RU2537947C1 - Магнитный материал и изделие, выполненное из него - Google Patents
Магнитный материал и изделие, выполненное из него Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537947C1 RU2537947C1 RU2013141070/04A RU2013141070A RU2537947C1 RU 2537947 C1 RU2537947 C1 RU 2537947C1 RU 2013141070/04 A RU2013141070/04 A RU 2013141070/04A RU 2013141070 A RU2013141070 A RU 2013141070A RU 2537947 C1 RU2537947 C1 RU 2537947C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic material
- group
- magnetic
- element chosen
- copper
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитному материалу, содержащему празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce). Материал дополнительно содержит цинк (Zn). Химический состав материала соответствует формуле, ат.%: (Pr1-x1-x2R1 x1R2 x2)11,5-16(Fe1-y1Coy1)ост.(ZnzCu1-z)y2B6-20, где R1 - по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы Gd, Dy, R2 - по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы Sm, Ce; x1=0,20-0,50; x2=0,01-0,25; y1=0,30-0,55; y2=0,1-3,0; z=0,001-0,1. Также предложено изделие, выполненное из вышеуказанного магнитного материала. Техническим результатом изобретения является повышение выхода годных кольцевых магнитов с радиальной текстурой (КМРТ) с высокой температурной стабильностью магнитных свойств, а также повышение коэрцитивной силы HCI магнитного материала. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа.
Известен магнитный материал (Sagawa М. and other. Permanent magnet materials based on the rare earth-iron-boron tetragonal compounds, IEEE Trans. on Magnet., 1984, V. MAG-20, №5, p.1584-1589) на основе неодима, железа, кобальта, бора следующего химического состава, ат. %: Nd15(Fe1-xCox)77B8, где x=0-0,2.
Недостатками известного магнитного материала являются недостаточно высокие магнитные свойства: величина коэрцитивной силы HCI не превышает 10,3 кЭ, а величина температурного коэффициента индукции (ТКИ) может достигать - 0,074%/°C. Изделиями из известного магнитного материала могут быть, например, призмы, цилиндры, кольцевые магниты с радиальной либо аксиальной текстурой и т.д. Недостаточно высокое значение величины HCI магнитного материала, из которого изготавливаются такие изделия, накладывает ограничения на геометрические размеры изделий, особенно кольцевых магнитов с радиальной текстурой, а недостаточно высокая температурная стабильность материала (высокое значение ТКИ по абсолютной величине) ограничивает область применения изделий из него в технике.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является магнитный материал (патент РФ №2368969), содержащий празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce), а также изделие, выполненное из указанного материала.
Основным недостатком данного технического решения при использовании в промышленном производстве является недостаточно высокий выход годных кольцевых магнитов с радиальной текстурой при изготовлении (менее 25%) и недостаточно высокая коэрцитивная сила HCI.
Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка магнитного материала с высокой температурной стабильностью магнитных свойств, обеспечивающего повышение выхода годных кольцевых магнитов с радиальной текстурой (КМРТ) и повышение коэрцитивной силы HCI магнитного материала за счет использования нового состава данного материала.
Для достижения указанной технической задачи предложен магнитный материал, содержащий празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce), который дополнительно содержит цинк (Zn), при этом химический состав материала соответствует формуле, ат.%: (Pr1-x1-x2R1 x1R2 x2)11,5-16(Fe1-y1Coy1)ост.(ZnzCu1-z)y2B6-20, где R1 - по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы Gd, Dy, R2 - по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы Sm, Ce; x1=0,20-0,50; x2=0,01-0,25; y1=0,30-0,55; y2=0,1-3,0; z=0,001-0,1.
Для достижения технической задачи разработано также изделие, которое выполнено из предлагаемого в изобретении магнитного материала.
Авторами установлено, что легирование материала системы (Pr1-xRx)-(Fe1-yCoy) - В цинком и медью, а именно комплексом (ZnzCu1-z), где z=0,001-0,1, не только облегчает прессование и спекание магнитов, но и повышает магнитные свойства материала за счет замещения ионами этих металлов ионов железа в основной магнитной фазе. Под основной магнитной фазой понимается система, включающая Pr с элементами R1, R2, система, содержащая Fe и Co, а также B. Цинк имеет температуру плавления Tпл=420°C, а медь - Tпл=1083°C, поэтому трещины, образованные прессованием, при наличии комплекса (ZnzCu1-z) начинают закрываться раньше, чем при использовании только меди, а во время остывания магнитов и их усадки цинк дольше расплавлен и предохраняет материал от растрескивания. Установлено также, что положительное влияние самария и церия, а также цинка и меди в заявленных пределах связано с изменением химического состава основной магнитной фазы, а также остального фазового состава материала.
