BR112018076409B1

BR112018076409B1 - Ímã de ferrita sinterizado

Info

Publication number: BR112018076409B1
Application number: BR112018076409-4A
Authority: BR
Inventors: Minho Kim; Dongyoung Lee; Jung-whan LEE; Eunseon CHEONG
Original assignee: Union Materials Corporation
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2022-11-16
Also published as: CN109311762A; EP3473606A1; BR112018076409A2; US20190252100A1; MX2018015263A; HUE061591T2; PL3473606T3; EP3473606B1; EP3473606A4; KR20170142776A; KR102588231B1; WO2017222212A1

Abstract

A presente invenção fornece um material magnético de ferrita que é barato através da redução dos conteúdos de La e Co e capaz de fornecer um notável produto de energia máximo ((BH)max) em comparação com os materiais magnéticos de ferritas convencionais através da indução de uma elevada magnetização de saturação e um elevado campo magnético anisotrópico.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a um material magnético de ferrita que é barato em comparação com os materiais magnéticos de ferrita convencionais e capaz de fornecer um produto de energia máxima elevado ((BH)max), e um ímã de ferrita sinterizado usando os mesmos.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA

[002] Uma ferrita tem uma estrutura cristalina hexagonal do tipo magnetoplumbito (ou tipo M). Uma ferrita é um material cujas propriedades magnéticas não são facilmente alteradas pela direção e magnitude de um campo magnético. Esta é comumente usada como um material para ímãs permanentes a serem empregados nos motores elétricos automotores, rotores para dispositivos elétricos e semelhantes. Uma ferrita é caracterizada pelo fato de que é barata uma vez que esta é produzida por um processo geral para a produção de cerâmica a partir de carbonato de estrôncio e óxido de ferro, que são baratos entre os materiais magnéticos permanentes.

[003] Entretanto, foi recentemente demandado que motores se tornem menores em tamanho e mais eficientes devido aos problemas ambientais e várias leis e regulamentações em relação à economia de energia, de acordo com este, e ímãs permanentes são também requeridos por terem melhores desempenhos.

[004] As propriedades magnéticas representativas de um ímã permanente incluem densidade de fluxo magnético residual (Br), força coerciva intrínseca (iHc), produto de energia máximo ((BH)max), e relação de quadratura (Hknie/iHc). A força coerciva intrínseca e a densidade de fluxo magnético residual atendem as seguintes relações: Br = 4πIs x p x f (Is: magnetização de saturação; p: densidade; e f: grau de orientação) iHc = HA X fc (HA: campo magnético anisotrópico; e fc: Relação de volume de domínios magnéticos únicos).

[005] A densidade de fluxo magnético residual (Br) é proporcional à magnetização de saturação, que é a soma dos momentos magnéticos spin de uma composição, a densidade, e o grau de orientação. A densidade e o grau de orientação são propriedades físicas materializadas depois de pulverização fina no processo para a preparação de uma ferrita. Estes podem ser alcançados até cerca de 95% dos valores teóricos pela otimização do processo. O valor teórico da magnetização de saturação de uma ferrita de estrôncio (doravante referida como “Sr-ferrita”) em temperatura ambiente é conhecido como sendo 74 emu/g (4πIs = 4.760 G, quando a densidade e o grau de orientação são de 100%, respectivamente). A magnetização de saturação é aumentada por um aumento nos momentos magnéticos de spin em uma composição de ferrita substituída.

[006] A força coerciva intrínseca force (iHc) é proporcional ao campo magnético anisotrópico e a proporção em volume de domínios magnéticos únicos. Sabe-se que o valor teórico do campo magnético anisotrópico de um domínio magnético único de uma Sr-ferrita é de 20.000 Oe e o tamanho do cristal de um domínio magnético único é de cerca de 1 μm. Um valor de força coesiva elevado pode ser conseguido aumentando a proporção em volume de domínios magnéticos únicos por otimização de processo depois de pulverização fina no processo de preparação de uma ferrita. É possível atingir cerca de 40% (7.700 Oe) do valor teórico devido ao campo interno desmagnetizando quando uma Sr-ferrita está no tamanho de um domínio magnético único, e um valor de campo magnético anisotrópico mais elevado pode ser conseguido através da substituição de alguns dos íons de Fe com um elemento tendo uma anisotropia magnética elevada tal como Co, Cr, Al, ou semelhantes.

