. O. I. Mitsek and V. M. Pushkar, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 39, 425 (2017).