NL8702991A - Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns. - Google Patents

Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns. Download PDF

Info

Publication number
NL8702991A
NL8702991A NL8702991A NL8702991A NL8702991A NL 8702991 A NL8702991 A NL 8702991A NL 8702991 A NL8702991 A NL 8702991A NL 8702991 A NL8702991 A NL 8702991A NL 8702991 A NL8702991 A NL 8702991A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
carbon
hard magnetic
iron
magnetic material
neodymium
Prior art date
Application number
NL8702991A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8702991A priority Critical patent/NL8702991A/en
Priority to NL8800740A priority patent/NL8800740A/en
Priority to EP88202784A priority patent/EP0320064A1/en
Priority to CN88108583A priority patent/CN1033494A/en
Priority to JP63308974A priority patent/JPH024940A/en
Priority to KR1019880016298A priority patent/KR890010944A/en
Publication of NL8702991A publication Critical patent/NL8702991A/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/058—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IVa elements, e.g. Gd2Fe14C

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

A hard magnetic material comprises a rare earth metal, iron and carbon. The material is characterized by:- 1. Consisting of a recrystallization annealed casting having a tetragonal crystal structure, and, 2. A compsn. which does not or hardly deviates from the stoichiometric compsn. Nd2 Fe14C. Pref. a max. of 6 atom % of the Fe present in the hard magnetic material, calculated on the overall compsn. can be substituted by cobalt.

Description

« s » PHH 12.363 1 N.V. Philips Gloeilampenfabrieken te Eindhoven«S» PHH 12,363 1 N.V. Philips Gloeilampenfabrieken in Eindhoven

Hardmagnetisch materiaal uit een zeldzame aardmetaal, ijzer en koolstof.Hard magnetic material from a rare earth metal, iron and carbon.

De uitvinding heeft betrekking op een hardmagnetisch materiaal dat neodymium, ijzer en koolstof bevat.The invention relates to a hard magnetic material containing neodymium, iron and carbon.

Een bekend materiaal van dit type is het Nd2Fe.|4B met tetragonale kristalstructuur. Het is bekend, dat substitutie van B door 5 C in deze verbinding leidt tot een grotere anisotropie (zie bijvoorbeeld Journal de Physique Colloque C6, supplément au no. 9, T 46, Sept.A known material of this type is the Nd2Fe. | 4B with tetragonal crystal structure. It is known that substitution of B by 5C in this compound leads to greater anisotropy (see, e.g., Journal de Physique Colloque C6, supplement au no. 9, T 46, Sept.

1985, page C6-305/308: "Magnetic Anisotropy of Carbon Doped Nd^e^B" door Bolzoni, Leccabue, Pareti et Sanchez). In dit artikel wordt op blz. 306 bericht, dat het niet mogelijk was de tetragonale 10 phase te verkrijgen, indien in de verbinding Nd2Fe^B borium totaal werd vervangen door koolstof. Dit wordt eveneens geconstateerd in een artikel in Solid State Communications Vol. 64, No. 5 p. 639-644 (1987).1985, page C6-305 / 308: "Magnetic Anisotropy of Carbon Doped Nd ^ e ^ B" by Bolzoni, Leccabue, Pareti et Sanchez). In this article, it is reported on page 306 that it was not possible to obtain the tetragonal 10 phase if in the compound Nd2Fe ^ B boron was completely replaced by carbon. This is also noted in an article in Solid State Communications Vol. 64, no. 5 p. 639-644 (1987).

In dit artikel "Synthesis and magnetic properties of ternary carbides R2Fe14C" van Gueramiom, Bezinge, Yvon en Muller wordt op p. 640 15 geconstateerd dat bij rekristalliserend gloeien de tetragonale structuur bij ondermeer R = neodymium niet wordt gevonden.In this article "Synthesis and magnetic properties of ternary carbides R2Fe14C" by Gueramiom, Bezinge, Yvon and Muller on p. 640, it has been found that with recrystallizing annealing the tetragonal structure is not found with, inter alia, R = neodymium.

De uitvinding beoogt nu een hardmagnetisch materiaal met grote kristalanisotropie, dat uitsluitend koolstof in plaats van borium en tevens een relatief hoog gehalte aan neodymium bevat.The invention now aims at a hard magnetic material with large crystal anisotropy, which contains only carbon instead of boron and also a relatively high content of neodymium.