[007] Enquanto isso, o produto de energia máximo ((BH)max) é o produto da densidade de fluxo magnético (B) fornecido por um ímã e o campo magnético (H) aplicado ao ímã em cada ponto de operação em curvas BH, que apoiam a energia acumulada dentro do ímã. Em cada curva de desmagnetização, o ponto em que o produto de B e H é um máximo representa o produto de energia máximo. Em geral, um ímã permanente tendo valores elevados de Br, iHc, e relação de quadratura poderiam ter um produto de energia máximo. Um motor aplicado ao ímã permanente tem uma saída elevada e uma desmagnetização baixa causada por um campo magnético externo. Como resultado, o produto de energia máximo é um índice representativo de um ímã permanente.

[008] Por exemplo, a Patente U.S. No. 5.846.449 (Documento de Patente 1) divulga que no caso em que algum do Fe é substituído com Zn e algum de Sr é substituído com La, um ímã ferrita tendo uma magnetização de saturação melhorada é obtido em comparação com as composições convencionais em que algum do Fe é substituído com Co. No entanto, o ímã ferrita em que algum do Fe é substituído com Zn envolve um problema que o produto de energia máximo é reduzido a 5,14 MGOe devido a uma redução abrupta no campo magnético anisotrópico.

[009] Além disso, a patente coreana No. 10-0910048 (Documento de patente 2) divulga uma técnica de melhorar a densidade de fluxo magnético residual e a força coesiva intrínseca por meio de substituição de algum de Ca com um elemento terroso raro como La e substituindo algum de Fe com Co, assim, produzindo um produto de energia máximo de 42,0 kJ/m3 (ou de cerca de 5,28 MGOe). No entanto, há um problema que as propriedades magnéticas de um ímã obtido de acordo com o documento de patente 2 não são suficientemente altas em comparação com os ímãs Sr-ferrita convencionais (documento de patente 1).

[010] Além disso, a patente coreana No. 10-1082389 (Documento de patente 3) divulga um método de obter valores elevados de densidade de fluxo magnético residual, força coesiva intrínseca, e relação de quadratura por meio da substituição de algum de Ca com Sr, Ba, e La, e substituindo algum de Fe com Co e Cr. No entanto, o produto de energia máximo de um ímã obtido por este método é 5,29 MGOe, que não é suficientemente elevado em comparação com os ímãs convencionais de Sr-ferrita (Documento de patente 1).

[011] Além disso, a patente coreana No. 10-0910048 (Documento de patente 2) divulga que 0,5 de La e 0,3 de Co como proporções de conteúdo são requeridos para obter uma energia magnética máxima de 5,28 MGOe. A patente coreana No. 10-1082389 (Documento de patente 3) divulga que 0.415 de La e 0.316 de Co como proporções de conteúdo são requeridos para obter uma energia magnética máxima de 5,29 MGOe. No entanto, La e Co são matérias-primas que são mais caras do que o oxido de ferro, que é o componente principal de um ímã de ferrita sinterizado, por várias dezenas de vezes até cerca de 100 vezes. Assim, o custo de produção de um ímã de ferrita sinterizado é significativamente aumentado conforme seus conteúdos são aumentados.

[012] Como descrito acima, os materiais magnéticos de ferrita de composições conhecidas são mais caros do que o preço demandado no mercado e ainda têm propriedades magnéticas não satisfatórias. Houve uma demanda para um material magnético que é barato em comparação com os materiais magnéticos convencionais e tem excelentes propriedades magnéticas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[013] Como resultado de pesquisa continuada para obter o objeto acima, os presentes inventores descobriram um material magnético de ferrita que é barato em comparação com os materiais magnéticos de ferrita convencionais e capaz de fornecer um produto de energia máximo elevado em virtude de uma elevada magnetização de saturação e um campo magnético anisotrópico elevado por meio da combinação de elementos que podem melhorar a magnetização de saturação e o campo magnético anisotrópico ao mesmo tempo em uma composição de ferrita que compreende menos do que 0,4 de La e menos do que 0,3 de Co como proporções de conteúdo, por meio do qual os presentes inventores completaram a presente invenção.

