CC BY
32
УДК 621.7
А.А. Попович, Н.Г. Разумов, Т.А. Попович
ОСОБЕННОСТИ АЗОТИРОВАНИЯ МАГНИТОТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА Sm2Fe17
A.A. Popovich, N.G. Razumov, T.A. Popovich
PECULIARITIES OF NITRIDING MAGNETICALLY MATERIAL Sm2Fe17
Интерметаллические соединения на основе 3а?-переходных элементов и 4/-редкоземельных элементов стали широко применять в изготовлении постоянных магнитов. Среди соединений железа с редкоземельными элементами самое высокое содержание железа и, следовательно, самую высокую намагниченность насыщения имеют R2Fe17 (R — редкоземельные элементы). Однако их невозможно напрямую использовать для изготовления постоянных магнитов из-за низкой температуры Кюри и плоской магнитной кристаллической анизотропии. В работе представлен обзор способов азотирования порошков Sm2Fei7 и проанализировано их влияние на фазовый состав и магнитные свойства соединения Sm2Fei7Nx. СПЛАВ. МАГНИТ. МЕХАНОЛЕГИРОВАНИЕ. СИНТЕЗ. САМАРИЙ. АММИАК. АЗОТ.
Recently, intermetallic compounds based on 3 d-transition elements and 4f-rare earth elements are widely used in the manufacture of permanent magnets. Among the compounds of iron and rare earth elements, compounds R2Fei7 (R-rare earth elements) have the highest iron content and therefore the highest saturation magnetization. But R2Fei7 but not directly used for the manufacture of permanent magnets because of the low Curie temperature and magnetic flat crystalline anisotropy. The paper presents a review of ways nitriding Sm2Fei7 powders and their influence on the phase composition and magnetic properties of the compound Sm2Fei7Nx.
ALLOY. MAGNET. MECHANICALL ALLOYING. SYNTESIS. SAMARIUM. AMMONIA. NITROGEN.
Интерметаллические соединения на основе диффузионная подвижность азота в его решетке.
3 ^-переходных элементов и 4/-редкоземельных Кроме того, азотированию соединения препят-
элементов стали широко применять в изготовле- ствует температурная нестабильность, обусловлен-
нии постоянных магнитов [1—5]. Среди соедине- ная разложением нитрида на SmN и a-Fe, которое
ний железа с редкоземельными элементами самое начинается при температурах порядка 440 °С. высокое содержание железа и, следовательно, При использовании традиционных способов
самую высокую намагниченность насыщения необходимо проводить азотирование до десятков
имеют соединения R2Fei7 (R-редкоземельные часов. Это, с одной стороны, повышает содер-
элементы) [2]. Однако их невозможно напрямую жание магнитно-мягких фаз в полученной сме-
использовать для изготовления постоянных маг- си, а с другой стороны, не позволяет получать
нитов из-за низкой температуры Кюри и плоской большое количество порошков из-за низкой
магнитной кристаллической анизотропии. Важ- производительности [5—9]. Поэтому разработка
ное сообщение о достижении высоких магнитных подходящего способа азотирования соединения
свойств R2Fei7 после азотирования сделано в ра- Sm2Fei7 — весьма актуальная проблема в иссле-
ботах [3, 6]. Конкретно: для Sm2Fei7 после азоти- довании и изготовлении магнитов на основе
рования температура Кюри возрастает со 150 до данного соединения.
470 °С, намагниченность насыщения — со 0,94 до Цель настоящей статьи — обзор способов
1,57 Тл, а анизотропия становится одноосной [1]. азотирования порошков Sm2Fei7 и их влияния
Одна из основных трудностей, возникающих на фазовый состав и магнитные свойства соеди-
при азотировании соединения Sm2Fei7 — низкая нения Sm2Fei7Nx.
Современное состояние исследований
В работах [3—10] показано, что азотирование порошков 8ш2Ре17 протекает относительно легко, только если размер частиц порошков достаточно мал. Сплав, полученный разными методами (дуговая плавка, индукционная плавка и др.), подвергается измельчению до размера десятка микрометров для азотирования.
Азотирование в техническом азоте при температуре 350—500 °С и давлении от 0,1 до десятков МПа происходит по реакции [3—8]
28ш2 Бе17 + (3 - 5)М2 ^ 8ш2Ре17М3-5. (1)
Азотирование не происходит при температурах ниже 350 °С, а при температурах выше 450°С идет процесс термического разложения нитрида по реакции
Sm2Fe17N3 ^2SmN + Fe4N + 13Fe.
41
(2)
Образование нитрида считают промежуточным этапом во взаимодействии между N и 8ш2Бе17 при реакции (2) [9]. Следовательно, 8ш2Ре17М3-8 является метастабильной фазой, но термическое разложение незаметно при температурах ниже 450 °С из-за большого энергетического барьера для диффузии атомов Бе. В процессе азотирования частично идет реакция термического разложения (2), которая происходит путем диффузии Бе и 8ш. Продукты этой реакции — магнитно-мягкие материалы, и их присутствие снижает магнитно-твердые свойства получаемых порошков. Поэтому торможение реакции термического разложения — одна из важных задач при азотировании Вш^е^.
