Tăng cường các thông số từ cứng của hợp kim AlNiCuCo35Ti5Nb bằng công nghệ xử lý nhiệt trong từ trường
Cơ quan:
1 Viện Công nghệ, Tổng cục Công nghiệp Quốc phòng, Hà Nội, Việt Nam
2 Khoa Cơ - điện, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam
- *Tác giả liên hệ:This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
- Từ khóa: Alnico, AlNiCuCo35Ti5Nb, Lực kháng từ, Từ dư, Xử lý từ nhiệt.
- Nhận bài: 25-12-2025
- Sửa xong: 01-04-2026
- Chấp nhận: 20-04-2026
- Ngày đăng: 01-06-2026
- Lĩnh vực: Cơ điện
Tóm tắt:
Vật liệu từ cứng thuộc hệ Al-Ni-Co là nhóm vật liệu có ý nghĩa quan trọng, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật - công nghệ. Trong đó, hợp kim AlNiCuCo35Ti5Nb nổi bật nhờ sự hội tụ các đặc tính từ ổn định như lực kháng từ cao (Hc), cảm ứng từ dư lớn (Br) và tích năng lượng từ cực đại (BH)max vượt trội. Nhờ vậy, hợp kim này có tiềm năng ứng dụng trong chế tạo các linh kiện, bộ phận lưu trữ năng lượng cho các thiết bị điện tử chính xác, cũng như trong công nghệ năng lượng, chế tạo máy, hàng không vũ trụ và công nghiệp quốc phòng. Nghiên cứu này tập trung khảo sát tác động của các chế độ xử lý nhiệt khác nhau trong từ trường (xử lý từ nhiệt) đến các thông số từ tính của hợp kim từ cứng AlNiCuCo35Ti5Nb. Mẫu hợp kim được chế tạo lần đầu tiên trong nước bằng phương pháp nấu đúc kết tinh định hướng. Kết quả cho thấy, chế độ xử lý từ nhiệt đa cấp với tốc độ làm nguội chậm (8,3 0C/phút) kết hợp giai đoạn giữ đẳng nhiệt (800 0C, 15 phút) cho phép tăng cường các thông số từ tính của hợp kim, trong đó giá trị (BH)max đạt đến 72,4 kJ/m³, tương đương với chất lượng vật liệu của LB Nga theo tiêu chuẩn GOST 17809-72. Đây là hệ quả của sự định hướng đồng nhất các tinh thể pha α₁ theo hướng từ trường ngoài, qua đó làm tăng mức độ đồng trục của các mômen từ và đồng thời tối ưu hóa hình thái của chúng.
Ahmad, Z., Liu, Z. W., and Haq, A. (2017). Synthesis, magnetic and microstructural properties of Alnico magnets with additives. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 428, 125-131. 
GOST 17809-72, (1972). Casting hard magnetic materials. Marks. Standards Publishing House, Moscow.
Gridnev, A. I., Chaban, I. P., Fedorova, G. A., and Morozov, E. M. (1977). Structure and nonmetallics in monocrystals of magnetic alloys doped with sulfur and carbon. Nauka, Moscow, pp. 86-88.
Guo, P., Ma, S., He, X., Shah, I. A., Ping, L., Chen, H., Xing, J., Xu, L., and Zhang, J. (2022). Effect of silicon content on microstructures and properties of directionally solidified Fe-B alloy. Materials 15(17), 5937.
Haider, A., Jaffery, S. H. I., Khan, A., and Khan, M. (2022). Processing of silicon-added Fe-Cr-Co hard magnetic alloy by two stage thermomagnetic treatment technique. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture 237(13), 2150-2159.
Han, X. H., Sun, J. B., Liu, T. Y., Wang, H. W., Zhang, Y., and Cui, C. X. (2019). Effects of magnetic field and annealing on the structure and magnetic properties of Alnico ribbons. Journal of Alloys and Compounds 785, 715-724.
Kramer, M. J., McCallum, R. W., Anderson, I. A., and Constantinides, S. (2012). Prospects for non-rare earth permanent magnets for traction motors and generators. JOM 64, 752-763.
Kronmüller, H., and Fähnle, M., (2003). Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids. Cambridge University Press, Cambridge (UK), 432 pages.
Li, D., Pan, D., Li, S., and Zhang, Z. (2016). Recent developments of rare-earth-free hard-magnetic materials. Science China Physics, Mechanics and Astronomy 59, 617501.
Liu, Z., Deng, Y., Rehman, S. U., Liu, H., Khan, A. J., Zhong, S., Yu, X., and Yang, M. (2025a). Refining Alnico 8 magnets with composition optimization of matrix phase, directional solidification and magnetic field annealing. Journal of Alloys and Compounds 1006, 176329.
Liu, Y., Luan, H., Zhao, J., Zhao, Z., Liu, L., Ding, Y., Sun, Y., and Yan, A. (2025b). Relationships between the grain orientation, spinodal structure, and magnetic properties of AlNiCo alloys. Journal of Alloys and Compounds 1010(5), 177275.
