Аморфные сплавы системы Fe–Co–Cr–B–Si для разработки наноструктурированных магнитотвердых материалов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена исследованию возможности получения магнитотвердых материалов при кристаллизации аморфных сплавов системы Fe–Co–Cr–B–Si. Проведен анализ влияния содержания бора в сплавах на их стеклообразующую способность. Проанализированы структура и фазовые превращения в сплавах при нагреве с использованием методов рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Установлены закономерности влияния фазового состава на магнитные свойства сплавов. Показано, что формирование нанодисперсной эвтектической структуры [α + (Fe, Cr)3B] при кристаллизации аморфной матрицы является перспективным для создания новых магнитотвердых материалов.

Об авторах

Э. Н. Занаева

Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) “МИСИС”,

Email: zanaeva@misis.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский просп., 4

А. И. Базлов

Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) “МИСИС”,; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: zanaeva@misis.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский просп., 4; Россия, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7–9

Е. В. Убыйвовк

Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) “МИСИС”,

Email: zanaeva@misis.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский просп., 4

Д. А. Милькова

Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) “МИСИС”,

Автор, ответственный за переписку.
Email: zanaeva@misis.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский просп., 4

Список литературы

  1. Lucarini S., Hossain M., Garcia-Gonzalez D. Recent advances in hard-magnetic soft composites: Synthesis, characterisation, computational modelling, and applications // Compos. Struct. 2022. V. 279. P. 114800.
  2. Coey J.M.D. Permanent magnet applications // J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 248. № 3. P. 441–456.
  3. Coey J.M.D. Perspective and Prospects for Rare Earth Permanent Magnets // Engineering. 2020. V. 6, № 2. P. 119–131.
  4. Wallace W.E. Rare Earth-Transition metal permanent magnet materials // Prog. Solid State Chem. 1985. V. 16. № 3. P. 127–162.
  5. Kumari A., Kumar Sahu S. A comprehensive review on recycling of critical raw materials from spent neodymium iron boron (NdFeB) magnet // Sep. Purif. Technol. 2023. P. 123527.
  6. Kurima K., Satoshi H. Chapter 208 Permanent magnets. 2001. P. 515–565.
  7. Tan X.H., Xu H., Bai Q., Zhao W.J., Dong Y.D. Magnetic properties of Fe–Co–Nd–Y–B magnet prepared by suction casting // J. Non. Cryst. Solids. 2007. V. 353. № 4. P. 410–412.
  8. Li H.X., Lu Z.C., Wang S.L., Wu Y., Lu Z.P. Fe-based bulk metallic glasses: Glass formation, fabrication, properties and applications // Prog. Mater. Sci. 2019. V. 103. № January. P. 235–318.
  9. Ushakova O.A., Dinislamova E.H., Gorshenkov M.V., Zhukov D.G. Structure and magnetic properties of Fe–Cr–Co nanocrystalline alloys for permanent magnets // J. Alloys Compd. 2014. V. 586. P. S291–S293.
  10. Mohapatra J., Xing M., Elkins J., Liu J. P. Hard and semi-hard magnetic materials based on cobalt and cobalt alloys // J. Alloys Compd. 2020. V. 824. P. 153874.
  11. Mukhamedov B.O., Ponomareva A.V., Abrikosov I.A. Spinodal decomposition in ternary Fe–Cr–Co system // J. Alloys Compd. 2017. V. 695. P. 250–256.
  12. Iwama Y., Takeuchi M. Spinodal Decomposition in Alnico 8 Magnet Alloy // Trans. Japan Inst. Met. 1974. V. 15. № 5. P. 371–377.
  13. Herzer G. Modern soft magnets: Amorphous and nanocrystalline materials // Acta Mater. Acta Materialia Inc. 2013. V. 61. № 3. P. 718–734.
  14. Chin T.-S., Lin C.Y., Lee M.C., Huang R.T., Huang S.M. Bulk nano-crystalline alloys // Mater. Today. 2009. V. 12. № 1–2. P. 34–39.