Способы азотирования Вш^е^, с одной стороны, должны обеспечивать достижение большого содержания азота в нитриде в течение разрешаемого периода азотирования, а с другой стороны, должны тормозить заметное термическое разложение и обеспечивать содержание продуктов термического разложения в пределах разрешаемых значений.
Ниже приведен обзор существующих методов изготовления слитков Вш^е^ и способы их азотирования.
В работах [3-10] для азотирования Вш^е^ были использованы следующие атмосферы: а) газ N (1 атм.); б) газ N под высоким давлением; в) водородная обработка + газ N2 г) смешанный газ N + Н2; д) газ МН3; е) смешанный газ МН3+Н2.
Азотирование в атмосфере азота исследовано в работе Coey [10]. Полностью азотированные порошки Sm2Fei7Nx_8 (5 = 0,7) были получены в атмосфере N2 (давление 1 атм.) из порошков Sm2Fei7 (диаметр частиц 2 мкм) при температуре 500°С в течение 2-х часов. Коэффициент диффузии при 500 °С был рассчитан из количества поглощенного азота: D = 8-10-16 м2-с-1.
Н. Sun и другие [8] проводили азотирование порошков Sm2Fe17 размером 25—38 мкм в атмосфере N2 при температуре 450 °С и получили полностью азотированные порошки Sm2Fe17Nx (х ~ 3) после 48 часов. Однако они также обнаружили повышенное содержание фаз Fe4N и a-Fe, что указывает на развитие термического разложения при долгой выдержке.
Традиционным способом, применяемым для сплавов на основе железа, служит азотирование в атмосфере NH3. При азотировании молекулы NH3 диссоциируют и адсорбируются на поверхности металла в соответствии с реакцией
2NH3 ^ 2 N + 6 Н. (3)
Атомарный азот с высокой активностью диффундирует от поверхности в металл. Оптимальный режим азотирования Sm2Fe17 в атмосфере NH3 получен в работе [12]: температура — 430 °С, статичная атмосфера — NH3 (1 атм.), время азотирования — 6 часов при размере частиц 20—45 мкм. После азотирования и дополнительного измельчения в течение 9 часов получены порошки размером 1,2 мкм и коэрцитивной силой до 800 кА/м.
Т. Iriyama и другие [13] полностью азотировали крупные (диаметр до 100 мкм) частицы Sm2Fe17 в смеси NH3 + Н2 в течение 16 часов при 465 °С. Однако высокое содержание азота в полученных порошках (до 5,9 атома на формульную единицу) вызывает сомнение в точности их работы.
Взаимодействие аммиака с частицами Sm2Fe17 происходит каталитически на поверхности частиц Sm2Fe17 путем разложения NH3 на атомарные азот и водород. Часть атомов азота и водорода диффундируют в центр зерен Sm2Fe17 а остальная часть воссоединяется и образует молекулы N2, Н2 и NH3 [13]. Если реакция выполняется в закрытой камере, то реагирующий газ (первоначально чистый NH3) становится смешением газов NH3, N2, Н2 с понижением содержания NH3 в процессе реакции. Активность
азота на поверхности частиц описывается формулой: aN = 1/^p(PNH3/PH23/2), где Кр — константа равновесная реакции диссоциации аммиака.
Регулирование величин aN и, следовательно, коэффициента диффузии D имеет большое значение для избегания термического разложения. Поэтому необходимо управлять температурой (Кр и D) и парциальным давлением NH3 и H2 в ходе азотирования. Более надежный вариант для избегания высокого начального значения aN — азотирование в смеси NH3 и Н2. Азотирование в динамическом потоке NH3 не используется, потому что в динамическом потоке NH3 почти все генерируемые молекулы Н2 удаляются от поверхности частиц, в результате получается высокое значение aN, которое облегчает реакцию термического разложения и ухудшает магнитные свойства полученных порошков.
Chris N. Christodoulou и другие [14] обнаружили интересные микроструктурные особенности при азотировании Sm2Fei7 в атмосферах N2, N2+H2, NH3. Эффективная глубина проникновения нитрида становилась большей, когда заменили источник азота из газа N2 на смешанный газ N2 + Н2 и на газ NH3.
В работе [15] предложен способ для азотирования соединений Sm2Fei7 на основе химической реакции при использовании азида натрия NaN3 как источника азота:
Sm2Fe17 + NaN3 ^ Sm2Fe17N3 + Na. (4)
После азотирования натрий легко смывается водой, затем порошок нитрида сушится в вакууме при 20°С. Для соединения Sm2Fei7 порошок размером 5 мкм может быть азотирован за 5 часов при 350 °С.
