DE3639332C2

DE3639332C2 -

Info

Publication number: DE3639332C2
Application number: DE3639332A
Authority: DE
Inventors: Toru Kurashiki Okayama Jp Degawa; Kozo Tamano Okayama Jp Fujiwara; Akio Takamatsu Kagawa Jp Hashimoto; Seiju Uchida; Gen Okuyama; Susumu Tamano Okayama Jp Matsui
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1985-11-19
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1992-12-03
Also published as: DE3639332A1; GB2183252B; US4695427A; GB2183252A; GB8627119D0; NL8602943A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer lanthanidhaltigen Legierung und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer hochreinen lanthanidhaltigen Legierung, die als Ziel-, Speicher- oder Targetlegierung (nachfolgend als Targetlegierung bezeichnet) für eine magnetooptische (M-O)-Platte oder -Scheibe (nachfolgend als Platte bezeichnet) verwendet werden kann.

Bezüglich der 15 Elemente der Seltenen Erden von Lanthan mit der Atomzahl 57 bis Lutetium mit der Atomzahl 71, nämlich La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu, die zusammen als "Lanthaniden" bezeichnet werden, wurden die Untersuchungen über die Einarbeitung dieser Elemente in Legierungssysteme zur Nutzbarmachung der spezifischen Qualitäten dieser einzelnen Elemente in einer großen Anzahl von Gebieten fortgesetzt, und Legierungen, die diese Elemente verwenden, haben Verwendung in verschiedenen industriellen Gebieten gefunden.

Zum Beispiel sind Legierungen vom Typ LaNi₅, SmCo₅ und Cer-Mischmetall (Mm)-Ni, wie z. B. MmNi_4,5Al_0,5, MmNi_4,5Mn_0,5 und MmNi_4,7Al_0,3Zr_0,1 in der Lage, leicht große Volumina Wasserstoff zu absorbieren und werden deshalb als wasserstoffabsorbierende Legierungen verwendet.

Darüber hinaus zeigen SmCO₅ (Sm 36%), Sm₂Co₁₇, Ce-CO (Ce 20%), (Sm_1-xPr_x)Co₅, Nd-Fe (Nd 20 bis 25%), Sm₂(FeCuZrCo)₁₇ (Sm 25 und Co 50%) und Nd₈ _∼ ₃₀B₂ _∼ ₂₈Fe Rest von 100 (wie z. B. Nd₁₅B₈Fe₇₇) äußerst starke magnetische Eigenschaften infolge der magnetischen Eigenschaften, die den Lanthaniden innewohnen, und werden deshalb umfangreich als Dauermagneten in kleinen Motoren verwendet. Eine amorphe Legierung der Zusammensetzung (Fe_0,82B_0,18)_0,9-Tb_0,05La_0,05 wurde ebenfalls als Magnet entwickelt.

Darüber hinaus, soweit es magnetische Aufzeichnungsmaterialien betrifft, gewinnen die Bestrebungen, die überall in der Forschung und Entwicklung dieser Legierungen fortgesetzt wurden, das Interesse und rufen große Erwartungen hervor, da auf Eisen, Kobalt und Nickel basierende amorphe Legierungen, die Gd, Tb und Dy enthalten, wie GdCo, GdFe, DyFe, GdTeFe, TbFeCo, TbDyFe, GdTbFe und GdTeCo, magnetische Filme bilden, die bei der Rechteckeigenschaft in der Hystereseschleife hervorragend sind, hervorragende magnetisierende Eigenschaften und Löscheigenschaften zeigen, ein hochdichtes Aufzeichnen erlauben und der Verschlechterung durch Alterung nur minimal unterliegen.

Außerdem fanden Yb-Al, Yb-Zr-Al und Mm-Zr-Al Verwendung als Al-Kabel hoher Kapazität mit verbesserter thermischer Stabilität, TiGd (Gd 5%) als äußerst leichte Legierung, MgNd als kriechbeständige Mg-Legierung und NiCrLa und FeCrLa als wärmebeständige Legierungen, die in der Lage sind, der Oxidation bei erhöhten Temperaturen zu widerstehen.

