RO135752A2 - Material magnetic pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor ce conţine cobalt, zirconiu, crom, carbon, molibden, bor şi procedeu de obţinere a lui - Google Patents
Material magnetic pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor ce conţine cobalt, zirconiu, crom, carbon, molibden, bor şi procedeu de obţinere a lui Download PDFInfo
- Publication number
- RO135752A2 RO135752A2 ROA202000734A RO202000734A RO135752A2 RO 135752 A2 RO135752 A2 RO 135752A2 RO A202000734 A ROA202000734 A RO A202000734A RO 202000734 A RO202000734 A RO 202000734A RO 135752 A2 RO135752 A2 RO 135752A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- ultra
- saturation magnetization
- coercivity
- emu
- remanence
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 title abstract description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 title description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 title description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 title description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 4
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910020641 Co Zr Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020520 Co—Zr Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 2
- GPAAEXYTRXIWHR-UHFFFAOYSA-N (1-methylpiperidin-1-ium-1-yl)methanesulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C[N+]1(C)CCCCC1 GPAAEXYTRXIWHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101150027469 COG2 gene Proteins 0.000 description 1
- GNEMDYVJKXMKCS-UHFFFAOYSA-N cobalt zirconium Chemical compound [Co].[Zr] GNEMDYVJKXMKCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005551 mechanical alloying Methods 0.000 description 1
- 238000003701 mechanical milling Methods 0.000 description 1
- AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N oxobarium;oxo(oxoferriooxy)iron Chemical compound [Ba]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Invenţia de referă la trei materiale magnetice pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor, cu conţinut de Co, Zr, Cr, C, Mo şi B, utilizate pentru producerea magneţilor permanenţi şi la un procedeu de obţinere a acestora. Materialele conform invenţiei au următoarea compoziţie exprimată în procente atomice Zr18Co77Cr3C2, primele două materiale magnetice prezentând o magnetizare la saturaţie de 35 emu/g iar al treilea material de 43,7 emu/g, au o remanenţă - magnetizarea la saturaţie/ magnetizarea remanentă - de 52%, 62% şi respectiv de 50% şi o coercitivitate de 3407 Oe, 2675 Oe şi respectiv 3120 Oe măsurate la temperatura ambiantă de 20°C. Procedeul de obţinere conform invenţiei constă în topirea, într-un cuptor electric cu arc, a metalelor constituente de puritate 99,99% conform compoziţiilor stoichiometrice dorite, în atmosferă de Ar de puritate 99,999%, operaţia de topire repetându-se de 5 ori pentru a se asigura omogenitatea materialului, urmată de solidificarea ultrarapidă pe tambur rotitor de Cu cu diametrul de 20 cm răcit cu apă, care se roteşte cu 2500 rot/min, aliajele topite în radiofrecvenţă au fost ejectate printr-un orificiu cu diametrul de 0,6 mm al tubului de cuarţ aflat între spirele inductorului în care circulă curentul de radiofrecvenţă direct pe tamburul rotitor de Cu răcit cu apă prin aplicarea unei suprapresiuni de Ar de 0,4 atm, primele două aliaje fiind obţinute direct prin solidificare ultrarapidă iar al treilea aliaj a fost obţinut prin solidificare ultrarapidă urmată de tratament termic în vid de 10-6 mbar timp de două ore la o temperatură de 500°C.
Description
DESCRIERE:
______———WÎr»W'.'
OriCiOL DE STAT MNiRU iNVE:<Ț:i MAK;.
