DE4002330A1 - Iron-boron based magnetic material - with transition metal-contg. pptes. formed by rapid solidification and heat treatment - Google Patents

Iron-boron based magnetic material - with transition metal-contg. pptes. formed by rapid solidification and heat treatment

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DE4002330A1 DE19904002330 DE4002330A DE4002330A1 DE 4002330 A1 DE4002330 A1 DE 4002330A1 DE 19904002330 DE19904002330 DE 19904002330 DE 4002330 A DE4002330 A DE 4002330A DE 4002330 A1 DE4002330 A1 DE 4002330A1
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Abstract

(A) in a rare earth metal-free, Fe-B based magnetic material having a structure contg. one or more crystalline magnetic Fe-B phases, the novelty is that finely divided TM-contg pptes are present in the structure, TM being one or more transition metals with low solubility in the Fe-B phase(s) and being included in amount max. 10 at %. (B) prodn. of the magnetic material involves (a) melting a pre-alloy of the Fe and B components together with the additional TM component;(b) rapidly solidifying to obtain an amorphous or crystalline intermediate product; and (c) heat treating to produce the ppte structure. ADVANTAGE - The pptes act as priming centres to inhibit block wall mobility for increased coercive field strength and provide increa -sed magnetic hardness.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetmaterial auf Basis des Stoffsystems Eisen (Fe)-Bor (B), das frei von Seltenen Erdme­ tallen ist und ein Gefüge mit wenigstens einer kristallinen magnetischen Phase des Stoffsystems zumindest teilweise ent­ hält. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstel­ lung eines solchen Materials. Ein derartiges Material sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren sind z.B. aus der GB-Ver­ öffentlichung "Rapidly Quenched Metals III", Vol. 1 ("Proc. Third Int. Conf. on Rapidly Quenched Metals", Brighton, 3.-7.7.78), London 1978, Seiten 155-162, bekannt.The invention relates to a magnetic material based on the Material system iron (Fe) -Bor (B), which is free of rare earths is tall and a structure with at least one crystalline ent magnetic phase of the material system at least partially holds. The invention further relates to a method of manufacture development of such a material. Such a material as well as a corresponding manufacturing processes are e.g. from GB Ver publication "Rapidly Quenched Metals III", Vol. 1 ("Proc. Third Int. Conf. on Rapidly Quenched Metals ", Brighton, 3-7.7.78), London 1978, pages 155-162.

Magnetische Materialien auf Basis von Seltenen Erdmetallen und Übergangsmetallen wie z.B. das binäre Stoffsystem Co-Sm oder das ternäre Stoffsystem Nd-Fe-B zeichnen sich durch hohe Koer­ zitivfeldstärken H ci und hohe Energieprodukte (B, H) max aus. Ihre hartmagnetischen Eigenschaften beruhen auf intermetalli­ schen Verbindungen mit einer hohen magnetischen Anisotropie und einer besonderen Gefügeausbildung in den jeweiligen Werk­ stoffen. Die Herstellung dieser Magnetwerkstoffe kann z.B. durch Sintern von Pulvern der Komponenten des entsprechenden Stoffsystems erfolgen (vgl. z.B. EP-A-01 34 304). Darüber hin­ aus ist es auch möglich, entsprechende Magnetwerkstoffe mittels einer sogenannten Rascherstarrungstechnik herzustellen (vgl. z.B. EP-A-02 84 832).Magnetic materials based on rare earth metals and transition metals such as the binary material system Co-Sm or the ternary material system Nd-Fe-B are characterized by high coercive field strengths H ci and high energy products ( B , H ) max . Their hard magnetic properties are based on intermetallic compounds with a high magnetic anisotropy and a special structure in the respective materials. These magnetic materials can be produced, for example, by sintering powders of the components of the corresponding material system (see, for example, EP-A-01 34 304). In addition, it is also possible to produce corresponding magnetic materials using a so-called rapid solidification technique (see, for example, EP-A-02 84 832).

