|
|
Быстрозакаленные магниты Nd-Fe-B. ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6 Быстрозакаленныеленты из сплавов неодим-железо-бор представляют собой двухфазные материалы, состоящие из зерен Nd2Fe14B размером около 30-50нм, окруженных тонкими слоями аморфной фазы. Высокая коэрцитивная сила быстрозакаленных лент определяется закреплением доменных стенок на границах зерен. Высокие гистерезисные свойства в аморфном состоянии связывают с наличием слабовзаимодействующих между собой магнитоупорядоченных областей (кластеров), которые при перемагничивании ведут себя как псевдосупермагнитные частицы. Магнитоквенч 1 Технология: центробежная закалка (льют сплав на барабан) – измельчение – отжиг 700-800ºC (после он кристаллизуется). Материал получается изотропным по магнитным свойствам. Частички получаются крупные 20-100мкм (в частичке есть свои зернышки и структура мелкодисперсная 20-40нм, и зернышки однодоменные) Коэрцитивная сила при этом 10-14кЭ. Магнитоквенч 2 (состав тот же) Скорость охлаждения такая, что уже сразу получается наноразмерные частички. Свойства получаются чуть больше, материал изотропный.
Его чаще всего используют во всяких композитах. Технология недешевая. Надо с толком подбирать режим деформации. В России практически не получают. Далее решили, что пусть будет изотропный, одноосный материал и захотели увеличить намагниченность. Решили добавить Fe (намагниченность Fe=21,5кГс). Добавление Fe приводит к тому, что вместо 0,5 получили 0,8-0,85 намагниченность.
28 Магнитные свойства Sm2Fe17 – нитридов Большой интерес в качестве материалов для постоянных магнитов представляют нитриды соединений редкоземельных элементов с 3d-переходными металлами. Одним из наиболее перспективных является соединение Sm2Fe17N3, который по сравнению с традиционным Nd2Fe14B имеет более высокие магнитные свойства: высокая температура Кюри ~ 500ºС [! высокая точка Кюри определяет температурную стабильность гестерезисных свойств ] и поле анизотропии 150 кЭ при почти одинаковой намагниченности насыщения (4πІs=1,6 Тл), Вr=10кГс, Нс~15кЭ. В соединениях типа R2Fe17 два из 17 атомов железа занимают «гантельные» места, что оказывает нежелательное влияние на магнитные свойства этих соединений. Из-за малого расстояния между атомами Fe-Fe в «гантельных парах» в них возникает антиферромагнитное взаимодействие между магнитными моментами атомов железа. Это приводит к низким температурам Кюри этих соединений и плоскостной анизотропии 3d-подрешетки, на которую не может повлиять анизотропия, индуцированная кристаллическим полем РЗМ-подрешетки. Но введение атомов азота в структуру R2Fe17 приводит к расширению элементарной ячейки и образованию гибридизации между электронными орбитами некоторых позиций атомов железа и ближайшими к ним атомов железа. В результате изменяется обменное взаимодействие Fe-Fe и локальная симметрия в расположении атомов Fe вокруг атома R. Эффект азотирования проявляется в повышении температуры Кюри и смене кристаллической анизотропии от плоской анизотропии к одноосной с направлением ОЛН вдоль ребра призмы гексагональной кристаллической структуры. Получение: сплав Sm2Fe17 подвергают гомогенизирующему отжигу в вакуумной печи при 1100ºC в течение 50 часов и затем измельчают до частиц размером 20-40 мкм. Далее азотирование в течение 10-60 мин при температуре до 460 °C и давлении от 40 до 60 МПа.
HDDR – технология В конце 80-х - начале 90-х гг. в Японии и России независимо была разработана так называемая HDDR (гидрирование диспропорционирование(распад) дегидрирование рекомбинирование) технология. Основа метода HDDR - химическая реакция, протекающая в присутствии водорода Nd2Fe14B+H2=NdH3+FН2+(ВH4). Ее направление определяется внешними условиями: давлением и температурой водорода. На первом этапе из камеры откачивается воздух и запускается водород, после чего происходит повышение температуры до 700-900ºС. При этом происходит реакция водорода с межзеренной областью и слиток растрескивается. На втором этапе водород взаимодействует с основной магнитотвердой фазой R2Fe14B с образованием продуктов реакции, приведенной выше. На третьем этапе водород откачивают, и направление реакции меняется на противоположное. На том месте, где было исходное зерно, образуются новые, меньшие по размерам, зерна с анизотропией исходного зерна. И на последнем этапе порошок остужают. И когда при комнатной температуре высовываем, получаем кучку порошка (размер порошинок ~ 300-500 мкм, ровненькие, изотропный порошок).
