Bài báo khoa học

Hợp kim Co-Zr-B có lực kháng từ khá cao nên có khả năng thay thế cho các hợp kim từ cứng chứa đất hiếm đang ngày càng cạn kiệt và có giá thành cao. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của pha tạp Nb và quá trình ủ nhiệt lên cấu trúc và tính chất từ của hợp kim từ cứng không chứa đất hiếm Co77Zr20-xNbxB3 (x = 0, 2, 3 và 4) chế tạo bằng phương pháp nguội nhanh và nghiền cơ năng lượng cao. Các băng hợp kim với độ dày khoảng 20 m đã được chế tạo bằng phương pháp phun băng nguội nhanh với tốc độ trống quay 40 m/s sau đó được ủ nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau từ 550 đến 700oC trong thời gian 2 đến 20 phút. Các bột hợp kim được chế tạo bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao với thời gian nghiền từ 2 đến 8 giờ sau đó được ủ nhiệt ở 650oC trong thời gian 15 phút. Cấu trúc của các mẫu hợp kim được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD). Tính chất từ của các băng hợp kim được khảo sát trên hệ từ trường xung (PFM). Kết quả cho thấy, hai pha từ mềm fcc-Co và Co23Zr6 cùng tồn tại với pha từ cứng Co5Zr trong các mẫu băng hợp kim. Tỷ phần của các pha này thay đổi theo cả nồng độ của nguyên tố pha tạp và chế độ ủ nhiệt. Với các hợp kim bột, lực kháng từ của chúng khá thấp (nhỏ hơn 1,3 kOe) và suy giảm khi tăng thời gian nghiền. Lực kháng từ Hc lớn hơn 3,5 kOe và tích năng lượng (BH)max đạt trên 1,5 MGOe đã thu được đối với các hợp kim băng có nồng độ pha tạp và chế độ ủ nhiệt thích hợp. Cơ chế từ cứng trong các mẫu hợp kim được so sánh và bàn luận.