- Danh sách những người thực hiện đề tài: STT.
- Vật lý.
- 8362251
[email protected] 2.
-
[email protected] 3.
- 8364403
[email protected] 6.
-
[email protected] 7.
-
[email protected] 8.
-
[email protected] 9.
- Lời cám ơn Đề tài này được hoàn thành với sự tài trợ một phần của Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu á & Quỹ Giáo dục Cao học Hàn Quốc – The Korea Foundation for Advanced Studies”.
- Đề tài được thực hiện tại Phòng Vật lý Vật liệu Từ và Siêu dẫn, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam..
- Tóm Tắt đề tài nghiên cứu khoa học.
- Tên Đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng mới có cấu trúc nanomet bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng luợng cao..
- Mã số: Chủ nhiệm đề tài: TS.
- Nguyễn Huy Dân.
- Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Vật liệu.
- Mục tiêu và nội dung của Đề tài.
- Mục tiêu: Tìm kiếm vật liệu từ cứng mới có cấu trúc nanomet..
- Nội dung: Sử dụng công nghệ nguội nhanh và nghiền cơ năng lưọng cao để chế tạo các mẫu hợp kim từ cứng có cấu trúc nannomet.
- Thay đổi hợp phần, điều kiện chế tạo và khảo sát cấu trúc và tính chất để tìm ra được các vật liệu từ cứng mới có các thông số từ cứng tốt có khả năng ứng dụng thực tiễn..
- Kết quả.
- Kết quả khoa học:.
- Đã chế tạo đựoc mẫu hợp kim vô định hình khối Nd45Fe30Al10Co15 bằng phương pháp nguội nhanh có lực kháng từ đạt tới 6,2 kOe.
- Đây là mẫu hợp kim vô định hình khối không chứa B có lực kháng từ lớn nhất từ trước đến nay.
- Đã khảo sát ảnh hưởng của Nb và Cu lên cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim dạng khối Nd24-xNbxCu1Co30Fe30Al10B5 (x và 8) và dạng băng Nd24-xNbxCu1Co30Fe30Al10B5 (x= 4 và 9).
- Kết quả cho thấy với nồng độ thích hợp của Nb và Cu, từ độ dư và độ vuông đường trễ của hợp kim được nâng lên.
- Đã khảo sát ảnh hưởng của C lên cấu trúc và tính chất từ của các mẫu hợp kim khối Nd60-xFe30Al10Cx (x và 20), Nd45-xFe30Al10Co15Cx (x và 15).
- Kết quả cho thấy C có thể làm tăng được lực kháng từ của hệ hợp kim nền Nd-Fe-Al (đạt được 5,2 kOe cho hợp kim Nd55Fe30Al10C5 và 7,3 kOe cho hợp kim Nd40Fe30Al10Co15C5), đồng thời cũng làm tăng độ vuông đường trễ với nồng độ 3(5 at%..
- Đã xây dựng được qui trình công nghệ tạo hợp kim bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao lần đầu tiên ở Việt Nam..
- Đã chế tạo thành công mẫu hợp kim Nd40Fe30Al10Co15B5 bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao có lực kháng từ lớn đạt tới ~24 kOe.
- Đã áp dụng các phương pháp phân tích phân tích hiển vi điện tử hiện đại như HRTEM, SEM, SAED, EDX, EBSD.
- để nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu trúc với tính chất trong hệ hợp kim này..
- Kết quả đào tạo: 1 thạc sĩ, 2 cử nhân.
- Kết quả công bố: 1 bài báo ở hội nghị quốc tế ASEAN, 5 bài báo ở hội nghị Vật lý toàn quốc..
- Cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài (Xác nhận, đóng dấu) (Họ tên, chữ ký).
- Thời gian, địa điểm, phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu Kết quả và bàn luận Kết luận và kiến nghị.
- Mở đầu Vật liệu từ cứng phụ thuộc vào hợp phần và cấu trúc vi mô.
- Hợp phần quyết định các tính chất nội tại như từ độ bão hoà, nhiệt độ Curie.
