Ảnh hưởng của các điều kiện môi trường lên tính chất của nam châm kết dính loại ndfeb và nghiên cứu ứng dụng các nam châm kết dính ndfeb để thay thế và chế tạo một số thiết bị điện

........... Đ Ạ I H Ọ C Q U Ố C G IA H À N Ộ I
T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H Iấ N
ô1ằ
ôtằ
ãp ằ*

ã!ằ

^

ôÊã ôL ằô
*1- ô1ô
^ ôIô
^

N H H Ư Ở N G C Ủ A C Á C Đ IỂ U K IỆ N M Ô I T R Ư Ờ N G L Ê N
T ÍN H C H Ấ T C Ủ A N A M C H Â M K Ế T D ÍN H L O Ạ I NdFeB
V À N G H IÊ N CỨ U Ứ NG D Ụ N G C Á C N A M C H A M k ế t
D ÍN H N dFeB Đ Ể T H A Y T H Ế V À C H Ế T Ạ O M Ộ T s ố
T H I Ế T BỊ Đ IỆ N

M Ã S Ố : Q T -0 2 -0 7

C H Ủ T R Ì Đ Ể T À I: P G S . T S . L ư u T U Â N T À I

H à N ội - 2 0 0 4


Đ Ạ I H Ọ C Q U Ổ C G IA H À N Ộ I
T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T Ụ N H IÊ N
«»7»l»*T"

fcL»'*ĩ!/' ^1"
vltf«1/»ỊÍ rj» kUkĩ« «I«

Ả N H H Ư Ở N G C Ủ A C Á C Đ IỂ U K IỆ N M Ô I T R Ư Ờ N G L Ê N
T ÍN H C H Ấ T C Ủ A N A M C H Â M K Ế T D ÍN H L O Ạ I N dFeB
V À N G H IÊ N c ú u Ú N G D Ụ N G C Á C N A M C H Â M K Ế T
D ÍN H N dFeB Đ Ể T H A Y T H Ế V À C H Ế T Ạ O M Ộ T s ố
T H I Ế T B Ị Đ IỆ N

MÃ SỐ: QT-02-07

CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: PGS. TS. Lưu TUẤN TÀI
CÁC CÁN BỘ THAM GIA : ThS. NCS.VỦ THẾ HlỂN
ThS. NCS. TẠ VĂN KHOA

H à N ội - 2 0 0 4


BÁO CÁO TÓ M TẮ T

1- T ê n đ é tài:
Ả n h h ư ở n g c ủ a c á c đ iề u k iệ n m ô i trư ờ n g lê n tín h ch ấ t c ủ a n a m c h đ m k ct d ín h
lo ạ i N d F e B v à n g h iê n cứ u ứ n g d u n g c á c n a m c h â m k ế t d ín h N d F e B đ ể t h a y th ê và
c h ế tạ o m ộ t s ố th iế t bị đ iệ n

2-

M ã số:

Q T -02-07

3- T h ờ i g i a n t h ự c h i ệ n : 2 4 t h á n g ( từ 6 / 2 0 0 2
4- C h ủ trì đ ề tài: PGS, TS.

tới

6/2004

)

Lưu Tuấn Tài

P h ò n g th í n g h iệ m v ật lý n h iệ t đ ộ thấp, trư ờ n g Đ H K H T ự n h iê n
Đại

h ọ c q u ố c g ia H à N ộ i

5 - C á n b ộ t h a m g i a đ ề tài:
PGS. TS. Lưu T uấn Tài
T h S .N C S . Tạ V ã n K h oa
T h S .N C S . V ũ T h ế H iề n
V à c á c c ộ n g tá c v iên k h á c

6

-

- M ụ c í i c u v à n ộ i d u n g n g h i ê n cứ u :
C h ế t ạ o c á c n a m c h â m k ế t d í n h N d F e B t h a y t h ế dược

c h o c á c nam c h â m t r o n g

c á c t h i ế t bị đ i ệ n đ a n g s ử đ ụ n g
-

ứng d ụ n g

các

nam c h â m

k ế t d ín h N d F e B v à o tro n g

một

s ố lĩn h v ự c k h á c n h au

7- C á c k ế t q u ả đ ạ í đ ư ợ c :
T h à n h p h ầ n p h a v i t i n h t h ể c ủ a b ă n g b a o g ồ m p h a c h í n h là N d 2F e 14B , n g o à i ra CỊI1
pha vơ

đ ị n h h ì n h . . . , t r o n g đ ó p h a v ơ đ ị n h h ì n h l à p h a rất c ó h ạ i c h o t í n h c h ấ t từ c ủ a

băng. Sau khi

x ử lý n h iệ t, thàn h p h ần c ủ a b ă n g g ồ m c á c c á c p h a

N d 2F e 14B , a - F e .

C á c p h a n à y tr o n g k íc h th ư ớ c hạt n h ấ t đ in h ( n h ỏ h o n k h o ả n g c á c h tư ơ n g tá c trao đ ổ i)

đ ề u c ó t í n h từ c ứ n g c a o .
-

Đ ã c h ỉ ra s ự l ớ n l ê n c ủ a c á c h ạ t v i t i n h t h ể s a u k h i x ử l ý n h i ệ t , t r o n g d ó k í c h
th ư ớ c tin h thổ trư ớ c v à sa u k h i x ử lý n h iệt đ ề u ở c ỡ hạt n a n o m e t .

-

đ ã t ì m ra c h ế đ ộ x ử l ý n h i ệ t d ể d ạ t đ ư ơ c h ã n g c ó n ă n g l ư ợ n g từ c ự c (tai
l l M G O e . K h i t ạ o n a m c h â m k ế t ( lín h từ h ă n g n à y đ ã đ ạ t đ ư ợ c n ă n g U rơ n g tir

3


Iớ n h ơ n

9MG0e

v à đ ư ờ n g c o n g k h ử từ c ó d ạ n g v u ô n g l ớ n . Đ i ề u đ ó d ẫ n d ê n

ổ n đ ịn h đ iể m là m v iệ c c h o v iệ c ứ n g d ụ n g n a m ch â m .
-

Đ ã c h o th ấ y s ự s u y g i ả m m ộ t vài t h ô n g s ố từ d ư ớ i tá c d ụ n g c ủ a n h iệ t đ ộ và
m ôi

trư ờn g n h iệt

ẩ m , đ ã d ư a ra s ự p h ụ

th u ộc c ủ a c á c

thôn g

số

B r, H t ,

( B H ) m a x p h ụ t h u ộ c v à o từ t r ư ờ n g n a p .
-

C á c n a m c h â m k ế t d ín h N d F e B c ó thể sử d ụ n g tro n g
đ ể thay th ế cá c n am ch âm k hác cũ n g như

th iế t bị

m á y đ iểm h oả

d ù n g đ ể c h ế tạo h o ặ c thay th ế cá c

n a m c h â m A l N i C o , T i C o N a l tr o n g c á c đ ộ n g c ơ 1 c h i ề u lo a i n h ỏ .
-

N a m c h â m c h ê ' t ạ o t ừ b ă n g k h ô n g q u a x ử lí n h i ệ t c ó t í c h n ă n g l ư ợ n g

c ư c đại

rất t h ấ p ( c ỡ ố M G O e ) d o đ ư ờ n g c o n g k h ử từ b ị l õ m .
-

Đ ư ờ n g c o n g k h ử t ừ c ủ a m ẫ u n a m c h â m l à m t ừ b ă n g đ ã x ử lí c ổ đ ộ v u ơ n g
lớ n . T í c h n ã n g l ư ợ n g c ự c đ ạ i c ủ a m ẫ u n a m c h â m n à y đ ạ t tới c ỡ 9 M G O e .

