Самарари ба бусад элементүүдийн синдромын NdFeB дахь үүрэг

Синдержүүлсэн неодимийн төмрийн бор гэдэг нь түүний нэрнээс харахад Nd2Fe14B гэсэн хайлшийн материал бөгөөд неодим Nd, төмөр Fe, бор В гэсэн гурван элементээс бүрдэх нэгдэл юм. Гэхдээ неодимийн төмрийн бор нь нэг фаз биш юм. .1Fe4B4 фаз) ба Nd-ээр баялаг фаз (үүнийг газрын ховор элемент гэж нэрлэдэг), үүний Nd2Fe14B фаз нь үндсэн үе буюу үндсэн нэр томъёо юм.

Ихэнх газрын ховор элементүүд (RE) нь RE 2Fe14B нэгдлүүдийг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь газрын хөрсөнд агуулагдах ховор борлуулалттай төмөр-борын цуврал байнгын соронзон материалын үндсэн үе шатууд бөгөөд энэ нь газрын хөрсөнд агуулагдах ховор төмрийн-борын цуврал соронзны 96-98% -ийг эзэлдэг. Бүх RE2Fe14B нэгдлүүд нь ижил болор бүтэцтэй боловч соронзон шинж чанарууд нь маш өөр байдаг. Газрын ховор элементүүдийг неодимийн оронд синодын неодимийн төмрийн бор дээр нэмэхэд соронзны зарим шинж чанарыг өөрчилж болно гэсэн үг юм.

Nd-ийн оронд хүнд ховор газрын металл Dy-ийн үүрэг

Соронзонгийн албадлагын хүчийг мэдэгдэхүйц сайжруулах

Dy 2Fe14B нэгдлийн HA анизотропийн талбар нь Nd2.14Fe2B-ээс 14 дахин их тул Nd-ийг бага хэмжээгээр Dy-р орлуулснаар соронзны Hcj хүчийг мэдэгдэхүйц сайжруулж чадна. Онолын хувьд Dy-ийн 1% (атомын фракц) -д Nd-ийг орлуулах бүрт соронзны Hcj хүчийг 11.4кА / м-ээр ихэсгэж болох боловч практик хэрэглээнд Hcj-ийн албадлагын хүч нэмэгдэх нь бусад бүрэлдэхүүн хэсэг.

  1. Соронзон дахь Js соронзон туйлшралыг бууруулж, Br болон хамгийн их соронзон энергийн бүтээгдэхүүнийг (BH) m бууруулна.

Онолын хувьд Nd-ийн оронд Dy-ийн 1% (атомын фракц) бүрт соронзны Js соронзон туйлшрал 90мТ-ээр буурдаг.

  1. Соронзон давтамжийн температурын коэффициент Br ба хамгийн их соронзон энергийн бүтээгдэхүүнийг (BH) m бууруулна

Хүнд газрын ховор элемент Dy нэмж хийснээр NdFeB байнгын соронзны түүхий эдийн өртөг мэдэгдэхүйц нэмэгдэх тул өртөг ба соронзны гүйцэтгэлийн хоорондын хамаарлыг цогцоор нь авч үзэх шаардлагатай байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Nd-ийн оронд хүнд газрын ховор металлын Tb-ийн үүрэг

Синдрийн неодимийн төмрийн бор соронзонд Nd-ийг орлуулахын тулд Tb нэмэхэд Nd-ийг Dy-ээр орлуулахтай ижил үр нөлөөтэй боловч Tb 2Fe14B-ийн анизотроп талбар HA илүү өндөр тул байнгын соронзны хүчийг илүү үр дүнтэй сайжруулж болно. Гэсэн хэдий ч Tb нь Dare-ээс бага нөөцтэй бөгөөд өндөр үнэтэй байдаг.

Nd-ийг орлуулахад метал Gd ба металл Хо-ийн үүрэг

Gd нь газрын ховор хүнд металлын хамгийн их нөөцтэй бөгөөд Gd нь Gd2Fe14B нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Соронзон туйлшралын хүч Js ба нэгдлүүдийн анизотроп талбар HA нь мэдэгдэхүйц бага боловч Кюрийн температур Tc хамгийн өндөр байна. Gd-ийн өндөр нөөц, хямд үнээс шалтгаалан зарим үйлдвэрлэгчид Nd-ийг хэсэгчлэн орлуулахын тулд Gd-ийг самариум төмрийн хайлш хэлбэрээр нэмдэг. Гэсэн хэдий ч Nd-ийн оронд Gd-ийн практик хэрэглээ нь үр ашиггүй юм. Ирээдүйд Gd нь илүү чухал хэрэглээтэй болох нь тогтоогдвол нөхөж баршгүй гарз болох болно. Nd-ийн оронд Хо-г ашиглах нь ижил үр нөлөө, асуудалтай байдаг.

Nd-ийг орлуулахад газрын ховор металлын La, Ce, Pr-ийн үүрэг

Газрын ховор ховор элементүүд маш их нөөцтэй бөгөөд харьцангуй хямд байдаг. Синоджуулсан неодимийн төмрийн бор материал үйлдвэрлэхэд газрын ховор хөнгөн металлын үйлдвэрлэлийг дэмжих нь зүйтэй юм.