[014] Por conseguinte, um objeto da presente invenção é fornecer um material magnético de ferrita, que é barato ao reduzir os respectivos conteúdos de La e Co e capazes de fornecer um produto de energia máximo elevado, e um ímã de ferrita sinterizado obtido através da sinterização do mesmo.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[015] Para obter o objeto acima, a presente invenção fornece um material magnético de ferrita, que compreende uma fase primária de uma fase de magnetoplumbito tendo uma estrutura hexagonal, em que os elementos que constituem a fase primária compreende uma composição representada pela seguinte Fórmula 1: [Fórmula 1] Ca(1-x-y)SrxLayFe(2n-m)CθmOl9 em que 0,32 < y < 0,394, 0,251 < m < 0,29, 0,42 < 1-x-y < 0,52, e 9,0 < 2n < 10,0.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[016] Como descrito acima, o ímã de ferrita sinterizado obtido a partir de material magnético de ferrita de acordo com a presente invenção tem um produto de energia máximo elevado ((BH)max) embora este seja barato em comparação com os materiais magnéticos convencionais. Assim, isto pode atender a demanda recente para um motor que é altamente eficiente e menor em tamanho.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[017] A figura 1 é um gráfico que mostra a alteração no produto de energia máximo ((BH)max) com relação à uma alteração no conteúdo de Co (m) do ímã de ferrita sinterizado obtido no exemplo de preparação 1.

[018] A figura 2 é um gráfico que mostra a alteração no produto de energia máximo ((BH)max) com relação à uma alteração no conteúdo de La (y) do ímã de ferrita sinterizado obtido no exemplo de preparação 2.

MELHOR MODO PARA REALIZAR A INVENÇÃO

[019] O material magnético de ferrita da presente invenção compreende uma fase primária de uma fase de magnetoplumbito tendo uma estrutura hexagonal, em que os elementos que constituem a fase primária compreendem uma composição representada pela seguinte Fórmula 1: [Fórmula 1] Ca(1-x-y)SrxLayFe(2n-m)CθmOl9

[020] Quando o teor de La (y) está na faixa de 0,32 a 0,394, uma elevada magnetização de saturação e um elevado campo magnético anisotrópico pode ser obtido, por do qual um produto de energia máximo elevado pode ser obtido. Mais preferencialmente, o teor de La está na faixa de 0,35 a 0,394. Se o teor de La (y) está dentro da faixa acima, é possível prevenir um aumento nos custos e prevenir o problema que um produto de energia máximo elevado não é obtido uma vez que uma fase não magnética é gerada, que reduz a magnetização de saturação e o campo magnético anisotrópico ao mesmo tempo, ou o teor de solução sólida de La é reduzido.

[021] Quando o conteúdo de Co (m) está na faixa de 0,251 a 0,29, é possível obter um produto de energia máximo elevado. Se o conteúdo de Co (m) está dentro da faixa acima, é possível prevenir um aumento nos custos e prevenir o problema de que o produto de energia máximo é reduzido uma vez que a magnetização de saturação e o campo magnético anisotrópico são reduzidos ao mesmo tempo devido a uma redução no conteúdo de solução sólida substancial de Co ou a fase se torna instável em certas temperaturas de sinterização.

[022] Quando o conteúdo de Ca (ou seja, 1 - x - y) está na faixa de 0,42 até 0,52, é possível obter um produto de energia máximo elevado. Mais preferencialmente, o conteúdo de Ca está na faixa de 0,44 a 0,50. Se o conteúdo de Ca (ou seja, 1 - x - y) está dentro da faixa acima, é possível prevenir o problema que o produto de energia máximo é reduzido uma vez que a fase se torna instável em certas temperaturas de sinterização; ou que o produto de energia máximo é reduzido uma vez que o conteúdo de solução de sólido substancial de Ca é reduzido.