-

T r o n g m ô i trư ờ n g k h ơ n g k h í b ìn h th ư ờ n g , h iệ n tư ơ n g ô x y h o á b é m ặ t n a m
c h â m k h ô n g t r ầ m t r ọ n g . C h ỉ c ầ n m ộ t l ớ p e p o x y rất m ỏ n g là c ó t h ể b ả o v ệ b ề
m ặt nam châm .

-

Đ ộ s u y g i ả m n ă n g lư ợ n g từ

c ủ a n a m c h â m th e o thời g ia n n h ỏ , c ó th ể ứ ng

d ụ n g đ ư ợ c ir o n g c á c th iế t bị đ iệ n .
-

Trong m ôi
khoảng 50

trường
ỊẤ rn

n h iệt ẩ m , k h ả

năng

bảo vệ bề

mật

của

lớp

ep o x ỵ dày

đ ố i v ớ i m ẫ u n a m c h â m là m lừ b ă n g M Q I c ù a h ã n g G e n e r a l

M o t o r rất t ố t . N h ư n g c ũ n g v ớ i h ề d à y e p o x y n h ư v â y lạ i k h ô n g tliể h ả o v ệ
đ ư ợ c b ề m ặ t m ẫ u n a m c h â m l à m từ b ộ t T r u n g Q u ố c .
-

N h ư v ậ y , c ó t h e s ử d ụ n g đ ư ợ c n a m c h â m l à m từ b ă n g M Q I ( G e n e r a l M o t o r )
c h o c á c m á y p h á t đ iệ n b ằ n g sứ c g ió , đ ộ n g c ơ đ iệ n tro n g m ô i trư ờn g b iể n n ếu
c ó lớ p b ả o v ệ b é m ặ t b ằ n g e p o x y d à y k h o ả n g 5 0 ^ m .

8- Tình hình kinh phí của để tài :
* T ổ n g k i n h p h í đ ư ợ c c ấ p : 18 t r iệ u đ ồ n g V i ệ t n a m
-

Kinh phí năm 2002:

8 t r iệ u đ ổ n g V i ê t n a m

-

Kinh p h í năm 2003:

1 0 triệu đ ồ n g V iệ t n a m

Đ ã q u y ế t t o á n VỚI t à i v ụ x o n g

4


l ớ n h ơ n 9 M G 0 e v à đ ư ờ n g c o n g k h ừ t ừ c ó d ạ n g v u ô n g lớ n . Đ i ề u đ ó d ã n đ ê n
ổ n đ ịn h đ iể m là m v iệ c c h o v iệ c ứ n g d ụ n g n a m c h â m .
-

Đ ã c h o t h ấ y s ự s u y g i ả m m ộ t v à i t h ô n g s ô từ d ư ớ i t á c d u n g c ù a n h i ê t đ ộ v à
m ôi

t r ư ờ n g n h i ệ t ẩ m , đ ã đ ư a ra s ự p h ụ

thu ộc củ a cá c

th ô n g

số

B r, H t ,

( B H ) m a x p h ụ t h u ộ c v à o t ừ t r ư ờ n g n ạp .
-

C á c n a m c h â m k ết d ín h N d F e B c ó thể sử d ụ n g tron g
đ ể thay th ế c á c n am ch âm k hác cũ n g như

th iế t bị

m á y đ iểm hoả

d ù n g đ ể c h ế tạo h o ặ c th a y t h ế c á c

n a m c h â m A I N 1C 0 , T i C o N a l t r o n g c á c đ ộ n g c ơ 1 c h i ề u l o ạ i n h ỏ .
-

N a m c h â m c h ế t ạ o t ừ b ă n g k h ô n g q u a x ử lí n h i ệ t c ó t í c h n ă n g l ư ợ n g c ự c đ ạ i
rấ t t h ấ p ( c ỡ 6 M G O e ) d o d ư ờ n g c o n g k h ử t ừ b ị l õ m .

-

Đ ư ờ n g c o n g k h ử từ c ủ a m ẫ u n a m c h â m l à m từ b ă n g đ ã x ỉr l í c ó d ô v u ô n g
l ớ n . T í c h n ă n g i ư ợ n g c ự c đ ạ i c ủ a m ẫ u n a m c h â m n à y đ ạ t tớ i c ỡ 9 M G O e .

-

T r o n g m ô i t r ư ờ n g k h ơ n g k h í b ì n h t h ư ờ n g , h i ệ n tượng ô x y h o á b ề m ặ t n a m
c h ả m k h ô n g t r ầ m t r ọ n g . C h ỉ c ầ n m ộ t l ớ p e p o x y rất m ỏ n g l à c ó t h ể b ả o v ệ b ề
m ặt nam châm .

-

Đ ộ s u y g i ả m n ă n g l ư ợ n g từ

c ủ a n a m c h â m t h e o th ờ i g ia n n h ỏ , c ó thổ ứ n g

d ụ n g đ ư ợ c tro n g c á c th iế t bị đ iện .

-

Trong

m ố i trư ờ n g n h iệt

ẩm,

khả năng bảo

vệ

bề

mặt của

lớ p c p o x v d à y

k h o ả n g 5 0 / í i n đ ố i vớ i m ẫ u n a m c h â m là m lừ b ă n g M Q I c ủ a h ã n g G e n e r a l
M o t o r I'ất t ố t . N h ư n g c ũ n g v ớ i b ề d à y e p o x y n h ư v ậ y lại k h ô n g t h ể h ả o v ệ
đ ư ợ c b ề m ặ t m ẫ u n a m c h â m l à m từ b ộ t T r u n g Q u ố c .
-

N hư vậy,

có

t h ể s ử d ụ n g đ ư ợ c n a m c h â m l à m từ b ă n g M Q I ( G e n e r a l M o t o r )

c h o c á c m á y phát đ iệ n b ằ n g sứ c g ió , đ ộ n g c ơ đ iện tron g m ô i trư ờng b iể n n ếu
c ó lớ p b ả o v ệ b ề m ặ t b ằ n g e p o x y d à y k h o ả n g 5 0 / i m .