Als wichtigste Verwendung der lanthanidhaltigen Legierungen wurden kürzlich Untersuchungen über die Verwendung dieser Legierungen beim Auftragen auf M-O-Platten betrieben und Versuche und Untersuchungen über die tatsächliche Verwendung sind nun im Gange.

Zur Zeit werden amorphe magnetische Filme der Kombinationen von Metallen der Seltenen Erden (RE), wie Gd, Tb und Dy mit Übergangsmetallen (TM) wie Fe, Co und Ni, die nachfolgend aufgezählt sind, als M-O-Platten-Speichermedium entwickelt:
Gd-Tb-Fe, Gd-Tb-Co, Tb-Fe-Co, Tb-Dy-Fe, Gd-Tb-Fe-Ge, Gd-Co, Td-Fe, Gd-Fe, Fe-Co-Tb-Gd, Tb-Dy-Fe-Co, Dy-Fe und Gd-Fe-Bi.

Unter den oben beschriebenen Legierungen waren die Legierungen vom Typ Co-Ge, Gd-Fe und Tb-Fe die ersten, die Aufmerksamkeit als vielversprechende M-O-Aufzeichnungsmaterialien erzielten. Infolge ihrer Vorzüge in der Sensibilitätsbeschaffenheit und der Aufzeichnungsdichte richtet sich seitdem die Aufmerksamkeit auf Legierungen vom Typ Tb-Fe-Co und Gd-Tb-Co.

Diese magnetischen RE-TM-Filme weisen die folgenden Eigenschaften als M-O-Speichermedien auf, und es wird deshalb erwartet, daß sie praktische Verwendung finden:

(1) Diese Legierungen haben eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Aufzeichnung und Löschen, da sie relativ niedrige Curie-Punkte aufweisen und ebenfalls in der Lage sind, die Aufzeichnung zu kompensieren. Sie gestatten die Aufzeichnung und das Löschen mittels eines Halbleiterlasers (LD).

(2) Diese Legierungen haben ein geringes Mittelgeräusch, da sie amorph sind. Ihre Kerr-Rotationswinkel sind relativ groß und liegen im Bereich von 0,2 bis 0,35°. Folglich sind die SN-Verhältnisse ihrer erzeugten Signale groß.

(3) Da diese Legierungen quermagnetisierende Filme bilden, gestatten sie eine hochdichte Aufzeichnung und erlauben ebenfalls eine wirksame Verwendung des Kerr-Poleffektes und des Faradayeffektes mit hoher M-O-Leistung.

(4) Diese Legierungen sind in der Lage, Filme mit großen spezifischen Oberflächen auf Substraten verschiedenen Typs zu bilden.

(5) Diese Legierungen gestatten, daß ihre Mischungsverhältnisse der Metallkomponenten kontinuierlich variiert werden können und sie mit verschiedenen Elementen relativ einfach vermischt werden können.

Diese lanthanidhaltigen Legierungen wurden bisher hergestellt, indem sie z. B. in auf Aluminiumoxid basierenden Schmelztiegeln geschmolzen und gegossen wurden.

Lanthaniden sind hochreaktionsfähig und reagieren leicht mit Sauerstoff (O), Schwefel (S) und Stickstoff (N). Beim herkömmlichen Schmelzen dieser Legierungen in den obengenannten Schmelztiegeln war der Einschluß von Sauerstoff und Schwefel in die Schmelzen unvermeidbar. Darüber hinaus ruft die hohe Aktivität, die den Lanthaniden eigen ist, Probleme hervor, wie die Verunreinigung der Legierungen mit dem feuerfesten Material, das den Schmelzen ausgesetzt wurde, und die Bildung von Lanthanidoxiden, die Verringerung des Lanthanidgehaltes in den hergestellten Legierungen und der Bruch des feuerfesten Materials im schlimmsten Fall.

Zum Beispiel wird die Schmelze mit dem auf Aluminiumoxid basierenden feuerfesten Material durch die Reaktion nach der folgenden Gleichung verunreinigt, in der Ln für ein Lanthanidenelement steht.

Al₂O₃ + 2Ln → 2Al + Ln₂O₃

oder

Al₂O₃ + 3Ln → 2Al + 3LnO

Wie oben aufgezeigt, erreicht die hergestellte Legierung keine ausreichend hohe Reinheit, wenn die lanthanidhaltige Legierung in einem herkömmlichen feuerfesten Behälter geschmolzen wird.

