CH656973A5 - Anisotrope dauermagneten und verfahren zu deren herstellung. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dauermagneten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Dauermagneten.

An mehreren praktischen Anwendungsgebieten besteht die Hauptaufgabe von Dauermagneten in der Erzeugung einer möglichst hohen magnetischen Induktion im Magnetkreis. Zu diesem Zweck werden bisher anisotrope Dauermagneten eingesetzt, die gegenüber den isotropen Magneten aus demselben Material einen im wesentlichen vorteilhafteren Verlauf der Magnetisierungskurve aufweisen. Die bisher hergestellten anisotropen Magneten sind dadurch charakterisiert, dass ihre elementaren Komponenten, d.h. Pulverpartikel, Kristalle od. dgl., mit ihren Achsen leichter Magnetisierung übereinstimmend in eine solche Richtung orientiert sind, in welcher der Dauermagnet magnetisiert wurde. Eine solche anisotrope magnetische Struktur ermöglicht es, für ein gegebenes Material maximale Werte von Remanenz und (BH)max-Produkt und dementsprechend erhöhte Werte von magnetischer Induktion im Arbeitspunkt zu erzielen. Um eine solche Struktur zu erreichen, benützt man Orientierung von Pulverpartikeln durch Magnetfeld, Kristallisierung mittels gesteuerten Temperaturgradienten, Wärmebehandlung in einem Magnetfeld, Extrudieren, Walzen und andere Prozesse. Das gegenwärtige Niveau der Herstellungstechnologie von Dauermagneten erlaubt die Produktion von Magneten mit fast vollkommener Orientation dieser Art, so dass es praktisch unmöglich ist, diese in einem bedeutsamen Mass noch mehr zu steigern. Diese Tatsache steht einer erwünschten Erhöhung der Parameter von einer ganzen Reihe der verschiedensten Dauermagneten im Wege.

Die Erfindung soll die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik eliminieren. Erfindungsgemäss wird dies bei dem eingangs erwähnten Dauermagneten so gelöst, dass die magnetischen Kraftlinien im Magnetkörper so gerichtet sind, dass ihre Orientation im Bereich wenigstens eines Poles konvergent ist.

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Das Verfahren zur Herstellung eines solchen anisotropen Dauermagneten ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass mehrere anisotrope, aus dem Dauermagnetmaterial gefertigte Teile zum Magnetkörper zusammengefügt 5 werden, wobei sich diese Teile mit ihren Formen und Dimensionen zu Gestalt und Grösse des Magnetkörpers vervollständigen, und dass die entsprechende magnetische, mindestens zwei verschiedene konvergente Verläufe aufweisende Orientation der Kraftlinien so gebildet wird, dass bei mindestens io zwei benachbarten Teilen des Magnetkörpers die magnetischen Kraftlinien zueinander geneigt und deren Magnetisierungspolaritäten zu ein und demselben Pol gerichtet werden.

Die anisotrope Struktur wird durch Orientation der magnetischen Kraftlinien in Richtung leichter Magnetisie-15 rung von elementaren Magnetbereichen in erforderliche Richtungen gebildet. Die Orientation ist so durchgeführt,

dass sie - zum Unterschied von den herkömmlichen Dauermagneten, die zum Erzielen des optimalen Verlaufes der magnetischen Induktion im wesentlichen im Inneren des 20 Magnetkörpers orientiert sind - den Verlauf der magnetischen Induktion ausserhalb des Magneten in der Polumgebung optimiert. Die Orientation der Magneten konzentriert den magnetischen Fluss im Bereich eines oder mehrerer Pole in einen Querschnitt, der geringer ist als der Magnetquer-25 schnitt, wobei in diesem verminderten Querschnitt eine erhöhte magnetische Induktion in den äusseren, entweder leeren oder ausgefüllten Raum geliefert wird. Die konvergente Orientation steigert ferner die magnetische Induktion dadurch, dass sie den nutzlosen Streufluss herabsetzt. 30 Die erhöhte magnetische Induktion kann beispielsweise in den nützlichen Arbeitsbereich eines Luftspaltes, in einen Polschuh oder in einen anderen Teil des Magnetkreises geliefert werden. Um die oben erwähnte Erhöhung des Wertes von magnetischer Induktion an der Oberfläche der verrin-35 gerten Polfläche zu erzielen, ist die Struktur der erfindungs-gemässen Magneten in der Nähe der Poloberfläche - auch in bezug auf die Richtungen von Normalen zur Poloberfläche -konvergent. Deswegen gehören zu den erfindungsgemässen Magneten mit konvergenter Struktur nicht z.B. radial orien-40 tierte Toroide und Segmente, bei denen die Orientation die Richtungen von Normalen zur gesamten Polfläche verfolgt.