8- Tình hình kinh phí của đề tài :
*Tổng kinh phí được cấp: 18 triệu đồng Việt nam
K inh phí năm 2 0 0 2 :

8 t r iệ u đ ồ n g V i ệ t n a m

- Kinh phí năm 2003:

10 triệu đ ồ n g V iệ t n a m

-

Đ ã q u y ế t t o á n v ớ i tài v ụ x o n g

4


KHOA QUẢN LÝ

CHỦ TRÌ ĐÊ TÀI

(Ký và ghi rõ họ tèn)

(Ký và ghi rõ họ tên)

PGS. TS. Lưu T uấn Tài

C ơ QUAN CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
PHĨ HIỀU THƯỎHG


SU M M A RY R E PO R T

I. P r o j e c t T i t l e :
‘ T h e i n f l u e n c e o f e n v i r o n m e n t c o n d i t i o n o n t h e p r o p e r t i e s o f th e N d F e B
b o n d e d m a g n e t s a n d a p p l i c a t i o n r e s e a r c h o f t h e N d F e B b o n d e d m a g n e t s fo r
r e p la cin g a n d m a k in g s o m e electrical d iv ic e s ’
II. P r o j e c t D i r e c t o r :

A ss.P r o f.D r. L uu T u an Tai
C r y o g e n ic la b o r a to r y ,F a c u lty o f P h y s ic s
C o lle g e o f N atu ral S c ie n c e , H a n o i N a t io n a l U n iv e r s ity

I I I .G r a n t n u m b e r :
IV .

Q T - 02- 07

K ey P roject S ta ff :
M A . Phs. T a V an K h oa
M A . P h s. V u T h e H ie n
A n d s o m e others

V . A i m s a n d c o n t e n t s o f t h e p r o je c t:
-

To

in v estig a te

and

fa b rica te

the

N dFeB

bonded

m a g n ets

w ith

q u a lity

in te r n a tio n a lly c o m p a t ib le
- To

in v e stig a te

the

in flu e n c e

of

en v ir o n m en t

co n d itio n

on

th e

h a rd

m a g n e tic

p r o p e r t i e s o f t h e N d F e B b o n d e d m a g n e t s in o r d e r to f i n d t h e g o o d c o n d i t i o n t o u s e
N d F e B b in d c d m a g n e ts .
T ry to fa b r ic a te a n e w e le c tr ic a l d e v ic e u s in g N d F e B b o n d e d m a g n e ts .

V I. S u m m a r y o f A c h ie v e m e n t s o f project:
T h e p h a s e c o m p o s i t i o n o f t h e r i b b o n i n c l u d e s s e v e r a l p h a s e s : N d 2F e 14B , a - F e , N d
r i c h . . . a n d a m o r p h o u s p h a s e . T h e a m o r p h o u s p h a s e is p o o r p h a s e . A f t e r u s e d g o o d
h e a t r e a m e n t p r o c e s s , t h e a m o r p h o u s p h a s e is d i s a p p e r
- A fte r h e a tr e a m e n t p r o c e s s , th e s iz e o f the cr y sta ll g rain in c r e s e s but b e fo r e and
a f t e r h e a t r e a m e n t t h e s i z e o f t h e c r y s t a l l g r a i n is s t i l l n a n o m e t s i z e .
- T o fin d ou t th e g o o d h e a tr e a m e n t p r o c e s s an d fa b r ic a t th e g o o d N d F e B b o n d e d
m a g n e ts w ith m a x im u m p r o d u c e e n e r g y
- H ie in flu e ce

B H max = 9 M G O e

o f th e te m p e r a tu r e and h u m ir ity o n the hard m a g n e t ic p ro p erties o f

the N d F e B b o n d e d m a g n e t s w a s p o in te d o u t
- In t h e n o r m a l e n v i r o m e n t c o n d i t i o n , t h e o x i d a t i o n p r o c e s s o n t h e s u r f a c e o f t h e
N d F e B b o n d e d m a g n e t s is n o r m a l. O n e th in e p o x y la y e r c o v e r s th e s u r f a c e o f the
b o n d e d m a g n e t s is e n o u g h t o p r o t e c t t h e o x i d a t i o n p r o c e s s
- T h e l o s s o f t h e m a g n e t i c e n e r g y b y t h e t i m e is v e r y s m a l l , t h i s p r o p e r t i e s m a k e
t h e m s u i t a b l e c a n d i d a t i e s f o r t h e a p p l i c a t i o n in t h e e l e c t r i c a l e q u i p m e n t a s m o t o r ,
g e n e r a t o r , e t c . ..

6


SUM M ARY R EPO R T

I. Project Title:
‘ The influence of environment condition on the properties of the NdFeB
bonded magnets and application research of the NdFeB bonded magnets for
replacing and making some electrical divices’
II. Project Director:

A ss.P r o f.D r.

Luu T u a n

Tai

C r y o g e n ic la b o ra to ry ,F a cu lty o f P h y s ic s
C o lle g e o f N atu ral S c ie n c e , H a n o i N a tio n a l U n iv e r s ity

III.Grant number :
IV.

QT - 02- 07

Key Project Staff :
M A . Phs. T a V a n K h o a
M A . P hs. V u T h e H ie n
A n d s o m e others

V. Aims and contents of the project:
-

To

in v e stig a te

and

fa b rica te

the

N dFeB

bonded

m a g n ets

w ith

q u a lity

in te rn a tio n a lly c o m p a tib le
- To

in v estig a te

the

in flu e n c e

o f en v ir o n m e n t

co n d itio n

on

the

hard

m a g n e tic

p r o p e r t i e s o f t h e N d F e B b o n d e d m a g n e t s in o r d e r t o f i n d t h e g o o d c o n d i t i o n t o u s e
N d F e B b in d ed m a g n e ts.
T r y to f a b r ic a te a n e w e l e c t r ic a l d e v i c e u s in g N d F e B b o n d e d m a g n e t s .

VI. Summary of Achievements of project:
T h e p h a s e c o m p o s i t i o n o f t h e r i b b o n i n c l u d e s s e v e r a l p h a s e s : N d 2F e , 4B , a - F e , N d
r i c h . . . a n d a m o r p h o u s p h a s e . T h e a m o r p h o u s p h a s e is p o o r p h a s e . A f t e r u s e d g o o d
h e a t r e a m e n t p r o c e s s , t h e a m o r p h o u s p h a s e is d i s a p p e r

- A fte r h e a tr e a m e n t p r o c e s s , th e s iz e o f the c r y sta ll grain in c r e s e s b ut b e fo r e and
a f t e r h e a t r e a m e n t t h e s i z e o f t h e c r y s t a l l g r a i n is s t i l l n a n o m e t s i z e .
- T o fin d o u t th e g o o d h e a tr e a m e n t p r o c e ss and fa b rica t th e g o o d N d F e B b o n d e d
m a g n ets w ith m a x im u m p ro d u ce en er g y
- T h e in flu e c e

B H max = 9 M G O e

o f th e tem p e ra tu r e and h u m irity o n th e hard m a g n e tic p ro p erties o f

the N d F e B b o n d e d m a g n e t s w a s p o in te d o u t
- In t h e n o r m a l e n v i r o m e n t c o n d i t i o n , t h e o x i d a t i o n p r o c e s s o n t h e s u r f a c e o f t h e
N d F e B b o n d e d m a g n e t s is n o r m a l . O n e t h i n e p o x y l a y e r c o v e r s t h e s u r f a c e o f t h e
b o n d e d m a g n e t s is e n o u g h t o p r o t e c t t h e o x i d a t i o n p r o c e s s
- T h e l o s s o f t h e m a g n e t i c e n e r g y b y t h e t i m e is v e r y s m a l l , t h i s p r o p e r t i e s m a k e
t h e m s u i t a b l e c a n d i d a t i e s f o r t h e a p p l i c a t i o n in t h e e l e c t r i c a l e q u i p m e n t a s m o t o r ,
g e n e r a t o r , e t c . ..