Durch das Verfahren des Lichtbogenschmelzens, des Plasmaschmelzens oder des Atomstrahlschmelzens, das eine starke Wärmequelle in einem wassergekühlten Kupferschmelztiegel verwendet, ist es äußerst schwierig, diese Legierung mit homogener Struktur zu erhalten, da das Erhitzen lokal durchgeführt wird.

Im allgemeinen ist es erforderlich, daß photomagnetische Platten eine hohe Leistung in bezug auf die Empfindlichkeit der Aufzeichnungsregenerierung und Löschung, der Aufzeichnungsdichte, der Anisotropie der Quermagnetisierung, des Kerr-Rotationswinkels und der Nutzungsdauer zeigen. Diese Eigenschaften werden durch die Reinheit und Homogenität der Targetlegierung für M-O-Platten tiefwirkend beeinflußt.

Durch herkömmliche Verfahren können jedoch lanthanidhaltige Legierungen mit hoher Reinheit und in hoher Homogenität, wie es oben beschrieben ist, nicht hergestellt werden. Insbesondere in dem Fall, in dem solche Legierungen, die eine solche RE-Komponente wie Tb, Gd oder Dy in einer Konzentration enthalten, die ungefähr in den Bereich von 10 bis 50 Gew.-% fällt und zur Verwendung als Targetlegierung für eine M-O-Platte gedacht sind, da diese Schmelzen für Verunreinigungen durch Einschluß von Sauerstoff sehr anfällig sind und die folglich hergestellten Legierungen gegenüber Bruch sehr empfindlich sind, zeigt das Verfahren, daß für ihre Herstellung angewendet wurde, viele zu lösende Probleme.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer lanthanidhaltigen Legierung von hoher Reinheit zu schaffen, die einen niedrigen Gehalt an Sauerstoff und Schwefel sowie keine Verunreinigungen durch feuerfestes Material aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schmelze der Legierung unter Verwendung eines Behälters, dessen innere Oberfläche aus einem auf Calciumoxid basierenden feuerfesten Material gebildet ist, das nicht weniger als 95 Gew.-% elektrisch geschmolzenes CaO, nicht mehr als 0,5 Gew.-% CaF₂ und nicht mehr als 0,5 Gew.-% CaCl₂ enthält, in einer Argonatmosphäre unter einem Druck von nicht weniger als 33,33×10^-3 bar bei einer Temperatur von 50 bis 200 K über dem Schmelzpunkt der Legierung 3 bis 10 min lang gehalten wird.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte lanthanidhaltige Legierung weist ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, thermische Stabilität und hohe mechanische Festigkeit auf.

Des weiteren kann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte lanthanidhaltige Legierung leicht wieder geschmolzen und vergossen werden, so daß eine wirksame Rückgewinnung der Legierung aus ihren Abfällen gewährleistet ist.

Die Erfindung wird nun nachfolgend ausführlicher beschrieben.

Wenn in dieser Beschreibung Prozent genannt ist, ist damit unveränderlich "Gew.-%" gemeint.

Der Ausdruck "lanthanidhaltige Legierung", so wie er in dieser Erfindung verwendet wird, bedeutet eine Legierung, die mindestens ein Lanthanidenelement enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus La, Ce, Pr, Nd, PLm, Sm, Eu, Gd, Tdd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu besteht. Beispiele der lanthanidhaltigen Legierung umfassen Legierungen von mindestens 10% und vorzugsweise 10 bis 50% solcher Lanthaniden und dem Rest aus mindestens einem Element aus der Gruppe Al, Cr, Fe, Mn, Ni, Cu, V, Li, Co, Ti, Ta, W, Sn, Zr, Mo, Mg, Ga, Nb, Si und Bi.

Konkrete Beispiele der in der Technik bekannten lanthanidhaltigen Legierungen sind nachfolgend aufgeführt.

