DE1028708B

DE1028708B - Verfahren zur Herstellung eines dauermagnetischen Koerpers und auf diese Weise hergestellter dauermagnetischer Koerper

Info

Publication number: DE1028708B
Application number: DEN11616A
Authority: DE
Inventors: Robert Loosjes; Cornelis Frederik Veenenmans; Gerard Hugo Weber
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1954-12-21
Filing date: 1955-12-19
Publication date: 1958-04-24
Also published as: NL193422A; US2960470A; BE543773A; CH347585A; NL86918C; GB783237A; FR1144257A; LU34051A1

Description

DEUTSCHES

Dauiermagnetische Körper, die im wesentlichen aus einfachen Kristallen oder Mischkristallen mit einer Zusammensetzung gemäß der Formel

bestehen, wobei M wenigstens eines der Metalle Ba, Sr oder Pb darstellt und wobei 0,6 <Ξ χ ^ 1 ist, sind bekannt (s. beispielsweise die französische Patentschrift 1048792 und Philips Technical Review, Vol. 13, Nr. 7, Januar 1952, S. 194 bis 208). Es ist auch bekannt (s. die französische Patentschrift 1 080 514), kristallorientierte oder anisotrope dauermagnetische Körper, dlie aus solchen Materialien bestehen, herzustellen. Dabei wird vorzugsweise wie folgt verfahren: Ein Pulver von wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Kristallarten wird in einer indifferenten Flüssigkeit (meist Wasser) suspendiert, und die erhaltene Suspension wird zwischen den Polen eines Magneten angeordnet, während die Flüssigkeit herausgepreßt wird (nachstehend als »nasses Preßverfahren« bezeichnet). Infolgedessen erfahren die Teilchen des Pulvers eine Ausrichtung, während sie gleichzeitig zusammengepreßt werden. Der hergestellte Preßkörper wird dann bei einer Temperatur zwischen 1100 und 1450° C gesintert. Dieses Verfahren hat bereits zur Herste!- lung dauermagnetischer Körper mit einem (BH) _max-Wert von mehr als 2 · 10° Gauß-Örsted geführt. Auch die mechanischen Eigenschaften der so erzielten Körper sind im allgemeinen sehr befriedigend.

Das betreffende Verfahren befriedigt jedoch weniger gut, wenn es sich um die Herstellung von Körpern mit komplizierten Formen handelt. Es soll nämlich in Erwägung gezogen werden, daß die zur Durchführung des betreffenden Verfahrens zu verwendenden Preßmatrizen, die in diesem Falle selbstverständlich auch eine komplizierte Struktur aufweisen müssen, zugleich völlig wasserdicht und in mechanischer Hinsicht stark sein müssen, welche Eigenschaften meist schwer vereinbar sind. In der Praxis stellte sich dann auch heraus, daß solche Preßmatrizen beim Abführen von verhältnismäßig großen Wassermengen oft infolge von Abnutzung schadhaft werden.

Die betreffenden Schwierigkeiten können selbstverständlich dadurch beseitigt werden, daß dauermagnetische Körper einfacher Gestalt hergestellt werden und nachher durch mechanische Bearbeitung in die erwünschte verwickeitere Form gebracht werden: aber auch dieses Verfahren befriedigt nicht völlig, weil die betreffenden Körper sich nicht gut zur mechanischen Bearbeitung eignen, denn sie sind zu hart.

In der vorstehend erwähnten französischen Patentschrift 1 080 514 ist auch die Möglichkeit erwähnt, den zu einem dauermagnetischen Körper zu verarbeitenden pulvrigen Kristall als solchen, d. h. ohne die Verfahren zur Herstellung
eines dauermagnetischen Körpers
und auf diese Weise hergestellter

dauermagnetischer Körper

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. K. Lengner, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 21. Dezember 1954

Robert Loosjes, Cornells Frederik Veenemans

und Gerard Hugo Weber, Eindhoven (Niederlande),

sind als Erfinder genannt worden

Vermittlung irgendeiner Flüssigkeit, während die Teilchen des Pulvers noch eine gewisse Bewegungsfreiheit einander gegenüber haben, in einem Magnetfeld zusammenzupressen (nachstehend als »trockenes Preßverfahren« bezeichnet) und den erzielten Preßkörper dann zu einem dauermagnetischen Körper zu sintern. Die mechanischen Eigenschaften und die Dichte der gemäß diesem Verfahren bisher hergestellten dauermagneti'Sicben Körper ließen jedoch zu wünschen übrig.