Ferner sind aus der eingangs genannten Veröffentlichung "Rapidly Quenched Metals III" Seltenerd-freie Magnetmaterialien auf Basis des Stoffsystems Fe-B bekannt. Diese Magnetmateria­ lien können dadurch hergestellt werden, daß man rasch erstarrte amorphe Fe1-xBx-Legierungen (mit 15 x 30) mittels einer Wärmebehandlung kristallisiert. Dabei entstehen je nach Zusam­ mensetzung der Ausgangslegierungen ein- oder mehrphasige Gefü­ ge, die z.B. eine Fe3B-Phase mit tetragonaler Struktur vom Ti3P-Typ oder mit orthorhombischer Struktur vom Fe3C-Typ ent­ halten. Daneben kann so auch eine tetragonale Fe2B-Phase vom CuAl2-Typ und eine α-Fe-Phase ausgebildet werden. Diese binä­ ren intermetallischen Phasen haben zwar verhältnismäßig hohe Sättigungsmagnetisierungen; die erreichbaren Koerzitivfeldstär­ ken H ci sind jedoch sehr klein und liegen im allgemeinen unter 0,1 kOe. Diese Tatsache kann auf eine nur geringe magnetische Anisotropie des Materials zurückgeführt werden. Die bekannten Seltenerd-freien Fe-B-Magnetmaterialien mit solchen kubischen Phasen oder Verbindungen mit niedriger Anisotropiefeldstärke sind deshalb kaum zur Herstellung von Dauermagneten geeignet.Furthermore, rare earth-free magnetic materials based on the Fe-B material system are known from the publication "Rapidly Quenched Metals III" mentioned at the beginning. These magnetic materials can be produced by crystallizing rapidly solidified amorphous Fe 1-x B x alloys (with 15 x 30) by means of a heat treatment. Depending on the composition of the starting alloys, single-phase or multi-phase structures are formed which, for example, contain an Fe 3 B phase with a tetragonal structure of the Ti 3 P type or with an orthorhombic structure of the Fe 3 C type. In addition, a tetragonal Fe 2 B phase of the CuAl 2 type and an α- Fe phase can also be formed. These binary intermetallic phases do have relatively high saturation magnetizations; However, the achievable coercive field strengths H ci are very small and are generally below 0.1 kOe. This fact can be attributed to a low magnetic anisotropy of the material. The known rare earth-free Fe-B magnet materials with such cubic phases or compounds with a low anisotropy field strength are therefore hardly suitable for the production of permanent magnets.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, das Magnet­ material der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß es eine größere magnetische Härte als die bekannten Magnet­ materialien mit Fe-B-Phasen aufweist.The object of the present invention is therefore the magnet to improve material of the type mentioned at the beginning, that it has a greater magnetic hardness than the known magnet has materials with Fe-B phases.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Gefüge mit der wenigstens einen Fe-B-Phase feinverteilt Aus­ scheidungen mit einer Zusatzkomponente TM eingebaut sind, wobei die Zusatzkomponente TM mindestens ein Übergangsmetall mit ei­ ner nur geringen Löslichkeit in der wenigstens einen Fe-B-Phase ist und innerhalb des Magnetmaterials einen Anteil von maximal 10 Atom-% einnimmt. Dabei sind die Anteile der Fe- und B-Kompo­ nenten innerhalb des Magnetmaterials durch die Zusammensetzun­ gen der bekannten Fe-B-Magnetmaterialien festgelegt, denen die Zusatzkomponente mit dem vorbestimmten Anteil hinzugefügt ist.This object is achieved in that Microstructure with the at least one Fe-B phase finely divided divorces with an additional component TM are installed, whereby the additional component TM at least one transition metal with egg only low solubility in the at least one Fe-B phase and has a maximum share within the magnetic material Takes 10 atomic%. The proportions of the Fe and B compo elements within the magnetic material due to the composition against the known Fe-B magnetic materials to which the Additional component with the predetermined proportion is added.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Maßnahmen sind insbesondere darin zu sehen, daß bei dem Magnetmaterial durch die feinver­ teilten, das Übergangsmetall als eine Komponente enthaltenden Ausscheidungen in dem gesamten Gefüge Bewegungen der Blochwände im Verlauf der Ummagnetisierungen behindert werden. Die Aus­ scheidungen wirken folglich quasi als Pinningzentren für die Blochwände. Damit ist deutlich eine Erhöhung der Koerzitivfeld­ stärke H ci gegenüber bekannten Fe-B-Gefügen ohne erfindungsge­ mäße Ausscheidungen verbunden. Bei dem erfindungsgemäßen Ma­ gnetmaterial wird also eine magnetische Härtung durch die Ein­ stellung eines feinen Ausscheidungsgefüges erreicht.The advantages of the measures according to the invention can be seen in particular in the fact that in the magnetic material through the finely divided precipitates containing the transition metal as a component, movements of the bloch walls in the course of the remagnetizations are hindered in the entire structure. The excretions consequently act as pinning centers for the Bloch walls. This is clearly associated with an increase in the coercive field strength H ci compared to known Fe-B structures without excretions according to the invention. In the magnetic material according to the invention, magnetic hardening is thus achieved by setting a fine excretion structure.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Magnetmate­ rials ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Vorlegie­ rung aus den Fe- und B-Komponenten zusammen mit der Zusatzkom­ ponente TM erschmolzen und dann mittels einer Rascherstarrungs­ technik in ein amorphes oder kristallines Zwischenprodukt über­ führt wird, und daß schließlich das Ausscheidungsgefüge mittels einer Wärmebehandlung erzeugt wird. Mit diesem Verfahren ist vorteilhaft eine besonders feine Verteilung der Ausscheidungen in dem Gefüge zu realisieren.A method for producing the magnetic mat according to the invention rials is characterized in that first a pre-alloy tion from the Fe and B components together with the additional comm component TM melted and then by means of rapid solidification technology into an amorphous or crystalline intermediate leads, and that finally the elimination structure by means of a heat treatment is generated. With this procedure is advantageous a particularly fine distribution of the excretions to realize in the structure.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Magnetmate­ rials bzw. des Verfahrens zu seiner Herstellung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous embodiments of the magnet mat according to the invention rials and the process for its production go from the Sub-claims emerge.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispie­ les noch weiter erläutert, wobei auf die Diagramme der Zeich­ nung Bezug genommen wird. In Fig. 1 ist ein Röntgenbeugungs­ spektrum für ein erfindungsgemäßes Magnetmaterial wiedergege­ ben. Fig. 2 zeigt eine Magnetisierungskurve dieses Materials, während aus Fig. 3 die Magnetisierungskurve eines bekannten Vergleichsmaterials hervorgeht.The invention is explained below with reference to a Ausführungsbeispie les, reference being made to the diagrams of the drawing. In Fig. 1, an X-ray diffraction spectrum for a magnetic material according to the invention is shown ben. FIG. 2 shows a magnetization curve of this material, while FIG. 3 shows the magnetization curve of a known comparison material.

Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Magnetmaterials z.B. auf Basis des Dreistoffsystems Fe-B-TM wird im allgemeinen von der Zusammensetzung mindestens einer bekannten Fe-B-Magnet­ legierung ausgegangen, der noch erfindungsgemäß eine Zusatz­ komponente in Form mindestens eines Übergangsmetalls TM mit einem geringen Anteil in der vorbestimmten Größenordnung hinzu­ zufügen ist. Das fertige Magnetmaterial kann gegebenenfalls noch zu Werkstoffen oder Körpern in bekannter Weise weiterver­ arbeitet werden, worin der Anteil des Magnetmaterials vorteil­ haft mindestens 50 Gew.-% beträgt. Das mindestens eine Über­ gangsmetall TM darf nur eine geringe Löslichkeit in den be­ kannten Fe-B-Phasen und/oder in den Ausgangsstoffen Fe oder B aufweisen. Unter einer geringen Löslichkeit wird dabei eine Löslichkeit des Übergangsmetalls TM von höchstens 1 At-% in den Fe-B-Phasen und/oder Ausgangsstoffen verstanden. Entsprechende Übergangsmetalle sind insbesondere V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf und Cr. Dabei kann man das eine Element aus der Gruppe der genann­ ten Übergangsmetalle auch teilweise durch mindestens ein ande­ res Metall dieser Gruppe ersetzen. Darüber hinaus ist auch eine zumindest partielle Substitution der Fe-Komponente durch ein anderes Element aus der Gruppe der Eisenmetalle wie z.B. durch Co und/oder Ni möglich. D.h., der erfindungsgemäße Magnetwerk­ stoff enthält dann mindestens zwei Elemente der Eisengruppe und/oder mindestens zwei Elemente aus der Gruppe der Übergangs­ metalle. Ein entsprechender Werkstoff wäre z.B. das (Fe, Co)76B19(Nb, Ti)5.In the production of a magnetic material according to the invention, for example based on the three-substance system Fe-B-TM, the composition of at least one known Fe-B magnet alloy is generally assumed, which according to the invention is an additional component in the form of at least one transition metal TM with a small proportion in is to be added to the predetermined order. The finished magnetic material can optionally be further processed into materials or bodies in a known manner, in which the proportion of the magnetic material is advantageously at least 50% by weight. The at least one transition metal TM must have only a low solubility in the known Fe-B phases and / or in the starting materials Fe or B. Low solubility is understood to mean a solubility of the transition metal TM of at most 1 at% in the Fe-B phases and / or starting materials. Corresponding transition metals are in particular V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf and Cr. One of the elements from the group of transition metals mentioned can also be partially replaced by at least one other metal from this group. In addition, an at least partial substitution of the Fe component by another element from the group of ferrous metals, such as, for example, by Co and / or Ni, is also possible. Ie, the magnetic material according to the invention then contains at least two elements of the iron group and / or at least two elements from the group of transition metals. A suitable material would be, for example, (Fe, Co) 76 B 19 (Nb, Ti) 5 .

