Спікання феромагнетних матеріалів за понижених температур у водні
I. Сплави на основі Sm₂Co₁₇

Анотація

Методами сканувальної електронної мікроскопії та енергодисперсійної рентгенівської спектрометрії досліджено застосування гідрування, диспропорціонування (ГД), десорбування, рекомбінування (ДР) ГДДР для спікання порошків на основі промислового феромагнетного сплаву Sm₂(Co,Fe,Zr,Cu)₁₇, витопленого індукційним способом. Температура під час ГД дорівнювала 700 °С, під час ДР — 950 °С. Експериментально показано, що порошки спікаються вже на етапі ГД з утворенням механічно цілісного високопористого матеріалу. Встановлено, що пористість спечених матеріалів знижується з підвищенням тиску пресування та дисперсності частинок. Оцінено величину тиску пресування порошків: він повинен бути в діапазоні від 2 до 5 т/см². Зниження температури спікання пояснено підвищенням швидкості дифузії компонентів сплаву внаслідок зменшення дисперсності частинок, перебігу ініційованих воднем фазових перетворювань та наявності твердого розчину водню у сплаві. Фазові перетворення відбуваються при зміні тиску за підвищеної температури. Якщо тиск водню високий, інтерметалід термодинамічно нестійкий і розпадається (диспропорціонує) на кілька фаз. Якщо тиск водню низький (вакуум), термодинамічно нестійким є гідрид рідкісноземельного металу, і він розпадається, а рідкісноземельний метал взаємодіє з іншими фазами, утворюючи вихідний інтерметалід. Ці явища — хімічні реакції у твердому тілі, а протікають вони шляхом дифузії компонентів. Новий спосіб спікання феромагнетних матеріалів має технологічні переваги перед відомими аналогами: він не потребує витримування за найвищої температури нагрівання; його реалізують без застосування складних прес-форм чи складного обладнання; результатом є отримання анізотропних наноструктурованих матеріалів. Запропоновано напрямки поліпшення властивостей спечених за понижених температур матеріалів (зокрема, підвищення гомогенності їх мікроструктури і зниження пористості): оптимізація параметрів спікання та гомогенізування порошків за розмірами частинок.