BRPI0601890B1 - Ímã permanente de terras-raras - Google Patents
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Abstract
"ímã permanente de terras-raras". um ímã permanente de terras-raras é na forma de um corpo de ímã sinterizado que tem uma composição de liga r^ 1^~ a~r^ 2^~ b~t~ c~a~ d~f~ a~o~ f~m~ g~, em que f e r^ 2^ são distribuídos de maneira tal que suas concentrações aumentem na média do centro para a superfície do corpo do ímã, e os contornos de grãos com uma concentração de r^ 2^/ (r^ 1^+r^ 2^) que é na média maior do que a concentração de r^ 2^/ (r^ 1^+r^ 2^) contidos nos grãos da fase primária de um sistema tetragonal de (r^ 1^,r^ 2^) 2~ t~14~ a~ formem uma estrutura de rede tridimensional que é continua da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 10 <109>m. a invenção fornece ímãs sinterizados de r-fe-b que apresentam uma alta força coerciva.
Description
(54) Título: ÍMÃ PERMANENTE DE TERRAS-RARAS (51) lnt.CI.: C01F 17/00; H01F 1/057; H01F 1/058 (30) Prioridade Unionista: 23/03/2005 JP 2005-084213 (73) Titular(es): SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD.
(72) Inventor(es): HAJIME NAKAMURA; KOICHI HIROTA; MASANOBU SHIMAO; TAKEHISA MINOWA
1/24 ‘ÍMÃ PERMANENTE DE TERRAS-RARAS”
CAMPO DA INVENÇÃO [001]Esta invenção diz respeito a ímãs permanentes de terras-raras de alto desempenho que têm uma alta força coerciva.
ANTECEpENTES pA |NVEMçã0 [002]Em virtude de excelentes propriedades magnéticas, ímãs permanentes de Nd-Fe-B encontra uma taixa de aplicação cada vez maior. Para atender a preocupação recente a respeito de problemas ambientais, a faixa de utilização de ímãs tem alastrado de forma a cobrir equipamentos de grande porte, tais como equipamentos industriais, automóveis elétricos e geradores eólicos. Isto exige melhoras adicionais no desempenho e resistência elétrica de ímãs de NdFe-B.
[ÜO3]Para aumentar a força coerciva de ímãs de Nd-Fe-B, muitas abordagens têm sido propostas, incluindo refino de grãos cristalinos, uso de composições de liga com maiores teores de Nd, e adição de elementos efetivos. A abordagem mais comum atual é usar composições de liga nas quais Nd seja parcialmente substituído por Dy ou Tb. A utilização de Dy ou Tb em substituição a uma certa quantidade de Nd no composto NdzFeuB, o composto tem tanto o campo magnético anisotrópico como a força coerciva aumentadas. Por outro lado, a substituição com Dy ou Tb resulta no composto com polarização magnética com baixa saturação. Portanto, desde que se pretenda aumentar a força coerciva por meio desta abordagem, uma redução na remanescência é inevitável.
[004]Em ímãs de Nd-Fe-B, a magnitude de um campo magnético externo, que cria o núcleo de domínios magnéticos reversos nos contornos de grãos, fornece uma força coerciva. A nucleação de domínios magnéticos reversos é amplamente afetada pela estrutura do contorno de grão, e uma desordem da estrutura cristalina adjacente ao contorno ou interface induz a uma desordem da estrutura do ímã e facilita a formação de domínios magnéticos reversos. Embora
2/24 a força coerciva de ímãs de nd-Fe-B atinja um máximo teórico de até 6 Ma/m com composições sem Tb ou Dy, o campo magnético realmente criado pelos domínios magnéticos reversos, ou seja, a força coerciva, é cerca de 1 MA/m no máximo. Embora se espere que um drástico aumento da força coerciva seja alcançado meramente melhorando a estrutura magnética adjacente ao contorno ou interface, é difícil produzir uma forma efetiva de estrutura para melhoria da força coerciva.
[005]Nessas circunstâncias, foi reportado que, quando um corpo do ímã com Dy metálico revestido por pulverização catódica na sua superfície for tratado termicamente, uma alta força coerciva é alcançada, mantendo ainda uma alta remanescência (densidade de fluxo magnético residual). Ver K. T. Park, K. Hiraga em M. Sagawa, “Effect of Metal-Coating and Consecutive Heat Treatment on Coercivity of Thin Nd-Fe-B Sintered Magnets”, Proceedings of the Sixteen International Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applications, Sendai, p. 257, 2000. Com base no mesmo princípio, foi feita uma tentativa de simplificar o processo modificando o aparelho, de maneira a permitir pulverização catódica tridimensional (ver JP-A 2004-304038). Além da pulverização catódica, o metal terra-rara pode ser alimentado por muitas técnicas, tais como evaporação, metalização iônica, deposição laser, CVD, MO-CVD e metalização (ver JP-A 2005011973). Essas técnicas, exceto a técnica de metalização, não são consideradas eficientes. Conforme salientado na JP-A 2005-011973, é essencial para este procedimento que uma série de etapas, desde a formação do filme até o final do tratamento térmico, seja realizada em uma atmosfera limpa contendo não mais do que diversas dezenas de ppm de oxigênio e vapor de água, a fim de prevenir que o metal terra-rara oxide e que impurezas sejam admitidas. O procedimento é extremamente improdutivo como o processo de fabricação de material de ímã.
[006]A patente japonesa no. 3.471.876 revela um ímã de terra-rara que tem melhor resistência à corrosão, que compreende pelo menos um elemento terra-rara R, que é obtido pela realização de tratamento de fluoretação em uma
3/24 atmosfera de gás de flúor ou uma atmosfera contendo um gás de fluoreto, para formar um composto RFa ou um composto ROxFj, (em que x e y têm valores que satisfazem 0 < x < 1,5 e 2x+y = 3) ou uma mistura destes, com R na fase constituinte em uma camada superficial do ímã, e realizando adícionalmente tratamento térmico a uma temperatura de 200 a 1.200 oC.
