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
>
Оптимальная температура отжига определяется составом магнитов, но ни при каких условиях не может быть выше 700 оC. При этом многие исследователи указывали на то, что оптимальная температура отжига близка к температурам эвтектических реакций, протекающих в Nd-B и Nd-Fe-B системах. Однако имеющиеся экспериментальные данные не позволяют говорить о наличии однозначного соответствия между ними.
1.6 "ияние различных режимов термообработок на магнитные свойства образцов спеченных магнитов Nd-Fe-B
Улучшение магнитных свойств спеченных постоянных магнитов системы Nd-Fe-B может происходить в результате проведения оптимальной термической обработки.
В работе [32] изучали особенности изменения физических свойств спеченных магнитов состава Fe77,4Nd16,4B6,2, подвергнутых отжигу в интервале температур от 200 до 1000 С. Было установлено, что зависимость коэрцитивной силы от температуры отжига магнитов данного состава имеет максимум при 500 С, величина и положение которого слабо зависят от длительности отжига. В процессе термообработки изменяется средний размер зерна, а также микротвердость, вид зависимостей которых от температуры определяется временем выдержки. Авторами было высказано предложение, что изменение магнитных свойств сплава при отжиге связано с изменением фазово-структурного состояния границ зерна и диффузией примесей внедрения неодима из зерна на границу и обратно.
Влияние различных способов охлаждения на коэрцитивную силу Hci после спекания исследовалось в работе [32]. Образцы спекались при температуре 1080 С в течении одного часа, а затем охлаждались либо в воде, либо в потоке аргона, либо в печи. Наибольшая коэрцитивная сила Hc была достигнута, когда образец охлаждался в печи.
Режим термической обработки подбирался для сплавов Nd (Fe0,9B0,1) 5,5. Оптимальная термообработка, при которой была достигнута максимальная коэрцитивная сила Hc, заключалась в следующем: образцы нагревали до Т1, равной 700 и 800С и выдерживали 2 часа с последующим охлаждением со скоростью 1,3 С/мин, второй нагрев производили до Т2 = 680 С с выдержкой около одного часа. Достигнутая коэрцитивная сила составила Hc = 835,8 кА/м. Когда для закаливания применялись температуры 900 С и 1000 С, максимум коэрцитивной силы Hc был достигнут при Т2 = 660 С и равнялся 859,7 кА/м. Исследователями было установлено, что температура Т2 не должна быть больше, чем 700 С и зависит от состава сплава.
Ранее было обнаружено, что высокотемпературный отжиг магнитов, находящихся в высококоэрцитивном состоянии (после низкотемпературного отжига при 550 и 600 С), снижает величину Нc до уровня, получаемого сразу после спекания. Однако повторный низкотемпературный отжиг полностью восстанавливает коэрцитивную силу магнитов. Установлено, что величина прироста Нc при низкотемпературном отжиге зависит не только от температуры и длительности выдержки, но и от предыстории термообработки. Результаты одноступенчатой термообработки ТО1 (предварительный высокотемпературный отжиг, охлаждение до комнатной температуры и последующий низкотемпературный отжиг) и двухступенчатой термообработки ТО2 (предварительный высокотемпературный отжиг, охлаждение до температуры обработки и отжиг при этой температуре без промежуточного охлаждения до 20 С) не одинаковы: количество, величина и положение обнаруженных на температурных зависимостях коэрцитивной силы Нc (?отж) максимумов для ТО1 и ТО2 различны. Временные зависимости коэрцитивной силы Нc (?отж) при ТО1 и ТО2 имеют вид, характерный для процессов, при которых изменения структурно-чувствительных свойств обусловлены распадом твердого раствора.
Результаты последних работ, в которых с помощью сканирующей электронной микроскопии высокого разрешения была исследована структура тонких слоев между зернами магнитотвердой фазы Nd2Fe14B в спеченных магнитах Nd-Fe-B с энергией (BH) max больше 55 МГсЭ, со всей очевидностью показали определяющую роль обогащенной неодимом фазы в формировании высококоэрцитивного состояния. Проведенные исследования подтвердили, что все зерна Nd2Fe14B как в спеченных, так и в термообработанных низконеодимовых магнитах, разделены тонкими обогащенными неодимом слоями, ширина которых составляет около 6 нм и 4 нм, соответственно. Причем, в спеченных магнитах эти слои имеют неровный, прерывистый вид, а после оптимального отжига образуют гладкую непрерывную сетку [31]. На основании этих наблюдений предполагают, что улучшение магнитной изоляции зерен фазы Nd2Fe14B в результате формирования тонкой, непрерывной, немагнитной межзеренной прослойки и является основной причиной роста коэрцитивной силы спеченных магнитов после низкотемпературного отжига.
2. Методика исследования
Описанная ниже методика исследования образцов направлена на достижение целей работы и решения поставленных задач.
Поставленные задачи:
подбор и приготовление экспериментальных образцов для анализа;
анализ границ зерен в образцах, отожженных при различных температурах.
Цели работы:
анализ доли смоченных границ в зависимости от температуры отжига;
определение возможности наблюдения смачивания границ зерен в феррите второй карбидной фазой и границ зерен ф-фазы расплавом, богатым Nd.
Исследование включает в себя: подбор образцов и режимов обработки; последующий анализ при помощи методов световой и электронной микр?/p>