Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС».
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4.
Dr. Sci. (Tech.), prof., head of the Department of non-ferrous metals and gold, National University of Science and Technology (NUST) «MISIS».
119049, Moscow, Leninkii pr., 4.
Кандидат технических наук, доцент кафедры цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС».
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4.
Cand. Sci. (Tech.), associate prof. of the Department of non-ferrous metals and gold, NUST «MISIS».
119049, Moscow, Leninkii pr., 4.
Заместитель генерального директора по научной работе.
600026, Владимир, ул. Куйбышева, 26.
Deputy general director for science research of JSC «Research and production association «Magneton».
600026, Vladimir, Kuibysheva str., 26.
Кандидат технических наук, заместитель директора Центра инжиниринга промышленных технологий НИТУ «МИСиС».
119049, Москва, Ленинский пр-т, 4.
Cand. Sci (Ped.), deputy director of the Centre of engineering of industrial technology, NUST «MISIS».
119049, Moscow, Leninkii pr., 4.
Представлены результаты исследований по возможности получения композиционных материалов Pr2Fe14B/α-Fe методом окисления сплава Pr–Fe–B в струйной мельнице с псевдоожиженным слоем. Показано, что для редкоземельных магнитотвердых материалов (МТМ) использование стандартной технологии порошковой металлургии, дополненной методом окисления сплава Pr–Fe–B в струйной мельнице с псевдоожиженным слоем, позволяет получать композиты Pr2Fe14B/α-Fe с высокими магнитными характеристиками. Установлено, что при получении мелкодисперсных порошков по предложенной технологии в среде аргона, содержащей до 0,2 об.% кислорода, происходит рост остаточной магнитной индукции (Br) при незначительном падении коэрцитивной силы ( jHc). Данный эффект вызывает увеличение максимального энергетического произведения (BH)max на 5 %. При дальнейшем повышении концентрации кислорода происходит практически полное окисление высокопразеодимовой фазы PrxFe, которое приводит к резкому падению коэрцитивной силы и, как следствие, снижению (BH)max. Образующиеся в результате окисления магнитного материала частицы фазы α-Fe формируются на границах меж ду зернами фазы Pr2Fe14B. При этом наивысшие магнитные характеристики реализуются в том случае, когда частицы α-Fe отделены от зерен основной магнитной фазы тонкими прослойками немагнитных фаз, что и позволяет поддерживать высокий уровень jHc у спеченных образцов МТМ. При этом оптимальная толщина слоев α-Fe составляет 0,2–0,3 мкм. На образцах, полученных при содержании кислорода 0,3 об.%, толщина слоев α-Fe оказалась значительно больше (от 0,8 до 1,1 мкм), что привело к снижению коэрцитивной силы образцов почти на 10 %, а остальных магнитных параметров (Br , (BH)max) – на 3–7 %. Таким образом, регулируя содержание кислорода в рабочей среде струйной мельницы, можно изменять толщину прослойки образующейся фазы α-Fe в композиционном материале Pr2Fe14B/ α-Fe и контролировать его магнитные параметры.
The paper presents the results of studies into the possibility of obtaining Pr2Fe14B/α-Fe composites by Pr–Fe–B alloy oxidation in a fluidized bed jet mill. It is shown that Pr2Fe14B/α-Fe composites with high magnetic characteristics can be obtained using the standard powder metallurgy technology supplemented by Pr–Fe–B alloy oxidation in a fluidized bed jet mill for rare earth hard magnetic materials. It is found that there is an increase in residual induction (Br) with a slight drop in the coercive force ( jHc) during the fine powder production according to the proposed technology in argon containing up to 0.2 vol.% of oxygen. This effect causes the maximum energy product (BH)max to increase by 5 %. With further increase in the oxygen concentration, the PrxFe, high-praseodymium phase almost completely oxidizes. This leads to a sharp drop in the coercive force and, as a consequence, to a drop in (BH)max. α-Fe particles resulting from magnetic material oxidation form at the boundaries between the Pr2Fe14B phase grains. Maximum magnetic characteristics are achieved when α-Fe particles are separated from the main magnetic phase grains by thin layers of non-magnetic phases. This allows maintaining a high coercive force jHc for sintered hard magnetic material samples. The optimal thickness of α-Fe layers is 0.2–0.3 μm. α-Fe layers were significantly thicker (0.8 to 1.1 μm) for samples obtained at an oxygen content of 0.3 vol.%. As a result, the coercive force of samples reduced by almost 10 %, while other magnetic parameters (Br , (BH)max) decreased by 3–7 %. Therefore, it is possible to change the thickness of the α-Fe phase layer formed in the Pr2Fe14B/α-Fe composite and control its magnetic parameters by adjusting the oxygen content in the jet mill medium.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.