Сплав заданного состава получали путем выплавки в вакуумной индукционной печи. Магниты изготавливали по порошковой технологии, включающей: дробление слитка до размера менее 600 мкм, тонкий помол в защитной среде до монокристаллического размера частиц, прессование образцов в магнитном поле при 10 кЭ, спекание в вакуумной печи при температуре 1080-1150°C. Образец изделия получали из заготовок образцов изделий путем шлифовки до размера 20×10×10 мм. Величину ТКИ измеряли в области температур от -60 до +100°C.
Составы и свойства предлагаемого магнитного материала и материала-прототипа приведены в таблице (BR - остаточная магнитная индукция, кГс). В строке 1 данной таблицы представлены: нижнее граничное значение для x1=0,20 ат. долей, верхнее граничное значение для y1=0,55 ат. долей, верхнее граничное значение для y2=3 ат. доли, нижнее граничное значение для x2=0,01 ат. долей, верхнее граничное значение для z=0,1 ат. долей; в строке 4 таблицы представлены: верхнее граничное значение для x1=0,5 ат. долей; нижнее граничное значение для y1=0,30 ат. долей, верхнее граничное значение для x2=0,25 ат. долей, нижнее граничное значение для y2=0,1 ат. долей, нижнее граничное значение для z=0,001 ат. долей. В строках 2, 3 таблицы представлены промежуточные значения указанных параметров.
Предложенный магнитный материал при величине ТКИ в диапазоне от -0,0043 до +0,005%/°C позволяет повысить величину выхода годных кольцевых магнитов с радиальной текстурой при шлифовке с 25% для прототипа до минимального значения 75%, т.е. в 3 раза, на отдельных составах - до 90%, т.е. в 3,6 раза. При этом величина HCI повышается минимум в 1,5 раза по сравнению с HCI материала-прототипа, что является крайне важным показателем для кольцевых магнитов с радиальной текстурой, поскольку они имеют высокий размагничивающий фактор.
Применение предложенного магнитного материала позволяет повысить точность и стабильность работы динамически настраиваемых гироскопов и применять их в изделиях с автономным электропитанием.
| Таблица | ||||||
| Составы и свойства предлагаемого магнитного материала и материала-прототипа | ||||||
| Предлагаемый материал | № | Состав магнитного материала, ат.% | Выход годных KMPT, % | Магнитные свойства | ||
| HCI, кЭ | BR, кГс | ТКИ, %/°C (от -60 до +100°C) | ||||
| 1 | (Pr0,799Dy0,19Gd0,01Sm0,005Ce0,005)13,2(Fe0,45Co0,55)ост.(Zn0,1Cu0,9)3B20 | 75 | 17 | 8,6 | +0,003 | |
| 2 | (Pr0,74Dy0,22Gd0,03Sm0,05Ce0,05)14,1(Fe0,54Co0,46)ост.(Zn0,02Cu0,98)B18 | 89 | 16 | 8,6 | +0,003 | |
| 3 | (Pr0,44Dy0,49Gd0,01Sm0,05Ce0,01)12,8(Fe0,65Co0,35)ост.(Zn0,01Cu0,99)1,2B7 | 90 | 15 | 8,7 | -0,0043 | |
| 4 | (Pr0,25Dy0,49Gd0,01Sm0,24Ce0,01)13,2(Fe0,70Co0,30)ост.(Zn0,001Cu0,999)0,1B17 | 85 | 15 | 8,7 | +0,005 | |
| Прототип | (Pr0,509Dy0,48Sm0,01Gd0,001)13,6(Fe0,65Co0,35)ост.Al0,13Cu0,001B6,0 | 25 | 10 | 8,52 | -0,005 | |
Claims (2)
1. Магнитный материал, содержащий празеодим, железо, кобальт, бор, медь и, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы гадолиний (Gd), диспрозий (Dy), самарий (Sm), церий (Ce), отличающийся тем, что он дополнительно содержит цинк (Zn), при этом химический состав материала соответствует формуле, ат.%:
(Pr1-x1-x2R1 x1R2 x2)11,5-16(Fe1-y1Coy1)ост.(ZnzCu1-z)y2B6-20,
где R1 - по меньшей мере один элемент, выбранный из группы Gd, Dy,
R2 - по меньшей мере один элемент, выбранный из группы Sm, Ce,
x1=0,20-0,50,
x2=0,01-0,25,
y1=0,30-0,55,
y2=0,1-3,0,
x=0,001-0,1.