- cấu trúc vi mô quyết định các thông số ngoại lai như lực kháng từ, độ vuông đường trễ.
- Bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao chúng ta có thể thu được các hợp kim có dải hợp phần rất rộng cả về thành phần và tỉ phần, và có cấu trúc rất đa dạng như cấu trúc vô định hình, cấu trúc nanomet hoặc tổ hợp của các cấu trúc trên.
- Chính vì vậy phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ cho khả năng tạo được các vật liệu từ cứng mới.
- Cho đến nay cũng đã có một số công trình nghiên cứu chế tạo các vật liệu từ bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao.
- Lực kháng từ của một số vật liệu chế tạo bằng phương pháp này có lực kháng từ rất lớn.
- Chẳng hạn hệ hợp kim Nd-Dy-Fe-Co-C-B có thể cho lực kháng từ lớn hơn 25 kOe bằng phương pháp nguội nhanh.
- Các hợp kim nền Nd-Fe-Al cũng thể hiện khả năng cho tính từ cứng tốt bằng cả hai phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao.
- Nhưng hầu hết các hợp kim được chế tạo băng phương pháp này đều có tích năng lượng từ còn thấp, dưới 20 MGOe.
- Với cấu trúc nano tinh thể phẩm chất của vật liệu từ đã được tăng cường đáng kể và một số vật liệu Nocomposite đã được đưa vào ứng dụng thực tế.
- Các hiệu ứng mới trong các vật liệu từ có cấu trúc nanomet này như hiệu ứng trao đổi đàn hồi, hiệu ứng trao đổi hiệu dịch đang được quan tâm nghiên cứu cả về khoa học cơ bản lẫn khả năng tạo ra các vật liệu từ cứng mới..
- Hợp kim Fe65Co35 được xem là vật liệu có từ độ bão hoà lớn nhất hiện nay với giá trị là 24 kG.
- Theo lí thuyết, giá trị này của từ độ bão hốàc thể cho thích năng lượng đạt tới 144 MGOe.
- Cũng theo lí thuyết, một cấu trúc tổ hợp gồm các lớp từ cứng Sm2Fe13N3 với các lớp từ mềm Fe65Co35 có kích thước nanomet xen kẽ nhau có thể cho tích năng lượng từ đạt tới 125 MGOe.
- Như vậy khả năng để chế tạo ra các vật liệu từ cứng có tích năng lượng cao vẫn còn rất mở rộng.
- Công nghệ nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao có thể mở ra một kỉ nguyên mới cho các vật liệu từ..
- Tổng quan Vào năm 1996, nhóm nghiên cứu do A.
- Inoue người Nhật Bản đứng đầu đã phát hiện ra tính từ cứng của hợp kim ở trạng thái VĐH trên hệ hợp kim nguội nhanh ba nguyên Nd-Fe-Al.
- Sự kiện này đã gây được nhiều sự chú ý của các nhà khoa học trên thế giới vì trước đó hợp kim ở trạng thái VĐH vẫn được coi là có lợi đối với trạng thái từ mềm do sự vắng mặt của dị hướng trường tinh thể và các biên hạt.
- Theo công bố này thì hợp phần Nd60Fe30Al10 cho tính từ cứng tốt nhất với lực kháng từ Hc = 3,5 kOe và cảm ứng từ dư Br = 1,2 kG.
- Điều này đã mở ra một triển vọng rất khả quan cho các ứng dụng mới của vật liệu từ vì vật liệu từ cứng ở trạng thái VĐH hoặc vật liệu từ có cấu trúc nanô (các đám VĐH, các hạt tinh thể có kích thước nanômét) có nhiều ưu điểm như: khả năng chống ăn mòn cao, dễ chế tạo được các chi tiết có hình dạng phức tạp, công nghệ chế tạo đơn giản, có thể thay đổi hợp phần một cách dễ dàng.
