TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
NGUYỄN THỊ LUYẾN
CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỪ CỨNG
NANOCOMPOSITE Mn-Ga-Al/Fe-Co
Chuyên ngành: Vật lí chất rắn KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
HÀ NỘI, 2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA VẬT LÝ
NGUYỄN THỊ LUYẾN
CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỪ CỨNG
NANOCOMPOSITE Mn-Ga-Al/Fe-Co
Chuyên ngành: Vật lí chất rắn KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học
GVC. ThS. NGUYỄN MẪU LÂM
HÀ NỘI, 2018
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được cảm ơn GVC.ThS. Nguyễn Mẫu Lâm là người đã
hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình làm khóa luận tốt nghiệp.
Tôi xin được cảm ơn toàn thể các Thầy giáo, Cô giáo trong Khoa Vật lý,
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, những người đã dạy dỗ và trang bị cho
tôi những tri thức khoa học trong suốt bốn năm học đại học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến những người thân trong
gia đình, anh, chị, em và bạn bè đã động viên, chia sẻ và giúp đỡ tôi khắc
phục khó khăn trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa
luận này.
Tôi xin được cảm ơn Phòng chuyên đề Khoa Vật lý trường Đại học
Sư phạm Hà Nội 2, Phòng Thí nghiệm Trọng điểm về Vật liệu và Linh kiện
Điện tử và Phòng Vật lý Vật liệu Từ và Siêu dẫn, Viện Khoa học vật liệu,
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Và sự tài trợ kinh phí đề tài
cấp cơ sở trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ tôi trong quá trình
làm khóa luận.
Hà Nội, tháng 5 năm 2018
TÁC GIẢ
NGUYỄN THỊ LUYẾN
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản khóa luận này là kết quả nghiên cứu của cá
nhân tôi dưới sự hướng dẫn của GVC. ThS. Nguyễn Mẫu Lâm. Các số liệu
và tài liệu được trích dẫn trong khóa luận là trung thực. Kết quả nghiên cứu
này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó.
Tôi xin chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.
Hà Nội, tháng 5 năm 2018
TÁC GIẢ
NGUYỄN THỊ LUYẾN
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 3
5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 3
6. Bố cục khóa luận ........................................................................................... 4
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG NANOCOMPOSITE
Mn-Ga-Al/Fe-Co ............................................................................................... 5
1.1. Lịch sử phát triển của vật liệu từ cứng ....................................................... 5
1.2. Mô hình Kneller - Hawig ........................................................................... 7
1.3. Hệ vật liệu từ cứng Mn-Ga-Al ................................................................. 14
1.3.1. Cấu trúc tinh thể Mn-Ga-Al .................................................................. 14
1.3.2. Tính chất từ cứng của hệ Mn-Ga-Al ..................................................... 14
1.3.3. Phương pháp chế tạo ............................................................................. 14
1.4. Hệ vật liệu từ mềm Fe-Co ........................................................................ 15
1.4.1. Cấu trúc tinh thể .................................................................................... 15
1.4.2.Tính chất từ ............................................................................................ 15
1.4.3. Phương pháp chế tạo ............................................................................. 16
CHƯƠNG 2 KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM ................................................... 17
2.1. Chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co ..................... 17
2.1.1. Chế tạo hợp kim từ cứng Mn-Ga-Al ..................................................... 17
2.1.2. Chế tạo hợp kim từ mềm Fe-Co bằng phương pháp đồng kết tủa ........ 26
2.1.3. Chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co .................. 30
2.2. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc. .................................................... 31
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X. ................................................................. 31
2.2.2. Phương pháp phân tích hiển vi điện tử quét (SEM). ............................ 32
2.3. Các phép đo nghiên cứu tính chất từ ........................................................ 33
2.3.1. Phép đo từ nhiệt trên hệ từ kế mẫu rung ............................................... 33
2.3.2. Phép đo từ trễ trên hệ từ trường xung ................................................... 34
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 36
3.1. Chế tạo pha từ cứng Mn-Ga-Al và pha từ mềm Fe-Co ........................... 36
3.2. Chế tạo vật liệu từ cứng Nanocomposite ................................................. 39
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 44
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. Mô hình nam châm tổ hợp nano 2
Hình 1.1. Lịch sử phát triển của vật liệu từ cứng. 5
Hình 1.2. Mẫu vi cấu trúc một chiều và cấu trúc vi từ của vật liệu composite
tương tác trao đổi được sử dụng làm cơ sở để tính kích thước tới hạn của vùng
pha. 8
Hình 1.3. Cấu trúc hai chiều lí tưởng của nam châm đàn hồi. 12
Hình 1.4. Đường cong từ trễ của hai pha từ cứng và từ mềm. 12
Hình 1.5. Các đường cong khử từ điển hình. 13
Hình 1.6. Cấu trúc tinh thể của Mn-Ga-Al 14
Hình 1.7. Các dạng cấu trúc tinh thể của Fe-Co (bcc, fcc, hcp). 15
Hình 1.8. Sự thay đổi của từ độ bão hòa của hợp kim Fe-Co theo tỉ lệ Co . 16
Hình 2.1. Sơ đồ khối của hệ nấu mẫu bằng hồ quang. 18
Hình 2.2. Hệ nấu hợp kim hồ quang. 18
Hình 2.3. Nguyên lý kỹ thuật nghiền cơ năng lượng cao (nghiền bi). 20
Hình 2.4. Máy nghiền cơ SPEX 8000D cùng cối và bi nghiền. 21
Hình 2.5. Cấu tạo chi tiết máy nghiền SPEX 8000D . 22
Hình 2.6. Sơ đồ khối của buồng khí Ar 23
Hình 2.7. Ảnh thực của buồng khí Ar. 24
Hình 2.8. Hệ ép mẫu bột thành khối. 25
Hình 2.9. Lò xử lý nhiệt Lindlerg Blue M. 25
Hình 2.10. Buồng xử lý mẫu. 26
Hình 2.11. Các hóa chất sử dụng chế tạo Fe-Co bằng phương pháp đồng kết
tủa 26
Hình 2.12 .Các dụng sử dụng chế tạo tạo Fe-Co 27
Hình 2.13. Máy khuấy từ. 27
Hình 2.14. Máy rung siêu âm. 27
Hình 2.15. Máy đo độ Ph. 27
Hình 2.16. Nhiệt kế. 28
Hình 2.17. Cân điện tử 28
Hình 2.18. Bộ thí nghiệm chế tạo mẫu. 29
Hình 2.19. Hiện tượng nhiễu xạ tia X. 31
Hình 2.20. Thiết bị Bluker Advance D-8 32
Hình 2.21. Thiết bị HITACHI S - 4800. 33
Hình 2.22. Hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) 34
Hình 2.23. Hệ đo từ trường xung (PFM) 35
Hình 2.24. Sơ đồ nguyên lý của hệ đo từ trường xung. 35
36 Hình 3.1. Ảnh SEM của các mẫu a) 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và b) 𝐹𝑒65𝐶𝑜35.
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X (a) và (b) đường cong từ trễ của các mẫu
37 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và 𝐹𝑒65𝐶𝑜35.
Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của bột 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 với nhiệt độ khác
nhau trong 15 phút. 38
Hình 3.4. Các đường cong từ trễ của mẫu 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được ủ trong các
nhiệt độ khác nhau trong 15 phút (a) và được ủ ở nhiệt độ 650℃ trong các
thời gian khác nhau. 39
Hình 3.5. Đường cong từ trễ ở nhiệt độ phòng của vật liệu nanocomposite
40 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15/ 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 với 5, 10, 15 và 20% trọng lượng 𝐹𝑒65𝐶𝑜35.
Hình 3.6. Các đường đặc trưng (a - e) và giá trị tích năng lượng từ cực đại
phụ thuộc vào phần trăm khối lượng 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 của vật liệu từ cứng
nanocomposite 41
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Vật liệu từ cứng (VLTC) được người Trung Quốc sử dụng để chế tạo kim
chỉ nam dùng để chỉ hướng từ trước công nguyên. Việc phát minh ra VLTC
có vai trò quan trọng trong đời sống của con người. VLTC có nhiều ứng dụng
quan trọng trong thực tế như: máy phát điện, bộ phận trong thiết bị phát âm
thanh (loa, tai nghe...), công nghệ thông tin, quân sự, y học... Để đáp ứng điều
đó việc nghiên cứu, tìm kiếm vật liệu mới nhằm tạo ra những VLTC có phẩm
chất từ tốt hơn được thúc đẩy mạnh mẽ. Kể từ khi phát minh ra nam châm
vĩnh cửu (NCVC) chứa đất hiếm là cuộc cách mạng lớn trong lịch sử phát
triển của VLTC vì tích năng lượng từ cực đại của nó rất cao.
