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DE2121596C3 - Use of an alloy as a hard magnetic material - Google Patents

Use of an alloy as a hard magnetic material

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Publication number
DE2121596C3
DE2121596C3 DE19712121596 DE2121596A DE2121596C3 DE 2121596 C3 DE2121596 C3 DE 2121596C3 DE 19712121596 DE19712121596 DE 19712121596 DE 2121596 A DE2121596 A DE 2121596A DE 2121596 C3 DE2121596 C3 DE 2121596C3
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DE
Germany
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magnetic
alloys
alloy
cobalt
seco
Prior art date
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Expired
Application number
DE19712121596
Other languages
German (de)
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DE2121596B2 (en
DE2121596A1 (en
Inventor
Hans Rudolf Dr. 4630 Bochum Kirchmayr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
TH Goldschmidt AG
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 TH Goldschmidt AG filed Critical TH Goldschmidt AG
Priority to DE19712121596 priority Critical patent/DE2121596C3/en
Publication of DE2121596A1 publication Critical patent/DE2121596A1/en
Publication of DE2121596B2 publication Critical patent/DE2121596B2/en
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Publication of DE2121596C3 publication Critical patent/DE2121596C3/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C28/00Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433Nickel- or cobalt-based alloys
    • C22C1/0441Alloys based on intermetallic compounds of the type rare earth - Co, Ni
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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