Cerere de brevet de invenție | Nr. ..^....2^2/2...13.9.^¾.....i
Data deoozit ....1ΰ,.~.11;.2020.. j
Titlu: MATERIAL MAGNETIC PE BAZĂ DE BENZI METALICE SOLIDIFICATE ULTRARAPID DIN TOPITURĂ PE TAMBUR ROTITOR CE CONȚINE COBALT, ZIRCONIU, CROM, CARBON, MOLIBDEN, BOR ȘI PROCEDEU DE OBȚINERE A LUI
Prezenta invenție se referă la benzi solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor obținute prin procedeul descris conform invenției și la descrierea acestui procedeu. Aceste banzi metalice solidificate ultrarapid prezintă proprietăți magnetice caracteristice magneților “duri” (valori ridicate ale remanenței și coercitivității și valori semnificative ale magnetizării la saturație). în ultimii ani s-a intensificat căutarea de noi materiale magnetice “dure” pentru producerea de magneți permanenți. Această căutare a fost generată de faptul că magneții permanenți cei mai puternici folosiți în industrie pentru motoare sau actuatori utilizați pentru diverse aplicații conțin pământuri rare (samariu, neodim) care prezintă anizotropie magnetocristalină ridicată, dar aceste metale sunt prohibitive datorită resurselor limitate. Pe de altă parte magneții permanenți “duri” folosiți în tehnologia informației (pentru hardisk-uri) dar și pentru aplicații ce necesită temperaturi înalte și condiții dure de coroziune conțin elemente traziționale scumpe (platina). Până în prezent, magneții permanenți cu produsul energetic (BH)max cel mai ridicat sunt de tip SmCos, Sn^Con și Nd2Fei4B. Magneții pe bază de Nd2Fei4B au reprezentat mai mult de două decenii cea mai bună combinație în ceea ce privește raportul calitate/preț. Cererea de magneți permanenți de tip Nd2Fei4B este estimată pentru anul 2021 la o cantitate de 8 ori mai mare decât în anul 2000. Prețul neodimului a crescut foarte mult în ultimii ani datorită limitării cantității de neodim exportată de țările care dețin cea mai mare rezervă de minereu (China deține 95% din rezervele mondiale). Având în vedere aceste tendințe, obținerea de noi tipuri de materiale magnetice “dure” utilizabile pentru magneți permanenți, care nu conțin pământuri rare (neodim, samariu) sau elemente scumpe precum platina este imperios necesară. Prețul acestor materiale trebuie să fie mic atât datorită utilizării unor metale ieftine, cât și datorită prețului redus al procesului de fabricație. Magneții permanenți pe bază de ferită de bariu sau ferită de stronțiu au coercitivitate, magnetizare la saturație și remanență suficient de mari pentru o gamă largă de aplicații, dar rezistența mecanică este redusă. Un material posibil de utilizat pentru realizarea de magneți permanenți fără pământuri rare îl reprezintă compușii intermetalici de tip Zr-Co (zirconiucobalt) obținuți prin solidificare ultrapidă pe tambur rotitor sau prin aliere mecanică în moara cu bile. Prin procesarea specială a acestui material, adică prin optimizarea parametrilor de obținere a benzilor solidificate ultrarapid și/sau prin utilizarea de substituții cu alte metale tranziționale decât cobalt și zirconiu se pot îmbunătăți magnetizarea la saturație, coercitivitatea și remanența. în literatura de specialitate s-a acordat în ultimii ani o atenție deosebită studierii proprietăților magnetice ale compușilor intermetalici de tip Zr-Co.într-un articol din 2015 (M. Pălit, J. Arout Chelvane, H. Basumatary, D. Aravindha Babu, S. V. Kamat, “Microstructure and magnetic properties in as-cast and melt spun Co-Zr alloys”, J. of Alloys and Compounds 644 (2015) 7-12) este descrisă producerea prin solidifcare ultrarapida pe tambur rotitor a aliajelor CouZrg?, Coi6Zrg4, Coi8Zr82· La temperatura ambiantă, aliajul mai sărac in cobalt, CouZrg?, prezintă o valoare a magnetizării la saturație de 88 emu/g dar remanența este de 27% și coercitivitatea de 500 Oe, iar aliajul mai bogat în cobalt, CoigZrg2 prezintă magnetizarea la saturație mai mică, de 63 emu/g dar remanența este de 48% și coercitivitatea de 1100 Oe.
