DE19649407C2 - Seltenerden-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung - Google Patents
Seltenerden-Eisen-Stickstoff-MagnetlegierungInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft eine Seltenerden-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung zur
Herstellung eines Permanentmagneten mit hervorragenden magnetischen
Eigenschaften und genauer eine Seltenerden-Eisen-Stickstoff-Magnetlegie
rung, die mit geringen Kosten hergestellt werden kann infolge einer verkürzten
Nitrierzeit und einer dadurch verbesserten Produktivität.
DE 42 37 346 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen
des Typs SE2Fe17-xMxNy, wobei SE für ein Seltenerdmetall steht, M Co, Ni, Zr,
Ga, Hf, Ta, Nb, Ti, Si, Al, V, Zn oder/und Sn bedeutet, x 0 bis 10 ist und y ≧
0 bis 5 ist. EP 0 369 097 A1 beschreibt ein magnetisches Material, das durch
die Formel R-Fe-N-H bzw. die Formel R-Fe-N-H-M dargestellt ist, worin M
mindestens für eine Gruppe ausgewählt aus Sn, Ga, In, Bi, Pb, Zn, Al, Zr, Cu,
Mo, Ti, Si, MgO, Al2O3, Sm2O3, AlF3, ZnF2, SiC, TiC, AlN und Si3N2 steht.
Die Aufmerksamkeit wurde kürzlich auf ein Seltenerden-Eisen-Stickstoff-
Magnetmaterial gerichtet, welches durch Einbringen von Stickstoff in eine
intermetallische Verbindung erhalten wurde, welche eine Kristallstruktur
aufwies, die zu dem rhomboedrischen oder hexagonalen oder monoklinen
System gehört, da es hervorragende magnetische Eigenschaften als Material
für einen Permanentmagneten aufweist.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. Sho 60-131949 offenbart
z. B. einen Permanentmagneten, dargestellt als Fe-R-N (worin R für ein oder
mehrere Elemente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Y, Th und
allen Lanthanoiden steht). Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr.
Hei 2-57663 offenbart ein magnetisch anisotropes Material, welches eine
hexagonale oder rhomboedrische Kristallstruktur aufweist und als R-Fe-N-H
dargestellt ist (worin R für mindestens eines der Seltenerdenelemente, ein
schließlich Yttrium, steht). Die japanische offengelegt Patentanmeldung Nr.
Hei 5-315114 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerden-
Magnetmaterials, erhalten durch Einbringen von Stickstoff in eine intermetalli
sche Verbindung des Typs ThMn12 mit einer tetragonalen Kristallstruktur. Die
japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. Hei 6-279915 offenbart ein
Seltenerden-
Magnetmaterial, erhalten durch Einbringen von Stickstoff usw.
in eine intermetallische Verbindung des Typs Th2Zn12, TbCu7 oder
ThMn12 mit einer rhomboedrischen oder hexagonalen oder
tetragonalen Kristallstruktur. A. Margarian et al. offenbaren
ein Material, welches durch Einbringen von Stickstoff in eine
intermetallische Verbindung des Typs R3(Fe, Ti)29 erhalten wird,
welches eine monokline Kristallstruktur aufweist in Proc. 8th
Int. Symposium on Magnetic Anisotropy and Coercivity in Rare
Earth Transition Metal Alloys, Birmingham (1994), 353.
Sugiyama et al., offenbaren eine Sm3(Fe, Cr)29N7-Verbindung,
welche eine monokline Kristallstruktur aufweist, in Resume of
the Scientific Lectures at the 19th Meeting of the Japanese
Society of Applied Magnetics (1995), Digest of the 19th Annual
Conference on Magnetics in Japan, S. 120.
Die Zugabe von verschiedenen Substanzen zu diesen Materialien
wurde untersucht, um ihre magnetischen Eigenschaften usw. zu
verbessern. Die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr.
Hei 3-16102 offenbart z. B. ein Magnetmaterial, welches eine
hexagonale oder rhomboedrische Kristallstruktur aufweist und
als R-Fe-N-H-M dargestellt ist (worin R für mindestens eines
der Seltenerdenelemente, einschließlich Y steht, M für
mindestens eines der Elemente Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti,
Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Pd, Cu, Ag, Zn, B, Al, Ga,
In, C, Si, Ge, Sn, Pb und Bi und die Oxide, Fluoride, Carbide,
Nitride, Hydride, Carbonate, Sulfate, Silikate, Chloride und
Nitrate dieser Elemente und R steht). Die japanische
offengelegte Patentanmeldung Nr. Hei 4-99848 offenbart ein
Permanentmagnetmaterial, welches als Fe-R-M-N dargestellt ist
(R steht für eines der Elemente Y, Th und alle Lanthanoide und
M steht für eines der Elemente Ti, Cr, V, Zr, Nb, Al, Mo, Mn,
Hf, Ta, W, Mg und Si). Die japanische offengelegte
Patentanmeldung Nr. Hei 3-153852 offenbart ein Magnetmaterial,
welches eine hexagonale oder rhomboedrische Kristallstruktur
aufweist und als R-Fe-N-H-O-M dargestellt ist (worin R für
mindestens eines der Seltenerdenelemente, einschließlich Y
steht und M für mindestens eines der Elemente Mg, Ti, Zr, Cu,
Zn, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb und Bi und die Oxide, Fluoride,
Carbide, Nitride und Hydride dieser Elemente und R steht).
Als Verfahren zur Herstellung dieser Magnetmaterialien gibt es
ein Verfahren, welches Herstellen eines Seltenerden-Eisen-
Matrixlegierungspulvers und Nitrieren dieses Pulvers, um
Stickstoffatome darin einzubringen, umfaßt. Als Verfahren zur
Herstellung eines Matrixlegierungspulvers gibt es z. B. ein
Verfahren, welches Mischen eines Seltenerdenmetalls, Eisen und
gegebenenfalls mindestens eines anderen Metalls in geeigneten
Verhältnissen, Schmelzen dieses Gemischs durch einen
Hochfrequenzinduktionsstrom in einer Inertgasatmosphäre um
einen Legierungsblock zu bilden, Unterziehen dieses Blocks
einer homogenisierenden Wärmebehandlung und Zerkleinern des
Blocks auf eine geeignete Größe durch einen Backenbrecher etc
umfaßt. Gemäß einem anderen Verfahren wird der gleiche
Legierungsbarren verwendet, um einen dünnen Legierungsstreifen
durch schnelles Quenchen herzustellen und dieser wird
zerkleinert. Es gibt auch ein Verfahren, welches sich auf
Reduktion und Diffusion zur Herstellung eines
Legierungspulvers aus einem Seltenerdenoxidpulver, einem
Reduziermittel, einem Eisenpulver und gegebenenfalls weiterem
Metallpulver stützt.