(Pr1-x1-x2R1 x1R2 x2)11,5-16(Fe1-y1Coy1)ост.(ZnzCu1-z)y2B6-20,
где R1 - по меньшей мере один элемент, выбранный из группы Gd, Dy,
R2 - по меньшей мере один элемент, выбранный из группы Sm, Ce,
x1=0,20-0,50,
x2=0,01-0,25,
y1=0,30-0,55,
y2=0,1-3,0,
x=0,001-0,1.
2. Изделие из магнитного материала, отличающееся тем, что оно выполнено из материала по п.1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141070/04A RU2537947C1 (ru) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141070/04A RU2537947C1 (ru) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2537947C1 true RU2537947C1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013141070/04A RU2537947C1 (ru) | 2013-09-09 | 2013-09-09 | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537947C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604092C1 (ru) * | 2015-09-10 | 2016-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Магнитотвердый материал и изделие, выполненное из него |
| RU2685708C1 (ru) * | 2018-07-25 | 2019-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2255833C1 (ru) * | 2002-08-08 | 2005-07-10 | Неомакс Ко., Лтд. | Способ получения быстроотвержденного сплава для магнита |
| RU2280910C1 (ru) * | 2004-12-21 | 2006-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
| RU2368969C2 (ru) * | 2007-11-08 | 2009-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
| CN102360702A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-02-22 | 浙江大学 | 一种简便的磁性功能材料块体及其制备方法 |
-
2013
- 2013-09-09 RU RU2013141070/04A patent/RU2537947C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2255833C1 (ru) * | 2002-08-08 | 2005-07-10 | Неомакс Ко., Лтд. | Способ получения быстроотвержденного сплава для магнита |
| RU2280910C1 (ru) * | 2004-12-21 | 2006-07-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
| RU2368969C2 (ru) * | 2007-11-08 | 2009-09-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Магнитный материал и изделие, выполненное из него |
| CN102360702A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-02-22 | 浙江大学 | 一种简便的磁性功能材料块体及其制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2604092C1 (ru) * | 2015-09-10 | 2016-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Магнитотвердый материал и изделие, выполненное из него |
| RU2685708C1 (ru) * | 2018-07-25 | 2019-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6488976B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 | |
| JP6493138B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 | |
| EP3087573B1 (en) | Rare earth permanent magnetic material and method of preparing the same | |
| CN111243809B (zh) | 一种钕铁硼材料及其制备方法和应用 | |
| KR102527128B1 (ko) | R-t-b계 희토류 영구자석 재료, 제조방법 및 응용 | |
| JP5120710B2 (ja) | ＲＬ−ＲＨ−Ｔ−Ｍｎ−Ｂ系焼結磁石 | |
| US20220165462A1 (en) | Rare earth permanent magnet material and raw material composition,preparation method therefor and use thereof | |
| CN102592777A (zh) | 一种低成本烧结钕铁硼磁体及其制备方法 | |
| JP2015023285A (ja) | Ｒ−ｔ−ｍ−ｂ系焼結磁石とその製造方法 | |
| RU2537947C1 (ru) | Магнитный материал и изделие, выполненное из него | |
| JP2015207663A (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石、ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石用原料合金 | |
| WO2021169896A1 (zh) | 一种r-t-b系永磁材料及其制备方法和应用 | |
| KR102606749B1 (ko) | R-t-b계 영구자석 재료, 원료조성물, 제조방법, 응용 | |
| JP6984716B2 (ja) | Ｒ−ｔｍ−ｂ系焼結磁石 | |
| JPWO2014148146A1 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石 | |
| JP7220329B2 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石材料、原料組成物、製造方法、並びに応用 | |
| JP2015038950A (ja) | 希土類磁石 | |
| WO2018181592A1 (ja) | 永久磁石及び回転機 | |
| RU2500049C1 (ru) | Магнитный материал и изделие, выполненное из него | |
| RU2368969C2 (ru) | Магнитный материал и изделие, выполненное из него | |
| CN111243810A (zh) | 一种稀土永磁材料及其制备方法和应用 | |
| RU2280910C1 (ru) | Магнитный материал и изделие, выполненное из него | |
| CN110544569A (zh) | 一种钕铁硼磁铁及其生产工艺 | |
| EP2721618A1 (en) | Neodymium/iron/boron-based permanent magnet | |
| RU2578211C1 (ru) | Магнитный материал для постоянных магнитов и изделие, выполненное из него |