6


- In the heat and h u m ir ity e n v ir o m e n t w ith th ic k n e s s o f the e p o x y layer c o v e r about
5 0 [im, the b o n d e d m a g n e t s fab ricated by rib bon s o f G en era l m o to r c o m p a n y is
g o o d but w h ic h fab ricated by ribbon o f C h in ie s is not e n o u g h
o x id a tio n p r o c e s s

7

to protect the

M ỤC LỤC

I- G IỚ I T H I Ệ U
II- M Ụ C T I Ê U N G H I Ê N c ú u C H Í N H C Ủ A Đ Ể T À I
III- C Á C K Ế T Q U Ả K H O A H Ọ C C Ủ A Đ Ề T À I
1. N g h i ê n c ứ u ả n h h ư ở n g c ủ a c á c c h ế đ ộ x ừ l ý n h i ệ t đ ế n s ự t h a y đ ổ i p h a , v i c â u trú c
v à t í n h c h ấ t từ c ủ a b ă n g n g u ộ i n h a n h .
1.1 . K h ả o s á t v ậ t l i ệ u b a n đ ầ u .

1.2. N g h i ê n cứu c h ế đ ộ xử lý nhiệt ảnh hưởng đến c á c tính chất c ủ a hăng.
1 .3 . C h ế t ạ o m ẫ u n a m c h â m k ế t d í n h từ b ã n g s a u k h i x ử lý
2 . A n h h ư ở n g c ủ a m ộ t s ô t h a m s ố đ ế n t ín h c h ấ t từ c ủ a v ậ t l i ệ u

2.1.

S ự p h ụ t h u ộ c c ủ a H c , B r , ( B H ) max v à o từ t r ư ờ n g n ạ p .

2 . 2 . Ả n h h ư ờ n g c ủ a m ô i t r ư ờ n g đ ế n c á c t ín h c h ấ t c ủ a v ậ t l i ệ u .
2 .2 . 1. Ả n h h ư ở n g c ủ a n h i ệ t đ ộ .
2 . 2 . 2 . Ả n h h ư ở n g c ủ a m ô i Irirờng.
3. N g h i ê n c ứ u ứ n g d ụ n g n a m c h â m k ế t d í n h

N d F e B đ ể c h ế tạo m á y đ iể m h oả .

3 .1 .C ấu tạo, n g u y ê n lý là m v iệ c củ a m á y đ iể m h ỏ a ,
3 .2 .

T h iế t k ế c h ế tạo n a m ch â m .

4. K ế t q u ả n g h iê n c ứ u th a y t h ế p h ầ n stator c ủ a đ ộ n g c ơ đ iệ n m ộ t c h iề u b ằ n g n a m
c h â m k ết d ín h N d F e B .
IV . K Ế T L U Â N
V. T À I L IỆ U T H A M K H Ả O

8


N Ö I D U N G BÄO C A O T O N G K E T
I.

L ö i mö däu
N am

chäm

k e t d i n h d a c ö m ö t ¡ ic h sir la u d ö i . T r e n 2 0 0 0 n ä m t r u ö c d ä y . y

t u ö n g v ö c ä c h t ö h o p c ä c h a t rät n h ö c ü a k i m lo a i p h a tir c i r n g v ä tir m e m d o l l i At sir
la m ö t y t u ö n g t i e n p h o n g m ä c h o m a i d e n k h o ä n g c h u c n a m t r ö lai d a y c l u i n g t;i
m ö i thirc h i e n v ä c h e t a o t h ä n h c ö n g c ä c n a m c h ä m n a n o - c o m p o s i t e k e t d i n h .
N g u y e n lie u b ö t n a m c h ä m d ü n g d e c h e ta o c ä c n a m c h ä m k et d in h loai N d F e B
ch ü y e u d u o c c h e tao b a n g p h u o n g phäp n g u ö i n han h d ü n g trön g d ö n g q u a y vöi töc
d ö q u a y t h i c h h o p , s a u d ö d u o c xir l y n h i e t d e c o k i c h t h u ö c h a t v ä o k h o ä n g 3 0 - 4 0
n m ( k i c h t h u ö c n ä y n h ö h o n k i c h t h u ö c d o n d o m e n c ü a l o a i v ä t l i e u n ä y ) [ I]. B ö t
n ä y c o l u e k h ä n g tir rät c a o k h ä c h ä n c ä c b o t N d F e B t a o ra b ä n g c ä c h n g h i e n h o p
k i m k h ö i i h ö n g t h u ö n g . M a c d u k i c h t h u ö c h a t b ö t n ä m t r o n g m ö t k h o a n g rät r ö n g
nhung

tich

näng

lu o n g

circ d a i c h o

cäc

lo a i

bưt

näy

den

väo

khộng

9 5 k .!/m ’

( 1 2 M G O e ) d ö i v ö i n a m c h ä m k e t d i n h d a n g h i r ö n g , c ö n d ö i v ö i n a m c h ä m ket d i n h
di h i r ö n g th i c ö t h e d a l l ö i 1 5 ^ - 2 0 M G O e . N a m c h ä m k e t d i n h N d F e B t a o ra c ö rät
n h i e u d a n g k h ä c n h a u , t i n h c h ä t t u c ü n g n hir l i e h n ä n g l u o n g circ d a i c ü a c l u i n g nfun
tron g m ö t k h o ä n g rön g.
N a m c h ä m N d F e B b ö t t h i e u k e t d a t l i e h n ä n g l u o n g c ir c d a i c a o , t r o n g k h o ä n g
3 6 -^45 M G O e lä g i ä tri ( B H ) max c ü a c ä c s ä n p h ä m d a n g c ö b ä n tr e n thi t r u ö n g t h e
g i ö i (liru y r ä n g l o a i