[007]A JP-A 2003-282312 revela um ímã sinterizado de R-Fe-(B,C) (em que R é um elemento terra-rara, pelo menos 50 % de R sendo Nd e/ou Pr) com melhor capacidade de magnetização que é obtido misturando um pó de liga de ímã sinterizado de R-Fe-(B,C) com um pó de fluoreto de terra-rara, de maneira tal que a mistura de pó contenha 3 a 20 % em peso de fluoreto de terra-rara (a terrarara sendo preferivelmente Dy e/ou Tb), submetendo a mistura de pó a orientação em um campo magnético, compactando e sinterizando, por meio do que uma fase primária é composta basicamente de grãos de NdíFeuB, e uma fase de contorno de grão particulada é formada nos contornos de grãos da fase primária ou pontos tríplices de contorno de grão, a dita fase de contorno de grão contendo o fluoreto de terra-rara, o fluoreto de terra-rara sendo contido em uma quantidade de 3 a 20 % em peso do ímã sinterizado total. Especialmente, um ímã sinterizado de R-Fe(B,C) (em que R é um elemento terra-rara, pelo menos 50 % de R sendo Nd e/ou Pr) é provido, em que o ímã compreende uma fase primária composta basicamente de grãos de NdaFewB e uma fase de contorno de grão contendo um fluoreto de terra-rara, a fase primária contém Dy e/ou Tb, e a fase primária incluí uma região onde a concentração de Dy e/ou Tb é menor do que a concentração média de Dy e/ou Tb na fase primária geral, [008]Entretanto, estas propostas são ainda insuficientes para produzir ímãs com uma alfa força coerciva.
REVELAÇÃO DA INVENÇÃO [009]Um objetivo da presente invenção é fornecer ímãs permanentes de R-Fe-B de alto desempenho (em que R é pelo menos dois selecionados de
4/24 elementos terras raras, inclusive Sc e Y) que apresentam uma alta força coerciva.
[010]Com relação a ímãs sinterizados de R-Fe-B (em que R é um ou mais elementos selecionados de elementos terras-raras, inclusive de Cs e Y), tipicamente ímãs sinterizados de Nd-Fe-B, os inventores observaram que, quando o corpo do ímã é aquecido a uma temperatura não superior a uma temperatura de sinterização e em um estado tal que o fluoreto de R que é quimicamente estável e fácil de manusear possa ser provido da superfície do corpo do ímã, tanto R como flúor são eficientemente absorvidos pelo corpo do ímã ao longo dos contornos de grãos. Especificamente, Dy ou Tb e F são enriquecidos somente nas proximidades das interfaces dos grãos, uma fase de contorno de grão enriquecida com Dy ou Tb forma uma estrutura de rede contínua a partir da superfície do ímã, e Dy ou Tb e F são distribuídos de maneira tal que suas concentrações aumentem na média do centro para a superfície do corpo do ímã. Todos esses recursos cooperam para aumentar a força coerciva.
[011]Dessa maneira, a presente invenção fornece um ímã permanente de terras-raras na forma de um corpo de ímã sinterizado que tem uma composição de liga R1aR2bTcAdFeOfMg, em que R1 é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras raras, inclusive Sc e Y, e exclusive Tb e Dy, R2 é um ou ambos de Tb e Dy, T é um ou ambos de ferro e cobalto, A é um ou ambos de boro e carbono, F é flúor, O é oxigênio e M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W, a até g indicativos de porcentagem atômica dos elementos correspondentes na liga têm valores na faixa de: 10 < a+b < 15 e 3 < d < 15, 0,01 < e < 4, 0,04 < f < 4, 0,01 < g < 11, o equilíbrio sendo c, o corpo do ímã tendo um centro e uma superfície. Os elementos constituintes F e R2 são distribuídos de maneira tal que suas concentrações aumentem na média do centro para a superfície do corpo do ímã. Os contornos de grão tendo uma concentração de R2/(R1+R2) que é na média maior do que a concentração de R2/(R1+R2)
5/24 contidos nos grãos da fase primária do sistema tetragonal (R1,R£)zThA formam uma estrutura de rede tridimensional que é contínua da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 10 pm.
[012]Em uma modalidade preferida, o oxífluoreto de (R\R2) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 pm, e partículas do oxífluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm são distribuídas na região de contorno de grão a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm2, e o oxífluoreto está presente em uma fração de área de pelo menos 1 %, [013]Em uma modalidade preferida, o oxífluoreto de (R1,R2) nos contornos de grãos contém Nd e/ou Pr, e uma relação atômica de Nd e/ou Pr para (R1+R2) contidos no oxífluoreto nos contornos de grãos é maior do que uma relação atômica de Nd e/ou Pr para (R^R2) contidos nos contornos de grãos, excluindo o oxífluoreto e o óxido de R3, em que R3 é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras raras, inclusive Sc e Y, (014]Em modalidades preferidas, R’ compreende pelo menos 10 % em átomos de Nd e/ou Pr; T compreende pelo menos 60 % em átomos de ferro; e A compreende pelo menos 80 % em átomos de boro.
[015]A presente invenção é bem sucedida na provisão de ímãs sinterizados de R-Fe-B que apresentam uma alta força coerciva.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [016]As Figuras 1 a, 1 b são fotomicrografias que mostram uma imagem de distribuição de Dy em um corpo de ímã M1 do exemplo 1 e uma imagem de distribuição de Dy em um corpo de ímã P1 usinado e tratado termicamente, respectivamente.
[017]As Figuras 2a, 2b e 2c são fotomicrografias que mostram imagens de distribuição composicional de Nd, O e F em um corpo de ímã M1 do exemplo 1,
6/24 respectivamente.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS [018JO ímã permanente de terra-rara da invenção está na forma de um corpo de ímã sinterizado que tem uma composição de liga da fórmula (1).
[OWJR^R^TcAdOfMgíl) [020]Aqui, R1 é peio menos um elemento selecionado de elementos terrasraras, inclusive de Sc e Y, e exclusive Tb e Dy, R2 é um ou ambos de Tb e Dy, T é um ou ambos de ferro (Fe) e cobalto (Co), A é um ou ambos de boro e carbono, F é flúor, O é oxigênio e M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W. Os subscritos a até g indicativos da porcentagem atômica dos elementos correspondentes na liga têm valores na faixa de:10 < a+b < 15, 3 s d á 15, 0,01 < e £ 4, 0,04 £ f í 4, 0,01 s g < 11, o equilíbrio sendo c.