Die erfindungsgemässen Dauermagneten können auf verschiedene Arten hergestellt werden. Ein Verfahren besteht in Verfertigung anisotroper Teile des Magnetkörpers von geeig-45 neten Dimensionen und magnetischer Orientation (z.B. homogener Orientation) aus Dauermagnetmaterial und in deren Zusammenverbinden, so dass ein Magnet mit erforderlicher Orientation und im verwendungsfähigen Zustand und Grösse entsteht.

so Zur Herstellung von homogen orientierten Teilen des Magnetkörpers kann ein Verfahren zum Herstellen von herkömmlichen anisotropen Magneten angewandt werden. Als Beispiel können Verfahren zum Herstellen von anisotropen, zusammen mit einem Bindemittel gepressten oder gesin-55 terten bzw. gegossenen Magneten dienen. Die erforderlichen Formen der Teile werden entweder durch direkte Herstellung unter Verwendung von geeigneten Stanzwerkzeugen, Giessformen und anderen Vorrichtungen oder durch Trennen auf Teile bzw. Bearbeiten von homogen orientierten 60 Magneten anderer Formen, z.B. durch Schneiden und Schleifen, gewonnen. Die Teile können dann auf verschiedene Montagearten, wie z.B. durch Einkapseln, Verschrau-bung, Einrahmen, Löten u.a., zusammenverbunden werden.

Die Teile kann man in verschiedenen Phasen der Herstel-65 lung von Magnetkörpern zusammenverbinden, wobei sie durch fertige Dauermagneten oder Halbprodukte dargestellt werden können. So können beispielsweise bei der Herstellung von gesinterten Pul vermagneten Teile aus fertigem Sin

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termaterial oder Pulverpresslinge, die erst nach der Montage zu einem Komplex gesintert werden, zusammen verbunden werden. Als ein anderes Beispiel kann man gegossene Magneten nennen, bei denen man die Teile vor als auch nach der Wärmebehandlung zusammenverbinden kann. Die Teile können entweder in magnetisiertem oder entmagnetisiertem Zustand zusammenverbunden werden. Im erstgenannten Falle muss man Abstosskräfte überwinden, während im letztgenannten der Magnet in Übereinstimmung mit der konvergenten Orientation magnetisiert werden muss.

Die Formen und Dimensionen der einzelnen Teile sind so zu wählen, um nach der Zusammenverbindung einen Magneten von erforderlicher Gestalt und Grösse zu erhalten. Die Teile können verschiedenartige Formen, wie z.B. Prismen, Pyramiden, Kegel, Ringe u.a. Körper, aufweisen. Nach dem Erzielen der konvergenten magnetischen Struktur, die zwei oder mehrere konvergente Orientations-verläufe umfasst, werden die Teile so orientiert, dass die Kraftlinien der benachbarten Teile zueinander geneigt sind und mit ihren übereinstimmenden Polaritäten in Richtung zu ein und demselben Pol gerichtet werden. Die Neigungswinkel und die Anzahl der Teile mit zueinander geneigten Kraftlinien sind nach dem erforderten Neigungsgrad und der Anzahl von verschiedenen Orientationsverläufen in der konvergenten Struktur des Magnetkörpers zu wählen.