Liu, Y., Zhao, J., Zhao, Z., Liu, L., Huang, M., Zhou, B., Ding, Y., Sun, Y. Liu, Y., and Yan, A. (2024). Microstructure and magnetic properties of Dy-added Alnico alloys. Journal of Alloys and Compounds, 973, 172894.
McCurrie, R. A., (1982). The structure and properties of Alnico permanent magnet alloys. In: Wohlfarth, E.P. (Ed.), Handbook of Ferromagnetic Materials. Elsevier, Amsterdam, pp. 107-188.
Nguyễn, H. D. (2022). Nghiên cứu chế tạo một số vật liệu từ cứng đặc chủng, ứng dụng trong quốc phòng. Đề tài nghiên cứu mã số TĐANQP.02/20-22, Viện Hàn lâm KHandCN Việt Nam.
Nguyễn, H. Ng., Phạm, Th. Th., Kiều, X. H., Nguyễn, H. Y., Đào, S. L., Phạm, V. Đ., Trần, Đ. Th., Lương, V. Đ., Trương, V. A., Nguyễn, V. Th., Phan, Ng. H., and Nguyễn, H. D. (2021). Nghiên cứu chế tạo vật liệu từ cứng Alnico bằng phương pháp đúc. Hội nghị Vật lí chất rắn và Khoa học vật liệu lần thứ 12-SPMS 2021. Trường Đại học Cần Thơ, 44-48.
Rehman, S. U., Jiang, Q., Lei, W., Liu, K., Zeng, L., Ghazanfar, M., Ahmad, T., Liu, R., Ma, S., and Zhong, Z. (2019). Microstructures and magnetic properties of cast Alnico 8 permanent magnets under various heat treatment conditions. Physica B: Condensed Matter 552, 136-141.
Rehman, S. U., Liu, H., Deng, Y., Liu, Z., Khan, A. J., Li, J., Yu, X., and Yang, M. (2025a). Optimization of an isotropic Alnico 8 alloy. Journal of Alloys and Compounds 1010, 178142.
Rehman, S. U., Liu, Z., Deng, Y., Liu, R., Yu, X., and Yang, M. (2025b). Service performance of directionally solidified Alnico 8 alloy. Journal of Materials Research and Technology 36, 7476-7484.
Rehman, S. U., Wei, C., Huang, Q., Jiang, Q., Haq, A., Wang, J., and Zhong, Z. (2021). Tailoring the microstructure, magnetic properties and interaction mechanisms of Alnico-Ta alloys by magnetic field treatment. Journal of Alloys and Compounds 857, 157586.
Rinko, E. A., Zhang, X., Tang, W., Lewis, L. H., Kramer, M. J., and Anderson, I. E. (2022). Effects of tensile loading during annealing of Alnico melt-spun ribbons. AIP Advances 12(3), 035338.
Samolyuk, G. D., Ujfalussy, B., and Stocks, G. M. (2014). The distribution of alloying elements in Alnico 8 and 9 magnets: Site preference of ternary Ti, Fe, Co and Ni additions in DO3 Fe3Al, Co3Al and Ni3Al based intermetallic phases. Journal of Applied Physics 116(17), 173908.
Sergeev V. V.and Bulygina T. I. (1980). Hard Magnetic Materials. Energy, Moscow, 224 pages.
Sun, Y. L., Zhao, J. T., Liu, Z., Xia, W. X., Zhu, S. M., Lee, D., and Yan, A. R. (2015). The phase and microstructure analysis of Alnico magnets with high coercivity. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 379, 58-62.
Zhao, Z., Zhao, J., Wang, M., Sun, Y., Xia, W., Chao, Z., Li, S., Chen, R., Yan, A., and Jiang, L. (2024). Effect of spinodal decomposition structure of AlNiCo alloy on magnetic viscosity and magnetization reversal. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 586, 171284.
Zhou, L., Guo, W., Poplawsky, J. D., Ke, L., Tang, W., Anderson, I. E., and Kramer, M. J. (2018). On spinodal decomposition in alnico-A transmission electron microscopy and atom probe tomography study. Acta Materialia, 153, 15-22.
Zhou, L., Tang, W., Ke, L., Guo, W., Poplawsky, J. D., Anderson, I. E., and Kramer, M. J. (2017). Microstructural and magnetic property evolution with different heat-treatment conditions in an Alnico alloy. Acta Materialia 133, 73-80.
Zhou, M. J., Sun, J. B., Zhang, H. Q., Chi, X., Ding, H. W., and Wang, Y. L. (2025). Preparation of Alnico alloy with high magnetic properties by the two-phase composite method. Journal of Alloys and Compounds 1039, 183272.
Zou, M., Johnson, F., Zhang, W., Zhao, Q., Rutkowski, S. F., Zhou, L., and Kramer, M. J. (2016). Processing of Alnico permanent magnets by advanced directional solidification methods. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 420, 152-157.
Các bài báo khác
Toà soạn Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất
Phòng Xuất Bản - Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Số 18 Phố Viên, P. Đức Thắng, Q. Bắc Từ Liêm, Hà Nội
Tel: (+84-24) 3219 1509 Fax: (+84-24) 3838 9633 
Email: tapchi@humg.edu.vn