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Description

gelänge, Cer-Mischmetall an Stelle der reinen Sei- Die hohe magnetische Kristallanisotropie der tenen Erdmetalle zu haitmagnetischen Legierungen SECo6-Legierungen ist weitgehend von der nichtder Zusammensetzung SECo5 mit einem Energiepro- kubischen Kristallstruktur bestimmt, wobei das madukt von mehr als 107 G · Oe zu verarbeiten, wäre gnetlsche Moment des Seltenen Erdmetalls nicht von der Preis dieser Legierungen infolge des relativ hohen 5 ausschlaggebender Wichtigkeit ist, da auch YCu5, in Cer-Mischmetall- und Kobaltpreises für viele kon- dem Yttrium kern Moment aufweist, hartmagnetisch ventionelle Anwendungen hartmagnetischer Mate- ist. Ferner ist zu berücksichtigen, daß Eisen im Verrialien zu hoch. Dazu kommt, daß bei SECos-Legie- gleich zu Kobalt ein höheres Moment aufweist, so rangen z.B. die Curie-Temperatur, die Sättigungs- daß, falls es gelingt, Eisen in die hartmagnetischen magnetisierung, die Koerzitivfeldstärke usw. kaum io Phasen einzubauen, unter sonst gleichen Bedingungezielt den speziellen Anforderungen hartmagnet!- gen eine höhere Sättigungsmagnetisierung zu erwarscher Materialien in Magnetkemspeichem, in ma- ten wäre. Daher wurden solche Legierungen hergegneto-optischen Speichern oder in anderen Daten- stellt und untersucht, in denen die Seltenen Erdträgern angepaßt werden kann. metalle teilweise oder gänzlich durch Elemente oder Die Aufgabe der Erfindung besteht diher darin, 15 Gemische von Elementen mit vergleichbarem Atomhartmagnetische Legierungen mit eusreichend großer radius bzw. unter ungefährer Beibehaltung der Va-Sättigungsmagnetisierung, Koerzitivfeldstärke und lenzelektronenkonzentration ersetzt waren. Weiter Energieprodukt zu entwickeln, in denen die reinen wurden Legierungen hergestellt, in denen Kobalt vor-Seltenen Erdmetalle sowie das Kobalt teilweise oder zugsweise durch einige andere 3d-Metalle, vor allem gänzlich durch andere Elemente ersetzt sind. »o Eisen, teilweise oder gänzlich ersetzt wurde, wobei Aus der Offenlegungsschrift 19 15 358 ist ein ma- die Stabilisierung nichtkubischer Kristallstrukturen gnetisches Material mit einer Komponente (A), die gegebenenfalls durch weiteren Zusatz von Nichtzumindest ein aus der aus Kobalt und Eisen beste- Übergangsmetallen, eingehend untersucht wurde,
henden Gruppe ausgewähltes Element ist, und mit Diese Versuchsreihen zeigten überraschenderweise, einer Komponente (RE), die zumindest ein aus der «5 daß zahlreiche Legierungen hartmagnetische Eigenaus Samarium, Cer, Gadolinium, Praseodym, Lanthan, schäften besitzen, wenn einerseits unter teilweisem Yttrium, Neodym und Holmium bestehenden Gruppe oder gänzlichem Ersatz von Seltenen Erdmetallen ausgewähltes Element ist, bekannt, mit der Kenn- Magnesium und/oder Calcium und andererseits neben zeichnung, daß das Material des weiteren eine Korn- oder an Stelle von Kobalt noch Chrom und/oder ponente (B) aufweist, die zumindest ein aus der aus 30 Eisen, gegebenenfalls unter Beimischung von Zn, Al, Kupfer, Nickel und Aluminium bestehenden Gruppe Si, Sn, legiert werden, sofern wenigstens eine der entausgewähltes Element ist, daß das Material die allge- sprechenden Phasen eine nichtkubische Kristallstrukmeine Formel (AB)1(RE) besitzt, wobei χ zwischen tür aufweist.
The high magnetic crystal anisotropy of the ten earth metals to semi-magnetic alloys SECo 6 alloys is largely determined by the non-composition SECo 5 with an energy-procubic crystal structure, whereby the madukt of more than 10 7 G · To process Oe, the rare earth metal's price would not be of crucial importance due to the relatively high 5, because YCu 5 , in the cerium mischmetal and cobalt price for many yttrium core, also has hard magnetic conventional moment Applications of hard magnetic mate is. It should also be taken into account that iron is too high in the verrialien. In addition, SECo s -alloy has a higher moment than cobalt, for example the Curie temperature, the saturation - that, if it is possible to incorporate iron into the hard magnetic magnetization, the coercive field strength etc., hardly any phases, all other things being equal, targeting the special requirements of hard magnet! For this reason, such alloys have been produced and investigated in optical storage or in other data in which the rare earth carriers can be adapted. metals partially or entirely by elements or The object of the invention is therefore to replace 15 mixtures of elements with comparable atomic hard magnetic alloys with a sufficiently large radius or while approximately maintaining the Va saturation magnetization, coercive field strength and bilge electron concentration. Further to develop energy product in which the pure alloys were manufactured in which cobalt pre-rare earth metals as well as the cobalt are partially or preferably replaced by some other 3d metals, especially completely by other elements. »O iron has been partially or wholly replaced, whereby the laid-open specification 19 15 358 is a magnetic material stabilizing non-cubic crystal structures with a component (A) which, if necessary, by further addition of not at least one consisting of cobalt and iron Transition metals, has been studied in detail,
This series of tests surprisingly showed a component (RE), which has at least one of the "5 that numerous alloys have hard magnetic properties from samarium, cerium, gadolinium, praseodymium, lanthanum, if on the one hand partly yttrium, Neodymium and holmium existing group or complete replacement of rare earth metals is known, with the identification magnesium and / or calcium and on the other hand in addition to drawing that the material is also a grain or instead of cobalt chromium and / or component (B), which are alloyed from the group Si, Sn, consisting of iron, optionally with the admixture of Zn, Al, copper, nickel and aluminum, provided that at least one of the selected elements is that the material has the general speaking phases has a non-cubic crystal structure formula (AB) 1 (RE), where χ has between door.

5 und etwa 8,5 liegt, und daß die Zusammensetzung Die Vorteile der erfindungsgemäß zu verwenden-5 and about 8.5, and that the composition The advantages of the invention to be used

innerhalb eines Bereiches in einem ternären Dia- 35 den Legierungen, die an einem Beispiel nachstehendwithin a range in a ternary dia- 35 the alloys exemplified below

gramm liegt, der durch die zwischen den folgenden erläutert werden, bestehen vor allem in den folgendengram, which is explained by the between the following, consist mainly in the following

Punkten gezogenen Linien begrenzt ist: Möglichkeiten, nämlich a) auch Eisen, das ein sehrPoints drawn lines is limited: possibilities, namely a) also iron, which is a very

a\ 18«/ A hohes magnetisches Moment besitzt, in eine nicht- a \ 18 «/ A has a high magnetic moment, into a non-

71 5 β/ Β kubische, hartmagnetische Legierung einzubauen;71 5 β / Β cubic, hard magnetic alloy to be incorporated;

'_ 0/° ,_p. 40 b) Legierungen mit variabler, dem jeweiligen Ver-'_ 0 / °, _p. 40 b) alloys with variable, the respective

,5 ,0 (KIi; wendungszweck angepaßter Curie-Temperatur und, 5, 0 (KIi; purpose-adapted Curie temperature and

b) 16,7 "Vo A Koerzitivfeldstärke herzustellen; c) Legierungen mitb) to produce 16.7 "Vo A coercive force; c) alloys with

66.6 °/o B hohem Energieprodukt zu erhalten und d) Metalle66.6 ° / o B high energy product and d) metals

16.7 °/o (RE) mit geringem Preis (Eisen, Magnesium, Kobalt usw.)16.7 ° / o (RE) with low price (iron, magnesium, cobalt, etc.)