Das erfindungsgemässe Magnetherstellungsverfahren weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass auf diese Art Magneten mit verschiedensten Verläufen der konvergent orientierten Strukturtypen nach den betreffenden Anforderungen an die Parameter des Magnetkörpers herstellbar sind. Zu diesen Strukturen gehören auch extreme Typen, die auf eine andere Art nur mit erheblichen Schwierigkeiten oder gar nicht geschaffen werden können. Es handelt sich beispielsweise um konvergente Orientationen, die den Magnetfluss in einen engen Bereich am meisten konzentrieren, oder Magneten von komplizierten Formen und mit mehreren Polen. Als Ausgangsmaterial stehen leicht verfügbare anisotrope, magnetisch harte Materialien oder auch Magnetkörper zur Verwendung. Gleichfalls sind die betreffenden Herstellungsanlagen verhältnismässig einfach und unkostspielig. Aus diesen Gründen können auch ihren Magnetenverbrauch selbst die für eine serienmässige Produktion von magnetisch harten Materialien nicht ausgerüsteten Magnetbenützer decken.

Das Wesen eines alternativen Magnetherstellungsverfahrens besteht in der Bildung einer magnetischen Orientation der Kraftlinien im Material durch Wirkung eines äusseren Magnetfeldes, dessen Kraftlinien in dem Wirkungsbereich einen konvergenten Verlauf aufweisen. Einfachheitshalber soll ein solches Magnetfeld fernerhin ein «konvergentes Magnetfeld» genannt werden.

Das vorerwähnte Verfahren kann auch zur Herstellung von sowohl Pulver- als auch gegossenen Dauermagneten angewandt werden. Im erstgenannten Fall werden ferro-bzw. ferrimagnetische Pulverpartikel - analog wie bei der Orientierung durch homogenes Magnetfeld - der Wirkung eines Magnetfeldes vor dem oder im Verlauf des Pressvorgangs ausgesetzt. Das Magnetfeld verstellt die zu magnetisie-renden Partikel mit ihren Achsen der leichten Magnetisierung in die Kraftlinienrichtungen. Die entstandene Orientation wird durch Zusammenpressen des Pulvers ohne oder mit Bindemittel bzw. durch Sintern oder auf eine andere Art fixiert.

Bei der Herstellung von gegossenen Magneten wird das konvergente Magnetfeld bei einer thermomagnetischen Behandlung, d.h. Abkühlen des Gussstückes von der Giess-temperatur oder nach einer nachträglichen Erhitzung unter Einwirkung eines von aussen angelegten Magnetfeldes, angewandt. Die thermomagnetische Behandlung des Dauermagneten kann man selbstverständlich auch zur Herstellung von Pulvermagneten einsetzen. Ähnlich wie bei der thermomagnetischen Behandlung mit homogenem Feld scheiden s sich - nach der Passage durch die Curie-Temperaturzone -zuerst Präzipitaten in Richtung der kristallographische Achse aus, die die geringste Abweichung von der Richtung der Kraftlinien vom Magnetfeld aufweist. Dieser Vorgang führt zur Bildung einer konvergent orientierten Magnetit) struktur und ist z.B. für thermomagnetisch behandelte gegossene sowie Pulvermagneten aus AINiCo-Legierungen vorteilhaft.

Das angewandte konvergente Magnetfeld kann ein Gleichoder Wechselfeld, stationär oder pulsierend sein. Gleich wie 15 bei der Orientierung durch das homogene Feld ist es empfehlenswert - insbesondere für die Pulverorientierung - ein Magnetfeld möglichst hoher Intensität anzuwenden, da die Partikel bei deren Verstellung in der Regel einen Reibungswiderstand überwinden müssen und höhere Kraftwirkungen 20 des Magnetfeldes es ermöglichen, eine bessere Orientation zu erzielen. Das konvergente Magnetfeld kann auf verschiedene Arten durch Spulen, Elektromagneten oder Dauermagneten gebildet werden. Wie aus der Magnetostatik bekannt ist, verfolgen die Kraftlinien einen konvergenten Verlauf z.B. im 25 Polbereich von Spulen, Solenoiden, Elektromagneten oder Dauermagneten, unter Voraussetzung, dass sie in einen verhältnismässig weiten Luftspalt herausgehen. Als ein anderes Beispiel von konvergentem Magnetfeld kann man ein Feld in einem kleinen Spalt zwischen zwei Gegenpolen des Elektro-30 magneten oder der Dauermagneten erwähnen, wobei einer der Pole eine kleinere Fläche hat als der zweite und die aus der grösseren Fläche des zweiten Pols herausgehenden Kraftlinien konzentriert. Die Magnetostatik bietet eine ganze Reihe der Lösungen, die zur Erregung eines konvergenten 35 Magnetfeldes führen.

