Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

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Study on Oxidation and Coercivity of Nd2Fe14B Compound Crystal

Nd2Fe14B 화합물 결정의 산화 및 보자력에 관한 연구

  • Received : 2012.06.11
  • Accepted : 2012.06.19
  • Published : 2012.06.30
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Abstract

Oxidation of the $Nd_2Fe_{14}B$ compound crystal and its effect on the coercivity of the fine $Nd_2Fe_{14}B$ crystal particles were investigated. Oxidation kinetics of the $Nd_2Fe_{14}B$ compound crystal was investigated using an excessively grown $Nd_2Fe_{14}B$ grains in the $Nd_{15}Fe_{77}B_8$ alloy ingot. Oxidation of the $Nd_2Fe_{14}B$ compound crystal occurred by dissociation of the phase into multi-phase mixture of ${\alpha}$-Fe, $Fe_3B$, and Nd oxides. Oxidation rate of the $Nd_2Fe_{14}B$ compound crystal showed no dependence on the crystallographic direction. The oxidation reaction was modeled according to simple linear relationship. Activation energy for the oxidation of $Nd_2Fe_{14}B$ compound crystal was calculated to be approximately 26.8 kJ/mol. Fine $Nd_2Fe_{14}B$ crystal particles in near single domain size was prepared by ball milling of the HDDR-treated $Nd_{15}Fe_{77}B_8$ alloy, and these particles were used for investigating the effect of oxidation on the coercvity. The near single domain size $Nd_2Fe_{14}B$ crystal particles (${\fallingdotseq}0.3\;{\mu}m$) had high coercivity over 9 kOe. However, the coercivity was radically reduced as the temperature increased in air (<2 kOe at $200^{\circ}C$). This radical coercivity reduction was attributed to the soft magnetic phases, ${\alpha}$-Fe and $Fe_3B$, which were formed on the surface of the fine particles due to the oxidation.

$Nd_2Fe_{14}B$ 화합물 결정의 산화 및 미세 $Nd_2Fe_{14}B$ 결정입자의 보자력에 미치는 산화의 영향을 조사하였다. $Nd_2Fe_{14}B$ 화합물 결정의 산화속도는 $Nd_{15}Fe_{77}B_8$ 합금 잉곳 중의 과잉 성장시킨 $Nd_2Fe_{14}B$ 결정립을 이용하여 조사하였다. $Nd_2Fe_{14}B$ 화합물 결정의 산화는 이 결정상의 ${\alpha}$-Fe, $Fe_3B$, 및 Nd 산화물 복합상으로의 분해에 의해 일어 났다. $Nd_2Fe_{14}B$ 화합물 결정의 산화속도는 결정 방위와는 무관하였다. 산화반응 속도 식은 단순한 직선관계로 나타났다. $Nd_2Fe_{14}B$ 화합물 결정의 산화에 대한 활성화에너지는 약 26.8 kJ/mol로 계산되었다. HDDR 처리한 $Nd_{15}Fe_{77}B_8$ 합금을 볼밀링하여 임계단자구 크기에 유사한 미세한 $Nd_2Fe_{14}B$ 결정입자를 제조하고, 이 입자들을 이용하여 보자력에 미치는 산화의 영향을 조사하였다. 임계단자구 크기에 유사한 미세한 $Nd_2Fe_{14}B$ 결정입자(${\fallingdotseq}0.3\;{\mu}m$)는 9 kOe 이상의 높은 보자력을 가졌다. 그러나, 이 보자력은 공기 중에서 온도 상승에 따라 급격하게 저하하였다($200^{\circ}C$에서 2 kOe 이하). 이러한 급격한 보자력의 감소는 산화에 의해 미세 입자의 표면에 형성된 연자성 ${\alpha}$-Fe 및 $Fe_3B$ 상 때문으로 판단되었다.

Keywords

References

  1. J. J. Croat, J. F. Herbst, R. W. Lee, and F. E. Pinkerton, J. Appl. Phys. 55, 2078 (1984). https://doi.org/10.1063/1.333571
  2. M. Sagawa, S. Fujimura, N. Togawa, H. Yamamoto, and Y. Matsuura, J. Appl. Phys. 55, 2083 (1984). https://doi.org/10.1063/1.333572
  3. Y. Li, H. E. Evans, I. R. Harris, and I. P. Jones, Oxidation of Metals 59, 167 (2003). https://doi.org/10.1023/A:1023078218047
  4. I. Skulj, H. E. Evans, and I. R. Harris, J. Mater. Sci. 43, 1324 (2008). https://doi.org/10.1007/s10853-007-2229-y
  5. W. Q. Liu, M. Yue, G. P. Wang, D. T. Zhang, and J. X. Zhang, Corrosion 66, 0550041 (2010).
  6. J. I. Lee, H. W. Kwon, and Y. S. Kang, J. Magnetics 13, 102 (2008). https://doi.org/10.4283/JMAG.2008.13.3.102

Cited by

  1. Coercivity of Nd-Fe-B-Type Fine Particles Prepared by Mechanical Milling of HDDR Material vol.50, pp.1, 2014, https://doi.org/10.1109/TMAG.2013.2278395
  2. Coercivity of Nd-Fe-B-type Fine Particles Prepared from Different Precursor Materials vol.20, pp.1, 2015, https://doi.org/10.4283/JMAG.2015.20.1.021