بررسی اثر دما بر خواص مغناطیسی آهنربای سخت نئودمیوم- آهن- بور (Nd2Fe14B) تولید شده به‌روش پرس گرم

نویسندگان

1 1. دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 2.دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 3.دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران

چکیده

آلیاژ مغناطیسی NdFeB یکی از مغناطیس‌های سخت و دارای بالاترین میزان حداکثر انرژی تولید شده در جهان است. رایج‌ترین روش‌هـای تولید آلیاژهـای مغناطیسی Nd2Fe14B، روش‌هـای متالوژی پودر و تکنیک‌های کوئنچ سریع است. در این تحقیق اثر دمای پرس گرم بر خواص مغناطیسی مگنت Nd2Fe14B مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی ساختار و خواص مغناطیسی نمونه‌های ساخته شده، مطالعات ساختاری بر پایه پراش پرتو ایکس، طیف‌سنج فلورسانس پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف‌سنجی توزیع انرژی از بالک مگنت Nd2Fe14B و آزمون‌های مغناطیسی با استفاده از مغناطومتر ارتعاشی انجام شد. نتایج حاصل از آزمون‌ها نشان داد که علاوه بر فاز Nd2Fe14B دو فاز α-Fe و فاز غنی از Nd نیز در ساختار مگنت تهیه شده وجود دارد که این فاز‌های ثانویه نه تنها مخرب نیستند بلکه به‌نحو مؤثری با فاز اصلی کوپلینگ تبادلی ایجاد کرده و سبب بهبود خواص مغناطیسی می‌شود. با افزایش دمای پرس، خواص مغناطیسی مگنت‌های سینتر شده، افزایش یافت و درنهایت مگنت Nd2Fe14B با حداکثر انرژی تولید شده بالاتر از 290 کیلوژول بر مترمکعب ساخته شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The Effect of Temperature on the Magnetic Properties of Hard Magnet Nd2Fe14B Produced by Hot Press Method

نویسندگان [English]

  • M. Hosseinzadeh 1
  • M. Bozorgmehr 1
  • A. Ghasemi 2
  • M. Askari 3
1 1. Department of Materials Engineering, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran.
2 2. Department of Materials Engineering, Malek Ashtar Univrsity of Technology, Shahin Shahr, Iran.
3 3. Islamic Azad University Science and Research Branch, Tehran.
چکیده [English]

NdFeB magnetic alloy is one of the hard magnets having the highest maximum energy in the world. The most popular methods of manufacturing magnetic alloys Nd2Fe14B are powder metallurgy and  rapid quenching techniques. In this research, the effect of  the hot press temperature on the magnetic properties of the  hard magnet Nd2Fe14B was studied. Structural studies were carried out using X-ray diffraction, X-ray fluorescence spectrometer and Scanning Electron Microscope; Spectroscopic energy distribution of Nd2Fe14B bulk magnet and the magnetic tests were done using a vibrating magnetometer to investigate the structures and the magnetic properties of the produced samples. The results showed that in addition to the Nd2Fe14B phase, the α-Fe and Nd-rich phase also existed in the structure of the provided magnet. These secondary phases had  effectively created exchange couplings with the main phase, improving the magnetic properties. The magnetic properties of the sintered magnets were improved by increasing the press temperature; finally, Nd2Fe14B magnet was made with the maximum energy, which was d higher than 290 kj/m3 .

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hard magnets
  • magnetic properties
  • Permanent magnetic Magnet
  • sintering