Director genejaLlNCDFM Dr. lonuț Marius Enculescu i fiy/ , \ 11 într-un alt articol din 2016 (B. Neelima, N. V. Rama Rao, V. Rangadhara Chary, S. Pandian, “Influence of mechanical milling on structure, partide size, morphology and magnetic properties of rare earth free permanent magnetic ZnCon alloy”, J. of Alloys and Compounds 661 (2016) 72-76) este descrisă prepararea prin topire în arc electric urmată de macinarea în moara cu bile a aliajului ZrzCon. în urma măcinării s-a obținut pulbere cu magnetizarea la saturație de 65 emu/g, coercitivitatea de 290 Oe și remanența foarte mică (5%). într-un articol recent din 2017 (M. D. Imtyaz, N. V. Rama Rao, D. Aravindha Babu, B. Ramesh Chandra, S. Pandian, “Effect of Cu substitution on structural and hard magnetic properties of rapidly solidified ZrieCo82-xCux melt spun ribbon” J. of Alloys and Compounds 699 (2017) 657-661) este descrisă producerea prin solidificare ultrarapidă a benzilor metalice Zr-Co cu substituție de cupru ZrigCog2.xCux (x=03). Prentru benzile solidificate ultrarapid Zri8Cog2 s-a obținut o valoare a magnetizării la saturație de 56 emu/g și o valoare a coercitivității de 2200 Oe iar pentru benzile solidificate ultrarapid ZrigCo79Cu3 s-a obținut o comportare de magnet mai moale, adică o magnetizare la saturație de 101 emu/g, dar o valoare semnificativ mai mică a coercitivitătii, de 1500 Oe. Benzile metalice solidificate ultrarapid descrise în articolele menționate mai sus au valori reduse ale coercitivității și remanenței ceea ce le face nepotrivite pentru obținerea de magneți permanenți, chiar dacă în anumite cazuri magnetizare la saturație are valori semnificative. Parametrii tehnici folosiți pentru procedeul de solidificare ultrarapidă utilizați în articolele menționate, efectuarea substituției cu cupru a cobaltului în benzile Zri8Co82 și măcinarea mecanică în moara cu bile nu permit obținerea de benzi metalice Zr-Co cu proprietăți de material magnetic dur utilizabil pentru producerea de magnetți permanenți.
Problema tehnică obiectivă pe care urmărește să o rezolve invenția constă în elaborarea unor benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură de tip Co-Zr, cu conținut ridicat de fază magnetică dură ZrCos.i care prezintă structură cristalină romboedrală astfel încât magnetizarea la saturație să aibă valori apropiate de cele raportate în literatură, dar remanența și coercitivitatea să fie semnificativ îmbunătățite.
Soluția la această problemă tehnică o reprezintă materialalele realizate conform revendicărilor 1, 2, 3 ale invenției care sunt alcătuite din benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor cu compozițiile respectiv: 1. ZrigCo77Cr3Mo2 care prezintă magnetizare la saturație de 35 emu/g, remanență de 52% și coercitivitate de 3407 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C), 2. ZrI8Co77Cr3C2 care prezintă magnetizare la saturație de 35 emu/g, remanență de 62% și coercitivitate de 2675 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C), 3. ZrigCo77Cr3B2 care prezintă magnetizare la saturație de 43.7 emu/g, remanență de 50% și coercitivitate de 3120 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C), realizate conform procedeului descris în revendicarea 4 a invenției care constă în primă etapă în topirea metalelor constituente de puritate 99.99% conform compozițiilor stoichiometrice dorite în atmosferă de argon de puritate 99.9999% în cuptor cu arc electric urmată de solidificare ultrarapidă pe tambur rotitor de cupru cu diametru de 20 cm răcit cu apă care se rotește cu 2500 rotații/minut. Aliajele topite în radiofrecvență au fost ejectate printr-un orificiu de 0.6 mm al tubului de cuarț aflat între spirele inductorului în care circulă curentul de radiofrecvență direct pe tamburul rotitor de cupru răcit cu apă prin aplicarea unei suprapresiuni de argon (puritate 99.9999%) de 0.4 atm. Aliajele descrise în revendicarea 1 (ZrigCo77Cr3Mo2) și revendicarea 2 (ZrigCo77Cr3C2) au fost obținute direct prin solidificare ultrarapidă, iar materialul din revendicarea 3 (ZrigCo77Cr3B2) a fost obținut prin solidificare ultrarapidă urmată de tratament termic in vid (10‘6 mbar) timp de 2 ore la 500 °C.
