DE2539926A1

DE2539926A1 - Verfahren zum herstellen eines magnetkoerpers

Info

Publication number: DE2539926A1
Application number: DE19752539926
Authority: DE
Inventors: Franciscus Xaverius Nico Kools; Sijtse Strijbos
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1974-09-17
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1976-04-01
Also published as: US4354993A; NL7412288A; FR2285691A1; IT1042540B; DE2539926B2; FR2285691B1; ES440942A1; JPS5516522B2; GB1508637A; JPS5156999A; DE2539926C3; BR7505922A

Description

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AHo: PHN- 7738

Aiiiiiwuiuiio vom» 3. Sept. 197Γ¹

"Verfahren zum Herstellen eines Magnetkörpers".

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten dauermagnetisierbaren Körpers, der im wesentlichen aus einem Ferrit der Formel Me0.6Fe„0 besteht, worin Me mindestens eines der Metalle Barium, Strontium oder Blei ist, wobei eine Suspension des pulverförmigen Ferrits in einer Flüssigkeit einer oder mehreren Matrizen einer Presse zugeführt und anschliessend unter Ableitung der Flüssigkeit ein Pressprodukt gebildet wird, wonach das Pressprodukt gesintert wird. Bei diesem Verfahren wird von pulverför-

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migem Ferrit ausgegangen, das im wesentlichen die Zusammensetzung MeO,6Fe 0„ hat, worin Me mindestens eines der Metalle Barium, Strontium oder Blei ist. Dieses pulverförmige Ferrit wird durch Vorheizen einer Mischung der zusammenstellenden Oxide MeO und Fe 0 oder von Verbindungen erhalten, die beim Erhitzen in diese Oxide übergehen. Die Mischung enthält üblicherweise einen kleinen überschuss an MeO, weil es sich herausgestellt hat, dass dies die Sintereigenschaften günstig beeinflusst, zu welchem Zweck weiter noch bestimmte Zugaben benutzt werden können. Die vorgeheizte Pulvermischung wird darauf unter Verwendung einer Flüssigkeit, üblicherweise Wasser, gemahlen. Dieser Mahlvorgang erfolgt gewöhnlich in einer Kugelmühle .

Die Eigenschaften des gesinterten dauermagnetisierbaren Körpers sind auch von der Weise der Herstellung dieses Körpers abhängig, So ist die Remanenz des nach der Magnetisierung gewonnenen Dauermagneten eine Funktion der Dichte des gesinterten Körpers, und zwar ist die Remanenz grosser, je nachdem die Dichte grosser ist. Die Koerzitivkraft des Dauermagneten ist eine Funktion der Teilchengrösse des gesinterten Körpers, und zwar ist die Koerzitivkraft grosser, je nachdem die Teilchengrösse kleiner ist. Die Teilchengrösse eines gesin-

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terten Körpers wird zunächst von der Temperatur und von der Dauer der Sintering bestimmt. Deshalb ist bei der Sinterung genau darauf zu achten, dass sie nicht zu lange dauert und/oder dass sie nicht bei einer derart hohen Temperatur erfolgt, dass ein Sinterkörper mit einer Teilchengrösse entsteht, die zu einem zu niedrigen Wert der Koerzitivkraft führt.,

Es hat sich gezeigt, dass im Druckfiltrierungsverfahren, d.h. der Teil des Verfahrens, bei dem in der Presse, ausgehend von der mit der Suspension gefüllten Matrize unter Ableitung der Flüssigkeit, ein Pressprodukt gebildet wird, zwei aufeinander folgende Stufen unterschieden werden können. Zunächst erfolgt der Aufbau eines Filterkuchens. Anschliessend tritt eine Nachverdichtung des gebildeten Filterkuchens auf. Die mittlere Pressgeschwindigkeit ist derart zu wählen, dass der Druck am Ende der ersten Stufe noch weit unter dem Druck liegt, den die Presse maximal liefern kann, da ja der aufgebaute Filterkuchen noch nachverdichtet werden muss. Möchte man die häufig teueren Pressgeräte wirtschaftlicher verwenden, um auf diese Weise den Selbstkostenpreis der dauermagnetisierbaren Körper herabzusetzen, so ist man bei einer Verkürzung der Presszeit durch eine Erhöhung des Pressdruckes an die erwähnte Grenze gebunden.