Das vorerwähnte erfindungsgemässe Magnetherstellungsverfahren besitzt mehrere Vorteile. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass es auf diese Art möglich ist, Magneten mit konvergenter Orientation mit praktisch gleichen Kosten wie her-40 kömmliche homogen orientierte Magnete zu verfertigen. Da dieses Verfahren die Bildung verschiedener Konfigurationen des Verlaufes der Kraftlinien von konvergentem Magnetfeld erlaubt, kann man Magneten mit entsprechenden verschiedenen Verläufen von konvergent orientierten Strukturen 45 nach den Anforderungen an die Parameter des Magnetkörpers herstellen.

Neben den o.a. Verfahren ist es auch möglich, Magneten mit konvergenter Orientation auch auf andere Arten wie beispielsweise durch gesteuerte Kristallisierung, d.h. durch so gesteuerte Wärmeableitung beim Kaltwerden des Gussstückes von der Giesstemperatur, zu erzeugen.

Die erfindungsgemässen anisotropen Dauermagneten besitzen gegenüber den herkömmlichen eine ganze Reihe von Vorteilen. Von diesen kann man insbesondere die Erhö-55 hung der maximalen, im Luftspalt ohne Verwendung der Polschuhe im Vergleich mit den existierenden Magneten erzielten Magnetinduktionswerte nennen. Die erfindungsgemässen Dauermagneten erzeugen gleichfalls eine höhere, weiter von der Magnetoberfläche wirkende Magnetinduk-60 tion. Solche Magneten können eine höhere magnetische Induktion in den Luftspalt bzw. in die anderen Bereiche des Magnetkreises auch mittels Polschuhe aus Weicheisen, Per-mendur oder einem anderen geeigneten Material liefern.

Die oben angeführten Vorteile kommen in einer ganzen es Reihe von Verwendungszwecken zur praktischen Geltung. Die Erhöhung der magnetischen Induktion im Luftspalt verbessert verschiedene Parameter von Generatoren, Motoren, Antriebssystemen mit Dauermagneten, magnetischen Kupp

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lungen, Lagern, Separatoren, Klemmstücken, Relais, Abtastern, Mikrowellenelementen, elektroakustischen Wandlern u.a. Anlagen. Unter verbesserten Parametern sind hier beispielsweise höherer Wirkungsgrad, höhere Leistung, Drehmoment, Anzieh- bzw. Abstosskraftvvirkungen, Empfindlichkeit, Genauigkeit und Herabsetzung des Energiebedarfs zu verstehen. Ein weiterer erheblicher Beitrag liegt in verschiedenen Möglichkeiten der Miniaturisierung des Magnetkreises oder einer Erweiterung des Luftspaltes im Vergleich mit den Applizierungen von herkömmlichen Magneten unter Beibehaltung der gleichen Magnetinduktions werte, was in manchen Fällen eine Herabsetzung von Materialkosten, längere Lebensdauer und vereinfachte Konstruktion und Herstellung zur Folge hat.

An manchen Applizierungsgebieten können z.B. die erfindungsgemässen Magneten mit erhöhter Induktion im Luftspalt die konventionellen Magneten mit Polschuhen aus Weicheisen ersetzen. Ausführungen ohne Polschuhe tragen -nebst Miniaturisierung - zur Verbesserung von dynamischen Charakteristiken in Magnetkreisen mit beweglichem Arbeitspunkt bei.