4 5 M G O e c ö g iä th än h g ä p d ö i loai 3 6 M G O e ) . C ä c n a m c h ä m

b ö t t h i e u k e t , tat c ä d e u p h ä i x ü l y c o h o c (cir a , c ä t , m a i , d ä n h b o n g

roi m ö i d e m

ra sir d u n g d u o c v ä it d u o c d ü n g t r o n g c ä c s ä n p h ä m y e u c ä u c ö d ö c h i n h x ä c c a o v e
k i c h t ln r ö c , h i n h d a n g t h a m c h i c ä v e t in h c h ä t tir nfra. C ü n g nlur c ä c h o p c h ä t li e n
k i m l o a i k h ä c , n a m c h ä m b ö t t h i e u k e t N d F e B rät k h ö g i a c ö n g c o h o c v ä d o v ä y p iä
th ä n h c ü a m ö t sä n p h ä m c u ö i c ü n g c a o n h ät c ö th e le n toi 2 0 0 % s o v ö i g iä th ä n h sän
p h a in sä n
thu öc

x u ä t ra n a m c h ä m b o t t h i e u k e t . N h u ' n g y e u c ä u v e s u c h i n h x ä c v e k i c h

v ä h i n h d a n g n lu r v ä y n g ä y c ä n g t r ö l e n k h e k h ä t ho'n t r o n g c ä c s ä n p h ä m h i e n

d a i . d i e n n ä y c ö t h e t r ö t h ä n h m ö t k h ö k h ä n Io n c h o ü n g d u n g c ü a c ä c n a m c h ä m b ö t
th ie u ket.

T r e n thirc t c c ö rat n h i e u ü n g d u n g sir d u n g n a m c h ä m c ö n ä n g l u o n g c ö

lO M G O e . V i e c “ p h a l o ü n g ” c ä c vät lie u n a m c h ä m b ö t th ie u ket c ö n ä n g lu o n g c a o

9


đê tạo ra các sản phẩm có nãng lượng g iả m đi khoảng 1/3 năng lượng đều kh ó thực
hiện và đều là m ch o cơ tín h cùa nam châm giảm đ i rất n h iề u .

T in h trạ n g cùa nam châm kết dính lạ i khác hồn tồn. Bằng phương pháp ép
kh u ô n hoặc ép dùn, do kh ô n g cần phải xử lý n h iệ t ở n h iệ t độ cao, các sản phẩm tạo
ra có thể đạt tới độ d un g sai rất

nhỏ, độ nhẵn cao và kh ô n g cần phải gia cô ng cơ

học. M ộ t ưu đ iể m n ổ i bật nữa của các băng (rib b o n ) dạng vi hạt là bao g ồm các hạt
có độ cứng cao, c h ịu được m à i m ị n , ít b ị ơ x y hố bởi m ơ i trường. N h ờ có những ưu
đ iể m đó m à các bâng N d F e B được ứng dụng là m nam châm kết d ín h và tỷ phẩn
ch iế m ngà y càng cao tro n g toàn bộ k h ỏ i lượng nam châm được ứng dung. Theo
thố n g kê của BBC . In c, U S A vào năm 2000 thì th ị truờng nam châm ở M ỹ

vào năm

1997, 1999 và ước tín h vào năm 2004 như trên bảng 1 [2 ], còn ở T ru n g quố c nam
châm kế t d ín h N d F e B năm 1998 tiêu thụ 180 tấn. năm 1999 là 270 tấn.

B ả n g 1. T h ố n g k ê thị (rư ờ n g v à i l o ạ i n a m c h â m ở M ỹ [ 2 ]
Năm

1997

1999

2004

C ông n g h ẹ '''^ .

%

G ốm

36,2

%

33.9 %

30

Đúc

27,1 %

27,8 %

28.4

%

38,3 %

4 1.6 %

100 %

100 %

K ế t d ín h
Tổng

36,7

100 %

%

V iệ c sản x u ấ t vậ t liệ u N d F e B dang băng cần p hả i thưc h iện trên m ộ t th iế t hi cỏ
m ò i trường bảo vệ ch ỏn g ơ x y hố, th iế t bi này khá dắt tiề n . G ần đây nhờ có tiến bơ
k ỷ th u ậ t và thương m ạ i hoá tro n g lĩn h vực sản xu ất vật liệ u , các băng Uurơng m ai dã
được bán rộ n g rãi trê n th ị trường. Đ iề u đó g iú p cho việc n g h iê n cứu, ứng đung trờ
ncn thực tế và dễ dàng hơn, ngay cả các cơ sờ kh ơ n g có đủ diều kiệ n trang bị đàu tư
th iế t b ị đắt tiề n.
►

T u y n h iê n để việ c n g h iê n cứu và ứng dụng có h iệu quả. cần th iế t phải có những
ngh iê n cứu kh oa học vé lo ạ i vật liệ u bãng này và nam châm kế t d ín h dược sản xuất
từ chúng. Đ â y cũ n g là m ộ t Iro n g những m ục tiê u đặt ra cho các nhà n g h iê n cứu mà

ỏé là i này sẽ đ ó n g g óp m ộ t phần tro n g chương trìn h dó.

10


II.

Nội dung chính :

1. N g h i ê n c ứ u ả n h h ư ở n g c ủ a c á c c h ế đ ộ x ử l ý n h i ệ t đ ế n s ư t h a y đ ổ i p h a , vi c â u
trú c và tính ch át từ củ a b ăn g nguội nhanh.

1 . 1 .K h ả o

sá t vát liệ u b a n đ ẩ u .

V ậ t liệ u ban đầu là băng (rib b o n ) của T ru n g quốc có thành phẩn N d ijF e R(,Br)
(tro n g dó có 2 % ch ất phụ g ia ) được phun trên trố n g đổng đơn trụ c với tốc độ 25m /s
và có chiều dày là 3 5 p m . M ầ u bảng sáng bóng (k h ô n g g ỉ) m ặc dù để ngồi kh ơn g
k h í tro n g thờ i gia n dài (2 năm ).
* K h ả o s á t t h à n h p h á n p h a v à vi c â u t r ú c .

Phân tíc h n h iễ u xạ tia X m ẫu băng cho kết quả trên phụ l ụ c ! . Từ kết quà đó ta
thấ y bâng có thà n h phần đa pha, pha chính là N d 2FC|4B, vạch a - Fe rất yếu chứng tỏ
có tỷ phần rất ít. C ũ n g từ phu lụ c l ta Ihấy độ rộng và độ cao (so với độ nhấp nhò cùa
nen ) của các vạch Nd-,FC|4B cho thấy các hạt tin h thể còn rất nhò.
C hụp ảnh A F M đ ố i với m ẫu hãng cho hình ảnh cùa bé m ặt như trên hình 1.1.

X 100.000 nn/dly
2 50.000 HM/JIv

NdFeB ooo

H ìn h 7.7. ả n h A F M b ề m ặ t c ù a m ẫ u b ă n g .
V ớ i ảnh A F M nhận được có thể chưa đánh g iá hồn tồn c h ín h xác kích thước của
các hạt lin h thể song có thê đánh g iá đ ịn h tính được các hạt còn ờ cấu trú c I1HW1 (cỡ
3 0n m ). Đ iề u này khá phù hợp với phàn tích X R D .
* K h ả o sát tính ch át từ củ a b ân g


Đ o dường co ng từ trễ m ẫu băng bằng từ k ế m ẫu rung V S M có từ trường cưc đại

1,3T theo các phương song song và vng góc với m ật hăng. MĂU trước kh i d o clươc
từ hoá lớ i từ trường 9 T bằng từ trường xu ng K ế t quả nhân dược trên hình ! .2.