Nam châm đất hiếm là tên gọi của các loại NCVC được làm từ các hợp
chất hoặc hợp kim của các nguyên tố đất hiếm và kim loại chuyển tiếp mà
điểm hình nam châm đất hiếm dựa trên hợp chất SmCo (𝑆𝑚𝐶𝑜5, 𝑆𝑚2𝐶𝑜17)
và 𝑁𝑑2𝐹𝑒14𝐵. Với hợp chất 𝑆𝑚𝐶𝑜5 có trường tinh thể dị hướng lớn 𝐻𝐴 =
28,6 𝑇 vì vậy cho lực kháng từ lớn, có từ độ bão hòa thấp 𝑀𝑠 = 840 𝑘𝐴/𝑚
và nhiệt độ Curie cao 𝑇𝐶 = 1003 𝐾 vì vậy độ suy giảm phẩm chất theo nhiệt
độ thấp nên thường được sử dụng trong các ứng dụng ở nhiệt độ cao và
thường được gọi là nam châm nhiệt độ cao. Loại nam châm này có khả năng
cho tích năng lượng từ cực đại (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 đạt 28,5 MGOe. Hệ 𝑁𝑑2𝐹𝑒14𝐵
(thường gọi tắt là pha 2:14:1) có dị hướng từ tinh thể lớn, có từ độ bão hòa rất
lớn nên có khả năng cho tích năng lượng từ cao, loại tốt nhất có khả năng cho
giá trị (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 = 64 𝑀𝐺𝑂𝑒. Hai hợp chất này rất quan trọng để chế tạo nam
châm đất hiếm và chúng được phân bố sử dụng khá lớn trên thế giới.
Ngày nay giá cả các nguyên tố chế tạo đất hiếm ngày càng khan hiếm và
giá thành ngày càng cao, hơn 95% được cung cấp bởi Trung Quốc. Năm 2010
1
Trung Quốc cắt giảm 40% lượng đất hiếm và hạn chế xuất khẩu đất hiếm ra
thế giới. Do đó dẫn đến cuộc khủng hoảng đất hiếm làm cho giá thành tăng
vọt. Vì vậy đây cũng chính là vấn đề được các nhà thực nghiệm đang nghiên
cứu để tìm ra vật liệu thay thế đất hiếm. Các hợp chất có nguồn gốc từ Mn
chẳng hạn như Mn-Ga, Mn-Bi và nam châm Mn-Al đã thu hút sự chú ý như
có thể thay thế cho vật liệu nam châm vĩnh cửu đất hiếm vì sự tiện lợi của nó
như giá thành rẻ. Bên cạnh đó các nhà khoa học tìm kiếm các hệ vật liệu từ
cứng mới. Năm 1991 E.F.Kneller and R.Hawig đề xuất mô hình nam châm
trao đổi đàn hồi (Exchange-Spring Magnet - ESM) hình 1.
Hình 1. Mô hình nam châm tổ hợp nano [12]
Để chế tạo vật liệu từ cứng tổ hợp nano chúng tôi lựa chọn pha từ cứng
Mn-Ga-Al vì pha từ này lực kháng từ lớn cỡ 20kOe và giá thành rẻ với pha từ
mềm chúng tôi lựa chọn Fe-Co vì hệ hợp kim này có từ độ bão hòa cao. Bên
cạnh đó, được sự hỗ trợ của Phòng chuyên đề Khoa Vật lý trường ĐHSP Hà
Nội 2, Phòng thí nghiệm trọng điểm về vật liệu và linh kiện điện tử, Viện
Khoa học vật liệu - Viện Hàn Lâm KH&CN Việt Nam. Vì những lý do trên
nên chúng tôi lựa chọn đề tài:
“Chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co”
2. Mục đích nghiên cứu
Chế tạo được vật liệu từ cứng tổ hợp nano Mn-Ga-Al/Fe-Co có tính
2
chất từ cứng tốt có thể ứng dụng trong thực tế.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Chế tạo mẫu từ cứng Mn-Ga-Al .
- Chế tạo mẫu từ mềm Fe-Co.
- Nghiên cứu chế tạo mẫu nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co.
- Khảo sát cấu trúc mẫu.
- Khảo sát các tính chất từ của mẫu.
- Viết bài tham gia hội nghị, hội thảo khoa học về đề tài đang nghiên
cứu.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
- Hệ hợp kim từ cứng Mn-Ga-Al.
- Hệ hợp kim từ mềm Fe-Co.
- Vật liệu từ cứng nano composite Mn-Ga-Al/Fe-Co.
b. Phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu chế tạo hợp kim từ cứng Mn-Ga-Al, từ mềm Fe-Co và vật
liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co bằng phương pháp nghiền trộn
và phương pháp hóa.
- Khảo sát cấu trúc của mẫu trên các hệ đo: SEM, XRD.
- Khảo sát các tính chất từ của mẫu trên các hệ đo: VSM, PFM.
5. Phương pháp nghiên cứu
Khóa luận sử dụng các phương pháp:
+ Tạo mẫu khối bằng lò nấu hồ quang.
+ Tạo mẫu bột bằng máy nghiền cơ năng lượng cao.
+ Tìm hiểu cấu trúc và kích thước hạt của mẫu bằng phép phân tích nhiễu
xạ tia X và hiển vi điện tử.
+ Khảo sát tính chất từ của mẫu bằng hệ từ trường xung và từ kế mẫu
3
rung.
6. Bố cục khóa luận
Ngoài phần Mở đầu, Kết luận và Tài liệu tham khảo, khóa luận gồm 3
chương:
+ Chương 1: Tổng quan về liệu từ cứng nanocompositte Mn-ga-Al/Fe-Co
+ Chương 2: Thực nghiệm.
4
+ Chương 3: Kết quả và thảo luận.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ CỨNG
NANOCOMPOSITE Mn-Ga-Al/Fe-Co
1.1. Lịch sử phát triển của vật liệu từ cứng
Vật liệu từ cứng (VLTC) được phát hiện và sử dụng sớm trong lịch sử
loài người. Được người Trung Quốc sử dụng để chế tạo ra các kim chỉ nam
dùng để chỉ hướng từ TCN. Các vật liệu từ cứng thương phẩm dùng để chế
tạo nam châm vĩnh cửu xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1740 đến năm 1750 ở
Châu Âu. Nhưng bước đột phá về chất lượng và phạm vi ứng dụng chỉ bắt
đầu diễn ra mạnh vào cuối thế kỉ XX, kể từ khi phát minh nam châm vĩnh cửu
(NCVC) chứa đất hiếm.
Hình 1.1. Lịch sử phát triển của vật liệu từ cứng [12]
Năm 1931 tại Nhật Bản Mishima chế tạo ra nam châm AlNiCo. Nam
châm AlNiCo ban đầu chỉ có tích năng lượng cực đại (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 cỡ 1MGOe.
Do thay đổi công nghệ chế tạo đã làm cho (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 tăng lên đến cỡ 10
MGOe. Với giá thành thấp và nhiệt độ Curie cao (830℃) nam châm này hiện
5
nay được sử dụng rộng rãi.
Vào những năm 1950, công ty Philip (Hà Lan) đã khám phá ra vật liệu
ferit từ cứng tổ hợp với công thức 𝑀𝐹𝑒12𝑂19 với M là Ba, Sr, Pb hoặc tổ hợp
của chúng. Do giá thành rẻ và nó là vật liệu được sử dụng nhiều nhất mặc dù
(𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 của nó chỉ cỡ 5 MGOe và chiếm khoảng 50% tổng giá trị NCVC
của trên toàn thế giới.
Vào những năm 60 của thế kỉ 20, hợp kim 𝑆𝑚𝐶𝑜5 được phát hiện bởi
nhóm nghiên cứu Karl Strnat (đại học tổng hợp Dyton, Ohio, Mỹ). Vật liệu
này có (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 cao cỡ 30MGOe để tạo ra NCVC. Từ đó dẫn đến một họ
VLTC mới rất quan trọng – họ nam châm đất hiếm.
Nam châm đất hiếm Coban từ khi phát hiện ra được khai thác một cách
triệt để. Dẫn đến chúng trở nên đắt đỏ và nguồn cung cấp không được ổn định
vào năm 1970. Vì vậy đặt ra vấn đề tìm kiếm vật liệu thay thế mới.
Năm 1983, vật liệu từ 𝑁𝑑8𝐹𝑒77𝐵5 với (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 cao cỡ 36,2 MGOe
được chế tạo thành công bởi Sagawa cùng với các cộng sự tại hãng kim loại
Sumitomo (Nhật Bản). Một số phòng thí nghiệm hiện nay trên thế giới đã chế
tạo thành công 𝑁𝑑8𝐹𝑒77𝐵5 có (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 cao hơn cỡ 57 MGOe bằng phương
pháp chế tạo thiêu kết.