Die erfindungsgemässen Dauermagneten können vorzugsweise meistens aus bisher bekannten magnetisch harten Materialien hergestellt v/erden. Ein neuer und höherer Effekt wird bei solchen Magneten insbesondere unter Verwendung von Materialien mit höheren Werten von Koerzi-tivkraft und ferner von magnetischer Anisotropie der elementaren Bereiche, d.h. beispielsweise der magnetokristallischen Anisotropie, usw. aus dem Grunde erzielt, dass es bei der Konzentrierung der Induktionslinien nötig ist, die Abstosskräfte und Entmagnetisierungswirkungen zu überwinden. Als Beispiele können Materialien auf Seltenerdbasis, Ferrite, Materialien AINiCo mit höherer Koerzitiv-kraft, PtCo, MnBi, MnAl u.a. dienen. Schliesst man an den erfindungsgemässen Magnet einen geeigneten Polschuh oder einen anderen magnetischen Bestandteil des Magnetkreises an, kann auch ein magnetisch hartes Material mit niedrigeren Werten von Koerzitivkraft und elementarer magnetischer Anisotropie eine erfolgreiche Verwendung finden. Zur Bildung der anisotropen orientierten Struktur der erfindungsgemässen Magneten oder ihrer Bestandteile können analoge technologische Vorgänge von Orientierung der elementaren Bereiche wie bei der Herstellung von konventionellen anisotropen Magneten angewandt werden.

Im Falle der aus Barium- oder Strontiumferrit hergestellten Magneten erhöht sich die magnetische Induktion im Luftspalt soviel, dass sie bei manchen Applizierungen auch im wesentlichen kostspieligere Magneten aus Materialien auf Seltenerdbasis ersetzen können. Bei den letztgenannten (z.B. SmCOs) erzielt man im Luftspalt so erhöhte Magnetinduktionswerte, dass sie bei herkömmlichen Dauermagneten ohne Polschuhe nicht erreichbar sind. So kann man durch die Herstellung der erfindungsgemässen Magneten eine wirksamere Verwertung von Dauermagnetausgangsmaterialien erzielen.

Die vorteilhaftesten Ausführungen der anisotropen Struktur von erfindungsgemässen Dauermagneten hängen -bei betreffenden Applizierungen - von Konfiguration des Magnetkreises und des Luftspalts, von den an den Wert und die Raumverteilung der magnetischen Induktion im Luftspalt und in den anderen Magnetkreisbereichen gestellten Ansprüchen, von der Form, den Dimensionen und den magnetischen Eigenschaften von Dauermagnetmaterial ab.

Einige Ausführungsbeispiele sind in beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Fig. 3,13 zeigen den bekannten Stand der Technik; Fig. 1,2 und 4-8 zeigen Schnittansichten der verschiedenen Typen von erfindungsgemässen Dauermagneten mit Bezeichnung der Orientation. In den Fig. 9-12 sind verschiedene Beispiele der erfindungsgemässen Lösung dargestellt.

Beispiel 1

Ein erfindungsgemässer prismatischer Dauermagnet weist eine anisotrope Struktur auf, die es ermöglicht, eine erhöhte magnetische Induktion im Aussenraum in der Nähe der Magnetoberfläche zu erzielen. Figuren 1 und 2 zeigen zwei Orientationstypen, welche die magnetische Induktion in dem einem Luftspalt zugekehrten Bereich der Flächenmitte des Pols N (siehe Fig. 1) oder entlang einer durch diese Flächenmitte laufenden Achse steigern. Wie aus den Pfeilrichtungen ersichtlich, zielen die Kraftlinien zum Pol N. Während Figuren la und 2a eine anisotrope, mit der zum Pol N gerichteten Magnetachse parallel laufende Struktur in einer Schnittansicht zeigen, läuft ihre Orientation gemäss Figuren lb und 2b senkrecht zur Polfläche. Wie es durch die Ergebnisse von Messtesten bewiesen wurde, kann die magnetische Induktion auf Grund der vorerwähnten Orientation gegenüber den bisher angewandten anisotropen Dauermagneten eine wesentliche Erhöhung erfahren. Ein kubischer Magnet aus Strontiumferrit wurde der Messung einer senkrecht zur Polfläche laufenden Magnetinduktionskomponente mit Hilfe einer unmittelbar an die Mitte der Polfläche gelegten Hall-Sonde unterworfen. Während bei einem herkömmlichen anisotropen, homogen orientierten Magnet (Fig. 3) die magnetische Induktion 0,15 T betrug, wurde beim erfindungsgemässen, nach Figur 2 orientierten Magnet aus demselben Material die magnetische Induktion von 0,32 T abgemessen. Die erfindungsgemässen Magnete können so orientiert werden, um maximale Erhöhung der magnetischen Induktion in einem verhältnismässig geringen Raum und in unmittelbarer Nähe der Magnetoberfläche, wie in einer Schnittansicht in Figur 4 veranschaulicht ist, zu erzielen, demgegenüber zeigt Figur 5 eine relativ niedrigere absolute, in einem grösseren Raum bestehende und gleichfalls in eine längere Entfernung von der Magnetoberfläche reichende Erhöhung der Induktion. Änderungen der Orien-tationsrichtungen in der anisotropen Struktur können im Magnetkörper gleichmässig und allmählich - wie den vorerwähnten Figuren, z.B. la, entnehmbar - oder diskontinuierlich bzw. sprungweise, wie in Fig. 6 dargestellt, verlaufen. Die Strukturorientation kann entweder geradlinig (siehe Fig. la) oder krummlinig, wie z.B. nach Kurven in Figur 7, verlaufen. Die in Figuren 1,2,4,5,6 und 7 dargestellten Magneten können eine erhöhte magnetische Induktion nicht nur unmittelbar in den Luftspalt, sondern auch in einen im mittleren Teil der Fläche des Pols N, wo der magnetische Fluss konzentriert ist, befindlichen Polschuh in der Regel von kleinerer Querschnittsfläche als die des Magneten liefern. Ähnlich wie der Polschuh kann an den Magnet auch ein anderer Teil des Magnetkreises angeschlossen werden.