30 Спин – ориентационный переход в Nd2Fe14B ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ
- (спин-переориентационныепереходы) - особый класс магнитных фазовых переходов, при к-рых меняется ориентация осей лёгкого намагничивания магнетиков при изменении внеш. параметров (темп-ры, магн. поля). Эти фазовые переходы происходят между магнитоупорядоченными фазами магнетика и относятся к т. н. переходам типа порядок - порядок. При О. ф. П. перестраивается магнитная атомная структура и изменяется магнитная симметрия кристаллов. О. ф. П., происходящие при изменении темп-ры, наз. спонтанными переходами, при изменении внеш. магн. поля - индуцированными переходами. Простейшим примером спонтанного О. ф. п. является наблюдаемая в ряде магн. кристаллов переориентация спинов (спиновых магн. моментов) от одной кристаллографич. оси к другой при изменении темп-ры. Такие переходы наблюдаются, напр., в классич. ферромагнесике кобальте, в гадолинии, в интерметаллических соединенияхRCo5 (гдеR - Nd, Pr, Dy, Tb), ферримагнетиках Mn2Sb и Ba2Co2Fe12 О 22 и в целом ряде редкоземельных магнптоупорядоченных кристаллов [1]. Спонтанная переориентация магн. моментов обусловлена в них температурной зависимостью энергии магнитной анизотропии. В том случае, когда переориентация моментов осуществляется в нек-рой кристаллографич. плоскости кристалла, изменение термодинамич. потенциала Ф кристалла удобно представить в виде
где К 1 и К2- константы анизотропии, изменение к-рых с темп-рой и приводит кО. ф. п.;
Если К 1 знакопеременна, <а К2 > 0 в рассматриваемой области темп-р, то в кристаллемогут существовать коллинеарные фазы I и II и угл. фаза III. Темп-ры Т 1[при к-рой К 1(T1) +2 К2= 0] и Т2 [при к-рой К 1 (Т 2)= 0] есть точки О. ф. п. II
Рис. 1. Температурные зависимости константа анизотропии для NdCo5 (пунктир) и РrСо 5 (сплошная линия).
Действительно, в случае, напр., перехода I
где
Рис. 2. Температурные зависимости ориентации осей лёгкого намагничивания для NdCo5 и РrСо 5.
Такую же форму принимает термодинамич. <потенциал вблизи точки Т = Т 1 при (либо).Т. о., переориентация магн. моментов, описываемая термодинамич. потенциалом(1), при К2 > 0 происходит непрерывно, путём двух фазовых переходов 2-го рода при темп-pax Т1 и Т 2. Параметр (параметр порядка) меняется при этом непрерывно, а производная имеет разрывы на концах области переориентации (рис. 3, а). Очевидно, <что вблизи темп-р Т 1 и Т 2, при к-рых происходят фазовые переходы 2-го рода, должны наблюдаться характерные особенности в поведении ряда термодинамич. величин: теплоёмкости, модуля Юнга и т. <п., а также расходимость восприимчивости (описывающей отклик параметра порядка на термодинамически сопряжённое ему поле), обращение в нуль частоты колебаний параметра порядка (мягкая мода), замедление его релаксации ит. д. Такие аномалии в окрестности точки О. ф. п. действительно наблюдались, <напр., в редкоземельных магнетиках [1]. При непрерывной переориентации магн. моментов угл. фаза III играет роль "буфера". Она позволяет магн. <моментам непрерывно переходить из фазы I в фазу II. О. ф. п. относятся к переходам, для к-рых теория Ландау является очень хорошим приближением, <т. к. флуктуации параметра порядка в критич. состоянии здесь можно не учитывать, <поскольку они проявляются в очень узкой области темп-р (.~10-6 - 10-8K) вблизи точки перехода.
Рис. 3. Температурная зависимость угла при ориентационном фазовом переходе: а - К 2 б - К 2< 0.
При К2 < 0 фаза III является неустойчивой и температурные области существования фаз I и И перекрываются. <С точки зрения симметрии, непосредств. непрерывный переход III невозможен, т. к. для непрерывного перехода необходимо, чтобы группа магн. <симметрии одной из фаз, участвующей в переходе, была подгруппой симметрии другой фазы, что для фаз I и II не выполняется. Следовательно, непосредств. <переход III может осуществляться только скачкообразно (фазовый переход 1-го рода) при.= Т с, где Т с определяется условиями равенства термодинамич. потенциалов обеих фаз: Ф(= 0) = Ф(),т. е. K1(Tc) + K2 =0.Темп-ры Т 1 и Т2, определяемые ур-ниями К 1 (Т 2)=0 и K1(T1)+ 2К 2= 0, есть границы областей существования метастабильных фаз (в предположении, <что переход III происходит однородно по образцу). Разложение Ф по (либо приводит к выражению (2), где = 4 К2 < 0, что, согласно теории Ландау, является признаком фазового перехода 1-го рода. На рис. 3(б) изображена зависимость (Т)для этого случая. Внеш. магн. поле Н вн оказывает существ. влияние на О. ф. п., подавляя их или, наоборот, способствуя их возникновению. Поле Н вн может также индуцировать О. <ф. п. Напр., в целом ряде антиферромагнетиков при достаточно большом (критическом)значении магн. поля Н с, приложенного вдоль оси антиферромагнетизма, <происходит переориентация спинов, и намагниченность магн. подрешёток устанавливаетсяперпендикулярно направлению действующего магн. поля [3] (см. Спин-флоппереход). Индуцированные полем О. ф. п. наблюдались также вслабых ферромагнетиках, в частности в редкоземельных ортоферритах, для к-рых были исследованы разнообразные фазовые диаграммы Н с-.[1].