20 Er werd gevonden dat aan deze opgave kan worden voldaan met een materiaal met tetragonale kristalstructuur dat bestaat uit een rekristalliserend gegloeid gegoten materiaal met een samenstelling die weinig of niet afwijkt van de stöchiometrische samenstelling Nd2Fe>j^C.It has been found that this task can be met with a tetragonal crystal structure material consisting of a recrystallizing annealed cast material having a composition that differs little or no from the stoichiometric composition Nd2Fe> j ^ C.

25 Het hardmagnetische materiaal volgens de uitvinding kan als volgt worden verkregen. De uitgangsstoffen neodymium, ijzer en koolstof worden in een nagenoeg stöchiometrische verhouding tezamen gesmolten bij voorkeur onder een schutgasatmosfeer zoals argon. De smelt wordt in een vorm gegoten. Het materiaal bezit nu de Nd2Fe17 30 structuur en is niet hardmagnetisch, het koolstof is in het rooster opgelost. Vermoed wordt dat het koolstof in het rooster de plaats van één of meer ijzeratomen zou kunnen innemen. De structuur is 87029 91 - r τ j PHN 12.363 2 rhomboedrisch. Het verkregen gietstuk kan desgewenst homogeniserend worden gegloeid op een temperatuur van 900°C of hoger. Het materiaal wordt rekristalliserend gegloeid op een temperatuur tussen 840 en 890°C. Alleen binnen dit temperatuurgebied blijkt een 5 rekristallisatie op te treden, waarbij de tetragonale Nd2Fe14C fase ontstaat. Het is verrassenderwijs gebleken, dat het niet gewenst is duidelijk af te wijken van de stöchimetrische samenstelling bij het inwegen van de uitgangsmaterialen, zoals dat bij de overeenkomstige boriumverbindingen noodzakelijk is. Een geringe afwijking van niet meer 10 dan 20 % in positieve zin in de hoeveelheid neodymium en/of koolstof ten opzichte van de stöchiometrische samenstelling en van 15% in de hoeveelheid ijzer blijkt echter toelaatbaar. Buiten het aangegeven temperatuurgebied wordt de tetragonale fase niet gevormd (boven 890°C) of blijft, indien ze wordt gevormd naast de tetragonale fase 15 overwegend een tweede fase met de Nd2Fe.|7-structuur bestaan (beneden 840°C). Bij gloeien in het aangegeven temperatuur gebied wordt de tetragonale fase in overwegende mate gevormd. Een nagenoeg eenfazig materiaal met optimale magnetische eigenschappen kan worden verkregen, indien wordt gegloeid tussen 850 en 880°C bij voorkeur bij 20 870°C. De experimenten, die tot de uitvinding leidden werden eveneens uitgevoerd met praseodymium in plaats van neodymium, het bleek niet mogelijk een nagenoeg eenfazig materiaal met tetragonale kristalstructuur te verkrijgen.The hard magnetic material according to the invention can be obtained as follows. The starting materials neodymium, iron and carbon are melted together in a substantially stoichiometric ratio, preferably under a protective gas atmosphere such as argon. The melt is poured into a mold. The material now has the Nd2Fe17 30 structure and is not hard magnetic, the carbon is dissolved in the grid. It is suspected that the carbon in the lattice could take the place of one or more iron atoms. The structure is 87029 91 - r τ j PHN 12.363 2 rhomboedrian. The obtained casting can optionally be annealed at a temperature of 900 ° C or higher. The material is recrystallized and annealed at a temperature between 840 and 890 ° C. Only within this temperature range does recrystallization appear to occur, whereby the tetragonal Nd2Fe14C phase is formed. It has surprisingly been found that it is not desirable to deviate significantly from the stoichiometric composition when weighing the starting materials as is necessary with the corresponding boron compounds. However, a small deviation of no more than 10% in a positive sense in the amount of neodymium and / or carbon from the stoichiometric composition and of 15% in the amount of iron appears to be permissible. Outside the indicated temperature range, the tetragonal phase is not formed (above 890 ° C) or if it is formed adjacent to the tetragonal phase 15, predominantly a second phase with the Nd2Fe. | 7 structure persists (below 840 ° C). When annealing in the indicated temperature range, the tetragonal phase is predominantly formed. A substantially monophasic material with optimal magnetic properties can be obtained when firing between 850 and 880 ° C, preferably at 2070 ° C. The experiments that led to the invention were also carried out with praseodymium instead of neodymium, it turned out to be impossible to obtain a substantially monophasic material with tetragonal crystal structure.