Analog kann die anisotrope Struktur bzw. Strukturen auch am zweiten Pol vorgenommen werden. Figur 8 zeigt beispielsweise eine krummlinige, auf die beiden Pole N, S erweiterte Struktur.

Die nachstehenden Beispiele illustrieren zwei bevorzugte Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemässen anisotropen Dauermagneten.

Beispiel 2

Ein gesinterter Ferritmagnet mit konvergenter Struktur wurde in Form eines Quaders (25x25* 12 mm) gefertigt. Die konvergente Struktur erhöhte den Wert von magnetischer, aus der Fläche von 25x25 mm des Poles N heraustretender Induktion im Bereich der durch die Mitte dieser Fläche durchgehenden Achse. Figur 9a zeigt diese anisotrope Struktur in einem parallel mit der zum Pol N zielenden

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Magnetachse geführten Schnitt und Figur 9b in einer zur Polfläche senkrechten Ansicht. Der Magnet wurde durch Zusammenverbinden dreier gesinterten, homogen orientierten Teile gefertigt; diese sind in Fig. 10a, 10b, 10c mit angedeuteter Orientation getrennt dargestellt. Figur 11 zeigt den durch Zusammenverbinden dieser Teile hergestellten Magnet.

Auf die vorangehende Art und Weise wird eine merkliche Erhöhung der Induktion im mittleren Abschnitt der Polfläche gegenüber den herkömmlichen anisotropen Magneten erzielt. Als Beispiel kann man wiederum den Wert der magnetischen, bei der Polfläche heraustretenden und mit einer knapp zur Polflächenmitte gelegten Hall-Probe gemessenen Induktion anführen. Der erfindungsgemässe Magnet wurde mit Magneten aus demselben Material und von gleichen Dimensionen verglichen. Während bei einem konventionellen homogen orientierten Magnet im mittleren Bereich der Polfläche die Induktion von 0,125 T abgemessen wurde, wurde bei dem aus den Teilen gemäss Figuren 2 und 3 hergestellten Magnet ein fast zweifacher Induktionswert von 0,249 T festgestellt.