[021]Específicamente, R1 é selecionado entre Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb e Lu. Desejavelmente, R contém Nd, Pr e Dy como um componente principal, a quantidade de Nd e/ou Pr sendo preferivelmente pelo menos 10 % em átomos, mais preferivelmente pelo menos 50 % em átomos de R1. R2 é um ou ambos de Tb e Dy.
[022]A quantidade total (a+b) de R1 e R2 é 10 a 15 % em átomos, conforme referido antes, e preferivelmente 12 a 15 % em átomos, A quantidade (b) de R2 é preferivelmente 0,01 a 8 % em átomos, mais preferivelmente 0,05 a 6 % em átomos, e ainda mais preferivelmente 0,1 a 5 % em átomos.
[023]A quantidade (c) de T, que é Fe e/ou Co, é preferivelmente pelo menos 60 % em átomos, e mais preferivelmente pelo menos 70 % em átomos. Embora cobalto possa ser omitido (isto é, 0 % em átomos), cobalto pode ser incluído em uma quantidade de pelo menos 1 % em átomos, preferivelmente pelo menos 3 % em átomos, mais preferivelmente pelo menos 5 % em átomos, para melhorar a estabilidade de temperatura de remanescéncia ou com outros
7/24 propósitos.
[024]Preferivelmente, A, que é boro e/ou carbono, contém pelo menos 80 % em átomos, mais preferivelmente pelo menos 85 % em átomos de boro. A quantidade (d) de A é 3 a 15 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 4 a 12 % em átomos, e mais preferivelmente 5 a 8 % em átomos.
[025]A quantidade (e) de flúor é 0,01 a 4 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 0,02 a 3,5 % em átomos, e mais preferivelmente 0,05 a 3,5 % em átomos. Com uma quantidade de flúor tão baixa, uma melhoria da força coerciva não é observável. Uma quantidade de flúor muito alta como esse altera a fase de contorno de grão, levando a uma menor força coerciva.
[026]A quantidade (f) de oxigênio é 0,04 a 4 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 0,04 a 3,5 % em átomos e mais preferivelmente 0,04 a 3 % em átomos.
[027]A quantidade (g) de outro elemento metálico M é 0,01 a 11 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 0,01 a 8 % em átomos, e mais preferivelmente 0,02 a 5 % em átomos. O outro elemento metálico M pode estar presente em uma quantidade de pelo menos 0,05 % em átomos, e especialmente pelo menos 0,1 % em átomos.
[028]Nota-se que o corpo do ímã sinterizado tem um centro e uma superfície. Na invenção, os elementos constituintes F e R2 são distribuídos no corpo do ímã sinterizado de maneira tal que sua concentração aumente em relação à média do centro do corpo do ímã no sentido da superfície do corpo do ímã. Especificamente, a concentração de F e R2 é mais alta na superfície do corpo do ímã, e diminui gradualmente em direção ao centro do corpo do ímã. Flúor pode estar ausente no centro do corpo do ímã, embora a invenção preferira que o oxifluoreto de R1 e R2, tipicamente (R1i-XR2X)OF (em que x é um número de 0 a 1) esteja presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20
8/24 pm. Embora contornos de grãos envolvam os grãos da fase primária do sistema tetragonal (R1,R2)2Ti4A dentro do corpo do ímã sinterizado, a concentração de R2/(R1+R2) contido nos contornos de grãos é em média maior do que a concentração de R2/(R1+R2) contido nos grãos da fase primária. Os contornos de grãos que têm uma concentração de R2/(R1+R2) que é na média maior do que a concentração de R2/(R1+R2) contidos nos grãos da fase primária devem formar uma estrutura de rede tridimensional que é contínua da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de 10 pm, mais preferivelmente até uma profundidade de 13 pm, ainda mais preferivelmente até uma profundidade de 16 pm. Ela garante uma alta força coerciva que os contornos de grãos formam uma estrutura de rede tridimensional que tem uma alta concentração de R2.
[029]No ímã permanente da invenção, o oxifluoreto de (R1,R2) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 pm. Partículas do oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm devem preferivelmente estar distribuídas na região de contorno de grão a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm2, mais preferivelmente pelo menos 3.000 partículas/mm2, acima de tudo preferivelmente 4.000 a 20.000 partículas/mm2. O oxifluoreto deve estar presente em uma fração de área de pelo menos 1 %, mais preferivelmente pelo menos 2 %, acima de tudo preferivelmente 2,5 a 10 %. O número e fração de área de partículas são determinados tomando uma imagem de distribuição composicional por análise de microssonda eletrônica (ΕΡΜΑ), processando a imagem e contando partículas de oxifluoreto que têm um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm.
[030]Em uma modalidade preferida adicional, o oxifluoreto de (R1,R2) presente nos contornos de grãos contém Nd e/ou Pr, e uma relação atômica de Nd e/ou Pr para (R1+R2) contido no oxifluoreto nos contornos de grãos é maior do que uma relação atômica de Nd e/ou Pr para (R1+R2) contido nos contornos de
9/24 grãos excluindo o oxifluoreto e o óxido de R3, em que R3 é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras raras, inclusive Sc e Y.
[031 ]O ímã permanente de terra-rara da invenção pode ser fabricado alimentando um pó contendo componentes de R2 e flúor na superfície de um corpo de ímã sinterizado de R-Fe-B, e fazendo com que o corpo do ímã absorva os componentes. O corpo do ímã sinterizado de R-Fe-B, por sua vez, pode ser fabricado por um processo convencional incluindo prensagem de uma liga mãe, moagem, compactação e sinterização.
[032]A liga mãe aqui usada contém R, T, A e M. R é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras-raras, inclusive de Sc e Y. R é tipicamente selecionado entre Cs, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb e Lu. Desejavelmente, R contém Nd, Pr e Dy como componentes principais. Esses elementos terras-raras inclusive Sc e Y estão preferivelmente presentes em uma quantidade de 10 a 15 % em átomos, mais preferivelmente 12 a 15 % em átomos da liga total. Mais desejavelmente, R contém um ou ambos de Nd e Pr em uma quantidade de pelo menos 10 % em átomos, especialmente pelo menos 50 % em átomos de todo R. T é um ou ambos de Fe e Co e Fe está preferivelmente contido em uma quantidade de pelo menos 50 % em átomos, e mais preferivelmente pelo menos 65 % em átomos de toda a liga. A é um ou ambos de boro e carbono, e boro está preferivelmente contido em uma quantidade de 2 a 15 % em átomos, e mais preferivelmente 3 a 8 % em átomos de toda a liga. M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W. M pode estar contido em uma quantidade de 0,01 a 11 % em átomos, e preferivelmente 0,1 a 5 % em átomos de toda a liga. O equilíbrio é composto de impurezas incidentais, tais como N e O.
