Влияние зернограничного фазового перехода смачивания границ зерен на микроструктуру редкоземельных постоянных магнитов на основе сплавов системы Nd-Fe-B
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?аблюдается высокая начальная магнитная проницаемость и сильная зависимость коэрцитивной силы Hc от намагничивающего поля. Высокую начальную проницаемость связывают с высокой подвижностью границ доменов при намагничивании. Увеличение намагничивающего поля уменьшает объем доменов обратной намагниченности, и в поле, равном полю анизотропии, домены обратной намагниченности должны полностью иiезнуть.
Эти факты позволяют iитать, что перемагничивание спеченных магнитов контролируется зарождением доменов обратной намагниченности. В этом случае получение бездефектной структуры после спекания и термообработки должно повышать коэрцитивную силу.
Температура отжигаМикроструктура. Отжиг: 1100С Отжиг: 1000С . Отжиг: 900С Отжиг: 800С Отжиг: 700С
С другой стороны, при этом механизме перемагничивания должно существовать линейное соотношение между коэрцитивной силой Нс и величиной 2к1/Is, изменяющимися с температурой. Такое линейное соотношение экспериментально не наблюдается, что говорит о неприменимости простого механизма зарождения доменов обратной намагниченности. В этом случае появление мелкодисперсных частиц других фаз при термической обработке должно приводить к усилению закрепления ДГ и увеличению коэрцитивной силы Нс. Таким образом, механизм перемагничивания спеченных постоянных магнитов из сплавов Nd-Fe-B требует своего дополнительного изучения.
Вообще коэрцитивная сила увеличивается при уменьшении размера зерна магнитотвердой фазы. Увеличение коэрцитивной силы, например, происходит в связи с тем, что жидкая фаза, обогащенная неодимом, предотвращает рост кристалла во время спекания. Такие ферромагнитные фазы, как a-Fe и другие фазы, обогащенные Fe, значительно уменьшают коэрцитивную силу, потому что они являются местом образования зародышей обратных доменов.
Методами оптической микроскопии была исследована микроструктура магнитов в различных состояниях. В частности, было установлено, что образцы постоянных магнитов состояли из фазы Nd2Fe14B, межзеренных областей, обогащенных неодимом.
Рисунок 12 - Зависимость доли смоченных границ от температуры отжига сплава Nd16Fe7B.
Для количественного анализа был проведен подiет доли смоченных границ. При подiете установлено, что доля смоченных границ при изменении температуры отжига от образца к образцу уменьшается с понижением температуры отжига, как показано на рисунке 12. Это показывает, что независимо от термической обработки, доля смоченных границ изменяется несущественно. Был также проведен анализ микроструктур сталей с легирующими элементами [34-40], анализируя полученные точки, можно сделать вывод, что легирующие компоненты не повышают долю смоченных границ.
В ходе исследования стали Fe12Сr0.2С, используемая для изготовления инструментов и различных деталей для работы в агрессивных средах, например, медицинских инструментов, карбюраторных игл, труб для атомных электростанций, выявили, что при высоких температурах отжига наблюдаются в пограничных зонах зерен карбидов хрома M23C6, М7С3 и обеднению в связи с этим указанных зон хрома ниже двенадцати процентного предела; это вызывает снижение электрохимического потенциала пограничных участков аустенитного зерна и их растворение в коррозионной среде. На рисунке 13 показаны различные карбиды хрома на фазовой диаграмме Fe-Cr-C при 1000С.
Рисунок 13 - Фазовая диаграмма системы Fe-Cr-C при Т = 1000С.
Таблица 2 - Микроструктуры образцов сплава Fe-12% Cr-0.2% C
Температура и время отжигаМикроструктураТ = 850С, 720 ч Т=800С, 2440 ч Т = 650С, 1940 ч Т = 600С, 2400 ч
В интервале температур от 650 до 700С наблюдается неполное смачивание на границах зерен, как видно из таблицы 2. При достаточно большом количестве второй фазы возможно, что будет наблюдаться полное смачивание, то есть будет образовываться сплошная прослойка второй фазы.
Итак, в результате анализа снимков, полученных оптической микроскопией, вопрос о наблюдении фазового перехода смачивания решен, но пока еще тяжело говорить, что именно располагается по границам зерен феррита, карбиды ли это? Для ответа на этот вопрос, образцы должны исследововаться при помощи просвечивающей электронной микроскопии.
Выводы
)В системе Fe-Cr при длительных высокотемпературных отжигах наблюдаются цепочки частиц (по всей вероятности - карбидов) на границах зерен в феррите при 650 и 700С.
2)При температурах выше и ниже 650 и 700iастицы карбидов крупные и расположены не на границах зерен, то есть условия смачивания границ ухудшаются.
)В зависимости от температуры отжига наблюдаются различные карбиды;
)При различных температурах отжига наблюдалось явление смачивания в сплавах на основе системы Fe-Nd-B.
)По границам зерен Nd2Fe14B располагается фаза богатая неодимом, обеспечивающая изоляцию магнитных зерен.
)Доля смоченных границ уменьшается с понижением температуры отжига.
Список использованных источников
1.Cahn J.W. Wetting transitions on surface // J. Chem. Phys. - 1977. - Vol.66. - P.3667 - 3679.
2.Dietrich S. Phase Transitions and Critical Phenomena. - London: Academic Press. - Vol.12. - P.1 - 218. - 1988
.De Gennes P.G. Wetting: statics and dynamics // Rev. Mod. Phys. - 1985. - Vol.57. - № 3. - pt 1. - P.827 - 863. (Есть перевод: де Жен П.Ж. Смачивание: статика и динамика // УФН 1987. - Т.151. - № 4. - С.619 - 681.)
4.Jasnov D. Phase transitions on surfaces // Rep. Prog. Phys. - 1984. - Vol.47. - № 8. - P.1059 - 1070.
5.Kellay H., Bonn D., Meunier J. Prewetting in a binary liquid mixture // Phys. Rev. Lett. - 1993. - Vol.71. - № 16. - P.2607 - 2610.
6.Schmidt J.W., Moldover M.R. First-order wetting