Năm 1988, vật liệu có (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 cỡ 12,4 MGOe đã được tìm ra bởi
Coehoom và các cộng sự ở phòng thí nghiệm Philip Research (tại Hà Lan).
Vật liệu từ này bao gồm pha từ cứng 𝑁𝑑2𝐹𝑒14𝐵 (chiếm 15% thể tích) và 2
pha từ mềm 𝐹𝑒3𝐵 (chiếm 73% thể tích), 𝛼 − 𝐹𝑒 (chiếm 12% thể tích). VLTC
loại này được gọi là vật liệu nanocomposite. Vật liệu này do nó chứa ít đất
hiếm và cách chế tạo đơn giản mặc dù nó có (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 thấp nhưng vẫn được
sử dụng rộng rãi với giá thành rẻ.
Những năm gần đây, do khủng hoảng về đất hiếm nên các nhà khoa học
tập trung nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng chứa ít hoặc không chứa đất
6
hiếm nhằm giảm giá thành và đáp ứng ứng dụng của nam châm.
Các hệ VLTC không chứa đất hiếm thì hệ Mn-Ga hiện đang được
nghiên cứu tích cực bởi hệ đó có lực kháng từ cao cỡ 20KOe với giá thành rẻ.
1.2. Mô hình Kneller - Hawig
Năm 1991, để giải thích đặc tính và các tương tác từ của nam châm đàn
hồi Kneller – Hawig đã dựa trên mô hình tương tác trao đổi giữa các hạt sắt từ
có kích thước nhỏ cỡ nanomet đã đứa ra mô hình lý thuyết một chiều về nam
châm đàn hồi hai pha có cấu trúc nanomet.
Với một vật liệu từ cho trước, (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 được xác định bởi:
2/40
(1.1) (BH)max Js
Trong đó Js = 0Ms là độ phân cực từ độ bão hòa.
Từ (1.1) ta thấy rằng (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 chỉ phụ thuộc vào Js. Nhưng trên thực tế
(𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 còn phụ thuộc cả vào cảm ứng từ dư 𝐵𝑟 (để đạt giới hạn (1.1)
𝐵𝑟 ≈ 𝐽𝑠). Trường tới hạn cho sự đảo chiều từ độ bất thuận nghịch cao HN ≥
Js/20 = Ms/2 (đây còn được gọi là trường tạo hầm đảo từ). Khi vật liệu có hệ 2/40) thì giới giạn (1.1) có thể đạt số dị hướng từ tinh thể K lớn (K >> Js
được. Nhưng trong thực tế giới hạn lí thuyết này khó có thể đạt được.
Các tính chất từ của vật liệu được đánh giá bởi tỉ số: = K/
2/40). Nếu >>1,tức là Hc và (BH)max lớn. Tính chất từ của vật liệu
(Js
này do dị hướng từ tinh thể K quyết định. Vật liệu này được gọi là vật
liệu từ cứng (vật liệu k). Nếu <<1,tức là năng lượng từ tĩnh đóng vai
trò chủ yếu. Vật liệu này được gọi là vật liệu từ mềm (vật liệu m). Hầu
hết các vật liệu từ cứng có Js thấp hơn nhiều vật liệu từ mềm nhưng nó
lại có lực kháng từ 𝐻𝑐 có thể lớn hơn nhiều giá trị Ms/2 hơn nữa nó có thể
đạt được giới hạn (1.1). Từ đó ta có thể thấy muốn chế tạo nam châm có tích
năng lượng (BH)max lớn và lực kháng từ 𝐻𝑐 cao thì vật liệu đó chứa đựng cả
7
hai pha từ cứng và từ mềm, tức là vật liệu đó chứ đụng cả tính kháng từ cao
của vật liệu từ cứng và tính từ dư cao của vật liệu từ mềm. Để đáp ứng được
điều đó các vấn đề đặt ra là kích thước các hạt, tỷ phần của các hợp kim để
tạo ra hai pha đó phải tối ưu và phải lựa chọn công nghệ nào cho phù hợp. Để
giải quyết vấn đề này Kneller và Hawig đã đưa ra mô hình một chiều để trình
bày các nguyên lý cơ bản của sự tương tác trao đổi giữa pha từ cứng và pha
từ mềm.
Hình 1.2. Mẫu vi cấu trúc một chiều và cấu trúc vi từ của vật liệu composite
tương tác trao đổi được sử dụng làm cơ sở để tính kích thước tới hạn của
8
vùng pha
(a) độ từ hóa đạt bão hòa.
(b)-(c) Sự khử từ khi tăng từ trường nghịch đảo H trong trường hợp bm >> bcm.
(d) Sự khử từ trong trường hợp giảm bm đến kích thước tới hạn bcm .
Theo mô hình này, vật liệu composite bao gồm một chuỗi các pha k và
pha m xen kẽ nhau, nằm dọc theo trục x với độ rộng mỗi vùng tương ứng là
2bk và 2bm. Giả thiết dị hướng từ tinh thể là dị hướng đơn trục trong cả hai
pha k và pha m, trục dễ song song với trục z và vuông góc với trục x. Tương
tác trao đổi sắt từ của pha k và pha m được thực hiện của các mômen từ thông
qua biên pha của hai pha. Một cách gần đúng có thể xem năng lượng trong
vách miền chỉ bao gồm năng lượng dị hướng và năng lượng trao đổi, từ đó năng lượng của mỗi đơn vị diện tích trên vách 180o xác định bởi:
(1.2)
= K + A(/)2
Với
là độ dày vách
K là hằng số dị hướng từ tinh thể
A là hằng số trao đổi.
Ở điều kiện cân bằng, () có giá trị cực tiểu, tức là d/d = 0. Từ điều kiện
này, độ dày vách miền và năng lượng trên một đơn vị diện tích vách miền ở
trạng thái cân bằng 0 và o được xác định bởi:
0 = (A/K)1/2 (1.3) o = 2(AK)1/2 (1.4)
Để xác định kích thước tới hạn pha từ mềm được xác định như là độ dài
tương tác trao đổi toàn phần của pha m, tức là m = bcm. Ta giả thiết rằng kích thước tới hạn của pha từ cứng có giá trị cỡ bk = 0k = (Ak/Kk)1/2 với chú ý
rằng do Kk khá lớn nên bk khá nhỏ. Nếu hệ ban đầu từ độ trong pha mềm
không đổi bắt đầu đảo từ từ trạng thái bão hòa (hình 1.2a), khi trường ngoài H
9
đảo chiều và tăng dần thì sự đảo từ bắt đầu xảy ra từ giữa pha mềm.
Đầu tiên ta xét trường hợp bm không đổi và lớn xấp xỉ độ dày vách miền cân bằng, bm 0m = (Am/Km)1/2 >> 0k bk vì Kk >> Km . Khi quá trình
đảo từ xảy ra, trong pha mềm sẽ hình thành hai vách miền kiểu xoay (vách 180o) (hình 1.2b). Khi H tiếp tục tăng (hình 1.2c), các vách này bị đẩy về phía
biên pha k, mật độ năng lượng trong các vách này tăng vượt giá trị cân bằng
của nó Em = m/m > E0m = 0m/. Khi đó, do Kk >> Km, từ độ bão hòa Msk
trong pha k có thể xem như không đổi. Quá trình này diễn ra cho tới khi Em
đạt đến mật độ năng lượng cân bằng E0k của vách pha k :
Em = m/m E0k = 0k/0k = 2Kk (1.5)
Lúc này, vách miền sẽ bắt đầu xâm chiếm vào pha k dẫn đến sự đảo từ
không thuận nghịch trong cả hai vùng pha m và pha k. Trường tới hạn tương
ứng HNo thấp hơn trường dị hướng của pha k (HNo< HAk = 2Kk / Msk). Trong
trường hợp này trường kháng từ HcM, được định nghĩa bởi M(HcM)= 0, nhỏ
hơn nhiều so với trường tới hạn HNo do Msm > Msk và cũng do ta đã giả sử
rằng bm > bk. Vậy đường cong khử từ giữa Mr (H= 0) và M(HcM) = 0 là hoàn
toàn thuận nghịch.
Nếu bm giảm đến giá trị nhỏ hơn độ dày vách cân bằng bm < om thì HNo
giữ không thay đổi nhưng HcM tăng vì nếu H < HNo thì độ dày của các vách 180o trong pha m bị giữ với giá trị m = bm < om. Từ đây độ rộng tới hạn bcm
của pha m cho lực kháng từ HcM cực đại được xác định bởi (1.4) với m = bcm. Từ (1.5) chúng ta thấy rằng đối với m bé (m << om) thì m(m) mAm(/m)2, từ đó mật độ năng lượng Em = m/m Am(/m)2. Từ kết quả trên và cho m =
bcm ta tính được kích thước tới hạn của pha từ mềm:
bcm = (Am/Kk)1/2 (1.6)
10
Với các giá trị điển hình Am = 10-11 J/m,
Kk = 2.106 J/m3,
ta có bcm 5 nm. Như vậy, đối với trường hợp tương tác trao đổi tối ưu kích
thước của pha m là 2bcm = 10 nm.Nhưng thực tế cho thấy khó có thể tính được
giá trị độ dày tới hạn lý thuyết cho pha k. Tuy nhiên, Kneller và Hawig cho
rằng cũng rất hợp lý nếu giả thiết rằng độ dày tới hạn của pha k thoả mãn bck = 0k = (Ak/Kk)1/2 (như đã giả thiết từ đầu). Thông thường Ak < Am vì nói chung
nhiệt độ Curie của pha k là thấp hơn pha m, điều này dẫn đến bck nhận giá trị
như bcm, tức là bck bcm.