[023] 2n é um valor que apoia a proporção de conteúdo de (Fe + Co)/(Ca + Sr + La). Quando 2n está na faixa de 9,0 a 10,0, é possível obter um produto de energia máximo elevado. Se 2n está dentro da faixa acima, é possível prevenir o problema que o produto de energia máximo é reduzido uma vez que uma fase não magnética é gerada devido às grandes quantidades de Ca, Sr, e La e, por sua vez, um conteúdo excessivo de solução de sólido do mesmo; ou que o produto de energia máximo é reduzido uma vez que α-Fe2O3 não reagido é gerado.

[024] O processo para preparação de material magnético de ferrita e um ímã sinterizado, de acordo com uma modalidade da presente invenção é como a seguir.

PROCESSO DE MISTURA

[025] Em primeiro lugar, os materiais de partida são pesados de acordo com seus percentuais em peso, como calculados a partir de uma proporção predeterminada de cada elemento. Os materiais de partida são geralmente úmidos misturados usando um moinho de bola do tipo úmido ou um atritor tipo úmido, em que estes são uniformemente e suficientemente misturados por 5 a 10 horas no caso de um moinho de bola tipo úmido ou 2 a 4 horas no caso de um atritor tipo úmido. Como os materiais de partida, SrCO3, CaCO3, La2O3, Fe2O3, Co3O4, e semelhantes, que constituem um ímã de ferrita sinterizado, podem ser usados. Tais impurezas como Al2O3, Cr2O3, NiO, MnO, ZnO, SiO2, MgO, BaO, P, e S podem estar contidas em uma quantidade de 0,1 a 1,0% por peso dependendo da pureza dos materiais de partida.

[026] A fim de facilitar a reação de ferritização e uniformizar o crescimento das partículas em uma temperatura de calcinação baixa no momento da calcinação, 0,05 a 0,2 partes em peso de H3BO3, à base de 100 partes por peso dos materiais de partida, pode ainda ser misturados com os materiais de partida.

PROCESSO DE CALCINAÇÃO

[027] O processo de calcinação é um processo em que os materiais de partida da composição misturados na etapa anterior são submetidos a calcinação para produzir um produto calcinado tendo uma estrutura do tipo M (ou seja, do tipo magnetoplumbito) juntamente com a reação de ferritização. Geralmente, a calcinação é realizada em uma atmosfera oxidante no ar. É preferencial que a calcinação seja realizada em uma faixa de temperatura de 1.150 a 1.250°C por 30 minutos a 2 horas. Quanto maior o tempo de calcinação, maior é a fase M. Mas isto leva a um aumento no custo de fabricação. A proporção da fase M, que é a fase primária do produto calcinado, é preferencialmente 90% ou mais, e o tamanho do grão na estrutura é preferencialmente 2 a 4 μm.

PROCESSO DE PULVERIZAÇÃO GROSSO

[028] Uma vez que o estado do produto calcinado na calcinação é geralmente na forma de um grânulo ou um clínquer, o produto calcinado pode ser pulverizado de modo grosseiro. A pulverização grossa pode ser realizada usando um moinho de vibração tipo seco ou um moinho de bolas tipo seco, entre os quais o moinho de vibração tipo seco é preferencial. O diâmetro médio de partícula do pó grosso na pulverização grossa pode ser de 2 a 4 μm.

PROCESSO DE PULVERIZAÇÃO FINA

[029] Quando o diâmetro médio de partícula do pó fino é de 0,6 a 0,8 μm no processo de pulverização fino, é possível produzir suficientes propriedades magnéticas. Se o diâmetro médio de partículas do pó fino está dentro da faixa acima, é possível prevenir os problemas que a orientação é reduzida devido a uma aglomeração do pó magnético de ferrita, que deteriora as propriedades magnéticas, e o tempo para desidratação é aumentado devido ao vazamento da pasta no momento de prensagem, que aumenta os custos de fabricação; e os domínios magnéticos múltiplos são gerados, assim, abruptamente reduzindo a força coerciva, e uma quantidade grande de energia térmica é necessária para garantir uma densidade sinterizada suficiente, que aumenta o custo de fabricação.