Für das Nitrieren gibt es z. B. ein Verfahren, welches Erhitzen
des Matrixlegierungspulvers auf eine Temperatur von 200°C bis
700°C in einer Gasatmosphäre, welche aus Stickstoff oder
Ammoniak oder einem Gemisch davon mit Wasserstoff besteht,
umfaßt.
Es ist jedoch für das Einbringen einer ausreichend großen
Menge von Stickstoffatomen in eine intermetallische Verbindung
durch Nitrieren eine beträchtlich lange Zeit nötig. Eine
geringe Produktivität, welche in hohen Herstellungskosten
resultiert, war deshalb ein bei den herkömmlichen Verfahren
gegenwärtiges Problem. Es wurden Versuche unternommen, um eine
höhere Temperatur zur Beschleunigung der Nitrierreaktion
einzusetzen, dies zeigte aber wenig Wirkung, da sie die
Zersetzung der Verbindung bewirkt, die erhalten worden ist. Es
wurden auch Versuche unternommen eine nitrierende Atmosphäre
mit hohem Druck einzusetzen, aber dies ergab Probleme
hinsichtlich der Sicherheit.
Unter diesen Umständen ist es eine Aufgabe dieser Erfindung,
eine Seltenerden-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung
bereitzustellen, welche mit geringen Kosten hergestellt werden
kann infolge einer verkürzten Nitrierzeit, welche eine
verbesserte Produktivität ermöglicht.
Als Ergebnis unserer Bemühungen, eine Erfindung zu machen, die
das obige Ziel erreichen kann, haben wir
herausgefunden, daß die Reaktion zur Bildung von
Stickstoffatomen auf der Oberfläche einer Seltenerden-Eisen-
Magnetlegierung ein geschwindigkeitsbestimmender Schritt in
der Nitrierreaktion in einer Stickstoffatomsphäre oder einer
Stickstoff enthaltenden Atmosphäre, welche durch Ammoniak oder
ähnliches gebildet wird, ist und daß die Geschwindigkeit der
Stickstoffatom-Bildungsreaktion und somit die der
Nitrierreaktion der Legierung erhöht werden kann, wenn ein
Alkali- oder Erdalkalimetall mit hohen
Elektrondonoreigenschaften, wie etwa Li, Na, K, Rb, Cs, Mg,
Ca, Sr oder Ba zu der Phase einer intermetallischen Verbindung
in der Legierung zugegeben wird.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung wird das obige Ziel durch
eine Seltenerden-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung erreicht,
welche hauptsächlich aus einem Seltenerdenelement (oder
mindestens einem der Lanthanoide, einschließlich Y), Eisen und
Stickstoff besteht und 0,001 bis 0,1 Gew.-% von mindestens
einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li,
Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr und Ba enthält.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird das obige
Ziel erreicht durch eine Seltenerden-Eisen-Stickstoff-
Magnetlegierung, welche hauptsächlich aus einem
Seltenerdenmetall (mindestens einem der Lanthanoide,
einschließlich Y), Eisen, Stickstoff und M (M steht für
mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Al, Si und C)
besteht und 0,001 bis 0,1 Gew.-% von mindestens einem Element,
ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Li, Na, K, Rb, Cs,
Mg, Ca, Sr und Ba enthält.
Die erfindungsgemäße Legierung ist vorzugsweise eine
Legierung, welche eine rhomboedrische oder hexagonale oder
tetragonale oder monokline Kristallstruktur aufweist, um
hervorragende magnetische Eigenschaften zu zeigen.
Die Legierung enthält bevorzugt als das Seltenerdenmetall
(oder als mindestens eines der Lanthanoide, einschließlich Y)
mindestens eines ausgewählt aus Y, La, Ce, Pr, Nd und Sm oder
sowohl mindestens eines davon als auch mindestens eines aus
Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm und Yb, um hohe magnetische
Eigenschaften zu zeigen. Eine Pr, Nd oder Sm enthaltende
Legierung zeigt besonders hohe magnetische Eigenschaften.
Hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften ist es
bevorzugt, daß die Legierung 14 bis 26 Gew.-% eines
Seltenerdenelements oder an Seltenerdenelementen enthält.
In der Legierung kann ein Teil des Eisens durch Co oder/und Ni
ersetzt sein, um ihre Temperatureigenschaften und
Korrosionsbeständigkeit zu verbessern, ohne daß ihre
magnetischen Eigenschaften verringert werden.
Die Legierung enthält mindestens 1 Gew.-% Stickstoff. Weniger
Stickstoff resultiert in einem Magnet, welcher geringe
magnetische Eigenschaften aufweist.
Die Legierung weist eine stabilisierte Kristallstruktur auf
und dadurch verbesserte magnetische Eigenschaften, wenn sie
als M mindestens ein Element aus Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zr, Nb,
Mo, Hf, Ta, W, Al, Si und C enthält. Dessen Gehalt beträgt
jedoch bevorzugt nicht mehr als 12 Gew.-%, da ansonsten eine
Verringerung der magnetischen Eigenschaften der Legierung,
insbesondere ihrer Sättigungsmagnetisierung auftreten würde.
Beispiele der intermetallischen Verbindungen, welche eine
rhomboedrische oder hexagonale oder tetragonale oder monokline
Kristallstruktur aufweisen, sind eine Sm2Fe17N3-Legierung des
Typs Th2Zn17, eine (Sm, Zr)(Fe, Co)10Nx-Legierung des Typs
TbCu7, eine NdFe11TiNx-Legierung des Typs ThMn12, eine Sm3(Fe,
Ti)29N5-Legierung des Typs R3(Fe, Ti)29 und eine Sm3(Fe, Cr)29Nx-
Legierung.
Die Menge des mindestens einen Elements aus Li, Na, K, Rb, Cs,
Mg, Ca, Sr und Ba, welches die Legierung enthält, muß von
0,001 bis 0,1 Gew.-% betragen. Weniger als 0,001 Gew.-% ist zu
wenig für eine Verkürzung der Nitrierzeit und mehr als 0,1 Gew.-%
bringt eine unerwünschte Verringerung der magnetischen
Eigenschaften der Legierung, insbesondere ihrer Magnetisierung
mit sich.
Gemäß dieser Erfindung ist es wesentlich, irgendeines dieser
Alkali- oder Erdalkalimetalle in die Phase der
intermetallischen Verbindung eingebracht zu haben, welche eine
rhomboedrische oder hexagonale oder tetragonale oder monokline
Kristallstruktur aufweist. Es kann überhaupt keine Wirkung von
Ca oder einem anderen Alkali- oder Erdalkalimetall in der Form
erwartet werden, in der es in einer Legierung vorliegt, die
durch das Reduktions-Diffusionsverfahren gebildet wurde, wie
in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. Sho 61-
295308, Hei 5-148517, Hei 5-271852, Hei 5-279714 oder Hei 7-
166203 offenbart, d. h. wenn ein Alkali- oder Erdalkalimetall
oder ein Oxid davon um die Teilchen eines Legierungspulvers
herum oder zwischen den Teilchen eines Legierungspulvers
verbleibt ohne vollständig durch eine Feuchtigkeitsbehandlung
entfernt zu werden, welche auf die Reduktions-Diffusions-
Verfahrensreaktion folgt.
Gemäß der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. Hei 3-
16102, auf die bereits oben Bezug genommen wurde, kann
mindestens eines der Elemente Li, Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti,
Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Pd, Cu, Ag, Zn, B, Al, Ga,
In, C, Si, Ge, Sn, Pb und Bi und der Oxide, Fluoride, Carbide,
Nitride, Hydride, Carbonate, Sulfate, Silikate, Chloride und
Nitrate dieser Elemente und R, welches als M dem
Magnetmaterial dargestellt als R-Fe-N-H-M, zugefügt wird, am
wirksamsten nach der Bildung der R-Fe-N-H-Verbindung, welche
durch Nitrieren des Matrixlegierungspulvers gebildet wurde und
vor dem nachfolgenden Sinterschritt zugegeben werden. Deshalb
hat die dort offenbarte Erfindung nichts mit dem Verkürzen der
Nitrierzeit gemäß dieser Erfindung zu tun. Die japanische
Anmeldung gibt an, daß es auch möglich ist, M zuzugeben, wenn
die Matrixlegierung hergestellt wird, daß es aber notwendig
ist, als zwei getrennte Phasen a) eine Phase, welche eine
große Menge an M enthält, am Rand der Teilchen in dem
Legierungspulver und b) eine Phase, die M nicht enthält, in
der Mitte der Legierungsteilchen zu bilden. Für die
vorliegende Erfindung ist es jedoch erforderlich, daß M in den
Legierungsteilchen einheitlich vorliegt und sie hat deshalb
nichts mit der in der japanischen Anmeldung offenbarten
Erfindung zu tun.
Es gibt keine spezielle Beschränkung für das zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Legierung zu verwendende Verfahren, und
sie kann z. B. hergestellt werden, indem ein Seltenerden-Eisen-
Matrixlegierungspulver durch ein herkömmliches Verfahren, wie
etwa Schmelzgießen, schnelles Quenchen (Abschrecken) oder das
Reduktions-Diffusionsverfahren, hergestellt wird und nitriert
wird. Das Verfahren in dem die Matrixlegierung durch das
Reduktions-Diffusionsverfahren hergestellt wird, hat
ökonomische Vorteile gegenüber jedem anderen Verfahren, da es
ein günstiges Seltenerdenoxid als Rohmaterial einsetzt, da die
Legierung in Pulverform hergestellt werden kann und somit
keinen Grobzerkleinerungsschritt erfordert und da die
Legierung eine so kleine Menge an restlichem Eisen aufweist,
welches seine magnetischen Eigenschaften negativ beeinflußt,
so daß keine homogenisierende Wärmebehandlung erforderlich
ist. Wenn das einzubringende Element Li, Na, K, Mg, Ca, Sr
oder Ba ist, kann das Reduziermittel selbst als Zufuhrquelle
eines solchen Elements verwendet werden, da das gleiche Metall
oder ein Hydrid davon als Reduziermittel verwendet wird. Ein
solches Element kann quantitativ in die Phase einer
intermetallischen Verbindung eingebracht werden, wenn eine
sorgfältige Kontrolle der Menge, in der es als Reduziermittel
verwendet wird, der Art des Pulvers des Reduziermittels und
des Seltenerdenoxids, der Art des Gemisches des Pulvers der
Ausgangsmaterialien und der für die Reduktions-Diffusions-
Verfahrensreaktion verwendeten Temperatur und Zeit
durchgeführt wird. Metallisches Calcium ist als das
Reduziermittel von den Standpunkten der Handhabungssicherheit
und Kosten bevorzugt.
Die Analyse von in die Legierung eingebautem Li, Na, K, Rb,
Cs, Mg, Ca, Sr oder Ba kann z. B. durch Einbetten der Legierung
in ein Harz, Polieren ihrer Oberfläche und Einsetzen von EPMA
für ihre quantitative Analyse durchgeführt werden. Die Analyse
kann alternativ durch Herstellen einer Arbeitskurve und unter
Verwendung von SIMS durchgeführt werden. Wenn die
Matrixlegierung durch die Reduktions-Diffusionsmethode unter
Verwendung von Li, Na, K, Mg, Ca, Sr oder Ba als das
Reduziermittel hergestellt wird, kann keine einfache chemische
Analyse empfohlen werden, da das Reduziermittel schwierig von
dem um die Teilchen des Legierungspulvers herum oder zwischen
den Teilchen des Legierungspulvers verbleibendem Metall zu
unterscheiden ist.
Die Hydrierung der Seltenerden-Eisen-Legierung vor ihrer
Nitrierung ermöglicht ihre Nitrierung mit einer noch höheren
Geschwindigkeit.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun genauer beschrieben.
Ein Zwillingszylinder-Trommelmischer wurde verwendet, um 2,25 kg
eines Elektrolyteisenpulvers, welches eine Reinheit von
99,9 Gew.-% und eine 150 Mesh nicht übersteigende Korngröße
(wie mit einem Tyler-Standardsieb gemessen) aufwies, 1,01 kg
eines Samariumoxidpulvers, welches eine Reinheit von 99 Gew.-%
und eine durchschnittliche Korngröße von 325 Mesh (wie mit
einem Tyler-Standardsieb gemessen) aufwies, 0,44 kg granuläres
metallisches Calcium, welches eine Reinheit von 99 Gew.-%
aufwies, und 0,05 kg wasserfreies Calciumchlorid zu mischen.
Das Gemisch wurde in ein Gefäß aus rostfreiem Stahl
eingebracht und auf eine Temperatur von 1150°C bis 1180°C
für 8 bis 10 Stunden in einer Argongasatmosphäre erhitzt, um
eine Reduktions-Diffusions-Verfahrensreaktion einzugehen. Das
Reaktionsprodukt wurde gekühlt und zur Desintegration in
Wasser geworfen. Es gab einige zehn Gramm von 48 Mesh oder
größeren Teilchen, und da sie in der Umsetzung mit Wasser
langsam waren, wurden sie in einer Kugelmühle zerkleinert, um
ihre Reaktion mit Wasser für eine beschleunigte Desintegration
zu unterstützen.
Der resultierende Schlamm wurde mit Wasser und mit Essigsäure
gewaschen, bis er einen pH-Wert von 5,0 aufwies, wodurch das
nicht umgesetzte Calcium und das als Nebenprodukt gebildete
CaO entfernt wurden. Nach Filtration und Spülen mit Ethanol
wurde die Aufschlämmung im Vakuum getrocknet, um etwa 3 kg
eines Sm-Fe-Matrixlegierungspulvers als jeweilige Probe zu
ergeben, welches eine 100 Mikrometer nicht übersteigende
Partikelgröße aufwies. Das Pulver wurde in einen Röhrenofen
eingebracht und bei 465°C für sechs Stunden in einer
gemischten Ammoniak-Wasserstoffgasatmosphäre mit einem
Ammoniakpartialdruck von 0,35 (zur Nitrierung) und dann bei
465°C für zwei Stunden in einer Argongasatmosphäre (zum
Tempern) erhitzt, um ein Sm-Fe-N-Magnetlegierungspulver zu
ergeben. Die Analyse des Legierungspulvers durch
Röntgendiffraktion ergab nur Diffraktionsmuster, welche eine
rhomboedrische Kristallstruktur des Typs Th2Zn17 (eine
intermetallische Verbindung Sm2Fe17N3) anzeigten.
Dann wurde das Legierungspulver in ein Polyesterharz
eingebettet und nach Polieren mit Schmiergelpapier und einer
Polierscheibe wurde eine quantitative Analyse des Calciums in
jeder von 10 zufälligen Proben des Pulvers der
intermetallischen Verbindung Sm2Fe17N3 unter Verwendung einer
EPMA-Vorrichtung von Shimadzu Seisakusho (EPMA-2300 mit einem
Strahldurchmesser von ungefähr einem Mikrometer) durchgeführt.
Eine Beschleunigungsspannung von 20 kV, ein Probestrom von 1 ×
10-7 A und eine Integrationszeit von 60 Sekunden wurden zur
Realisierung einer hohen Sensitivität der Detektion verwendet.
Dann wurde das Legierungspulver mit einer Vibrationskugelmühle
auf einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser nach Fischer
von 1,7 Mikrometer fein zerkleinert und seine magnetischen
Eigenschaften wurden durch ein vibrierende Probe-Magnetometer
mit einem maximalen Magnetfeld von 15 kOe bestimmt. Das feine
Pulver und das Paraffinwachs wurden in einen Probebehälter
gepackt und nachdem das Wachs mit einem Föhn geschmolzen
worden war, wurde ein Magnetfeld mit einer Stärke von 20 kOe
an das Pulver angelegt, um seine einfache Magnetisierungsachse
auszurichten und seine gepulste Magnetisierung wurde in einem
Magnetfeld mit einer Stärke von 70 kOe durchgeführt. Eine
Bewertung wurde durchgeführt, wobei angenommen wurde, daß die
Phase der intermetallischen Verbindung Sm2Fe17N2 eine echte
Dichte von 7,67 g/cm3 aufwies und ohne Kalibrierung des
demagnetisierenden Feldes. Tabelle 1 zeigt die für das
Reduktions-Diffusionsverfahren verwendete Reaktionstemperatur
und -Zeit, die Werte von Sm, Fe und N, wie durch chemische
Analyse bestimmt, den Wert von Ca, wie durch EPMA bestimmt,
und die magnetischen Eigenschaften der Legierung.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
| Sm | 23,80 Gew.-% |
| Fe | 72,00 Gew.-% |
| N | 3,30 Gew. -% |
| Ca | 0,08 Gew.-% |
| Br | 13,9 kG |
| HcJ | 7,8 kOe |
| (BH)max | 30,2 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1180°C
Zeit - 8 Stunden
Temperatur - 1180°C
Zeit - 8 Stunden
| Sm | 23,800 Gew.-% |
| Fe | 72,500 Gew.-% |
| N | 3,400 Gew.-% |
| Ca | 0,009 Gew.-% |
| Br | 14,2 kG |
| HcJ | 8,1 kOe |
| (BH)max | 31,8 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1150°C
Zeit - 8 Stunden
Temperatur - 1150°C
Zeit - 8 Stunden
| Sm | 23,800 Gew.-% |
| Fe | 72,400 Gew.-% |
| N | 3,400 Gew.-% |
| Ca | 0,001 Gew.-% |
| Br | 13,9 kG |
| HcJ | 8,7 kOe |
| (BH)max | 31,1 MGOe |
Sm-Fe-N-Magnetlegierungspulver wurden unter Verwendung einer
Temperatur von 1000°C oder 1200°C und einer Zeit von 6 oder
12 Stunden für die Reduktions-Diffusionsverfahrensreaktion und
einer Nitrierzeit von 6 oder 12 Stunden hergestellt, wobei
ansonsten Beispiel 1 wiederholt wurde. Tabelle 2 zeigt die für
die reduktive Diffusionsreaktion verwendete Temperatur und
Zeit, die Nitrierzeit, die Werte von Sm, Fe und N, wie durch
chemische Analyse bestimmt, den Wert von Ca, wie durch EPMA
bestimmt, und die magnetischen Eigenschaften. Die Analyse von
Probe 4 durch Röntgenstrahldiffraktion ergab ein
Diffraktionsmuster, welches eine nicht nitrierte Phase
anzeigte. Es ist aus den Proben 4 und 5 offensichtlich, daß
eine Legierung, welche weniger als 0,001 Gew.-% Calcium
enthält, eine lange Nitrierzeit benötigt, um
zufriedenstellende magnetische Eigenschaften zu erlangen,
während es aus Probe 6 offensichtlich ist, daß eine Legierung,
welche mehr als 0,1 Gew.-% Calcium enthält, einen geringen
Grad an Br aufweist.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Sm | 23,900 Gew.-% |
| Fe | 72,600 Gew.-% |
| N | 2,400 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 11,1 kG |
| HcJ | 6,5 kOe |
| (BH)max | 15,2 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Nitrierzeit: 12 Stunden
| Sm | 23,800 Gew.-% |
| Fe | 72,400 Gew.-% |
| N | 3,400 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 14,0 kG |
| HcJ | 8,1 kOe |
| (BH)max | 30,2 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Sm | 23,30 Gew.-% |
| Fe | 72,00 Gew.-% |
| N | 3,40 Gew.-% |
| Ca | 0,20 Gew.-% |
| Br | 12,6 kG |
| HcJ | 9,1 kOe |
| (BH)max | 26,9 MGOe |
Ein etwa 2 kg wiegender Legierungsbarren wurde als jeweilige
Probe durch Hernehmen von geeigneten Mengen an Elektrolyteisen
mit einer Reinheit von 99,9 Gew.-%, metallischem Samarium mit
einer Reinheit von 99,7 Gew.-% und metallischem Li, Na, K, Rb,
Cs, Mg, Sr oder Ba mit einer Reinheit von 99 Gew.-% oder mehr,
Schmelzen ihres Gemischs in einem Hochfrequenz-Schmelzofen mit
einer Argongasatmosphäre und Gießen des geschmolzenen
Gemisches in eine Stahlform mit einer Breite von 20 mm
hergestellt. Der Legierungsbarren wurde für 48 Stunden bei
1100°C in einer hochreinen Argongasatmosphäre für eine
Homogenisierungsbehandlung gehalten. Dann wurde er in ein
Pulver mit einer 100 Mikrometer nicht übersteigenden
Partikelgröße durch einen Backenbrecher oder eine Kugelmühle
zerkleinert. Das Pulver wurde in einen Röhrenofen gegeben und
sechs Stunden bei 465°C in einer gemischten Ammoniak-
Wasserstoffgasatmosphäre mit einem Ammoniakpartialdruck von
0,35 (zur Nitrierung) und dann bei 465°C für 2 Stunden in
einer Argongasatmosphäre (zum Tempern) erhitzt, um ein Sm-Fe-
N-Magnetlegierungspulver zu ergeben. Die Analyse des
Legierungspulvers durch Röntgenstrahldiffraktion ergab nur
Diffraktionsmuster, welche eine rhomboedrische
Kristallstruktur des Typs Th2Zn17 (eine intermetallische
Verbindung Sm2Fe17N3) anzeigte. Beispiel 1 wurde zur Beurteilung
wiederholt. Tabelle 3 zeigt die Werte von Sm, Fe und N, wie
durch chemische Analyse bestimmt, den Wert des zugegebenen
Elements, wie durch EPMA bestimmt, und die magnetischen
Eigenschaften.
| Sm | 24,400 Gew.-% |
| Fe | 71,600 Gew.-% |
| N | 3,500 Gew.-% |
| Li | 0,001 Gew.-% |
| Br | 12,9 kG |
| HcJ | 10,1 kOe |
| (BH)max | 30,1 MGOe |
| Sm | 24,400 Gew.-% |
| Fe | 71,500 Gew.-% |
| N | 3,500 Gew.-% |
| Na | 0,002 Gew.-% |
| Br | 13,2 kG |
| HcJ | 10,7 kOe |
| (BH)max | 30,0 MGOe |
| Sm | 24,500 Gew.-% |
| Fe | 71,500 Gew.-% |
| N | 3,500 Gew.-% |
| K | 0,005 Gew.-% |
| Br | 12,8 kG |
| HcJ | 10,6 kOe |
| (BH)max | 30,1 MGOe |
| Sm | 24,400 Gew.-% |
| Fe | 71,500 Gew.-% |
| N | 3,500 Gew.-% |
| Rb | 0,011 Gew.-% |
| Br | 12,9 kG |
| HcJ | 10,5 kOe |
| (BH)max | 30,1 MGOe |
| Sm | 24,400 Gew.-% |
| Fe | 71,600 Gew.-% |
| N | 3,400 Gew.-% |
| Cs | 0,014 Gew.-% |
| Br | 13,0 kG |
| HcJ | 9,7 kOe |
| (BH)max | 29,9 MGOe |
| Sm | 24,600 Gew.-% |
| Fe | 71,500 Gew.-% |
| N | 3,500 Gew.-% |
| Mg | 0,002 Gew.-% |
| Br | 12,8 kG |
| HcJ | 10,6 kOe |
| (BH)max | 30,1 MGOe |
| Sm | 24,400 Gew.-% |
| Fe | 71,500 Gew.-% |
| N | 3,400 Gew.-% |
| Sr | 0,009 Gew.-% |
| Br | 13,1 kG |
| HcJ | 10,8 kOe |
| (BH)max | 30,8 MGOe |
| Sm | 24,700 Gew.-% |
| Fe | 71,400 Gew.-% |
| N | 3,500 Gew.-% |
| Ba | 0,012 Gew.-% |
| Br | 12,7 kG |
| HcJ | 10,3 kOe |
| (BH)max | 29,7 MGOe |
Sm-Fe-N-Magnetlegierungspulver wurden ohne Zugabe von Li, Na,
K, Rb, Cs, Mg, Sr oder Ba und unter Verwendung einer
Nitrierzeit von 6 oder 12 Stunden und ansonsten unter
Wiederholung von Beispiel 2 hergestellt. Tabelle 4 zeigt die
Nitrierzeit, die Werte von Sm, Fe und N, wie durch chemische
Analyse bestimmt, und die magnetischen Eigenschaften. Die
Analyse von Probe 15 durch Röntgenstrahldiffraktion ergab ein
Diffraktionsmuster, welches eine nicht nitrierte Phase
anzeigte. Es ist aus Proben 15 und 16 offensichtlich, daß eine
Legierung, welche kein zu der Legierung erfindungsgemäß
zugegebenes Element enthält, eine lange Nitrierzeit erfordert,
um zufriedenstellende magnetische Eigenschaften zu zeigen.
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Sm | 24,6 Gew.-% |
| Fe | 71,6 Gew.-% |
| N | 2,8 Gew.-% |
| Br | 11,6 kG |
| HcJ | 6,1 kOe |
| (BH)max | 12,5 MGOe |
Nitrierzeit: 12 Stunden
| Sm | 24,5 Gew.-% |
| Fe | 71,5 Gew.-% |
| N | 3,6 Gew.-% |
| Br | 13,0 kG |
| HcJ | 9,7 kOe |
| (BH)max | 29,9 MGOe |
Sm-Fe-N-Magnetlegierungspulver wurden unter Verwendung von
verschiedenen Mengen von Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Sr und Ba und
ansonsten unter Wiederholung von Beispiel 2 hergestellt.
Tabelle 5 zeigt die Werte von Sm, Fe und N, wie durch
chemische Analyse bestimmt, den Wert des zugegebenen Elements,
wie durch EPMA bestimmt, und die magnetischen Eigenschaften.
Die Ergebnisse lehren, daß eine mehr als 0,1 Gew.-% eines
solchen Elements enthaltende Legierung einen geringen Grad an
Br aufweist.
| Sm | 24,00 Gew.-% |
| Fe | 71,10 Gew.-% |
| N | 3,2 Gew.-% |
| Li | 0,11 Gew.-% |
| Br | 12,1 kG |
| HcJ | 9,7 kOe |
| (BH)max | 23,9 MGOe |
| Sm | 24,10 Gew.-% |
| Fe | 71,10 Gew.-% |
| N | 3,20 Gew.-% |
| Na | 0,12 Gew.-% |
| Br | 12,2 kG |
| HcJ | 9,2 kOe |
| (BH)max | 25,1 MGOe |
| Sm | 24,10 Gew.-% |
| Fe | 71,00 Gew.-% |
| N | 3,30 Gew.-% |
| K | 0,11 Gew.-% |
| Br | 12,2 kG |
| HcJ | 9,9 kOe |
| (BH)max | 27,1 MGOe |
| Sm | 24,10 Gew.-% |
| Fe | 71,10 Gew.-% |
| N | 3,20 Gew.-% |
| Rb | 0,11 Gew.-% |
| Br | 12,6 kG |
| HcJ | 8,1 kOe |
| (BH)max | 27,3 MGOe |
| Sm | 24,00 Gew.-% |
| Fe | 71,00 Gew.-% |
| N | 3,30 Gew.-% |
| Cs | 0,12 Gew.-% |
| Br | 12,7 kG |
| HcJ | 8,8 kOe |
| (BH)max | 27,6 MGOe |
| Sm | 24,30 Gew.-% |
| Fe | 71,20 Gew.-% |
| N | 3,20 Gew.-% |
| Mg | 0,13 Gew.-% |
| Br | 12,3 kG |
| HcJ | 10,0 kOe |
| (BH)max | 25,4 MGOe |
| Sm | 24,10 Gew.-% |
| Fe | 71,10 Gew.-% |
| N | 3,10 Gew.-% |
| Sr | 0,11 Gew.-% |
| Br | 11,9 kG |
| HcJ | 10,3 kOe |
| (BH)max | 24,4 MGOe |
| Sm | 24,20 Gew.-% |
| Fe | 71,10 Gew.-% |
| N | 3,20 Gew.-% |
| Ba | 0,11 Gew.-% |
| Br | 12,2 kG |
| HcJ | 10,2 kOe |
| (BH)max | 25,0 MGOe |
Ein Sm-Fe-Co-Mn-Matrixlegierungspulver mit einer 100
Mikrometer nicht übersteigenden Teilchengröße wurde unter
Verwendung eines Elektrolkobaltpulvers, welches eine Reinheit
von 99,5 Gew.-% und eine 325 Mesh nicht übersteigende
Korngröße aufwies, und eines Elektrolytmanganpulvers, welches
eine Reinheit von 99,7 Gew.-% und eine 300 Mesh nicht
übersteigende Korngröße aufwies, und ansonsten unter
Wiederholung von Beispiel 1 hergestellt. Das Pulver wurde in
einen Röhrenofen eingebracht und bei 465°C für 7 Stunden in
einer gemischten Ammoniak-Wasserstoffgasatmosphäre mit einem
Ammoniakpartikaldruck von 0,37 (zur Nitrierung) und dann bei
465°C für 2 Stunden in einer Argongasatmosphäre (zum Tempern)
erhitzt, um ein Sm-Fe-N-Magnetlegierungspulver zu ergeben. Die
Analyse des Legierungspulvers durch Röntgenstrahldiffraktion
ergab nur Diffraktionsmuster, welche eine rhomboedrische
Kristallstruktur des Typs Th2Zn17 (eine intermetallische
Verbindung Sm2Fe17N3) anzeigten. Das Pulver wurde zur
Beurteilung seiner magnetischen Eigenschaften auf einen
durchschnittlichen Teilchendurchmesser nach Fischer von 22
Mikrometer fein zerkleinert. Tabelle 6 zeigt die für das
Reduktions-Diffusionsverfahren verwendete Reaktionstemperatur
und Zeit, die Werte von Sm, Fe, Co, Mn und N, wie durch
chemische Analyse bestimmt, die Werte von Ca, wie durch EPMA
bestimmt, und die magnetischen Eigenschaften.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
| Sm | 22,900 Gew.-% |
| Fe | 60,500 Gew.-% |
| Co | 8,200 Gew.-% |
| Mn | 3,400 Gew.-% |
| N | 4,600 Gew.-% |
| Ca | 0,002 Gew.-% |
| Br | 10,6 kG |
| HcJ | 4,1 k0e |
| (BH)max | 18,1 MGOe |
Sm-Fe-N-Magnetlegierungspulver wurden unter Verwendung einer
Temperatur von 1000°C oder 1200°C und einer Zeit von 6 oder
12 Stunden für die Reduktions-Diffusionsverfahrensreaktion und
einer Nitrierzeit von 7 oder 13 Stunden und ansonsten unter
Wiederholung von Beispiel 3 hergestellt. Tabelle 7 zeigt die
für das Reduktions-Diffusionsverfahren eingesetzte
Reaktionstemperatur und Zeit, die Nitrierzeit, die Werte von
Sm, Fe, Co, Mn und N, wie durch chemische Analyse bestimmt,
den Wert von Ca, wie durch EMPA bestimmt, und die magnetischen
Eigenschaften. Es ist aus den Proben 26 und 27 offensichtlich,
daß eine Legierung, welche weniger als 0,001 Gew.-% Calcium
enthält, eine lange Nitrierzeit verlangt, um
zufriedenstellende magnetische Eigenschaften zu zeigen,
während es aus Probe 28 offensichtlich ist, daß eine
Legierung, die mehr als 0,1 Gew.-% Calcium enthält, einen
geringen Grad an Br aufweist.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Nitrierzeit: 7 Stunden
| Sm | 23,000 Gew.-% |
| Fe | 60,600 Gew.-% |
| Co | 8,300 Gew.-% |
| Mn | 3,400 Gew.-% |
| N | 3,800 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 11,1 kG |
| HcJ | 1,7 kOe |
| (BH)max | 2,8 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 6 Stunden
Nitrierzeit: 13 Stunden
| Sm | 22,800 Gew.-% |
| Fe | 60,500 Gew.-% |
| Co | 8,200 Gew.-% |
| Mn | 3,400 Gew.-% |
| N | 4,700 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 10,5 kG |
| HcJ | 4,3 kOe |
| (BH)max | 18,0 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Nitrierzeit: 7 Stunden
| Sm | 22,40 Gew.-% |
| Fe | 60,20 Gew.-% |
| Co | 8,10 Gew.-% |
| Mn | 3,30 Gew.-% |
| N | 4,60 Gew.-% |
| Ca | 0,11 Gew.-% |
| Br | 10,1 kG |
| HcJ | 4,4 kOe |
| (BH)max | 15,2 MGOe |
Ein Nd-Fe-Ti-Matrixlegierungspulver, welches etwa 3 kg wog und
eine 100 Mikrometer nicht übersteigende Teilchengröße aufwies,
wurde unter Verwendung eines Elektrolyteisenpulvers, welches
eine Reinheit von 99,9 Gew.-% und eine 150 Mesh nicht
übersteigende Korngröße aufwies, eines Ferrotitanpulvers mit
einer 200 Mesh nicht übersteigenden Korngröße und eines
Neodymoxidpulvers mit einer Reinheit von 99,9 Gew.-% und einer
durchschnittlichen Korngröße von 325 Mesh und ansonsten unter
Wiederholung von Beispiel 1 hergestellt. Das Pulver wurde in
einen Röhrenofen eingebracht und sechs Stunden bei 400°C in
einer gemischten Ammoniak-Wasserstoffgasatmosphäre mit einem
Ammoniakpartialdruck von 0,35 (zur Nitrierung) und dann eine
Stunde bei 400°C in einer Argongasatmosphäre (zum Tempern)
erhitzt, um ein Nd-Fe-Ti-N-Magnetlegierungspulver zu ergeben.
Die Analyse des Pulvers durch Röntgenstrahldiffraktion ergab
nur Diffraktionsmuster, welche eine tetragonale
Kristallstruktur des Typs ThMn12 (eine intermetallische
Verbindung NdFe11TiN1) anzeigten. Tabelle 8 zeigt die für das
Reduktions-Diffusionsverfahren verwendete Reaktionstemperatur
und Zeit, die Werte von Nd, Fe, Ti und N, wie durch chemische
Analyse bestimmt, den Wert von Ca, wie durch EPMA bestimmt,
und die magnetischen Eigenschaften.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
| Nd | 17,400 Gew.-% |
| Fe | 74,400 Gew.-% |
| Ti | 5,700 Gew.-% |
| N | 2,200 Gew.-% |
| Ca | 0,003 Gew.-% |
| Br | 9,6 kG |
| HcJ | 4,7 kOe |
| (BH)max | 11,2 MgOe |
Nd-Fe-Ti-N-Magnetlegierungspulver wurden unter Verwendung
einer Temperatur von 1000°C oder 1200°C und einer Zeit von 7
oder 12 Stunden für die Reduktions-
Diffusionsverfahrensreaktion und einer Nitrierzeit von 6 oder
12 Stunden und ansonsten unter Wiederholung von Beispiel 4
hergestellt. Tabelle 9 zeigt die für das Reduktions-
Diffusionsverfahren verwendete Reaktionstemperatur und Zeit,
die Nitrierzeit, die Werte von Nd, Fe, Ti und N, wie durch
chemische Analyse bestimmt, den Wert von Ca, wie durch EPMA
bestimmt, und die magnetischen Eigenschaften. Es ist aus den
Proben 30 und 31 offensichtlich, daß eine Legierung, die
weniger als 0,001 Gew.-% Calcium enthält, eine lange
Nitrierzeit erfordert, um zufriedenstellende magnetische
Eigenschaften zu zeigen, während es aus Probe 32
offensichtlich ist, daß eine Legierung, die mehr als 0,1 Gew.-
% Calcium enthält einen geringen Grad an Br aufweist.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Nd | 17,500 Gew.-% |
| Fe | 74,600 Gew.-% |
| Ti | 5,800 Gew.-% |
| N | 1,700 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 7,3 kG |
| HcJ | 1,7 kOe |
| (BH)max | 1,9 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Nitrierzeit: 12 Stunden
| Nd | 17,500 Gew.-% |
| Fe | 74,300 Gew.-% |
| Ti | 5,700 Gew.-% |
| N | 2,300 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 9,5 kG |
| HcJ | 4,5 kOe |
| (BH)max | 10,9 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Nd | 17,40 Gew.-% |
| Fe | 74,40 Gew.-% |
| Ti | 5,60 Gew.-% |
| N | 2,20 Gew.-% |
| Ca | 0,11 Gew.-% |
| Br | 8,3 kG |
| HcJ | 4,4 kOe |
| (BH)max | 9,7 MGOe |
Ein Sm-Fe-Matrixlegierungspulver, welches etwa 3 kg wog und
eine 100 Mikrometer nicht übersteigende Teilchengröße aufwies,
wurde unter Verwendung eines Elektrolyteisenpulvers, welches
eine Reinheit von 99,9 Gew.-% und eine 150 Mesh nicht
übersteigende Korngröße aufwies, eines Ferrochrompulvers mit
einer 200 Mesh nicht übersteigenden Korngröße und eines
Samariumoxidpulvers, welches eine Reinheit von 99 Gew.-% und
eine durchschnittliche Korngröße von 325 Mesh aufwies und
ansonsten unter Wiederholung von Beispiel 1 hergestellt. Das
Pulver wurde in einen Röhrenofen eingebracht und sechs Stunden
bei 500°C in einer gemischten Ammoniak-
Wasserstoffgasatmosphäre mit einem Ammoniakpartialdruck von
0,35 (zur Nitrierung) und dann eine Stunde bei 500°C in einer
Argongasatmosphäre (zum Tempern) erhitzt, um ein Sm-Fe-Cr-N-
Magnetlegierungspulver zu ergeben. Die Analyse des
Legierungspulvers durch Röntgenstrahldiffraktion ergab nur
Diffraktionsmuster, welche eine monokline Kristallstruktur des
Typs R3(Fe, Ti)29 anzeigten. Tabelle 10 zeigt die für das
Reduktions-Diffusionsverfahren verwendete Reaktionstempertatur
und Zeit, die Werte von Sm, Fe, Cr und N wie durch chemische
Analyse bestimmt, den Wert von Ca, wie durch EPMA bestimmt und
die magnetischen Eigenschaften.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
Temperatur - 1180°C
Zeit - 10 Stunden
| Sm | 21,200 Gew.-% |
| Fe | 64,200 Gew.-% |
| Cr | 10,500 Gew.-% |
| N | 3,900 Gew.-% |
| Ca | 0,002 Gew.-% |
| Br | 9,0 kG |
| HcJ | 6,5 kOe |
| (BH)max | 17,3 MGOe |
Sm-Fe-Cr-N-Magnetlegierungspulver wurden unter Verwendung
einer Temperatur von 1000°C bis 1200°C und einer Zeit von 7
oder 12 Stunden für die Reduktions-Diffusions-
Verfahrensreaktion und einer Nitrierzeit von 6 oder 12 Stunden
und ansonsten unter Wiederholung von Beispiel 5 hergestellt.
Tabelle 11 zeigt die für das Reduktions-Diffusionsverfahren
verwendete Reaktionstemperatur und Zeit, die Nitrierzeit, die
Werte von Sm, Fe, Cr und N, wie durch chemische Analyse
bestimmt, den Wert von Ca, wie durch EPMA bestimmt, und die
magnetischen Eigenschaften. Es ist aus den Proben 34 und 35
offensichtlich, daß eine Legierung, die weniger als 0,001 Gew.-%
Calcium enthält, eine lange Nitrierzeit erfordert um
zufriedenstellende magnetische Eigenschaften zu zeigen,
während es aus Probe 36 offensichtlich ist, daß eine
Legierung, die mehr als 0,1 Gew.-% Calcium enthält, einen
geringen Grad an Br aufweist.
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Sm | 21,400 Gew.-% |
| Fe | 64,400 Gew.-% |
| Cr | 10,600 Gew.-% |
| N | 2,800 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 6,8 kG |
| HcJ | 3,2 kOe |
| (BH)max | 5,2 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Temperatur - 1000°C
Zeit - 7 Stunden
Nitrierzeit: 12 Stunden
| Sm | 21,300 Gew.-% |
| Fe | 64,300 Gew.-% |
| Cr | 10,600 Gew.-% |
| N | 3,800 Gew.-% |
| Ca | < 0,001 Gew.-% |
| Br | 8,8 kG |
| HcJ | 6,3 kOe |
| (BH)max | 16,8 MGOe |
Bedingungen für das Reduktions-Diffusionsverfahren:
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Temperatur - 1200°C
Zeit - 12 Stunden
Nitrierzeit: 6 Stunden
| Sm | 20,70 Gew.-% |
| Fe | 63,60 Gew.-% |
| Cr | 10,10 Gew.-% |
| N | 4,00 Gew.-% |
| Ca | 0,11 Gew.-% |
| Br | 8,1 kG |
| HcJ | 6,4 kOe |
| (BH)max | 10,1 MGOe |
Eine Seltenerden-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung enthält ein
Seltenerdenelement (mindestens eines der Lanthanoide,
einschließlich Y), Eisen und Stickstoff als Hauptbestandteile
und kann gegebenenfalls weiterhin mindestens ein Element
ausgewählt aus Ti, V, Cr, Mn, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Al,
Si und C als weiteren Hauptbestandteil M enthalten. Die
Hauptphase der Legierung enthält weiterhin 0,001 bis 0,1 Gew.-
% von mindestens einem Element ausgewählt aus Li, Na, K, Rb,
Cs, Mg, Ca, Sr und Ba.
Claims (15)
1. Seltenerde-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung, welche als Hauptbestandteil
mindestens ein Seltenerdenelement, ausgewählt aus
den Lanthanoiden einschließlich Y, Eisen und Stickstoff
umfaßt und weiterhin 0,001 bis 0,1 Gew.-% von mindestens
einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus
Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr und Ba enthält.
2. Legierung nach Anspruch 1, welche eine rhomboedrische,
hexagonale, tetragonale oder monokline Kristallstruktur
aufweist.
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, worin das
Seltenerdenelement
- a) mindestens ein Element ausgewählt aus Y, La, Ce, Pr, Nd und Sm ist oder
- b) eine Kombination von mindestens einem der Elemente aus a) und mindestens einem Element ausgewählt aus Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm und Yb ist.
4. Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche
das Seltenerdenelement in einer Menge von 14 bis 26 Gew.-
% enthält.
5. Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin
ein Teil des Eisens durch Ni oder/und Co ersetzt ist.
6. Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche
den Stickstoff in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%
enthält.
7. Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin
das mindestens eine Element ausgewählt aus Li, Na, K, Rb,
Cs, Mg, Ca, Sr und Ba in eine intermetallische Verbindung
eingebaut ist, welche eine rhomboedrische, hexagonale,
tetragonale oder monokline Kristallstruktur aufweist.
8. Seltenerde-Eisen-Stickstoff-Magnetlegierung, welche als Hauptbestandteile
mindestens ein Seltenerdenelement, ausgewählt aus
den Lanthanoiden einschließlich Y, Eisen, Stickstoff
und M (M ist mindestens ein Element ausgewählt aus Ti, V,
Cr, Mn, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Al, Si und C) umfaßt
und weiterhin 0,001 bis 0,1 Gew.-% von mindestens einem
Element ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr und
Ba enthält.
9. Legierung nach Anspruch 8, welche eine rhomboedrische,
hexagonale, tetragonale oder monokline Kristallstruktur
aufweist.
10. Legierung nach Anspruch 8 oder 9, worin das
Seltenerdenelement
- a) mindestens ein Element ausgewählt aus Y, La, Ce, Pr, Nd und Sm ist oder
- b) eine Kombination von mindestens einem der Elemente aus a) und mindestens einem Element ausgewählt aus Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm und Yb ist.
11. Legierung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, welche das
Seltenerdenelement in einer Menge von 14 bis 26 Gew.-%
enthält.
12. Legierung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, worin ein
Teil des Eisens durch Ni oder/und Co ersetzt ist.
13. Legierung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, welche den
Stickstoff in einer Menge von mindestens 1 Gew.-%
enthält.
14. Legierung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, welche M in
einer Menge von 12 Gew.-% oder weniger enthält.
15. Legierung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, worin das
mindestens eine Element ausgewählt aus Li, Na, K, Rb, Cs,
Mg, Ca, Sr und Ba in eine intermetallische Verbindung
eingebaut ist, welche eine rhomboedrische, hexagonale,
tetragonale oder monokline Kristallstruktur aufweist.
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