1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI TRẦN THÀNH SƠN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NAM CHÂM ĐẤT HIẾM THIÊU KẾT TRÊN DÂY CHUYỀN BÁN CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: Mã số: Vật lý chất rắn 60 44 01 04 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS. TS Nguyễn Hoàng Nghị HÀ NỘI, 2014 Lời cảm ơn Lời cho đƣợc gửi lời biết ơn sâu sắc tới GS-TS Nguyễn Hoàng Nghị tận tình hƣớng dẫn em trình thực luận văn suốt thời gian dài. Bên cạnh cho đƣợc gửi lời cảm ơn tới Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội 2, phòng sau đại học nhà trƣờng, thƣ viện nhà trƣờng. Cũng không nhắc tới giúp đỡ nhiệt tình cán thƣ viện quốc gia Việt Nam, ban tập thể lãnh đạo, cán công nhân viên công ty HCT, địa 18/165 Cầu Giấy, Hà Nội. Lời cảm ơn gửi tới cán bộ, giảng viên trƣờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội; cán công tác phòng thí nghiệm kim loại học nhà trƣờng. Hoàn thành luận văn không nhắc tới giúp đỡ anh em kỹ sƣ công ty xây dựng lắp đặt điện nƣớc ATZ cảm ơn tới KS Lã Phú Hà công ty giúp đỡ nhiều trình hoàn thành luận văn nay. Và cuối cho đƣợc gửi lời cảm ơn tới anh em học viên cao học K16 trƣờng ĐH Sƣ Phạm Hà Nội chung sống P55 - KTX 14 trƣờng động viên tôi, giúp đỡ hoàn thành luận văn này! Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả luận văn Trần Thành Sơn Lời cam đoan. Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn nghiêm khắc GS-TS Nguyễn Hoàng Nghị. Các kết quả, hình ảnh luận văn GS Nguyễn Hoàng Nghị thu thập lƣu giữ chƣa đƣợc công bố công trình hết. Tác giả luận văn Trần Thành Sơn MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan. MỤC LỤC . MỞ ĐẦU 1. Lí chọn đề tài 2. Mục đích đề tài . 3. Đối tƣợng nghiên cứu 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 5. Phƣơng pháp nghiên cứu . 6. Dự kiến đóng góp đề tài . CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG Nd2Fe14B 1.1. Lịch sử phát triển loại vật liệu từ cứng. 1.2. Cấu trúc tính chất từ vật liệu từ cứng Nd2Fe14B . 13 1.2.1. Cấu trúc vi mô vật liệu từ cứng 13 1.2.2. Một số tính chất vật liệu. 15 1.2.3.Một số đặc trƣng vật liệu từ cứng Nd2Fe14B . 20 1.2.3.1. Độ từ hóa nhiệt độ Curie . 21 1.2.3.2. Từ hóa thay đổi cấu trúc đomen. 22 1.2.3.3. Dịch vách đomen 24 1.2.3.4. Lực kháng từ iHc mối liên hệ với cấu trúc tinh thể Nd2Fe14B 28 1.2.4.Giản đồ trạng thái vật liệu từ cứng Nd-Fe-B . 34 1.2.5. Lực kháng từ iHC tích lƣợng (BH)max 38 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NAM CHÂM ĐẤT HIẾM THIÊU KẾT TRÊN DÂY CHUYỀN BÁN CÔNG NGHIỆP . 