Dựa vào (1.5) chúng ta có thể thấy rằng hằng số trao đổi Am của pha m
càng lớn thì độ dài tương tác trao đổi bcm của pha m càng lớn. Ngược lại, hằng
số dị hướng từ tinh thể Kk của pha k càng lớn thì độ dài tương tác trao đổi bcm
của pha m càng nhỏ. Các tham số từ khác được tính theo (1.6) như sau:
Từ độ bão hòa trung bình của vật liệu xác định bởi:
MS = vkMsk + (1-vk)Msm (1.7 )
Trong đó
Msk, Msm lần lượt là từ độ bão hoà của pha cứng và pha mềm
vk, (1-vk) là tỷ phần thể tích tương ứng.
Dễ thấy rằng trong trường hợp tỷ phần hai pha bằng nhau thì
Ms = (Msk+ Msm)/2.
Độ từ dư rút gọn liên hệ với tỷ phần thể tích mỗi pha theo công thức:
(1.8)
Trường tạo mầm đảo từ: (1.9)
11
Trường hợp bm > bcm , HcM phụ thuộc bm theo công thức:
(1.10)
Hình 1.3. Cấu trúc hai chiều lí tưởng của nam châm đàn hồi [15]
Do mẫu Kneller và Hawig khá đơn giản không thể cho một kết quả thật
chính xác, phù hợp với cấu trúc thực. Tuy nhiên, mẫu cũng đã mô tả được
một cách định lượng mối liên hệ cơ bản giữa vi cấu trúc và tính chất từ của
vật liệu có tương tác trao đổi. Thực nghiệm chỉ ra rằng nam châm phải bao
gồm hai pha sắt từ, một trong hai pha là pha từ cứng để tạo trường kháng từ
cao, còn pha còn lại là pha từ mềm để cho độ từ hoá bão hòa cao.
12
Hình 1.4. Đường cong từ trễ của hai pha từ cứng và từ mềm
Hình 1.5. Các đường cong khử từ điển hình
(a). Có tương tác trao đổi,bm = bcm.
(b). Có tương tác trao đổi với vi cấu trúc dư thừa, bm >> bcm .
(c). Chỉ có pha từ cứng.
(d). Hai pha từ cứng, từ mềm không tương tác với nhau .
Hình 1.5 mô tả sự liên kết giữa các pha từ cứng và từ mềm trong nam châm
nanocomposite và nam châm thường.
Đặc tính "đàn hồi" của NCNC được thể hiện qua tính chất thuận nghịch
của đường cong khử từ trong khoảng biến đổi của từ trường ngoài nhỏ hơn
HNo (hình 1.5a).
Các phép tính trên được thực hiện với giả thiết vật liệu là tập hợp các
hạt đồng nhất. Nhận thấy rằng khi kích thước hạt giảm thì lực kháng từ tăng.
Nhưng kích thước hạt có thể giảm đến một giới hạn nhất định nào đó vì khi
hạt quá bé thì mẫu sẽ ở trạng thái siêu thuận từ, khi đó từ tính sẽ bị triệt tiêu
13
bởi nhiễu loạn nhiệt. Do vậy, kích thước hạt cần phải được khống chế.
1.3. Hệ vật liệu từ cứng Mn-Ga-Al
1.3.1. Cấu trúc tinh thể Mn-Ga-Al
Cấu trúc thể của Mn-Ga-Al được thể hiện qua hình 1.6
Hình 1.6. Cấu trúc tinh thể của Mn-Ga-Al
a) 𝐷019 b) Tetragonal 𝐷022 với 𝑎~ 390 𝑝𝑚, 𝑐~715 𝑝𝑚 c)Tetragonal
𝐿𝑙0 với cấu trúc 2 ô cơ sở có khoảng cách 𝑎~390 𝑝𝑚, 𝑐 ~ 360 𝑝𝑚
1.3.2. Tính chất từ cứng của hệ Mn-Ga-Al
Một hợp kim Mn-Ga với 20-40% Ga bao gồm pha 𝑀𝑛3 𝐺𝑎 loại 𝐷019 vì
nó khá ổn định và pha 𝑀𝑛3𝐺𝑎 loại 𝐷022 thời gian hình thành pha khá dài.
Tuy nhiên với công nghệ hiện nay người đã xác định các điều kiện tối ưu để
thu được dễ dàng loại pha 𝐷022. Các pha được hình thành bằng cách ủ ở
973K [12]
1.3.3. Phương pháp chế tạo
Chế tạo vật liệu từ cứng Mn-Ga-Al gồm các phương pháp sau: phương
14
pháp hồ quang, phương pháp nghiền cơ năng lượng cao.
1.4. Hệ vật liệu từ mềm Fe-Co
1.4.1. Cấu trúc tinh thể
bcc
fcc
hcp
Hình 1.7. Các dạng cấu trúc tinh thể của FeCo (bcc, fcc, hcp)
Fe kim loại thường tồn tại dưới 2 dạng cấu trúc lập phương tâm khối
(bcc) và lập phương tâm mặt (fcc), trong khi đó Co tồn tại dưới hai dạng cấu
trúc lục giác xếp chặt (hcp) và lập phương tâm mặt fcc.
Cấu trúc tinh thể có một tác động đáng kể đến tính chất từ. Khi hợp
kim giàu Fe, chúng được hình thành ở pha (bcc) do quá trình kết tinh của hợp
kim. Thay thế Co cho Fe trong các hợp kim có thể tạo ra một pha α-FeCo với
cấu trúc B2 (pha trật tự) và với hợp kim giàu Co được tìm thấy có cả cấu trúc
fcc và hcp trong quá trình kết tinh của hợp kim. Năng lượng cao của quá trình
nghiền tạo ra trạng thái tinh thể giả bền (không cân bằng) với sự tồn tại đồng
thời của các pha bcc, hcp, fcc.
Hằng số mạng cho hai dạng cấu trúc fcc và bcc của sắt lần lượt là 3,515
Å và 2,87 Å. Với Co cấu trúc hcp (α-Co) thì a = 2,51 Å và c = 4,07 Å trong
khi đó cấu trúc fcc (β-Co) có hằng số mạng là 3,55 Å.
1.4.2.Tính chất từ
Hợp kim Fe-Co được xem là vật liệu có giá trị từ độ bão hòa lớn nhất
15
trong số các vật liệu sắt từ đã biết. Mặc dù Co có mômen từ nguyên tử thấp
hơn của Fe, nhưng khi được thay bởi Co sẽ làm tăng từ độ của hợp kim. Hình
1.9 chỉ ra sự thay đổi của mô men từ bão hòa ở nhiệt độ phòng của Fe theo
hàm lượng Co được đưa vào, cho thấy giá trị lớn nhất đạt được là 240 emu/g
khi Co chiếm là 35% khối lượng trong hợp kim. Độ từ thẩm cao nhất đạt
được khi tỉ phần của hợp kim Fe/Co = 65/35 [14]. Sự thay đổi của từ độ bão
hòa của hợp kim Fe-Co theo tỉ lệ trọng lượng Co được thể hiện qua hình 1.9
Hình 1.8. Sự thay đổi của từ độ bão hòa của hợp kim Fe-Co theo tỉ lệ Co
[15]
1.4.3. Phương pháp chế tạo
Chế tạo vật liệu từ mềm Fe-Co thường được tiến hành theo phương pháp
vật lý như nghiền cơ năng lượng cao. Và các phương pháp hóa học như:
phương pháp đồng kết tủa, phương pháp hóa khử, phương pháp hóa hơi ướt,
phương pháp thủy nhiệt. Tuy nhiên trong khuôn khổ của khóa luận này chúng
tôi sử dụng phương pháp đồng kết tủa để chế tạo Fe-Co với các ưu điểm sau:
- Không gây độc hại đến môi trường
- Thiết bị chế tạo đơn giản
- Dễ chế tạo được kích thước nano.