H(Oe)

H ìn h ỉ .2. Đ o m a u b ă n g b á n g V S M ¡heo c á c h ư ớn g s o n g so n (Ị và v u ơ n g í!óc

Từ dường co n g trên ta thấ y góc phần tư thứ 2 bị lõ m làm năng l ương lù (MI
rất thấp (c h ỉ cỡ 4 M G O e ) đ ổ n g thời điểm làm việc kh ô n g ổn đ ịn h và kh ô n g tho ứng
dụng được, nhất là tro n g các th iế t bị động.
1 .2 . N g h i ê n c ứ u c h ẻ đ ộ x ử l ý n h i ệ t ả n h h ư ờ n g đ ế n c á c t í n h c h ấ t c ù a b â n g .

Từ g iàn đ ồ X R D , A F M và đường cong từ trễ ta thấ y sự ảnh hường đến hình dạne
đường co ng từ trễ là do pha vơ đ ịn h hình cịn lại tro n g vệt liệ u . Pha vô đ ịn h hình ỉit
pha k h ơ n g có kh ả năng ch ố n g lại tác dụng từ trường ngoài (từ m ể m ) và làm giảm
m ạnh lực kh á n g từ H c. V ì vậ y việ c loai bỏ pha này là rất cần th iế t để tăng lực kháng
từ và cài th iệ n h ìn h dạng đường cong (theo hướng vu ô n g ).
N g h iê n cứu về n h iệ t dô h ìn h thành pha

a -Fe và Fe-,13 bằng phân tích n h iệ t vi sai

D T A [1 4 ] cho Ih ấ y n h iệ t độ ch u yể n pha của a -F e là cỡ

620"c .

12

580(lc

còn pha Fe^B vào cỡ

»

Pha

a -F e và Fe^B là 2 pha từ m ềm , k h i k íc h thước hạt đủ nhò (cỡ < 3 5 n m là

khoảng cách tương tác trao đ ổ i) th ì do tương tác trao đ ổ i nó là m tăng m ô men từ dư
M r lén dáng kể (đặc b iệ t là tác dụng của pha a -F e do M s rất lớn cỡ 2 ,2 T ) mà vẫn
dảm bảo độ vu ơ n g góc ở đường cong từ trễ. Cịn k h i k íc h thước pha này lớn hơn
khoáng cách tương tác trao đ ổ i thì sẽ kh ơn g có sự tương tác từ là m dường cong từ trễ
b ị tách là m 2 pha phân b iệ t, m ộ t pha từ cứng và m ộ t pha từ m ềm .
N hư vậ y v iệ c ch ọn n h iệ t độ và thờ i gian xừ lý n h iệ t là hết sức quan trọ n g , với
những cơ sở đã trìn h bày ở trên chế độ được chọn th í n g h iê m là

700(,c, 750°c, 800(lc

550"c, 650"c,

tro n g thờ i g ian 15 phút. D o các băng rất m ỏ n g (như dã khảo

sát) ncn rát dễ bị ơ x y hố, vì vậy mẫu th í nghiệm cần phải h út chân kh ơ n g bằng bơm
khuế ch tán tới áp suất tố i th iể u cỡ 10'^torr.
M ẫ u sau k h i xử lý n h iệ t được phân tích X R D , kế t quả trên phụ lục I, từ đó ta
thấy với ch ế độ 5 5 0 " c pha

Ct-Fe đã bắt đầu phát triể n nhưng cịn ở mức độ rất ít

(trẽ n vạch 44,7°, vạch này là m ộ t Iro n g những vạch m ạnh nhất của

a -F e ),

đô lớn

lẽn của tin h thể pha 2:14:1 là kh ô n g đáng kể. T u y n h iê n k h i ở ch ế (lộ > 6 5 0 "c thì
cường dộ các vạch của pha 2:14:1 tăng khá rõ (sự lớn lên của tin h thể), (lổng thời
vạch của pha a -F e cũ ng m ạnh lên điều đó chứng tỏ rằng cùng với sư tăng cùa nhiọi
độ thì lỷ lượng pha này cũ ng tăng lên đáng kể.
Các m ẫu băng chưa xử lý và đã xừ lý ở các chế dộ trên được cân với k h ố i lượng
6.10 4g và do dường co ng lừ trễ trên m áy V S M với từ trường cực (lại 1,3 T then
phương song song với m ặ t băng, trước k h i đo được từ hoá tới 9 T kết quà dược bio’ll
th ị trên h ìn h 1.3.
Từ h ìn h 1.3 ta th ấ y k h i tăng n h iệ t độ xử lý lên 7 0 0 °c thì H c tăng, B r g ià m cịn
k h i tăng tiế p lên 7 5 0 ° c và 8 0 0 °c thì xu hướng la i ngược lạ i, tức là B r tăng còn ] ỉc lại
g iả m . Đ iề u này có thể g iả i th ích như sau: Ban đầu hăng chứa m ộ t phán pha vơ (linh
hình khá lớn và k íc h thước các hạt nano rất nhỏ hơn kh oả n g cách tương tác trao đổi
(~ 3 5 n m ) do đó lực kh á n g từ H c nhỏ. K h i tăng n h iệ t độ xử lý , phần pha vơ đ ịn h hình
bị tin h thể hoá và các hạt VI tin h thể lớn lên làm tăng Hc và B r giảm m ột chút do pha
vị đinh hình m ất đi cịn pha oc-Fe m ớ i sin h ra vớ i tỷ lượng còn thấp và B r g iả m theo
độ tăng của k íc h thước hạt [1 5 ].

13


Pha

a -F e và Fe3B là 2 pha từ m ềm , k h i k íc h thước hạt đủ nhò (cỡ < 3 5 n m là

khoảng cách tương tác trao đ ổ i) th ì do tương tác trao đ ổ i nó fàm tăng m ơ m en từ dư

M r lên đáng kổ (đặc b iệ t là tác dụng của pha a -F e do M s rấ t lớn cỡ

2,TY) m à vẫn

đảm bảo độ vu ơ n g góc ở đường cong từ trễ. Cịn k h i k íc h thước pha này lớn hơn
khoáng cách lương tác trao đ ổ i th ì sẽ kh ơ n g có sự tương tác từ là m đường cong từ trễ
bị tách làm 2 pha phân b iệ t, m ộ t pha từ cứng và m ộ t pha từ m ểm .
N hư vậ y việ c ch ọn n h iệ t độ và thời gian xử lv n h iệ t là hết sức quan trọ n g , với
những cơ sở đã trìn h bày ở trên chế độ được chọn th í n g h iệ m là

700°c, 750°c, 800°c

550"c, 650"c,

tro n g thời gian 15 phút. D o các băng rất m ỏ n g (như đã khảo

sát) ncn rấ t dễ b ị ô x y hố, vì vậy m ẫu th í n g h iệ m cẩn phải hút chân kh ốn g báng bơm
khuếch tán tới áp suất tố i th iể u cỡ 10 storr.
M ẫ u sau k h i xử lý n h iệ t được phân tích X R D , kế t quả trên phụ lụ c 1, từ đó ta
thấy với chê độ 5 5 0 ° c pha

a -F e dã bắt đầu phát triể n nhưng cịn ở mức dộ rất ít

(trùn vạch 44,7°, vạch này là m ộ t tro ng những vạch m anh nhất của

a -F e ).

