Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

Е. С. Гореликов, зам. директора, Центр инжиниринга промышленных технологий, эл. почта: gorelikoves@misis.ru
В. П. Тарасов, проф., зав. каф. цветных металлов и золота
А. В. Кутепов, вед. инженер проектного отдела, Центр инжиниринга промышленных технологий
A. A. Осипенкова, аспирант, каф. цветных металлов и золота

Существенный недостаток постоянных магнитов системы Nd – Fe – B — низкая устойчивость к коррозии. Одним из перспективных направлений научных исследований является поиск элементов, добавка которых в сплавы Nd – Fe – B способствует повышению этого показателя. Установлено допустимое содержание галлия и меди в редкоземельных магнитах, которое, с одной стороны, положительно воздействует на коррозионную стойкость магнитотвердых материалов (МТМ), а с другой стороны, позволит реализовать требуемые магнитные характеристики. Для образцов МТМ базового состава (% (мас.): 32 Nd; 0,5 Al; 4 Co; 1,1 B; остальное Fe) исследована зависимость магнитных характеристик (остаточной индукции Br, коэрцитивной силы по индукции H_c^b, коэрцитивной силы по намагниченности jH_c, температурного коэффициента индукции) и относительной доли суммарной площади коррозии образцов после коррозионных испытаний в течение 120 ч от содержания добавок галлия и меди от 0,2 до 1 % (мас.). Показано, что наилучшее влияние на коррозионную стойкость образцов МТМ, изготовленных из сплава базового состава, оказывает введение меди. Так, у МТМ с 1 % (мас.) Сu коррозионная стойкость почти на 25 % выше, чем у МТМ с 1 % (мас.) Ga. Это может быть объяснено влиянием меди на фазовый состав МТМ — уменьшается количество склонной к активному окислению борсодержащей фазы RFe₄B, что и приводит к повышению коррозионной стойкости. Обнаружено, что введение меди в МТМ снижает остаточную индукцию Br, но повышает его температурную стабильность за счет снижения температурного коэффициента индукции и увеличения коэрцитивной силы по намагниченности jH_c. Определено, что оптимальное содержание меди в МТМ с пониженной себестоимостью составляет 0,6 % (мас.).

Работа проведена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения обязательств по Соглашению о предоставлении субсидии от 26 сентября 2017 г. № 14.578.21.0255 (уникальный идентификатор соглашения RFMEFI57817X0255).

1. Щурин К. В., Панин И. Г. Изменение свойств немагнитных жидкостей в переменном магнитном поле // Информационно-технологический вестник. 2017. Т. 11, № 1. С. 103–114.
2. Ormerod J. The physical metallurgy and processing of sintered rare-earth permanent magnets // Journal of the Less Common Metals. 1985. Vol. 111, No. 1–2. P. 49–69.
3. Lemarchand D., Labulle B., Vigier P. Thermal behaviour of Nd – Fe – B alloys studied by T.E.M. // Journal de Physique Colloques. 1988. Vol. 49 (C8). P. C8-637–C8-638.
4. Илларионов Ю. А. Повышение температурной и коррозионной стойкости магнитных систем на основе сплавов Nd – Fe – B в эксплуатации // Электротехнические комплексы и системы управления. 2013. № 1. С. 8–13.

5. Willman C. J., Narasimhan K. S. V. L. Corrosion characteristics of RE – Fe – B permanent magnets // Journal of Applied Physics. 1987. Vol. 61, No. 8. P. 3766–3768.
6. Pat. 4588439 US. Oxygen containing permanent magnet alloy / Narasimhan Kalathur S. V. L., Willman Carol J., Dulis Edward J. ; publ. 13.05.1986.
7. Zhang P., Liang L., Jin J., Zhang Y., Liu X. Magnetic properties and corrosion resistance of Nd – Fe – B magnets with Nd64Co36 intergranular addition // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 616. P. 345–349.
8. Zhou B., Li X., Liang X., Yan G., Chen K., Yan A. Improvement of the magnetic property, thermal stability and corrosion resistance of the sintered Nd – Fe – B magnets with Dy80Al20 addition // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017. Vol. 429. P. 257–262.
9. Kitano Y., Shimomura J., Shimotomai M., Fukuda Y., Fujita A., Ozaki Y. Analytical electron microscopy of corrosion-resistant Nd-(Fe, Co, Ni, Ti)-B magnets // Journal of Alloys and Compounds. 1993. Vol 193, No. 4. P. 245–248.
10. Isotahdon E., Huttunen-Saarivirta E., Kuokkala Veli-Tapani. Characterization of the microstructure and corrosion performance of Ce-alloyed Nd – Fe – B magnets // Journal of Alloys and Compounds. 2017. Vol. 692. P. 190–197.
11. Ni J., Zhou S., Jia Z., Wang C. Improvement of corrosion resistance in Nd – Fe – B sintered magnets by intergranular additions of Sn // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 588. P. 558–561.
12. Кузнецов В. М. Легирование и раскисление сплавов Nd – Fe – B и Fe – Co – Nd – Dy ниобием, гафнием и кремнием // Тез. докл. IX Всесоюз. конф. по постоянным магнитам. — Суздаль, 20–23 сентября 1988. — M., 1988. C. 63.
13. ГОСТ 18898–89. Изделия порошковые. Методы определения плотности, содержания масла и пористости. — Введ. 1991–01–01.