zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2017-83-10-23-30zldm-544Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯSTRUCTURE AND PROPERTIES INVESTIGATION PHYSICAL METHODS OF INVESTIGATION AND MONITORINGТЕРМОГАЗОБАРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МАГНИТОВTHERMOGASOBARIC UNIT FOR PRODUCTION OF HIGH-DISPERSED POWDERS OF RARE EARTH MAGNETSРязанцевВ. А.RyazantsevV. A.noemail@neicon.ruМитрохинС. В.MitrokhinS. V.noemail@neicon.ruТепановА. А.TepanovA. A.noemail@neicon.ruМовлаевЭ. А.MovlaevE. A.noemail@neicon.ruВербецкийВ. Н.VerbetskyV. N.verbetsky@hydride.chem.msu.ruПластининА. Ю.PlastininA. Yu.noemail@neicon.ruСавченкоА. Г.SavchenkoA. G.noemail@neicon.ruЩетининИ. В.ShetininI. V.noemail@neicon.ruООО «НПО Глобал Магнетик»Russian FederationМГУ имени М.В. Ломоносова, химический факультет, лаборатория энергоемких и каталитически активных веществRussian FederationЗАО «Ассоциация аэрокосмических инженеров»Russian FederationНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»Russian Federation20170110201783102330Copyright © Рязанцев В.А., Митрохин С.В., Тепанов А.А., Мовлаев Э.А., Вербецкий В.Н., Пластинин А.Ю., Савченко А.Г., Щетинин И.В., 20172017Рязанцев В.А., Митрохин С.В., Тепанов А.А., Мовлаев Э.А., Вербецкий В.Н., Пластинин А.Ю., Савченко А.Г., Щетинин И.В.Ryazantsev V.A., Mitrokhin S.V., Tepanov A.A., Movlaev E.A., Verbetsky V.N., Plastinin A.Y., Savchenko A.G., Shetinin I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/544

Современное развитие техники и промышленного производства ставит новые задачи в области разработки и внедрения магнитотвердых материалов. В первую очередь это относится к постоянным магнитам, широко используемым в медицине, электротехнической, электронной, радиотехнической, приборостроительной и других отраслях. Постоянные магниты (спеченные и магни-топласты) на основе интерметаллических соединений типа R2Fe17 (Nd2Fe14B и Sm2Fe17N3) характеризуются наивысшими магнитными характеристиками среди высококоэрцитивных материалов. В настоящее время доминирующий метод производства постоянных магнитов на основе Nd-Fe-B - спекание порошков, полученных после механического помола того или иного сплава. В то же время обработка водородом и механоактивация таких металлических материалов оказывают существенное влияние на свойства получаемых магнитов. Представлены основные принципы и параметры работы лабораторной термогазобарической установки, предназначенной для химического диспергирования сплавов и интерметаллических соединений путем гидрирования/дегидрирования и азотирования в широком диапазоне температур и давлений реакционных газов. На примере Sm2Fe17 и Nd2Fe14B - важнейших материалов для изготовления высокоэнергетических постоянных магнитов - показаны возможности установки в плане придания материалам нужных свойств посредством внедрения атомов легких элементов в металлическую матрицу, а также приведен сравнительный анализ полученных практических результатов. По сравнению с литыми сплавами и порошками механического диспергирования (без стадии предварительного гидридного диспергирования) магнитные материалы, полученные с помощью термогазобарической установки, обладают улучшенными магнитными характеристиками.

We describe here the main principles and parameters of the laboratory thermogasobaric unit intended for chemical dispersion of alloys and intermetallic compounds by hydrogenation/dehydrogenation and nitriding in a wide range of temperatures and working pressures of reaction gases. Case study of Sm2F17 and Nd2Fe14B - the most important materials for manufacturing high-energy permanent magnets - demonstrated the possibilities of the installation in terms of imparting the desired properties to the materials by imbedding atoms of light elements into a metal matrix. Comparative analysis of the practical results revealed that obtained magnetic materials thus obtained exhibit improved magnetic characteristics compared to those for cast alloys and powders obtained by mechanical dispersion, bypassing the stage of preliminary hydride dispersion.

