Новые материалы

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Новые материалы

тической электронной микроскопии», объединяющей уникальные возможности ПЭМ высокого разрешения и химического анализа (рентгеновской энерго-дисперсионной спектроскопии и спектроскопии энергетических потерь электронов) с локальностью до 1 нм. Исследование структуры границ раздела фактически выделилось в самостоятельное направление ПЭМ BP. Ожидается, что дальнейшие электронно-микроскопические исследования высокого разрешения в области инженерии поверхности приведут к новым интересным научным результатам и технологическим разработкам.
...
Эффективное развитие современной техники немыслимо без использования новых материалов, обладающих различными, сложными комплексами физических свойств. Особое место среди этих материалов занимают магнитные и сверхпроводящие материалы, которые широко используются в электро- и радиотехнической, аэрокосмической и ядерной, электронной и приборостроительной отраслях промышленности, при создании новых ЭВМ и микропроцессоров.
...
Анализ современной научной литературы и материалов последних конференций показывает, что именно магнитные и сверхпроводящие материалы испытывают в последнее время наиболее бурное развитие, часто уже известные материалы находят все новое применение или для них разрабатываются новые технологии, повышающие уровень их свойств или позволяющие найти для этих материалов новое применение.
...
В настоящем разделе подробно рассмотрены исторические аспекты развития магнитных и сверхпроводящих материалов и дан эвристический прогноз их дальнейшего развития. Дан обзор новых достижений в развитии свойств этих материалов, новых технологических приемов их получения и описаны примеры практического применения. При рассмотрении конкретных вопросов использованы результаты исследований, проведенных в рамках раздела «Магнитные и сверхпроводящие материалы» подпрограммы «Новые материалы» НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники».
...
Среди магнитотвердых материалов наибольший интерес вызывают сплавы с высокой одноосной анизотропией на основе РЗМ, с высокой одноосной анизотропией полей рассеяния на основе Fe—Сг—Со и новые технологии получения анизотропных высокоэнергетических магнитов из этих сплавов (включая методы получения быстрозакаленных и нанокри-сталлических материалов). Создание нанокристаллической структуры с ультрамелким размером зерен и обусловленным этим уникальным комплексом физических и механических свойств можно вообще отнести к одной из основных тенденций развития современного материаловедения. Особое место по перспективам развития занимают пленочные постоянные магниты.
...
Среди магнитомягких материалов большой интерес вызывают сплавы с аморфной, нано- и микрокристаллической структурой, а также традиционные электротехнические стали с низкими потерями на перемагни-чивание, различные сплавы на основе Fe, Ni и Со с высокими значе-
...
Большое значение имеют материалы для перпендикулярной магнитной записи с перпендикулярной магнитной анизотропией, к которым относятся монокристаллические пленки с цилиндрическими магнитными доменами (ЦМД): ортоферриты и ферриты-гранаты с РЗМ, аморфные магнитные пленки сплавов Gd—Со и Gd—Fe и пленки на основе ферритов бария. Среди ферритов новый импульс в развитии получили ферриты с прямоугольной петлей гистерезиса для использования в импульсной технике и в СВЧ-устройствах в сочетании с высокотемпературными сверхпроводящими пленками.
...
В группе сверхпроводящих материалов научный и практический интерес представляют низкотемпературные и высокотемпературные сверхпроводники, последние сохраняют сверхпроводящее состояние до температур жидкого азота, что существенно расширяет диапазон их применения. Решение технологических задач, снижающих себестоимость изделий из высокотемпературных сверхпроводников, позволит в ближайшем будущем производить из них сверхпроводящие кабели, электрические машины, сверхпроводящие квантовые интерферометрические устройства и другие изделия.
...
Для характеристики магнитотвердых материалов существенную роль играет кривая размагничивания, которая представляет собой часть петли гистерезиса, располагающуюся во втором квадранте. Кривая размагничивания (как и полная петля гистерезиса) может быть представлена в виде зависимости намагниченности 4л/ или индукции В
...
Поле анизотропии Яд является одной из характеристик магнитотвердых материалов, используемой для оценки перспективности материала.
...
За последние 100 лет магнитные свойства магнитотвердых материалов претерпели существеннейшие изменения. Магнитные свойства основных магнитотвердых материалов в своем развитии приведены в табл. 8.2.
...