Трудности, возникающие при синтезе Sm2Fei7N3:
1 ) низкая диффузионная подвижность азота в решетке соединения требует долгого времени азотирования и маленького размера частиц порошка;
2) малая температурная стабильность соединения Sm2Fe17N3 из-за термического разложения нитрида на Sm и a-Fe при температуре выше 450 °С. Долгое азотирование в этом диапазоне температуры приводит к повышению количества a-Fe и других продуктов термического разложения в полученном порошке, что резко снижает магнитные характеристики материала.
Одним из решений проблемы низкой диффузионной активности азота является азотирование при высоких давлениях. Азотирование под давлением имеет два преимущества: 1) подавление сегрегации a-фазы в порошке при азотировании; 2) возможность достигнуть содержания азота (х ~ 3) за довольно короткое время азотирования [16].
В работе [17] сообщено об азотировании порошков Sm2Fe17 размером 32—53 мкм при 460 °С и давлении 6 МПа. После 84 часов азотирования получены высококачественные порошки Sm2Fe17N3 без выделения a-Fe. Температура Кюри полученного порошка составляет 480 °С. При азотировании в водородсодержащих атмосферах, таких, как N2 + Н2, NH3, NH3 + Н2 и Н2 + N2, водород играет роль путеводителя для азота. Атомы водорода с малым размером легко диффундируют в структуру Sm2Fe17 и вызывают искажение решетки, которое облегчает процесс внедрения азота в ее структуру. Это позволяет, с одной стороны, азотировать при низких температурах и, с другой стороны, часто перенасыщает азотом (более трех атомов на формульную единицу) поверхностный слой частиц.
Главная проблема этих способов азотирования — присутствие водорода в структуре полученных нитридов, которое может оказать нежелательное влияние на магнитные свойства. Поэтому после азотирования в атмосферах с водородом требуется отжиг в вакууме при температуре 200 °С в течение 3 часов, чтобы вывести водород из полученного нитрида [12, 14].
Азотирование в атмосфере азота требует до десятков часов; в результате получены порошки с повышенным содержанием a-Fe.
Азотирование под давлением, вероятно, — превосходный способ по качеству полученных порошков. Это один из методов с высокой производительностью, однако необходимо отметить сложности установки азотирования под давлением и ее дороговизну.
При азотировании Sm2Fe17 газобарическим способом высокое давление обеспечивает высокую скорость образования Sm2Fe17Nx а температура определяет формирование Sm2Fe17N3_8 из Sm2Fe17Nr
По результатам исследований [17—22] можно представить процесс внедрения азота в решетку Sm2Fe17Nx при газобарическом азотировании следующим образом: под высоким давлением
атомы азота адсорбируются на поверхности и быстро диффундируют внутри частиц до образования твердого раствора Sm2Fe17Nx с низким содержанием азота (х < 1). Когда содержание азота в Sm2Fei7Nx достигает критического значения, примерно 1 атом на одну формульную единицу, твердый раствор Sm2Fei7Nx превращается в твердый раствор Sm2FenN3_5 [18—20]. Два процесса идут параллельно в течение азотирования, пока концентрация азота в центре частиц остается ниже критического значения. В результате получается структура двух твердых растворов с различными содержаниями азота и, следовательно, профиль распределения азота имеет резкий скачок в границе между двумя растворами [21, 22].
При азотировании Sm2Fe17 газобарическим способом благодаря высокому давлению определенное количество атомов азота входит в те-траэдрические поры и создаются дополнительные легкие пути диффузии, следовательно, скорость введения азота существенно повышается [17].
Твердый раствор Sm2Fe17Nx с большинством атомов азота в 18(§)-тетраэдрических порах формируется очень быстро за счет доминирующей диффузии 18(g)—18(g); когда содержание азота в этом растворе достигает критического значения, он превращается в твердый раствор Sm2FenN3_5 перескоками азота из тетраэдриче-ских пор в октаэдрические поры 18(g)—9(e) [17]. В результате получается структура из двух твердых растворов с различным содержанием азота: внешнего насыщенного слоя — Sm2FenN3_5 (5 = 0,2—0,4); внутреннего диффузионного слоя — Sm2Fe17Nx(x <1,0).
Преимущество газобарического азотирования Sm2Fe17 заключается в том, что можно получить полностью азотированные порошки Sm2FenN3_5 за короткое время, при этом содержание a-Fe в образцах довольно низкое (ниже 10 % по объему). Порошки после азотирования имеют низкую коэрцитивную силу (ниже 100 кА/м), следовательно, не могут прямо использоваться в изготовлении постоянных магнитов. Для повышения коэрцитивной силы порошки после азотирования подвергались дополнительному измельчению [23]. В данной работе порошки после азотирования дополнительно измельчали в толуоле с временем помола, варьирующимся от 10 до 60 минут. После
каждого режима помола изготовляли изотропный образец и определяли коэрцитивную силу и намагниченность.
