Khóa luận về ảnh hưởng kích thước hạt pha từ cứng đến tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co

• Tác giả: Ngô Thị Trường
• Người hướng dẫn: Th. Nguyễn Mẫu Lâm
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Vật liệu
• Đề tài: Ảnh hưởng kích thước hạt đến tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
• 0.6. Giả thuyết khoa học
• 0.7. Cấu trúc khóa luận
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG NANOCOMPOSITE MN-BI/FE-CO
• 1.1. Lịch sử phát triển của vật liệu từ cứng
• 1.2. Vật liệu từ cứng không chứa đất hiếm Mn-Bi
• 1.2.1. Cấu trúc tinh thể của Mn-Bi
• 1.2.2. Tính chất từ của Mn-Bi
• 1.2.3. Phƣơng pháp chế tạo
• 1.3. Vật liệu từ mềm Fe-Co
• 1.3.1. Cấu trúc tinh thể
• 1.3.2. Tính chất từ
• 1.3.3. Phương pháp chế tạo
• 1.4. Vật liệu từ cứng tổ hợp nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co. Mô Hình Kneller-Hawig
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Chế tạo hợp kim từ cứng Mn-Bi/Fe-Co
• 2.1.1. Chế tạo hợp kim khối Mn-Bi bằng phương pháp hồ quang
• 2.1.2. Chế tạo mẫu bột Mn-Bi bằng nghiền cơ năng lượng cao
• 2.1.3. Ép viên, xử lí nhiệt bột hợp kim Mn-Bi
• 2.1.4. Chế tạo hợp kim từ mềm Fe-Co theo phương pháp đồng kết tủa
• 2.1.5. Chế tạo tổ hợp nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co
• 2.2. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc
• 2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X
• 2.2.2. Phương pháp phân tích hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.3. Các phép đo nghiên cứu tính chất từ
• 2.3.1. Phép đo từ nhiệt trên hệ từ kế mẫu rung
• 2.3.2. Phép đo từ trễ trên hệ từ trường xung
• 3. CHƯƠNG 3: THẢO LUẬN KẾT QUẢ
• 3.1. Chế tạo pha từ cứng và pha từ mềm
• 3.2. Chế tạo pha từ cứng Mn-Bi
• 3.3. Chế tạo pha từ mềm Fe-Co
• 3.4. Chế tạo Vật liệu từ cứng Nanocomposite Mn50Bi50/Fe65Co35
• 3.5. Sử dụng pha từ cứng chưa ủ nhiệt
• 3.6. Sử dụng pha từ cứng đã ủ nhiệt
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về ảnh hưởng kích thước hạt đến tính chất từ

Kích thước hạt là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co. Nghiên cứu cho thấy rằng kích thước hạt có thể thay đổi cấu trúc tinh thể và tính chất từ của vật liệu. Việc hiểu rõ mối quan hệ này giúp tối ưu hóa các ứng dụng trong công nghệ từ tính. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng kích thước hạt nhỏ hơn có thể dẫn đến sự gia tăng lực kháng từ và từ độ bão hòa.

1.1. Ảnh hưởng của kích thước hạt đến cấu trúc tinh thể

Kích thước hạt ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc tinh thể của vật liệu nanocomposite. Khi kích thước hạt giảm, các nguyên tử trong vật liệu có xu hướng sắp xếp lại, dẫn đến sự thay đổi trong cấu trúc tinh thể. Điều này có thể làm tăng tính chất từ của vật liệu, như lực kháng từ và từ độ bão hòa.

1.2. Tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn Bi Fe Co

Tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co phụ thuộc vào kích thước hạt. Các nghiên cứu cho thấy rằng khi kích thước hạt giảm, lực kháng từ Hc có thể tăng lên, điều này làm cho vật liệu trở nên hấp dẫn hơn trong các ứng dụng từ tính.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu kích thước hạt

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của kích thước hạt đến tính chất từ, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa các thông số chế tạo. Một trong những vấn đề chính là việc kiểm soát kích thước hạt trong quá trình chế tạo vật liệu. Các phương pháp chế tạo hiện tại vẫn chưa hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu về kích thước và tính đồng nhất của hạt.

2.1. Khó khăn trong việc kiểm soát kích thước hạt

Việc kiểm soát kích thước hạt trong quá trình chế tạo là một thách thức lớn. Các phương pháp như nghiền cơ năng lưỡng cao có thể tạo ra kích thước hạt nhỏ, nhưng khó khăn trong việc duy trì tính đồng nhất của hạt. Điều này có thể ảnh hưởng đến tính chất từ của vật liệu.

2.2. Tác động của môi trường đến kích thước hạt

Môi trường chế tạo cũng có thể ảnh hưởng đến kích thước hạt. Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất và thành phần hóa học có thể làm thay đổi kích thước hạt, từ đó ảnh hưởng đến tính chất từ của vật liệu nanocomposite.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hạt

Để nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước hạt đến tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm nghiền cơ năng lưỡng cao, nấu hồ quang và các phương pháp phân tích cấu trúc như XRD và SEM.

3.1. Phương pháp nghiền cơ năng lưỡng cao

Phương pháp nghiền cơ năng lưỡng cao được sử dụng để tạo ra kích thước hạt nhỏ. Phương pháp này cho phép kiểm soát kích thước hạt và đồng nhất hóa cấu trúc của vật liệu. Kết quả cho thấy rằng kích thước hạt nhỏ hơn có thể cải thiện tính chất từ của vật liệu.

3.2. Phương pháp nấu hồ quang

Nấu hồ quang là một phương pháp hiệu quả để chế tạo vật liệu nanocomposite. Phương pháp này giúp tạo ra các hạt có kích thước đồng nhất và tính chất từ tốt hơn. Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh các thông số nấu có thể ảnh hưởng đến kích thước hạt và tính chất từ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu nanocomposite Mn Bi Fe Co

Vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co có nhiều ứng dụng trong công nghệ từ tính, đặc biệt là trong các thiết bị điện tử và công nghệ thông tin. Tính chất từ của vật liệu này làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho các ứng dụng như nam châm vĩnh cửu và cảm biến từ.

4.1. Ứng dụng trong nam châm vĩnh cửu

Vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co có thể được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu với tính chất từ tốt. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa kích thước hạt có thể cải thiện hiệu suất của nam châm, làm cho nó trở nên hiệu quả hơn trong các ứng dụng thực tế.

4.2. Ứng dụng trong cảm biến từ

Vật liệu này cũng có thể được sử dụng trong các cảm biến từ, nhờ vào tính nhạy cảm cao của nó. Kích thước hạt nhỏ giúp tăng cường độ nhạy của cảm biến, mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như y sinh và công nghệ thông tin.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về ảnh hưởng kích thước hạt đến tính chất từ của vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co đã chỉ ra rằng kích thước hạt là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa tính chất từ. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều tiến bộ trong công nghệ từ tính, với khả năng phát triển các vật liệu mới có tính chất vượt trội.

5.1. Tương lai của vật liệu nanocomposite

Vật liệu nanocomposite Mn-Bi/Fe-Co có tiềm năng lớn trong việc phát triển các ứng dụng mới. Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa kích thước hạt và cấu trúc tinh thể để cải thiện tính chất từ.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể bao gồm việc khám phá các phương pháp chế tạo mới và các hợp kim khác để nâng cao tính chất từ của vật liệu. Điều này sẽ mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực vật liệu từ tính.