Увеличение магнитной энергии сплавов для постоянных магнитов на протяжении прошлого столетия можно представить в виде зависимости по годам (рис. 8.2), которая достаточно хорошо аппроксимируется гладкой кривой и описывается экспоненциальным уравнением
...
согласно которому до 1990 г. магнитная энергия каждые 20 лет увеличивалась в 2,7 раза. При сохранении подобной тенденции дальнейшая экстраполяция этой зависимости позволяет ожидать к 2010 г. достижения магнитной энергии около 1190 кДж/м3 (140 МГс • Э)*.
...
Достижение таких значений магнитной энергии становится возможным при условии использования одноосных ферромагнитных соединений с намагниченностью насыщения более 2,44 Тл**. Среди классических ферромагнетиков такой намагниченностью насыщения при климатических температурах обладают сплавы Fe—Со (2,45 Тл), при температурах жидкого гелия редкоземельные металлы ТЬ (3,27), Но (3,75), Dy (3,70), Ег (3,42), Тт (2,72 Тл).
...
Кроме указанных в табл. 8.2 сплавов, развивались и другие магни-тотвердые материалы: Си—Ni—Fe, Си—Ni—Со, Fe—Co-Mo, Fe—Mo-V, Fe—Co—V, Fe-Pt, Co—Pt, Mn-Al, Mn—Bi, в которых были реализованы различные механизмы перемагничивания.
...
Причиной изменения энергии доменной границы могут быть или неферромагнитные включения, или внутренние напряжения. При наличии только неферромагнитных включений
...
Поскольку магнитные характеристики магнитотвердых материалов зависят от реализации того или иного механизма перемагничивания, то их классификацию удобнее всего произвести по видам анизотропии и механизмам перемагничивания. При такой классификации все магнитотвер-дые материалы можно разделить на три большие группы:
...
1. Материалы с одноосной анизотропией полей рассеяния (анизотропией формы), причина магнитного гистерезиса в которых обусловлена необратимым вращением вектора намагниченности в однодоменных частицах. К этой группе следует отнести магниты из однодоменных удлиненных частиц железа или сплава Fe—Со (ESD-магниты) и сплавы на основе Fe—Ni—Al—Со и Fe—Со—Ст.
...
2. Материалы с одноосной кристаллической анизотропией, причина магнитного гистерезиса в которых связана с трудностью необратимого смещения доменных границ или трудностью образования зародыша обратной намагниченности. Сюда следует отнести материалы на основе интерметаллических соединений РЗМ с 3^-переходными металлами и сплавы на основе Fe—Pt, Со—Pt, Mn-Al, Mn—Bi.
...
3. Материалы с неодноосной кристаллической анизотропией, гистерезис перемагничивания которых происходит в результате затруднения необратимого смещения доменных границ при наличии неферромагнитных включений или внутренних напряжений. К третьей группе относятся сплавы на основе Cu—Ni—Fe, Си—Ni—Со, Fe—Со—Мо, Fe-Mo-V, Fe—Со—V и углеродистые стали с W, Сг и Со.
...
В 1932 г. были открыты сплавы на основе Fe-Ni—Al. По своим магнитным свойствам они резко отличались от широко применявшихся в то время магнитотвердых кобальтовых сталей. Исследование фазового равновесия показало, что при температурах выше 1 ООО
...
с наилучшими магнитными свойствами (5ЯС = 570 Э)* было получено в результате охлаждения с критической скоростью (около 10°С) из состояния однофазного а-твердого раствора.
...
Изучение механизма и кинетики фазовых превращений показало, что высококоэрцитивное состояние формируется в процессе распада и дорас-пада твердого раствора. На стадии распада при температурах 875...775°С формируется морфология структуры, состоящей из удлиненных ферромагнитных частиц с преобладающим содержанием железа, расположенных в слабомагнитной матрице на основе интерметаллического соединения NiAl. В процессе последующего дораспада при более низких температурах происходит перераспределение компонентов между фазами 0С|
...
Существенное улучшение магнитных свойств сплавов на основе Fe—Ni—AI—Со связано с термомагнитной обработкой и созданием магнитной текстуры. Если направление магнитного поля, прикладываемого при термообработке, совпадает с одним из направлений <100> распадающегося твердого раствора, то в структуре наблюдается единственная ориентировка выделений фазы oCj
...