Beispiel 3

Aus dem mit einem organischen Bindemittel gepressten SmCoCuFe-Pulver (10 |im durchschnittliche Partikelgrösse) wurde ein Dauermagnet in Form eines Zylinders (0 10x5 mm) hergestellt. Die konvergente Orientation erhöhte den Wert der magnetischen, aus der Zylinderflächenmitte (Pol N) heraustretenden Induktion. Figur 12a zeigt diese anisotrope Struktur in einem parallel mit der zum Pol zielenden Magnetachse geführten Schnitt und Figur 12b in einer zur Polfläche senkrechten Ansicht. Der Magnet wurde in einem konvergenten Magnetfeld zwischen Polen eines Elektromagneten gepresst, dessen einer Pol mit einer Fläche von 30 mm Diameter und dessen zweiter, dem Pol N des zu pressenden Dauermagneten zugekehrter Pol mit einem konischen, am Gipfel eine Fläche von 2 mm Diameter aufweisenden Pol-

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schuh beendet wurden. Die maximale Intensität des Magnetfeldes betrug 640 kA/m. Zum Vergleich wurde ein Magnet mit herkömmlicher Orientation (siehe Figuren 13a, 13b) aus demselben Material und von gleichen Dimensionen unter s den gleichen Bedingungen gepresst, mit der Ausnahme, dass das Magnetfeld von 640 kA/m Intensität im Bereich des Magnetmusters in Richtung zur Zylinderachse homogen war. Beim Magnet mit homogener Orientation wurde eine wesentliche Induktionserhöhung in der Mitte der Polfläche io gegenüber dem homogen orientierten Magnet erreicht. Dies wurde durch Messen mit einer knapp zur Polflächenmitte gelegten Hall-Probe nachgewiesen. Während beim homogen orientierten Magnet die Induktion von 0,15 T abgemessen wurde, wies die Induktion beim Magnet mit konvergenter 15 Orientation die 30%ige Erhöhung auf.

Die oben angeführten Ausführungsbeipiele illustrieren zwar das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung, aber erfassen bei weitem nicht die verschiedenartigsten Raumkonfigurationen, welche zur Erhöhung des vom Magnet zu 20 liefernden Magnetinduktionswertes führen. Die Dauermagneten mit konvergenter Orientation können die verschiedensten konventionellen entweder einfachen Formen wie z.B. Prismen, Zylinder, Pyramiden, Kegel, Ringe, Stäbe und Magneten von U-, C- und E-Form oder komplizierten 25 Formen mit Öffnungen, Kerben und Vorsprüngen aufweisen ; ferner können die Magneten aus einem einzigen Stück vom Material oder aus mehreren Teilen bestehen. Die anisotrope konvergente Struktur kann im Bereich des einen, der beiden oder mehreren Pole, in einem Teil, in abge-30 trennten Bereichen oder im gesamten Magnetvolumen gebildet werden, kann gerad- oder krummlinig, kontinuierlich oder diskontinuierlich sein und kann in zwei oder drei Dimensionen vorgenommen werden. Die anisotrope Struktur kann im Magnetkörper in beliebiger Richtung der 35 Magnetisierung, wo nach Bedarf der Applizierung der Wert der gelieferten Magnetinduktion zu erhöhen ist, gebildet werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

656973 PATENTANSPRÜCHE

1. Dauermagnet, dessen Körper aus einem eine anisotrope magnetische Struktur aufweisenden Material besteht, welche Struktur im gesamten Magnetkörper oder in einem Teil desselben vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetischen Kraftlinien im Magnetkörper so gerichtet sind, dass ihre Orientation im Bereich wenigstens eines Poles konvergent ist.

2. Verfahren zur Herstellung des Dauermagneten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere anisotrope, aus dem Dauermagnetmaterial gefertigte Teile zum Magnetkörper zusammengefügt werden, wobei sich diese Teile mit ihren Formen und Dimensionen zu Gestalt und Grösse des Magnetkörpers vervollständigen, und dass die entsprechende magnetische, mindestens zwei verschiedene konvergente Verläufe aufweisende Orientation der Kraftlinien so gebildet wird, dass bei mindestens zwei benachbarten Teilen des Magnetkörpers die magnetischen Kraftlinien zueinander geneigt und deren Magnetisierungspolaritäten zu ein und demselben Pol gerichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bildung der Kraftlinienorientation im Magnetkörpermaterial, d.h. bei der Orientierung von Pulverpartikeln durch Magnetfeld oder bei einer thermomagnetischen Behandlung, das Magnetmaterial der Wirkungeines äusseren Magnetfeldes ausgesetzt wird, dessen Kraftlinien im Bereich des zu orientierenden Magnetkörpers einen konvergenten Verlauf aufweisen.