41 2.1. Mô tả công nghệ chế tạo nam châm dây chuyền bán công nghiệp. . 41 2.2. Nấu luyện kim loại . 41 2.3. Công nghệ nghiền sơ từ trƣờng. 47 2.3.1. Giới thiệu hệ thống nghiền ba cấp. 47 2.3.2. Công đoạn nghiền thô . 48 2.3.3. Công đoạn nghiền trung gian 49 2.3.4. Công đoạn nghiền tinh. . 51 2.4. Công nghệ ép 54 2.4.1. Công đoạn ép định hình tạo mẫu từ trƣờng . 54 2.4.2. Công đoạn ép đẳng tĩnh.(Ép bốn phía) . 60 2.5. Thiêu kết nhiệt độ cao. 62 CHƢƠNG 3: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TRÚC VI MÔ CỦA NAM CHÂM NDFE-B SAU THIÊU KẾT . 67 3.1.1. Cơ chế lƣ̣c kháng từ nam châm NdFeB thiêu kết 67 3.1.2. Lƣ̣c giƣ̃a nam châm và vật sắt tƣ̀ . . 70 3.2. Vật liệu phát từ trƣờng – nam châm vĩnh cửu, vật liệu từ cứng 71 Kết luận 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 MỞ ĐẦU 1. Lí chọn đề tài Một loại vật liệu quan trọng thiếu đƣợc hầu hết thiết bị chuyển đổi dạng lƣợng nhƣ lƣợng gió, nƣớc thành lƣợng điện nam châm vĩnh cửu (NCVC). Nam châm vĩnh cửu đƣợc sử dụng dạng đơn giản thiết bị nhƣ: động cơ, máy phát, khởi động điện từ, loa điện động… linh kiện công nghệ cao nhƣ: cảm biến, đĩa ghi từ mật độ cao, vi khởi động điện từ v.v… Vật liệu từ cứng đƣợc sử dụng làm nam châm vĩnh cửu, ứng dụng nhiều lĩnh vực khác đời sống kỹ thuật. Có nhiều loại nam châm vĩnh cửu đƣợc phát hiện, nghiên cứu ứng dụng nhiều lĩnh vực với nhiều mục đích khác nhau. Trong giới phong phú loại nam châm vĩnh cửu, nam châm đất giữ vai trò quan trọng hàng đầu phẩm chất từ tốt nó. Ngày nay, hai họ nam châm chứa đất đƣợc sử dụng nhiều Sm-Co Nd-Fe-B. Họ nam châm vĩnh cửu SmCo dựa hai pha từ cứng SmCo5 Sm2Co17 có từ tính tốt nhiệt độ Curie cao. Tuy nhiên, Co nguyên tố đắt vật liệu mang tính chất chiến lƣợc. Việc phát pha từ cứng Nd2Fe14B Croat cộng (Mỹ), Sagawa cộng (Nhật) vào năm 1983 đƣợc xem bƣớc đột phá lớn lịch sử phát triển nam châm vĩnh cửu, không tính chất từ tốt mà trữ lƣợng nguyên tố Nd và Fe vỏ Trái Đất lớn so với nguyên tố đất kim loại chuyển tiếp khác. Ở Việt Nam, sau phát minh vật liệu từ Nd-Fe-B đƣợc công bố, đƣợc phòng thí nghiệm quan tâm nghiên cứu thành phần hoá học nhƣ đặc điểm công nghệ. Ngày loại vật liệu tiếp tục đƣợc ý, đặc biệt vật liệu từ Nd2Fe14B. Điều đƣợc thể qua nhiều báo cáo hội nghị chuyên đề tạp chí nhiều nhóm tác giả nhƣ: nhóm nghiên cứu Đại học Quốc gia Hà Nội, nhóm trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội nhóm nghiên cứu Viện Khoa học Vật liệu. Để chế tạo nam châm vĩnh cửu dựa vật liệu đất có hai phƣơng pháp phƣơng pháp thiêu kết phƣơng pháp kết dính. Nam châm vĩnh cửu đƣợc làm từ đất phƣơng pháp thiêu kết