Khóa luận: Ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt lên tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B

• Tác giả: Nguyễn Việt Tuấn
• Người hướng dẫn: ThS. Khóa
• Trường học: Học viện Kỹ thuật Quân sự
• Chuyên ngành: Vật liệu
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt lên tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lý do chọn đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG KHÔNG CHỨA ĐẤT HIẾM NỀN Co-Zr-B
• 1.1. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim Co-Zr-B không pha tạp
• 1.1.1. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim Co 80Zr20-xBx (x = 0 - 4) chế tạo bằng phương pháp thiêu kết xung điện Plasma (SPS)
• 1.1.2. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim Co 72 Zr8 B20
• 1.1.3. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim Co 80Zr20-xBx (x = 0 - 4) chế tạo bằng phương pháp phun băng nguội nhanh
• 1.1.4. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim Co-Zr-B có pha tạp
• 1.1.4.1. Hệ hợp kim Co 80Zr18-xMx B2 (x = 0 - 2) M = C, Cu, Ga, Al và Si
• 1.1.4.2. Hệ hợp kim Co 86,5 Hf11,5-x ZrxB2 (x = 0, 1, 2, 3 và 5)
• 1.1.4.3. Hệ hợp kim Co 80Zr18-xTix B2 (x = 0 - 4)
• 1.1.4.4. Hệ hợp kim Co 80-xZr18 Crx B2 (x = 0, 2, 3 và 4)
• 1.1.4.5. Hệ Hợp kim Co 80Zr18-xNbxB2 (x = 0 - 4)
• 1.1.4.6. Hệ hợp kim Co 80Zr18-xMoxB2 (x = 0 - 4)
• 2. CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THÍ NGHIỆM
• 2.1. Các phương pháp chế tạo mẫu
• 2.1.1. Chế tạo mẫu hợp kim Co-Zr-Nb-B bằng lò hồ quang
• 2.1.2. Chế tạo băng hợp kim bằng phương pháp nguội nhanh
• 2.1.3. Chế tạo mẫu hợp kim Co-Zr-Nb-B bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao
• 2.1.4. Cấu tạo máy nghiền SPEX 8000D
• 2.1.4.1. Nguyên tắc hoạt động
• 2.1.5. Chế tạo mẫu bột. Xử lí nhiệt mẫu hợp kim Co-Zr-Nb-B đã chế tạo
• 2.1.6. Phép đo từ trễ
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim băng Co-Zr-Nb-B trước khi ủ nhiệt
• 3.2. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim băng Co-Zr-Nb-B sau khi ủ nhiệt
• 3.3. Tính chất từ của hệ hợp kim Co-Zr-Nb-B chế tạo bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt

Nghiên cứu về hợp kim Co-Zr-B đã thu hút sự chú ý lớn trong lĩnh vực vật liệu từ cứng. Đặc biệt, việc tìm hiểu ảnh hưởng của pha tạp Nb và quá trình ủ nhiệt lên tính chất từ của hợp kim này là rất quan trọng. Hợp kim Co-Zr-B không chỉ có tiềm năng ứng dụng cao mà còn giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào nguyên liệu đất hiếm. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cấu trúc và tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B, từ đó mở ra hướng đi mới cho việc phát triển vật liệu từ cứng.

1.1. Lý do chọn nghiên cứu hợp kim Co Zr B

Hợp kim Co-Zr-B được lựa chọn do tính chất từ vượt trội và khả năng thay thế cho các vật liệu từ cứng truyền thống. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện tính chất từ mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt lên tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong sản xuất nam châm vĩnh cửu và các thiết bị điện tử.

II. Thách thức trong nghiên cứu tính chất từ của hợp kim Co Zr B

Mặc dù hợp kim Co-Zr-B có nhiều ưu điểm, nhưng việc nghiên cứu tính chất từ của chúng vẫn gặp phải một số thách thức. Đầu tiên, sự biến đổi cấu trúc khi thêm pha tạp Nb có thể ảnh hưởng đến tính chất từ. Thứ hai, quá trình ủ nhiệt cần được tối ưu hóa để đạt được tính chất từ tốt nhất. Những thách thức này đòi hỏi các phương pháp nghiên cứu chính xác và hiệu quả.