лабораторная термогазобарическая установкамагнитные материалыхимическое диспергированиеводородазотгидридынитридысплавыинтерметаллические соединенияthermogasobaric laboratory unitmagnetic materialschemical dispersionhydrogennitrogenhydridesnitridesalloysintermetallic compoundsReferencesНикитин С.А. Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 248 с.Никитин С.А. Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов. - М.: Изд-во МГУ, 1989. - 248 с.Popov A.G., Kudrevatykh N.B. Preparation of high-power permanent magnets from platelike Nd-Fe-B alloys / Phys. Metals Metallogr. 2010. Vol. 109. P. 238-246.Popov A.G., Kudrevatykh N.B. Preparation of high-power permanent magnets from platelike Nd-Fe-B alloys / Phys. Metals Metallogr. 2010. Vol. 109. P. 238-246.Sagawa M., Fujimura S., Togawa N., Yamamoto H., Matsuura Y. New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe / J. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. P. 2083 - 2087.Sagawa M., Fujimura S., Togawa N., Yamamoto H., Matsuura Y. New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe / J. Appl. Phys. 1984. Vol. 55. P. 2083 - 2087.Coey J.M.D. Rare-earth magnets / Endeavour. 1995. Vol. 19. P. 146 - 151.Coey J.M.D. Rare-earth magnets / Endeavour. 1995. Vol. 19. P. 146 - 151.Никитин С.А., Терешина И.С. Влияние атомов внедрения на эффективные обменные поля в ферримагнитных соединениях редких земель и 3d-переходных металлов R2Fe17 и RFe11Ti / Физика твердого тела. 2003. Т. 45. № 10. С. 1850 - 1856.Никитин С.А., Терешина И.С. Влияние атомов внедрения на эффективные обменные поля в ферримагнитных соединениях редких земель и 3d-переходных металлов R2Fe17 и RFe11Ti / Физика твердого тела. 2003. Т. 45. № 10. С. 1850 - 1856.Вербецкий В.H., Митрохин С.В. Гидриды интерметаллических соединений - синтез, свойства и применение для аккумулирования водорода / Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 10. С. 41 - 61.Вербецкий В.H., Митрохин С.В. Гидриды интерметаллических соединений - синтез, свойства и применение для аккумулирования водорода / Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 10. С. 41 - 61.Менушенков В.П., Вербецкий В.H., Лилеев А.С., Саламова А.A., Боброва А.А., Аюян А.Г. Взаимодействие соединения Sm2Fe17 с водородом и азотом. Магнитные свойства образующихся гидридов и нитридов / Металлы. 1996. № 1. С. 95 - 100.Менушенков В.П., Вербецкий В.H., Лилеев А.С., Саламова А.A., Боброва А.А., Аюян А.Г. Взаимодействие соединения Sm2Fe17 с водородом и азотом. Магнитные свойства образующихся гидридов и нитридов / Металлы. 1996. № 1. С. 95 - 100.Вербецкий В.H., Саламова А.А., Семененко К. Н. Влияние циклов абсорбция-десорбция водорода на дисперсность порошков ИМС / Известия АН СССР. Металлы. 1989. № 1. С. 196 - 201.Вербецкий В.H., Саламова А.А., Семененко К. Н. Влияние циклов абсорбция-десорбция водорода на дисперсность порошков ИМС / Известия АН СССР. Металлы. 1989. № 1. С. 196 - 201.Takeshita T. Some applications of hydrogenation - decomposition - desorption - recombination (HDDR) and hydrogen-decrepitation (HD) in metals processing / J. Alloys Compounds. 