16
- Hóa chất dễ tìm kiếm
CHƯƠNG 2
KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.1. Chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co
2.1.1. Chế tạo hợp kim từ cứng Mn-Ga-Al
a) Chế tạo Mn-Ga-Al bằng phương pháp hồ quang
Vật liệu dùng chế tạo mẫu là các nguyên tố Mn, Ga và Al có độ
tinh khiết cao (99,9%) được cân đúng theo hợp phần mẫu Mn65Ga25-xAl10+x ( x
= 0, 5, 10). Khối lượng thành phần các nguyên tố trong hợp kim được tính
toán trong bảng 2.1 để tạo ra được mẫu có khối lượng 10 g.
Bảng 2.1. Hợp phần các nguyên tố mẫu Mn65Ga25-xAl10+x.
Khối
lượng mẫu Giá trị x Hệ mẫu Mn (g) Ga (g) Al (g)
(g)
6,3953 3,1216 0,4832 0 10 Mn65Ga25Al10
6,6497 2,5967 0,7537 5 10 Mn65Ga20Al15
6,9252 2,0282 1,0465 10 10 Mn65Ga15Al20
Hỗn hợp các kim loại của mẫu được nấu chảy thành hợp kim trong lò hồ
quang. Trong quá trình nấu, các nguyên tố nóng chảy hoàn toàn và hòa trộn
17
với nhau tạo thành hợp kim.
Hình 2.1. Sơ đồ khối của hệ nấu mẫu bằng hồ quang
Sơ đồ khối của hệ nấu mẫu bằng hồ quang được mô tả trên hình 2.1.
Hình 2.2. Hệ nấu hợp kim hồ quang.
18
(1) Bơm chân không (5) Nguồn điện,
(2) Buồng nấu (6) Cần điện cực
(3) Tủ điều khiển (7) Nồi nấu
(4) Bình khí trơ (Ar) (8) Cần lật mẫu
Hình 2.2 là ảnh thực của hệ nấu hồ quang.
Toàn bộ quá trình chế tạo mẫu khối bằng phương pháp nấu hồ quang
được thực hiện tại môi trường khí trơ argon để tránh sự ôxi hoá, với từng
bước như sau:
Bước 1: Làm sạch nồi nấu, buồng tạo mẫu.
Bước 2: Đưa mẫu cùng viên Titan vào buồng tạo mẫu, đậy nắp và hút chân không bằng bơm sơ cấp để chân không đạt cỡ10-2 Torr. Xả
và hút khí trơ ở buồng nấu vài lần (2-3 lần) để đuổi tạp khí, tạo môi
trường sạch khí oxy. Sau đó nạp khí trơ tới áp suất hơi cao hơn áp suất
khí quyển để tránh sự thẩm thấu ngược lại của không khí.
Bước 3: Mở nước làm lạnh cho nồi nấu, điện cực, máy cấp nguồn và vỏ
buồng nấu mẫu.
Bước 4: Bật nguồn phát, nấu chảy viên Titan để kiểm tra môi trường
khí trong buồng tạo mẫu. Việc nấu viên Titan có tác dụng thu và khử
các chất khí có thể gây ra quá trình ôxy hoá cho mẫu. Nếu sau khi nấu
viên Ti vẫn sáng thì môi trường nấu mẫu là tốt, đủ điều kiện để tiến
hành nấu mẫu. Ngược lại, nếu sau khi nấu viên Titan bị xám tức là môi
trường nấu chưa đạt yêu cầu, phải tiến hành qui trình làm sạch môi
trường từ đầu.
Bước 5 Nấu mẫu: bật nguồn phát để lấy hồ quang điện, khi lấy hồ
quang phải để dòng nhỏ, không để điện cực âm chạm vào khuôn có thể
19
gây bục nồi lò, sau đó ta phải tăng dòng điện từ từ, cho ngọn lửa dọi
đều lên mẫu để mẫu nóng chảy hoàn toàn và chảy đều. Khi nấu xong
tất cả các mẫu có trong nồi nấu, tắt nguồn phát, đợi mẫu nguội, dung cần
lật mẫu lật ngược mẫu lên. Đợi vỏ buồng nấu nguội bớt rồi mới tiếp tục
bật nguồn nấu mẫu để tránh buồng mẫu quá nóng. Mẫu được lật và nấu
khoảng 5 - 6 lần để các kim loại nóng chảy hoàn toàn và hòa trộn với
nhau tạo thành hợp kim.
b) Chế tạo Mn-Ga-Al bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao
Nghiền cơ năng lượng cao (NCNLC) là kỹ thuật luyện kim bột, nó sử
dụng động năng dựa trên sự va đập từ các bi thép cứng với tốc độ rất cao vào
vật liệu (hình 1.7). Phương pháp này giúp cho vật liệu được tạo ra có kích
thước cỡ nano và có dạng bột có độ mịn.
Để tạo môi trường bảo vệ cho buồng chứa vật liệu thì là một buồng kín,
được hút chấn không và nạp các khí hiếm. Vật liệu khi được đặt trong buồng
kín, sẽ được quay li tâm hoặc lắc với tốc độ cao. Nhờ sự va đập và nhào trộn
khi buồng quay hoặc lắc tốc độ cao có thể tạo ra quá trình hợp kim hóa.
Hình 2.3. Nguyên lý kỹ thuật nghiền cơ năng lượng cao (nghiền bi)
Ưu thế lớn nhất của NCNLC: là tổng hợp những hợp kim mới, chẳng hạn
việc tạo hợp kim từ những phần tử không thể trộn lẫn thông thường là không
thể thực hiện bằng kỹ thuật khác ngoài kỹ thuật NCNLC.
20
Quá trình NCNLC bao gồm:
Từ vật liệu ban đầu được nạp bột, phần tử nghiền (thường là bi nghiền
được làm từ thép cứng hoặc hỗn hợp C-W) trong một cối nghiền (được làm
cùng vật liệu với bi nghiền), đậy kín nắp bảo vệ sau đó đưa vào máy vặn chặt
các chốt giữ rồi bật máy nghiền. Những vật liệu dễ bị ôxy hóa cần nạp ngay
khí bảo vệ vào cối trước khi nghiền. Thời gian để thực hiện một lần nghiền
đối với máy SPEX ngắn hơn so với máy Fritsch Pulvesisette.
Hình 2.4. Máy nghiền cơ SPEX 8000D cùng cối và bi nghiền
Hình 2.4 là máy SPEX 8000D được chúng tôi sử dụng để nghiên cứu
chế tạo mẫu bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao.
Nguyên tắc hoạt động
Máy SPEX 8000D là một dạng của máy nghiền bi (hình 2.4). Mẫu
nghiền đựng trong cối với bi nghiền, kích thước của bi nghiền phải khác nhau
để có hiệu quả nghiền cao. Máy có thể nghiền những mẫu cứng nặng khoảng 10
g. Khi máy hoạt động, cối được lắc đi lắc lại nhiều lần và đạt khoảng vài
nghìn lần/phút, các bi chuyển động đập vào thành cối làm cho mẫu được
nghiền. Máy có khả năng làm nhỏ mẫu tới kích thước mịn cần phân tích. Với
cấu tạo hai kẹp, máy không chỉ cho phép tăng gấp đôi mẫu được nghiền trong
cùng một khoảng thời gian, mà còn giúp chuyển động cân bằng hơn, đồng
thời giảm sự rung và kéo dài tuổi thọ của máy. Máy có gắn một đồng hồ điện
tử có thể thay đổi, xác định thời gian nghiền cùng bộ phận làm trơn, làm mát
21
và khớp cài an toàn. Ngoài ra, máy còn có một quạt bảo vệ động cơ và giữ
máy mát trong suốt thời gian sử dụng.
Cấu tạo máy nghiền SPEX 8000D
Hình 2.5. Cấu tạo chi tiết máy nghiền SPEX 8000D
Chú thích:
(1) Hệ thống kẹp đơn. (13) Tay đòn.
(2) Giá đỡ. (14) Mặt kẹp đứng yên.
(3) Hệ thống lò xo giữ kẹp. (15) Đệm lót cao su của mặt
(4) Động cơ ròng rọc. kẹp.
(5) Động cơ. (16) Thân kẹp.
22
6. Đai truyền. (17) Tâm sai.
(7) Ống lót bề mặt kẹp chuyển (18) Giá đỡ khối dựa.
động. (19) Đai giữ giá đỡ.
(8) Êcu hãm. (20) Trục.
(9) Đinh ốc kẹp (21) Vô lăng.
(10) Thanh liên kết (22) Khối dựa.
(11) Kẹp đinh ốc. (23) Trục ròng rọc.
(12) Mặt kẹp di động.
Chế tạo mẫu bột
Hợp kim Mn-Ga-Al sau khi nấu hồ quang tạo thành tiền hợp kim có
thành phần như dự định được đập vỡ thành mảnh nhỏ cho vào cối nghiền
trong môi trường cồn nguyên chất 99,7%. Mẫu được nghiền trong khoảng
thời gian 8 giờ với tỉ lệ bi/bột 4:1.