Дальнейшее улучшение магнитных свойств сплавов на основе Fe— Ni—Al— Со связано с введением в сплавы до 5...8 % титана, увеличением содержания кобальта до 35...40 % и созданием кристаллической текстуры. Изменение состава сплавов способствовало увеличению коэрцитивной силы, а наличие кристаллической текстуры в сочетании с магнитной — увеличению магнитной энергии. Кристаллическая текстура была получена при отливке магнитов в результате направленного отвода тепла при кристаллизации. Длинные оси столбчатых кристаллов, образующиеся при направленной кристаллизации, совпадали с кристаллографическими направлениями <100>. В этих условиях термомагнитная обработка вдоль осей столбчатых кристаллов способствовала однонаправленной ориентировке выделений а(-фазы, что приводило к одноосной анизотропии с высоким уровнем магнитной энергии и остаточной индукции.
...
Лучшие сплавы, которые в настоящее время имеют практическое применение в приборостроении, и их магнитные свойства приводятся в табл. 8.3.
...
Сплавы на основе Fe—Сг—Со явились логическим развитием высококоэрцитивных сплавов с анизотропией полей рассеяния, какими были сплавы на основе Fe—Ni—AI—Со. Впервые сведения об этих сплавах появились в научной литературе в 1975 г. В соответствии с фазовой диаграммой на одном из политермических разрезов было видно, что в сплавах имеет место расслоение высокотемпературного твердого раствора на две изоморфные фазы (а -> а! + а2) с ОЦК решеткой. Температура начала расслоения составляет 650...680 °С, что обусловливает меньшую скорость распада и необходимость более длительных выдержек при термической обработке. В результате высококоэрцитивного распада в процессе изотермической выдержки в магнитном поле при температурах 650...630°С и последующего многоступенчатого отпуска в интервале температур 620...550°С формируется структура, состоящая из сильномагнитных анизотропных по форме выделений ocj-фазы, обогащенной железом и кобальтом, расположенных в неферромагнитной матрице а2, обогащенной хромом. Роль магнитного поля при термомагнитной обработке (ТМО) заключается в создании одноосной анизотропии, связанной с ориентированным расположением удлиненных частиц aj-фазы вдоль направления магнитного поля. В процессе многоступенчатого отпуска происходит диффузионное перераспределение компонентов между фазами а( и Oj,
...
Формирование магнитных свойств в процессе ТМО связано с асимметричной формой кривой расслоения, которая определяет область оптимальных составов сплавов. Сплавы, располагающиеся в области «гребня», имеют наиболее высокую температуру начала высококоэрцитивного распада, минимальную разницу состава фаз, образующихся при расслоении ос-твердого раствора, и высокую точку Кюри. В этих условиях взаимодействие внешнего магнитного поля, приложенного при ТМО, с выделяющимися частицами а [-фазы будет способствовать их наиболее совершенной ориентировке вдоль направления поля независимо от кристаллографических направлений. В этой области составов располагаются сплавы с изотропным эффектом ТМО.
...
Легирование тройных Fe-Cr—Со сплавов 3...4 % Мо увеличивает разницу параметров решеток а,- и а2-фаз, усиливает анизотропию формы частиц а,-фазы и способствует увеличению коэрцитивной силы. Однако
...
при этом снижается эффективность термомагнитной обработки, так как частицы а,-фазы ориентируются своими длинными осями не вдоль приложенного магнитного поля, а вдоль направлений <100>, ближайших к направлению магнитного поля.
...
Усилить ориентирующее действие магнитного поля при ТМО можно единственным способом, создавая кристаллическую текстуру в поликристаллическом материале с преимущественным направлением <100> всех кристаллитов, или используя монокристаллы. Такие сплавы с двойной (кристаллической и магнитной) текстурой обладают наибольшей магнитной энергией (табл. 8.4).
...
Магнитную текстуру в сплавах Fe—Сг—Со можно создать не только с помощью ТМО. Эти сплавы обладают достаточно высокой пластичностью, что позволяет подвергать их холодной пластической деформации с большими степенями обжатия не только в состоянии а-твердого раствора, но и на различных стадиях распада а->а|+а2. Используя одноосную холодную пластическую деформацию (волочение, экструзию, прокатку в калибрах) на промежуточной стадии формирования высококоэрцитивного состояния, можно существенно улучшить магнитные свойства сплавов. Схема деформационного старения включает три основные операции: предварительное старение, пластическую деформацию и окончательный отпуск.