- Tuy nhiên, các thông số từ cứng này vẫn còn nhỏ, khả năng ứng dụng còn chưa cao, cơ chế tạo tính từ cứng của hợp kim ở trạng thái VĐH chưa rõ.
- Do vậy các nghiên cứu sau đó vẫn được tiếp tục với mục đích làm sáng tỏ cơ chế tạo tính từ cứng của hợp kim ở trạng thái VĐH và nâng cao các thông số từ cứng của hợp kim như lực kháng từ Hc, tích năng lượng (BH)max, nhiệt độ Curie TC.
- Đáng chú ý là sự thêm vào với nồng độ thích hợp của Co và B, lực kháng từ, từ độ bão hoà và nhiệt độ Curie của hợp kim có thể đồng thời được nâng cao một cách đáng kể..
- Một số nghiên cứu đã cho thấy, C là nguyên tố có thể tạo được các pha từ cứng tương tự như B mà C lại rẻ hơn B rất nhiều.
- Mặc dù C có nhược điểm là phản ứng tạo pha với nó rất chậm và có thể phải trải qua những quá trình biến đổi phức tạp hơn so với B rất nhiều nhưng phản ứng tạo pha chậm của C có thể được khắc phục trong các hợp kim VĐH hoặc vật liệu có hạt tinh thể với kích thước nhỏ.
- Vì vậy trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu hệ mẫu hợp kim khối chế tạo bằng phương pháp nguội nhanh đúc hút chứa C trên hợp phần Nd60-xFe30Al10Cx (x và 20) và Nd45-xFe30Al10Co15Cx (x và 15)..
- Các nghiên cứu trên vật liệu nanô tinh thể như vật liệu Finemet, nam châm đàn hồi cho thấy việc pha thêm các nguyên tố như Nb, Cu có thể cùng lúc kiểm soát được kích thước hạt và làm các hạt tinh thể phân bố đồng đều hơn trong hợp kim, từ đó có thể thay đổi các thông số từ theo ý muốn.
- Do vậy trong đề tài này chúng tôi còn nghiên cứu hệ mẫu chứa Nb trên hợp phần Nd24-xNbxCu1Fe30Co30Al10B5, với hệ mẫu này ta có thể hy vọng sẽ thu được các thông số từ cứng tốt hơn nhờ sự phân bố hợp lý của các hạt tinh thể.
- Gần đây, một vài nghiên cứu chế tạo trên hệ hợp kim nền (Nd, Pr)-Fe-Al bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao đã được thực hiện.
- Kết quả ban đầu cho thấy, tính chất từ của hợp kim phụ thuộc rất nhiều vào thời gian nghiền mẫu và cách xử lý nhiệt.
- Mặt khác phương pháp tạo hợp kim bằng nghiền cơ năng lượng cao là còn mới mẻ ở nước ta nên việc xây dựng một qui trình công nghệ về phương pháp này là cần thiết.
- Chính vì vậy trong đề tài này chúng tôi cũng tiến hành chế tạo các mẫu hợp kim nền Nd-Fe-Al bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao, một mặt để nâng cao các thông số từ của hợp kim, mặt khác để xây dựng một qui trình công nghệ tạo hợp kim bằng phương pháp nghiền cơ năng lưưọng cao ở nước ta..
- Thời gian, địa điểm, phương pháp luận và phương pháp nghiên cứu:.
- Địa điểm: Viện Khoa học Vật liệu, 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội - Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm.
- Kết quả và bàn luận.
- để nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu trúc với tính chất trong hệ hợp kim này.
- Kết quả đào tạo: 1 thạc sĩ, 2 cử nhân - Kết quả công bố: 1 bài báo ở hội nghị quốc tế ASEAN, 5 bài báo ở hội nghị Vật lý toàn quốc..
- Kết luận và kiến nghị - Kết luận: Đã thu được nhiều kết quả nghiên cứu.
- Đã thực hiện tốt các công việc như đã đặt ra trong đề cương nghiên cứu.
- Kiến nghị: Xin được hỗ trợ kinh phí để tiếp tục thực hiện đề tài.
