DE3046515C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
- H01F13/003—Methods and devices for magnetising permanent magnets
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/0273—Imparting anisotropy
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen anisotropen Dauerma
gnet der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Art. Ein derartiger Magnet ist aus der CH-PS 4 28 967 bekannt.
Bei Dauermagneten besteht die
Hauptaufgabe in der Erzeugung einer mög
lichst hohen magnetischen, in den Luftspalt oder in andere
Bereiche des Magnetkreises zugeführten Induktion. Die
anisotropen Magnete zeichnen sich
dadurch aus, daß die Leichtmagnetisierungsrichtungen der
elementaren Magnetkomponenten - d. h. beispielsweise von
Pulverpartikeln bei Pulverwerkstoffen oder von Kristallen
bei gegossenen Werkstoffen - übereinstimmend in eine sol
che Richtung orientiert oder ausgerichtet sind, in wel
cher der Dauermagnet magnetisiert wurde. Auf diese Art
und Weise kann man wesentlich höhere Werte der Remanenz
und des (BH) max -Produkts als mit isotropen, nicht
orientierten Magneten erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen anisotropen
Dauermagnet der eingangs vorausgesetzten Art zu entwickeln,
dessen magnetische Induktion in bestimmten Bereichen ge
steigert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen
den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patent
anspruch 2 gekennzeichnet.
Dauermagnete mit konvergenter Orientierung gemäß der Erfin
dung kann man aus allen bisher bekannten Arten von magne
tisch harten Werkstoffen herstellen. Als Beispiele können
magnetisch harte Ferrite, Werkstoffe auf Seltenerdbasis,
AlNiCo-, PtCo, MnAl- und MnBi-Legierungen dienen. Eine
hohe Induktion
wird insbesondere bei der Verwendung
von Werkstoffen mit hohen Werten der Koerzitivkraft und
einachsiger magnetischer Anisotropie erreicht.
Die erfindungsgemäßen Dauermagnete können sowohl
Pulver- als auch gegossene Dauermagnete sein. Im erstge
nannten Fall werden ferro- bzw. ferrimagnetische Pulverpar
tikel
der Wirkung eines Magnetfeldes vor dem oder im
Verlauf des Preßvorgangs ausgesetzt. Das Magnetfeld
richtet die zu magnetisierenden Partikel mit ihren Leicht
magnetisierungsrichtungen in die Kraftlinienrichtungen aus.
Danach wird die entstandene Orientierung durch Zusammen
pressen des Pulvers ohne oder mit Bindemittel, bzw. durch
Sintern oder auf eine andere Art fixiert.
Bei der Herstellung von gegossenen Magneten wird das kon
vergente Magnetfeld bei einer thermomagnetischen Behand
lung, d. h. Abkühlen des Gußstückes von der Gießtempera
tur, oder nach einer nachträglichen Erhitzung
ange
wandt. Die thermomagnetische Behandlung des Dauermagneten
kann man selbstverständlich auch zur Her
stellung von Pulvermagneten einsetzen. Ähnlich wie bei
der thermomagnetischen Behandlung mit homogenem Feld
schneiden sich - nach dem Durchgang durch die Curie-Tempe
raturzone - zuerst Präzipitate in Richtung der kristallo
graphischen Achse aus, die die geringste Abweichung von
der Richtung der Kraftlinien des Magnetfelds aufweist.
Dieser Vorgang führt zur Bildung einer konvergent orien
tierten Magnetstruktur und ist z. B. für thermomagnetisch
behandelte gegossene sowie Pulvermagnete aus AlNiCo-Le
gierungen vorteilhaft.
Das angewandte Magnetfeld kann ein Gleich-
oder Wechselfeld, stationär oder pulsierend sein. Ebenso
wie bei der Orientierung durch das homogene Feld ist es
empfehlenswert - insbesondere für die Pulverorientie
rung -, ein Magnetfeld möglichst hoher Intensität anzu
wenden, da die Partikal bei ihrer Orientierung
einen Reibungswiderstand überwinden müssen.
Das konvergente Magnetfeld
kann entweder durch Spulen, Elektromagnete
oder Dauermagnete erzeugt werden. Wie aus der Magnetosta
tik bekannt ist, folgen die Kraftlinien einem konvergen
ten Verlauf z. B. im Polbereich von Spulen, Solenoiden,
Elektromagneten oder Dauermagneten unter der Voraus
setzung, daß sie in einen verhältnismäßig weiten Luft
spalt austreten. Als ein anderes Beispiel von konvergen
tem Magnetfeld kann man ein Feld in einem kleinen Spalt
zwischen zwei Gegenpolen des Elektromagneten oder der
Dauermagnete erwähnen, wobei einer der Pole eine kleinere
Fläche als der zweite hat und die aus der größeren Fläche
des zweiten Pols austretenden Kraftlinien konzentriert.
Nachstehend soll die Erfindung anhand
eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Aus mit einem organischen Bindemittel gepreßtem
SmCoCuFe-Pulver (10 µm durchschnittliche Partikelgröße)
der Formel SmCo3,5Cu1,35Fe0,4 (entsprechend 32,3 Gew.-%
Sm, 44,4 Gew.-% Co, 18,5 Gew.-% Cu und 4,8 Gew.-% Fe)
wurde ein Dauermagnet in Zylinderform (Durchmesser 10 × 5
mm) hergestellt. Die konvergente Orientierung erhöhte den
Wert der magnetischen, aus der Zylinderflächenmitte
(Pol N) heraustretenden Induktion. Fig. 1 zeigt links
diese anisotrope Struktur in einem parallel mit der zum
Pol zielenden Magnetachse geführten Schnitt und rechts in
einer zur Polfläche senkrechten Ansicht. Der Magnet wurde
in einem konvergenten Magnetfeld zwischen Polen eines
Elektromagneten gepreßt, dessen einer Pol in einer Fläche
von 30 mm Durchmesser und dessen zweiter, dem Pol N des
zu pressenden Dauermagneten zugekehrter Pol in einem ko
nischen, am Gipfel eine Fläche von 2 mm Durchmesser auf
weisenden Polschuh endeten. Die maximale Intensität des
Magnetfeldes betrug 640 kA/m. Zum Vergleich wurde ein
Magnet mit herkömmlicher Orientierung (siehe Fig. 2) aus
demselben Material und von gleichen Dimensionen unter den
gleichen Bedingungen mit der Ausnahme gepreßt, daß das
Magnetfeld von 640 kA/m Intensität im Bereich des Magnet
körpers in Richtung zur Zylinderachse homogen war. Beim
Magnet mit konvergenter Orientierung wurde eine wesentli
che Induktionserhöhung in der Mitte der Polfläche gegen
über dem homogen orientierten Magnet erreicht. Dies wurde
durch Messen mit einer nahe zur Polflächenmitte gelegten
Hall'schen Sonde nachgewiesen. Während beim homogen
orientierten Magnet die Induktion von 0,15 T gemessen
wurde, wird die Induktion beim Magnet mit (bei einem
räumlichen Winkel von etwa 90°) konvergenter Orientierung
eine 30%ige Erhöhung auf.
Die erfindungsgemäßen Dauermagnete
mit konvergenter
Orientierung können zu praktisch gleichen Kosten wie herkömmli
che, homogen orientierte Magnete gefertigt werden.
Claims (3)
1. Anisotroper Dauermagnet
- - mit zwei gegenüberliegenden Flächen unterschiedlicher Polarität,
- - mit einer bezüglich einer dieser Polflächen konvergie renden magnetischen, die magnetische Induktion durch Konzentration des magnetischen Flusses in einem ver kleinerten Querschnitt steigernden Orientierung und
- - mit bezüglich der Leichtmagnetisierungsrichtung in Richtung der magnetischen Induktion ausgerichteten Magnetpartikeln,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die gegenüberliegenden Flächen unterschiedlicher Polarität parallel zueinander angeordnete ebene Flä chen sind und
- - daß die Orientierung der Magnetpartikel so gewählt ist, daß sie eine im Zentrum der Fläche liegende Normale schneiden, so daß die magnetische Induktion im Zentrum der einen Polfläche maximal ist.
2. Anisotroper Dauermagnet nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gegenüberliegenden ebenen Flächen die
beiden Stirnflächen eines Zylinders sind.
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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- 1981-01-12 JP JP219281A patent/JPS56118302A/ja active Pending
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Also Published As
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