...
В процессе предварительного старения при непрерывном охлаждении формируется структура, состоящая из сферических выделений а,-фазы,
...
расположенных в ос2-матрице. На этой стадии очень важно получить сферические выделения диаметром около 35 нм, что достигается правильным выбором температуры начала и конца контролируемого охлаждения и скоростью охлаждения в выбранном температурном интервале. Последующая пластическая деформация сопровождается удлинением сферических частиц а-фазы в направлении течения металла. При оптимальных степенях деформации около 70...75 % отношение длины вытянувшихся частиц к их диаметру составляет около 6...7, что соответствует достаточно высокой степени анизотропии формы. В процессе заключительного отпуска происходит разделение фаз по химическому составу. Таким образом, в оптимальном состоянии структура сплава состоит из удлиненных ориентированных ферромагнитных частиц а-фазы в неферромагнитной матрице. Этот способ получения анизотропных постоянных магнитов на основе Fe-Cr—Со с высокой магнитной энергией (табл. 8.4) позволяет исключить из технологического цикла достаточно сложную, продолжительную и энергоемкую термомагнитную обработку, что делает его достаточно привлекательным для массового производства магнитов в условиях специализированного металлургического производства.
...
Кристаллическую текстуру в сплавах Fe—Сг—Со можно получить несколькими способами: выращиванием монокристаллов или поликристаллических магнитов со столбчатой структурой, получением многослойных магнитов из быстрозакаленных лент и вторичной рекристаллизацией поликристаллических сплавов в условиях фазового наклепа. Первые два способа хорошо известны и широко применяются для сплавов на основе Fe—Ni—AJ—Со. Третий и четвертый способы были опробованы только для сплавов Fe—Сг—Со. Постоянные магниты со слоистой структурой из сплавов Fe—Со—Сг—Мо после быстрой закалки из жидкого состояния, последующего компактирования тонкой ленты и создания кристаллической и магнитной текстуры могут обладать очень высокими магнитными свойствами (Вг
...
Другим перспективным направлением в развитии сплавов на основе Fe—Со—Сг—Мо является получение кристаллической текстуры путем вторичной рекристаллизации в условиях фазового наклепа. Для достижения этой цели необходимо решение ряда задач: установить термокинетические условия выделения высокотемпературных фаз а
...
фазового наклепа на механизм и кинетику вторичной рекристаллизации установить закономерности формирования кристаллической текстуры в процессе рекристаллизации.
...
Развитие поисковых работ в направлении создания технологии производства поликристаллических магнитов с магнитной и кристаллической текстурой из сплавов Fe—Сг—Со является крайне актуальным, т. к. позволяет в промышленных условиях мелкосерийного металлургического производства обеспечить выпуск деформируемых анизотропных постоянных магнитов с магнитной энергией на уровне более дорогих и трудоемких в изготовлении магнитов из сплавов типа ЮНДК.
...
температуре обладает высокой устойчивостью. Превращение е -> т может протекать по двум механизмам. На начальных стадиях распада возникает гетерогенная структура, состоящая из упорядоченной по типу В19 е'-фазы в е-матрице с ближним порядком. В дальнейшем происходит образование т-фазы из упорядоченной е'-фазы путем сдвига атомов в плотноупакованных плоскостях (ЮО)е' и (111)т. Возникающие сдвиговые напряжения стимулируют превращение неупорядоченной е-фазы в неупорядоченную т-фазу с ГЦК решеткой с последующим ее упорядочением и сменой кристаллической решетки на ГЦТ. В обоих случаях при образовании упорядоченной т-фазы превращение е -> т происходит с изменением типа кристаллической решетки путем возникновения и роста зародышей упорядоченной фазы. Возникающая т-фаза содержит высокую плотность дефектов кристаллического строения: дефекты упаковки, границы доменов двойниковой ориентации, антифазные границы доменов упорядочения. Различные воздействия (термическая обработка, механическое измельчение сплавов, пластическая деформация) оказывают влияние на тип и плотность дефектов кристаллического строения, что, в свою очередь, влияет на процессы перемагничивания и гистерезисные свойства сплавов.
...