La, Fe, B металлыг La2Fe14B үүсгэхэд харьцангуй хэцүү, температур нь маш нарийхан боловч 860 ° C-аас доош тогтсон бол тогтвортой байна. Синдрийн неодимийн төмрийн борын зардлын 65% -75% -ийг Nd эзэлдэг. Энэ үе шатанд Ла өртөг нь Nd-ийн аравны нэг орчим байна. Nd-ийг орлуулахын тулд Ла-г ашиглах нь зардлыг бууруулж, газрын ховор нөөцийг иж бүрэн ашиглахад түлхэц болно. Ла агууламж нэмэгдэхийн хэрээр соронзон туйлшрал Js, уян хатан байдал Br, албадлагын хүч Hcj, хамгийн их соронзон энергийн бүтээгдэхүүн (BH) m буурна. Ла бол соронзон бус атом юм. Соронзон шингэрүүлэлтийн улмаас (BH) м буурдаг. Br-ээс хамаагүй хурдан буурах.

Ce2Fe14B нь тогтвортой байдал муутай тул үүсэх нь илүү төвөгтэй байдаг. Ce-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр янз бүрийн соронзон шинж чанар буурдаг. Үүний зэрэгцээ Ce-ийг нэмж хийснээр Кюрийн температур ба соронзны температурын тогтвортой байдал буурах болно.

Pr2Fe14B нэгдэл нь байнгын соронзон материал болгон ашиглаж болох хэд хэдэн үндсэн нөхцлүүдтэй бөгөөд сайн соронзон шинж чанарыг ойролцоогоор 1060 ° C-т синтер хийх замаар олж авах боломжтой. (PrNd) -Fe металлыг түүхий эд болгон ашиглаж, сайн чанарын синдромтой NdFeB байнгын соронз үүсгэдэг. соронзон шинж чанар. Pr нь Nd-ээс илүү исэлддэг тул өндөр тогтвортой байдал шаарддаг зарим материал нь Pr-ийн хэмжээг зохих ёсоор хянах ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Fe-ийг орлоход бусад металлын үүрэг

Шигтгэсэн NdFeB байнгын соронзон материал нь коэффициент ба Кюрийн температур багатай, температурын тогтвортой байдал, ашиглалтын температур (ойролцоогоор 80 ° C), зэврэлтэнд тэсвэр муутай тул хэрэглээг хязгаарладаг. Энэ шалтгааны улмаас хүмүүс NdFeB-ийн байнгын соронзон материалд янз бүрийн элементүүдийн нөлөөг өргөн хүрээнд судалж үзсэн.

  1. Fe-ийг кобальтаар хэсэгчлэн солих нь синтерлэгдсэн NdFeB-д үзүүлэх нөлөө

Co-ийн агууламж нэмэгдэх тусам хайлшийн Кюри температур шугаман байдлаар нэмэгдэж, соронзон индукцийн буцах температурын коэффициент α мэдэгдэхүйц буурдаг. Co-ийн агууламж 5% -иас бага (атомын фракц) байх үед (BH) m ба Br бараг буурдаггүй; Co-ийн агууламж 30% -иас их байвал соронзон гүйцэтгэлийн янз бүрийн параметрүүд мэдэгдэхүйц буурдаг. Нэмэгдсэн Co-ийн агууламж 10% -иас бага бөгөөд энэ нь маш их ашиг тустай байдаг. Энэ нь хайлшийн Кюри температурыг нэмэгдүүлэхээс гадна өндөр соронзон шинж чанарыг хадгалж байдаг. Үүний зэрэгцээ соронзон индукцийн температурын коэффициент мөн сайжирсан болно.

  1. Al нь Fe-ийг хэсэгчлэн орлодог

Эрдэмтдийн судалгааны үр дүнгээс харахад бага хэмжээний Al хөнгөн цагаан нэмэхэд гуравдагч Nd-Fe-B материалын хүчийг мэдэгдэхүйц сайжруулж болохыг харуулж байна. Судалгааны үр дүнгээс харахад Nd-Fe-Co-B байнгын соронзон материалыг үндэслэн Al-г нэмэхэд Ко-г нэмсэнээс үүсэх албадлагын хүч буурч байгааг нөхөж болно. B хайлш.

  1. Fe хосыг хэсэгчлэн орлуулах Cu-ийн нөлөө

Судалгааны үр дүнд (Nd, Dy) -Fe-B ба (Nd, Dy) - (Fe, Co) -B системд бага хэмжээний зэс Cu нэмэхэд түүний албадлагын хүч мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, харин Br бараг буурдаггүй болохыг тогтоожээ. Өндөр Hcj ба өндөр (BH) м байнгын соронзыг гаргаж чаддаг.

  1. Fe хосыг хэсэгчлэн орлох бусад элементүүдийн нөлөө

Гуравдагч Nd-Fe-B хайлш дээр үндэслэн зарим төмрийг орлуулахын тулд бага хэмжээний ниобиум Nb эсвэл цирконий Zr нэмэхэд хайлшийн Hcj ба квадратыг үр дүнтэй сайжруулж болох боловч Br маш бага буурч, соронзон урсгал хайлшийг багасгах боломжгүй. алдагдал. Туршилтын үр дүнгээс харахад Nd-Fe-B хайлш дахь хамгийн өндөр ниобиум Nb агууламж 3% (атомын фракц) байна. Хэт их Nb нэмэх нь хайлшийн шахалтыг хурдан бууруулж, Nd2Fe14B-ийг тогтворгүй болгоно.

Галлий ба Га-г нэмснээр хайлшийн хүчийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, эргэлт буцалтгүй соронзон орны хиррийг багасгаж чадна. Nd-Fe-Co-B хайлшид Co-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр хайлшийн Hcj буурдаг боловч Ga Next-ийг нэмэхэд албадлагын хүч нэмэгдэх үзэгдэл гарч ирдэг. Өндөр Кюри ба Hcj өндөртэй байнгын соронзон материалыг Ga-хайлшинд бэлтгэж болно гэж таамаглаж байна.

Gallium Ga ба niobium Nb-ийн нэгдэл хольц нь хайлшийн температурын тогтвортой байдлыг ихээхэн сайжруулдаг