Das erfindungsgemäße Magnetmaterial kann vorteilhaft unter An­ wendung einer Rascherstarrungstechnik hergestellt werden. Ein entsprechendes Verfahren ist nachfolgend für ein Magnetmaterial auf Basis des Dreistoffsystems Fe-B-Nb angedeutet. Hierbei sei eine Fe80B20-Legierung zugrundegelegt, der 5 Atom-% des Über­ gangsmetalls Nb als Zusatzkomponente hinzuzufügen ist. Es er­ gibt sich dann eine Zusammensetzung Fe76B19Nb5 des Dreistoff­ systems. Die drei Stoffkomponenten dieses Systems werden zu­ nächst mit hinreichender Reinheit unter einer Ti-gereinigten Ar-Atmosphäre zu einer Vorlegierung erschmolzen. Die Anteile der einzelnen Stoffkomponenten werden dabei so gewählt, daß die Vorlegierung zumindest annähernd die genannte Zusammensetzung aufweist. Zum Erschmelzen können insbesondere pyrolytische BN­ oder Al2O3-Tiegel verwendet werden. Auch ein Erschmelzen in einem Lichtbogenofen ist möglich. Die so erhaltene Vorlegierung aus den drei Stoffkomponenten kann dann mittels der an sich be­ kannten Rascherstarrungstechnik in ein amorphes oder gegebenen­ falls auch in ein feinkristallines Zwischenprodukt überführt werden. Vorteilhaft läßt sich hierzu das sogenannte "Melt Spin­ ning" (Schmelzspinnverfahren) vorsehen, ein Verfahren, das zur Herstellung amorpher Metallegierungen allgemein bekannt ist (vgl. z.B. "Zeitschrift für Metallkunde", Bd. 69, Heft 4, 1978, Seiten 212 bis 220). Hierzu wird unter einem Schutzgas wie z.B. Ar oder unter Vakuum die Vorlegierung z.B. in einem Quarz- oder BN-Tiegel mit Hochfrequenz erschmolzen und dann durch eine Düse mit einem Düsendurchmesser von beispielsweise 0,5 mm und einem Preßdruck von z.B. 0,25 bar auf ein rotierendes Kupferrad ge­ spritzt. Das Rad sollte dabei mit einer solchen Drehzahl rotie­ ren, daß sich eine Substratgeschwindigkeit v s 25 m/s auf dem Radumfang ergibt. Dann ist die Abschreckrate für die Legie­ rungsschmelze hinreichend hoch, um bandförmige Stücke aus dem gewünschten Zwischenprodukt mit einer amorphen Struktur entste­ hen zu lassen.The magnetic material according to the invention can advantageously be produced using a rapid solidification technique. A corresponding method is indicated below for a magnetic material based on the three-substance system Fe-B-Nb. This is based on an Fe 80 B 20 alloy to which 5 atomic% of the transition metal Nb is to be added as an additional component. There is then a composition Fe 76 B 19 Nb 5 of the three-substance system. The three material components of this system are first melted into a master alloy with sufficient purity under a Ti-cleaned Ar atmosphere. The proportions of the individual material components are chosen so that the master alloy has at least approximately the composition mentioned. In particular, pyrolytic BN or Al 2 O 3 crucibles can be used for melting. Melting in an arc furnace is also possible. The master alloy obtained in this way from the three material components can then be converted into an amorphous or, if appropriate, also into a fine-crystalline intermediate product by means of the rapid solidification technique known per se. The so-called "melt spin ning" (melt spinning process) can advantageously be provided for this purpose, a process which is generally known for the production of amorphous metal alloys (cf. for example "Zeitschrift für Metallkunde", vol. 69, issue 4, 1978, pages 212 to 220 ). For this purpose, the master alloy is melted at high frequency under a protective gas such as Ar or under vacuum, for example in a quartz or BN crucible, and then through a nozzle with a nozzle diameter of, for example, 0.5 mm and a pressing pressure of, for example, 0.25 bar rotating copper wheel sprayed. The wheel should rotate at such a speed that there is a substrate speed v s 25 m / s on the wheel circumference. Then the quenching rate for the alloy melt is sufficiently high to produce band-shaped pieces of the desired intermediate product with an amorphous structure.

