Abstract
Change in phases, microstructures, and magnetic properties by the variation of quench rate and heat treatment were investigated for melt-spun $Fe_{77}Pr_{15}C_8$ ribbons. The amorphization of as-spun ribbons increased as the quench rate increased. As a result, the ribbon quenched at 40 m/s was almost entirely amorphous. Similarly to cast alloys, the primary phase in crystalline ribbons quenched at 10 m/s was $\alpha$-Fe followed by the secondary $Fe_{17}Pr_2C_x$. Crystalline phases were still dominant in the ribbon spun at 20 m/s, but in this case crystallization of $Fe_{17}Pr_2C_x$ was remarkable with a little suppression of $\alpha$-Fe. At 30 m/s an amorphous phase obviously dominated in the as-spun ribbons with small fraction of crystals. Therefore, substantial amount of hard magnetic $Fe_{14}Pr_2C$ was not obtained from the as-spun state but, as in cast alloys, produced only by a solid-state transformation. Within a few minutes fine grains of $Fe_{14}Pr_2C$ were easily obtained at relatively low temperature when the degree of amorphization of as-spun ribbons was higher. The grain size of $Fe_{14}Pr_2C$ was well less than 1${\mu}{\textrm}{m}$. The ribbons quenched at 20 or 30 m/s yielded higher coercivities after heat treatment.
급속응고(melt spinning)법이 Fe-Nd-C의 경우와 마찬가지로 보자력이 높은 Fe-Pr-C 합금을 얻는데에 효과적인지 알아보기 위하여, 급속응고된 Fe-Pr-C 리본에 대하여 냉각속도 및 열처리의 변화에 따른 상, 미세조직 및 자기특성의 변화를 조사하였다. 냉각속도(wheel speed)가 증가할수록 as-spun 리본의 비정질화가 증가하여 40m/s에서 제조된 리본합금은 거의 비정질화하였다. 10m/s에서 제조된 결정질 리본의 상분포는 주소상태의 상분포와 유사하여 .alpha. -Fe가 일차상, Fe$_{17}$Pr$_{2}$C$_{x}$가 이차상으로 존재하였다. 20m/s에서도 결정질이 우세하게 나타나나, 이때에는 .alpha. -Fe의 정출이 약간 억제되는 반면 Fe$_{17}$Pr$_{2}$C$_{x}$의 정출이 현저하였으며, 30m/s에서는 비정질이 우세하여 소량의 결정질만이 존재하였다. 따라서 강자성 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C 상은 as-spun 상태에서는 존재하지 않거나 미량이었으며, 주조합금의 경우와 마찬가지로 고상변태를 통해서 얻을 수 있었다. 일반적으로 as-spun리본이 비정질화할수록 비교적 낮은 온도에서 수분의 열처리만으로 완전한 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C 상을 얻을 수 있었으며, 결정화가 완벽할수록 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C를 얻기 위한 열처리 시간은 증가하였다. 이와 같이 얻은 Fe$_{14}$Pr$_{2}$C는 대부분 1 .mu. m 이하의 미세한 결정립을 가지고 있었으며, as-spun 리본의 비정질화가 완벽한 경우보다 덜 완벽한 경우(30m/s) 또는 결정질과 약간의 비정질이 혼합된 경우 (20m/s)에 열처리에 의한 보자력의 향상이 뚜렷하였다. 일반적으로 변태온도 구역안에서 열처리 온도가 높을수록 10분 이하의 짧은 열처리가 보자력의 향상에 효과적이었다.이었다.