Как видно из табл. 1, после измельчения в течение 60 минут коэрцитивная сила образца увеличивается до 540 кА/м. Такое повышение коэрцитивной силы образца можно объяснять уменьшением размеров частиц в результате измельчения. Известно, что при уменьшении размера частиц уменьшается вероятность выживания зародышей обратной намагниченности после намагничивания. Для начала перемагни-чивания в частице необходимо более высокое поле, чтобы возникли зародыши обратной намагниченности. Коэрцитивная сила при этом возрастает. Более того, коэрцитивная сила быстро увеличивается, если в результате измельчения появляются однодоменные частицы, так как эти частицы перемагничиваются в очень высоких полях.
Таблица 1
Магнитные свойства изотропных образцов после различных режимов помола [23]
Время помола, мин. Коэрцитивная сила, кА/м Намагниченность при поле 1600 кА/м, Ам2/кг
0 78 91
10 234 92
20 334 86
30 417 81
45 485 74
60 540 68
Измельченные порошки обладают способностью к текстурованию. Показано, что максимальная способность к текстурованию может быть достигнута в порошке после небольшого времени измельчения (10 минут) [23]. Длительное измельчение приводит к уменьшению способности к текстурованию из-за образования конгломератов [23].
Метод механического легирования используется для получения магнитотвердых материалов с нанокристаллической структурой [6, 2430]. Механическое сплавление представляет собой гетерогенный твердофазный процесс, в котором диспергирование компонентов, создание контактов между ними и массоперенос в зонах контакта являются следствием деформа-
ции, вызванной механическим воздействием на смесь твердых реагентов. Механическая обработка смеси компонентов снимает кинетический запрет на массоперенос, и он осуществляется в местах контакта частиц разной химической природы по механизмам, которые характерны для процессов трения и пластической деформации. Это приводит к тому, что при низкой температуре и определенном уровне микронапряжений существует подвижность атомов, не связанная с термической диффузией. Особая роль здесь принадлежит дефектам кристаллической структуры взаимодействующих компонентов и продуктов твердофазной реакции, накапливающихся за счет ударной деформации при помоле [25—28].
В механосинтезированных сплавах могут образовываться метастабильные и стабильные нанокристаллические фазы, а также квазикристаллические и аморфные. В зависимости от интенсивности помола (энергетики механического воздействия) в сплавах одного и того же состава может быть сформирована различная структура [28].
В работе [31] данным методом синтезированы магнитотвердые сплавы в системах Кё-Бе-Б и Вш-Бе-Х (X — это К, V, И, /г) имеющие высокие магнитные свойства. Так, например, коэрцитивная сила для сплавов в системе Вш-Бе-К со структурой, соответствующей фазе К^Бе^, составляла 51,6 кА/м. Все образцы имели анизотропию и температуру Кюри выше 650 °С. По-
лученный сплав имел двухфазную структуру, состоящую из Вш^е^М и а-железа. Установлено, что азотирование механолегированных сплавов 8ш2Бе17 значительно повышает их магнитные свойства. При этом параметры процесса механо-легирования оказывают значительное влияние на соотношение фаз Вш^е^М и а-железа, тем самым воздействуя на магнитные свойства на-нокомпозита.
В работах [32, 33] азотирование механолеги-рованных сплавов осуществляли в атмосфере аммиака. В табл. 2 приведено влияние размера исходных частиц температуры и времени азотирования на содержание азота в сплаве У2Бе17К2.
Как видим, на содержание азота в сплаве влияет множество факторов: размер исходных частиц, температура и время азотирования. На рис. 1 показана зависимость магнитного момента от содержания азота в сплаве.
Зависимости, представленные на рис. 1, построены для двух атмосфер азотирования: аммиака (светлые окружности) и азота (темные). В случае использования аммиака в качестве атмосферы азотирования зависимость имеет экстремальный характер. Максимальное значение магнитного момента достигается при 4 % азота, а затем уменьшается [33]. В случае использования азота в качестве атмосферы азотирования представленные на рис. 1 данные не позволяют делать определенные выводы из-за ограниченности экспериментальных данных по содержанию азота в сплаве.
Таблица 2
Y2Fe17Nx, полученный азотированием Y2Fe17 в атмосфере NHз [33]
Размер частиц, мкм Температура, °С Время, мин Содержание N %
20-25 310 30 1,3
25-32 330 30 1,6
25-32 350 30 2,3
20-25 350 50 3,3
< 20 350 60 3,8
25-32 350 360 4,1
25-32 380 180 4,6
20-25 350 270 5,6
< 20 350 360 6,3
Магнитный
азота, %
Рис. 1. Изменение магнитного момента соединения У2Ре17^ в зависимости от содержания азота (светлые окружности — NHз, темные — N2) [33]
В работе [34] исследовали влияние времени гомогенизации на фазовый состав композиции 8ш2Ре17^ и а-железа, которое получали по следующей технологии: выплавка сплава 8ш2Бе17, гомогенизирующий отжиг в вакууме при 1000 °С, измельчение данного сплава в атмосфере аммиака в течении 5 часов и последующее азотирование при 450 °С в течении 6 часов. На рис. 2 представлена зависимость фазового состава сплава от
Интенсивность
времени гомогенизации. С увеличением времени гомогенизации доля а-железа в композиции 8ш2Ре17^ увеличивается [34].
