Анотація до роботи:

Тростянчин А.М. Вплив водневої обробки на структуру і властивості промислових магнітних сплавів на основі систем Sm-Co і Dd-Fe-B. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 – матеріалознавство. – Фізико-механічний інститут ім. Г.В.Карпенка НАН України, Львів, 2005.

Проведено вивчення впливу процесу ГДДР на фазово-структурний стан промислових магнітних сплавів систем Sm-Co і Dd-Fe-B. Встановлено критичні параметри гідрування цих сплавів і показано, що сплави Dd-Fe-B диспропорціонують за тиску водню 0,1 МПа, а Sm-Co – вище 3,0 МПа.

Досліджено вплив умов вихідної термообробки на формування фазового складу сплавів Dd-Fe-B – за повільного охолодження після витоплення вони містять дві фази – основну Dd₂Fe₁₄B та додаткову Dd_1,1Fe₄B₄, а після гартування – лише фазу Dd₂Fe₁₄B. Утворення гідриду Dd₂Fe₁₄BН_х приводить до зростання об’єму елементарної комірки на 3-6 %. Показано, що збільшення тиску водню від 0,1 до 6,0 МПа скорочує час наводнення та зменшує температуру диспропорціонування. У випадку системи Sm-Co вивчали два промислових сплави - КС37, що містить SmCo₅ з домішкою SmCo₃, та КС25 – Sm₂Co₁₇. Встановлено особливості процесу ГДДР (звичайного і Solid) при зміні максимальної температури нагріву, часу витримки і тиску водню (0,1-6,0 МПа). Показано, що під його впливом гомогенізується структура промислових магнітних сплавів Sm-Co і Dd-Fe-B. При цьому домішкові фази SmCo₃ i Dd_1,1Fe₄B₄ розпадаються, що приводить до формування областей дрібнозеренної структури з розміром зерна порядку 0,2-0,5 мкм.

Досліджено вплив таких структурних змін на магнітні характеристики (залишкову індукцію, коерцитивну силу і магнітну енергію) спечених магнітів. Для отримання магнітного порошку розміром 3-7 мкм оптимізували умови додаткового механохімічного помелу у планетарному млині в атмосфері водню. Встановлено конкуруючий вплив водневої обробки та окислення на зміну магнітних властивостей отриманих магнітів. Показано, що воднева обробка методом ГДДР підвищує магнітну енергію сплавів системи Dd-Fe-B на 8-10%.

У дисертації запропоновано новий підхід до вирішення науково-технічного завдання створення високоефективних постійних магнітів з сировини України, який полягає у застосуванні водневої обробки (процес ГДДР) до зміни структури і властивостей сплавів систем Sm-Co i Dd-Fe-B.

1. Вперше встановлено температурно-часові інтервали процесу диспропорціонування-рекомбінації у промислових магнітних сплавах Sm-Co i Dd-Fe-B за тиску водню до 5 МПа.

2. Показано, що процес ГДДР приводить до гомогенізації структури досліджуваних сплавів. При цьому наявні в них другі фази SmCo₃ i Dd_1,1Fe₄B₄ деградують під впливом водню з утворенням областей дрібнозеренної структури з розміром зерна порядку 0,5 мкм.

3. Показано, що за перевищення вмісту РЗМ вище стехіометричного складу процес диспропорціонування інтерметалічних сполук на основі систем Sm-Co i Dd-Fe-B відбувається в широкому температурному інтервалі (300-700⁰С). Вперше встановлена залежність критичної температури диспропорціонування сплавів системи Dd-Fe-B від тиску водню (до 6 МПа).

4. Оптимізовано умови механо-хімічного помелу досліджуваних сплавів у планетарному млині, що дозволило отримати необхідну дисперсність магнітного порошку (3-7 мкм).

5. Встановлено, що зміна магнітних характеристик сплавів системи Dd-Fe-B визначається конкуруючим впливом двох факторів – процесу ГДДР та окислення за високотемпературної обробки магнітів. Показано, що проведення водневої обробки дозволяє підвищити їх магнітну енергію на 8-10 %.

6. Вперше на прикладі досліджених сплавів показана можливість використання комбінованого підходу – поєднання процесу ГДДР і механо-хімічного помелу у водні для покращення експлуатаційних характеристик постійних магнітів. Отримані результати впроваджені, як складова частина процесу виготовлення магнітів з сировини України, на фірмі “Експромаг” (м. Дніпродзержинськ).

Публікації автора:

1. І.І. Булик, Р.В. Денис, Ю.Г. Путілов, А.М. Тростянчин. Процес HDDR та водень-сорбційні властивості феромагнітного сплаву Dd_16.3Fe_76.3B_7.4 // Труды III Международ. конф. “Водородная Обработка Материалов” (ВОМ-2001). - Донецк (Украина). - 2001. - C. 156-158.

2. І.І. Булик, Р.В. Денис, В.В. Панасюк, Ю.Г. Путілов, А.М. Тростянчин. Процес ГДДР та водневосорбційні властивості сплаву дидим-алюміній-залізо-бор (Dd_12.3Al_1.2Fe_79.4B₆). // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2001. - №4. - С.15-20.