5%Gd-Ti, Nd-Mg, 20 ∼ 25%Nd-Fe, Nd₈ _∼ ₃₀-B₂ _∼ ₂₈-Fe, SmCo₅, Sm₂Co₁₇, Sm₂(FeCuZrCo)₁₇, (Sm_1-x-Pr_x)Co₅, LaNi₅, MmNi₅, Ge-Fe, Ge-Te-Fe, Gd-Te-Co, Gd-Co, 20%Ce-Co, Dy-Fe, Y-Zn-Al, Mm-Zr-Al, Y-Al, La-Ni-Cr, La-Fe-Cr, (Fe_0.82B_0.18)_0.9Tb_0.05La_0.05, Tb-Fe-Co, Tb-Dy-Fe, Sc-Mg-Al, Sc-Li-Al, Sc₅Ga₃, 20 ∼ 30% Mm-Mg, Mm-Co, MmNi_4.5Al_0.5, MmNi_4.5Mn_0.5 und MmNi_4.5Al_0.3Zr_0.1.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders effektiv bei der Herstellung von Targetlegierungen zur Verwendung bei photomagnetischen Platten. Konkrete Beispiele der Legierungen, die der oben angegebenen Beschreibung entsprechen, sind nachfolgend gezeigt.

GdCo, GdFe, TbFe, Gd₁₃Tb₁₃Fe₇₄, TbDyFe, GdTbDyFe, Gd₂₆(Fe₈₁Co₁₉)₇₄, [(GdTb)₂₇Fe₇₃]₉₆Ge₄, Tb₂₁(Fe₈₅Co₁₅)₇₉, (GdTb)₂₃Co₇₇, (Gd₅₀Tb₅₀)_1-a, (Fe₈₅Co₁₅)_a, (Gd₂₀Co₈₀)₅₀ (Tb₂₁Te₇₉)₅₀, (Gd₃₃Tb₆₇)₃₇(Fe₅₃Co₄₇)₆₃-Sm, (Gd₂₆Fe₇₄)₉₆Bi₇, (Gd₂₆Co₇₄)₉₃Bi₄ und (Gd₂₆(Fe₇₀Co₃₀)₇₄)₉₁Bi₉.

Nach der Erfindung wird eine solche oben gezeigte lanthanidhaltige Legierung hergestellt, indem die Legierung in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre nach einem herkömmlichen Verfahren geschmolzen wird, wie z. B. eine Hochfrequenz- oder Niederfrequenz-Induktionsheizung, indem ein Behälter verwendet wird, der eine innere Oberfläche aufweist, die aus einem auf Calciumoxid basierenden feuerfesten Material gebildet ist, das einen CaO-Gehalt von nicht weniger als 95% aufweist.

Die Materialien des auf CaO basierenden feuerfesten Materials, aus dem die innere Oberfläche des Behälters gebildet ist, der zur erfindungsgemäßen Herstellung der lanthanidhaltigen Legierung verwendet wird, sind ausgewählt aus Calciumoxid (CaO), Dolomit, erhalten durch Anreicherung mit CaO und ZrO₂ und Y₂O₃ als gleichzeitig vorhandene Oxide. Oxide vom Lanthanidtyp sind ebenfalls brauchbar. Wegen der hohen Strukturdichte erweist sich elektrisch geschmolzenes Calciumoxid als wertvoll. Calciumoxid (CaO)-Produkte, die durch schnelles Brennen von Kalk, Kalkstein und geschlacktem Kalk erhalten werden, sind ebenfalls verwendbar.

Das Auftreten von Verunreinigungen und die Verunreinigung der Schmelze werden mit dem Grad der Sicherheit verhindert, der sich mit dem Erhöhen des Calciumoxids in dem auf Calciumoxid basierenden feuerfesten Material erhöht. In der Erfindung ist es erwünscht, den Behälter zu verwenden, der aus einem auf Calciumoxid basierenden feuerfesten Material gebildet ist, das einen Calciumoxidgehalt von nicht weniger als 95%, und vorzugsweise nicht weniger als 98% aufweist.

In dem auf CaO basierenden feuerfesten Material ist es erwünscht, daß der Gehalt an CaF₂ und CaCl₂ so gering wie möglich ist. Es ist erwünscht, daß der Gehalt von CaF₂ nicht mehr als 1% beträgt und der von CaCl₂ nicht mehr als 0,5%.