1995. Vol. 231. P. 51 - 59.Takeshita T. Some applications of hydrogenation - decomposition - desorption - recombination (HDDR) and hydrogen-decrepitation (HD) in metals processing / J. Alloys Compounds. 1995. Vol. 231. P. 51 - 59.Anikina E.Yu., Verbetsky V.N., Savchenko A.G., Menushenkov V.P., Shchetinin I.V. Calorimetric study of hydrogen interaction with Sm2Fe17 / J. Alloys Compounds. 2015. Vol. 645. N S1. P. 257 - 260.Anikina E.Yu., Verbetsky V.N., Savchenko A.G., Menushenkov V.P., Shchetinin I.V. Calorimetric study of hydrogen interaction with Sm2Fe17 / J. Alloys Compounds. 2015. Vol. 645. N S1. P. 257 - 260.Anikina E.Yu., Verbetsky V.N., Savchenko A.G., Menushenkov V.P., Shchetinin I.V. Investigation of hydrogen interaction with magnetic materials of Nd-Fe-B type by calorimetry method / Inorg. Mater. Appl. Res. 2016. Vol. 7. N 4. P. 497 - 501.Anikina E.Yu., Verbetsky V.N., Savchenko A.G., Menushenkov V.P., Shchetinin I.V. Investigation of hydrogen interaction with magnetic materials of Nd-Fe-B type by calorimetry method / Inorg. Mater. Appl. Res. 2016. Vol. 7. N 4. P. 497 - 501.Isnard O. Hydrogen insertion in hard magnetic materials based on rare-earth and iron: the example of the R2Fe17 phases / Anal. Univ. de Vest din Timişoara. Ser. Fiz. 2005. Vol. XLVI.Isnard O. Hydrogen insertion in hard magnetic materials based on rare-earth and iron: the example of the R2Fe17 phases / Anal. Univ. de Vest din Timişoara. Ser. Fiz. 2005. Vol. XLVI.Burzo E., Greneche J. M., Nandra A., Bessais L., Djega-Mariadas-sou C. Structure and hyperfine properties of Sm2(Fe, Si)17 / Phys. Rev. B. 2001. Vol. 65. N 1. P. 014419-1 - 014419-8.Burzo E., Greneche J. M., Nandra A., Bessais L., Djega-Mariadas-sou C. Structure and hyperfine properties of Sm2(Fe, Si)17 / Phys. Rev. B. 2001. Vol. 65. N 1. P. 014419-1 - 014419-8.Ken-ichi M., Yamamoto E., Adachi G. Y. Plasma nitriding of Sm2Fe17 / J. Alloys Compounds. 1993. Vol. 193. N 1 - 2. P. 271 - 273.Ken-ichi M., Yamamoto E., Adachi G. Y. Plasma nitriding of Sm2Fe17 / J. Alloys Compounds. 1993. Vol. 193. N 1 - 2. P. 271 - 273.Yang C.-J., Lee W.-Y., Shin H.-S. X-ray refinement and magnetic properties of nitrogenated melt-spun Sm2Fe17 compound / J. Appl. Phys. 1993. Vol. 74. P. 6824-6829.Yang C.-J., Lee W.-Y., Shin H.-S. X-ray refinement and magnetic properties of nitrogenated melt-spun Sm2Fe17 compound / J. Appl. Phys. 1993. Vol. 74. P. 6824-6829.Teresiak A., Kubis M., Mattern N., Wolf M., Gruner W., Mueller K.-H. Influence of nitrogenation on structure development and magnetic properties of mechanically alloyed and annealed Sm-Fe powders / J. Alloys Compounds. 1999. Vol. 292. N 1 - 2. P. 212 - 220.Teresiak A., Kubis M., Mattern N., Wolf M., Gruner W., Mueller K.-H. Influence of nitrogenation on structure development and magnetic properties of mechanically alloyed and annealed Sm-Fe powders / J. Alloys Compounds. 1999. Vol. 292. N 1 - 2. P. 212 - 220.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.