31 Пленочные постоянные магниты. Перспективное направление, заключающееся в получении магнитотвердых пленок, характеризуется возможностью расширения диапазонов получения и применения готовой продукции. Миниатюризация постоянного магнита позволяет уменьшить приборное или исполнительное устройство, основой которого является постоянный магнит. Первые попытки получить постоянные магниты пленочной конфигурации относятся к 1990-м годам, когда ионно-плазменным напьшением бьли получены пленки SmCoj. Использование полученных пленок было ограничено отсутствием у них кристаллической текстуры. Основная техническая проблема пленочного магнита состоит в том, что необходимо получить достаточно интенсивное магнитное поле в направлении, перпендикулярном плоскости пленки. Такое геометрическое соотношение между направлением вектора намагниченности и минимальным размером (толшиной) пленки является энергетически очень невыгодным. Размагничивающее поле пленки, возникающее из-за наличия на поверхности магнитных зарядов, как бы разворачивает силовые линии магнитного поля в плоскость пленки и составляющая поля в направлении, перпендикулярном плоскости пленки, мала. Преодолеть эту ситуацию можно, только создав в пленке кристаллическую текстуру, при которой оси легкого намагничивания кристаллитов будут направлены перпендикулярно плоскости пленки. Кроме того, необходимо обеспечить в кристаллитах высокое значение коэрцитивной силы для противостояния перемагничиванию под воздействием размагничивающих полей. Этим требованиям удовлетворяет соединение NdjFejB, которое склонно к образованию направленной кристаллической текстуры при затвердевании и обладает высоким значением магнитной кристаллической анизотропии. В проекте Постоянные пленочные магниты на основе сплава Nd-Fe-B, выполняемом в Московском государственном институте стали и сплавов (руководитель - проф., д. ф.-м. н. А.С.Лилеев), методом ионно-плазменного распьшения получены магнитотвердые пленочные магниты толщиной 30...300мкм с магнитной энергией до 35 МГс-Э. Найдены оптимальные условия напыления. Разработана технология получения пленок с кристаллической текстурой, перпендикулярной плоскости пленки, со свойствами: jH = 23,7 кЭ, = 10,1 кГс и (ВН) = 25,5 МГс Э, и изотропных магнитотвердых пленок, обладающих jH = 30 кЭ, В = 6,3 кГс и (ВН) = 12 МГс Э. Изучено влияние температуры подложки при напылении и режимов отжига на магнитные свойства и текстуру получаемых пленок. Определен интервал температур напыления и отжига пленок, при которых формируется кристаллическая текстура в пленках, когда ось перпендикулярна плоскости пленки. В работе установлено, что в зависимости от температуры подложки, температуры отжига и времени отжига используемым методом напыления можно получать как текстурованные, так и нетекстурованные пленки с коэрцитивной силой у последних до 30 кЭ. В отличие от ранних работ, в которых большие значения коэрцитивной силы пленок достигаются при длительных выдержках при температуре отжига, в настоящей работе показано, что jH. > 28 кЭ может быть получена при кратковременном (менее минуты) отжиге при = 510°С. Проведено моделирование петель гистерезиса для ансамбля частиц, имитирующего пленку. Показано, что размеры частиц пленки составляют сотни нанометров и являются однодоменными. Проведено сравнение гистерезисных характеристик магнито-твердого пленочного магнита и спеченных магнитов на основе соединения Nd2Fe14B в интервале температур от 4,2 до 293 К. Установлен однотипный для пленочных и спеченных магнитов характер изменения намагниченности от размагничивающего поля при различных температурах, который обусловлен наличием спинориентационного перехода в соединении Nd2Fe14B и несовершенством кристаллической текстуры в исследуемых магнитах. Основываясь на магнитных и технических свойствах пленок, было предложено их использование в двух приборах; рекламно-информационном, управляемом магнитосенсорами, мультипликаторе (РУММ) и управляемом магнитосенсорами носителе информации картотечном (УНИ), а также для плоского микродвигателя.
  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
Далее встала проблема – получения анизотропного материала: взяли магнитоквенч 1 и далее провели горячую деформацию (без поля): температура дает структуру, так как время температурного нагрева малое, то частицы вырасти не успевают – частицы мелкие; деформация дает образование текстуры. Получаем анизотропный материал. Из-за текстуры Br большая = 9,5 кГс, (ВН)max = 30-35 МГсЭ, Нс = 10-14 кЭ
- угол ориентации оси лёгкого намагничивания относительно кристаллография, осей в плоскости переориентации. Минимизация (1) по углу 
III и I 
вблизи Т = Т2 даёт известное выражение теории Ландау[зависимость К 1(Т) в рассматриваемой области температур предполагается линейной]:
(Т)= 2К 1 (Т) = 2К(Т - Т2)/Т 2, К- константа, 
= 4 К2, 
Угол здесь играет роль параметра порядка.