Die Erfindung löst das Problem der Herstellung anisotroper dauermagnetischer Körper der erwähnten Art mit mehr oder weniger verwickeltem Bau mit Hilfe eines Verfahrens, das charakteristische Züge des »nassen« und des »trockenen« Preßverfahrens aufweist. Gemäß der Erfindung wird nämlich wie folgt verfahren: Wie beim »nassen« Preßverfahren wird das dauermagnetische Pulver in einer indifferenten Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, suspendiert und die Flüssigkeit, während die Suspension zwischen den Polen eines Magneten angeordnet ist, aus der Suspension beseitigt, beispielsweise durch Filtern. Auf diese Weise wird ein Konglomerat erzielt, das einen magnetischen Richteffekt aufweist: es ist magnetisch anisotrop. Dieses Konglomerat wird nunmehr granuliert, beispielsweise mittels eines Siebes, durch das der feste Stoff hindurchgedrückt wird. Das so erzielte Granulat wird dann in eine Preßmatrize gebracht, in

S(W 507/327

der es zwischen den Polen eines Magneten zusammengepreßt wird. Der erzielte Preßkörper, dessen (magnetisch anisotrope) Körner infolge der letzteren Bearbeitung magnetisch verhältnismäßig gut parallel orientiert sind, wird schließlich wieder zu dem am Ende erwünschten dauermagnetischen Körper gesintert. Auf diese Weise ist es möglich, dauermagnetische Körper mit einem (BH) _max-Wert von mehr als etwa 1,5 · 10⁶ Gauß-Örsted zu erzielen. Vorzugsweise wird dem Granulat, be:vor es auf die vorstehend beschriebene Weise zu einem Preßkörper verarbeitet wird, ein Stoff zugesetzt, der dem Preßkörper einen guten Zusammenhang gibt und dennoch während des Preßvorganges die Reibung zwischen den Körnern nicht steigert. Hierzu sind insbesondere feste organische Stoffe geeignet, die unter einem geringen Druck (weniger als 500 kg/cm²) zerfließen. Besonders geeignet zum betreffenden Zweck sind beispielsweise Kampfer oder mit ihm chemisch verwandte Stoffe; Kampfer zerfließt nämlich bereits bei einem Druck von 75 bis 100 kg/cm². Am besten wird so verfahren, daß der Kampfer oder der ähnliche Stoff in Form einer alkoholischen Lösung, beispielsweise von 2 Gewichtsprozent, zugesetzt wird, die über das zu pressende Granulat verstäubt wird. An Stelle von Kampfer oder einem ähnlichen Stoff ist z. B. auch Paraffin gut brauchbar.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

30

Beispiel I

Bariumkarbonat, BaCO₃, und Eisen(III)-oxyd, Fe₂O₃, werden in feinverteiltem Zustand in einem Maleku'larverhältnis von 1,1:6 gründlich vermischt. Das Gemisch wird zu Blöcken gepreßt, und diese Blöcke werden etwa 15 Minuten auf 1280° C erhitzt. Nach Abkühlen werden die Blöcke zerkleinert, und das erhaltene Pulver wird nach Zusatz einer geringen Menge an Wasser und 1 Gewichtsprozent Kalziumkarbonat, CaCO₃, zu einer Suspension verarbeitet. Aus dieser Suspension wird in einem Magnetfeld das Wasser durch Filtern beseitigt, wonach, der erhaltene Filterkuchen an der Luft getrocknet wird. Der lufttrockene Stoff wird dann durch ein Sieb mit Maschen von angenähert 2X2 mm hindurchgedrückt. Die erzielten Körner werden darauf in einem Magnetfeld zusammengepreßt und schließlich etwa 5 Minuten auf angenähert 1250° C erhitzt.

Die Eigenschaften eines auf diese Weise hergestellten Dauermagneten waren wie folgt:

B_r = 3050 Gauß
B¹¹C= 1450 Örsted
I»c = 1600 örsted
(BH) _max = 1,8 · 10⁶ Gauß-Örsted
(bei H = 1000 örsted).

55

Beispiel II

Bariumkarbonat, BaCO₃, und Eisen (III)-oxyd, Fe₂O₃, werden in feinverteiltem Zustand in einem Molekularverhältnis von 1,1 : 6 tüchtig gemischt und etwa 15 Minuten auf 1280° C erhitzt. Das dauermagnetische Reaktionsprodukt wird nach Zusatz einer geringen Menge an Wasser und 1 Gewichtsprozent Kalziumkarbonat, CaCO₃, zu einer Suspension verarbeitet. Aus dieser Suspension wird in einem Magnetfeld das Wasser durch Filtern beseitigt, worauf der erhaltene Filterkuchen an der Luft getrocknet wird. Der lufttrockene Stoff wird dann durch ein Sieb mit Maschen von etwa 1 X 1 mm hindurchgedrückt. Über die so erzielten Körner wird eine alkoholische Lösung von 2 Gewichtsprozent Kampfer verstaubt. Der Alkohol wird dadurch verdampft, daß das Granulat eine Zeitlang an der Luft stehengelassen wird. Die mit Kampfer gemischten Körner werden darauf in einem Magnetfeld zusammengepreßt, und der so erzielte Preßkörper wird schließlich etwa 5 Minuten auf angenähert 1240° C erhitzt.

B₁. = 3340 Gauß
B^Hc = 1240 Örsted
I"c = 1280 Örsted
(BH) _max = 2,3 · 10⁶ Gauß-Örsted
(bei H= 1100 örsted).

Claims

Patentanspr C gh [·:

1. Verfahren zur Herstellung eines anisotropen dauermagnetischen Körpers mit einem (BH) _max-Wert von mehr als angenähert 1,5 · 10⁶ Gauß-Örsted, der im wesentlichen aus einfachen Kristallen oder Mischkristallen mit einer Zusammensetzung gemäß der Formel

besteht, wobei M wenigstens eines der Metalle Ba, Sr oder Pb darstellt und wobei 0,6^ χ _\ 1 ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver von wenigstens einer der vorstehend erwähnten Kristallarten in einer indifferenten Flüssigkeit suspendiert wird, die Flüssigkeit unter gleichzeitiger Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes, beispielsweise durch Filtrieren, aus der Suspension entfernt wird, wodurch sich ein magnetisch anisotropes Konglomerat ergibt, dieses Konglomerat granuliert und das Granulat in einem Magnetfeld in die Form des erwünschten dauermagnetischen Körpers gepreßt wird, wonach der Preßkörper schließlich auf einer Temperatur zwischen 1100 und 1450° C gesintert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Granulat, bevor es zu einem Preßkörper verarbeitet wird, ein Stoff zugesetzt wird, der dem Preßkörper einen guten Zusammenhang erteilt und dennoch während des Preßvorganges die Reibung zwischen den Körnern nicht steigert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Granulat, bevor es zu einem Preßkörper verarbeitet wird, ein fester organischer Stoff zugesetzt wird, der unter geringem Druck (weniger als 500 kg/cm²) zerfließt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Granulat, bevor es zu einem Preßkörper verarbeitet wird, Kampfer oder ein chemisch mit ihm verwandter Stoff zugesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kampfer oder der ähnliche Stoff in Form einer alkoholischen Lösung zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine alkoholische Lösung von Kampfer oder einem ähnlichen Stoff über die Körner verstäubt wird.

7. Nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellter dauermagnetischer Körper.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 080 514.