  15. Abrosimova G.E., Aronin A.S. The fine structure of FCC nanocrystals in Al-and Ni-based alloys // Phys. Solid State. 2002. V. 44. № 6. P. 1003–1007.
  16. Abrosimova G.E., Aronin A.S., Kir’janov Y.V., Gloriant T.F., Greer A.L. Nanostructure and microhardness of AL86NI11YB3 nanocrystalline alloy // Nanostructured Mater. 1999. V. 12. № 5–8. P. 617–620.
  17. Noskova N.I., Shulika V.V., Potapov A.P. Magnetic properties and microstructure of nanocrystalline soft magnetic Fe73.5 – xCoxCu1Nb3Si13.5B9 alloys // Phys. Met. Metallogr. 2006. V. 102. № 5. P. 506–511.
  18. Faupel F., Frank W, Macht M.-P., Mehrer H., Naundorf V., Rätzke K., Schober H.R., Sharma S.K., Teichler H. Diffusion in metallic glasses and supercooled melts // Rev. Mod. Phys. 2003. V. 75. № 1. P. 237–280.
  19. Mushnikov N.V., Potapov A.P., Shishkin D.A., Protasov A.V., Golovnya O.A., Shchegoleva N.N., Gaviko V.S., Shunyaev K.Y., Bykov V.A., Starodubtsev Y.N., Belozerov V.Y. Magnetic properties and structure of nanocrystalline FINEMET alloys with various iron contents // Phys. Met. Metallogr. 2015. V. 116. № 7. P. 663–670.
  20. Kataev V.A., Starodubtsev Y.N., Mikhalitsyna E.A., Belozerov V.Y., Tsyngalov R.V. Magnetic properties and induced anisotropy of nanocrystalline Fe72.5 ‒ xNixCu1.1Nb1.9Mo1.5Si14.3B8.7 alloys // Phys. Met. Metal. 2017. V. 118. № 6. P. 558–563.
  21. Hono K., Ping D.H., Ohnuma M., Onodera H. Cu clustering and Si partitioning in the early crystallization stage of an Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1 amorphous alloy // Acta Mater. 1999. V. 47. № 3. P. 997–1006.
  22. Suryanarayana C., Inoue A. Iron-based bulk metallic glasses // Int. Mater. Rev. 2013. V. 58. № 3. P. 131–166.
  23. Inoue A. Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys // Acta Mater. 2000. V. 48. № 1. P. 279–306.
  24. Pawlik P. Glass formability of Fe–Co–Pr–Dy–Zr–B alloys and magnetic properties following devitrification // Scr. Mater. 2003. V. 49. № 8. P. 755–760.
  25. Li J.W., He A.N., Shen B.L. Effect of Tb addition on the thermal stability, glass-forming ability and magnetic properties of Fe–B–Si–Nb bulk metallic glass // J. Alloys Compd. 2014. V. 586. P. S46–S49.
  26. Zhang W., Inoue A. Bulk nanocomposite permanent magnets produced by crystallization of (Fe,Co)–(Nd,Dy)–B bulk glassy alloy // Appl. Phys. Lett. 2002. V. 80. № 9. P. 1610–1612.
  27. Zhang W.Y., Stoica M., Eckert J., Yu P., Jiang J.Z. Preparation of bulk Nd2Fe14B/Fe3B nanocomposite magnets with high rare earth content // Intermetallics. 2008. V. 16. № 3. P. 341–344.
  28. Zhukov D.G., Shubakov V.S., Zhukova E.K., Gorshenkov M.V. Phase transformation in rapidly quenched Fe–Cr–Co–Mo–Ti–Si–B alloys // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 327. P. 032062.
  29. Sun H., Wang Y. Glass Forming Ability, Thermal Stability, and Magnetic Properties of FeCoNiBSi Alloys with Different B Contents // Adv. Mater. Sci. Eng. 2018. V. 2018. P. 1–6.
  30. Wang F., Inoue A., Kong F.L., Han Y., Zhu S.L., Shalaan E., Al-Marouki F. Formation, thermal stability and mechanical properties of high entropy (Fe, Co, Ni, Cr, Mo)-B amorphous alloys // J. Alloys Compd. 2018. V. 732. P. 637–645.
  31. Zhao X., Li L., Bao K., Zhu P., Tao Q., Ma S., Liu B., Ge Y., Li D., Cui T. Synthesis and characterization of a strong ferromagnetic and high hardness intermetallic compound Fe2B // Phys. Chem. Chem. Phys. 2020. V. 22. № 46. P. 27425–27432.
  32. Pal S.K., Diop L.V.B., Skokov K.P., Gutfleisch O. Magnetic properties of Mo-stabilized bulk Fe3B magnet // Scr. Mater. 2017. V. 130. P. 234–237.
  33. Han X., Sun J., Liu T., Wang H., Zhang Y., Cui C. Effects of magnetic field and annealing on the structure and magnetic properties of Alnico ribbons // J. Alloys Compd. 2019. V. 785. P. 715–724.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (342KB)
Метаданные
3.

Скачать (342KB)
Метаданные
4.

Скачать (2MB)
Метаданные