Die so erhaltene Dreistofflegierung hat eine Sättigungsmagneti­ sierung M s von etwa 1,35 T. Sie kristallisiert bei etwa 580°C, wobei eine Aufheizrate von 50 K/min vorgesehen werden kann. Die entsprechenden Werte einer amorphen Fe80B20-Vergleichslegierung sind 1,75 T bzw. 475°C.The three-component alloy obtained in this way has a saturation magnetization M s of approximately 1.35 T. It crystallizes at approximately 580 ° C., and a heating rate of 50 K / min can be provided. The corresponding values of an amorphous Fe 80 B 20 comparative alloy are 1.75 T or 475 ° C.

Die Wärmebehandlung zur Kristallisation entsprechender amor­ pher Zwischenprodukte muß selbstverständlich oberhalb der Kri­ stallisationstemperatur durchgeführt werden. Dabei sind im all­ gemeinen Temperaturen unterhalb 950°C günstig. Insbesondere für die ausgewählte Dreistofflegierung Fe-B-Nb wird vorteilhaft eine Temperatur zwischen 600°C und 750°C, vorzugsweise von etwa 700°C, vorgesehen, um eine günstige Größe und Verteilung der Ausscheidungen zu erhalten. Die Zeitdauer für die Wärmebehand­ lung liegt im allgemeinen zwischen 1 und 100 min und kann vor­ teilhaft 1 bis 10 min betragen. Nach der Wärmebehandlung liegt dann ein kristallines Endprodukt vor, das im allgemeinen min­ destens eine Fe-B-Phase wie z.B. Fe3B und gegebenenfalls α-Fe sowie darin feinverteilte Ausscheidungen aufweist, welche die Zusatzkomponente TM neben der Fe-Komponente und gegebenenfalls auch neben der B-Komponente enthalten. D.h., die Ausscheidungen sind insbesondere auf Basis des binären Stoffsystems Fe-TM und/oder des ternären Stoffsystems Fe-B-TM gebildet. Für das 3komponentige System FexBy(TM)z bzw. 2komponentige System Fex(TM)z liegen dabei die Werte für x bzw. y bzw. z (jeweils in Atom-%) innerhalb der folgenden Grenzen: 30x70, 0y35 und 30z75. Das kristallisierte Endprodukt kann dann noch in bekannter Weise weiterverarbeitet werden.The heat treatment for the crystallization of corresponding amorphous intermediates must of course be carried out above the crystallization temperature. Temperatures below 950 ° C are generally favorable. In particular for the selected three-component alloy Fe-B-Nb, a temperature between 600 ° C. and 750 ° C., preferably of about 700 ° C., is advantageously provided in order to obtain a favorable size and distribution of the precipitations. The time period for the heat treatment is generally between 1 and 100 minutes and may be from 1 to 10 minutes ago. After the heat treatment there is then a crystalline end product which generally has at least one Fe-B phase such as Fe 3 B and optionally α- Fe and finely divided precipitates therein which contain the additional component TM in addition to the Fe component and optionally also in addition the B component included. That is, the excretions are formed in particular on the basis of the binary material system Fe-TM and / or the ternary material system Fe-B-TM. For the 3-component system Fe x B y (TM) z or 2-component system Fe x (TM) z , the values for x or y or z (each in atomic%) are within the following limits: 30 x 70, 0y35 and 30 z 75. The crystallized end product can then be processed further in a known manner.