[030] A pulverização fina pode ser realizada usando um moinho de bola tipo úmido ou um atritor tipo úmido. O tempo de pulverização é inversamente proporcional à energia de pulverização e varia com o tipo de pulverizador. Assim, o tempo de pulverização pode ser ajustado dependendo do pulverizador e o diâmetro de partícula alvo.

[031] Além disso, para controlar o crescimento e contenção das partículas durante a sinterização e para controlar o diâmetro da partícula dos grãos de cristal, SiO2, CaCO3, ou uma mistura dos mesmos pode ser adicionada como um aditivo durante a pulverização fina. Para facilitar o efeito de substituição e para controlar o crescimento da partícula durante a sinterização, Fe2O3, La2O3, SrCO3, ou Co3O4 pode ser adicionado como um aditivo durante a pulverização fina. Em tal caso, se a quantidade de aditivos é muito pequena, o efeito pretendido é não significativo. Se a quantidade dos aditivos é excessiva, um efeito adverso é produzido. Assim, cada um dos aditivos pode ser empregado em uma quantidade que varia de 0,1 a 10 partes por peso à base de 100 partes em peso do pó pulverizado.

[032] Além disso, um dispersante pode ser adicionado para melhorar a fluidez da pasta durante a prensagem em um campo magnético, para reduzir a viscosidade e para aumentar o efeito de orientação. Embora ambos o dispersante aquoso e um dispersante não aquoso possam ser usados como o dispersante, um dispersante aquoso é preferencialmente usado em vista dos aspectos ambientais durante o processo de preparação. Como o dispersante aquoso, um composto orgânico tendo um grupo hidroxil e um grupo carboxil, sorbitol, gluconato de cálcio, ou semelhantes, podem ser usados. O dispersante pode ser adicionado em uma quantidade que varia de 0,1 a 1,0 parte em peso à base de 100 partes em peso do pó grosso. Se a quantidade de dispersante estiver dentro da faixa acima, é possível prevenir o problema que rachaduras sejam geradas durante a secagem e sinterização de um corpo verde devido a um aumento na desidratação.

PROCESSO DE PRENSAGEM

[033] O processo de prensagem pode ser realizado em um método de prensagem anisotrópico tipo úmido. No processo de prensagem, uma pressão é aplicada para a moldagem enquanto um campo magnético é aplicado, por meio do qual um corpo verde para um ímã anisotrópico sinterizado é obtido.

[034] Como um exemplo da prensagem anisotrópica tipo úmida, a pasta na pulverização fina é submetida a desidratação e concentração, e é, então, mantida em uma determinada concentração e é submetida a prensagem em um campo magnético. A desidratação e concentração pode ser realizada usando um separador de centrífuga ou uma prensa filtro. Em tal evento, a concentração da pasta pode ser de 60 a 66% em peso, a pressão de prensagem pode ser de 0,3 a 0,5 ton/cm2, e o campo magnético aplicado pode ser de 10 a 20 kOe.

[035] O corpo verde assim obtido tem um teor de água residual de cerca de 10 a 15% em peso. Se o corpo verde com a água residual é submetido a um processo de sinterização, as rachaduras podem ser geradas no curso da desidratação enquanto a temperatura é elevada. Assim, para prevenir isto, o corpo verde pode ser naturalmente seco ou seco em uma temperatura baixa de, por exemplo, 50 a 100°C na atmosfera e, posteriormente, sinterizado.

PROCESSOS DE SECAGEM E SINTERIZAÇÃO

[036] Em geral, o corpo verde é seco e sinterizado em sequência em uma atmosfera oxidante no ar para produzir um ímã de ferrita sinterizado. Para a finalidade de remover a água e os dispersantes restantes no corpo verde, o corpo verde pode ser submetido a desidratação e desengordurante em 50 a 100°C.

