Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"Bartosz Michalski"

Otrzymywanie materiałów magnetycznie twardych Nd-Fe-B w procesie mielenia w podwyższonej temperaturze

Czytaj za darmo! »

Materiały magnetycznie twarde Nd-Fe-B, nazywane potocznie magnesami neodymowymi, zostały opisane po raz pierwszy w 1984 roku. Obecnie jest to podstawowy, obok ferrytów, materiał magnetycznie twardy stosowany w technice. Materiały Nd-Fe-B produkuje się jako magnesy lite oraz jako tzw. wysokokoercyjne proszki do wytwarzania magnesów wiązanych tworzywem sztucznym. Do wytwarzania magnesów litych stosowane są dwie podstawowe metody wytwarzania: spiekanie proszków uzyskanych z odlanego stopu (technologia firmy Sumitomo Special Metals [1]) oraz prasowanie na gorąco proszków z szybkochłodzonych taśm (technologia firmy General Motors [2]). Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie różne metody otrzymywania wysokokoercyjnych proszków Nd-Fe-B na magnesy wiązane tworzywem sztucznym. Metodą o największym znaczeniu technicznym jest wytwarzanie proszków z taśm odlewanych w procesie melt-spinning. Inną metodą, która pozwala na otrzymanie proszków do wytwarzania magnesów wiązanych, jest metoda HDDR (hydrogenation, disproportionation, desorption, recombination). Dzięki temu procesowi z gruboziarnistego litego materiału można otrzymać proszek o wielkości ziarna 200÷300 mikrometrów i dobrych właściwościach magnetycznych. Proces polega na wyżarzaniu materiału początkowo w wodorze (zachodzi rozpad fazy Nd2Fe14B na NdHx i Fe), a następnie w próżni (powstanie drobnoziarnistej fazy Nd2Fe14B) [3]. Istnieją jeszcze dwie metody pozwalające na otrzymanie nanokrystalicznych proszków, jednak prawdopodobnie nie są wykorzystywane na skalę przemysłową. Są to mechaniczna synteza [4] i mechaniczne mielenie [5]. W obu przypadkach podstawową operacją jest długotrwałe, wysokoenergetyczne mielenie prowadzące do uzyskania mieszaniny faz nanokrystalicznych i amorficznych. W przypadku mechanicznej syntezy mieleniu podlega mieszanina proszków pierwiastków wchodzących w skład stopu, a w przypadku mechanicznego mielenia proszek gotowego stopu. W obu metodach po mieleniu [...]

Mielenie proszków w wysokiej temperaturze - nowe możliwości znanej technologii

Czytaj za darmo! »

Mielenie materiałów jest ważnym etapem wielu procesów technologicznych. Jest wykorzystywane od najdawniejszych czasów w celu zmniejszenia wielkości cząstek proszków lub ujednorodnienia ich mieszanin. Ma również duże znaczenie w procesach technologicznych, w których reakcje pomiędzy składnikami zachodzą w stanie stałym. Od czasu opisania przez Benjamina [1] procesu mechanicznej syntezy stopów mielenie znalazło cały szereg nowych zastosowań. Obecnie jest to już nie tylko metoda rozdrabniania proszków, ale przede wszystkim metoda wytwarzania stopów o strukturze nierównowagowej: amorficznej, nanokrystalicznej, roztworów niemożliwych do otrzymania przy chłodzeniu ze stanu ciekłego. Bardzo duże zainteresowanie materiałami nanokrystalicznymi, jakie obserwuje się od lat dziewięćdziesiątych XX wieku sprawiło, że mielenie stało się metodą wykorzystywaną powszechnie. Mielenie jako metoda wytwarzania materiałów nanokrystalicznych zawodzi jedynie w przypadku stopów o dużej skłonności do amorfizacji i w przypadku metali o niskiej temperaturze topnienia, w których może dochodzić do rekrystalizacji. Odpowiedzią na ten problem był rozwój mielenia w niskiej temperaturze. Obecnie są już dostępne handlowe młynki, w których mielenie odbywa się w temperaturze ciekłego azotu. Procesom wykorzystującym mielenie poświęca się wiele publikacji. Jednak dotychczas w literaturze światowej praktycznie nie ma informacji o procesach mielenia prowadzonych w podwyższonej temperaturze. Jedyne, znalezione publikacje dotyczyły otrzymywania nanokompozytów Cu-Ag przez mielenie proszków w dość niskiej temperaturze - maksymalnie 503 K [2, 3]. Wystarczyło to, aby efekt mielenia był inny niż w temperaturze pokojowej. W proszku stopowym zawierającym roztwór stały Cu50Ag50 otrzymano strukturę nanokompozytową. Innym z nielicznych przykładów mielenia w podwyższonej temperaturze są prace grupy badaczy z University of Wollongong, gdzie opracowano metodę mielenia wspomaganego [...]