Gemäß dem ausgewählten Ausführungsbeispiel wird also mit der Wärmebehandlung ein Gemisch aus Fe3B, α-Fe sowie FexByNbz und/ oder FexNbz-Ausscheidungen erzeugt. Dieses Gemisch läßt sich anhand des in bekannter Weise erstellten Röntgenbeugungsspek­ trums gemäß Fig. 1 identifizieren. In dieser Figur ist in einem Diagramm auf der Abszisse der Beugungswinkel 2 Theta (R in Grad) eingetragen, während in Richtung der Ordinate die gemessene zugehörige Intensität I (in willkürlichen Einheiten der Zählrate pro sec) aufgetragen ist. Die den Fe3B- und α-Fe- Phasen zuzuordnenden Linien sind dabei durch ­ Zeichen bzw. ↓-Zeichen markiert.According to the selected exemplary embodiment, a mixture of Fe 3 B, α- Fe and Fe x B y Nb z and / or Fe x Nb z precipitates is thus generated with the heat treatment. This mixture can be identified on the basis of the X-ray diffraction spectrum according to FIG. 1 prepared in a known manner. In this figure, the diffraction angle 2 theta ( R in degrees) is plotted on the abscissa, while the measured associated intensity I (in arbitrary units of the count rate per sec) is plotted in the direction of the ordinate. The lines to be assigned to the Fe 3 B and α -Fe phases are marked by symbols or ↓ symbols.

Die Hysteresiskurve dieses kristallinen Endproduktes aus dem Dreistoffsystem Fe-B-Nb zeigt das Diagramm der Fig. 2. In die­ sem Diagramm sind in Richtung der Abszisse die Feldstärke H (in kOe) und in Ordinatenrichtung die Magnetisierung J (in T) auf­ getragen. Die Hysteresiskurve zeigt eine Remanenz J r von etwa 1,0 T sowie eine Koerzitivfeldstärke H ci von etwa 1,5 kOe. Für das Energieprodukt des Magnetmaterials ergibt sich dabei ein Wert von etwa 4,5 MOe. Das Magnetmaterial hat eine Curietempe­ ratur seiner Fe3B-Phase, die bei 510°C liegt. Die Temperatur­ abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften eines erfindungsge­ mäßen Magnetmaterials wird nämlich durch die Curietemperatur seiner Fe-B-Phasen bestimmt. Durch eine an sich bekannte par­ tielle Substitution von Fe durch Co läßt sich diese Curietem­ peratur ähnlich wie für andere magnetische Fe-Verbindungen erhöhten und damit die Temperaturabhängigkeit des Materials verbessern.The diagram of FIG. 2 shows the hysteresis curve of this crystalline end product from the three-substance system Fe-B-Nb . The field strength H (in kOe) and the magnetization J (in T) are plotted in the direction of the abscissa in this diagram. The hysteresis curve shows a remanence J r of approximately 1.0 T and a coercive field strength H ci of approximately 1.5 kOe. The energy product of the magnetic material has a value of about 4.5 MOe. The magnetic material has a Curie temperature of its Fe 3 B phase, which is 510 ° C. The temperature dependence of the magnetic properties of a magnetic material according to the invention is namely determined by the Curie temperature of its Fe-B phases. Through a known partial substitution of Fe by Co, this temperature can be increased in a similar manner to that of other magnetic Fe compounds and thus improve the temperature dependence of the material.