độ lớn

lên của tin h thể pha 2:14:1 là kh ôn g đáng kể. T u y nhiên k h i ở ch ế độ > 6 5 0 n( ' thì

cường dộ các vạch của pha 2:14:1 tăng khá rõ (sự lớn lên của tin h thể ), clổng thời
vạch cùa pha a -F e cũ n g m ạnh lên điề u đó chứng tỏ rằng cùng với su tăng cùa nlìiệt
dỏ ih ì lỷ lượng pha này cũ ng tăng lên đáng kể.
Các m ẫu băng chưa xử lý và đã xử lý ở các chế độ trên dược cân với k h ố i lương
6 .1 0 '4g và do đường co ng từ trễ trên m áy V S M với lừ trường cực dại 1.3 T llic o
phương song song vớ i m ặt băng, trước k h i đo được từ hoá tới 9 T kết quả dược hielt
thị trên h ìn h 1.3.
Từ hình 1.3 ta th ấ y k h i tăng nhiệt độ xử lý lên 7 00 nc th ì H c (ăng, B r g ià in còn
k h i tăng tiế p lèn 7 5 0 ° c và 8 0 0 °c th ì xu hướng lạ i ngược lạ i, tức là B r tăng còn I lc lại
g iả m . Đ iề u này có thể g iả i ih íc h như sau: Ban đầu băng chứa m ơ t phần pha vơ đ ịnh
hình khá lớn và k íc h thước các hạt nano rất nhỏ hơn kh o ả n g cách tương tác trao đổi
(~ 3 5 n m ) do đó lực kh á n g từ H c nhỏ. K h i tăng n h iệ t độ xử lý , phần pha vơ đ ịn h hình
bị tin h thể hoá và các hạt v i tin h thể lớn lèn làm tăng H c và Br giảm m ột ch út do pha
vơ đ ịn h hình m ất đi còn pha cc-Fe m ớ i sinh ra với tỷ lượng còn thấ p và B r g iả m llie o
dộ táng của k íc h thư óc hạt [1 5 ].

13


M(T)

H(T)

H ình 1 .3. D ư ờ n g c o n g từ t r ẻ c ủ a c á c m ẫ u b ủ n g th e o p h ư ơ n g s o n g s o n g VỚI m ặ t bănK
ở c h ế đ ộ x ử lý n h iệt k h á c n h a u (000" c : c h ư a x ử lý)

X 100.000 rĩM/div
7. 50.000 nn/div

NdFeB 700

Hình 1 4 . ánh AFM mẫu báng xử lý ở 750"c

14


'1-5

-1.0

-0.5

00

H(T)

Hình 1.3. Đường cong từ trẻ của các mẫu băng theo phương song song với mặt hăng
ở c h ế độ xử lý nhiệt khác nhau (000°C: chưa xử lý)

X 100.000 nn/dÍM
7. 50.000 nw/d i u

NdFeB 7 0 0

Hình ỉ .4. ảnh AFM mẫu băng xử lý ở 750"c

14


M(T)

HCT)

I lình ỉ .3. Đường cong từ trễ của các mẫu băng theo phương song song với mật băng
ở c h ế độ xử lý nliiệt khác nhau (000° c : chưa xử lý)

X 100.000 nn/div
2 50.000 nn/diu

NdFeB 700
Hình ỉ .4. ảnh AFM mầu băng xử iỷ ở 750nc

14


T u y n h iê n k h i n h iệ t độ xử lý quá
đáng kể còn H c g iả m

700°c th ì

lượng Ct-Fe đủ lớ n để là m tăng B r lèn

có thể do nhiều n gu yê n nhân tro n g đ ó có n gu yê n nhân của sự

g iả m số lượng các tâm p in n in g . C hụp ảnh A F M m ẫu xử lý ở 7 5 0 ° c cho trên hình
1.4. T ừ hình 1.4 ta th ấ y rõ sự lớn lên của tin h thể sau k h i xử lý n h iệ t (so với hình
1 . 1) .

V õ lạ i các đường co ng trên h ìn h 1.3 theo B (H ) và (B H )ma)( ta được h ìn h 1.5. Từ
hình 1.5 ta th ấ y ch ế độ xử lý cho năng ỉượng từ tố t nhất ( ( B H ) maxcỡ 1 0 ,5 M G O e ) là ở
7 50('C. D u y trì n h iệ t độ ở các chế độ 7 00 (,c , 7 5 0 °c , 8 0 0 ° c th a y đ ổ i thờ i g ian x ù lý 5;

10; 15; 20; 25 phú t, kế t quả đ o trên V S M cho th ấ y chế độ tố t nhất ch o năng lương từ
cực đại (B H )max =11 M G O e là 7 50 nc tro n g thờ i gian là 2 0 phút.

H (x750 O e)

(BH)

(M GOe)

Hìnlil .5. Đường cong B(H) và (BH)max của các c h ế độ xử lý nhiệt

1 .3 . C h é t ạ o m ẫ u n a m c h â m k ế t d í n h t ừ b ă n g s a u k h i x ử l ý

Băng xử lý ở c h ế đ ô 7 5 0 ° c được n g h iề n tới k íc h thước tru n g b ìn h cỡ 130f.ưn ,

m

sau đó trộ n k c o theo tỷ lộ k h ố i lượng 1, 2, 3, 4 % ép vớ i lực ép 5 T /c m 2. Các m ẫu
dược p o ly m e hoá ở 1 3 5 °c tro n g thờ i g ia n 1 giờ.
Đ o tỷ trọ n g , độ cứng và các ih ô n g số từ bàng từ trườ ng x u n g tớ i 9 T cho kế t quà
trên bảng 2.