Quá trình sử dụng buồng khí được tuân theo các bước sau:
1/ Nạp khí Ar vào buồng
Sử dụng các van (1), (2) và (3) để đuổi khí nhiều lần trong buồng bằng
cách hút chân không trong buồng khí rồi xả khí Ar vào. Cuối cùng nạp khí Ar
vào buồng khí và khóa van (3) (chú ý trong các lần hút, xả và nạp khí không
(1)
để găng cao su bị kéo quá căng sẽ bị rách găng).
Khí Ar
Buồng Ar
(3)
Buồng đệm
(2)
Bơm chân không
Găng tay cao su
.
23
Hình 2.6. Sơ đồ khối của buồng khí Ar
Hình 2.7. Ảnh thực của buồng khí Ar
2/Đưa mẫu vào buồng khí
Khoá chặt cửa (3) đưa mẫu cần xử lý hoặc cất giữ vào buồng đệm,
đậy kín nắp buồng đệm đuổi khí khoảng 2 ÷ 3 lần, đảm bảo cho buồng
đệm đã sạch không khí thì đóng van (2), mở van (1) xả Ar vào buồng đệm lần
cuối, khi áp suất buồng đệm cân bằng với buồng khí thì đóng van (1) lồng
tay vào găng cao su, mở cửa (3) lấy mẫu từ buồng đệm đưa vào buồng khí
làm việc với mẫu qua găng cao su hoặc cất giữ mẫu Đóng cửa (3).
3/ Lấy mẫu ra
Đậy kín nắp buồng đệm đuổi khí cho buồng đệm 2, 3 lần đảm bảo
cho buồng đệm đã sạch khí thì đóng van (2), mở van (1) xả Ar vào buồng
đệm lần cuối. Xả từ từ Ar đến khi (3) lật ra thì đóng van (1) Lồng tay vào
găng cao su, mở cửa (3) đưa mẫu từ buồng khí ra buồng đệm đóng cửa (3),
mở cửa buồng đệm lấy mẫu ra.
* Chú ý
- Không được đảo lộn các trình tự trên.
- Không xả Ar vào buồng khí quá đầy và hút chân không trong buồng khí
quá thấp, sẽ làm hỏng găng.
24
- Chỉ mở cửa (3) khi bảo đảm buồng đệm đã chứa Ar tinh khiết.
- Khi xả khí chú ý không để dầu tràn vào buồng khí.
Ép viên
Hình 2.8. Hệ ép mẫu bột thành khối
Sau khi nghiền ta được mẫu hợp kim ở dạng bột, nhưng mẫu bột này để
trong không khí rất dễ bị oxi hóa, vì vậy nên ta phải ép mẫu để tạo thành các
khối mẫu hình trụ có chiều cao khoảng 3 mm, đường kính 3 mm. Lực ép khoảng 45 kg/cm2. Hình 2.6 là hệ ép mẫu bột thành khối.
Quá trình ép mẫu để hạn chế oxi hóa mẫu trong quá trình bảo quản,
thuận tiện trong việc xử lí nhiệt và dễ dàng thực hiện được các phép đo khi
phân tích kết quả.
Xử lý nhiệt hợp kim Mn-Ga-Al
Quá trình ủ nhiệt được thực hiện trong lò ủ nhiệt dạng ống Lindlerg
Blue M (hình 2.9) điều khiển ổn định nhiệt tự động theo chế độ cài đặt.
25
Hình 2.9. Lò xử lý nhiệt Lindlerg Blue M
Mẫu sau khi ép viên được đựng trong cối nhỏ đưa vào 1 ống kim loại.
Tiến hành xả khí Argon và hút chân không nhiều lần trong ống để đảm bảo
sạch Oxy. Sau đó ống được đưa vào lò ở nhiệt độ xác đinh trước. Sau khoảng
thời gian nhất định, ống kim loại được lấy ra và cho ngay vào nước để tiến
hành làm nguội nhanh, tránh tạo các pha khác nhau.
Hình 2.10. Buồng xử lý mẫu
2.1.2. Chế tạo hợp kim từ mềm Fe-Co bằng phương pháp đồng kết tủa
Hóa chất:
Hình 2.11. Các hóa chất sử dụng chế tạo FeCo bằng phương pháp đồng kết
tủa
26
Dụng cụ:
Hình 2.12 .Các dụng sử dụng chế tạo tạo Fe-Co
Thiết bị thí nghiệm:
Hình 2.13. Máy khuấy từ
Hình 2.14. Máy rung siêu âm
27
Hình 2.15. Máy đo độ Ph
Hình 2.16. Nhiệt kế
Hình 2.17. Cân điện tử
Hợp phần được lựa chọn để điều chế Fe-Co là Fe65Co35. Điều chế Fe từ
muối 𝐹𝑒𝐶𝑙2. 4𝐻2𝑂 và điều chế Co từ (𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂)2𝐶o.4𝐻2𝑂 có độ tinh khiết
cao (99,9%). Mẫu hợp kim được tính toán với khối lượng thành phần như sau:
Bảng 2.2. Hợp phần mẫu Fe65Co35
(𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂)2𝐶o.4𝐻2𝑂 Khối lượng (g) Hệ mẫu 𝐹𝑒𝐶𝑙2. 4𝐻2𝑂 (g) (g)
0,5 1,135 0,7657 Fe65Co35
Quy trình chế tạo FeCo như sau:
Bước 1: Làm sạch dụng cụ, thiết bị thí nghiệm.
Bước 2: Cân hóa chất 𝐶𝑙2. 4𝐻2𝑂 , (𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂)2𝐶o.4𝐻2𝑂 theo đúng
hợp phần tính toán bằng cân điện tử.
Bước 3: Cho hóa chất vào bình 3 cổ khuấy bằng máy khuấy từ 30 phút
28
(Thí nghiệm được bố trí như hình 2.16).
Bước 4: Cho dung dịch NaOH bình (cân 0,8g NaOH dạng muối sau
đó hòa với nước cất) khuấy trong 60 phút để điều chỉnh độ pH.
Bước 5: Pha 1g 𝑁𝑎𝐵𝐻4 vào 10 ml nước cất sau đó nhỏ vào bình
khuấy từ 5 đến 10 phút.
Bước 6: Kết thúc thí nghiệm tắt khuấy từ để mẫu nguội tự nhiên.
Bước 7: Thu mẫu và làm sạch mẫu 3 lần cồn 96, 2 lần cồn tuyệt đối, 1
lần nước cất bằng máy rung siêu âm.
(2)
(5)
(7)
(8)
(6)
(4)
(1)
(3)
Hình 2.18. Bộ thí nghiệm chế tạo mẫu
(1) Bình cầu chứa mẫu
(2) Ti-o sinh-hàn
(3) Máy khuấy từ và ra nhiệt
(4) Đường nước vào
(5) Đường nước ra
(6) Đường khí Ar vào
(7) Nhiệt kế
29
(8) Bình khí Ar
2.1.3. Chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-Al/Fe-Co
Sơ đồ chế tạo tổ hợp nano Mn-Ga-Al/Fe-Co:
Sơ đồ thể hiện quy trình chế tạo vật liệu từ cứng nanocomposite Mn-Ga-
Al/Fe-Co như sau:
Các pha từ cứng 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được điều chế bằng phương pháp
nghiền bi năng lượng cao từ các nguyên tố Mn, Ga, Al có độ tinh khiết cao
(99,9%) và pha từ mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 đươc điều chế bằng phương pháp đồng kết
tủa từ các nguyên tố Fe, Co có độ tinh khiết cao (99,9%). Trước khi nghiền
cơ, các thỏi 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được chế tạo bằng phương pháp hồ quang. Hợp
kim 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được nghiền với tỉ lệ bi/ bột 4:1 trong khoảng thời gian
khác nhau là 8 giờ và 32 giờ trong dung môi cồn tinh khiết để hạn chế quá
trình oxi hóa và phân cụm các hạt. Sau khi nghiền cơ, bột hợp kim được sấy
khô trong buồng chân không trong khoảng thời gian 12 giờ. Bột
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được ủ từ 500℃ đến 700℃ trong khoảng từ 2 phút đến 45
30
phút. Các hạt nano từ cứng 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được trộn cùng với các hạt từ
mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 với các phần khối lượng khác nhau từ 5% đến 20%. Hỗn hợp
các mẫu sau đó được ép và ủ ở 650℃ trong 30 phút để thu được nam châm
nanocomposite. Cấu trúc và kích thước hạt các mẫu được phân tích bằng
phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Các
tính chất từ của các mẫu được nghiên cứu bằng phép đo từ hóa trên trường
xung và dao động.
2.2. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc.
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X.
Nhiễu xạ tia X (hay còn gọi là XRD – X-Ray Diffraction) là phương
pháp xác định cấu trúc tinh thể của vật liệu bằng việc phân tích các ảnh nhiễu
xạ thu được khi cho tia X tác động lên mẫu.
