Nâng cao lực kháng từ của hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG NỀN Nd-Fe-B VÀ Co-Zr

0.1. Lịch sử phát triển của vật liệu từ cứng

1. CHƯƠNG 1: Cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B và Co-Zr

1.1. Cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B

1.2. Cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng nền Co-Zr

1.3. Cơ chế đảo từ và lực kháng từ của vật liệu từ cứng

1.3.1. Cơ chế đảo từ

1.3.2. Lực kháng từ

1.4. Các phương pháp chế tạo vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B và Co-Zr

1.4.1. Chế tạo vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B bằng phương pháp luyện kim bột

1.4.2. Chế tạo vật liệu từ cứng nền Co-Zr bằng phương pháp phun băng nguội nhanh

1.5. Các yếu tố ảnh hưởng lên cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B và Co-Zr

1.5.1. Các yếu tố ảnh hưởng lên cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B

1.5.2. Các yếu tố ảnh hưởng lên cấu trúc và tính chất từ của vật liệu từ cứng nền Co-Zr

1.6. Tình hình nghiên cứu vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B và Co-Zr ở trong nước

1.6.1. Tình hình nghiên cứu vật liệu từ cứng nền Nd-Fe-B ở trong nước

1.6.2. Tình hình nghiên cứu vật liệu từ cứng nền Co-Zr ở trong nước

1.7. Kết luận chương 1

2. CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM

2.1. Chế tạo hợp chất pha thêm

2.1.1. Chế tạo bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao

2.1.2. Chế tạo bằng phương pháp nghiền khí

2.2. Quy trình và thiết bị chế tạo nam châm thiêu kết Nd-Fe-B bằng phương pháp luyện kim bột

2.2.1. Các thiết bị chế tạo

2.3. Chế tạo hợp kim nền Co-Zr bằng phương pháp phun băng nguội nhanh

2.3.1. Các thiết bị chế tạo

2.4. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc

2.4.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X

2.4.2. Phương pháp hiển vi điện tử

2.4.3. Các phép đo từ trễ trên hệ từ trường xung

2.5. Kết luận chương 2

3. CHƯƠNG 3: NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA NAM CHÂM THIÊU KẾT Nd-Fe-B BẰNG CÁCH PHA TẠP VÀO BIÊN HẠT

3.1. Cấu trúc của bột hợp kim Nd-Fe-B

3.2. Nâng cao lực kháng từ của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B bằng cách pha thêm hợp chất kích thước nanomet vào biên hạt

3.2.1. Pha thêm hợp chất Nd50Al50 kích thước nanomet vào biên hạt

3.2.2. Pha thêm hợp chất Nd40Cu30Al30 kích thước nanomet vào biên hạt

3.3. Nâng cao lực kháng từ của nam châm thiêu kết Nd-Fe-B bằng cách pha thêm hợp chất kích thước micromet vào biên hạt

3.3.1. Pha thêm hợp chất Nd40Cu30Al30 và Dy40Nd30Al30 kích thước micromet vào biên hạt

3.3.2. Pha thêm hợp chất Dy30Nd17Pr3Al40Cu10 kích thước micromet vào biên hạt

3.4. Kết luận chương 3

4. CHƯƠNG 4: NÂNG CAO LỰC KHÁNG TỪ CỦA HỢP KIM NỀN Co-Zr BẰNG CÁCH PHA TẠP VÀ THAY ĐỔI ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ

4.1. Cấu trúc và tính chất từ của các băng hợp kim Co100-xZrx (x = 16, 18 và 20)

4.1.1. Cấu trúc của các băng hợp kim

4.1.2. Tính chất từ của các băng hợp kim

4.2. Cấu trúc và tính chất từ của các băng hợp kim Co80Zr20-xBx (x = 0, 2, 3 và 4)

4.2.1. Cấu trúc của các băng hợp kim

4.2.2. Tính chất từ của các băng hợp kim

4.3. Cấu trúc và tính chất từ của các băng hợp kim Co79-xZr18+x-yMyB3 (M = Ti, x = 0, y = 1 - 4)

4.3.1. Cấu trúc của các băng hợp kim

4.3.2. Tính chất từ của các băng hợp kim

4.4. Cấu trúc và tính chất từ của các băng hợp kim Co77Zr20-xAlxB3 (x = 0, 2, 3 và 4)

4.4.1. Cấu trúc của các băng hợp kim

4.4.2. Tính chất từ của các băng hợp kim

4.5. Kết luận chương 4

KẾT LUẬN CHUNG

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nâng cao lực kháng từ của hợp kim Nd Fe B và Co Zr

Hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr là những vật liệu từ cứng có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Việc nâng cao lực kháng từ của chúng là một thách thức lớn trong nghiên cứu vật liệu. Lực kháng từ cao giúp mở rộng khả năng ứng dụng của các loại nam châm này trong các thiết bị điện tử và cơ khí. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào các phương pháp nâng cao lực kháng từ của hai loại hợp kim này.

1.1. Hợp kim Nd Fe B Cấu trúc và tính chất từ

Hợp kim Nd-Fe-B có cấu trúc tinh thể đặc biệt, với pha Nd2Fe14B là pha chính. Tính chất từ của hợp kim này rất cao, với tích năng lượng từ cực đại (BH)max đạt giá trị lớn. Tuy nhiên, lực kháng từ Hc của hợp kim này giảm nhanh khi nhiệt độ tăng, điều này hạn chế ứng dụng của chúng trong môi trường nhiệt độ cao.

