Nghiên cứu hình thái bề mặt của hợp kim Nd2Fe14B bằng kính hiển vi lực nguyên tử theo các kỹ thuật khác nhau

Pleiades Publishing Ltd - Tập 2018 - Trang 859-866 - 2019
G. A. Politova1, I. S. Tereshina2, T. P. Kaminskaya2, M. A. Paukov3, S. V. Dobatkin1
1Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2Faculty of Physics, Moscow State University, Moscow, Russia
3Immanuel Kant Baltic Federal University, Institute of Physics, Mathematics, and Information Technology, STP Fabrika, Kaliningrad, Russia

Tóm tắt

Kính hiển vi lực nguyên tử được sử dụng để nghiên cứu trạng thái nano cấu trúc của một số hợp kim Nd2Fe14B. Các hợp kim ban đầu được tổng hợp trong môi trường argon bằng lò nung cảm ứng. Trạng thái nano cấu trúc của các hợp kim Nd2Fe14B được đạt được thông qua hai kỹ thuật, cụ thể là biến dạng dẻo nghiêm trọng và làm lạnh nhanh; điều trị kết hợp, bao gồm biến dạng dẻo nghiêm trọng của các dải làm lạnh nhanh và quá trình ủ tiếp theo, cũng được sử dụng. Hình thái bề mặt của tất cả các mẫu đã nghiên cứu được khảo sát. Những kết quả này được sử dụng để giải thích các tính chất từ hãm của các mẫu được chế tạo bằng các kỹ thuật khác nhau.

Từ khóa

#hợp kim Nd2Fe14B #kính hiển vi lực nguyên tử #biến dạng dẻo nghiêm trọng #làm lạnh nhanh #tính chất từ hãm