[037] As propriedades magnéticas de um ímã de ferrita sinterizado podem ser melhoradas através do controle das condições de sinterização no processo de sinterização tal como taxa de elevação de temperatura, temperatura máxima, tempo de manutenção na temperatura máxima, taxa de resfriamento e assim por diante. Por exemplo, as propriedades magnéticas podem ser controladas por meio do ajuste das condições de sinterização (por exemplo, tempo de sinterização, taxa de elevação de temperatura, temperatura máxima, e tempo de manutenção na temperatura máxima), por meio da qual a concentração de solução sólida dos elementos substitutos nos grãos de cristal de um ímã de ferrita sinterizado é aumentada, o crescimento do grão de cristal é controlado, o tamanho do grão é uniformemente mantido, a densidade e o grau de orientação do produto sinterizado são controlados. O corpo verde pode ser sinterizado durante 30 minutos até 2 horas sob as condições de uma taxa de elevação de temperatura de 1 a 10°C/min e uma temperatura máxima de sinterização de 1.200 a 1.250°C, e, em seguida, resfriado em uma taxa de resfriamento de 1 a 10°C/min.

[038] O ímã de ferrita tipo magnetoplumbito sinterizado da presente invenção preparado da maneira descrita acima tem um produto de energia máxima ((BH)max) de 5,5 MGOe ou mais, enquanto a magnetização de saturação (4πIs) é de 4,8 kG ou mais e o campo magnético anisotrópico (HA) é de 26 kOe ou mais. A curva 4πI-H se refere à magnetização, que indica uma operação de geração de um momento magnético e uma polarização magnética através da aplicação de um campo magnético a um produto magnético. Este representa as características dentro do ímã (ou seja, inerentes ao ímã).

[039] Além disso, a presente invenção fornece um ímã permanente tipo segmento ou tipo bloco derivado do material magnético de ferrita.

[040] Além disso, o ímã permanente da presente invenção pode ser vantajosamente usado em vários produtos tais como rotores, sensores, ímãs de ligação e semelhantes para automóveis, dispositivos elétricos e eletrodomésticos.

MODALIDADES PARA EXECUÇÃO DA INVENÇÃO

[041] Deste ponto em diante, a presente invenção é explicada mais detalhadamente pelos seguintes exemplos. Mas os Exemplos a seguir são intencionados para mais bem ilustrar a presente invenção sem limitar seu escopo a estes. EXEMPLO Exemplo de referência: Medição das propriedades magnéticas e de densidade

[042] Os ímãs de ferrita sinterizados preparados nos Exemplos de produção abaixo foram, cada um, medidos para o produto de energia máximo ((BH)max) usando um a B-H Curve Tracer com um campo magnético máximo aplicado de 25 kOe (ou 1.990 kA/m) a 20°C na atmosfera. Além disso, os ímãs de ferrita sinterizados foram cortados em uma largura de 5 mm e uma espessura de 5 mm, que foi, então, medido para a magnetização de saturação (4πIs) e o campo magnético anisotrópico (HA) no primeiro quadrante da curva 4πI-H para os planos perpendiculares e paralelos ao plano de orientação, respectivamente. A densidade do ímã de ferrita foi medida pelo método Arquimedes. Exemplo de preparação 1 Exemplo de preparação 1-1: processo de mistura

[043] O óxido férrico (Fe2O3 em uma pureza de 99% ou mais), carbonato de estrôncio (SrCO3), carbonato de cálcio (CaCO3), oxido de lantânio (La2O3), e oxido de cobalto (Co3O4) foram usados como materiais de partida. Estes materiais de partida foram misturados de modo a produzir um ímã de ferrita de Ca(1-x-y)SrxLayFe(2n- m)ComO19, que satisfaz a composição mostrada na Tabela 1 abaixo. Para facilitar a reação de ferrita, 0,1% em peso de H3BO3 foi adicionado às matérias-primas misturadas com base no peso total do mesmo. As matérias-primas misturas foram misturadas com água até uma concentração de 40% em peso, seguido de mistura por circulação úmida por 2 horas. As matérias-primas assim obtidas foram secas a 130°C por 24 horas.