[033]A liga mãe é preparada fundindo as alimentações de metal ou liga a vácuo ou em uma atmosfera de gás inerte, tipicamente atmosfera de Argônio, e
10/24 vazando a corrida em um molde plano ou molde de blocos ou em lingotamento contínuo. Uma alternativa possível é um assim denominado processo de duas ligas que envolve preparar separadamente uma liga aproximada da composição do composto FfeFeuB que constitui a fase primária da liga relevante e uma liga rica em R que serve como um auxiliar da fase líquida na temperatura de sinterização, triturando, e em seguida pesando e misturando-as. Notavelmente, a liga próxima da composição da fase primária é submetida a tratamento de homogeneização, se necessário, com o propósito de aumentar a quantidade da fase do composto RzFeuB, uma vez que a-F2 provavelmente ficará para trás, dependendo da velocidade de resfriamento durante o lingotamento e da composição da liga. O tratamento de homogeneização é um tratamento térmico a 700 a 1.200 oC durante pelo menos uma hora a vácuo ou em uma atmosfera de Ar. Para a liga rica em R que serve como auxiliar de fase líquida, uma técnica de têmpera direta da corrida ou lingotamento de tira é aplicável, bem como a técnica de lingotamento supradescrita.
[034]A liga mãe é em geral moída até um tamanho de 0,05 a 3 mm, preferivelmente 0,05 a 1,5 mm. A etapa de trituração usa um moinho Brown ou pulverização com hidretação, com a pulverização com hidretação sendo preferida para as ligas lingotadas em tiras. O pó mais grosseiro é então finamente dividido em um tamanho em geral de 0,2 a 30 pm, preferivelmente 0,5 a 20 pm, por exemplo, por meio de um moinho de jato usando nitrogênio sob pressão. A quantidade de oxigênio do corpo sinterizado pode ser controlada misturando uma quantidade menor de oxigênio com o nitrogênio pressurizado neste ponto. A quantidade de oxigênio do corpo sinterizado final, que é dado como o oxigênio introduzido durante a preparação do lingote mais o oxigênio absorvido durante a transição do pó fino para o corpo sinterizado, é preferivelmente 0,04 a 4 % em átomos, mais preferivelmente 0,04 a 3,5 % em átomos.
[035]O pó fino é então compactado sob um campo magnético em uma
11/24 máquina de moldagem por compressão é colocado em um forno de sinterização. A sinterização é feita a vácuo ou em uma atmosfera de gás inerte, normalmente a uma temperatura de 900 a 1.250 oC, preferivelmente 1.000 a 1.100 oC. O ímã assim sinterizado contém 60 a 99 % em volume, preferivelmente 80 a 98 % em volume do composto FfeFeuB tetragonal como uma fase primária, o equilíbrio sendo 0,5 a 20 % em volume de uma fase rica em R, 0 a 10 % em volume de uma fase rica em B, 0,1 a 10 % em volume de óxido de R, e pelo menos um dos carbonetos, nitretos e hidróxidos de impurezas incidentais ou uma mistura ou compósitos destes.
[036]O corpo do ímã sinterizado (ou bloco sinterizado) é usinado em uma forma predeterminada, na qual um tratamento absortivo é realizado para produzir uma forma de ímã de acordo com a invenção. Conforme descrito antes, o ímã da ímã é obtido fazendo com que o corpo do ímã absorva átomos de R2 e flúor. O fluoreto de R2 pode ser usado com esta finalidade, em virtude de flúor de R2 ser quimicamente estável, comparado com uma forma metálica de R2, especialmente um filme delgado metálico de R2, e não passa por nenhuma mudança química, mesmo quando cominuído em partículas finas. O uso de fluoreto de R2 na forma de pó é vantajoso, em virtude de ele poder ser suprido diretamente ao corpo do ímã sem a necessidade de um aparelho especial, exigido pela pulverização catódica. Para sua preparação, o fluoreto de R2 não exige uma atmosfera limpa ou um aparelho especial que exige operação cuidadosa, tal como uma caixa de globo. Dessa maneira, o ímã da invenção pode ser fabricado com uma alta produtividade.
[037]Em um exemplo típico, um pó contendo o fluoreto de R2 é misturado com um líquido tal como álcool para formar uma lama, que é aplicada na superfície do corpo do ímã. O líquido é evaporado, deixando o corpo do ímã empacotado com pó de fluoreto. O corpo do ímã empacotado com o pó de fluoreto é tratado termicamente a vácuo ou em uma atmosfera de gás inerte, tais como Ar ou He, a
12/24 uma temperatura não superior à temperatura de sinterização (referida como Ts), preferivelmente 200 oC a (Ts-5)oC, especialmente 250 oC a (Ts-10)oC durante cerca de 0,5 a 100 horas, preferivelmente cerca de 1 a 50 horas. Por meio de tratamento térmico, R2 e flúor são infiltrados no ímã a partir da superfície, e o óxido de R1 dentro do corpo do ímã sinterizado reage com flúor para fazer uma mudança química em um oxifluoreto.
[038]O oxifluoreto de R (elementos terras raras inclusive de Sc e Y) dentro do ímã é tipicamente ROF, embora ele denote em geral oxifluoretos contendo R, oxigênio e flúor que podem alcançar o efeito da invenção incluindo ROmFn (em que m e n são números positivos) e formas modificadas ou estabilizadas de ROmFn, em que parte de R é substituída por um elemento metálico.