Из всех сплавов на основе Mn—А1 практический интерес представляют лишь несколько, на которых можно проиллюстрировать степень влияния различных воздействий на магнитные свойства (табл. 8.5).
...
Из двойных сплавов Mn—AI наилучшим сочетанием магнитных и механических свойств обладают сплавы с 71...72 % Мп (сплав 1). Эти свойства получаются после закалки и отпуска при 400...450°С. Улучшение свойств двойных сплавов было получено в результате легирования, применения методов порошковой металлургии, специальных методов пластической деформации хрупких материалов или термомеханической
...
обработки. Наиболее эффективным легирующим элементом является углерод, предельная растворимость которого в т-фазе не превышает 1 %. Его положительное влияние на магнитные свойства (сплав 2) связывают с повышением стабильности т-фазы и измельчением зерна исходной структуры при выделении карбидов типа Мп3А1С. При механическом измельчении литых сплавов, когда размер частиц порошка становится сравнимым с размером зерен т-фазы (около 10 мкм), резко увеличивается коэрцитивная сила порошковых магнитов (сплав 3), что связывают с увеличением плотности дефектов кристаллической структуры в результате пластической деформации при дроблении. Сочетание рационального легирования с пластической деформацией (с обжатием до 35 %) путем гидроэкструзии после закалки (сплав 4) или проведение термомеханической обработки на монокристалле е-фазы в процессе отпуска при 560 °С (сплав 5) приводят к существенному увеличению остаточной индукции и магнитной энергии. Положительное влияние пластической деформации в последних двух сплавах связывают с измельчением зерна т-фазы и созданием кристаллической текстуры, которая еще недостаточно совершенна из-за механического двойникования при деформации. Таким образом, совершенствование кристаллической текстуры в легированных сплавах можно считать основным направлением дальнейшего увеличения их магнитных свойств.
...
Высококоэрцитивное состояние в сплавах Со—Pt обусловлено наличием в структуре упорядоченной у^-фазы с гранецентрированной тетрагональной кристаллической решеткой (ГЦТ) и отношением с/а
...
Высокие магнитные свойства могут быть получены также на сплавах Со—Pt и Fe—Pt, находящихся в однофазном состоянии при размерах кристаллитов упорядоченной у^-фазы не менее 0,1 мм, образующихся на поздних стадиях упорядочения. В результате упорядочения у (ГЦК) -> у
...
Высокая пластичность и коэрцитивная сила сплавов этой группы позволяет изготавливать из них детали любой конфигурации и размеров (включая проволоку и фольгу микронных толщин) для сверхминиатюрных магнитных систем с отношением высоты к диаметру меньше единицы. Однако высокая стоимость сплавов и появление магнитотвердых материалов на основе интерметаллических соединений РЗМ с более
...
высокими магнитными свойствами значительно снизило интерес к их исследованию и практическому использованию в качестве постоянных магнитов. Тем не менее в последние годы стали появляться работы, в которых исследуются структура и свойства тонких пленок, легированных Zr, Ag, Nb и другими элементами, напыленных на различные подложки, свойства композиционных многослойных пленок и наночастиц [3]. На тонких напыленных пленках Fe50Pt49 2NbQ 8, состоящих из упорядоченной у^-фазы и неупорядоченной у-фазы, получены высокие магнитные свойства: Вг
...
Трудно переоценить тот революционный скачок в области магнитотвердых материалов, который произошел при появлении новых материалов для постоянных магнитов на основе соединений редкоземельных и З^-переходных металлов. После появления в конце 60-х годов в российской периодической литературе по химии неорганических материалов сообщения о новых соединениях, обладающих необычайно большой кристаллической магнитной анизотропией, были опубликованы тысячи работ по исследованию магнитных свойств этих соединений. В 70-х годах К. Стрнатом была запатентована технология получения спрессованных порошковых магнитов из соединения SmCo5. По предлагаемой технологии сплав стехиометрического состава измельчался до среднего размера частиц около 5 мкм (практически монокристаллического), что приводило к значениям коэрцитивной силы до 15 кЭ (в 5_ 10 раз более ранее достигнутых), затем порошок уплотнялся в присутствии магнитного поля для получения кристаллической текстуры, позволяющей получить остаточную индукцию 9...10кГс. Максимальная магнитная энергия достигла значения 18МГс-Э.
...
