ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МАГНІТНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ НАНОСТРУКТУРНИХ ТА ОБ'ЄМНИХ FeSi МАТЕРІАЛІВ 

Анотація

Вивчено вплив розміру зерен на магнітний контур асинхронного двигуна шляхом порівняння двох різних магнітних матеріалів: масивного FeSi і наноструктурного сплаву Fe–Si з різною концентрацією кремнію. Спочатку ретельно вивчено властивості магнітного контуру асинхронного двигуна, проаналізовано такі параметри, як індукція магнітного насичення, коерцитивна сила, залишкова індукція та коефіцієнт прямокутності петлі гістерезису. Результати показують значний вплив розміру зерен на магнітну поведінку матеріалу, що призводить до зниження ефективності машини. На наступному етапі наноструктурний сплав Fe–Si синтезовано шляхом механічного легування різною кількістю кремнію. Для комплексного аналізу морфологічних, структурних і магнітних властивостей матеріалів використано найсучасніші методи, включаючи сканувальну електронну мікроскопію (SEM) у поєднанні з енергодисперсійною спектроскопією (EDS), рентгенівською дифракцією (XRD) і вібраційним магнітометром (VSM). Хоча деякі дослідники припускають можливе утворення фази Fe₃Si під час механічного легування, її наявність у даній роботі залишається недоведеною. Згідно з фазовою діаграмою системи Fe–Si, інтерметалічна сполука Fe₃Si не утворюється в досліджуваному діапазоні концентрацій кремнію. Натомість, спостережувана зміна параметра решітки твердого розчину Fe(Si) після подрібнення свідчить про структурну трансформацію всередині самого твердого розчину, ймовірно, внаслідок включення атомів Si в решітку Fe і, як результат, деформації об’ємно-центрованої кубічної структури, а не появи нової кристалічної фази. Збільшення концентрації кремнію призводить до зменшення розмірів кристалітів, тоді як деформація решітки і параметри збільшуються на 3% і надалі залишаються незмінними. Зразки наноструктурного сплаву демонструють поліпшені магнітні властивості, причому магнітна індукція насичення збільшується зі зменшенням концентрації кремнію.