Авторы работы [34] провели исследования магнитных свойств полученного сплава. На рис. 3 приведены результаты исследований.
Увеличение времени гомогенизации с 10,8 до 18 кс уменьшает магнитные свойства сплава. Так, например, (ВН)шах уменьшается на 40 % [34].
а) Намагниченность I, Т
Без термообработки
Термообработка 10,8 кс л Ал
Термообработка 18,0 кс
д
А Л
Да
ш3
20
Рис. 2. Рентгенограммы порошков после различного времени гомогенизации [34]: (А — Sm9Fe17Nv; • — a-Fe)
Коэрцитивная сила H, мА/м
Рис. 3. Кривые магнитных свойств композиции a-Fe + Sm2Fe17Nx после 10,8 (а) и 18,0 (б) кс длительности гомогенизации [34]:
а) Нс = 0,44 мА/м, М = 1,32 Т; М = 0,96 Т; (BH)max = 87,1 кДж/м3;
б) Нс = 0,33 мА/м, М = 1,34 Т; М = 0,88 Т; (BH)max = 53,9 кДж/м3
Анизотропия сплава, кОе
^ ■ I I I | . I I I | I I I I | I I I I | I I а I | I I I I | (• • I г_
1.Л...1. Ь . I Л I 1 I I I ■ I I J
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Содержание
азота х
Рис. 4. Анизотропия сплава У^е^И,-в зависимости от количества азота [33]
На рис. 4 показана анизотропия сплава по сравнению с количеством азота. Важно отметить, что использование МН3 азотирования с номинальным содержанием азота до х = 6,3 приводит к уменьшению анизотропии примерно на половину [33].
Анализ имеющихся в литературе данных показывает, что природа повышения магнитных свойств при введении атомов N в структуру Бш2Ре17 изучена достаточно полно. В процессе азотирования частично идет реакция термического разложения (2), которая происходит путем
диффузии Бе и Бш. Продукты этой реакции являются магнитно-мягкими материалами, и их присутствие снижает магнитно-твердые свойства получаемых порошков. Поэтому торможение реакции термического разложения представляет одну из важных задач при азотировании Бш2Ре17.
Структура порошков после азотирования может быть разнообразной в зависимости от условий этого процесса. Подробно изучены классические способы азотирования, включая газобарическое. В литературе не существует сведений о структуре порошков Бш2Ре17 после ме-ханохимического метода азотирования. В публикациях мало внимания уделено изучению влияния параметров механолегирования на процесс азотирования Бш2Ре17 и магнитные свойства порошков. Однако, несмотря на недостаток экспериментальных данных, метод механолегирования достаточно прост, не требует специального оборудования и позволяет получать нанокристаллические композиции Зш2Ре17^ и а-железо, имеющие достаточно высокие магнитные свойства.
Работа выполнена в соответствии с государственным контрактом № 14.513.11.0029 на выполнение научно-исследовательских работ для государственных нужд в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007—2013 годы».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Никитин, С.А. Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов [Текст] / С.А. Никитин.- М.: МГУ, 1989.- 248с.
2. Тиказуми, Д.Д. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения [Текст] / С.А. Никитин / Перев. с анг.— М: Мир, 1987.- 420 с.
3. Sun Н., Соеу J.M.D., Otami. Y., Hurley D.P.F. Magnetic properties of new series of rare-earth iron nitrides: R2Fe17Ny (y = 2,6) [Text] // J. Phys: Condens. Mater.— 1990.— Vol. 2.— P. 6465-6470.
4. Hiromasa Yabe, Toshiro Kuji. Crystal structure and its magnetization of rare earth-iron alloys by mechanical alloying [Text] // Journal of Alloys and Compounds.— 2006.— № 408-412.— Р. 313-318.
5. Tetsuji Saito, Hiroshi Kitazima. Hard magnetic properties of anisotropic Sm-Fe-N magnets produced by compression shearing method [Text] // Journal of Mag-
netism and Magnetic Materials. 2011. № 323. P. 21542157.
6. Jung-Goo Lee, Seok-Won Kang, Ping-Zhan Si and Chul-Jin Choi. The Influence of Mechanical Milling on the Structure and Magnetic Properties of Sm-Fe-N Powder Produced by the Reduction-Diffusion Process [Text] // Journal of Magnetics.- 2011. №16(2).- P. 104-107.
7. Coey J.M.D., Smith P.A.I., Magnetic nitrides [Text] // J. Magn. Magn. Mater. 1999. Vol. 200.- P. L405-L424.
8. Sun H., Tomida Makita K., Maehara Y. Nitro-genation process of Sm2Fe17 [Text] // J. Alloys Corp., 1996, Vol. 237, p. 108-112.
9. Coey J.M.D. Interstitial intermetallics [Text] // J.Mang.Magn.Mater. 1996, Vol. 59.- P. 80-89.
10. Coey J.M.D., Flawler J.F., Sun H., Allan J.E.M. // Nitrogenation of R2Fe17 compounds: R = rare earth [Text] // J. Appl. Phys.- 1990. Vol. 69.- P. 3007.