Die Ofenatmosphäre besteht aus Argon unter einem Druck von mindestens 33,33×10^-3 bar, vorzugsweise von 33,33×10^-3 bis 133,3 × 10^-3 bar.

Die Schmelze-Temperatur muß 50 bis 200 K, vorzugsweise 100 bis 150 K über der Solidustemperatur der Legierung liegen. Wenn die Verweildauer zu lang ist, wird die Schmelze u. U. verunreinigt. Um diese Verunreinigung zu vermeiden, ist es deshalb erforderlich, die Verweildauer während 3 bis 10 min, vorzugsweise während 5 bis 6 min einzuhalten.

Die Schmelze der lanthanidhaltigen Legierung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wurde, wird dann in einer Gießform zu einem Rohblock gegossen. Bei der Abkühlung ist es notwendig, daß der heiße Rohblock schrittweise in einer vorgewärmten Eisenform mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 1 K/min, vorzugsweise 0,5 bis 1 K/min, abgekühlt wird.

Entsprechend dem oben dargelegten erfindungsgemäßen Verfahren hat das hergestellte Metall einen bemerkenswert niedrigeren Gehalt an eingeschlossenem Sauerstoff und kann durch geeignete Regelung und Einstellung der Produktionsbedingungen wieder geschmolzen werden.

CaO hat eine äußerst hohe Stabilität, um der Schmelze einer Legierung zu widerstehen, die ein hochaktives Metall enthält, und ist sogar in der Schmelze einer lanthanidhaltigen Legierung stabil. Anders als Al₂O₃, das mit einem Lanthanid reagiert und ein entsprechendes Lanthanidoxid bildet, bildet CaO nur sprungartig Oxide mit einem Lanthanid. CaO ist deshalb nicht in der Lage, den Lanthanidgehalt der Schmelze der lanthanidhaltigen Legierung zu verringern oder die Schmelze zu verunreinigen. Entsprechend der Erfindung ist insbesondere der Sauerstoffgehalt in der lanthanidhaltigen Legierung merklich verringert. Sogar im Fall einer auf Gd oder Tb basierenden Legierung mit einem Sauerstoffgehalt mit einem Wert von z. B. 2000 bis 3000 ppm zeigt die Legierung, die entsprechend der Erfindung hergestellt wurde oder entsprechend der Erfindung wiedergeschmolzen wurde, einen Sauerstoffgehalt, der auf den Bereich von 150 bis 500 ppm verringert wurde.

Diese bemerkenswerte Verringerung des Sauerstoffgehaltes in der hergestellten Legierung kann durch die Annahme logisch erklärt werden, daß der Sauerstoff in der Schmelze einer Reaktion nach der folgenden Gleichung unterliegt:

xR + yO → R_xO_y

(worin R für ein Lanthanidenelement steht) und daß, da das feuerfeste Material, das nicht weniger als 95% CaO enthält, leicht der sogenannten Ofenwandreaktion mit dem Oxid in der Schmelze unterliegt, die Lanthanidenoxide wie GdO₂ und TbO₂ in der Schmelze mit der Ofenwand reagieren, wie es durch die folgende Gleichung aufgezeigt ist, und folglich in der Schmelztiegelwand absorbiert werden:

nR₃O_y + mCaO (Schmelztiegelwand) → n·R_xO_y·mCaO (Reaktion auf der Schmelztiegelwand)

(R = Lanthanidenelement).

Ähnlich dem Oxid unterliegt der Schwefel in der Schmelze der lanthanidhaltigen Legierung zuerst der folgenden Umwandlung:

xR + yS → R_xS_y

Dieses Sulfid unterliegt dann der Schmelztiegelwandreaktion, wie es durch die folgende Gleichung dargestellt wird:

nR_xS_y + mCaO (Schmelztiegelwand) → nR_xS_y·mCaO oder R_xS_y + yCaO → R_xO_y + yCaS (Schmelztiegelwand)