25 Uitvoeringsvoorbeeld:25 Implementation example:

Zoals bovenaangegeven werden gietstukken vervaardigd met de brutosamenstelling Nd2Fe14C. Het materiaal had na gieten een Nd2Fe17-structuur (Rhomboedrisch). De verkregen gietstukken werden zonder voorafgaand homogeniserend gloeien direct rekristalliserend 30 gegloeid gedurende 500 uur op 870°C. Het materiaal was nu eenfazig en bezat een tetragonale kristalstructuur. De roosterconstanten werden gemeten. Er werd gevonden: A = 8.814 fi , C = 12.015 %.As noted above, castings were made with the gross composition Nd2Fe14C. The material after casting had an Nd2Fe17 structure (Rhomboedrian). The resulting castings were immediately recrystallized for 500 hours at 870 ° C without homogenizing annealing. The material was now single-phase and had a tetragonal crystal structure. The lattice constants were measured. It was found: A = 8.814 fi, C = 12.015%.

Het materiaal volgens de uitvinding bezit een Curietemperatuur van 535 K. De verzadigingsmagnetisatie bij 20°C = 130 EMU per gram.The material according to the invention has a Curie temperature of 535 K. The saturation magnetization at 20 ° C = 130 EMU per gram.

35 Op dezelfde wijze werden eenfazige materialen met tetragonale kristalstructuur verkregen met materialen met de brutosamenstellingIn the same manner, single phase materials with tetragonal crystal structure were obtained with materials of the gross composition

Nd12.1Fe81.8C6 en Nd11.8Fe81.1C7.1- 87029 91 PHN 12.363 3Nd12.1Fe81.8C6 and Nd11.8Fe81.1C7.1- 87029 91 PHN 12.363 3

Magneten kunnen worden verkregen door het lateriaal direct in de gewenste vori te gieten. Het Materiaal kan na gieten en rekristalliserend gloeien ook worden verpoederd en vervolgens in een Magneetveld in de gewenste vori worden gesinterd of net kunststof gelengd in de gewenste vori worden geperst.Magnets can be obtained by directly pouring them laterally into the desired shape. The material can also be powdered after pouring and recrystallizing annealing and then sintered in the magnetic field in a magnetic field or pressed into the desired material using a plastic mixture.

5 In de genoende Materialen zal eventueel een deel van het ijzer door andere 3 d Metalen en/of door aluiiniun, gallium, silicium e.d. kunnen worden vervangen.5 In the materials concerned, it may be possible to replace part of the iron with other 3 d Metals and / or by aluminum, gallium, silicon, etc.

87020918702091

Claims (6)

