Cấu trúc và các tính chất của vật liệu từ mềm FeSi6,5 kết khối bằng kỹ thuật thiêu kết dòng xung plasma
TRẦN BẢO TRUNG
Viện khoa học vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18. Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.
Email: trungtb@ims.vast.ac.vn
ĐOÀN ĐỈNH PHƯƠNG
Viện khoa học vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18. Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.
NGUYỄN NGỌC LINH
Viện khoa học vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18. Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.
NGUYỄN VĂN TOÀN
Viện khoa học vật liệu, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số 18. Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội.
ĐẶNG QUỐC KHÁNH
Viện Khoa học và kỹ thuật vật liệu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, số 1, Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội.
Ngày nhận bài: 21/1/2021, Ngày duyệt đăng: 12/5/2021
TÓM TẮT
Trong bài báo này, vật liệu từ mềm FeSi6,5 (6,5 %Si) được chế tạo bằng kỹ thuật thiêu kết dòng xung plasma (SPS) ở các nhiệt độ khác nhau từ 1150 đến 1300 °c với thời gian 15 phút và tốc độ nâng nhiệt là 100 °c/phút. Các kết quả phân tích cho thấy, khối lượng riêng của vật liệu tăng lên khi tăng nhiệt độ thiêu kết và gần đạt đến độ xít chặt hoàn toàn khi thiêu kết ở 1300 °c và do đó các tính chất như độ cứng Vickers và tính chất từ của vật liệu được cải thiện. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thiêu kết 1250 °c các tính chất từ mềm của vật liệu đạt được tốt nhất với từ độ bão hòa Ms đạt 209,6 emu/g và lực kháng từ Hc đạt giá trị thấp nhất 1,85 Oe. So sánh với phương pháp SPS, mẫu thiêu kết trong chân không ở nhiệt độ 1300 °c trong thời gian 1 h và tốc độ nâng nhiệt 20 °c/phút có các tính chất từ kém hơn do độ xít chặt sau khi thiêu kết thấp, có nhiều lỗ xốp trong cấu trúc. Kết quả nghiên cứu này cho thấy, kỹ thuật thiêu kết dòng xung plasma cho phép thiêu kết nhanh vật liệu từ mềm Fe-Si có tiềm năng ứng dụng trong thực tế.
Từ khóa: Vật liệu từ mềm Fe-Si, thiêu kết dòng xung plasma, từ độ bão hòa, lực kháng từ
ABSTRACT
In this paper, FeSi6,5 (6.5 wt.% Si) soft magnetic materials have been prepared Via a Spark Plasma Sintering (SPS) technique at difference sintering temperatures in the range of 1150 to 1300 °c for 15 min and a heating rate of 100 °c/min. The results show that the density of sintered samples increased with the rising sintering temperature resulted in the enhancement of Vickers hardness and magnetic properities otsintered samples. Hovvever, the highest magnetic saturation (Ms) of 209.6 emu/g and lowest coercivity (Hc) of 1.85 Oe were obtained for the SPSed sample at 1250 °c. In contrast, the sample sintered in vacuum at 1300 °c for 1h with heating rate of 20 °c/min shows the lower magnetic properties due to the lower density and high amount of pores in the structure. The results of research show that the spark plasma sintering route has a high potential of fast sintering Fe-Si soft magnetic materials and for application.
Key words: Fe-Si soft magnectic materials, spark plasma sintering, magnetic saturation, coercivity
Page: 2 – 8
RESEARCH
Get article
