Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý Chất rắn: Chế tạo và nghiên cứu tính chất từ của vật liệu tổ hợp nano không chứa đất hiếm Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co

Mục đích nghiên cứu của Luận án nhằm tìm được hợp phần và các qui trình chế tạo Vật liệu từ cứng không chứa đất hiếm, nền Mn-(Bi, Ga), VLTM FeCo, VLTC tổ hợp Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất từ của vật liệu. Làm sáng tỏ cơ chế từ cứng của VLTC nền Mn-(Bi, Ga) và VLTC tổ hợp Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Vật lý Chất rắn: Chế tạo và nghiên cứu tính chất từ của vật liệu tổ hợp nano không chứa đất hiếm Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN MẪU LÂM CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TỪCỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP NANO KHÔNG CHỨA ĐẤT HIẾM Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số: 9.44.01.04TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ CHẤT RẮN Hà Nội – 2020 Công trình được hoàn thành tại: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Trần Minh Thi 2. GS. TS. Nguyễn Huy Dân Phản biện 1: GS. TS. Vũ Đình Lãm Viện Khoa học vật liệu Phản biện 2: PGS. TS. Phạm Văn Vĩnh Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Phản biện 3: PGS. TS. Lê Tuấn Tú Trường Đaih học KHTN-ĐHQG Hà Nội Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Sư phạm Hà Nội vào hồi …..giờ … ngày … tháng 2020Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:- Thư viện Quốc Gia, Hà Nội.- Thư viện Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. 1 MỞ ĐẦU Ngày nay, vật liệu từ cứng (VLTC) hay nam châm vĩnh cửu (NCVC) được ứng dụngrộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội như: động cơ, máy phát điện, máytính, máy tuyển quặng, máy bốc dỡ hàng hóa, máy lạnh, thiết bị khoa học kĩ thuật, quân sự,thiết bị y tế, năng lượng xanh, công nghệ thông tin… Theo các số liệu thống kê thì nhu cầu sửdụng VLTC ngày càng tăng cao, vì vậy tiềm năng ứng dụng của VLTC là rất lớn. Tuy nhiênVLTC có tích năng lượng (BH)max lớn đang được ứng dụng trong thực tế đều dựa trên cácnguyên tố đất hiếm như Nd, Pr, Sm, Dy... Nguồn đất hiếm trên thế giới chỉ tập trung tại mộtsố quốc gia nhất định. Vì vậy các quốc gia sử hữu nguồn đất hiếm coi đó như một lợi thế vềcạnh tranh về kinh tế và chính trị trên thế giới. Do nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao nênnguồn cung đất hiếm ngày càng bị cạn kiệt. Bên cạnh đó công nghệ khai thác và tinh chế đãgây ra nhiều hệ lụy đến môi trường. Vì thế các nước sở hữu đất hiếm đang hạn chế khai thácvà xuất khẩu nên các nguyên tố đất hiếm này. Chính vì vậy giá thành của chúng ngày càngtăng cao. Dẫn đến ảnh hưởng mạnh đến ngành sản xuất sử dụng đất hiếm nói chung và ngànhcông nghiệp chế tạo NCVC nói riêng. Những lý do kể trên, đã thúc đẩy các nhà khoa học về vật liệu từ trên thế giới tập trungnghiên cứu cải tiến công nghệ chế tạo để nâng cao phẩm chất từ của các hệ NCVC hiện nay.Đồng thời tìm cách làm giảm hàm lượng đất hiếm trong NCVC chất lượng cao và tìm kiếmcác pha từ cứng mới không chứa đất hiếm có phẩm chất từ tốt có thể thay thế một phần hoặchoàn toàn NCVC chứa đất hiếm. VLTC không chứa đất hiếm n- i có tích năng lượng cực đại (BH)max theo lýthuyết vào cỡ 18 MGOe, có trục c là trục d từ hóa và có dị hướng từ cao ở nhiệt độph ng. Lực kháng từ Hc của hệ vật liệu Mn-Bi có tính chất khá thú vị. Đó là trong v ngnhiệt độ 150 – 550 K, Hc tăng theo sự tăng của nhiệt độ. nhiệt độ 550 người ta đãđo được dị hướng từ tinh thể K1 90 k e và lực kháng từ c 18 k e đây là điều kiệncho khả năng ứng dụng nam châm ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, dị hướng từ vuông góc vớimặt ph ng cơ sở của Mn-Bi gây nên hiệu góc quay err lớn hứa h n Mn-Bi là một loại vậtliệu ghi quang từ cao. Tuy nhiên, những công bố về VLTC Mn-Bi chủ yếu tập trung ở kíchthước hạt micro mét, các công bố về VLTC Mn-Bi có kích thước hạt nano còn hạn chế.Nếu đề cập đến giá thành của vật liệu Mn-Bi, thì đây là hệ hợp kim rẻ tiền. Hệ VLTC thứhai dựa trên nền Mn là Mn-Ga, hệ này là một trong số vật liệu từ cứng không chứa đất 2hiếm có dị hướng từ tinh thể lớn ở nhiệt độ phòng nên đang chú ý trong những năm gầnđây. Với những lí do đó hệ hợp kim Mn-( i, Ga) đã thu hút nhiều sự chú ý của các nhàkhoa học trong nghiên cứu cơ bản và chế tạo NCVC không chứa đất hiếm có có khả năngứng dụng trong thực tế. Bên cạnh VLTC đơn pha đang được sử dụng rộng rãi hiện nay thì vật liệu từ cứng tổhợp cũng đang được các nhà khoa học đẩy mạnh nghiên cứu. Theo tính toán lý thuyết, VLTCtổ hợp có tích năng lượng cực đại có thể lên tới 120 MGOe nếu kích thước hạt và cách sắpxếp của các pha từ phù hợp. Các hệ VLTC tổ hợp và phương pháp chế tạo đang được nghiêncứu rất đa dạng, tuy nhiên phẩm chất từ đạt được về hệ vật liệu này của các nhóm nghiên cứuchưa thực sự tương xứng với các kết quả lý thuyết đã công bố. Từ những lý do trên chúng tôi đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của luận án là: “Chếtạo và nghiên cứu tính chất từ của vật liệu tổ hợp nano không chứa đất hiếm Mn-(Bi,Ga)/Fe-Co”.Đối tượng nghiên cứu của luận án - VLTC không chứa đất hiếm nền Mn-(Bi, Ga). - Vật liệu từ mềm (VLTM) Fe-Co. - VLTC tổ hợp không chứa đất hiếm có cấu trúc nano Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co.Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Tìm được hợp phần và các qui trình chế tạo VLTC nền Mn-(Bi, Ga), VLTM Fe-Co, VLTC tổ hợp Mn-(Bi, Ga)/Fe-Co và các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất từ của vậtliệu. - Làm sáng tỏ cơ chế từ cứng của VLTC nền Mn-(Bi, Ga) và VLTC tổ hợp Mn-(Bi,Ga)/Fe-Co.Phương pháp nghiên cứu Luận án được tiến hành bằng phương pháp thực nghiệm. Các mẫu nghiên cứu đượcchế tạo bằng phương pháp phun băng nguội nhanh,NCNLC và các phương pháp hóa học.Cấu trúc của các mẫu được nghiên cứu bằng các kĩ thuật nhi u xạ tia X (XRD), hiển vi điệntử quét SEM và hiển vi điện tử truyền qua TEM. Tính chất từ của vật liệu được khảo sátbằng các phép đo đường từ tr M(H) trên hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) và từ kế từ trườngxung (PFM).Ý nghĩa khoa học của luận án ...