[039]A quantidade de flúor absorvido no corpo do ímã neste ponto varia com a composição e tamanho de partículas do pó usado, a proporção do pó que ocupa o espaço que envolve a superfície do ímã durante o tratamento térmico, a área superficial específica do ímã, a temperatura e tempo do tratamento térmico, embora a quantidade de flúor absorvida seja preferivelmente 0,01 a 4 % em átomos. A quantidade de flúor absorvida é preferivelmente 0,01 a 4 % em átomos. A quantidade de flúor absorvido é adicionalmente preferivelmente 0,02 a 3,5 % em átomos, especialmente 0,05 a 3,5 % em átomos a fim de que partículas do oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm sejam distribuídas ao longo dos contornos de grãos a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm2, mais preferivelmente pelo menos 3.000 partículas/mm2. Para absorção, flúor é alimentado na superfície do corpo do ímã sinterizado em uma quantidade de preferivelmente 0,03 a 30 mg/cm2, mais preferivelmente 0,15 a 15 mg/cm2 da superfície.
[040]Conforme descrito anteriormente, em uma região que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 pm, partículas de oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm são
13/24 distribuídas nos contornos de grãos a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm2. A profundidade da superfície do corpo do ímã da região onde o oxifluoreto está presente pode ser controlada pela concentração de oxigênio no corpo do ímã. A este respeito, recomenda-se que a concentração de oxigênio contido no corpo do ímã seja 0,04 a 4 % em átomos, mais preferivelmente 0,04 a 3,5 % em átomos, acima de tudo preferivelmente 0,04 a 3 % em átomos. Se a profundidade da superfície do corpo do ímã da região onde oxifluoreto está presente, o diâmetro de partículas do oxifluoreto e a população do oxifluoreto estiverem fora das faixas supraespecificadas, indesejavelmente, a resistividade elétrica da camada da superfície do corpo do ímã poderia não ser efetivamente aumentada.
[041]Por meio do tratamento térmico, o componente R2 é também enriquecido adjacente aos contornos de grãos. A quantidade total do componente R2 absorvido no corpo do ímã é preferivelmente 0,005 a 2 % em átomos, mais preferivelmente 0,01 a 2 % em átomos, ainda mais preferivelmente 0,02 a 1,5 % em átomos. Para absorção, o componente E é alimentado na superfície do corpo do ímã em uma quantidade total de preferivelmente 0,07 a 70 mg/cm2, mais preferivelmente 0,35 a 35 mg/cm2 da superfície. Isto garante que contornos de grãos de rede tridimensional contínua com uma alta concentração de R2 se forme até uma profundidade de pelo menos 10 pm, especialmente pelo menos 13 pm, mais especialmente pelo menos 16 pm a partir da superfície.
[042]O material de ímã permanente assim obtido pode ser usado como um ímã permanente de alto desempenho em várias aplicações, incluindo motores e atuadores de captação.
EXEMPLO [043]Exemplos da presente invenção estão apresentados a seguir a título de ilustração, e não de limitação.
Exemplo 1 e Exemplo Comparativo 1
14/24 [044]Uma liga na forma de chapa fina foi preparada usando metais Nd, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 13,5 % em átomos de Nd, 0,5 % em átomos de Al, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe. Ela foi designada liga A.
[045]Separadamente, uma liga na forma de lingote foi preparada usando metais Nd, Tb, Fe, Co, Al e Cu com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um molde plano. A liga consistiu de 20 % em átomos de Nd, 10 % em átomos de Tb, 24 % em átomos de Fe, 6 % em átomos de B, 1 % em átomos de Al, 2 % em átomos de Cu e o equilíbrio de Co. Ela foi designada liga B.
[046]Essas ligas foram moídas em um tamanho abaixo da malha 30 por pulverização por hidretação para a liga A e por moagem em uma atmosfera de nitrogênio em um moinho de mandíbulas e um moinho Brown na seqüência para a liga B.
[047]Subseqüentemente, os pós das ligas A e B foram pesados em uma proporção de 92 % em peso e 8 % em peso. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, a mistura de pó foi finamente dividida em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 4,1 pm. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm2. O compacto foi então colocado em um forno de sinterização com uma atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.060 oC durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 10 mm x 10 mm x 2 mm de espessura. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução
15/24 alcalina, água deionizada, ácido nítrico e água deionizada e seco.
[048]Em seguida, pó de fluoreto de disprósio com um tamanho de partícula médio de 2 pm foi misturado com etanol em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. A lama revestiu por jateamento todas as superfícies do corpo. O corpo do ímã revestido foi seco ao ar. A quantidade de fluoreto de disprósio alimentado foi 3,3 mg/cm2. Em seguida, o corpo do ímã empacotado foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 800 oC durante 10 horas e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 oC durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por M1. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de neodímio, Este está designado por P1.
[049]Os corpos de ímãs M1 e P1 tiveram as propriedades magnéticas medidas (remanescência Br, força coerciva Hcj), (BH)max), com os resultados mostrados na tabela 2. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 3. O ímã M1 da invenção apresentou um acentuado aumento na força coerciva de 425 kAnr1 em relação à força coerciva do ímã P1 que foi submetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de disprósio, apresentando ainda um declínio de remanescência de 5 mT.
[050]Os corpos dos ímãs M1 e P1 foram analisados por microssonda eletrônica de varredura (ΕΡΜΑ), com suas imagens de distribuição de Dy sendo mostradas nas figuras 1 a e 1b. Uma vez que a liga fonte para o ímã é isenta de Dy, pontos de contraste claros indicativos da presença de Dy não foram encontrados na imagem de P1. Pelo contrário, o ímã M1 que passou pelo tratamento absortivo com o pacote de fluoreto de disprósio manifesta que Dy está enriquecido somente nos contornos de grãos, e que a fase do contorno de grão enriquecida com Dy está distribuída como uma rede tridimensional contínua da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de 40 pm. A figura 1 a ilustra uma
16/24 imagem de distribuição de Dy adjacente à superfície. Para o ímã M1 que tem Dy absorvido, concentrações médias de Dy e F foram computadas a partir da análise das imagens de distribuição. A tabela 1 mostra como as concentrações de Dy e F mudam com a profundidade a partir da superfície do corpo do ímã. Percebe-se que as concentrações enriquecidas de Dy e F ao longo dos contornos de grãos ficam mais baixas em posições mais para dentro no ímã.
