NO320124B1 - Magnetiske materialer - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt magnetiske materialer og spesielt magnetiske materialer som utviser magnetostriktive egenskaper.

En kjent form for et slikt magnetisk materiale er et magnetisk jem-basert materiale som i tillegg til jern i kombinasjon innbefatter sjeldne jordarts-elementer i forskjellige meng-der. Jerninnholdet til materialet er ansvarlig for den høyere Curie-temperaturen til materialet. Magnetostriksjon kommer fra de sjeldne jordatrsmetallene. Sjeldne jordartsmetaller er ferromagnetiske ved meget lave temperaturer, d.v.s. 4K.

Et eksempel på slike materialer er materialer av Terfenol-typen som for eksempel er kjent fra: S.C. Busbridge, A.R. Piercy, "Domain configurations in the giant magneto-strictive TbxHolxFel.9 system in different easy axis regimes", Journal of Applied Physics, 1993, vol 73, nr. 10 Pt2A, side 5354-5356.

S.C. Busbridge, A.R. Piercy, "Magnetostriction and magnetization processes in TbxHolxFel.9", Journal of Magnetism and Magnetic materials, 1995, vol. 144, nr, Pt2, side 817-818.

S.C. Busbridge, A.R.Piercy, "Magnetomechanical properties and anisotropy compensa-tion in quaternary rare earth-iron materials of the type TbxDyyHozFe2", IEEE transac-tions on Magnetics, 1995, vol. 31, nr. 6Pt2, side 4044-4046.

EP 0 509 628 beskriver en magnetostriktiv legering av formelen TbxRyDyi.x.y(Fei. zMnz)w hvor x + y er mindre enn 1, 0,005<y<0,9,0,005<z<0,5, l,5^w^2,5 og R er minst en av Y, Ln, Ce, Pr, Nd og Sm.

Al-Jiboory M. et al., J. Appl. Phys., bind 73, nr. 10,1993, s. 6168-6170 omhandler Terfenol-D som har formelen Tbo,3Dyo,7Fe2.

I henhold til oppfinnelsen er det tilveiebragt et magnetisk materiale med formelen:

hvor 0<x<0.05,

Med henvisning til figuren, er det vist magnetisk induserte påkjenninger i materialene av den ovenfor beskrevne type, over et temperaturområde fra ca. 20°C til ca. 270°C. Den magnetiske påkjenningen er indusert av et forspenningsfelt på 120 A/m påført over materialet. Påkjenningen måles med påkjenningsmålere i enheter på ppm (parts per million). X\ i og Xi angir påkjenningen målt parallelt og loddrett på den magnetiske felt-retningen. Det ble undersøkt seks materialer, alle med generell formel:

Med x = 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.125 og 0.150.

For sammenligning ble det også undersøkt to materialer som ikke inneholdt serium

Det vil sees at når x = 0.025 og 0.050 hadde materialene en økt magnetisk indusert på-kjenning over det meste av det undersøkte temperaturområdet. Dette var spesielt tilfelle for materialet x = 0.025.

Den langtrekkende magnetiske ordenen i et materiale blir brutt ned ved Curie-temperaturen ved termisk energi. Desto sterkere utbytningsinteraksjonen er mellom de magnetiske momentene, jo mer termisk energi er nødvendig for å bryte opp den magnetiske ordenen. I det vesentlige betyr dette at det er nødvendig med en høyere temperatur. Over sin Curi-temperatur blir materialene paramagnetiske, det vil si ikke-magnetiske. Magnetostriktive egenskaper oppstår fra avhengigheten av endringshastig-heten til de magnetiske egenskapene som er tilstede i materialet. Dersom det ikke er noen magnetisering, er det heller ingen magnetostriksjon.

Tilsettingen av små menger serium opprettholder den magnetisk induserte påkjenningen i materialet, i det vesentlige over verdiene for den opprinnelige Terfenolforbindelsen for temperaturer opptil 250°C. Dette er overraskende siden konvensjonell teori forutsier at erstatning av jern med ioner av sjeldne jordartsmetaller kan medføre et fall i Curie-temperaturen og derved en ødeleggelse av de magnetostriktive egenskaper ved høyere temperaturer.

Claims (1)

1. Magnetisk materiale, karakterisert ved at materialet har en kjemisk formel:

   hvor 0<x<0.05.