Erfindungsgemäss hat es sich gezeigt, dass

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es möglich ist, die Aufbaustufe eines Filterkuchens durch eine besondere Bearbeitung der Suspension des pulverförmigen Ferrits zu kürzen. Erfindungsgemäss wird der Suspension des pulverförmigen Ferrits in einer Flüssigkeit, bevor sie einer oder melireren Matrizen der Presse zugeführt wird, eine Säure hinzugefügt. Hierbei gehen allerhand Partikeln in Lösung, z.B. kleine Ferritpartikeln, kleine Partikeln einer zweiten Phase, die beim Vorheizen der Mischung der zusammenstellenden Oxide gebildet sind, und kleine Eisenpartikeln, die aus den Mahlgeräten herrühren.

Je länger die Säurebehandlung angewandt wird, oder je stärker der Säuregrad bei der Bearbeitung ist, umso grosser ist der Teil der in der Suspension vorhandenen Partikeln, der gelöst wird. Es empfiehlt sich selbstverständlich nicht, einen grossen Teil des Ferrits zu lösen, weil dabei nur eine geringere.Anzahl dauermagnetisxerbarer Körper hergestellt werden kann. Ausserdem hat es sich gezeigt, dass ab einem bestimmten Punkt eine weitere Säurebehandlung keinen weiteren ^Einfluss auf die Geschwindigkeit des Filterkuchenaufbaus ausübt.

Wird durch die Zugabe von Säure bis zu ungefähr 10 Gew.^ an festem Stoff gelöst, so werden gute Ergebnisse erreicht, wenn man die Suspension nach der Säurebehandlung mit Wasser spült. Insbeson-

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dere wird daher die Suspension nach der Behandlung mit einer Säure durch Spülen ruit Wasser auf einen pH-Wert bis zu 2 oder über 10 gebracht.

Werden die Ferritpartikeln durch die Säurebehandlung kleiner, so steigt die Koerzitivkraft des Pulvers an. Wie oben bereits bemerkt wurde, ist dies jedoch für die Koerzitivkraft eines gesinterten Magneten nicht bestimmend. Ausserdem hat es sich gezeigt, dass eine Säurebehandlung, die so gering ist, dass die Koerzitivkraft des Pulvers nahezu ungeändert bleibt, bereits eine sehr vorteilhafte Erhöhung der Flüssigkeitspermeabilität des Filterkuchens bewirkt. Die Presszeit, hier Aufbau des Filterkuchens genannt, ist der Flüssigkeitspermeabilität des Filterkuchens direkt proportional.

Bei der Herstellung eines gesinterten anisotropen dauermagnetisierbaren Körpers wird beim Formen des Pressprodukts ein Magnetfeld angelegt. Beispiel

Durch Vorheizen einer Mischung von im wesentlichen SrCO_ und Fe₂0„ wird ein Ferrit mit der Zusammenstellung SrO.nFe 0_ mit η ungefähr 5·8 gebildet. Das Produkt enthält Verunreinigungen und Zugaben, wie SiOp bis zu ungefähr 2 Gew.^. Hiervon wird eine Suspension durch Mahlen in einer Kugelmühle mit Wasser zu einer Teilchengrösse mit einer Fischer-

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Zahl von 1.59/um hergestellt.

Ein Teil dieser Suspension wird einer Säurebehandlung mit HCl, und zwar mit 1N bei 75⁰C mit einem Pulverflüssigkeitsverhältnis von 0,2 kg/liter ausgesetzt, wonach zu verschiedenen Zeiten der Suspension Proben entzogen werden. Ein anderer Teil der Suspension wird einer Säurebehandlung mit 3N HCl bei 75°C mit einem Pulverflüssigkeitsverhältnis von 0,4 kg/liter ausgesetzt, wonach zu verschiedenen Zeitpunkten der Suspension Proben entzogen \verden. Jede Probe wird mit Wasser zu einem pH-Wert von 1 bis 1,5 gespült. Auf diese Weise hat man eine Anzahl von Suspensionen, die verschiedenen Säurebehandlungen unterworfen sind. Zum Vergleich nimmt man ausserdem noch einen unbearbeitenden Teil der ursprünglichen Suspension.

Von aller Suspension ist die Flüssigkeitspermeabilität ρ gemessen, die nach der Darcyschen Gleichung definiert ist

1 ΔΈ>

^v = ρ· γ · "TT

worin ν die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in bezug auf den Durchmesser des Filtrierungsgefässes ist, f^ die Viskosität der Flüssigkeit, A P der Dnackabfall auf der Teilchenstapelung und L die Höhe der Teilchenstapelung ist. Die Flüssigkeitspermeabilität ρ ist an Filterkuchen (Durchmesser 4θ mm, Höhe unge-

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fähr 13 nun) mit einer Porösität von ungefähr 50 Vol.$ gemessen, wobei ein Magnetfeld von 6000 Oersted senk-, recht auf der Pressrichtung vorhanden gewesen ist. Die Tabelle gibt in der ersten Spalte die Menge gelösten Stoffes in Gew.^. In der zweiten Spalte ist die Flüssigkeitspermeabilität ρ χ 10 erwähnt, aus-

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gedrückt in m . Von einer Anzahl von Pulvern ist die Koerzitivkraft gemessen, die in der dritten Spalte erwähnt ist und in Oersted ausgedrückt wird.

Nachdem 6,8 Gew.$ an Stoff gelöst worden ist, ist die Koerzitivkraft des Pulvers noch ungeändert I56O Oersted, während die Flüssigkeitspermeabilität von 1,30 auf 1,59 angestiegen ist. Die
Tabelle zeigt weiter, dass beim Lösen bis zu ungefähr 10 Gew.$ an Stoff, bereits eine bedeutende
Verbesserung der Flüssigkeitspermeabilität erhalten wird. 1,5 Gew.<$> an Stoff ist bei einer Säurebehandlung bei 1N von 2,5 Minuten und 9.8 Gew.$ an Stoff bei einer Säurebehandlung von 10 Minuten bei 3N
gelöst.

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TABELLE

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Menge gelösten Stof fes in Gew.$	ρ χ 10¹⁰ m²	Koerzitivkraft in Oersted
0	1,30	I56O
1,5	1,42
2,5	1,45
6,8	1,59	I56O
9,8	1,69	1700
17,3	3,86	1900
2*1,3	1,86

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Claims

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PATENTANS PRUECIlE;

1 .) Verfahren zum Herstellen eines gesinterten dauerinagnetisierbaren Körpers, der im wesentlichen aus einem Ferrit der Formel MeO,6Fe_O besteht, worin Me mindestend eines der Metalle Barium, Strontium xind Blei ist, wobei eine Suspension des pulverförmigen Ferrits in einer Flüssigkeit einer oder mehreren Matrizen einer Presse zugeführt und anschliessend unter Ableitung der Flüssigkeit ein Pressprodukt gebildet wird, wonach das Pressprodukt gesintert wird, dadtirch gekennzeichnet, dass der Suspension des pulverförmigen Ferrits in einer Flüssigkeit, bevor sie einer oder mehreren Matrizen der Presse zugeführt wird, eine Säure hinzugefugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension nach der Bearbeitung mit einer Säure durch Spülen mit Wasser auf einen pH-Wert"* bis zu 2 oder über 10 gebracht wird.

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