Director general INCDFM
Dr. lonuțțMarius Enculescu
Materialele realizate conform invenției au valori superioare ale coercitivității și remanenței (caracteristici de material magnetic dur utilizabil pentru producerea de magnetți permanenți) în comparație cu cele descrise în articolele mai sus menționate datorită parametrilor tehnici specifici utilizați pentru procesul de solidificare ultrarapidă pe tambur rotitor, a evitării procedeului de măcinare mecanică și a utilizării substituției cobaltului cu crom, molibden, carbon si bor în aliajele Zri8Cos2· Astfel se obțin coercitivități de până la 3407 Oe la temperatura ambiantă (20 °C), în timp ce în articolele menționate mai sus valoarea maximă a coercitivițății a fost 2200 Oe. De asemenea, și valorile remaneței măsurate la temperatura ambiantă sunt ridicate (de pana la 62 %). Alte calități ale materialelor realizate conform invenției sunt temperatura Curie ridicată (peste 400 °C) și duritatea semnificativă (peste 650 unități Vickers), care le conferă avantaje semnificative față de feritele hexagonale.
Deci materialele realizate conform revendicărilor 1, 2 și 3 ale invenției ce conțin benzi metalice solidificate ultrarapid Zri8Cos2 cu substituții de Cr, Mo, C, B și care sunt sintetizate conform procedeului descris în revendicarea 4 a invenției prezintă avantaje evidente față de materialele prezentate anterior în literatură și rezolvă problemele tehnice obiective propuse în prezenta descrierere a invenției deoarece:
(i) Materialele ce fac obiectul revendicărilor invenției au valori mult îmbunătățite ale coercitivității și remanenței față de materialele Zr-Co similare din literatură, deci sunt materiale magnetice dure utilizabile pentru magneți permanenți (ii) Materialele ce fac obiectul revendicărilor invenției au temperatura Curie de peste 400 °C și duritate de peste 650 unități Vickers superioară feritelor hexagonale, ceea ce le face potrivite pentru aplicații unde solicitările termice și mecanice sunt semnificative (iii) Procedeul ce face obiectul revendicării invenției este simplu, rapid și ieftin (spre deosebire de măcinarea mecanică în moara cu bile, depunerea în vid sau metodele electrochimice) (iv) Procedeul ce face obiectul revendicării invenției permite obținerea unei cantități semnificative de material (spre deosebire de depunerea în vid și metodele electrochimice) (v) Materialele ce fac obiectul revendicărilor invenției au rezistență la coroziune ridicată Se dau, mai jos, 3 exemple de realizare a materialelor magnetice ce conțin benzile solidificate ultrarapid din topitură, conform invenției, în legătură și cu fig. 1 ... 3 care reprezintă:
-fig. 1, imagini SEM pentru: (A) - benzi metalice cu compoziția ZrisCo77Cr3Mo2 solidificate ultrarapid conform procedeului descris în exemplul 1 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descris în revendicarea 1 a invenției, (B) - benzi metalice cu compoziția Zri8Co77Cr3B2 solidificate ultrarapid și tratate termic la 500 °C conform procedeului descris în exemplul 3 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descris în revendicarea 3 a invenției