15


Bảng 2.
TT

% ke o

T ỷ trọ n g

Đ ộ cứng

B r(T )

H c (T )

( B H )maT
(M G O c )

HRB
1

kh ô n g k co

6,20

vỡ

0 ,7 6

0,55

9.8

2

1

6,13

vỡ

0 ,7 4

0.55

9.3

3

2

6,0

38

0 ,7 2

0 ,5 4

9.0

4

3

5,93

36

0,69

0.53

8,4

5

4

5,82

34

0,65

0 ,5 3

7.2

Từ bảng 2 ta th ấ y tỷ lệ keo trộ n kh o ả n g 2 - 3% là cho g iá t r ị độ bền và năng
lượng từ hợp lý n hấ t cho ứng dụng, áp đ ụn g cô n g nghệ tương tự ch o m ẫu băng chưa
xử lý với 2% ke o, đo m ẫu trên từ trường x u n g cả hai c h ế đ ộ ta thu được đường cong
từ trỗ hình 1.6, đường B (H ) và (B H )max hình 1.7 , năng lượng từ ( B H ) max của chế độ
chưa xử lý đạt cỡ 4 ,5 M G O e , còn chế độ 7 5 0 ° c đạt 9 ,0 M G O e

H( T)

Hình 1.6. Đường cong lừ trễ của mẫu bột nam châm kết dính 2% keo ỏ c h ế độ xử lý
nhiệt 750"c trong 20 phút và mẫu chưa xử ỉỷ

16


Hình 1.7. Đường cong B(H) và (BH)max của mẫu bột nam châm kết dính 2 % keo ở
c h ế độ xử lý nhiệt 750°c trong 20 phút và mẫu chưa xử lý
2. A n h

h ư ở n g c ủ a m ộ t s ô t h a m s ỏ đ ế n t í n h c h ấ t t ừ c ủ a v ậ t l iệ u

2.1. S ự phụ thuộc của H c,Br, (B H )max vào từ trường nạp.
T ro n g thưc tố ch ế tạo nam châm , từ trường nạp cho nam châm thường thấp hơn
nhicu so với từ trường đo và càng thấp hơn so vớ i từ trườ ng bão hoà của vật liệ u nhất
là đ ối với vật liệ u nam châm kết d ín h N d -F e -B .

10
Ư

0
10
H(T)

Hình ỉ .8. Sự phụ thuộc (BH)mai vào (ứ trường nạp.

17


V iệ c xác đ ịn h các th ô n g số từ phụ thu ộ c vào từ trường nạp là rấ t cần th iế t vì nó cho

phép xác đ ịn h mức đơ đạt được năng lượng từ ứng với g iá trị từ irư ờng ngồi đặt vào.
M ảu hình trụ d ùn g để kh ả o sát các đặc trưng từ có k íc h thước: cr>4, 1=3 m m .

H( T)

Hình Ị .9. Sự phụ thuộc Br, Hc vào từ trường nạp.

Từ hình 1.8 và 1.9 ta thấ y từ trường tố i th iể u để nạp từ đ ố i với vật liệ u này vào
cỡ 6 T và từ trường bão hoà rấ t lớn (> 1 0 T ), tro n g k h i với F e rit B a ri từ trường hãn hoà
chỉ cỡ 1,5 T [3 ], còn đ ố i vớ i m ẫu N d F e B th iê u k ế t từ trường nạp tố i th iể u ch ỉ cỡ 2 T .
Sự khó bão hồ có thể g iả i th íc h do đây là vật liệ u M Q 1 g ồm các băng m ỏ n g , ừ trang
thái này liê n k ế t từ tro n g vật liệ u kh ơ n g cịn là liê n kết cộ ng tu yế n nữa. Các doine n lừ
có cấu trú c g óc, do vật để từ hố ch ún g tới trạ ng th á i bão hồ cần phải có từ trường
địn h hướng cao hơn rấ t n h iề u so với trường hợp cộng tu yế n . N g o à i ra. di hướng hề mặt
cùa vật liê u đóng va i trị quan trọ n g thậ m trí lớn hơn n h iề u
cũn« góp phần là m cho vật liệ u k h ó bị từ hố bão hoà [1 0 ].

18

so với d ị hướng từ k h ố i


2.2. Ảnh hưởng của mơi trường đến các tính chất của vật liệu.
2.2.1. Ả n h h ư ở n g c ủ a n h i ệ t đ ộ .

M ẫ u được ch ế tạo theo k íc h thước đo ở từ trường x u n g cao (d>4, 1=3 m m )sau đó
phủ keo e p o x y 2 thà n h phần với lớp phủ dày 50 ụ m và được ủ tro n g tủ sấy ở đ iều k iệ n
n h iệ t độ 7 0 ° , 100°, 1 3 0 °c và độ ẩm k h ô n g k h í b ìn h thường tro n g thờ i g ia n 200 giờ, cứ
24 g iờ lấ y m ẫu ra và đo lạ i các th ô n g số từ. K ế t quả sự phụ th u ộ c của nâng lượng từ
vào thời gian và n h iệ t độ được thể hiện trên h ìn h 1.10.

‘<h >

(a)

•
a 'v

-

N

— m— 70°

\

'A

-

• - 100°
A
1 30°

•

*

.
—■

A

•

•
A

,

■
--------- 1--------0

100

50

I(H)

1^0

[

,

200

(b)

Hình 1.10. Sự phụ thuộc của năng lượng từ xào thời gian và nhiệt độ
theo giá trị tuyệt đối ịa), theo giá trị tương dối (h)

19


D o kh ô n g đủ điều k iệ n để khảo sát tro n g thờ i g ian dài nên việ c kh ả o sát ch ỉ
dừng lại ở 2 00 giờ,
độ 70° , 100°, 130r,c

VỚI

thờ i gia n này

đ ộ

suy g iả m năng lương

từ

đ ố i với các n h iệ t

lương ứng là 4 .7 % ,5 .6 % và 6 .5 % . So sánh với k ế t quà khảo

sát tro ng thờ i g ia n 7 00 0 h [1 6 ] th ì độ suy g iả m tố i đa c h ỉ đến cỡ 1000 h, và tốc độ
suy g iả m năng lượng từ của vật liệ u ch ế tạo được cũ ng tương đương với tác g iả đã
khảo sát, tức là tố i đa đến 8

% đ ố i với ch ế độ 1 0 0 °c .

Q uan sát bề m ặ t m ẫu sau kh ảo sát cho th ấ y lớp e p o x y vãn được g iữ ngu n Viì
khơng có dấu hiệu bị ô x y hoá, bằng chứng được kh ẳn g đ ịn h trên h ìn h 1.11.

B iê n hạt

H ạt

Hình Ị .11. ảnh SEM với mầu nơm châm kết dính NdFeB sau khi ủ
ở nhiệt độ 130° trong 200ỈI ở điều kiện độ ẩm khơng khí thơng thường.

Q ua đó cho th ấ y với các ứng d ụn g nam châm tro n g m ô i trườ ng k h ơ n g k h í thì
ch ỉ cần bảo vệ bằng keo e p o x y là có thể dáp ứng đưọc.
2.2.2. ả n h h ư ỏ i i g c ủ a m ò i t r ư ờ n g .

Để m ở rộ n g p hạm v i ứng d ụn g nam châm k ế t đ ín h như ch ế tạo các ro to m á y phát
điện chạy sức g ió hoặc các th iế t bị phải là m việ c tro n g m ô i trườ ng kh ắ c n g h iệ t, cần
phải xác đ ịn h được độ ổn đ ịn h cả về các tín h chất cơ lý cũ ng như các tín h chất lừ

20