11. Минкевич, A.H. Химико-термическая обработка металлов и сплавов [Текст] / A.H. Минкевич.— М.: Машиностроение, 1965.— 491с.
12. Brennan S. Intrinsic Magnetic Properties of R2Fei7 Rare — Earth Intermetallics Gas — Phase Inter-stitially Modified with Ammonia [Текст]: Ph.D. Thesis.— Trinity College, Dublin 2, Ireland.— 1995.
13. Iriyama Т., Kobayashi K., Ymaoka N., Fukada Т. Effects of nitrogen content on magnetic properties of Sm2Fe17Nx (x < 6) [Text] // IEEE Trans. Magn.— 1992, Vol. 28.— P. 2362-2331.
14. Christodoulou C.N., Komada N. High coercivity anisotropic Sm2Fe17N3 powders [Text] // J. Alloys Соф.
1995. Vol. 222.— P. 92-95.
15. Febri M. A new method of nitrogenation of Re-Tm alloys via chemical reaction with sodium azide as an oxygen-free nitrogen source [Text] /// J. Magn. Magn. Mater.— 1996. Vol. 157-158.— P. 103-104.
16. Fujii H., Akayama M., Nakao K., Tatami K. Effect of interstitial hydrogen and nitrogen on magnetic and structural properties of R2T17 (R = Y, Ce and Sm; T = Fe, Co and Ni) [Text] // J. Alloys Соф.— 1995, Vol. 219.— P. 10.
17. Fujii H., Tatami K., Koyama K. Nitrogenation process of Sm2Fei7 under various N2-gas pressure up to 6 MPa [Text] // J. Alloys Соф.— 1996, Vol. 236.— P. 156-164.
18. Teresiak A., Gebel В., Handstein A., Mattem N. In-situ observation of the nitrogenation of Sm2Fe17 by means of high temperature x-ray diffraction [Text] // J. Anal. Chem.— 1998.— Vol. 361.— P. 674-676.
19. Shen N.X., Zhang Y.D., Budnick J.I., Hines W.A. / X-ray diffraction and magnitization studies on Sm2Fe17 and its nitride [Text] // J. Magn. Magn. Mater.,
1996.— Vol. 162.— P. 265-270.
20. Zhang Y.D., Budnick J.I., Hines W.A., Shen N.X., Gronek J.M. Nitrogen diffusion in R2Fe17 lattice: a trapping diffusion process [Text] // J. Phys.: Condens. Matter.
1997. Vol. 9, p. 1201.
21. Zhang Y.D., Budnick J.I., Hines W.A. Study ofthe nitrogenation mechanism in R2Fei7 [Text] // J. Appl. Phys. 1996, Vol. 79, p. 4596-4598.
22. Skomski R., Coey J.M.D. Nitrogen diffusion in Sm2Fei7 and local elastic and magnetic properties // J. Appl. Phys.— 1993, Vol. 73.— P. 7602-7611.
23. O'Donnell K., Coey J.M.D. Characterization of hard magnetic two-phase mechanically alloyed Sm2Fe17N3/a-Fe nanocomposites [Text] // J. Appl. Phys. 1997.— Vol. 81.— P 6310-6321.
24. Chung Hyo Lee. Effect of Mechanical Alloying on the Formation of Sm2Fe17Nx [Text] // Compound Metals and Materials.— 2002. Vol. 8, № 2. P 151-154.
25. Benjamin J. S. // Mechanical alloying. Scientific American.— 1976.Vol. 234.— P. 40-48.
26. Schafer G.B., McCormick P.G. // Mechanical alloying. Materials Forum.— 1992. №16.- P 91-97.
27. Schafer G.B., McCormick P.G. On the kinetics of mechanical alloying [Text] // Metallurg. Trans. A.— 1992. 23A.— P. 1285-1290.
28. Koch C.C. Synthesis of nanostructured materials by mechanical milling: problems and opportunities [Text] // NanoStructured Mater.— 1997. № 9.— P 13-22.
29. Mikio Ito, Kazuhiko Majima, Toru Shimuta, Shige-ru Katsuyama, Hiroshi Nagai. Magnetic properties of Sm2(Fe0 95M0 05) 17NX (M = Cr and Mn) anisotropic coarse powders with high coercivity [Text] // Journal of applied physics.— 2002. Vol. 92, № 5.— P. 2641-2645.
30. Joon-Chul Yun, Jai-Sung Lee. Synthesis of na-noscale SmFe intermetallic phases by a reduction-diffusion process of a powder mixture of Sm2O3-CaH2-Fe [Text] // Journal of Ceramic Processing Research.— 2012. Vol. 13, №. 3.— P 215-220.
31. Schultz L., Schnitzke K., Wecker J., Katter M., Kuhrt C. Permanent magnets by mechanical alloying [Text] // J. Appl. Phys.— 1991. Vol. 70, p. 6339.