[051 ]A figura 2 ilustra imagens de distribuição de Nd, O e F sob o mesmo campo de visão da figura 1. Deve-se entender que flúor, uma vez absorvido, reage com óxido de neodímio já presente no ímã para formar oxifluoreto de neodímio. Inúmeras partículas de NdOF são distribuídas na camada superficial. Nesta região, essas partículas de NdOF com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm tiveram uma população de 5.000 partículas/mm2 e uma fração de área de 4,7 %,
Tabela 1
| Distância da superfície do ímã pm | Concentração média de Dy, % massa | Concentração média de F, % massa |
| 10 | 6,1 | 2,1 |
| 20 | 5,3 | 1,6 |
| 50 | 2,4 | 0,3 |
| 100 | 1,3 | 0,1 |
| 200 | 0,8 | <0,1 |
| 500 | 0,3 | <0,1 |
Exemplo 2 e Exemplo Comparativo 2 [052]Uma liga na forma de uma chapa fina foi preparada usando metais Nd, Pr, Co, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 11,5 % em átomos de Nd, 2,0 % em átomos de Pr, 1,0 % em átomos de Co, 0,5 % em átomos de Al 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe, Ela é designada como liga A.
[053]Separadamente, uma liga na forma de lingote foi preparada usando metais Nd, Dy, Fe, Co, Al e Cu com pelo menos 99 % em peso de pureza e
17/24 ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em atmosfera de Ar e lingotando a corrida em um molde plano. A liga consistiu de 20 % em átomos de Nd, 10 % em átomos de Dy, 24 % em átomos de Fe, 6 % em átomos de B, 1 % em átomos de Al, 2 % em átomos de Cu e o equilíbrio de cobalto. Ela é designada como liga B.
[054]Essas ligas foram moídas em um tamanho abaixo da malha 30, por pulverização por hidretação para a liga A e por moagem em uma atmosfera de nitrogênio em um moinho de mandíbulas e um moinho Brown em seqüência para a liga B.
[055]Subseqüentemente, os pós das ligas A e B foram pesados e misturados em uma proporção de 92 % em peso para 8 % em peso. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, a mistura de pó foi finamente dividida em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 3,9 pm. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm2. O compacto foi então colocado em um forno de sinterização com uma atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.050 oC durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 10 mm x 10 mm x 3 mm de espessura. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução alcalina, água deionizada, ácido nítrico e água deionizada e seco.
[056]Em seguida, pó de fluoreto de térbio com um tamanho de partícula médio de 2 pm foi misturado com etanol em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. A lama foi revestida por aspersão em todas as superfícies do corpo do ímã. O corpo do ímã revestido foi seco ao ar. A quantidade de fluoreto de térbio alimentado foi 5,1 mg/cm2. Em seguida, o corpo do ímã empacotado foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 800 oC durante 15 horas e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 oC durante 1 hora e
18/24 temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por M2. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de térbio. Este está designado por P2.
[057]Os corpos de ímãs M2 e P2 tiveram as propriedades magnéticas medidas ((Br, Hcj)max), com os resultados mostrados na tabela 2. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 3. O ímã M2 da invenção apresentou um aumento notável na força coerciva de 760 kArrr1 em relação à força coerciva o ímã P2 que foi submetido ao tratamento térmico com o pacote de fluoreto de térbio, apresentando ainda um declínio na remanescência de 5 mT. As imagens de distribuição de Tb e F do corpo do ímã M2 por ΕΡΜΑ foram equivalentes às distribuição de Dy e imagens de F no exemplo 1. As distribuições de concentração de elementos nas camadas superficial do corpo do ímã M2 foram analisadas por ΕΡΜΑ, observando que inúmeras partículas estavam presentes na mesma forma do exemplo 1.
Exemplo 3 e Exemplo Comparativo 3 [058]Uma liga na forma de chapa fina foi preparada usando metais Nd, Al, Cu e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 13,2 % em átomos de Nd, 0,5 % em átomos de Al, 0,3 % em átomos de Cu, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe.
[059]A liga A foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 pela técnica de hidretação. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, o pó grosso foi finamente dividido em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 4,4 pm. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm2. O
19/24 compacto foi então colocado em um forno de sinterização com uma atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.060 oC durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 3 mm x 3 mm x 3 mm de espessura. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução alcalina, água deionizada, ácido nítrico e água deionizada, e seco.
[060]Em seguida, pó de fluoreto de térbio com um tamanho de partícula médio de 2 pm foi misturado com água deionizada em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. O corpo do ímã foi imerso na lama por 1 minuto com simultânea sonificação da lama, coletado e imediatamente seco com ar quente. A quantidade de fluoreto de térbio alimentado foi 1,8 mg/cm2. O corpo do ímã empacotado com pó de fluoreto de térbio foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 900 oC durante 2 horas e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 oC durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por M3. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de térbio. Este está designado por P3.
[061 ]Os corpos de ímãs M3 e P3 tiveram as propriedades magnéticas medidas ((Br, Hcj, (BH)max), com os resultados mostrados na tabela 2. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 3. O ímã M3 da invenção apresentou um acentuado aumento na força coerciva de 730 kArrr1 em relação à força coerciva do ímã P3 que foi submetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de térbio, apresentando ainda um declínio de remanescência de 5 mt. As imagens de distribuição de Tb e F do corpo do ímã M3 por ΕΡΜΑ foram equivalentes às distribuição de Dy e imagens de F no exemplo 1. As distribuições de concentração de elementos na camada superficial do corpo do ímã M3 foram analisadas por ΕΡΜΑ, observando que inúmeras partículas de ROF estavam
20/24 presentes na mesma forma que no exemplo 1.
Exemplo 4 e Exemplo comparativo 4 [062]Uma liga na forma de uma chapa fina foi preparada usando metais Nd, Pr, Al Cu, Zr e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 11,0 % em átomos de Nd, 2,2 % em átomos de Pr, 0,5 % em átomos de Al, 0,3 % em átomos de Cu, 0,2 % em átomos de Zr, 6,0 % em átomos de B, e o equilíbrio de Fe.
[063]A liga A foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 pela técnica de hidretação. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, o pó grosso foi finamente dividido em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 3,8 pm. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm2. O compacto foi então colocado em um forno de sinterização com uma atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.070 °C durante 2 horas, obtendo um bloco do ímã. Usando um cortador de diamante, o bloco do ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 5 mm x 5 mm x 2 mm de espessura. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução alcalina, água deionizada, ácido nítrico e água deionizada, e seco.
