RO128449B1 - Materiale magnetice, sub formă de straturi subţiri, pe bază de alnico - Google Patents

Description

Invenția se referă la materiale magnetice sub formă de straturi subțiri pe bază de AINiCo, cu aplicații în sistemele micro-electro-mecanice (senzori de câmp magnetic, senzori de actuație, dispozitive actuație etc.).

Din JPH 1022111 (A) este cunoscut un material magnetic sub formă de pulbere și un material magnetic de acoperire, pe bază de aliaj AINiCo, care poate fi aplicat pe hârtie, rășină sau poate fi obținut sub formă de film. Dezavantajul acestui material magnetic este acela că nu se obține direct sub formă de strat continuu și omogen.

în JPS 5760804 (A) este descris un procedeu de obținere a unei benzi magnetice continue, foarte subțire, pe bază de aliaj AINiCo, prin pulverizare pe role care se rotesc cu viteze foarte mari și sunt răcite rapid. Dezavantajul acestui procedeu este acela că se obțin grosimi ale benzii cuprinse între 20 și 50 pm, și nu de dimensiuni nano.

JPS 6230850 (A) se referă la un aliaj magnetic permanent pe bază de AINiCo, cu rezistență superioară la fisurare și spargere. Dezavantajul acestui aliaj magnetic este acela că nu se obține sub formă de strat subțire, ci sub formă masivă.

Se cunosc, de asemenea, din RO 86910 și RO 99375, procedee de obținere a magneților metalici permanenți, de tip AINiCo, care sunt utilizați pentru echiparea mașinilor electrice cu magneți metalici permanenți.

Sunt, de asemenea, cunoscute materiale magnetice sub formă de straturi subțiri, care sunt pe bază de NdFeB și FePt. în ceea ce privește primul tip, este cunoscut monopolul deținut de China pentru Pământurile Rare (Nd, Pr etc.), iar în ceea ce privește ambele tipuri de magneți, este știută Directiva Europeană care încearcă înlocuirea materialelor deficitare (scumpe și care nu se găsesc ca zăcăminte în Europa).

Dezavantajele materialelor cunoscute sunt următoarele:

- stabilitate chimică și rezistență la coroziune scăzută;

- costuri de fabricație mari.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unor materiale magnetice sub formă de straturi subțiri, pe bază de AINiCo, care este un tip de magnet permanent în straturi subțiri, fără pământuri rare, cu stabilitate chimică și rezistență mărită la coroziune, și cu costuri scăzute de fabricație.

Materialul magnetic pe bază de AINiCo, sub formă de strat subțire, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că este realizat din Al_xNi_yFe_zCo_aCu_bNb_cTi_d, unde x = 5...12%. y = 10...25%, z= 15...79%, a = 5...40%, b = 1 ...5%, c = până la 3%, d = până la 10%, are o inducție magnetică la saturație B_s cuprinsă între 0,68 și 1,35 T, un câmp coercitiv H_c cuprins între 25 și 160 kA/m, un produs maxim energetic (BH)_max cuprins între 10 și 60 kJ/m³, și poate fi utilizat la temperaturi cuprinse între -80 și +110°C.

Ca substraturi se folosesc plăcuțe cu suprafețe de 0,5 cm² și 1 cm², din siliciu dublu polisat și ceramică; depunerile au loc în vid, la presiuni joase, și anume, între 1 x 10^-6 mbar și 5,9 x 10'⁷ mbar; filmele subțiri depuse au dimensiuni între 30 și 300 nm.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:

- filme subțiri cu stabilitate chimică și rezistență mărită la coroziune;

- filmele obținute pot fi utilizate într-un domeniu de temperatură larg, cuprins între -80 și +110°C;

- au dublă utilizare, atât ca magnet permanent, cât și ca mediu de înregistrare magnetică;

- au costuri de fabricație scăzute.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției.

Materialele magnetice conform invenției sunt realizate din Al_xNi_yFe_zCo_aCu_bNb_cTi_d, unde x = 5...12%, y = 10...25%, z= 15...79%, a = 5...40%, b= 1 ...5%, c = 0...3%. d = 0...10%.

RO 128449 Β1

Aceste materiale, filme subțiri, se folosesc în domeniul de temperaturi cuprins între -80 și 1 +110°C, și au o inducție magnetică la saturație B_s = 0,68 ...1,35 T, câmpul coercitiv H_c =

25...160 kA/m, produsul maxim energetic (BH)_max = 10...60 kJ/m³. Ca substraturi se folosesc 3 plăcuțe cu suprafețe de 0,5 cm² și 1 cm², din siliciu dublu polisat și ceramică. Depunerile au loc în vid, la presiuni joase, și anume, între 1 x 10'⁶ mbar și 5,9 x 10'⁷ mbar. Filmele subțiri 5 depuse au dimensiuni între 30 și 300 nm.

Metoda de preparare 7 în scopul preparării experimentale a unor filme pe bază de aliaje de tip AINiCo, este realizată o țintă rotundă din material AINiCo, cu un diametru de 20...50 mm. Ținta este 9 procesată prin topire în cuptorul cu inducție în aer, pornind de la materii prime sub formă de elemente, fapt impus de necesitatea de a obține o compoziție chimică foarte apropiată de cea 11 a aliajelor comerciale. Șarja dozată din elementele constitutive, conform recepturii pentru aliajul AINiCo, este elaborată și apoi turnată într-o formă în nisip peliculizat cu rășină, formă 13 având configurația aproximativă a piesei (țintei) finale. Turnarea trebuie să fie urmată de o răcire rapidă (cu viteza de circa 200°C/min), astfel încât să nu apară fenomene de segregare 15 a constituenților. Ținta este folosită pentru depuneri fizice din fază de vapori.

Claims (5)

1 Revendicări

3 1. Material magnetic pe bază de AINiCo, sub formă de strat subțire, caracterizat prin aceea că este realizat din ALNi_vFe₇Co,Cu_hNb_nTL, unde x = 5...12%, y = 10...25%, z =

5 15...79%, a = 5...40%, b = 1...5%, c= O...3%, d = 0... 10%, are o inducție magnetică la saturație

B_s cuprinsă între 0,68 și 1,35 T, un câmp coercitiv H_c cuprins între 25 și 160 kA/m, un produs

7 maxim energetic (BH)_max cuprins între 10 și 60 kJ/m³și poate fi utilizat la temperaturi cuprinse între -80 și +110°C.

9 2. Material magnetic conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că se depune în vid, la presiune joasă, cuprinsă între 1 x 10'⁶ mbarși 5,9 x 10'⁷ mbar, pe plăcuțe de siliciu dublu 11 polisat și ceramică, sub formă de strat subțire, cu dimensiunea cuprinsă între 30 și 300 nm.