Hình 2.19. Hiện tượng nhiễu xạ tia X
Hình 2.19 mô tả quá trình phản xạ trên 2 mặt phẳng mạng song song
của chùm tia X. Khoảng cách giữa 2 mặt phẳng mạng là d. Tia X xuyên sâu
vào vật liệu và phản xạ ở những mặt phẳng mạng tinh thể nằm phía sâu dưới
(hkl).
Hiệu quang trình giữa 2 mặt phẳng mạng liên tiếp là : 2d sin.
Phương trình Bragg, điều kiện để xuất hiện nhiễu xạ:
2d sin = n (2.1)
31
kích thước hạt tinh thể gần đúng theo công thức Scherrer,
D = (2.2)
Trong đó:
: bước sóng kích thích tia X (với = 0,5406 Å).
: độ bán rộng.
: góc nhiễu xạ.
Hình 2.20. Thiết bị Bruker Advance D-8
Hình 2.20 là thiết bị nhiễu xạ tia X Bluker Advance D-8 đặt tại Đại học
khoa học tự nhiên.
2.2.2. Phương pháp phân tích hiển vi điện tử quét (SEM).
Kĩ thuật hiển vi điện tử giúp tìm mẫu vật liệu gồm những vi tinh thể rất
nhỏ trên vô định hình thực sự và giúp xác định thành phần cấu tạo pha tinh
thể và kích cỡ hạt.
Cơ sở khoa học của phương pháp này là khi chiếu lên mẫu 1 chùm
điện tử năng lượng cao (chùm sơ cấp), ta thu thập và phân tích những tín hiệu
thứ cấp phát ra do tương tác của các nguyên tử của mẫu với chùm sơ cấp, từ
32
đó thu được các thông tin về mẫu.
Hình 2.21. Thiết bị HITACHI S - 4800
Kính hiển vi điện tử quét là thiết bị chuyên dùng chụp ảnh vi cấu trúc
bề mặt mẫu vật liệu với độ phóng đại lớn, do có bước sóng chùm sơ cấp rất
nhỏ so với bước sóng trong vùng ánh sáng khả kiến. Đồng thời, do sử dụng
chùm sơ cấp hẹp quét ngang trên bề mặt mẫu nên ảnh thu được có độ phân
giải cao.
Hình 2.21 là hình ảnh kính hiển vi điện tử quét HITACHIS-4800, đặt tại
phòng phân tích cấu trúc thuộc Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam.
2.3. Các phép đo nghiên cứu tính chất từ
2.3.1. Phép đo từ nhiệt trên hệ từ kế mẫu rung
Phép đo từ nhiệt được thực hiện trên hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) (Hình
2.20). Mẫu khi đo sẽ được đặt trong cối nhỏ, bị ép chặt để tránh xáo trộn
mẫu.Với những phép đo ở nhiệt độ cao, môi trường an toàn là khí Ar. Độ nhạy của thiết bị vào cỡ 10-4 emu và hoạt động được trong từ trường cỡ -
33
1212kOe.
Nguyên lí hoạt động :
Các cuộn dây khi đặt gần vị trí mẫu sẽ có từ thông thay đổi khi mẫu dao
động với tần số và một phương xác định nhờ màng rung điện động. Do khoảng
cách giữa cuộn dây và mẫu thay đổi khi mẫu dao động nên suất điện động cảm
ứng được xác định là:
e = MAG(r)cos(t) (2.3)
Với M: Momen từ của mẫu.
: Tần số của mẫu.
A: Biên độ dao động của mẫu.
G(r): Hàm độ nhạy.
Bộ khuyếch đại lọc lựa sẽ giúp khuyếch đại tín hiệu thu được từ cuộn dây
đưa đến bộ xử lý để có thể hiển thị kết quả.
Hình 2.22. Hệ đo từ kế mẫu rung (VSM)
Các phép đo từ nhiệt trong Khóa luận này được thực hiện trên thiết bị đo
tại Phòng Vật lý Vật liệu Từ và Siêu dẫn thuộc Viện Khoa học vật liệu, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.3.2. Phép đo từ trễ trên hệ từ trường xung
34
Các phép đo từ trễ được thực hiện trên hệ đo từ trường xung (hình 2.23).
Hình 2.23. Hệ đo từ trường xung (PFM)
Nguyên lý hoạt động:
Cho dòng 1 chiều chạy qua K1, tụ nạp điện và tích năng lượng. Sau đó
khóa K2 đóng, dòng điện tắt dần. Do tồn tại trong khoảng thời gian ngắn nên
cuộn nam châm L bị phóng điện bởi dòng điện, làm xuất hiện một từ trường
xung trong ống dây. Vị trí của mẫu đo là tại tâm cuộn nam châm bên cạnh
cuộn dây cảm biến (hình 2.24). Giá trị từ trường cực đại có thể đạt tới
100kOe. Tín hiệu ở lối ra được kết nối với máy tính để thu thập và xử lí.
35
Hình 2.24. Sơ đồ nguyên lý của hệ đo từ trường xung
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Chế tạo pha từ cứng Mn-Ga-Al và pha từ mềm Fe-Co
Pha từ cứng 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 nghiền cơ sau thời gian 8 giờ và pha từ
mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 được chế tạo bằng phương pháp đồng kết tủa. Sau đó chúng
tôi tiến hành khảo sát kích thước hạt của các mẫu bằng phương pháp SEM
.Kết quả của phép đo được thể hiện trên hình 3.1.
b)
Hình 3.1. Ảnh SEM của các mẫu a) 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và b) 𝐹𝑒65𝐶𝑜35
Từ kết quả trên hình 3.1 cho thấy kích thước hạt của bột hợp kim
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 sau khi nghiền cơ tương ứng trong 8 giờ ở hình 3.1a và
𝐹𝑒65𝐶𝑜35 ở hình 3.1b được chế tạo bằng pháp đồng kết tủa. Kích thước hạt
của các mẫu 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 nằm trong khoảng 50 – 70 nm. Sau
đó các mẫu được khảo sát nhiễu xạ tia X để xác định các pha tinh thể và tính
chất từ của các mẫu. Từ phép đo nhiễu xạ tia X chúng tôi thu được kết quả
36
trên hình 3.2
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X (a) và (b) đường cong từ trễ của các mẫu
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và 𝐹𝑒65𝐶𝑜35
Hình 3.2a cho thấy phổ nhiễu xạ tia X của 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 xuất hiện các đỉnh
thấy đặc trưng của pha FeCo ở 2𝜃 = 44,8 và 65,3°. Phổ nhiễu xạ FeCo cho
thấy mẫu kết tinh khá đơn pha. Đối với phổ nhiễu xạ tia X của mẫu
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 xuất hiện các pha tinh thể pha MnAl và pha 𝐷019 - 𝑀𝑛3𝐺𝑎,
𝐷022- 𝑀𝑛3𝐺𝑎. Hình 3.2b ta thấy được các đường cong từ trễ của
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và 𝐹𝑒65𝐶𝑜35, ta có thể thấy rằng mẫu 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 có từ độ bão
hòa cao 185 emu/g và lực kháng từ thấp 70 Oe. Trong khi đó, độ từ bão hòa
của mẫu 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 nhỏ hơn 5 emu/g và lực kháng từ của nó ở một vài
Oe. Do đó, quá trình nghiền cơ không tạo được pha từ cứng cho hợp kim Mn-
Ga-Al.
Để tăng cường pha từ cứng 𝑀𝑛3𝐺𝑎, bột 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được ủ ở các
nhiệt độ khác nhau. Phổ nhiễu xạ tia X của bột 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được ủ ở các
37
nhiệt độ khác nhau trong 20 phút được thể hiện trên hình 3.3.
Hình 3.3. Giản đồ nhiễu xạ tia X của bột 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 với nhiệt độ khác
nhau trong 20 phút
Từ phổ nhiễu xạ tia X của 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15, ta có thể thấy rằng, cường
độ đỉnh nhiễu xạ của pha từ cứng 𝑀𝑛3𝐺𝑎 được tăng cường, cường độ đỉnh tại
2𝜃 = 41,5° của 𝑀𝑛3𝐺𝑎 tăng đáng kể. Từ các kết quả trên ta có thể nhận thấy
rằng nhiệt độ ủ tốt tối ưu cho sự hình thành pha từ cứng là 625℃ đến 675℃.
Do đó, có thể dự đoán về tính chất từ trong mẫu được cải thiện đáng kể.
Hình 3.4 là đường cong từ trễ theo nhiệt độ và thời gian ủ nhiệt. Hình
3.4a là các đường cong từ trễ của 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được ủ trong các nhiệt độ
khác nhau trong 20 phút. Kết quả cho thấy ở nhiệt độ 650℃ ủ 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15
có đường cong từ trễ có độ vuông và có lực kháng từ lớn cho thấy nhiệt độ ủ
38
tốt tối ưu cho tính chất từ tốt là 650℃.
Hình 3.4. Các đường cong từ trễ của mẫu 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được ủ trong các
nhiệt độ khác nhau trong 20 phút (a) và được ủ ở nhiệt độ 650℃ trong các
thời gian khác nha
Hình 3.4b cho thấy các đường cong từ trễ của các mẫu ủ ở nhiệt độ 650℃
trong các thời gian khác nhau. Từ hình 3.4b chúng tôi nhận thấy từ độ bão hòa
tăng nhanh, điều này chứng tỏ sự hình thành pha từ cứng trong trong mẫu có
thời gian ngắn. Khi thời gian ủ nhiệt tăng lên trên 20 phút thì tính chất từ suy
giảm. Kết quả thu được về chế độ ủ nhiệt và tính chất từ trên hệ mẫu Mn-Ga-
Al tương đương với các kết quả đã công bố của các nhóm nghiên cứu khác
trên cùng hệ vật liệu [11,17,18].
3.2. Chế tạo vật liệu từ cứng Nanocomposite
Bột 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 sau khi ủ nhiệt có độ từ bão hòa là 24 emu/g và lực
kháng từ 12 kOe. Bột 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 được trộn với bột từ mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 có
độ từ bão hòa 185 emu/g và lực kháng từ 70 Oe trong thời gian 1 giờ để tạo ra
nam châm nanocomposite 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15/𝐹𝑒65𝐶𝑜35. Hình 3.5a là Đường
cong từ trễ ở nhiệt độ phòng của vật liệu nanocomposite có khối lượng pha từ
mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 bằng 5, 10, 15 và 20% khối lượng pha từ cứng
39
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 và hình 3.5b là quy luật biến đổi của từ độ bão hòa M s và lực
kháng từ Hc phụ thuộc tỉ lệ pha từ mềm.
Hình 3.5. Đường cong từ trễ ở nhiệt độ phòng của vật liệu nanocomposite
𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15/𝐹𝑒65𝐶𝑜35 với 5, 10, 15 và 20% trọng lượng 𝐹𝑒65𝐶𝑜35
Hình 3.5a cho thấy các đường cong từ trễ của các mẫu nanocomposite
với 5, 10, 15 và 20% khối lượng của pha từ mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 so với pha từ
cứng 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15. Người ta có thể thấy rằng từ độ bão hòa của
nanocomposite tăng lên khi tăng phần trăm khối lượng của pha từ mềm nhưng
lực kháng từ của mẫu nhanh chóng suy giảm. Chứng tỏ kích thước hạt của các
pha từ cứng và mềm chưa phải tối ưu, như mô hình lý thuyết [10,15]. Do đó,
một phần của các hạt tinh thể của các pha từ cứng và từ mềm không có sự
tương tác giữa chúng nhưng tồn tại độc lập làm cho đường cong từ trễ thắt lại.
Từ kết quả thu được, chúng tôi đánh giá phẩm chất từ của vật liệu từ cứng
nanocomposite 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15/𝐹𝑒65𝐶𝑜35 bằng cách tính toán tích năng lượng
từ cực đại cho các mẫu. Các kết quả tính toán được thể hiện trên hình 3.6 (a-
40
e).
b)
a)
d)
c)
e)
f)
Hình 3.6. Các đường đặc trưng (a - e) và giá trị tích năng lượng từ cực
đại phụ thuộc vào phần trăm khối lượng 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 của vật liệu từ cứng
nanocomposite
41
Hình 3.6(a-e) cho thấy tích năng năng từ cực đại (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 của các mẫu
nanocomposite thay đổi theo phần trăm trọng lượng của 𝐹𝑒65𝐶𝑜35. Khi tăng
khối lượng của 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 từ 5% đến 15% thì giá trị của tích năng lượng từ
cực đại tăng. Tăng khối lượng của 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 đến 20% đường cong từ trễ thắt
lại ở giữa thể hiện sự tương tác giữa hai pha cứng/mềm kém. Vì tích năng
lượng cực đại (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 giảm. Giá trị tích năng lượng cực đại (𝐵𝐻)𝑚𝑎𝑥 có trị
lớn nhất là 4.1 MGOe khi khối lượng pha từ mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 là 15%. Hình
3.6f là sự thay đổi của tích năng lượng cực đại của vật liệu nanocomposite khi
42
thay đổi tỉ lệ pha từ mềm.
KẾT LUẬN
Chúng tôi chế tạo thành công pha từ cứng 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15 có cấu trúc
nano mét, với lực kháng từ thu được cỡ 11 kOe và độ từ bão hòa gần 40
emu/g.
Chế tạo được pha từ mềm 𝐹𝑒65𝐶𝑜35 với độ từ bão hòa cao 185 emu/g
bằng phương pháp đồng kết tủa.
Các tính chất từ của nanocomposite 𝑀𝑛65𝐺𝑎20𝐴𝑙15/𝐹𝑒65𝐶𝑜35 thay đổi
khi tăng khối lượng pha từ mềm từ 5 đến 20%. Tích năng lượng từ cực đại có
43
giá trị 4,31 MGOe.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Vũ Thành Đức (2006), Ảnh hưởng của Nb và Co lên cấu trúc và tính
chất từ của vật liệu nanocomposite nền Nd-Fe-B, Khóa luận thạc sỹ
khoa học Vật lí, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.
2. Thân Đức Hiền – Lưu Tuấn Tài (2008), Từ học và vật liệu, Nxb Đại
Học Bách Khoa, Hà Nội.
3. Phan Thị Thanh Huyền (2007), Nghiên cứu công nghệ chế tạo vật liệu
nanocomposite nền (Nd,Pr)-(Fe,Co)-Nd-B, Khóa luận thạc sỹ khoa học
Vật lí, Viện Vật lí và Điện tử, Hà Nội.
4. Nguyễn Mẫu Lâm (2008), Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng
nanocomposite (Nd,Pr)-Fe-Nb-B, Khóa luận thạc sỹ khoa học Vật lí,
Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.
5. Nguyễn Hoàng Nghị (2012), Cơ sở từ học và các vật liệu từ tiên tiến,
Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội.
6. Phạm Thị Thanh (2009), Nghiên cứu chế tạo hạt nano tinh thể
Nd2Fe14B bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao, Khóa luận
thạc sỹ khoa học Vật lí, Viện Khoa học Vật liệu, Hà Nội.
7. Lưu Tuấn Tài (2008), Giáo trình vật liệu từ, Nxb Đại Học Quốc Gia Hà
Nội.
8. Nguyễn Hải Yến (2009), Nghiên cứu chế tạo nam châm đàn hồi bằng
phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao, Khóa luận
thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội.
Tiếng anh
9. Basubramanian B, Das B, Skomski R, Zhang W Y and Sellmyer D J
44
2013 Adv. Mater. 25 6090.
10. Behrens S and Appel I 2016 Curr Opin Biot. 39 89.
11. Buchelnikov V D, Taskaev S V, Zagrebin M A, Zayak A T and Entel P
2008 Mater. Scien. Engin.: A 481-482 218.
12. Gaffet E, Bernard F, Niepce J, Charlot F and Gras C (1999), “Some
recent developments in mechanical activation and mechano synthesis”,
J. Mater. Chem,9, pp. 305-314.
13. George C. Hadjipanayis, Trans-Atlantic Workshop on Rare-Earth
Elements and Other Critical Materials for a Clean Energy Future
Cambridge, Massachusetts, December 3 (2010), Moving Beyond
Neodymium-Iron Permanent Magnets for Electric Vehicle Motors.
14. Heikes R R 1955 Phys. Rev. 99 446.
15. Herbst J F, Croat J J and Yelon W B 1985 J. Appl. Phys. 57 4086.
16. Kneller E F and Hawig R 1991 IEEE Trans. Magn. 27 3588.
17. Kramer M J, McCallum R W, Anderson I A and Constantinides S
2012 JOM. 64 752.
18. Saito T and Nishio-Hamane D 2015 J. All. Comp. 632 486.
19. Saito T and Nishio-Hamane D 2016 AIP Advances 6 075004-1.
20. Singh N, Shyam R, Upadhyay N K and Dhar A 2012 IOP Còn. Ser.:
Mater. Sci. and Eng. 73 012042-1.
21. Tetsuji Saito, and Nishimura, and Ryuji (2012), “Hard magnetic
properties of Mn-Ga meft-spun ribbons.
22. Tetsuji Saito, and Daisuke Nishio-Hamane (2015). “New hard
magnetic phase in Mn-Ga-Al sytstem alloy”. Journal of Alloys and
Compounds, 632, pp. 486-489.).
23. Zhang J, Takahashi Y K, Gopalan R and Hono K 2005 Appl. Phys.
45
Lett. 86 122509-1.