-fig. 2, spectre de difracție de raze X pentru: (A) - benzi metalice cu compoziția Zri8Co77Cr3Mo2 solidificate ultrarapid conform procedeului descris în exemplul 1 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descris în revendicarea 1 a invenției, (B) - benzi metalice cu compoziția Zri8Co77Cr3B2 solidificate ultrarapid și tratate termic la 500 °C conform procedeului descris în exemplul 3 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descrise în revendicarea 3 a invenției
Director general INCDFM
Dr. lonuțMarius Enculescu
-fig. 3, curbe de histerezis măsurate la temperatura ambianta pentru: (A) - benzi metalice cu compoziția Zri8Co77Cr3Mo2 solidificate ultrarapid conform procedeului descris în exemplul 1 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descris în revendicarea 1 a invenției, (B) - - benzi metalice cu compoziția ZrigCo77Cr3C2 solidificate ultrarapid conform procedeului descris în exemplul 2 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descris în revendicarea 2 a invenției, (C) benzi metalice cu compoziția Zr18Co77Cr3B2 solidificate ultrarapid și tratate termic la 500 °C conform procedeului descris în exemplul 3 și în revendicarea 4 a invenției și care reprezintă materialul descrise în revendicarea 3 a invenției
Exemplu 1
In primă etapă s-au topit metalele constituente de puritate 99.99% conform compoziției stoichiometrice ZrigCo77Cr3Mo2 în atmosferă de argon de puritate 99.9999% în cuptor cu arc electric. Pentru a se asigura omogenitatea materialului probele s-au topit de 5 ori. Aliajul cu compoziția ZrigCo77Cr3Mo2 obținut prin topire în arc electric a fost ulterior solidificat ultrarapid pe tambur rotitor de cupru cu diametru de 20 cm răcit cu apă care se rotește cu 2500 rotații/minut. Aliajele topite în radiofrecvență au fost ejectate printr-un orificiu de 0.6 mm al tubului de cuarț aflat între spirele inductorului în care circula curentul de radiofrecvență cu o suprapresiune de argon (puritate 99.9999%) de 0.4 atm direct pe tamburul rotitor de cupru răcit cu apă.Pentru benzile metalice obținute imediat după solidificare ultrarapidă au fost efectuate măsurători de difracție de raze X utilizând un difractometru Bruker D8 Advance si au fost obținute imagini SEM utilizând un microscop electronic cu scanare Tescan Lyra. Imaginile SEM pentru benzile ZrigCo77Cr3Mo2 solidificate ultrarapid (fig. 1 A) obținute în secțiune transversală arată o granulație foarte fină și o distribuție foarte omogenă. Măsurătorile de difracție de raze X pentru benzile Zri8Co77Cr3Mo2 solidificate ultrarapid (fig. 2A) au arătat prezența majoritară a fazei magnetice dură Cos.iZr cu coercitivitate și remanență ridicată cu structură cristalină romboedrală și o cantitate mică de fază Cos.iZr cu structură cristalină ortorombică ce prezintă coercitivitate si remanență mai redusă. Măsurătorile magnetice de histerezis magnetic la temperatura ambiantă (fig. 3A) au fost efectuate cu un aparat MPMS Quantum Design și au arătat: magnetizare la saturație de 35 emu/g, remanență de 52% și coercitivitate de 3407 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C)
Exemplu 2 S-au preparat benzi metalice cu compoziția ZrigCo77Cr3C2 solidificate ultrarapid prin procedeul descris în Exemplul 1. Măsurătorile magnetice (fig. 3B) au arătat: magnetizare la saturație de 35 emu/g, remanență de 62% și coercitivitate de 2675 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C).