В производстве постоянных магнитов произошел переход от литейной технологии к порошковой металлургии. Но изменились не только технологические приемы достижения высоких магнитных характеристик, принципиально расширились представления о природе высококоэрцитивного состояния, процессах перемагничивания и возникла возможность новых технических решений, в частности, использование метода закал-
...
ки из жидкого состояния, водородное диспергирование, применение способов интенсивной пластической деформации. Впервые появились пленочные постоянные магниты из этого соединения.
...
Существенным шагом в развитии технологии этого класса магнитов явилось использование спекания предварительно спрессованных и тек-стурованных заготовок. Использование жидкофазного (с наличием жидкой фазы), а позднее и твердофазного спекания повышало плотность магнитов, соответственно, плотность магнитного потока, в результате чего максимальная магнитная энергия магнитов достигает 20 МГс • Э.
...
Получение сплава возможно или выплавкой в вакуумных индукционных печах их чистых компонентов, или методом прямого восстановления из оксидов. При обоих методах получения порошок перед прессованием промывается и просушивается. Средний размер частиц порошка 1...5мкм. Порошок текстуруется в магнитном поле с дополнительным уплотнением в режиме всестороннего сжатия. Спекание заготовок проводится при температуре 1120... 1180 °С в течение 30...60 мин. Возможны комбинации смесей порошка для проведения жидкофазного или твердофазного спекания. Термическая обработка заключается в охлаждении заготовок с температуры спекания до 850...950°С со скоростью 1,5°С/мин, выдержке 15...30 мин и дальнейшем охлаждении со скоростью выше 150°С/мин. Режим термообработки обусловлен метастабиль-ностью соединения SmCo5. Спекание и термообработку проводят в среде инертного газа. В качестве легирующих элементов используется лантан, вводимый как раскислитель. Для повышения остаточной индукции соединение SmCo5 легируется празеодимом до соотношения Sm0 5Рг0 5Со5.
...
Существенным недостатком магнитов на основе SmCo5 является большой, по сравнению с литыми магнитами системы Fe—Со—Ni—А1, температурный коэффициент магнитной индукции (ТКИ) в интервале температур 20...100°С, а именно, 0,036...0,043 %/°С. В настоящее время разработаны композиции, в которых Sm замещается частично на тяжелые РЗМ, образующие с Со ферромагнетик с положительным ТКИ. На магнитах из сплава SmQ 575Gd0 425Со5 ТКИ равен 0,0015 %/°С в интервале О...ЮО°С при Вг= 0^635 Тл^ ^Яс = 454кА/м, (ВН)тах = 74,4 кДж/м3.
...
С целью повышения стабильности магнитных свойств используется тройная система Sm—Со—Си. Введение меди приводит к реализации в сплаве изоморфного распада. В материалах этого типа высококоэрцитивное состояние обусловлено закреплением доменной стенки на мелких, соизмеримых с толщиной доменной стенки, включениях второй фазы. Легирование тройных сплавов Sm—Со—Си железом и цирконием и изменение соотношения РЗМ и переходного металла от RCo5 в сторону R2T17 привели к созданию материала по магнитным характеристикам выше SmCo5 и с высокой температурной стабильностью.
...
Сплав Sm(Co0 68Cu0 1Fe02Zr0 02)74 имеет: Вг = 1,06 Тл, ВНС = 760кА/м, (ВН)тах
...
Развитие многокомпонентных сплавов на основе РЗМ привело к существенному видоизменению технологии производства дисперсионно-твердеющих сплавов и приблизил ее к таковой для спеченных магнитов, поскольку измельчение и спекание позволяют получить наиболее однородную и мелкозернистую структуру. Проведение после спекания термической обработки в виде серии отпусков при температурах 600...800°С позволяет получить мелкодисперсные (толщиной порядка 100 ангстрем) однородные по размерам и плотности расположения выделения второй фазы.
...
Этапом в разработке магнитотвердых материалов было сообщение в 1984 г. о новом соединении Nd2Fe14B, из которого были получены постоянные магниты с энергией более 30 МГс • Э. Здесь необходимо отметить следующие обстоятельства: к моменту появления первых сведений о соединении Nd2Fe14B были изучены практически все системы
...