[064]Em seguida, fluoreto de térbio, fluoreto de disprósio e óxido de neodímio na forma de pó foram pesados e misturados em uma fração em peso de 40 %, 30 % e 30 %. Os pós de fluoreto de térbio, fluoreto de disprósio e óxido de neodímio tiveram um tamanho de partícula médio de 2 pm, 10 pm e 1 pm, respectivamente. A mistura de pó foi misturada com etanol em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. O corpo do ímã foi imerso na lama durante um minuto, sonificando ao mesmo tempo a lama, coletado e imediatamente seco com ar quente. A quantidade total de fluoreto de térbio e fluoreto de disprósio
21/24 alimentada foi de 2,9 mg/cm2. O pacote do corpo do ímã com o pó foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 850 °C durante 8 horas e em seguida ao tratamento de envelhecimento a 500 °C por 1 hora e temperado, obtendo um corpo de ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo de ímã é designado por M4. Com propósitos de comparação, um corpo de ímã foi similarmente preparado realizando-se tratamento térmico sem o pacote de pó. Isto está designado por P4.
[065]Os corpos dos ímãs M4 e P4 tiveram as propriedades magnéticas medidas (Br, Hcj, (BH)max), com os resultados mostrados na tabela 2. O ímã M4 da invenção apresentou um aumento acentuado na força coerciva de 570 kAnr1 em relação à força coerciva do ímã Pr que foi submetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto, apresentando ao mesmo tempo um declínio de remanescência de 5 mT. As distribuições de concentração de elementos na camada superficial do corpo do ímã M4 foram analisadas por ΕΡΜΑ, observando que inúmeras partículas estavam presentes na mesma forma que no exemplo 1.
Exemplo 5 e Exemplo Comparativo 5 [066]Uma liga na forma de uma chapa fina foi preparada usando metais Nd, Pr, Al, Cu, Ta, Sn, Ga, Mn Hf e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 11,0 % em átomos de Nd, 2,2 % em átomos de Pr, 0,5 % em átomos de Al, 0,3 % em átomos de Cu, 6,0 % em átomos de B, 0,7 % em átomos de M’ e o equilíbrio de Fe. Note que M’ é qualquer um de Ta, Sn, Ga, Mn e Hf.
[067]A liga foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 pela técnica de hidretação. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, o pó grosso foi finamente dividido em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 3,9 - 4,3 pm. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma
22/24 atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm2. O compacto foi então colocado em um forno de sinterização com uma atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1,060°C durante 2 horas, obtendo um bloco do ímã. Usando um cortador de diamante, o bloco do ímã foi usinado nas dimensões de 20 mm x 20 mm x 3 mm de espessura. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com soiução alcalina, água deionizada, ácido cítrico e água deionizada, e seco, [068]Em seguida, pó de fluoreto de térbio com um tamanho de partícula médio de 2 pm foi misturado com etanol em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama, O corpo do ímã foi imerso na lama durante um minuto, sonificando ao mesmo tempo a lama, coletado e imediata mente seco com ar quente. A quantidade de fluoreto de térbio alimentada foi de 2,1 mg/cm2. O corpo do ímã empacotado com o pó foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 800 °C durante 8 horas e em seguida ao tratamento de envelhecimento a 500 °C por 1 hora e temperado, obtendo um corpo de ímã de acordo com o escopo da invenção. Esses corpos de ímãs são designados por M5 a M9 na ordem de M' = Ta, Sn, Ga, Mn e Hf. Gom propósitos de comparação, corpos de ímãs foram similarmente preparados realizando-se tratamento térmico sem o pacote de pó. Eles estão designados por P5 a P9.
[069]Os corpos dos ímãs M5 e M9 e P5 a P9 tiveram as propriedades magnéticas medidas (Br, Hcj, (BH)max), com os resultados mostrados na tabela
2. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 3. Os ímãs da invenção apresentaram acentuado aumento na força coerciva de 400 a 800 kArrr1 em relação à força coerciva dos ímãs que foram submetidos ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de térbio, apresentando ao mesmo tempo um declínio de remanescéncia de 5 mT. As distribuições de concentração de elementos na camada superficial do corpo do ímã M4 foram analisadas por ΕΡΜΑ, observando que inúmeras partículas estavam presentes da mesma forma que no exemplo 1.