Exemplo de preparação 1-2: Processo de calcinação

[044] O pó seco no Exemplo de preparação 1-1 foi calcinado a 1.200°C por 1 hora na atmosfera para obter um produto calcinado.

Exemplo de preparação 1-3: Processos de pulverização grossa e de pulverização fina

[045] O produto calcinado do Exemplo de preparação 1-2 foi pulverizado em um pó grosso tendo um diâmetro médio de partícula de 4 μm usando um moinho de vibração tipo seco. Para pulverizar finamente o pó pulverizado grosseiramente, o pó pulverizado grosseiramente e água goram carregados em um atritor tipo circulação de tal modo que a concentração do pó pulverizado grosseiramente foi de 40% em peso. Além disso, 1,0% em peso de CaCO3, 0,40% em peso de SiO2, e 0,6% em peso de gluconato de cálcio foram adicionados a este (baseado na quantidade total de pó pulverizado grosseiramente) para obter uma composição para um produto sinterizado tal como mostrado na Tabela 1 acima. O diâmetro médio de partícula do pó grosso na pulverização fina foi ajustado para ser 0,65 μm.

Exemplo de preparação 1-4: processo de prensagem

[046] A pasta, que foi uma mistura do pó pulverizado finamente e água como obtido no exemplo de preparação 1-3, foi desidratada de tal modo que a concentração do pó pulverizado finamente foi de 63% em peso. Esta foi então preparada a uma amostra de produto prensado na forma de um disco (um diâmetro de 40 mm x uma espessura de 11 mm) usando uma prensa de campo magnético tipo úmida, em que o campo magnético foi aplicado na direção paralela para a direção de prensagem. Em tal caso, a intensidade do campo magnético foi definida para 10 kOe (ou 796 kA/m), e a pressão de prensagem foi definida em 0,4 ton/cm2.

Exemplo de preparação 1-5: processo de sinterização

[047] O corpo verde obtido no Exemplo de preparação 1-4 foi sinterizado a 1.210°C por 1 hora, e o produto sinterizado assim obtido foi processado até uma espessura de 7 mm usando uma máquina de processamento de espessura de lado duplo, para assim obter um ímã de ferrita sinterizado. Além disso, os ímãs de ferrita sinterizados assim obtidos foram, cada um, medidos para as propriedades magnéticas e a densidade. Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 1. A alteração na energia magnética máxima ((BH)max) com relação à uma alteração no conteúdo de Co (m) dos ímãs de ferrita sinterizados assim obtidos é mostrada na Figura 1.

[048] Como mostrado na Tabela 1, as Amostras 1, 6, e 7 são os exemplos comparativos da presente invenção, e as amostras 2 a 5 são os exemplos da presente invenção.

[049] Quando o conteúdo de Co (m) estava na faixa de 0,251 a 0,29, o produto de energia máximo ((BH)max) foi de 5,5 MGOe ou mais, que foi marcadamente maior do que aquele dos exemplos comparativos cujo conteúdo de Co (m) caíram foram da faixa acima.

Exemplo de preparação 2

[050] Ímãs de ferrita sinterizados foram produzidos da mesma maneira que no exemplo de preparação 1, com a exceção de que a proporção da composição do produto sinterizado incluindo o conteúdo de La (y) foi alterado tal como mostrado na Tabela 2 abaixo. Os ímãs de ferrita sinterizados assim obtidos foram, cada um, medidos para as propriedades magnéticas e a densidade. Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 2. Além disso, a alteração na energia magnética máxima ((BH)max) com relação à uma alteração no conteúdo de La (y) dos ímãs de ferrita sinterizados assim obtidos é mostrada na Figura 2.

[051] Como mostrado na Tabela 2, as Amostras 8 e 14 são os exemplos comparativos da presente invenção, e as amostras 9 a 13 são os exemplos da presente invenção.