РЗМ~3*/-переходные, но свойств, более высоких, чем для соединения SmCo5, получено не было. Тому имелись причины: из соединений типа RCo5 только у соединения SmCo5 была самая высокая константа магнитной анизотропии. Из соединений типа R2Co[7 у соединения с самарием была самая высокая намагниченность насыщения, но константа анизотропии была меньше, чем у SmCo5, что не давало возможности получить высокое значение коэрцитивной силы. Почти все соединения РЗМ с железом, хотя и имели более высокое значение намагниченности, характеризовались отрицательным значением констант анизотропии, что исключало их использование как материала для постоянных магнитов. Использование в качестве третьего элемента соединения металлоида бора существенно изменило картину. Соединение Nd2Fe|4B имеет сложную тетрагональную решетку (рис. 8.3). Каждый атом бора расположен в три-гональной призме, образованной атомами железа. Изменение межатомных расстояний между атомами железа привело к увеличению намагниченности соединения, а наличие тетрагональной кристаллической структуры — к появлению положительной одноосной магнитной анизотропии. Намагниченность насыщения соединения равна 1,6 Тл, температура Кюри 585 К, поле анизотропии 80 кЭ.
...
Высококоэрцитивное состояние обусловлено трудностью образования зародышей с обратным направлением вектора намагниченности в мелких монокристаллических частицах. Как по природе высококоэрцитивного состояния, так и по технологии изготовления сплав является аналогом соединения SmCo5. Вопрос уменьшения температурного коэффициента индукции решается, так же как и в случае SmCo5, легированием тяжелыми РЗМ. В настоя- Л
...
раде предприятий серийный выпуск магнитов этой системы. Магнитные свойства выпускаемых магнитов регламентируются техническими условиями отраслей или предприятий.
...
На сплавах этой системы получены рекордные для настоящего времени значения максимальной магнитной энергии — более 400 кДж/м3 (50МГс • Э). В табл. 8.7 приведены свойства всех типов магнитов на основе соединений РЗМ фирмы «Vacuurnschmelze» (ФРГ), наиболее представительной из производителей данных магнитов.
...
Введение бора — элемента, способствующего аморфизации сплавов, привело к новому технологическому решению: получать мелкокристаллическую структуру материала посредством аморфизации и кристаллизационного отжига. Охлаждение расплава на водоохлаждаемом барабане позволяло достичь скорости охлаждения до 106 К/с и получить сплав в аморфном состоянии. Схема установки для получения быстрозакален-ного материала представлена на рис. 8.4. Дальнейшее использование получаемого полупродукта может осуществляться по двум технологическим схемам.
...
Первая схема использования полупродукта быстрозакаленного материала. Полученные ленточки или чешуйки дополнительно измельчают под прессом, затем в результате нагрева проводят кристаллизацию аморфной фазы, добиваясь нанокристаллического размера кристаллитов. В результате возникновения микрокристаллической структуры коэрцитивная сила такого порошка возрастает практически с нулевого значения до 12...16кЭ (960...1280 кА/м). Но поскольку частицы порошка после измельчения относительно крупные — до десятков микрометров, такие частицы после кристаллизации являются поликристаллическими и их невозможно текстуровать в магнитном поле. Такой порошок используют для изготовления так называемых магнитопластов. Порошок пропитывают связующим веществом и после затвердевания получают изотропные по магнитным свойствам постоянные магниты. В качестве связующего вещества применяют цинк, эпоксидные смолы, резину. Преимуществами такой технологии являются: относительная экономичность (отсутствие таких технологически сложных операций, как текстурование в магнитном поле, гидростатическое уплотнение, спекание и сложная термическая обработка), возможность получения магнитов любой конфигурации и, наконец, возможность получения при завершающем намагничивании многополюсной системы. Последнее очень важно для производства различного вида электромеханических устройств. В настоящее время разработаны намагничивающие устройства, позволяющие получить до 64 полюсов на магнитах кольцевой формы. Схемы намагничивания изделий различной формы представлены на рис. 8.5.
...
Описанная технология получения магнитотвердых порошков и магнитопластов на их основе получила в недавнее время весьма специфическое расширение. С целью повышения намагниченности насыщения и, как следствие, остаточной индукции, при быстрой закалке из жидко-
...

Сварка на контактных машинах
Краткий справочник технолога-термиста
Спутник термиста
Новые материалы
Твердые сплавы
Цементация стали
Зварювальні матеріали

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Новые материалы