Hard magnetic properties of bulk Nd-Fe-Al glasses

Czytaj za darmo! »

Rapidly cooled Nd-Fe-Al alloys of, containing about 60at.% of Nd and about 10at.% of Al, are hard magnetic materials. They can be produced in the form of massive large-size samples. When examined by the X-ray methods they seem to be amorphous, but in fact, their phase structure contains both amorphous and ordered regions. The present study is concerned with the effect of the Nd content (from [...]

Effect of selected parameters of the melt-spinning process on the thickness and magnetic properties of Nd-Fe-Al ribbons

Czytaj za darmo! »

The Nd-Fe-Al alloys, first described by Inoue [1] in 1996, are inferior to Nd-Fe-B magnets as far as the magnetic properties are concerned, but their great advantage is that they do not need additional annealing (performed after melt-spinning) to achieve their possibly good magnetic properties. These properties depend on the cooling rate of the melted material, and the best values achieve at the quenching rates at which the ribbons have a thickness of the order of tenths of millimeter. Magnets of this size could be used directly, without further treatment, in electromechanical micro-devices or in the MEMS technique [2]. In the application range so defined, the melt-spinning processed Nd-Fe-Al alloys can compete with Nd-Fe-B alloys, since the basic technology of Nd-Fe-B magnets does not permit producing easily components with a thickness of the order of tenths of millimeter. The thickness and properties of the Ne-Fe-Al ribbons can be modified by controlling the melt-spinning process parameters, such as the rotational speed of the wheel, the shape and size of the crucible opening, the temperature of the melted material, and the pressure of the ejecting gas [3]. It has been demonstrated thus far that rapid cooling (at a wheel rotational speed of 20÷30 m/s) promotes an increase of the share of an amorphous phase and gives ribbons with poor magnetic properties. When cooled at lower rates, the material contains a greater proportion of crystalline phases and has substantially better magnetic properties [3, 4]. The microstructure of the Nd-Fe-Al alloys has been described in many publications [5, 6], but there is no consistency in the interpretation of the results. At present, we can say that the Nd-Fe-Al alloys with the best properties contain very small amounts of the amorphous phase and that their structure is multi-phase and built on a nanometric level [7]. The aim of the present study was to examine the possibility of producing [...]

Domain structure of sintered Alnico 8 magnets

Czytaj za darmo! »

Until 70-ties of the past century, Alnico magnets were, besides ferrites, the most important magnetically hard materials. Today they share the market with new families of materials such as Sm-Co and Nd-Fe-B. The name Alnico defines the whole family of alloys, known under different trade names and containing the three main ferromagnetic metals, i.e. Fe, Co and Ni, as well as minor additions of Al, Cu and other elements. The main advantages offered by Alnico include the Curie point of 850°C and high value of the remanence. All Alnico alloys are very hard and mechanically fragile, and therefore they are fabricated mainly by casting or sintering of powder compacts [1÷4]. Alnico magnets have been undergoing rapid evolution as regards their composition and fabrication techniques. Due to the improved technologies it has finally become possible to obtain for alloys of the same chemical composition even eightfold increase in maximum magnetic energy. Modern Alnico magnets can be divided into three main groups: -- isotropic magnets - Alnico 2, -- magnetically anisotropic magnets, thermally treated in a magnetic field, characterized by isotropic microstructure of grains - Alnico 5-8, -- magnetically anisotropic magnets, characterized by the structure of columnar grains - Alnico 9. Unfortunately, the magnetic properties in as-cast and as-sintered state are not satisfactory. They are improved only after a threestep heat treatment, which is carried out to induce the formation of a beneficial two-phase microstructure. The heat treatment includes the following main operations. 1. Homogenisation at a temperature of about 1250°C. During homogenisation, the γ phase dissolves and a single phase α solution is formed. Cooling after homogenisation should be sufficiently rapid to prevent the recurrence of γ phase, which is stable within the temperature range of about 1200÷900°C, while its incubation time prolongs with decreasing tem[...]

