การพัฒนาสมบัติแม่เหล็กในวัสดุแม่เหล็กถาวรที่ปราศจากธาตุหายากโดยการเจือ/คอมโพสิตด้วยฟิล์มบาง

Enhancement of magnetic properties in rare-earth free permanent magnets by doping/compositing with thin films

Name: ธนิษฐ์ สายโสภา

Name: ยุทธการ รัตนชัย

Name: วุฒิไกร ใสเหลื่อม

keyword: คอมโพสิต

; compositing

Abstract: ในการศึกษานี้ เราได้แสดงให้เห็นเรื่องการทำงานของกลไกที่เพิ่มคุณสมบัติแม่เหล็กที่สังเกตได้ชัดเจนในโครงสร้างคอมโพสิตของ MnBi/Al ที่เตรียมได้ผ่านกระบวนการเผาผนึกสุญญากาศที่อุณหภูมิต่ำ เราได้รับ MnBi ซึ่งมีโครงสร้างแกน/เปลือกคู่ของ Mn/MnBi/Bi ผ่านกระบวนการการเผาผนึก ทำให้ได้ Bi ส่วนเกินก่อตัวเป็นเปลือกภายนอก หลังจากที่นำ MnBi ไปเผาเหนืออุณหภูมิการละลายของ Bi แล้ว ของเหลวหลอมละลาย Bi ได้เป็นตัวเชื่อมกลาง ดึงดูดโลหะที่ไม่มีสมบัติแม่เหล็กอย่าง Al เข้ามาที่สารประกอบ MnBi ซึ่งเป็นผลให้เกิดการปรับปรุงสูงสุดถึง 18.7% ใน (BH)max การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งกราด (SEM) และเทคนิคการกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์ (EDX) แสดงให้เห็นถึงการกระจายตัวของโครงสร้างและส่วนผสมทางเคมี การตรวจสอบโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเทคนิค (XPS) ตรวจสอบ Al ที่บ่งบอกถึงโลหะ Al, Al2O3, และโลหะผสมของ Al ซึ่งทำให้การเกิดสารประกอบ Mn-Bi-Al บริเวณพื้นผิวรอยต่อ คุณสมบัติแม่เหล็กที่ได้รับจากการคำนวณของทฤษฎีการคำนวณฟังก์ชันความหนาแน่น (DFT) สนับสนุนผลการทดลองเป็นอย่างดี ระบุว่าการมีอลูมิเนียมในโครงสร้าง MnBi เพิ่มความเป็นแม่เหล็กได้ การค้นพบนี้เสนอแนวทางมุมมองเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของพื้นผิวในสารประกอบ MnBi/Al ที่เต็มไปด้วย Bi การวิจัยเสนอวิธีการนวัตกรรมในการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นจากการมี Bi เกินจากในโครงสร้าง MnBi การศึกษานี้เปิดช่องทางใหม่สำหรับการสำรวจในด้านวัสดุศาสตร์ ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางกลของโลหะผสมที่เพิ่มขึ้น

Abstract: In this study, we elucidate the mechanisms behind the enhanced magnetic properties observed in MnBi/Al composites prepared through low-temperature vacuum sintering. The MnBi obtained, exhibiting a Mn/MnBi/Bi core/double shell structure, is formed through diffusion processes, resulting in excess Bi forming the outer shell. Upon reheating MnBi above the melting temperature of Bi, the resulting Bi liquid matrix acts as a binder, attracting non-magnetic Al to the MnBi compound, leading to a remarkable up to 18.7% improvement in (BH)max. X-ray diffraction and scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy reveal the indirect and inhomogeneous distribution of the structural and chemical composition. X-ray photoelectron spectroscopy focusing on Al identifies peaks indicative of Al metal, Al2O3, and Al alloys, suggesting the formation of novel Mn-Bi-Al ternary alloys at their interfaces. Magnetization obtained from density functional theory calculations supports our observations, indicating that the presence of Al in the MnBi structure enhances magnetization. This finding offers a perspective on interfacial dynamics in Bi-rich MnBi/Al composites, presenting innovative strategies to address challenges posed by excess Bi in the MnBi structure. The study opens new avenues for exploration in material science, with potential implications for enhanced magnetic and mechanical properties of alloys.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: นครราชสีมา

Email: library@rmuti.ac.th

Name: ทุนสนับสนุนงานมูลฐาน (Fundamental Fund)

Role: ผู้ให้ทุน

Created: 2566

Modified: 2568-05-30

Issued: 2568-05-30

งานวิจัย/Research report

application/pdf

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคล อีสาน

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	RMUTI_Kitiya_Res68_11.pdf	10.14 MB

ใช้เวลา

0.02526 วินาที