3. Bulyk I.I., Trostyanchyn A.M., Denys R.V. Hydrogen interaction properties of ferromagnetic alloys of Dd-Fe-B system // Proc. VII Internat. Conf. “Hydrogen materials science and chemistry of metal hydrides” (ICHMS’2001). - Alushta (Ukraine). - 2001. - P. 489-491.

4. I.I. Bulyk, V.V. Panasyuk, A.M. Trostianchyn, Yu.G. Putilov. Peculiarities of the HDDR process in R-Fe-B ferromagnetic alloys (R is mixture of Nd, Pr, Ce, La, Dy and others) // Proc. 17^th Internat. Workshop on Rare Earth Magnets and their Applications. - Delaware (USA). - 2002. - P. 551-557.

5. V.V. Panasyuk, I.I. Bulyk, A.M. Trostianchyn. The HDDR process in Sm_18.57Co_46.12Fe_27.11Cu_5.91Zr_2.29 ferromagnetic alloy // Proc. 17^th Internat. Workshop on Rare Earth Magnets and their Applications. - Delaware (USA). - 2002. - P. 831-836.

6. V.V. Panasyuk, I.I. Bulyk, A.M. Trostianchyn. The HDDR process in KC37 ferromagnetic alloy // Proc. 17^th Internat. Workshop on Rare Earth Magnets and their Applications. - Delaware (USA). - 2002. - P. 826-830.

7. И.И. Булык, В.В. Федоров, А.Н. Тростянчин, Ю.Б. Басараба. В.Г. Сынюшко. Гомогенизационный отжиг интерметаллических соединений гидридообразующих металлов в водороде // Сб. докладов III Международ. конф. “Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов”. - Харьков (Украина). - 2002. - С. 186-190.

8. I.І. Булик, А.М. Тростянчин. Гідрування-диспропорціонування у самарій-кобальтовому феромагнетному сплаві на основі Sm₂(Co, Fe, Cu, Zr)₁₇ // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2003. - №4. - С.77-82.

9. Bulyk І.І., Panasyuk V.V., Trostianchyn А.М., Grygorenko G.М., Kostin V.A., Kapitanchuk L.M Metallographic investigations of phase transformations during Solid-HDDR process in ferromagnetic alloys based on Dd₂Fe₁₄B (Dd=Nd, Pr, La, Ce, Dy) compound // Proc. VIII Internat. Conf. “Hydrogen materials science and carbon nanomaterials” (ICHMS’2003). - Sudak (Ukraine). - 2003. - P. 204-205.

10. Тростянчин А.М. Вплив обробки у водні на магнітні властивості феромагнітного сплаву Е-78 // Матеріали XVIІI Наук.-техн. конф. молодих науковців і спеціалістів ФМІ НАН України (КМН-2003). – Львів (Україна). - 2003. - С.16-19.

11. I.I. Bulyk, V.V. Panasyuk, A.M. Trostianchyn, G.M. Grygorenko, Yu.M. Pomarin, T.G. Taranova, V.A. Kostin and Yu.G. Putilov. Features of the HDDR process in R–Fe–B ferromagnetic alloys (R is a mixture of Nd, Pr, Ce, La, Dy and others) // J. Alloys and Compounds. – 2004. - V. 370. - P. 261-270.

12. I.I. Bulyk, V.V. Panasyuk, A.M. Trostianchyn. Features of the HDDR process in alloys based on the SmCo₅ compound // J. Alloys and Compounds. -2004. - V. 379. - P. 154-160.

13. В.В. Панасюк, І.І. Булик, А.М. Тростянчин, В.В. Федоров. Особливості взаємодії з воднем сплавів системи дидим-залізо-бор // Фіз.-хім. механіка матеріалів. - 2004. - №2. - С. 105-112.

14. И.И. Булык, В.В. Панасюк, А.М. Тростянчин, Г.М. Григоренко, В.А. Костин, Т.Г. Таранова, С.Г. Григоренко. Рентгеновские и металлографические исследования фазовых превращений в ходе Solid-ГДДР в ферромагнитном сплаве системы DdFeB (Dd=Nd, Pr, La, Ce, Dy) // Современная электрометаллургия. – 2004. - № 3. - С. 42-46.

15. В.В. Панасюк, І.І. Булик, А.М. Тростянчин, В.В. Федоров. Особливості взаємодії з воднем сплавів системи дидим-залізо-бор // Труды III Международ. конф. “Водородная Обработка Материалов” (ВОМ-2004). - Донецк-Святогорск (Украина). - 2004. - С. 160-164.

16. І.І. Булик, В.В. Панасюк, А.М. Тростянчин, Ю.Б. Басараба, Ю.Г. Путілов. Спосіб виготовлення сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B // Патент України 71274 А. H01F7/00, H01F7/02, B22F9/00. Бюл. №11, 2004 р.