» » Нанокристаллические постоянные магниты
18.01.2016

Новый нанокристаллический сплав Fe89Nci7B4 для постоянных магнитов получен после термообработки быстрозакаленного сплава с аморфной структурой при температуре 800 °С в течение 60 с. Структура этого на но кристалл и чес кого сплава содержит три фазы: частицы α-Fe-фазы размером 20—30 нм. частицы тетрагонального соединения Fel4Nd2B (20 им), окруженные прослойками остаточной аморфной фазы толщиной от 5 до 10 им. Объемное содержание фаз в сплавах Fe—Nd—B составляет: α-Fe-фазы примерно 60 %, Fе14Nd2В-фазы 20 % и остаточной аморфной фазы 20 %. Содержание Nd в частицах α-Fe-фазы составляет 0,5 % ат., в Fe14Nd2B-фазe 14 % ат. и примерно столько же в остаточной аморфной фазе, что свидетельствует о значительном, примерно двухкратном превышении содержания Nd в остаточной аморфной фазе по сравнению со средним содержанием Nd в сплаве. Распределение бора в нанокристаллическом сплаве Fe89Nd7B4 системы Fe—Nd—B аналогично его распределению в сплавах системы Fe—Zr—В. Обогащение Nd и В элементов структуры вблизи поверхностей межфазного раздела способствует образованию наноразмерной смешанной структуры. Обогащение бором с выделением частиц Fe3B инициирует формирование Fе14Nd2В-фазы, которое происходит преимущественно на поверхности раздела между частицами α-Fe-фазы и окружающей аморфной матрицей.
Частицы α-Fe-фазы и аморфная матрица обладают магнитномягкими свойствами, тогда как Fе14Nd2В-фазы имеет магнитно-твердые свойства. В рассматриваемой трехфазной наноструктуре межзеренная аморфная сетка выполняет две функции: служит эффективной обменной магнитной связующей средой между частицами α-Fe-фазы и Fe14Nd2B-фазы, обеспечивающей увеличение остаточной магнитной индукции; подавляет реверсирование (изменение направления движения на обратное) стенок магнитных доменов в центральной области магнитно-мягкой α-Fe-фазы и тем самым приводит к достижению высокой коэрцитивной силы. Подавление реверсирования может быть результатом сочетания неоднородности распределения легирующих элементов на поверхности раздела кристаллической и аморфной фаз, неоднородности ферромагнитных свойств α-Fe-фазы и остаточной аморфной фазы. Следовательно, современные магнитно-твердые сплавы на основе железа системы Fe—Nd—B можно рассматривать как составной (сложный) магнит (табл. 17.6).
Нанокристаллический сплав Fe88Nb2Pr5B5, недавно полученный путем кристаллизации аморфной фазы, также обладает высокими магнитными свойствами. Это обусловлено высокодисперсной наноразмерной композитной структурой, состоящей из α-Fe- и Fе14Рr2В-фаз с размером зерна 10 — 20 нм и межзеренной аморфной фазы, обогащенной Nb и Рr.
Нанокристаллические постоянные магниты