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
границы зерен в a-фазе saa будет меньше энергии двух межфазных границ раздела a и b твердых фаз sab. В этом случае термодинамически выгодно, как и в случае смачивания границ жидкой фазой, чтобы граница зерен в a-фазе была заменена на слой b-фазы. Тогда система получает термодинамический выигрыш энергии, равный разности энергий границ зерен в a-фазе и двух границ раздела a-фазы и b-фазы sab - 2sab. Такие фазовые переходы можно назвать зернограничными фазовыми переходами "смачивания" второй твердой фазой. Совершенно очевидно, что по кинетическим причинам наблюдать такие переходы экспериментально значительно труднее, чем зернограничные фазовые переходы смачивания жидкой фазой. Если при изучении смачивания жидкой фазой граница зерен легко иiезает "под натиском" проникающей по ней расплавленной прослойки, а для проведения эксперимента достаточно нескольких минут, то в случае твердой фазы подобный процесс контролируется не растворением-конденсацией, а медленной диффузией в объеме и по границам и может растянуться на месяцы и годы. Поэтому прямых экспериментальных данных по фазовым переходам обволакивания на границах зерен пока еще крайне мало. Проанализируем существующую совокупность прямых и косвенных данных существования таких переходов.
На рисунке 2 приведены схематические фазовые диаграммы, на которых изображены коноды фазовых переходов обволакивания в различных двухфазных областях, где сосуществуют две твердые фазы. Такие системы можно разделить на несколько классов:
Первый класс. Простая эвтектическая фазовая диаграмма (см. рисунок 2. а). Ниже температуры эвтектики на этой диаграмме есть двухфазная область, где:
простая эвтектическая фазовая диаграмма;
система с монотектоидным фазовым превращением;
фазовая диаграмма с критическими точками.
На фазовой диаграмме схематически показана конода фазового перехода "твердофазного смачивания" в двухфазной области a + b. Выше этой коноды граница зерен в фазе a неустойчива в равновесном контакте с фазой b и должна заменяться двумя межфазными границами раздела b/b. В качестве примера такой системы можно привести систему Cu-W [12-20]. Зернограничный фазовый переход такого типа наблюдался и в системе Al-Zn, его признаки можно найти также в системе Pb-Sn [21].
Рисунок 2 - Схематические фазовые диаграммы
Второй класс. Переходы "твердофазного смачивания" наблюдаются в системах с монотектоидным и перитектоидным фазовым превращением (см. рисунок 2. б). Примерами систем, где есть фазовые перехода обволакивания такого типа, могут служить Zr-Nb и Fе-C [22].
Третий класс. Фазовые переходы обволакивания могут наблюдаться и в двухфазных областях, в которых существуют перитектоидная (или монотектоидная, см. рисунок 2. б) смесь двух твердых фаз a и b (или a? и a2 см. рисунок 2. б). Этот случай, в принципе, мало отличается от ситуации с эвтектической смесью двух фаз (см. рисунок 2. а). Признаки фазового перехода "смачивания" такого типа можно найти, например, в системе Al-Zn [24, 25].
И, наконец, фазовые переходы обволакивания границ зерен в одной твердой фазе слоем другой твердой фазы можно наблюдать вблизи критических точек на фазовых диаграммах. Именно такой случай был рассмотрен Каном в его работе, предсказывающей фазовые переходы смачивания границ раздела [2]. Как уже отмечалось, в критической точке различие между фазами a? и a2 (см. рисунок 2. б) иiезает. Это означает, что в двухфазной области a?+a2 ниже критической точки будет выполняться условие, когда границы зерен в фазе a? будут обладать энергией большей, чем энергия двух межфазных границ раздела a?/a2. Такое условие выполняется всегда, если температура опыта достаточно близка к критической. Такая ситуация должна наблюдаться не только на фазовых диаграммах с распадом твердого раствора на две несмешивающиеся фазы, а и на фазовых диаграммах с упорядочением (см. рисунок 2. в). На этом рисунке схематически показана фазовая диаграмма с "куполами", ограничивающими область существования упорядоченных фаз типа A3B и АВ3. На вершине каждого из этих "куполов" существует критическая точка, ниже которой в равновесии наблюдается упорядоченная фаза, а выше - неупорядоченная. Фазовые переходы обволакивания такого типа наблюдались в системах Cu-Au, Cu-Pd, Co-Pt, Sn-In [26-29].
1.3 Применение магнитов Nd-Fe-B
Потребление магнитов из сплавов системы Nd-Fe-B (как спечённых, так и магнитов с полимерными связующими) непрерывно увеличивается всё последнее десятилетие, за исключением, может быть, флуктуации с 1998 по 2001 гг, вызванной экономическим кризисом в Юго-Восточной Азии. Но сейчас этот спад преодолён и отмеченный рост производства магнитов Nd-Fe-B продолжается.
Компьютеры и офисная техникаАвтомобилиБытовая электроникаПриводы дисководов и iитывающих головок Приводы оптических дисководов и адаптеров Шаговые двигатели принтеров и факсов Головки матричных принтеров Барабаны копировальных машинСтартеры Направляющие Датчики Топливные насосы Инструмент Бесщёточные электродвигатели Генераторы Источники питанияВидеомагнитофоны Камеры Динамики, наушники Микрофоны Пейджеры Проигрыватели лазерных дисков Часы Мобильные телефоны ПриспособленияМедицинаАвтоматизация производстваПереносной электроинструмент Двигатели бытовой техники Весы Кондиционеры Водяные насосы Системы безопасности и охранной сигнализации ЯМР-томографы Хирургический инструмент Имплантанты Микродвигатели для систем жи?/p>