Korean Journal of Materials Research (한국재료학회지)

Materials Research Society of Korea (한국재료학회)
권호 표지

Magnetic Properties of Melt-spun Fe-Nd-C Alloys

급속응고에 의해 제조된 Fe-Nd-C 합금의 자기적 특성

  • Jang, T.S. (Division of Metallurgical and Materials Engineerìng, Sun Moon Univ.) ;
  • Lim, K.Y. (Division of Metallurgical and Materials Engineerìng, Sun Moon Univ.) ;
  • Cho, D.H. (Dept. of Metallurgy and Materials Science, Han Yang Univ.)
  • 장태석 (선문대학교공과대학 재료금속공학부) ;
  • 임광윤 (선문대학교공과대학 재료금속공학부) ;
  • 조대형 (한양대학교 공과대학 금속재료공학과)
  • Published : 1997.12.01
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Abstract

For me1t-spun Fe-Nd-C alloys, variation of phase development and magnetic properties with the variety of alloy compositions and production conditions were investigated. To find out whether hard magnetic $Fe_{14}Nd_2C$ is crystallized direct1y from the melt by rapid quenching, the phase development of the as-spun ribbons spun at various speed was a1so studied. For the ribbons spun at 10m/s, ${\alpha}-Fe$ was the primary crystallization phase followed by the secondary $Fe_{17}Nd_2C$. At 20m/s ${\alpha}-Fe$ was suppressed so that the primary $Fe_{17}Nd_2C$ coexisted with the secondary ${\alpha}-Fe$ and the amorphous phase. Above 30m/s the ribbons were a1most amorphous, and the amorphization was complete at 40m/s. $Fe_{14}Nd_2C$ therefore was not found in as-spun state but obtained after heat treating the ribbons. The effective temperature range ($700{\sim}900^{\circ}C$) in which $Fe_{14}Nd_2C$ can be obtained was wider than that of a cast alloy. An alloy made with the wheel speed of 20 or 30m/s yielded higher coercivities after heat treatment. In iron-rich Fe-Nd-C, the composition range in which a high coercivity (more than 10kOe) is expected is narrow, i.e., 77~78 Fe and 7~8 C(at.%).

급속응고법으로 Fe-Nd-C 합금을 제조하여 합금의 조성 및 제조 조건의 변화에 따른 상변화와 자기특성의 변화를 조사하였다. 강자성 $Fe_{14}Nd_2C_x$가 초정으로 정출할 수 있는지를 알아보기 위하여 냉각속도의 변화에 따른 as-spun 합금에서의 상변화를 조사해 본 결과，10m/s로 제조한 Fe-Nd-C 리본합금은 ${\alphs}-Fe$가 일차상, $Fe_{17}Nd_2C_x$가 이차상으로 존재하는 결정질이었으며. 20m/s에서는 ${\alpha}-Fe$의 정출이 억제되거나 비정질화하여, $Fe_{14}Nd_2C_x$가 일차상, ${\alpha}-Fe$가 이차상으로서 비정질상과 함께 존재하였다. 냉각속도의 증가에 따라 비정질화가 증가하여 30m/s에서는 대부분 비정질화되었으며，40m/s에서 비정질화가 완료되었다. 따라서 $Fe_{14}Nd_2C$는 as-spun 상태에서는 얻어지지 않고 주조합금의 경우와 마찬가지로 열처리를 통한 고상변태에 의해서만 얻을 수 있었다. $Fe_{14}Nd_2C$를 얻을 수 있는 유효온도구역은 주조합금의 경우보다 넓은 $700{\sim}900^{\circ}C$였고，비정질화가 완벽한 합금보다 다소 덜 완벽하거나 $Fe_{17}Nd_2C_x$와 비정질상이 혼합된 합금에서 열처리에 의한 보자력의 향상이 더욱 현저하였다. Fe를 다량 함유한 Fe-Nd-C 조성 중에서 높은 보자력이 기대되는 조성 범위는 극히 제한되어, $750{\sim}800^{\circ}C$에서 몇 분간의 열처리로 10kOe 이상의 높은 보자력을 얻을 수 있는 조성은 77~78 Fe, 7~8 C (at.%) 정도였다.

Keywords