1.2. Hợp kim Co Zr Đặc điểm và ứng dụng

Hợp kim Co-Zr cũng là một loại vật liệu từ cứng, với tính chất từ tốt và khả năng kháng từ cao. Hợp kim này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu lực kháng từ ổn định hơn ở nhiệt độ cao. Việc nghiên cứu và cải thiện tính chất từ của hợp kim Co-Zr là rất cần thiết để mở rộng ứng dụng của chúng.

II. Thách thức trong việc nâng cao lực kháng từ của hợp kim Nd Fe B và Co Zr

Mặc dù hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr có nhiều ưu điểm, nhưng việc nâng cao lực kháng từ của chúng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là sự suy giảm lực kháng từ khi nhiệt độ tăng. Ngoài ra, việc pha tạp các nguyên tố khác vào hợp kim cũng có thể ảnh hưởng đến tính chất từ của chúng.

2.1. Suy giảm lực kháng từ ở nhiệt độ cao

Khi nhiệt độ tăng, lực kháng từ Hc của hợp kim Nd-Fe-B giảm nhanh chóng, điều này làm hạn chế khả năng ứng dụng của chúng trong các thiết bị hoạt động ở nhiệt độ cao. Nghiên cứu cần tìm ra các phương pháp để cải thiện tính chất này.

2.2. Ảnh hưởng của pha tạp đến tính chất từ

Việc pha tạp các nguyên tố như Dy vào hợp kim Nd-Fe-B có thể cải thiện lực kháng từ, nhưng cũng có thể gây ra sự thay đổi không mong muốn trong cấu trúc và tính chất từ. Cần có các nghiên cứu chi tiết để xác định tỷ lệ pha tạp tối ưu.

III. Phương pháp nâng cao lực kháng từ của hợp kim Nd Fe B

Có nhiều phương pháp để nâng cao lực kháng từ của hợp kim Nd-Fe-B. Một trong những phương pháp phổ biến là pha tạp các hợp chất kích thước nanomet vào biên hạt. Phương pháp này đã cho thấy hiệu quả trong việc cải thiện lực kháng từ.

3.1. Pha tạp hợp chất kích thước nanomet vào biên hạt

Pha tạp hợp chất như Nd50Al50 kích thước nanomet vào biên hạt của hợp kim Nd-Fe-B đã cho thấy sự cải thiện đáng kể về lực kháng từ. Nghiên cứu cho thấy rằng việc này giúp tăng cường tính chất từ và ổn định hơn ở nhiệt độ cao.

3.2. Tối ưu hóa điều kiện chế tạo

Điều kiện chế tạo như nhiệt độ và thời gian ủ cũng ảnh hưởng lớn đến lực kháng từ của hợp kim. Việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể giúp cải thiện đáng kể tính chất từ của hợp kim Nd-Fe-B.

IV. Phương pháp nâng cao lực kháng từ của hợp kim Co Zr

Tương tự như hợp kim Nd-Fe-B, hợp kim Co-Zr cũng có thể được cải thiện lực kháng từ thông qua các phương pháp pha tạp và thay đổi điều kiện công nghệ. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào các phương pháp cụ thể để nâng cao lực kháng từ của hợp kim Co-Zr.

4.1. Pha tạp các nguyên tố vào hợp kim Co Zr

Việc pha tạp các nguyên tố như B vào hợp kim Co-Zr đã cho thấy sự cải thiện về lực kháng từ. Nghiên cứu cho thấy rằng tỷ lệ pha tạp tối ưu có thể giúp tăng cường tính chất từ của hợp kim này.

4.2. Thay đổi điều kiện công nghệ trong chế tạo

Thay đổi các điều kiện công nghệ như nhiệt độ ủ và thời gian ủ cũng có thể ảnh hưởng đến lực kháng từ của hợp kim Co-Zr. Cần có các nghiên cứu chi tiết để xác định các điều kiện tối ưu cho việc chế tạo hợp kim này.

V. Ứng dụng thực tiễn của hợp kim Nd Fe B và Co Zr

Hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như điện tử, y tế và quân sự. Việc nâng cao lực kháng từ của chúng sẽ mở rộng khả năng ứng dụng trong các thiết bị hiện đại.

5.1. Ứng dụng trong ngành điện tử

Hợp kim Nd-Fe-B được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử như động cơ điện và máy phát điện. Việc nâng cao lực kháng từ sẽ giúp cải thiện hiệu suất của các thiết bị này.

5.2. Ứng dụng trong y tế

Hợp kim Co-Zr có thể được sử dụng trong các thiết bị y tế như máy MRI. Nâng cao lực kháng từ sẽ giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất của các thiết bị này.

VI. Kết luận và tương lai của nghiên cứu về hợp kim Nd Fe B và Co Zr

Nghiên cứu về nâng cao lực kháng từ của hợp kim Nd-Fe-B và Co-Zr đang được tiếp tục phát triển. Các phương pháp mới và công nghệ chế tạo sẽ giúp cải thiện tính chất từ của các hợp kim này, mở rộng khả năng ứng dụng trong tương lai.

6.1. Tương lai của nghiên cứu hợp kim Nd Fe B

Nghiên cứu về hợp kim Nd-Fe-B sẽ tiếp tục tập trung vào việc cải thiện lực kháng từ và tính chất từ. Các phương pháp mới như pha tạp và thay đổi điều kiện chế tạo sẽ được áp dụng để đạt được kết quả tốt hơn.

6.2. Tương lai của nghiên cứu hợp kim Co Zr

Hợp kim Co-Zr cũng sẽ được nghiên cứu sâu hơn để cải thiện lực kháng từ. Việc áp dụng các công nghệ mới trong chế tạo sẽ giúp nâng cao tính chất từ của hợp kim này, mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Nâng cao lực kháng từ của hợp kim nền Nd-Fe-B và Co-Zr