Director general INCDFM
Dr. lonuț Marius Enculescu
Exemplu 3 S-au preparat benzi metalice cu compoziția Zr^607767382 solidificate ultrarapid prin procedeul descris în Exemplu 1. Ulterior, benzile solidificate ultrarapid au fost tratate termic în vid (IO-6 mbar) timp de 2 ore la 500 °C. Imaginile SEM (fig. 1B) pentru benzile metalice cu compoziția Zn 360776^82 solidificate ultrarapid și tratate termic la 500 °C au arătat o granulație mai mare comparativ cu benzile netratate termic, dar distribuția grăunților rămâne omogenă. Măsurătorile de difracție de raze X pentru benzile Zn 360776^82 solidificate ultrarapid și ulterior tratate termic la 500 °6 (fig. 2B) au arătat prezența majoritară a fazei magnetice dură 6o5.iZr cu coercitivitate și remanență ridicată cu structură cristalină romboedrală și o cantitate mică de fază 6o5.iZr cu structură cristalină ortorombică ce prezintă coercitivitate si remanență mai redusă. Măsurătorile magnetice de histerezis magnetic la temperatura ambiantă (fig. 3C) au arătat: magnetizare la saturație de 43.7 emu/g, remanență de 50% și coercitivitate de 3120 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °6)
Toate aceste rezultate indică proprietăți magnetice dure mai bune ale materialelor realizate conform invenției decăt cele descrise în articolele din literatură menționate mai sus. Aceasta comportare apare datorită prezenței metalelor de substituție si a parametrilor specifici de preparare prin solidificare ultrarapidă care favorizează apariția unei cantități majoritare de fază magnetică dură 6os.iZr cu structură romboedrală. Aceste materiale au temperatura 6urie de peste 400 °6 și duritate semnificativă (peste 650 unități Vickers) precum și o rezistență ridicată la coroziune Toate aceste calități dovedesc potențialul de utilizare al materialelor realizate conform invenției în domeniul magneților permanenți care nu conțin pământuri rare sau metale tranziționale scumpe precum platina.
Director general IN6DFM
Dr. lonuț Marius Enculescu
Claims (4)
1. Material magnetic, caracterizat prin aceea că are compoziția (în procente atomice) Zri8Co77Cr3Mo2 și prezintă magnetizare la saturație de 35 emu/g, remanență (raport între magnetizarea la saturație și magnetizarea remanentă) de 52% și coercitivitate de 3407 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C), realizat conform procedeului de la revendicarea 4
2. Material magnetic, caracterizat prin aceea că are compoziția (în procente atomice) ZrigCo77Cr3C2 și prezintă magnetizare la saturație de 35 emu/g, remanență (raport între magnetizarea la saturație și magnetizarea remanentă) de 62% și coercitivitate de 2675 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C), realizat conform procedeului de la revendicarea 4
3. Material magnetic, caracterizat prin aceea că are compoziția (în procente atomice) ZrI8Co77Cr3B2 și prezintă magnetizare la saturație de 43.7 emu/g, remanență (raport între magnetizarea la saturație și magnetizarea remanentă) de 50% și coercitivitate de 3120 Oe măsurate la temperatura ambiantă (20 °C), realizat conform procedeului de la revendicarea 4
4. Procedeu de obținere de material magnetic, definit în revendicarea 1 , revendicarea 2, și revendicarea 3, caracterizat prin aceea că constă în primă etapă în topirea metalelor constituente de puritate 99.99% conform compozițiilor stoichiometrice dorite în atmosferă de argon de puritate 99.9999% în cuptor cu arc electric. Pentru a se asigura omogenitatea materialului probele se topesc de 5 ori. Aliajele obținute prin topire în arc electric au fost ulterior solidificate ultrarapid pe tambur rotitor de cupru cu diametru de 20 cm răcit cu apă care se rotește cu 2500 rotații/minut. Aliajele topite în radiofrecvență au fost ejectate printr-un orificiu de 0.6 mm al tubului de cuarț aflat între spirele inductorului în care circula curentul de radiofrecvență direct pe tamburul rotitor de cupru răcit cu apă prin aplicarea unei suprapresiuni de argon (puritate 99.9999%) de 0.4 atm. Aliajele descrise în revendicarea 1 și revendicarea 2 au fost obținute direct prin solidificare ultrarapidă, iar materialul din revendicarea 3 a fost obținut prin solidificare ultrarapidă urmată de tratament termic in vid (IO'6 mbar) timp de 2 ore la 500 °C.