2.1. Ảnh hưởng của pha tạp Nb đến cấu trúc hợp kim

Pha tạp Nb có thể làm thay đổi cấu trúc tinh thể của hợp kim Co-Zr-B, từ đó ảnh hưởng đến tính chất từ. Nghiên cứu cần xác định rõ mối quan hệ giữa nồng độ Nb và các pha hình thành trong hợp kim.

2.2. Thách thức trong quá trình ủ nhiệt

Quá trình ủ nhiệt cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh làm giảm tính chất từ của hợp kim. Nhiệt độ và thời gian ủ là hai yếu tố quan trọng cần được nghiên cứu kỹ lưỡng.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp chế tạo mẫu hiện đại như phun băng nguội nhanh và nghiền cơ năng lưỡng cao. Các mẫu hợp kim Co-Zr-Nb-B sẽ được chế tạo và sau đó tiến hành đo từ độ để đánh giá tính chất từ. Phương pháp này giúp đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của kết quả nghiên cứu.

3.1. Quy trình chế tạo mẫu hợp kim Co Zr Nb B

Mẫu hợp kim sẽ được chế tạo bằng lò hồ quang và nghiền cơ năng lưỡng cao. Quy trình này giúp tạo ra các hạt đồng nhất và cải thiện tính chất từ của hợp kim.

3.2. Phép đo và phân tích tính chất từ

Tính chất từ của mẫu sẽ được đo bằng các phương pháp hiện đại như phép đo từ độ và phân tích nhiễu xạ tia X. Những kết quả này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về cấu trúc và tính chất từ của hợp kim.

IV. Kết quả nghiên cứu về tính chất từ của hợp kim Co Zr B

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc thêm pha tạp Nb và quá trình ủ nhiệt có ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B. Các mẫu hợp kim sau khi ủ nhiệt cho thấy lực kháng từ cao hơn và tính chất từ ổn định hơn. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển vật liệu từ cứng không chứa đất hiếm.

4.1. Tính chất từ của hợp kim trước và sau ủ nhiệt

Các mẫu hợp kim Co-Zr-B trước ủ nhiệt thể hiện tính chất từ mềm, trong khi sau khi ủ nhiệt, lực kháng từ tăng lên đáng kể, cho thấy sự chuyển biến từ tính cứng.

4.2. Ảnh hưởng của nồng độ Nb đến tính chất từ

Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ Nb trong hợp kim có ảnh hưởng tích cực đến lực kháng từ. Việc tối ưu hóa nồng độ Nb có thể giúp cải thiện đáng kể tính chất từ của hợp kim.

V. Ứng dụng thực tiễn của hợp kim Co Zr B trong công nghiệp

Hợp kim Co-Zr-B có tiềm năng ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất nam châm vĩnh cửu và thiết bị điện tử. Với tính chất từ vượt trội, hợp kim này có thể thay thế các vật liệu từ cứng truyền thống, giúp giảm chi phí và tăng hiệu suất.

5.1. Ứng dụng trong sản xuất nam châm vĩnh cửu

Hợp kim Co-Zr-B có thể được sử dụng để sản xuất nam châm vĩnh cửu với lực kháng từ cao, giúp cải thiện hiệu suất của các thiết bị điện.

5.2. Tiềm năng trong lĩnh vực điện tử

Với tính chất từ ổn định và khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, hợp kim Co-Zr-B có thể được ứng dụng trong các thiết bị điện tử hiện đại, từ động cơ đến cảm biến.

VI. Kết luận và hướng nghiên cứu tương lai

Nghiên cứu về ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt lên tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B đã chỉ ra nhiều kết quả khả quan. Hợp kim này không chỉ có tiềm năng ứng dụng cao mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển vật liệu từ cứng không chứa đất hiếm. Hướng nghiên cứu tương lai có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chế tạo và mở rộng nghiên cứu sang các hợp kim khác.

6.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã xác định rõ ảnh hưởng của pha tạp Nb và ủ nhiệt đến tính chất từ của hợp kim Co-Zr-B, mở ra hướng đi mới cho việc phát triển vật liệu từ cứng.

6.2. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc nghiên cứu các hợp kim khác và tối ưu hóa quy trình chế tạo để nâng cao tính chất từ của vật liệu.