công nghệ chế tạo phức tạp khó tạo dáng nhƣng lại có lực kháng từ lớn, tích lƣợng từ cực đại cao hẳn so với tạo phƣơng pháp khác. Trong nam châm thiêu kết hạt từ có kích thƣớc vài micromet đƣợc liên kết pha phi từ giàu Nd biên hạt. Nam châm có tính dị hƣớng cao, tích lƣợng cực đại (BH)max lớn. Kỉ lục (BH)max giới đạt đƣợc phòng thí nghiệm 59 MGOe, đạt 92% giá trị (BH)max lí thuyết (64 MGOe). Ở Việt Nam, nam châm vĩnh cửu làm từ NdFe-B đƣợc quan tâm nghiên cứu chế tạo, xong chất lƣợng sản phẩm đạt khoảng 50% theo mô hình lí thuyết công nghệ chế tạo chƣa ổn định, chƣa ứng dụng đƣợc thực tế. Với công nghệ thời, để chế tạo đƣợc nam châm thiêu kết Nd-Fe-B có chất lƣợng cao cần có lực kháng từ Hc lớn tích lƣợng từ (BH)max cao. Từ lý định chọn đề tài nghiên cứu luận văn: ”Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm đất phương pháp thiêu kết dây truyền bán công nghiệp” 2. Mục đích đề tài  Nghiên cứu ảnh điều kiện công nghệ tới tính chất từ nam châm đất thiêu kết Nd-Fe-B 3. Đối tƣợng nghiên cứu  Nam châm đất Nd-Fe-B.  Các điều kiện công nghệ để chế tạo nam châm 4. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu công đoạn công nghệ chế tạo nam châm Nd- Fe-B thiêu kết:  Nghiền, ép bột từ trƣờng  Ảnh hƣởng môi trƣờng trình chế tạo nam châm 5. Phƣơng pháp nghiên cứu - Luận văn đƣợc tiến hành phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm:  Nghiên cứu công đoạn chế tạo nam châm thiêu kết Nd-Fe-B  Khảo sát đo đạc số tính chất nam châm 6. Dự kiến đóng góp đề tài Xác định điều kiện công nghệ dây truyền bán công nghiệp để nhận đƣợc nam châm Nd-Fe-B thiêu kết có chất lƣợng tốt. CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG Nd2Fe14B 1.1. Lịch sử phát triển loại vật liệu từ cứng. Ngƣời Trung Hoa từ xa xƣa phát nam châm tự nhiên dùng chúng làm la bàn. Nam châm ferit thiên nhiên Khi - (Fe0. (phản ứng sắt từ) bị oxy hóa mạnh, xảy phản ứng ). → , sau tia sét tự nhiên tạo từ trƣờng từ hóa chúng. Nam châm cổ có ~ vài kA/m (nam châm đại ngày có ~ 0,2 T ~ 1T ~ vài ngàn kA/m). M (T) Alnico NdFeB 1.0 SmCo17 Sm2Co17 0,5 Ba-ferit 1600 1200 800 400 kA/m Hình 1.1. Đường cong khử từ, từ dư lực kháng từ loại nam châm (sơ đồ bán định lượng). 10 BR~1,2(T) B(H) B(H) (BH)max M(H) BR M(H) -0,4(T) MHC MHC BHC BHC ~0,1T=1000Oe ~0,8T=8000Oe ~0,4T=4000Oe (b) Alnico (a) Ferit Bari (hoặc RCo) Hình 1.2. Hai loại nam châm: (a) Khi dị hướng tinh thể định, đường M=M(H) có dạng chữ nhật, đường B=B(H) đường thẳng, MHC DC. đômen có hai hình ảnh sáng vách đômen có hình ảnh tối. Trong các đômen hỗn độn này còn có các đômen nhỏ , đƣợc gọi là ghim cài đảo , xuất hiện dạn g hì nh tròn . Các ghim cài đảo thƣờng có k ích thƣớc nhỏ dạng hì nh n nên chỉ chƣ́a một lƣợng nhỏ vật liệu . Do đó trƣờng đảo tƣ̀ các ghim cài đảo không đủ để khóa đầu dò MFM, chúng xuất hiện dƣới dạng hì nh ảnh tối. Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.1 ảnh MFM nam châm thiêu kết, tƣơng ƣớng với ảnh AFM Hình 3.2 68 Do cấu trúc đa đômen tro ng một hạt 2:14:1 nên vách đo men dịch chuyển dễ dàng có từ trƣờng nhỏ tác dụng vào . Do đƣờng cong tƣ̀ trễ phụ cho thấy lƣ̣c kháng tƣ̀ bão hoà ở tƣ̀ trƣờng H ≥ H sat với H sat < Hci; Durs và Kronmuller đã tranh luận Hsat đƣ ợc coi nhƣ trƣờng liên quan đến sƣ̣ hãm vách đômen tại biên hạt , bởi vì H ci > Hsat, lƣ̣c kháng tƣ̀ phải điều khiển bằng chế mầm đảo tƣ̀ . Tƣ̀ nghiên cƣ́u về đƣờng cong tƣ̀ trễ phụ cho nam châm NdF eB giàu B và PrFeB, Hirosawa và Sagawa (1987) đã kết luận rắng trƣờng khƣ̉ tƣ̀ cục bộ là nguyên nhân bản của sƣ̣ phụ thuộc H ci B r vào từ trƣờng từ hoá . Trong báo cáo của họ , cách đômen vƣợt qua một hàng rào lƣợng gần vùng biên hạt có nguồn g ốc từ hiệu ƣ́ng tƣ̀ tĩ nh tạo bởi chỗ nhô của các hạt 2:14:1 là nhƣ̃ng chỗ không đồng nhất của lƣợng dị hƣớng. Ƣớc lƣợng thô H ci cho chế lƣ̣c kháng tƣ̀ đã đƣợc Livingston đƣa rằng: ) (3.1) Số hạng thƣ́ nhất phí a bên phải biễu diễn trƣờng cục bộ cần thiết để đảo đômen ngƣợc vùng sai hỏng hình cầu có bán kính r số hạng thƣ́ hai là trƣờng khƣ̉ tƣ̀ hiệu dụng hỗ trợ sƣ̣ đảo tƣ̀ . Đối với trƣờng hợp r0 = 100 A và N eff= từ phƣơng trình tính đƣợc H ci ~11 kOe cho nam châm NdFeB thiêu kết. F.Vial cùng các cộng sƣ̣ nghiên cƣ́u ảnh hƣởng vi cấu trú c đến lƣ̣c kháng tƣ̀ nam châm thiêu kết có thành ph ần Nd12,4Pr1,4B5,8AL0,3Cu0,1Co0,1Fe79,9. Hình trình bày hình ảnh FEG – SEM của mẫu nam châm 3.1 sau thiêu kết (3.2) sau ủ ở nhiệt độ 5200C, sau 69 ủ ở 5600C và phóng to điểm hạt. Các hạt 2:14:1 có kích thƣớc trung bình khoảng 7μ, “túi” giàu Nd có kích thƣớc nhỏ 4μ biên hạt khoản 5nm đến 10nm. Trên hì nh 10 thấy pha giàu Nd tập trung tại biên hạt làm ngăn cách giƣ̃ a hạt 2:14:1. Tuy nhiên trƣờng hợp nam châm sau thiêu kết (hình 3.3), giao diện giƣ̃a lớp giàu Nd và biên hạt là không rõ ràng. Các đƣờng biên mờ không liên tục . Điều đó làm tƣơng tác giƣ̃a các hạt trao đổi tăng và lƣ̣c kháng tƣ̀ là quá thấp (439kA/m- hình 11). Đối với trƣờng hợp sau ủ 5200C (hình 3.4), đƣờng biên rất rõ liên tục . Ngoài số đám hình cầu giàu Nd nằm hạt 2:14:1. Sƣ̣ hì nh thành các đám này có thể quá trì nh tái kết tinh của pha 2:14:1 ủ . Sƣ̣ hì nh thành các đám vách đomen và tăng lƣ̣c kháng tƣ̀ mẫu lên đáng kể . Tuy