32. Kobayashi K., Skomski R., Coey j.M.D. Dependence of coercivity on particle size in sm2fe17n3 powders [Text] // Journal of alloys and compounds.— 1995. Vol. 222, № 1-2.— P. 1-7.
33. Shen N.X., Budnick J.I., Hines W.A., Zhang Y.D., Yang D.P. Structural and magnetic properties of ammonia-nitrided Y2Fe17 [Text] // J. Phys.: Condens. Matter.— 1999. № 11.— P 833-845.
34. Mikio Ito, Hiroki Yoshioka 1, Kazuhiko Majima, Shigeru Katsuyama, Hiroshi Nagai. Sm2Fe17Nx a-Fe anisotropic composite powders prepared by Sm evaporation and mechanical grinding in NH3 [Text] / // Scripta Materialia.— 2002. Vol. 46.— P 695-698.
REFERENCES
1. Nikitin S.A. Magnitnye svoistva redkozemel'nykh metallov i ikh splavov [Tekst].— M.: MGU, 1989, 248 s. (rus.)
2. Tikazumi D.D. Fizika ferromagnetizma. Magnitnye kharakteristiki i prakticheskie primeneniia [Tekst]. — Perev. s ang.— M: MIR, 1987, 420 s. (rus)
3. Sun H., Coey J.M.D., Otami. Y., Hurley D.P.F. Magnetic properties of new series of rare-earth iron nitrides: R2Fe17Ny (y = 2,6) // J. Phys: Condens. Mater. 1990. Vol. 2. P 6465-6470.
4. Hiromasa Yabe, Toshiro Kuji. Crystal structure and its magnetization of rare earth—iron alloys by mechanical alloying // Journal of Alloys and Compounds.— 2006. № 408-412.— P. 313-318.
5. Tetsuji Saito, Hiroshi Kitazima. Hard magnetic properties of anisotropic Sm-Fe-N magnets produced by compression shearing method // Journal of Magnetism and Magnetic Materials.— 2011. № 323.— P. 2154-2157.
6. Jung-Goo Lee, Seok-Won Kang, Ping-Zhan Si and Chul-Jin Choi. The Influence of Mechanical Milling on the Structure and Magnetic Properties of Sm-Fe-N Powder Produced by the Reduction-Diffusion Process // Journal of Magnetics.— 2011. №16(2).— P.104-107.
7. Coey J.M.D., Smith P.A.I. Magnetic nitrides // J.Magn.Magn.Mater.— 1999. Vol. 200.— P. L405-L424.
8. Sun H., Tomida T., Makita K., Maehara Y. Nitro-genation process of Sm2Fe17 // J. Alloys Corp., 1996, Vol. 237/— P. 108-112.
9. Coey J.M.D. Interstitial intermetallics // J.Mang. Magn.Mater.— 1996. Vol. 59.— P. 80-89.
10. Coey J.M.D., Flawler J.F., Sun H., Allan J.E.M. // Nitrogenation of R2Fe17 compounds: R = rare earth // J. Appl. Phys. 1990. Vol. 69.— P. 3007.
11. Minkevich A.H. Khimiko-Termicheskaia obrabot-ka metallov i splavov [Tekst].— M: Mashinostroenie, 1965, 491 s. (rus.)
12. Brennan S. Intrinsic Magnetic Properties of R2Fe17 Rare — Earth Intermetallics Gas — Phase Inter-stitially Modified with Ammonia [Text] Ph.D. Thesis.— Trinity College, Dublin 2, Ireland, 1995.
13. Iriyama T., Kobayashi K., Ymaoka N. Fukada T. Effects of nitrogen content on magnetic properties of Sm2Fe17Nx (x < 6) // IEEE Trans. Magn.— 1992, Vol. 28.— P. 2362-2331.
14. Christodoulou C.N., Komada N. High coercivity anisotropic Sm2Fe17N3 powders // J. Alloys Corp. 1995, Vol. 222.— P. 92-95.
15. Febri M. A new method of nitrogenation of Re-Tm alloys via chemical reaction with sodium azide as an oxygen-free nitrogen source // J.Magn.Magn. Mater.— 1996. Vol. 157-158.— P. 103-104.
16. Fujii H., Akayama M., Nakao K., Tatami K. Effect of interstitial hydrogen and nitrogen on magnetic and structural properties of R2T17 (R = Y, Ce and Sm; T = Fe, Co and Ni) // J. Alloys Corp.— 1995.Vol. 219.— P. 10.
17. Fujii H., Tatami K., Koyama K. Nitrogenation process of Sm2Fei7 under various N2-gas pressure up to 6 MPa // J. Alloys Corp.— 1996. Vol. 236.— P. 156-164.
18. Teresiak A., Gebel B., Handstein A., Mattem N. In-situ observation of the nitrogenation of Sm2Fe17 by means of high temperature x-ray diffraction // J. Anal. Chem.— 1998. Vol. 361.— P. 674-676.
