Спікання феромагнетних матеріалів за понижених температур у водні
II. Сплави Nd–Fe–B

Анотація

Методами сканувальної електронної мікроскопії та енергодисперсійної рентгенівської спектрометрії досліджено застосування гідрування, диспропорціонування (ГД), десорбування, рекомбінування (ДР) ¾ (ГДДР) — для спікання порошків феромагнетних сплавів на основі Nd₂Fe₁₄B: Nd_11,7Fe_81,1Zr_1,2B₆ і Nd₁₆Fe_73,9Zr_2,1B₈. Оцінено взаємозв’язок між умовами виготовлення — розмелювання сплавів на порошок, тиск пресування порошку, тиск водню і температура під час першого етапу спікання у водні (ГД), температура під час другого етапу спікання у вакуумі (ДР) — та пористістю і дисперсністю мікроструктури спечених матеріалів. Порошки отримали розмелюванням сплавів у водні в планетарному млині з частотою 200 об/хв впродовж 1 год і пресували під тиском 2, 5 і 6 т/см². Перший етап спікання проведено під тиском водню 0,05 МПа та при температурі 760 °С, другий — за температур 850 і 950 °С. Встановлено, що порошки спікаються вже на етапі ГД. Показано, що пористість спечених матеріалів знижується з підвищенням тиску пресування. Розмір зерен феромагнетної фази Nd_11,7Fe_81,1Zr_1,2B₆ у спечених матеріалах коливається в діапазоні 100–300 нм. Пояснено фізичний механізм зниження температури спікання, а саме: підвищення швидкості дифузії компонентів сплавів завдяки перебігу індукованих воднем фазових перетворювань — диспропорціонування та рекомбінування, а також наявності твердого розчину водню на обох етапах процесу — ГД і ДР. Принциповим аспектом даної роботи є те, що порошки спікаються за низького тиску водню, що є необхідною умовою отри­мання магнетоанізотропних матеріалів. Проаналізовано проблемні аспекти властивостей спечених матеріалів, зокрема негомогенність мікроструктури, та окресленопідходи до їх вирішення шляхом гомогенізування дисперсності порошків за розміром частинок і оптимізування параметрів ГДДР (тиск водню, температура, тривалість реакції). Відзначено технологічні переваги нового способу спікання над аналогами: більш ніж на 100 °С нижча температура; можливість отримання наноструктурованих анізотропних матеріалів; застосування технічно простіших і дешевших печей спікання.