Tabela 2___ [ ' 1 |Br(T) [Hcj [(BH)max ]
23/24
| (kA/m) | (kJ/m3) | |||
| Exemplo 1 | M1 | 1,415 | 1.450 | 392 |
| Exemplo 2 | M2 | 1,400 | 1.824 | 384 |
| Exemplo 3 | M3 | 1,445 | 1.610 | 409 |
| Exemplo 4 | M4 | 1,435 | 1,570 | 404 |
| Exemplo 5 | M5 | 1,395 | 1.600 | 381 |
| Exemplo 6 | M6 | 1,405 | 1.450 | 387 |
| Exemplo 7 | M7 | 1,430 | 1.680 | 401 |
| Exemplo 8 | MS | 1,395 | 1.760 | 381 |
| Exemplo 9 | M9 | 1,405 | 1.530 | 387 |
| Exemplo Comparativo 1 | P1 | 1,420 | 1.025 | 395 |
| Exemplo Comparativo 2 | P2 | 1,405 | 1.065 | 386 |
| Exemplo Comparativo 3 | P3 | 1,450 | 880 | 412 |
| Exemplo Comparativo 4 | P4 | 1,440 | 1.000 | 406 |
| Exemplo Comparativo 5 | P5 | 1,400 | 1.080 | 383 |
| Exemplo Comparativo 6 | P6 | 1,415 | 1.020 | 392 |
| Exemplo Comparativo 7 | P7 | 1,435 | 1.160 | 403 |
| Exemplo Comparativo 8 | P8 | 1,400 | 960 | 382 |
| Exemplo Comparativo 9 | P9 | 1,410 | 1.050 | 390 |
Tabela 3
| Pr [%at] | Nd f%atl | T2 [%at] | Dy [%at] | T I%at] | A (%at] | 0 [%at] | F [%atl | M* [%atl | ||
| Exemplo 1 | Ml | 0,000 | 13,684 | 0,7139 | 0,165 | 77,924 | 5,763 | 0,495 | 0,486 | 0,694 |
| Exemplo 2 | M2 | 1,990 | 11,884 | 0,142 | 0,781 | 77,898 | 5,761 | 0,412 | 0,425 | 0,693 |
| Exemplo 3 | M3 | 0,000 | 12,804 | 0,212 | 0,000 | 78,943 | 5,712 | 0,802 | 0,709 | 0,788 |
| Exemplo 4 | M4 | 2,130 | 10,650 | 0,141 | 0,140 | 78,394 | 5,897 | 0,840 | 0,825 | 0,983 |
| Exemplo 5 | M5 | 2,150 | 10,752 | 0,123 | 0,000 | 78,485 | 5,954 | 0,488 | 0,360 | 1,687 |
| Exemplo 6 | M6 | 2,150 | 10,749 | 0,14 2 | 0,000 | 78,459 | 5,952 | 0,445 | 0,417 | 1,686 |
| Exemplo 7 | M7 | 2,123 | 10,617 | 0,322 | 0,000 | 77,453 | 5,879 | 0,998 | 0,941 | 1,666 |
| Exemplo 8 | MB | 2,146 | 10,732 | 0,121 | 0,000 | 78,336 | 5,943 | 0,682 | 0,355 | 1,684 |
| Exemplo 9 | M9 | 2,112 | 10,562 | 0,405 | 0,000 | 77,020 | 5,849 | 1,208 | 1,187 | 1,657 |
| Exemplo Compara tlvo 1 | P1 | 0,000 | 13,771 | 0,796 | 0,000 | 78,434 | 5,800 | 0,501 | 0,000 | 0,698 |
| Exemplo Compara tlvo 2 | P2 | 2,001 | 11,950 | 0,000 | 0,797 | 78,341 | 5,793 | 0,420 | 0,000 | 0,697 |
| Exemplo Compara tivo 3 | P3 | 0,000 | 12,924 | 0,000 | 0,000 | 79,711 | 5,765 | 0,805 | 0,000 | 0,795 |
24/24
| Exemplo Compara tivo 4 | P4 | 2,153 | 10,766 | 0,000 | 0,000 | 79,281 | 5,962 | 0,845 | 0,000 | 0,994 |
| Exemplo Compara tivo 5 | P5 | 2,161 | 10,803 | 0,000 | 0,000 | 78,864 | 5,982 | 0,495 | 0,000 | 1,695 |
| Exemplo Compara tivo 6 | P6 | 2,162 | 10,809 | 0,000 | 0,000 | 78,906 | 5,985 | 0,442 | 0,000 | 1,696 |
| Exemplo Compara tivo 7 | P7 | 2,150 | 10,749 | 0,000 | 0,000 | 78,459 | 5,952 | 1,004 | 0,000 | 1,686 |
| Exemplo Compara tivo 8 | P8 | 2,156 | 10,782 | 0,000 | 0,000 | 78,707 | 5,971 | 0,692 | 0,000 | 1,692 |
| Exemplo Compara tivo 9 | P9 | 2,145 | 10,726 | 0,000 | 0,000 | 78,290 | 5,940 | 1,216 | 0,000 | 1,683 |
* Quantidade total de elementos como na fórmula (1), [070]0s valores analíticos de elementos terras-raras e elementos de metal alcalino terroso foram determinados dissolvendo completamente amostras (preparadas como nos exemplos e nos exemplos comparativos) em água régia, e realizando medição por plasma acoplado indutivamente (ICP), valores analíticos de oxigênio determinados por espectroscopia fusão de gás inerte/de absorção infravermelha, e valores analíticos de flúor determinados por colorimetria de destilação de vapor/AIfusone.
1/2
Claims (6)
- REIVINDICAÇÕES1. ímã permanente de terras-raras CARACTERIZADO pelo fato de que está na forma de um corpo de ímã sinterizado que tem uma composição de liga R^RWcAdFeOíMg, em que R’ é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras raras, inclusive Sc e Y, e exclusive Tb e Dy, R2 é um ou ambos de Tb e Dy, T é um ou ambos de ferro e cobalto, A é um ou ambos de boro e carbono, F é flúor, O é oxigênio e M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W, a até g indicativos de porcentagem atômica dos elementos correspondentes na liga têm valores na faixa de: 10 á a+b í 15 e 3 < d < 15, 0,01 < e < 4, 0,04 < f < 4, 0,01 < g < 11, o equilíbrio sendo c, o dito corpo do ímã tendo um centro e uma superfície, em que os elementos constituintes F e R2 são distribuídos de maneira tal que suas concentrações aumentem na média do centro para a superfície do corpo do ímã, e os contornos de grão tendo uma concentração de R2/(R’+R2) que é na média maior do que a concentração de R2/{R1+R2) contidos nos grãos da fase primária do sistema tetragonal (R\R2)2T„A formam uma estrutura de rede tridimensional que é contínua da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 10 pm.
- 2. ímã permanente de terras-raras, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o oxifluoreto de (R’,R2) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 pm, e partículas do dito oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm são distribuídas na dita região de contorno de grão a uma população de peio menos 2.000 partículas/mm2, e o dito oxifluoreto está presente em uma fração de área de pelo menos 1 %.
- 3. ímã permanente de terras-raras, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,2/2CARACTERIZADO pelo fato de que o oxifluoreto de (R1,R2) nos contornos de grãos contém Nd e/ou Pr, e uma relação atômica de Nd e/ou Pr para (R1+R2) contidos no oxifluoreto nos contornos de grãos é maior do que uma relação atômica de Nd e/ou Pr para (R1+R2) contidos nos contornos de grãos, excluindo o oxifluoreto e o óxido de R3, em que R3 é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras raras, inclusive Sc e Y.
- 4. ímã permanente de terras-raras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que R1 compreende pelo menos 10 % em átomos de Nd e/ou Pr.
- 5. ímã permanente de terras-raras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que T compreende pelo menos 60 % em átomos de ferro.
- 6. ímã permanente de terras-raras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que A compreende pelo menos 80 % em átomos de boro.1/1
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