Zu Vergleichszwecken hinsichtlich der Koerzitivfeldstärke H ci ist in Fig. 3 die Hysteresiskurve für ein gleichbehandeltes, jedoch Nb-freies Magnetmaterial (Fe80B20) in einem Diagramm entsprechend Fig. 2 wiedergegeben. Wie aus dieser Hysteresis­ kurve zu entnehmen ist, beträgt die Koerzitivfeldstärke H ci des Vergleichsmaterials weniger als 0,1 kOe.For comparison purposes with regard to the coercive field strength H ci , the hysteresis curve for an identically treated but Nb-free magnetic material (Fe 80 B 20 ) is shown in FIG. 3 in a diagram corresponding to FIG. 2. As can be seen from this hysteresis curve, the coercive field strength H ci of the comparison material is less than 0.1 kOe.

Gemäß dem gewählten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegan­ gen, daß zur Herstellung des erfindungsgemäßen kristallinen Magnetmaterials mittels einer Rascherstarrungstechnik zunächst ein Zwischenprodukt mit einem amorphen Gefüge ausgebildet wird. Durch Wahl einer geringeren Abkühlrate bzw. kleineren Substrat­ geschwindigkeit v s können aber auch direkt die kristallinen Phasen mit einer überhöhten Löslichkeit der Zusatzkomponente hergestellt werden. Mittels einer nachfolgenden Wärmebehandlung wird dann wiederum das gewünschte Ausscheidungsgefüge erzeugt.According to the selected embodiment, it was assumed that an intermediate product with an amorphous structure is first formed using a rapid solidification technique to produce the crystalline magnetic material according to the invention. By choosing a lower cooling rate or lower substrate speed v s , however, the crystalline phases can also be produced directly with an excessive solubility of the additional component. The desired excretion structure is then again generated by means of a subsequent heat treatment.

Die Klasse der erfindungsgemäßen Magnetmaterialien hat um einen Faktor 2,5 höhere Remanenzwerte als kommerzielle Hartferrite bei allerdings geringeren Koerzitivfeldstärken. Das Energiepro­ dukt ist um etwa 50% höher. Somit können beispielsweise kunst­ stoffgebundene Magnete auf Basis Fe-B-Nb bei wesentlich besse­ rer Verarbeitbarkeit immer noch höhere Remanenzwerte und größe­ re Energieprodukte liefern als Hartferrite. Aufgrund des iso­ tropen Gefüges können auch kompliziertere Magnetisierungskonfi­ gurationen mit dem erfindungsgemäßen Magnetmaterial realisiert werden.The class of magnetic materials according to the invention has one Factor 2.5 higher remanence values than commercial hard ferrites with, however, lower coercive field strengths. The energy pro product is about 50% higher. Thus, for example, art bonded magnets based on Fe-B-Nb with much better Processability still higher remanence values and size re energy products deliver as hard ferrites. Because of the iso  Tropical structures can also be more complicated magnetization confi gurations realized with the magnetic material according to the invention will.

Claims (11)