nhiên số lƣợng các đám giàu Nd nằm hạt 2:14:1 không nhiều nên chế lực kháng từ chủ yếu lớp già u Nd ở vách tạo nên. Khi ủ ở nhiệt độ cao 5600C, biên hạt (pha giàu Nd) trở lên biến dạng và không liên tục , đồng thời các số đám giàu Nd hạt 2:14:1 giảm đáng kể. Vì chế độ ủ không tối ƣu , dẫn đến lƣ̣c kháng tƣ̀ giảm. Đƣờng cong từ hoá ban đầu mẫu (B) cho thấy chế lƣ̣c kháng tƣ̀ nam châm thể hiện rõ là chế mầm đảo tƣ̀ . Điều đó phù hợp với cấu trúc đa đômen vật liệu. Hình 3.3. Hình 3.4 70 3.1.2. Lƣ̣c giƣ̃a nam châm và vật sắt tƣ̀. Quan sát hì nh 2.16 bên nam châm cảm ƣ́ng tƣ̀ B ~M-HD =const. (B =Φ/S.S: thiết diện nam châm) không gian bên ngoài xa nam châm , diện tích mà B qu a tăng, S tăng, tƣ̀ thông ɸ nam châm tạo là không đổi, B giảm phụ thuộc mạnh vào vị trí tƣ́c là khoảng các h x đối với nam châm . Ký hiệu cảm ứng từ bên n am châm là B’ = B (x) = H (đại lƣợng này giả m x tăng). Đây là tƣ̀ trƣờng hoá sắt đặt nó không gian gần nam châm . Trong trƣờng hợp nam châm tiếp xúc trƣ̣c tiếp với sắt, x~0, không có sƣ̣ phân tán tƣ̀ thông và có thể coi B (x) = B = H (hệ Gauss) hoặc B(x) = B = μ0H (SI). Lƣ̣c giƣ̃a nam châm và sắt đã đƣợc tƣ̀ hoá xác định bởi công thƣ́c : (3.2) Trong công thƣ́c này, không trƣ̣c tiếp thấy vai trò của thể tí ch V và chiều dài L nam châm (V = L.S). Tuy nhiên đại lƣợng L đóng vai trò rất quan trọng việc xác định lực F. Vấn đề là ở chỗ , chiều dài L sẽ quyết đị nh tới trƣờng khƣ̉ tƣ̀ H d nam châm tức ảnh hƣởng lớn tới B . Nam châm càng dài L lớn H D nhỏ B lớn, F càng lớn. Nhƣ vậy thể tí ch V nam châm lớn, lƣ̣c hút F của nam châm càng mạnh. Có thể chứng minh công thức theo cách khác lƣợng tƣ̀ trƣờng chân không bằng: W = B22μD = μ0H2/2 = 1/2 (B.H) : mật độ 71 Năng lƣợng tƣ̀ trƣờng thể tí ch V (gần nam châm) W.V = W.S.x. Công lƣ̣c của x thƣ̣c hiện nam châm hút sắt tƣ̀ khoản x bằng :Q= Fx. /công này chí nh bằng lƣợng tƣ̀ trƣờng chƣ́a thể tí ch SL , vậy WSL = FL, loại bỏ L, cuối cùng nhận đƣợc công thƣ́c tí nh lƣ̣c F = WS. 3.2. Vật liệu phát từ trƣờng – nam châm vĩnh cửu, vật liệu từ cứng Chức quan trọng thứ hai vật liệu làm từ nguồn phát từ trƣờng. Các loại nam châm, kể miếng đá “loadstone” thời nguyên thủy nguồn phát từ trƣờng . Ngƣời ta gọi chúng nam châm vĩnh cửu để khả phát từ trƣờng chúng giữ đƣợc lâu dài. Chúng ta thấy từ trƣờng B chạy liên tục từ cực Nam S đến cực Bắc N (trong nam châm) từ vần S (ngoài nam châm). Từ trƣờng hữu ích từ trƣờng bên nam châm từ trƣờng xuất nam châm có cực hở, không khép kín. Nhƣ sử dụng từ trƣờng không gian hai cực nam châm. Trong hệ Gauss có B=H, nam châm cần có từ dƣ lớn BR lớn