In jeder der oben gezeigten Reaktionen wird das Sulfid eventuell durch die Schmelztiegelwand absorbiert. Folglich ist der Gehalt an Oxid und Sulfid merklich verringert, was es möglich macht, eine lanthanidhaltige Legierung hoher Reinheit herzustellen.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, das die Schmelze der lanthanidhaltigen Legierung in einer nichtoxidierenden Atmosphäre in dem Behälter hält, der eine innere Oberfläche hat, die aus dem auf CaO basierenden feuerfesten Material der obengenannten Zusammensetzung gebildet ist, werden deshalb wie folgt verschiedene Wirkungen begründet:

(1) Die lanthanidhaltige Legierung mit niedrigem Sauerstoff- und Schwefelgehalt, frei von Verunreinigung mit dem feuerfesten Material, kann leicht erhalten werden. Besonders der Sauerstoffgehalt der Legierung ist merklich gering.

(2) Die Legierung zeigt deshalb beste magnetische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität. Die Legierung hat ebenfalls eine stark verbesserte mechanische Festigkeit.

(3) Das feuerfeste Material kann durch das Lanthanid der Legierung nicht korrodiert werden und ermöglicht deshalb die Herstellung der Legierung über einen langen Zeitraum.

(4) Die hergestellte Legierung ist homogen.

(5) Das Verfahren ermöglicht, daß die lanthanidhaltige Legierung leicht wiedergeschmolzen und wiedergegossen werden kann und sichert deshalb eine wirksame Rückgewinnung der Legierung aus ihren Abfällen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht folglich, daß eine lanthanidhaltige Legierung hoher Reinheit leicht hergestellt werden kann und schafft aus ökonomischer Sicht einen großen Vorteil.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung einer Targetplatte, die nicht weniger als 10% Gd, Tb oder Dy enthält, zur Verwendung in einer M-O-Platte wirksam. Die nach der Erfindung erhaltene Legierung beseitigt das Problem des Reißens und gestattet die Bereitstellung von M-O-Platten hoher Leistung. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung befriedigend für das Schmelzen lanthanidhaltiger Legierungsabfälle übernommen werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Arbeitsbeispiele detaillierter erläutert.

Beispiel 1

Verschiedene lanthanidhaltige Legierungen gemäß Tabelle 1 wurden in einem sowohl auf CaO als auch auf Al₂O₃ basierenden Schmelztiegel mit veränderlicher Zusammensetzung gemäß Tabelle 2 in einen Induktionsofen mit einer Ausgangsleistung von 10 kW und einer Frequenz von 50 kHz gegeben, in einer Atmosphäre von 2,66×10^-3 bar Argon geschmolzen und bei einer Temperatur von 200 K über der Schmelztemperatur der jeweiligen Legierung 10 min lang gehalten. Die somit hergestellte Legierung wurde durch chemische Analyse und Röntgenfluoreszenz auf den Gehalt an O und S geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

Aus Tabelle 1 wird ersichtlich, daß die Herstellung unter Verwendung des CaO-Schmelztiegels lanthanidhaltige Legierungen hoher Reinheit und mit niedrigem Gehalt an O und S ergab.

Im Vergleichsbeispiel in einem Al₂O₃-Schmelztiegel waren die Legierungen mit 0,1 bis 0,05% Al verunreinigt.

Tabelle 1

Tabelle 2

Beispiel 2

In einem in der Zusammensetzung variierenden Schmelztiegel gemäß Tabelle 4 wurde eine Legierung 30%Fe-30%Co-20%Gd- 20%Tb wie im Beispiel 1 hergestellt, außer daß eine Atmosphäre von 33,33×10^-3 bar Argon verwendet wurde und die Temperatur der Schmelze auf 50 K über der Solidustemperatur der jeweiligen Legierung geändert wurde.

Die erhaltene Legierung wurde durch chemische Analyse und Röntgenfluoreszenzanalyse auf den Gehalt an O und S untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Aus Tabelle 3 wird deutlich, daß die Herstellung in dem CaO-Schmelztiegel mit einem besonders hohen CaO-Gehalt und niedrigem Gehalt an CaF₂ und CaCl₂ lanthanidhaltige Legierungen hoher Reinheit und mit niedrigem Gehalt an O und S ergab.