19. Shen N.X., Zhang Y.D., Budnick J.I., Hines W.A . / X-ray diffraction and magnitization studies on Sm2Fe17 and its nitride // J. Magn. Magn. Mater..— 1996, Vol. 162.— P. 265-270.
20. Zhang Y. D., Budnick J. I., Hines W. A., N.X. Shen, J.M. Gronek. Nitrogen diffusion in R2Fe17 lattice: a trap-
ping diffusion process // J. Phys.: Condens. Matter. 1997, Vol. 9.— P 1201.
21. Zhang Y.D., Budnick J.I., Hines W.A. Study ofthe nitrogenation mechanism in R2Fei7 // J. Appl. Phys.— 1996. Vol. 79.— P. 4596-4598.
22. Skomski R., Coey J.M.D. Nitrogen diffusion in Sm2Fei7 and local elastic and magnetic properties // J. Appl. Phys.— 1993, Vol. 73.— P. 7602-7611.
23. O'Donnell K., Coey J.M.D. Characterization of hard magnetic two-phase mechanically alloyed Sm2Fe17N3/a-Fe nanocomposites // J.Appl.Phys. 1997, Vol. 81.— P. 6310-6321.
24. Chung Hyo Lee. Effect of Mechanical Alloying on the Formation of Sm2Fe17Nx // Compound Metals and Materials. 2002. Vol. 8, № 2 P. 151-154.
25. Benjamin J.S. // Mechanical alloying. Scientific American, 1976, 234.— P. 40-48.
26. Schafer G.B. and McCormick P.G. // Mechanical alloying. Materials Forum, 1992, №16.— P. 91-97.
27. Schafer G.B. and McCormick P.G. On the kinetics of mechanical alloying // Metallurg. Trans. A.— 1992, 23A. P. 1285-1290.
28. Koch C.C. Synthesis of nanostructured materials by mechanical milling: problems and opportunities // NanoStructured Mater.— 1997. № 9.— P. 13-22.
29. Mikio Ito, Kazuhiko Majima, Toru Shimuta, Shige-ru Katsuyama, Hiroshi Nagai. Magnetic properties of Sm2(Fe0 95M0 05)17Nx (M = Cr and Mn) anisotropic coarse powders with high coercivity // Journal of applied phys-ics.—2002. Vol. 92, № 5.— P. 2641-2645.
30. Joon-Chul Yun, Jai-Sung Lee. Synthesis of na-noscale SmFe intermetallic phases by a reduction-diffusion process of a powder mixture of Sm2O3-CaH2-Fe // Journal of Ceramic Processing Research.— 2012. Vol. 13, №. 3.— P. 215-220.
31. L. Schultz, K. Schnitzke, J. Wecker, M. Katter, and C. Kuhrt. Permanent magnets by mechanical alloying // J. Appl. Phys.— 1991. Vol. 70. P. 6339
32. Kobayashi K., Skomski R., Coey J.M.D. Dependence of coercivity on particle size in sm2fe17n3 powders // Journal of alloys and compounds. 1995 Vol. 222, № 1-2.— P 1-7.
33. N.X. Shen, J.I. Budnick, W.A. Hines, Y.D. Zhang, D.P. Yang. Structural and magnetic properties of ammo-nia-nitrided Y2Fe17 // J. Phys.: Condens. Matter.— 1999. № 11.— P. 833-845.
34. Mikio Ito, Hiroki Yoshioka 1, Kazuhiko Majima, Shigeru Katsuyama, Hiroshi Nagai. Sm2Fe17Nx a-Fe anisotropic composite powders prepared by Sm evaporation and mechanical grinding in NH3 // Scripta Materia-lia.— 2002. Vol. 46.— P. 695-698.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ /AUTHORS
ПОПОВИЧ Анатолий Анатольевич — доктор технических наук профессор, исполнительный директор Объединенного научно-технологического института (ОНТИ) Санкт-Петербургского государственного политехнического университета; 195251, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, Россия; e-mail: [email protected]
POPOVICH Anatoly A. — St.-Petersburg State Polytechnical University; 195251, Politekhnicheskaya Str. 29, St.-Petersburg, Russia; e-mail: [email protected]
РАЗУМОВ Николай Геннадьевич — аспирант Санкт-Петербургского государственного политехнического университета; 195251, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, Россия; e-mail: n.razumov@ inbox.ru
RAZUMOV Nikolay G. — St.-Petersburg State Polytechnical University; 195251, Politekhnicheskaya Str. 29, St.-Petersburg, Russia; e-mail: [email protected]
ПОПОВИЧ Татьяна Алексеевна — кандидат технических наук научный сотрудник Объединенного научно-технологического института (ОНТИ) Санкт-Петербургского государственного политехнического университета; 195251, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, Россия; e-mail: ispdir.onti@ spbstu.ru
POPOVICH Tatyana A. — St.-Petersburg State Polytechnical University; 195251, Politekhnicheskaya Str. 29, St.-Petersburg, Russia; e-mail: [email protected]
© Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2013