مراجع

1. Coey, J. M. D., Rare Earth Iron Permanent Magnets, Oxford: Clarendon, 1996.
2. Perigo, E. A., Mettus, D., Gilbert, E. P., Hautle, P., Niketic, N., van den Brandt, B., Kohlbrecher, J., McGuiness, P., Fu, Z., and Michels, A., “Magnetic Microstructure of a Textured NdeFeeB Sintered Magnet Characterized by Small-Angle Neutron Scattering”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 661, pp. 110-114, 2016.
3. Fang, Y., Yin, X., Skomski, R., Cheng, H., Song, K., Zhu, M., Guo, Z., Li, W., and Liou, S. H., “In-situ High-temperature Domain Structures of Die-upset Nd-Fe-B Magnets”, Scripta Materialia, Vol. 111, pp. 72-75, 2016.
4. Tian, N., Hong, Y. F. L., and You, F. C. Y., “Fabrication of High Coercive Nd-Fe-B Based Thin Films Through Annealing Nd-Fe-B/Nd-Fe Multilayers”, Physica B, Vol. 477, pp. 129-132, 2015.
5. Neodymium-Iron-Boron Magnets, NEOREC series, TDK company, 2011.
6. Jingdai, W., Yu, M., Huaxia, Z., Hui, T., Rongbing, L., Chuanqi, S., Changxin, W., and Fayin, X., “The Characteristic of Crystal Growth of Nd-Fe-B Casts Trips During the Rapid Solidification Process”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 396, pp. 283-287, 2015.
7. Kenta, T., Misaho, A., Rikio, S., and Kimihiro, O., “Preparation of Nd-Fe-B Sintered Magnets from HDDR-processed Powder”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 393, pp. 461-466, 2015.
8. Sheridan, R. S., Sillitoe, R., Zakotnik, M., Harris, I. R., and Williams, A. J., “Anisotropic Powder from Sintered NdFeB Magnets by the HDDR Processing Route”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 324, pp. 63-67, 2012.
9. Roskill Information Services, The Economics of Rare Earths and Yttrium, 11th Edition, Clapham Road, London UK.
10. Zhang, X., Ma, Y., Zhang, B., Li, Y., Lei, M., Wang, F., Zhu, M., and Wang, X., “Corrosion Behavior of Hot-Pressed Nanocrystalline NdFeB Magnet in a Simulated Marine Atmosphere”, Corrosion Science, Vol. 87, pp. 156-166, 2014.
11. Xin, F., Xiaolei, H., Zhiwei, D., Haibo, F., and Yanfeng, L., “Microstructural Investigation of Nd-rich Phase in Sintered Nd-Fe-B Magnets through Electron Microscopy”, Journal of Rare Earths, Vol. 31, p. 765, 2013.
12. Takeshita, T., and Nakayama, R., “Workshop on Rare Earth Magnets and Their Applications”, 10th International Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applications, Kyoto, May, 1989.
13. Chiriac, H., and Marinescu, M., “Magnetic Properties and Microstructure in NdFeB Cast Strip Permanent Magnets”, Journal of Non Crystalline Solids, Vol. 287, pp. 140-144, 2001.
14. Saito, T., “Electrical Resistivity and Magnetic Properties of Nd-Fe-B Alloys Produced by Melt-spinning Technique”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 505, p. 23, 2010.
15. Knoch, K. G., Reinsch, B., and Petzow, G., “The Nd-Fe-B Phase Diagram and the Primary Solidification of Nd2Fe14B”, 13th International Workshop on Rare Earth Magnets & Their Applications, Birmingham, UK, 1994.
16. Hadjipanayis, G. C., and Kim, A., “Domain Wall Pinning Versus Nucleation of Reversed Domains in R‐Fe‐B Magnets (invited)”, Journal of Applied Physics, Vol. 63, p. 3310, 1988.
17. Weickhmann, M., “Nd-Fe-B Magnets, Properties and Applications” Vacuum Schmelze GmbH & Co. KG, Hanau, Germany, 2009.
18. Lian-Xi, H. U., Gang, S. H. I., and Er-De, W., “Mechanically Activated Disproportionate of NdFeB Alloy by Ball Milling in Hydrogen”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Vol. 13, pp. 1070-1074, 2003.
19. Grönefeld, M., and Kronmüller, H., “Magnetization Curve and Hardening Mechanism in Rapidly Quenched Nd-Fe-B Magnets”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 88, p. 267, 1990.
مواد پیشرفته در مهندسی
دوره 37، شماره 2
شهریور 1397
صفحه 13-27

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی