DE2059303A1 - Dauermagnetisierbarer Koerper,der aus komprimierten feinen Teilchen einer Verbindung von Mund R aufgebaut ist - Google Patents
Dauermagnetisierbarer Koerper,der aus komprimierten feinen Teilchen einer Verbindung von Mund R aufgebaut istInfo
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Description
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Akia: PHN- 4475
Dauermagnetisierbarer Körper, der aus komprimierten feinen Teilchen einer Verbindung
von M und R aufgebaut ist.
Der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines dauermagnetisierbaren Körpers, der aus
feinen !Teilchen einer Verbindung von M und R aufgebaut ist, deren Existenzgebiet mit dem der Verbindung HcR
mit hexagonaler Kristallstruktur ein Ganzes bildet, wobei M Co oder eine Korabination von Co mit einem oder
mehreren der Elemente Pe, Fi und Cu, und R ein oder mehrere der Elemente der seltenen Erden und/oder Th
darstellt, und wobei ein Gußstück der betreffenden Legierung zu einem Pulver mit der gewünschten Teilchen-
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größe zermahlen wird, welches Pulver vorkomprimiert und
zu gleicher Zeit oder anschließend in einem Magnetfeld gerichtet wird, dann unter einem isostatischen Druck
komprimiert wird.
Zu den seltenen Erden gehört in diesem Zusammenhang auch das Element Y.
Unter einem Existenzgebiet ist ein Gebiet von Konzentrationen
zu verstehen, in dem für eine kontinuierliche Reihe von Verbindungen eine gleiche Kristallstruktur von 100 i»
erhalten werden kann.
Ein derartiges Verfahren wurde in "Journal of Applied
Physics", Band 40, Nr. 10, S. 4029 und folgende, beschrieben. Der darin beschriebene Magnetkörper kann eine relative
Dichte von höchstens 97 i» aufweisen, was bedeutet, daß die Dichte des Körpers 97 f>
der theoretischen Dichte der betreffenden M-R-Verbindung beträgt.
Auf diese Weise hergestellte Magnetkörper haben aber die ungünstige Eigenschaft, daß die Koerzitivkraft mit der
Zeit abnimmt. Es findet eine sogenannte "Alterung" statt.
In der vorerwähnten Veröffentlichung wird diese Alterung erwähnt und als nachteilig für die praktische Anwendung
der Magnetkörper erkannt. Diese Alterung erfolgt um so schneller, je höher die Temperatur ist. Eine Alterung
findet aber auch bei Zimmertemperatur bereits in unerwünscht starkem Maße statt.
In "Cobalt" Nr. 26 (1967) wird auf Seite. 40 als Ursache
der Alterung Oxydation in der Luft genannt. Da ein Magnetkörper der obenerwähnten Art mit einer Dichte von 95 %
und mehr keine Porosität gegenüber Sauerstoff und Waaser-
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dampf aufweist (d.h., daß Sauerstoff oder Wasserdampf nicht in den Körper eindringen können), ist es ausgeschlossen,
daß außer an der Oberfläche Oxydation auftritt. Ee stellt sich aber heraus, daß derartige Körper
dennoch in erheblichem Maße altern.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß, wenn das
vorerwähnte bekannte Verfahren zur Herstellung eines Magnetkörpers bei Pulver angewendet wird, das dadurch
erhalten ist, daß nach der Erfindung der Mahlvorgang in einer sauerstoff- und wasserfreien Umgebung, in
einem inerten Gas oder in einer inerten Flüssigkeit |
durchgeführt wird, Magnetkörper hergestellt werden können, die in erheblich geringerem Maße als die bisher
bekannten Körper altern.
Der erwähnte günstige Effekt auf die Alterung durch die beschriebene Maßnahme während des Mahlvorganges
ist daher so überraschend, weil, wenn Oxydation an der Luft als Ursache der Alterung betrachtet wird,
es nicht verständlich ist, wie eine etwaige Oxydation, die nur während kurzer Zeit, und zwar während des Mahlvorgangs,
auftritt, die Ursache einer in einer späteren Stufe, nämlich wenn der Magnetkörper hergestellt ist, -
auftretenden Alterung sein kann. ™
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Gußstücke aus der Verbindung SmCo,- wurden in einem
sogenannten Handschuhschrank (einem gasdicht verschlossenen Raum, in den zwei Handschuhe hineinragen, die mit
den Armöffnungen um Löcher in der Wand angebracht sind) mit Hilfe einer Kaffeemühle zu einem Pulver mit einer
mittleren Teilchengröße von etwa 3 /um zermahlen. Der Handschuhschrank war mit He-Gas gefüllt, das
weniger als 5 p.p.m. Sauerstoff und/oder Wasserdampf enthielt. Das auf diese Weise erhaltene Pulver
wurde - noch stets im Handschuhschrank - in
einen aus Blei bestehenden Behälter geschüttet, in einem Magnetfeld gerichtet und mit Hilfe eines isostatischen
Druckes von 8 Kilobar vorkomprimiert. Dann wurde der Bleibehälter mit dem darin befindlichen,
durch die Komprimierung erhaltenen Block aus dem Handschuhschrank entfernt und dem bekannten Preßvorgang
bei einem isostatischen Druck von mehr als 10 Kilobar unterworfen, wobei unter Beibehaltung
dieses Druckes eine geringe anisotrope plastische Verformung herbeigeführt wurde.
Der erhaltene dauermagnetisierbare Körper hatte, wie sich herausstellte, eine relative Dichte von 97 #.
Der Körper wurde nun bei einer Temperatur von 1000C der Luft ausgesetzt. Es stellte sich heraus, daß
nach 10 Min. die Koerzitivkraft 15.900 Oe betrug. Nach 100, 1000 und 10.000 Min. wurden wieder die
Koerzitivkräfte gemessen. In der graphischen Darstellung
(a) der Pig. 1 ist dieser Verlauf der Koerzitivkraft als Punktion der Zeit dargestellt. Es sei
bemerkt, daß der Alterungseffekt bei einer Temperatur von 1000C etwa 2000 mal schneller als bei Zimmertemperatur
auftritt. Als Abszisse ist daher neben der Zeit, die einer Temperatur von 1000C entspricht, auch die
Zeit, die einer Temperatur von 270C entspricht, aufgetragen.
Zur Veranschaulichung des überraschend günstigen Effekts
des Verfahrens nach der Erfindung ist in der graphischen
Darstellung der Pig. 1 auch eine Alterungskurve (b) gezeichnet, welche Alterung an einem dauermagnet!sierbaren
Körper mit gleichfalls einer Dichte von 97 ί>
gemessen wird, der aus einem durch den gleichen Mahlvorgang zermahlenen Pulver mit derselben chemischen Zusammensetzung
und derselben mittleren Teilchengröße aufgebaut ist, wobei der Mahlvorgang aber nicht unter
den für das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnenden
Bedingungen durchgeführt wird.
Es stellt sich heraus, daß neben dem vorerwähnten günstigen Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die f
Alterung des endgültig hergestellten Magnetkörpers noch ein zweiter überraschender Effekt auftritt. Wenn die
Gußstücke nach der Erfindung gemahlen werden, erweist es sich als möglich, durch das erwähnte bekannte Preßverfahren
Magnetkörper herzustellen, deren relative Dichte den bisher maximal erreichbaren Wert von 97 #
überschreitet.
Alterungsmessungen haben nachgewiesen, daß derartige
Magnetkörper eine um so geringere Alterung aufweisen, ie mehr ihre Dichte zunimmt.
Die graphische Darstellung nach Fig. 2 gibt für einige Magnetkörper die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft
zum Zeitpunkt t (H. (t) ) bezogen auf die Koerzitivkraft zum Zeitpunkt t»1O Min. (Hn (10) ) und der Zeit,
während der die Körper bei 10O0O der Luft ausgesetzt
waren. Die Magnetkörper mit Dichten von 98,5 - 99»9 l·
waren durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt, während die Körper mit Dichten von 95,0 - 97,0 3* durch
das bisher bekannte Verfahren hergestellt waren.
Ein zusätzlicher Vorteil von Dauermagneten, die aus Körpern mit derartigen hohen Dichten hergestellt sind,
ist der, daß das Energieprodukt (BH) im Vergleich zu
dem von Dauermagneten aus Magnetkörpern mit nur einer Dichte hoch ist.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf dauermagnetisierbare Körper, die durch das Verfahren nach der Erfindung
hergestellt sind, und insbesondere auf derartige Körper mit einer relativen Dichte von mehr als 99 #.
Patentansprüche: — 7 —
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Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung einee dauermagnetisierbaren
Körpers, der aus feinen Teilchen einer Verdindung von M und R aufgetaut ist, deren Existenzgebiet
mit dem der Verbindung M1-R mit hexagonaler Kristallstruktur
ein Ganzes bildet, wobei M Co oder eine Kombination von Co mit einem oder mehreren der Elemente Pe,
Ni und Cu, und R ein oder mehrere der Elemente der seltenen Erden und/oder Th darstellt, und wobei ein Gußstück
der betreffenden Legierung von M und R zu einem Pulver mit der gewünschten Teilchengröße zermahlen wird, welches Pul- j
ver vorkomprimiert und zu gleicher Zeit oder anschließend in einem Magnetfeld gerichtet wird, dann unter einem isostatischen
Druck komprimiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlvorgang in einer sauerstoff- und wasserfreien
Umgebung, in einem inerten Gas oder in einer inerten Flüssigkeit durchgeführt wird.
2. Durch das Verfahren nach Anspruch 1 hergestellter dauermagnetisierbarer Körper, dadurch gekennzeichnet,
daß seine relative Dichte mehr als 99 % beträgt.
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