1. Magnetmaterial auf Basis des Stoffsystems Eisen (Fe)-Bor (B), das frei von Seltenen Erdmetallen ist und ein Gefüge mit wenigstens einer kristallinen magnetischen Phase des Stoffsystems zumindest teilweise enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gefüge mit der we­ nigstens einen Fe-B-Phase feinverteilt Ausscheidungen mit einer Zusatzkomponente TM eingebaut sind, wobei die Zusatzkomponente TM mindestens ein Übergangsmetall mit einer nur geringen Lös­ lichkeit in der wenigstens einen Fe-B-Phase ist und innerhalb des Magnetmaterials einen Anteil von maximal 10 Atom-% ein­ nimmt.1. Magnetic material based on the material system iron (Fe) -Bor (B), which is free of rare earth metals and at least partially contains a structure with at least one crystalline magnetic phase of the material system, characterized in that in the structure with at least one Fe-B phase finely divided precipitates with an additional component TM are installed, the additional component TM being at least one transition metal with only a low solubility in the at least one Fe-B phase and a proportion of at most 10 atomic% within the magnetic material takes. 2. Magnetmaterial nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zusatzkomponente aus minde­ stens einem Element aus der Gruppe der Übergangsmetalle Vana­ dium (V), Niob (Nb), Tantal (Ta), Titan (Ti), Zirkon (Zr), Hafnium (Hf) und Chrom (Cr) gebildet ist.2. Magnetic material according to claim 1, characterized ge indicates that the additional component from mind at least one element from the group of transition metals Vana dium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), titanium (Ti), zircon (Zr), Hafnium (Hf) and chromium (Cr) is formed. 3. Magnetmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe-Komponente des Ma­ gnetmaterials durch Kobalt (Co) und/oder Nickel (Ni) teilweise substituiert ist.3. Magnetic material according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the Fe component of Ma gnetmaterials by cobalt (Co) and / or nickel (Ni) partially is substituted. 4. Magnetmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausschei­ dungen auf Basis des binären Stoffsystems Fe-TM und/oder des ternären Stoffsystems Fe-B-TM gebildet sind.4. Magnetic material according to one of claims 1 to 3, there characterized in that the Ausschei based on the binary material system Fe-TM and / or the ternary system Fe-B-TM are formed. 5. Magnetmaterial nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausscheidungen innerhalb des Magnetmaterials zumindest teilweise eine Zusammensetzung FexBy(TM)z mit 30 x 70, 0 y 35 und 30 z 75 (jeweils in Atom-%) aufweisen. 5. Magnetic material according to claim 4, characterized in that the precipitations within the magnetic material at least partially have a composition Fe x B y (TM) z with 30 x 70, 0 y 35 and 30 z 75 (each in atomic%). 6. Magnetmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß in ihm minde­ stens eine der Phasen Fe3B und Fe2B enthalten ist.6. Magnetic material according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the phases Fe 3 B and Fe 2 B is contained in it. 7. Magnetmaterial nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es einen Anteil an der α-Fe- Phase enthält.7. Magnetic material according to claim 6, characterized in that it contains a proportion of the α -Fe phase. 8. Verfahren zur Herstellung des Magnetmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß zunächst eine Vorlegierung aus den Fe- und B-Kom­ ponenten zusammen mit der Zusatzkomponente TM erschmolzen und dann mittels einer Rascherstarrungstechnik in ein amorphes oder kristallines Zwischenprodukt überführt wird, und daß schließ­ lich das Ausscheidungsgefüge mittels einer Wärmebehandlung er­ zeugt wird.8. A method for producing the magnetic material according to one of the Claims 1 to 7, characterized net that initially a master alloy from the Fe and B-Kom components melted together with the additional component TM and then using a rapid solidification technique into an amorphous or crystalline intermediate is transferred, and that close Lich the excretion structure by means of a heat treatment is fathered. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmebehandlung zur Erzeugung des Ausscheidungsgefüges bei einer Temperatur oberhalb der Kri­ stallisationstemperatur des Magnetmaterials und vorzugsweise unterhalb von 950°C vorgenommen wird.9. The method according to claim 8, characterized records that the heat treatment to produce the Elimination structure at a temperature above the Kri Installation temperature of the magnetic material and preferably is made below 950 ° C. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wärmebehandlung zur Erzeu­ gung des Ausscheidungsgefüges bei einer Temperatur zwischen 600°C und 750°C vorgenommen wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized ge indicates that the heat treatment for generation excretion structure at a temperature between 600 ° C and 750 ° C is made. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wärmebe­ handlung zur Erzeugung des Ausscheidungsgefüges während einer Zeitdauer zwischen 1 und 100 min durchgeführt wird.11. The method according to any one of claims 8 to 10, there characterized in that the heat act to create the excretion structure during a Duration between 1 and 100 min is carried out.
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