1. Hardmagnetisch materiaal dat een zeldzame aardmetaal, ijzer en koolstof bevat, met het kenmerk, dat het materiaal bestaat uit een rekristalliserend gegloeid gegoten materiaal met tetragonale kristalstructuur met een samenstelling die weinig of niet afwijkt van de 5 stöchiometrische samenstelling Nd2Fe^C.Hard magnetic material containing rare earth metal, iron and carbon, characterized in that the material consists of a recrystallizing annealed cast material with a tetragonal crystal structure with a composition which differs little or not from the stoichiometric composition Nd2Fe ^ C. 2. Hardmagnetisch materiaal volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de samenstelling niet meer dan 20¾ in positieve zin afwijkt van de stöchiometrische samenstelling voor wat neodymium en koolstof betreft en niet meer dan 15% in positieve zijn voor wat ijzer betreft.A hard magnetic material according to claim 1, characterized in that the composition differs by no more than 20¾ in a positive sense from the stoichiometric composition in terms of neodymium and carbon and in no more than 15% in positive terms in terms of iron. 3. Hardmagnetisch materiaal volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de roosterconstanten A = 8.814 X en C = 12.015 X bedragen.Hard magnetic material according to claim 2, characterized in that the grating constants are A = 8.814 X and C = 12.015 X. 4. Werkwijze voor de vervaardiging van een hardmagnetisch materiaal dat neodymium, ijzer en koolstof bevat met het kenmerk, dat de uitgangsmaterialen neodymium, ijzer en koolstof in een weinig van de 15 stöchiometrische verhouding Itf^Fe^C afwijkende hoeveelheid worden samengesmolten en in een vorm gegoten, waarna het gietstuk rekristalliserend wordt gegloeid bij een temperatuur tussen 840 en 890°C.4. Process for the production of a hard magnetic material containing neodymium, iron and carbon, characterized in that the starting materials neodymium, iron and carbon are melted together in a form deviating slightly from the stoichiometric ratio Itf ^ Fe ^ C cast, and the casting is recrystallized and annealed at a temperature between 840 and 890 ° C. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het 20 materiaal wordt gegloeid op een temperatuur tussen 850 en 880°C.5. Method according to claim 4, characterized in that the material is annealed at a temperature between 850 and 880 ° C. 6. Magnetische vormstukken omvattende een hardmagnetisch materiaal volgens conclusie 1 en/of verkregen met een werkwijze volgens conclusie 4 en 5. 870 2 9 9 1 ___________________Magnetic moldings comprising a hard magnetic material according to claim 1 and / or obtained by a method according to claims 4 and 5. 870 2 9 9 1 ___________________
NL8702991A 1987-12-11 1987-12-11 Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns. NL8702991A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702991A NL8702991A (en) 1987-12-11 1987-12-11 Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns.
NL8800740A NL8800740A (en) 1987-12-11 1988-03-24 HARD-MAGNETIC MATERIAL FROM A RARE NATURAL METAL, IRON AND CARBON.
EP88202784A EP0320064A1 (en) 1987-12-11 1988-12-05 Hard magnetic material of a rare earth metal, iron and carbon
CN88108583A CN1033494A (en) 1987-12-11 1988-12-08 The hard magnetic material made from rare earth metal, iron and carbon
JP63308974A JPH024940A (en) 1987-12-11 1988-12-08 Hard magnetic material and production thereof
KR1019880016298A KR890010944A (en) 1987-12-11 1988-12-08 Ferromagnetic material consisting of rare metals, iron and carbon

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8702991A NL8702991A (en) 1987-12-11 1987-12-11 Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns.
NL8702991 1987-12-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8702991A true NL8702991A (en) 1989-07-03

Family

ID=19851073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8702991A NL8702991A (en) 1987-12-11 1987-12-11 Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL8702991A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4541877A (en) Method of producing high performance permanent magnets
US3947295A (en) Hard magnetic material
EP0517179B1 (en) Method of making two phase Rare Earth permanent magnets
KR900006194B1 (en) Permanent magnet materials and making method of it
JPH05505214A (en) ferromagnetic material
US4221613A (en) Rare earth-cobalt system permanent magnetic alloys and method of preparing same
EP0253428A1 (en) Hard magnetic material
NL8800740A (en) HARD-MAGNETIC MATERIAL FROM A RARE NATURAL METAL, IRON AND CARBON.
JP2904571B2 (en) Manufacturing method of rare earth anisotropic sintered permanent magnet
JPS6043900B2 (en) permanent magnet material
US4279668A (en) Directionally solidified ductile magnetic alloy
EP0386286A1 (en) Rare earth iron-based permanent magnet
US4099995A (en) Copper-hardened permanent-magnet alloy
NL8702991A (en) Boron-free hard magnetic material comprising a tetragonal phase - by annealing castings of an alloy contg. neodymium, iron and carbon and having a specific stoichiometric compsns.
US5186761A (en) Magnetic alloy and method of production
KR880013194A (en) Permanent magnet and its manufacturing method
JPS62177101A (en) Production of permanent magnet material
US5076861A (en) Permanent magnet and method of production
US3950194A (en) Permanent magnet materials
US5460662A (en) Permanent magnet and method of production
JPS5911641B2 (en) Bonded permanent magnet powder and its manufacturing method
JPH0146574B2 (en)
Jurczyk et al. Effect of silicon additions on the magnetic properties of Nd2Fe12Co2B alloy
JP3202830B2 (en) Rare earth sintered magnet and manufacturing method thereof
JPH0568841B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed