نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

• قادر احمدپور ¹
• محمد جواد اشراقی ²
• فرزاد نصیرپوری ³

¹ گروه مواد نانوساختار دانشکده مهندسی مواد دانشگاه صنعتی سهند تبریز

² گروه ساخت قطعات، پژوهشکده نیمه هادی ها، پژوهشگاه مواد و انرژی، مشکین دشت، البرز، ایران

³ استاد، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

در تحقیق حاضر، خواص ریزساختاری و مغناطیسی نانوذرات Nd2(Fe1-xCox)14B تولید شده از طریق فرآیند احیاء نفوذی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، پودرهای اکسیدی Nd(Fe1-xCox)B به ازای مقادیر 05/0=x، 3/0=x و 5/0=x، یکبار در اتمسفر هیدروژن (H2) و بار دیگر بوسیله فرآیند احیاء نفوذی با استفاده از هیدرید کلسیم (CaH2)، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. شناسایی ساختار بلوری و ترکیب شیمیایی پودرهای Nd-Fe-Co-B حاصل با استفاده از پراش پرتو ایکس و طیف‌سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس انجام شد. شکل ظاهری کلی و خواص مغناطیسی پودرهای سنتز شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی، میکروسکوپ الکترونی عبوری و دستگاه مغناطش‌سنج نمونه نوسانی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان داد که پودرهای اکسیدی احیاء شده با گاز هیدروژن به علت تشکیل فاز مغناطیسی bcc-FeCo، ماهیت مغناطیسی نرم دارند. اما پودرهای اکسیدی احیاء شده با فرآیند احیاء نفوذی به علت نفوذ مستقیم فازهای NdH2، Fe، Co و B و تشکیل فاز مغناطیسی سختNd2(Fe,Co)14B ، خاصیت مغناطیسی سخت از خود نشان دادند. به منظور حذف محصولات جانبی (CaO) تولید شده در طول فرآیند احیاء نفوذی، ذراتNd2(Fe,Co)14B با آب و اسید استیک رقیق شستشو داده شدند و خواص مغناطیسی نانوذراتNd2(Fe,Co)14B قبل و بعد از فرآیند شستشو مورد بررسی قرار گرفت. بعد از شستشو، نیروی وادارندگی به علت تشکیل فاز مغناطیسی نرم Nd2Fe14BHx کاهش یافت در حالی که مغناطش اشباع به علت حذف فاز غیر مغناطیسی CaO از ترکیب نانوذراتNd2(Fe,Co)14B افزایش یافت.

کلیدواژه‌ها

• نانوذرات NdFeCoB
• احیاء نفوذی
• خواص ریزساختاری
• خواص مغناطیسی

موضوعات

• سرامیک ها
• سنتز

عنوان مقاله [English]

Microstructural and Magnetic Properties of Nd2(Fe1-xCox)14B Magnetic Nanoparticles Prepared by the Diffusion Reduction Process

نویسندگان [English]

• Ghader Ahmadpour ¹
• Mohamad Javad Eshraghi ²
• Farzad Nasirpouri ³

¹ Group of Nanostructured Materials, Department of Materials Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz

² Associate Professor,, Semiconductor Department, Materials and Energy Research Center (MERC), , Meshkin Dasht, Alborz, , Iran

³ professor, Faculty of Materials Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran

چکیده [English]

Abstract

In the current research, the microstructural and magnetic characteristics of Nd2(Fe1-xCox)14B nanoparticles produced through the diffusion reduction process have been investigated. For this purpose, Nd(Fe1-xCox)B oxide powders for x=0.05, x=0.3 and x=0.5 were heat treated , once in hydrogen atmosphere (H2) and once again by diffusion reduction process using calcium hydride (CaH2). The crystal structure and chemical composition of the resulting Nd-Fe-Co-B powders were identified by X-ray diffraction and X-ray energy dispersive spectroscopy. The overall morphology and magnetic properties of the synthesized powders were measured by field emission scanning electron microscope, transmission electron microscope and vibrating sample magnetometer. The results demonstrated that oxide powders reduced with hydrogen gas had a soft magnetic character due to the formation of the bcc-FeCo magnetic phase. However, oxide powders reduced via diffusion reduction revealed hard magnetic characteristics due to the direct diffusion of NdH2, Fe, Co, and B phases and the production of the Nd2(Fe,Co)14B hard magnetic phase. The Nd2(Fe,Co)14B particles were rinsed with water and dilute acetic acid to eliminate the byproducts (CaO) formed during the diffusion reduction process. After washing, coercivity dropped due to the creation of the Nd2Fe14BHx soft magnetic phase, whereas saturation magnetization rose due to the elimination of the non-magnetic CaO phase from the composition of Nd2(Fe,Co)14B nanoparticles.

کلیدواژه‌ها [English]

• NdFeCoB Nanoparticles
• Diffusion Reduction
• Microstructural properties. Magnetic Properties