- Ram, L.Schultz, Magnetic properties of Nd-Fe-Co(Cu)-Al-B amorphous alloys prepared by nonequilibrium techniques, J.
- Phụ lục - Các bài báo khoa học: 1.
- Phuc, Fabrication of Nd-Fe-Al-Co-B alloys by mechanical milling, Proceedings of Sub Committee on Material Science and Technology The 2nd ASEAN Congress and Sub Committee Conference, August 2005, pp 206-214..
- Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Huy Dân, Vũ Hồng Kỳ, Lưu Tiến Hưng, Đỗ Hùng Mạnh và Phan Dương Cẩn, Tính chất từ của hệ hợp kim Nd24-xNbx Cu1Fe30Co30Al10B5 chế tạo bằng phương pháp nguội nhanh, Báo cáo tại hội nghị vật lý toàn quốc lần thứ VI, Hà Nội, 11/2005..
- Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Huy Dân, Vũ Hồng Kỳ, Lưu Tiến Hưng và Phan Dương Cẩn, ảnh hưởng của C lên tính chất từ của hợp kim từ cứng Nd60-xCxFe30Al10, Báo cáo tại hội nghị vật lý toàn quốc lần thứ VI, Hà Nội, 11/2005..
- Phúc, Chế tạo hợp kim Nd-Fe-Al-Co-B có lực kháng từ cao bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao, Báo cáo tại hội nghị vật lý toàn quốc lần thứ VI, Hà Nội, 11/2005..
- Đỗ Bằng, Nguyễn Huy Dân, Nguyễn Anh Tuấn và Nguyễn Xuân Phúc, Tính chất từ và điện của băng hợp kim Heusler Cu2AlMn chế tạo bằng phương pháp nguội nhanh, Báo cáo tại hội nghị vật lý toàn quốc lần thứ VI, Hà Nội, 11/2005..
- Hietschold, Nghiên cứu vi cấu trúc của hợp kim từ cứng Nd55-xCoxFe30Al10B5 bằng HRTEM, SAED và EBSD, Báo cáo tại hội nghị vật lý toàn quốc lần thứ VI, Hà Nội, 11/2005..
- Bộ giáo dục và đào tạo Trường đại học sư phạm hà nội.
- Phan dương cẩn Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng nền nd-fe-al có lực kháng từ cao bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao.
- Luận văn thạc sĩ khoa học vật lý Chuyên nghành: Vật lý chất rắn Mã số: 60.44.07 Giáo viên hướng dẫn: TS.
- Nguyễn Huy Dân Hà Nội - 2005 đại học quốc gia hà nội trường đại học khoa học tự nhiên khoa vật lý Nguyễn Anh Tuấn Nghiên cứu ảnh hưởng của Nb và C lên tính chất từ của hợp kim từ cứng Nền Nd-Fe-Al.
- khoá luận tốt nghiệp hệ đại học chính quy Ngành: Vật lý chất rắn.
- Bạch Thành Công Hà Nội - 2005 trường đại học sư phạm hà nội khoa vật lý Trần Thị Lan Nghiên cứu chế tạo hợp kim từ cứng.
- Nd-Fe-Al-Co-(B, C) Bằng phương pháp nghiền cơ khoá luận tốt nghiệp hệ đại học chính quy Chuyên ngành: Vật lý chất rắn.
- Nguyễn Huy Dân Hà Nội - 2005.
- Đại học Quốc gia Hà Nội Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu á .
- Đề TàI nghiên cứu khoa học Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng mới có cấu trúc nanomet bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng luợng cao (Báo cáo tổng hợp).
- Nguyễn Huy Dân Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Đề tài này được hoàn thành với sự tài trợ một phần/toàn bộ của Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu á, ĐHQGHN.
- Đề tài này được hoàn thành với sự tài trợ một phần (hoặc toàn bộ) của Trung tâm Hỗ trợ Nghiên cứu Châu á, Đại học Quốc gia Hà Nội.
- Hà Nội - 2005