Director general INCDFM
Dr. lonuț Marius Enculescu
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202000734A RO135752A2 (ro) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Material magnetic pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor ce conţine cobalt, zirconiu, crom, carbon, molibden, bor şi procedeu de obţinere a lui |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202000734A RO135752A2 (ro) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Material magnetic pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor ce conţine cobalt, zirconiu, crom, carbon, molibden, bor şi procedeu de obţinere a lui |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO135752A2 true RO135752A2 (ro) | 2022-05-30 |
Family
ID=81751106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA202000734A RO135752A2 (ro) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Material magnetic pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor ce conţine cobalt, zirconiu, crom, carbon, molibden, bor şi procedeu de obţinere a lui |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO135752A2 (ro) |
-
2020
- 2020-11-16 RO ROA202000734A patent/RO135752A2/ro unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP4036269B1 (en) | Fe-based amorphous alloy containing subnanometer-scale ordered clusters, preparation method therefor, and nanocrystalline alloy derivatives thereof | |
| CN101834046B (zh) | 高饱和磁化强度铁基纳米晶软磁合金材料及其制备方法 | |
| CN110993239A (zh) | 一种铁钴基非晶软磁合金及其制备方法 | |
| CN109023005B (zh) | 一种新型耐600℃高温的软磁高熵合金 | |
| CN100477025C (zh) | 三元及多元铁基块状非晶合金及纳米晶合金 | |
| CN101627141A (zh) | Fe基软磁性合金、非晶形合金薄带及磁性部件 | |
| CN101215679A (zh) | 一种无磁性铁基块体非晶合金及其制备方法 | |
| JPS6123848B2 (ro) | ||
| CN109930080B (zh) | 一种无铜纳米晶软磁合金及其制备方法 | |
| CN110541116B (zh) | 一种晶化可控的铁基纳米晶软磁合金 | |
| CN107177805A (zh) | 一种生产工艺性良好的铁基亚纳米合金及其制备方法 | |
| TWI685576B (zh) | 軟磁性合金及磁性部件 | |
| CN105950941A (zh) | 一种磁性斯格明子材料 | |
| JP2019123894A (ja) | 軟磁性合金および磁性部品 | |
| KR102241959B1 (ko) | Fe 기지 연자성 합금 및 그 제조 방법 | |
| CN115608996B (zh) | 一种铁基纳米晶软磁合金粉体及其制备方法 | |
| KR101562830B1 (ko) | 철계 연자성 나노 결정질상을 포함하는 복합소재 및 이의 제조방법 | |
| RO135752A2 (ro) | Material magnetic pe bază de benzi metalice solidificate ultrarapid din topitură pe tambur rotitor ce conţine cobalt, zirconiu, crom, carbon, molibden, bor şi procedeu de obţinere a lui | |
| CN102254665A (zh) | 铁钴基纳米晶软磁合金及其制备方法 | |
| KR100237145B1 (ko) | Fe계 비정질 연자성 재료 및 그 제조방법 | |
| CN106710764B (zh) | 一种SmCo5基永磁薄带磁体及其制备方法 | |
| JP2020147765A (ja) | 軟磁性合金および磁性部品 | |
| JP3299887B2 (ja) | 硬質磁性材料 | |
| CN105112816A (zh) | 掺Si的低Sm含量Sm-Co型非晶基磁性合金的制备方法 | |
| Tamoria et al. | Magnetism, structure and the effects of thermal aging on (Fe/sub 1-x/Mn/sub x/)/sub 73.5/Si/sub 13.5/B/sub 9/Nb/sub 3/Cu/sub 1/alloys |