Structure and magnetic properties of high coercivity, nanocrystalline alloy based on Nd-Fe-B compound with overstoichiometric Nd content

• Autorzy: Dośpiał M. , Nabiałek M. , Szota M.

Warianty tytułu

PL

Struktura i własności magnetyczne nanokrystalicznych stopów otrzymanych na bazie związku Nd-Fe-B o nadmiarowej zawartości neodymu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The production method as well as investigations of the microstructure and magnetic properties of alloy based on Nd-Fe-B compound were presented. The investigated materials were produced in the form of thin ribbons, using melt-spinning method. In order to obtain the relevant magnetic parameters the alloy composition was selected, to include the number of elements corresponding to the overstoichiometric Nd content in comparison to composition of Re2Fe14B phase. The obtained material, due to the presence of thin, isolating layer between the grains with width of about 2 nm, was characterized by a very good functional parameters such as high maximum energy product {BH}max and high resistance to demagnetization fields JHC. Despite of large moderate grain size (of about 160 nm) and presence of isolating layer between grains, resulting in reduction of grains exchange interactions, alloy also showed a relatively high remanence u0Mr.

PL

W pracy przedstawiono metodę produkcji oraz wyniki badań mikrostruktury i własności magnetycznych stopów na bazie związku Nd-Fe-B. Do wytworzenia materiałów wykorzystano metodę szybkiego chłodzenia stopu na miedzianym wirującym bębnie (tzw. melt-spinning). Otrzymany materiał miał postać taśm o niewielkiej grubości. W celu uzyskania odpowiednich parametrów magnetycznych skład stopu dobrano tak, aby zawierał nadmiarowe ilości pierwiastków ziemi rzadkich w stosunku do składu stechiometrycznego fazy Re2Fe14B. Otrzymany materiał charakteryzował się bardzo dobrymi parametrami funkcjonalnymi, tj. znaczną gęstością energii magnetycznej (BH)max i dużą odpornością na zewnętrzne pola odmagnesowujące (tj. dużą koercją JHC). Stop wykazywał również względnie wysoką remanencję.

Słowa kluczowe

EN

rare earth metals and alloys; permanent magnets; structure of nanomaterials; magnetization reversal mechanisms

PL

stopy ziem rzadkich; magnesy trwałe; struktura nanomateriałów mechanizmy przemagnesowania

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 385--387
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Dośpiał M.

autor

Nabiałek M.

autor

Szota M.

• Institute of Physics, Częstochowa University of Technology, Czestochowa,

Bibliografia

• [1] Hadjipanayis G. C.: Nanophase hard magnets. J. Magn. Magn. Mater. 200 (1-3) (1999) 373÷391.
• [2] Han J., Liu S., Wang C., Chen H., Du H., Yang Y.: Effects of the conventional HDDR process and the additions of Co and Zr on anisotropy of HDDR Pr-Fe-B-type magnetic materials. J. Magn. Magn. Mater. 321 (9) (2009) 1331÷1334.
• [3] Faria R. N., Williams A. J., Harris I. R.: Permeameter measurements of anisotropic PrFeCoBZr hydrogenation disproportionation desorption and recombination (HDDR) magnets. J. Magn. Magn. Mater. 202 (1999) 349÷353.
• [4] Neu V., Crespo P., Schäfer R., Eckert J., Schultz L.: High remanence Nd-Fe-B-X (X = Cu, Si, Nb3Cu, Zr) powders by mechanical alloying. J. Magn. Magn. Mater. Volume: 157-158 (1996) 61÷62.
• [5] Jakubowicz J., Le Breton J.-M.: Structure and magnetic properties of (Nd, Dy)16(Fe, Co)76-xTixB8 powders prepared by mechanical alloying. J. Magn. Magn. Mater. 301 (2) (2006) 279÷286.
• [6] Lipiec W., Davies H. A.: The influence of the powder densification temperaturę on the microstructure and magnetic properties of anisotropic NdFeB magnets aligned by hot deformation. J. Alloys Compd. 491 (2010) 694÷697.
• [7] Aich S., Shield J. E.: Effect of wheel speed on the microstructures and magnetic properties of rapidly solidified Sm-Co alloys. J. Alloys Compd. 502 (1) (2010) 63÷67.
• [8] Sánchez J. L., López G., Estevez E., Fidler J.: Metastable and stable magnetic phases in as-cast and annealed Pr80Fe15(B1-xCx)5 alloys (0.0≤x≤1.0). J. Alloys Compd. 264 (1-2) (1998) 252÷257.
• [9] Corfield M. R., Williams A. J., Harris I. R.: The effects of long term annealing at 1000°C for 24 h on the microstructure and magnetic properties of Pr-Fe-B/Nd-Fe-B magnets based on Nd16Fe76B8 and Pr16Fe76B8. J. Alloys Compd. 296 (1-2) (2000) 138÷147.
• [10] Takezawa M., Aiba K., Yasuda H., Morimoto Y., Hidaka T., Yamasaki J., Kato H., Yagi M.: Effect of Nd-rich phase on c-axis orientation of Nd-Fe- -B melt-spun magnet and its domain structure. J. Magn. Magn. Mater. 310 2/3 (2007) 2572÷2574.
• [11] Fisher R., Kronmüller H.: Computed temperature stability of the remanence and the coercivity of nanoscaled permanent magnets. Phys. Stat. Sol. (a) 166 (1988) 489.
• [12] Zhang M., Zhang Z. D., Sun X. K., Liu W., Geng D. Y., Jin X. M., You C. Y., Zhao X. G.: Beneficial effect of nonmagnetic Y on magnetic properties due to the enhancement of exchange coupling in nanocomposite (Nd, Y)2Fe14B/α-Fe magnets. J. Appl. Phys. 92 (9) (2002) 5569÷5571.
• [13] Zijlstra H.: Permanent magnets: Theory. [In]: Wohlfarth E. P., editor: Ferromagnetic Materials. Amsterdam: North-Holland (1982) 37.
• [14] Kronmüller H., Goll D.: Micromagnetic analysis of nucleation-hardened nanocrystalline PrFeB magnets. Scrip. Mater. 47 (2002) 551÷556.
• [15] Płusa D., Olszewski J., Dośpiał M.: 57Fe Mossbauer effect study of Nd-Fe- -B hybrid bonded magnets. Nukleonika 52 (1) (2007) S89÷S92.
• [16] Cullity B. D., Stock S. R.: Elements of X-ray diffraction. 3rd Ed., Prentice- -Hall Inc. (2001) 167÷171.
• [17] Jenkins R., Snyder R. L.: Introduction to X-ray powder diffractometry. John Wiley & Sons Inc. (1996) 89÷91.