để nhận đƣợc từ trƣờng khe lớn. Để nam châm “vĩnh cửu”, lực kháng từ HC phải lớn HC từ trƣờng cần để xóa độ BR, tức khử từ nam châm. HC lớn có nghĩa nam châm khó từ hóa, cần từ trƣờng lớn để thay đổi trạng thái nam châm (thiết lập xóa bỏ trạng thái từ), mà đối lập với tính từ mềm, nam châm “cứng” thay đổi từ trƣờng gọi vật liệu từ cứng (hard magnetic material). Tóm lại vô số vật liệu từ tính (chỉ kể chất sắt từ), tồn hai nhóm từ mềm dùng làm lõi dẫn từ từ cứng để làm nam châm. Tính chất, thành phần, công nghệ chế tạo ứng dụng vật liệu từ mềm từ cứng đƣợc liệt kê tóm tắt bảng 3.1 dƣới đây: Bảng 3.1. Vật liệu từ mềm từ cứng: thành phần, tính chất, công 72 nghệ chế tạo ứng dụng. Tên Từ mềm (magnetic Material) Từ cứng (Hard magnetic Material, permanent magnet) Tính chất cần có Ứng dụng Công nghệ chế tạo Thành phần Hợp kim: FeSi (sillicon Dẫn từ: lõi steel), Fr-Ni B, HC đƣờng từ biến áp, động (permaloy) trễ hẹp p cơ, cuộn Fe-Si-B chạn … (vô định hình) - Oxit: ferit NI-Zn. Mn-Zn Nam châm vĩnh cửu: - Hợp kim: B, phát từ Fe-Al-Ni-Co. HC(1.00.000A/m trƣờng, lực, RE-Fe-B đƣờng từ trễ biến đổi - Oxit,ferit rộng) điện-cơ, cơbari điện, dụng cụ đo lƣờng, lao - Luyện kim (cán mỏng, Fe-Si) - gốm (ferit từ mềm) - Nguội nhanh - Luyện kim (đúc, cán) - Luyện kim bột (Nam chaamkeets dính) - Gốm (ferit bari) Kết luận 1. Đã nghiên cứu toàn trình chế tạo nam châm thiêu kết dị hƣớng Nd-Fe-B để đạt đƣợc mức lƣợng 25-30 MGoe. 73 2. Tiến hành nấu luyện hợp kim Nd-Fe-B chân không khuôn mỏng có gradient nhiệt nhằm tạo dị hƣớng tinh thể chân không. 3. Đã tiến hành nghiền ba cấp môi trƣờng bảo vệ tạo đƣợc bột NdFeB kích thƣớc đủ nhỏ, độ oxy hóa thấp thích hợp cho việc chế tạo nam châm đất dị hƣớng. 4. Đã tiến hành ép bột Nd-Fe-B môi trƣờng bảo vệ (bằng phƣơng pháp thủ công) môi trƣờng từ tăng dần tạo dị hƣớng từ cho nam châm sản xuất sau này. 5. Đã tiến hành ép đẳng tĩnh tạo mật độ cao cho nam châm. 6. Đã tiến hành xử lý nhiệt đa cấp chân không. 7. Nam châm dị hƣớng đƣợc chế tạo theo công nghệ có lƣợng khoảng 25 – 30 Mgoe. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1]. Đỗ Vƣơng Hoành, Lê Công Quý, Vũ Văn Hồng, Chu Văn Chiêm, Nguyễn Hồng Quyền, Vũ Hữu Tƣờng, Đỗ Khánh Tùng, Vũ Hồng Kỳ, 74 Nguyễn Tuấn Minh, Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu nam châm thiêu kết Nd-Fe-B, Tuyển tập báo cáo hội nghị Vật lí toàn Quốc lần thứ IV, Núi Cốc 5-7/11/2003, tr. 638-642. [2]. Nguyễn Hoàng Nghị, Cơ sở từ học vật liệu từ tiên tiến, - Nhà xuất khoa học kỹ thuật. [3]. Lƣu Tuấn Tài (2008), Vật liệu từ - Công nghệ chế tạo nam châm thiêu kết Nd-Fe-B. [4]. Phạm Đình Thịnh (2009), Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm vĩnh cửu Nd-Fe-B phương pháp thiêu kết, Luận văn thạc sĩ vật lí , Trƣờng Đại học Sƣ phạm Hà Nội. [5]. Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lí tượng từ, Nhà xuất Đại học Quốc gia, Hà Nội. [6]. Đỗ Khánh Tùng, Vũ Hữu Tƣờng, Lê Công Quý, Đỗ Vƣơng Hoành, Một số kết phân tích thành phần cấu trúc vật liệu từ Nd-Fe-B, Tuyển tập báo cáo hội nghị Vật lí toàn Quốc lần thứ IV, Núi Cốc ngày 5-7/11/2003, [...]... vt liu t cng Nd-Fe-B Nam chõm t him NdFeB (cũn gi l nam chõm NEO, nam chõm NIB) c coi l nam chõm mnh nht hin nay: nam chõm NdFeB thiờu kt d hng cú th cú tớch nng lng ti trờn 50 MGOe (400 kJ/m3) lc khỏng t theo M vt 20 kOe (1,5 triu A/m Nam chõm ny c phỏt trin vo nm 1982 bi GM v Sumitomo Special Metals Trung Quc ngy nay c coi l mt trong cỏc nc sn xut nam chõm NdFeB ln nht th gii Nam chõm NdFeB l vt liu... hp kim Nd2Fe14B cho phộp ch to nam chõm thiờu kt cú tớch nng lng t cc i (BH)max ln õy l loi nam chõm vnh cu cc mnh, cú kh nng cho t d lờn ti 1,4 T, nhng cú nhc im l cú tớnh ụxy húa cao (do hot tớnh ca Nd), nhit hot ng thp v giỏ thnh t (do cha nhiu t him) Bng 1.1 so sỏnh t tớnh ca nam chõm Nd-FeB vi cỏc loi nam chõm thụng thng khỏc Bng 1.1 Tớnh cht t ca mt s loi nam chõm Nam chõm Mr (kG) Hci BHmax TC... liu t mm (tr trng hp nam chõm ch to bng bt Fe mn, hỡnh kim cú d hng hỡnh dng cao) Nhỡn li hn 10 nm phỏt trin ca nam chõm vnh cu cú th cú cỏc nhn xột sau: (i) Chng loi cỏc nam chõm rt a dng v tớnh cht (hoc H C ln hoc BR hoc (BH)m ln ), v cụng ngh ch to (luyn kim truyn thng: 13 ỳc, cỏn; luyn kim bt; ngui nhanh; gm), v thnh phn (hp kim, oxit, v quy mụ sn xut (ii) Trong s cỏc loi nam chõm khỏc nhau, cú... thỡ ng cong t tr cng tin ti dng hỡnh ch nht) 1.2.3 Mt s c trng c bn ca vt liu t cng Nd2Fe14B Th trng vt liu t v nam chõm vnh cu trờn ton th gii hin nay th hin gn ỳng bng gin trờn hỡnh Hỡnh 1.7 Biu biu din th trng vt liu t v nam chõm vnh cu Trong t phn 20% ca sn phm nam chõm vnh cu thỡ nam chõm NdFe-B chim ti 30%, vi tc tng trng trung bỡnh hng nm c 15-20% Con s ú l khụng nh nu tớnh n s ra i rt mun... 60% giỏ tr v 97% khi lng trong tng s cỏc loi nam chõm c sn xut Cỏc loi nam chõm khỏc cú quy mụ sn xut nh hoc rt nh v ch dựng trong mt s ớt trng hp y l thộp C, thộp Cr, Co (1900), hp kim FeCoMo (1934), Cunife (1935), PtCo (1936) CoFeV (vicalloy, 1940)(iii) Hai tớnh cht ca nam chõm c chỳ ý l: tớch nng lng cc i (BH)m õy l i lng phn ỏnh cỏc tớnh cht t hp ca nam chõm i lng ny tng trờn 50 ln t mt vi MGOe... T ca Sm2Co17) v trng d hng tinh th cao (7.6 T so vi 6.5 T ca Sm2Co17) Cng chớnh vỡ vy m cụng ngh ch to nam chõm vnh cu da trờn c s loi vt liu ny ó nhanh chúng c hon thin, khin cỏc sn phm nam chõm cú h s vuụng gúc t xp x giỏ tr cc i (Y l), dn n tớch nng lng t (BH)max ca chỳng cao nht trong cỏc loi nam chõm vnh cu hin cú (ó t xp x 440 kJ/m3, gii hn lý thuyt l 512 id/m3) [35], [48], [108] v tng tuyn... ca ng t tr, h qu l lm cho cỏc cụng on thit k mch t 21 s dng nam chõm Nd-Fe-B tr nờn d dng hn Ngoi ra, do trong thnh phn ca nam chõm Nd-Fe-B ch yu l cha st (72.3% trng lng), nguyờn t t him Nd ch chim 26.7% trng lng Hn na bn thõn Nd cng khụng phi l him (chim ti 16% trong tng s cỏc nguyờn t t him), nờn giỏ thnh trờn 1kJ/m3 ca tớch nng lng t ca nam chõm NdFe-B l r nht Do tt c nhng c im ú nờn mc dự cũn b... bo m tớnh vnh cu ca nam chõm Trong th k XX, i lng ny cng tng c 50 ln th trờn cho thy cỏc i lng HC v (BH)max ca cỏc loi vt liu khỏc nhau (iv) Mi loi vt liu cú tớnh cht ni tri riờng, thớ d trong s cỏc loi nam chõm, NdFeB cú tớch nng lng ln nht nhng SmCo li cú lc khỏng t ln nht Nh vy bng cỏch chn thnh phn cú th nhn c cỏc tớnh cht mong mun Tuy nhiờn cỏc tớnh cht t k lc u thuc cỏc loi nam chõm t him hoc... nhiờn cỏc tớnh cht t k lc u thuc cỏc loi nam chõm t him hoc NdFeB v SmCo Núi nh vy khụng cú ngha l cỏc loi nam chõm khỏc khụng cú cỏc u th Thớ d hp kim Alnico cú d t rt ln (1,4 T) v cú nhit Curie rt ln (TC ~ 8000C, nhit lm vic ~ 5000C), y l cha k chi phớ sn xut, v mt ny ferit Ba luụn l loi nam chõm r nht 1.2 Cu trỳc v tớnh cht t ca vt liu t cng Nd2Fe14B 1.2.1 Cu trỳc vi mụ ca vt liu t cng Hp kim... tớch ca ụ c s im xut phỏt 22 ca Js chớnh l mụmen t ca cỏc nguyờn t riờng r v s kt hp gia chỳng to ra t ca vt liu Liờn quan cht ch n giỏ tr t ca vt liu chớnh l cm ng t d Br ca sn phm nam chõm Cu trỳc vi mụ ca mt nam chõm thiờu kt cng hon ho thỡ giỏ tr ca B r cng gn n giỏ tr ca Js 1.2.3.2 T húa v s thay i cu trỳc omen - T húa cht st t bao gm hai quỏ trỡnh (1) dch vỏch omen v (2) xoay vecto t Kt . (BH) max 38 CHƢƠNG 2: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO NAM CHÂM ĐẤT HIẾM THIÊU KẾT TRÊN DÂY CHUYỀN BÁN CÔNG NGHIỆP 41 2.1. Mô tả công nghệ chế tạo nam châm trên dây chuyền bán công nghiệp. . 41 5 2.2 định chọn đề tài nghiên cứu luận văn: Nghiên cứu công nghệ chế tạo nam châm đất hiếm bằng phương pháp thiêu kết trên dây truyền bán công nghiệp 2. Mục đích của đề tài  Nghiên cứu ảnh của các. điều kiện công nghệ tới tính chất từ của nam châm đất hiếm thiêu kết Nd-Fe-B 3. Đối tƣợng nghiên cứu  Nam châm đất hiếm Nd-Fe-B. 8  Các điều kiện công nghệ để chế tạo nam châm này 4.