Tài liệu tham khảo

J. F. Herbst, “R2Fe14B materials: Intrinsic properties and technological aspects,” Rev. Mod. Phys. 63, 819–898 (1991). A. S. Lileev, A. A. Parilov, M. Reissner, and W. Steiner, “Influence of the spin-reorientation transition on the hysteresis characteristics of Nd–Fe–B film and bulk magnets,” J. Magn. Magn. Mater. 270, 152–156 (2004). Y. G. Pastushenkov, N. P. Suponev, T. Dragon, and H. Kronmüller, “The magnetic domain structure of Fe14Nd2B single crystals between 135 and 4 K and the low-temperature magnetization reversal process in Fe14Nd2B permanent magnets,” J. Magn. Magn. Mater. 196 (Suppl. C), 856–858 (1999). S. A. Nikitin, I. S. Tereshina, N. Y. Pankratov, T. Palewski, H. Drulis, M. V. Makarova, and Y. G. Pastushenkov, “Effect of hydrogen on the magnetic characteristics of Nd2Fe14B single crystal”, Physica Status Solidi A 196 (1), 317–320 (2003). D. Haskel, J. C. Lang, Z. Islam, A. Cady, G. Srajer, M. van Veenendaal, and P. C. Caneld, “Atomic origin of magnetocrystalline anisotropy in Nd2Fe14B,” Phys. Rev. Lett. 95, 217207 (2005). V. V. Stolyrov, D. V. Gunderov, R. Z. Valiev, A. G. Popov, V. S. Gaviko, and A. S. Ermolenko, “Metastable states in R 2Fe14B-based alloys processed by severe plastic deformation,” J. Magn. Magn. Mater. 196–197, 166–168 (1999). P. Wolfers, M. Bacmann, and D. Fruchart, “Single crystal neutron diffraction investigations of the crystal and magnetic structure of R2Fe14B (R = Y, Nd, Ho, Er),” J. Alloys Comp. 317–318, 39–43 (2001). E. A. Tereshina, I. S. Tereshina, S. A. Nikitin, G. S. Burkhanov, O. D. Chistyakov, I. V. Telegina, V. A. Belousova, T. Palewski, and H. Drulis, “Effect of hydrogenation on the magnetic properties of the intermetallic compound Er2Fe14B with single-crystal and nanocrystalline structures,” Phys. Solid State 50 (1), 56–62 (2008). C. Pique, R. Burriel, and J. Bartolome, “Spin-reorientation phase transitions in R2Fe14B (R = Y, Nd, Ho, Er, Tm) investigated by heat capacity measurements,” J. Magn. Magn. Mater. 154, 71–82 (1996). G. S. Burkhanov, I. S. Tereshina, G. A. Politova, I. A. Pelevin, Yu. S. Koshkid’ko, M. A. Paukov, and H. Drulis, “Magnetocaloric effect in hydrogen-doped Nd2Fe14B и Er2Fe14B intermetallic compounds,” Dokl. Acad. Nauk, 472 (2), 268–271 (2017). Y. Matsuura, “Recent development of Nd–Fe–B sintered magnets and their applications,” J. Magn. Magn. Mater. 303, 344–347 (2006). O. Gutfleisch, M. A. Willard, E. Bruck, C. H. Chen, S. G. Sankar, and J. P. Liu, “Magnetic materials and devices for the 21st century: Stronger, lighter, and more energy efficient,” Advanced Mater. 23 (7), 821–842 (2011). Yu. D. Yagodkin, A. S. Lileev, J. V. Lyubina, E. N. Shin-garev, V. A. Glebov, and V. S. Nefedov, “Structure and magnetic properties of nanocrystalline alloys based on Nd2Fe14B obtained by various techniques,” J. Magn. Magn. Mater. 258–259, 586–589 (2003). N. M. Dempsey, A. Walther, F. May, D. Givord, K. Khlopkov, and O. Gutfleisch, “High performance hard magnetic NdFeB thick films for integration into micro-electromechanical systems,” Appl. Phys. Lett. 90, 092509 (2007). B. B. Straumal, A. R. Kilmametov, A. A. Mazilkin, S. G. Protasova, K. I. Kolesnikova, P. B. Straumal, and B. Baretzky, “Amorphization of Nd–Fe–B alloy under the action of high-pressure torsion,” Mater. Lett. 145, 63–66 (2015). I. S. Tereshina, N. V. Kudrevatykh, L. A. Ivanov, G. A. Politova, E. A. Tereshina, D. Gorbunov, M. Doerr, and K. Rogacki, “Magnetic properties of the nanocrystalline Nd–Ho–Fe–Co–B alloy at low temperatures: the influence of time and annealing,” J. Mater. Eng. Perform. 26 (10), 4676–4680 (2017). I. S. Tereshina, I. A. Pelevin, E. A. Tereshina, G. S. Burkhanov, K. Rogacki, M. Miller, N. V. Kudrevatykh, P. E. Markin, A. S. Volegov, R. M. Grechishkin, S. V. Dobatkin, and L. Schultz, “Magnetic hysteresis properties of nanocrystalline (Nd, Ho)–(Fe, Co)–B alloy after melt spinning, severe plastic deformation, and subsequent heat treatment,” J. Alloys Comp. 681 555–560 (2016). I. A. Pelevin, I. S. Tereshina, G. S. Burkhanov, S. V. Dobatkin, T. P. Kaminskaya, D. Yu. Karpenkov, A. Zaleski, and E. A. Tereshina, “Development of nanostructured magnetic materials based on high-purity rare-earth metals and study of their fundamental characteristics,” Fiz. Tverd. Tela 56 (9), 1718–1724 (2014). H. Kronmüller and S. S. P. Parkin, “General micromagnetic theory,” in Handbook on Magnetism and Advanced Magnetic Material. Vol. 2 Micromagnetism (Wiley, Hoboken, 2007). V. L. Mironov, Fundamentals of Scanning Probe Microscopy (Institut Fiziki Mikrostructur RAN, Nizhny Novgorod, 2004). S. M. Minakova, Yu. D. Yagodkin, A. S. Lileev., V. A. Glebov, V. S. Nefedov, and O. I. Popova, “Structure and properties of amorphous–crystalline alloys of the Nd–Fe–B system,” Met. Sci. Heat Treatment 46 (5–6), 203–205 (2004). I. V. Yaminskii and D. V. Bagrov, Fundamentals of Atomic Force Microscopy (NOU DPO Institut AiTi, 2011). J. Jakubowicz, “Application of atomic force microscopy in microstructure analysis of mechanically alloyed Nd2Fe14B/α-Fe-type nanocomposites,” J. Alloys Comp. 351, 196–201 (2003). N. V. Andreeva, A. V. Filimonov, A. I. Rudskoi, G. S. Burkhanov, I. S. Tereshina, G. A. Politova, and I. A. Pelevin, “A study of nanostructure magnetosolid Nd–Ho–Fe–Co–B materials via atomic force microscopy and magnetic force microscopy,” Phys. Solid State 58 (9), 1862–1869 (2016). N. Pankratov, S. Nikitin, W. Iwasieczko, H. Drulis, K. Skokov, Y. Pastushenkov, N. Harutjunjan, J. Lyubina, O. Gutfleisch, A. Handstein, and K.-H. Miller, “Spin-reorientation transitions in Nd2(Fe,Co)14B compounds and their hydrides,” J. Magn. Magn. Mater. 300 (1), E465–E468 (2006). I. S. Tereshina, A. V. Andreev, H. Drulis, and E. A. Tereshina, “Effect of hydrogen on magnetic properties of Lu2Fe14B single crystal,” J. Alloys Comp. 404–406, 212–215 (2005). E. Tereshina, I. Tereshina, G. Burkhanov, and S. Dobatkin, “Nanocrystalline structure formation and magnetic hysteresis properties in Y–Fe–Co–B alloys,” Review Adv. Mater. Sci. 25 (1), 82–87 (2010). G. A. Politova, I. S. Tereshina, D. I. Gorbunov, M. A. Paukov, A. V. Andreev, R. M. Grechishkin, and K. Rogackii, “Magnetic and magnetocaloric properties of single crystal (Nd0.5Pr0.5)2Fe14B,” J. Alloys Comp. 751, 283–288 (2018).