Problemy wytwarzania mikromagnesów do zastosowania w miniaturowych maszynach elektrycznych

Czytaj za darmo! »

We współczesnej technice materiały magnetycznie twarde mają coraz większe znaczenie. Są one obecne w większości nowoczesnych urządzeń codziennego użytku. Pomimo ogromnej liczby zastosowań na rynek materiałów magnetycznie twardych składają się głównie cztery grupy materiały (magnesy typu metal ziem rzadkich- metal przejściowy - RE-M, tzn. Nd-Fe-B i Sm-Co oraz ferryty i Alnico). O możliwości zastosowania materiału magnetycznie twardego decydują dwa główne czynniki: właściwości magnetyczne i ich zmiany następujące w podwyższonej temperaturze. Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie właściwości magnetyczne reprezentowane przez energię (BH)max i tzw. temperaturę pracy podstawowych grup magnesów. Te właściwości oraz ceny magnesów sprawiły, że światowy rynek materiałów magnetycznie twardych został zdominowany przez bardzo tanie, chociaż o niskich właściwościach, magnesy ferrytowe [1÷3] i znacząco droższe, ale o dużej energii magnesy Nd-Fe-B [4÷6]. Jedynie do zastosowań wysokotemperaturowych są stosowane bardzo drogie magnesy Sm-Co i Alnico [7÷9]. To uproszczenie zasad doboru materiałów magnetycznie twardych nie odnosi się do problemu rozmiarów magnesu. Od wielu lat istnieje silna potrzeba miniaturyzacji urządzeń elektromechanicznych, czego oczywistym przejawem jest duże zainteresowanie systemami mikro-elektro-mechanicznymi (MEMS). Źródłami pola magnetycznego mogą być magnesy lub cewki indukcyjne. Z analizy przeprowadzonej w pracy [10] wynika, że wraz ze zmniejszaniem wymiarów elementów zdolnych wytwarzać pole magnetyczne, magnesy zyskują przewagę nad cewkami indukcyjnymi. Na rysunku 2 przedstawiono gęstość prądu potrzebną do wytworzenia pola magnetycznego równego 1 T w zależności od wymiarów cewki. Rys. 1. Energia (BH)max i temperatura pracy materiałów magnetycznie twardych [na podstawie www.magnesy.pl] Fig. 1. Maximum energy product (BH)max and working temperature of hard magnetic materials [source: www.magnesy.pl] Wraz ze zmni[...]

Pressure effect on hydrogen absorption by Nd-Fe-B magnets during HD and HDDR DOI:10.15199/28.2016.5.9


  Scrap, sintered Nd-Fe-B magnets were subjected to hydrogen treatments of Hydrogen Decrepitation (HD) and Hydrogenation-Disproportion-Desorption and Recombination (HDDR) route. In HD treatments, increasing hydrogen pressure from 100 kPa up to 200 kPa at room temperature, does not affect particles size distribution but accelerates the reaction by decreasing the incubation time. In this study a faster HD process is reported when fresh materials are provided compared to one week stored ones. As part of the exothermic nature of the HD process, the increment of temperature was registered. The temperature rise was slightly higher for the fresh material (close to 2°C) comparing with the one week stored material (around 1.5°C). Hydrogen absorption was analysed during the HDDR process carried out at 850°C under three hydrogen pressures: 30, 100 and 200 kPa. For 30 kPa, due to hydrogen consumption, additional refilling was necessary, while other tested pressures were high enough to avoid additional refilling during the HDDR. Key words: hydrogen decrepitation, hydrogenation-disproportionation-desorption and recombination, hydrogen absorption.1. INTRODUCTION Recovery of rare earth metals is forced by a huge demand for these critical materials strongly requested by the high-tech industry [1]. Electronic devices, modern medicine, automotive industry, as well as green energy sectors are the biggest receivers of these unique and precious metals. Some of the products, with high demand in these areas, are high performance magnets made of rare earth elements. Hydrogen-assisted recycling treatments are currently under investigation for such magnetic materials [2, 3]. As an example, Hydrogen Decrepitation (HD), discovered by Harris et al. [4], allows for crushing of bulk pieces of Nd-Fe-B ingots into hydride powder. This is caused by an increase of volume in the rare earth metal lattice due to absorption of hydrogen. In magnets, hydrogen is absorbed mostly b[...]

 Strona 1