Tabelle 3

Tabelle 4

Beispiel 3

Eine Legierung 40%Gd-60%Fe (Solidustemperatur 1220°C) wurde in einem CaO basierenden Schmelztiegel gemäß Tabelle 2 wieder geschmolzen, wobei der Schmelztiegel in einem Induktionsofen mit einer Ausgangsleistung von 10 kW und einer Frequenz von 50 kHz in einer Atmosphäre von 333,3×10^-3 bar Argon angeordnet wurde; bei veränderlicher Temperatur, wie in Tabelle 5 gezeigt, wurde erhitzt und bei dieser Temperatur während veränderlicher Dauer gehalten, wie es Tabelle 5 zeigt.

Die erhaltene Legierung wurde durch chemische Analyse und Röntgenfluoreszenzanalyse auf den Gehalt an O und S untersucht.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 5

Beispiel 4

Eine Legierung 40%Tb-30%Fe-30%Co wurde in einem auf CaO basierenden Schmelztiegel von veränderlicher Zusammensetzung hergestellt, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist, wobei der Schmelztiegel in einem Induktionsofen mit einer Ausgangsleistung von 10 kW und einer Frequenz von 50 kHz gegeben wurde, in einer Atmosphäre von 33,33×10^-3 bar Argon bei einer Temperatur von 100 K über der Solidustemperatur der jeweiligen Legierung erwärmt und bei dieser Temperatur während veränderlicher Zeiträume von 5 bis 10 min gehalten wurde.

Die erhaltene Schmelze wurde in eine vorgewärmte Form gegossen und schrittweise mit einer veränderlichen Geschwindigkeit abgekühlt, wie in Tabelle 6 gezeigt.

Der Rohblock wurde durch chemische Analyse und Röntgenfluoreszenzanalyse auf den Gehalt an O und S geprüft.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Aus Tabelle 6 wird deutlich, daß lanthanidhaltige Legierungen hoher Reinheit erhalten werden, wenn das Abkühlen schrittweise bei einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 1 K/min durchgeführt wird.

Tabelle 6

Beispiel 5

Eine variierende lanthanidhaltige Legierung gemäß Tabelle 7 wurde in einen CaO- oder Al₂O₃-Schmelztiegel von veränderlicher Zusammensetzung gegeben, wie in Tabelle 2 gezeigt, und nach dem Verfahren von Beispiel 1 behandelt. Die erhaltene Legierung wurde durch chemische Analyse und Röntgenfluoreszenzanalyse auf den Gehalt an O und S überprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.

Aus Tabelle 7 wird deutlich, daß die hergestellten lanthanidhaltigen Legierungen einen geringen Gehalt an O und S hatten und hohe Reinheit aufwiesen, wenn die Herstellung in dem CaO-Schmelztiegel erfolgte.

In dem Vergleichsbeispiel, in dem ein Al₂O₃-Schmelztiegel verwendet wurde, wurde gefunden, daß die hergestellten Legierungen mit 0,1 bis 0,5% Aluminium verunreinigt waren.

Tabelle 7

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer lanthanidhaltigen Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze der Legierung unter Verwendung eines Behälters, dessen innere Oberfläche aus einem auf Calciumoxid basierenden feuerfesten Material gebildet ist, das mindestens 95 Gew.-% elektrisch geschmolzenes CaO, höchstens 1 Gew.-% CaF₂ und höchstens 0,5 Gew.-% CaCl₂ enthält, in einer Argonatmosphäre unter einem Druck von mindestens 33,33×10^-3 bar bei einer Temperatur von 50 bis 200 K über der Schmelztemperatur der Legierung 3-10 min lang gehalten wird.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf die Schmelze einer lanthanidhaltigen Legierung mit mindestens 10 Gew.-% Lanthanid.

3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf die Schmelze einer lanthanidhaltigen Legierung aus 10-50 Gew.-% mindestens eines Lanthanidelementes und dem Rest aus mindestens einem Element aus der Gruppe Aluminium, Chrom, Eisen, Mangan, Nickel, Kupfer, Vanadium, Lithium, Kobalt, Titan, Tantal, Wolfram, Zinn, Zirkonium, Molybdän, Magnesium, Gallium, Niob, Silizium und Wismut.

4. Anwendung nach Anspruch 2 oder 3 auf die Herstellung einer Targetlegierung für photomagnetische Platten.