DE1464614B1

DE1464614B1 - Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten

Info

Publication number: DE1464614B1
Application number: DE19621464614
Authority: DE
Inventors: Fred Everett Luborsky; Charles Robert Morelock
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1961-06-29
Filing date: 1962-05-30
Publication date: 1970-08-20
Also published as: GB981172A; DK116143B; CH409165A; BE618632A; US3132022A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten aus langgestreckten Teilchen aus Eisen, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle, die die Form von haarfeinen Stäbchen mit einem Durchmesser von höchstens 1000 Ängström und konstantem Querschnitt entlang der Längsachse haben und zu einem zusammenhängenden Körper vereinigt sind.

Es sind bereits Dauermagnete aus langgestreckten magnetischen Einbereichsteilchen aus Eisen oder einer Eisen-Kobalt-Legierung bekannt. Nach einem bekannten Verfahren können langgestreckte Teilchen aus Eisen oder einer Eisen-Kobalt-Legierung mit einem Durchmesser von 100 bis 200 Ängström aus einem wäßrigen Elektrolyten in eine Quecksilberkathode ausgefällt werden. Die ausgefällten Teilchen weisen dendritische Verästelungen auf, die durch eine anschließende Wärmebehandlung beseitigt werden. Die wärmebehandelten Teilchen werden dann mit einem nichtmagnetischen Stoff umhüllt, mit einem nichtmagnetischen Bindemittel gemischt und unter Einwirkung eines ausrichtenden Magnetfeldes zu einem Dauermagneten verpreßt.

Es ist weiterhin bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten aus langgestreckten Eisenteilchen bekannt, bei dem in eine nichtmagnetische Matrix eingebettete Eisendrähte auf einen Durchmesser von unter 1000 Ängström ausgezogen werden.

Die nach dem bisher bekannten Verfahren hergestellten langgestreckten Magnetteilchen weisen eine Koerzitivkraft in der Größenordnung von 100 bis 1000 Oerstedt auf.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten mit verbesserten magnetischen Eigenschaften zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Herstellung der haarfeinen Stäbchen eine Metallquelle aus Eisen, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle und eine Unterlage in eine abgeschlossene Kammer eingebracht werden, die fortlaufend evakuiert wird, so daß der Sauerstoffdruck in der Wachstumszone der Kammer unter dem Dissoziationsdruck des betreffenden Metalloxyds bleibt, die Metallquelle auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der sie zu verdampfen beginnt, sowie die Unterlage zum Niederschlagen des Metalldampfes in Form von haarfeinen Stäbchen auf ihrer Oberfläche auf einer Temperatur gehalten wird, die niedriger ist als die Temperatur der Metallquelle, und schließlich die haarfeinen Stäbchen gewonnen und zu einem zusammenhängenden Körper vereinigt werden.

Das Verfahren zur Herstellung der haarfeinen Stäbchen ist Gegenstand des deutschen Patents 1197 631. Die in dieser Weise hergestellten haarfeinen Stäbchen werden dann unter Verwendung eines geeigneten Matrixmaterials, beispielsweise eines nichtmagnetischen oder schwach ferromagnetischen Materials, zu einem zusammenhängenden Dauermagnetkörper vereint. Als Matrixmaterial kann beispielsweise ein Metall wie beispielsweise Blei oder ein Kunststoff verwendet werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurden in der vorgenannten Weise hergestellte haarfeine Stäbchen einer Lösung von Polyvinylidenchlorid beigemischt, aus der dann ein die Stäbchen enthaltender Film gegossen wurde. Während der Verdampfung des Lösungsmittels ließ man zur Ausrichtung der Stäbchen ein Magnetfeld von 3000 Oersted auf die Dispersion einwirken. Der in dieser Weise hergestellte Dauermagnet wies eine weit bessere Koerzitivkraft auf als nach den bisher bekannten Verfahren hergestellte Dauermagnete.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 die Abhängigkeit der Koerzitivkraft verschiedener Teilchen in Abhängigkeit vom Durchmesser und

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht von haarfeinen Stäbchen, wie sie beim Verfahren nach der Erfindung entstehen.

In F i g. 1 gilt die Kurve 10 für kugelförmige, durch Ausfällen in Quecksilber hergestellte Eisenteilchen. Kurve 11 gilt für langgestreckte, durch Ausfällen in Quecksilber hergestellte Eisenteilchen. Kurve 12 gilt für die beim Verfahren nach der Erfindung anfallenden haarfeinen Eisenstäbchen, die bei der Messung der Koerzitivkraft nicht ausgerichtet waren. Weitere Messungen ergaben, daß bei Proben aus haarfeinen Stäbchen mit einem Durchmesser in der Größenordnung von etwa 5000 Ängström die Koerzitivkraft unabhängig von der Ausrichtung der Stäbchen ist. Bei Proben aus Stäbchen mit einem Durchmesser von 1500 Ängström ergab sich, daß die Koerzitivkraft einer Probe mit ausgerichteten Stäbchen etwa 37,5% geringer ist als die Koerzitivkraft einer Probe mit nicht ausgerichteten Stäbchen.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die beim Verfahren nach der Erfindung anfallenden haarfeinen Stäbchen die höchsten Koerzitivkraftwerte aufweisen.

In der folgenden Tabelle sind Zusammensetzung, Durchmesser und Koerzitivkraft von beim Verfahren nach der Erfindung entstehenden haarfeinen Stäbchen angeführt:

Zusammensetzung	Durchmesser der haarfeinen Stäbchen CmA)	Koerzitivkraft (in Oersted)
Fe	250	2800
Fe	300	2900
Fe	360	2100
Fe	500	1600
Fe	580	1250
Fe	750	750
Fe	1000	725
Fe	1120	300

Die haarfeinen Stäbchen sind in der Luft beständig, da ihre Oberfläche mit einer nur einige Atome dicken Oxydschicht überzogen ist. Da der Oxydanteil verhältnismäßig gering ist, werden die magnetischen Eigenschaften nicht nachteilig beeinflußt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die Koerzitivkraft mit abnehmendem Durchmesser der haarfeinen Stäbchen stark zunimmt. So besitzen beispielsweise haarfeine Stäbchen mit einem Durchmesser von etwa 250 Ängström bei Zimmertemperatur eine Koerzitivkraft von annähernd 3000 Oersted.

F i g. 2 zeigt die übliche Form der beim Verfahren nach der Erfindung gebildeten haarfeinen Stäbchen. Sie sind langgestreckt und weisen entlang ihrer Längsachse einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser auf.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines Dauermagneten aus langgestreckten Teilchen aus Eisen, Nickel,

Kobalt oder Legierungen dieser Metalle, die die Form von haarfeinen Stäbchen mit einem Durchmesser von höchstens 1000 Ängström und konstanten Querschnitt entlang der Längsachse haben und zu einem zusammenhängenden Körper vereinigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der haarfeinen Stäbchen eine Metallquelle aus Eisen, Nickel, Kobalt oder Legierungen dieser Metalle und eine Unterlage in eine abgeschlossene Kammer eingebracht werden, die fortlaufend evakuiert wird, so daß der Sauerstoffdruck in der Wachstumszone der Kammer unter dem Dissoziationsdruck des betreffenden Metalloxyds bleibt, die Metallquelle auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der sie zu verdampfen beginnt, sowie die Unterlage zum Niederschlagen des Metalldampfes in Form von haarfeinen Stäbchen auf ihrer Oberfläche auf einer Temperatur gehalten wird, die niedriger ist als die Temperatur der Metallquelle, und schließlich die haarfeinen Stäbchen gewonnen und zu einem zusammenhängenden Körper vereinigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen CCPY