[052] Quando o conteúdo de La (y) estava na faixa de 0,32 a 0,394, o produto de energia máximo foi de 5,5 MGOe ou mais. Quando o conteúdo de La excedeu 0,394, o produto de energia máximo foi reduzido devido à ortoferrita, que é uma fase não magnética formada por La que não foi empregada na fase primária de ferrita. Quando este foi menos do que 0,32, o conteúdo da solução de sólido substancial de La não foi suficiente, que reduziu 4πIs, por meio do qual o produto de energia máximo, tal como requerido na presente invenção, não foi obtido.

Exemplo de preparação 3

[053] Os ímãs de ferrita sinterizados foram produzidos da mesma maneira que no Exemplo de preparação 1, com a exceção de que o conteúdo de Ca (ou seja, 1 - x - y) foi alterado tal como mostrado na Tabela 3 abaixo. Os ímãs de ferrita sinterizados assim obtidos foram, cada um, medidos para as propriedades magnéticas e a densidade. Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 3.

[054] Como mostrado na Tabela 3, as Amostras 15 e 22 são os exemplos comparativos da presente invenção, e as amostras 16 a 21 são os exemplos da presente invenção.

[055] Quando o conteúdo de Ca (ou seja, 1 - x - y) estava na faixa de 0,42 a 0,52, o produto de energia máximo foi de 5,5 MGOe ou mais. Quando o conteúdo de Ca (ou seja, 1 - x - y) foi menos do que 0,42, a magnetização de saturação e o campo magnético anisotrópico foram reduzidos devido à uma redução no conteúdo de solução de sólido substancial de Ca, por meio do qual um produto de energia máximo elevado não foi obtido. Além disso, quando o conteúdo de Ca excedeu 0,52, o campo magnético anisotrópico (HA) e o produto de energia máximo foram reduzidos devido à instabilidade de fase causada por um crescimento abrupto de grãos.

Exemplo de preparação 4

[056] Os ímãs de ferrita sinterizados foram produzidos da mesma maneira que no Exemplo de preparação 1, com a exceção de que 2n foi alterado como mostrado na Tabela 4 abaixo. Os ímãs de ferrita sinterizados assim obtidos foram, cada um, medidos para as propriedades magnéticas e a densidade. Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 4.

[057] Como mostrado na Tabela 4, as Amostras 23 e 28 são os exemplos comparativos da presente invenção, e as amostras 24 a 27 são os exemplos da presente invenção.

[058] Quando 2n estava na faixa de 9,0 a 10,0, o produto de energia máximo foi de 5,5 MGOe ou mais. Quando 2n era menos do que 9,0, todos os elementos com exceção de Fe estavam presentes em quantidades relativamente grandes e o conteúdo da solução de sólido substancial foi excessiva, de modo que a magnetização de saturação e o campo magnético anisotrópico estavam reduzidos, o que reduziu o produto de energia máximo. Além disso, quando 2n excedeu 10,0, a magnetização de saturação e o campo magnético anisotrópico foram reduzidos devido à formação de α-Fe2O3 não reagido, o que reduziu o produto de energia máximo.

Claims

1. Ímã de ferrita sinterizado CARACTERIZADO pelo fato de que é obtido pela sinterização de um material magnético de ferrita, que compreende uma fase primária de uma fase de magnetoplumbito tendo uma estrutura hexagonal, em que o elemento que constitui a fase primária compreende uma composição representada pela seguinte Fórmula 1, em que o ímã de ferrita sinterizado tem um produto de energia máximo ((BH)max) de 5,5 MGOe ou mais, enquanto a magnetização de saturação (4πIs) é 4,8 kG ou mais e o campo magnético anisotrópico (HA) é 26 kOe ou mais: [Fórmula 1]

em que, 0,32 < y < 0,394, 0,251 < m < 0,29, 0,42 < 1-x-y < 0,52, e 9,0 < 2n < 10,0.

2. Ímã de ferrita sinterizado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que y satisfaz 0,35 < y < 0,394.

3. Ímã de ferrita sinterizado, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que 1 - x - y satisfaz 0,44 < 1 - x - y < 0,50.