45 zu hartmaignetischen Materialien hoher Güte zu ver-45 to be used in hard plastic materials of high quality

c) 81,6 °/o A arbeiten und so neue zahlreiche Anwendungsgebietec) 81.6 ° / o A work and so numerous new fields of application

1,7 %> B für hartmagnetische Materialien zu erschließen.1.7%> B for hard magnetic materials to be developed.

16,7 % (RE) Wie aus dem Beispiel hervorgeht, können Legie-16.7% (RE) As can be seen from the example, alloy

d) 87 7 °/o A rangen mit hohem maximalem Energieprodukt undd) 87 7 ° / o A rang with high maximum energy product and

18 % B 5° h°ner Sättigungsmagnetisierung hergestellt werden,18% B prepared 5 ° h ° ner saturation magnetization,

10*5 °/o (RE) ^e keine °der nur einen kleinen Anteil an Seltenen10 * 5 ° / o (RE) ^ e none ° d er only a small proportion of rare species

' Erdmetallen enthalten, bzw. die an Stelle von Kobalt'Contain earth metals, or instead of cobalt

Es ist ferner aus der Offenlegungsschrift 19 54 698 Eisen als Träger des magnetischen Moments aufwei-It is also from the laid-open specification 19 54 698 iron as a carrier of the magnetic moment aufwei-

ein gegossener Dauermagnet aus einem Mischkristall sen, falls bestimmte Bedingungen hinsichtlich dera cast permanent magnet made of a mixed crystal sen, if certain conditions with regard to the

mit einer Zusammensetzung Co5-1AxR, in der A Cu 55 Atomradien, der Valenzelektronenzahl und der Elek-with a composition Co 5-1 A x R, in which A Cu 55 atomic radii, the valence electron number and the elec-

ist, das völlig oder teilweise durch Al, Ni und einige tronegativität erfüllt werden. Diese Legierungen wei-is that are fully or partially satisfied by Al, Ni and some tronegativity. These alloys know

andere Elemente ersetzt sein kann, in der R ein EIe- sen durchweg im wesentlichen eine nichtkubischeother elements can be replaced, in which R an iron is essentially a non-cubic one

ment oder mehrere Elemente der Seltenen Erden und Kristallstruktur auf. Die Stabilität dieser Legierungenment or more rare earth elements and crystal structure. The stability of these alloys

in der O < χ < 4 ist, bekannt, bei dem das stöchio- und der Kristallstruktur ist dadurch gegeben, daßin which O < χ <4 is known, in which the stoichio- and the crystal structure is given by the fact that

metrische Verhältnis (Co + A): R = 5 : (1 — d) mit 60 Magnesium und/oder Calcium und die Elemente AIu-metric ratio (Co + A): R = 5: (1 - d) with 60 magnesium and / or calcium and the elements AIu-

O ■<(}■< 0,17 ist. minium, Silicium, Zink und/oder Zinn neben Chrom,O ■ <(} ■ < Is 0.17. minium, silicon, zinc and / or tin in addition to chromium,

Im Gegensatz hierzu bieten die erfindungsgemäß Eisen und/oder Kobalt vorhanden sind.
zu verwendenden Legierungen erheblich größere Va- Legierungen der in den Patentansprüchen beschrieriationsbreite, insbesondere durch die erkannte Mög- benen Zusammensetzung waren aus der Patentschrift lichkeit der Mitverwendung von Magnesium und/oder 65 6 28 306 bekannt, jedoch für solche Zwecke des Calcium. Weitere technische Fortschritte ergaben Zahnersatzes bestimmt. Hieraus konnte die Verwendsich aus folgenden Überlegungen und darauf basie- barkeit für den erfindungsgemäßen Zweck nicht herrenden Untersuchungen: geleitet werden.
In contrast to this, iron and / or cobalt are present according to the invention.
Alloys to be used considerably larger Va alloys of the range described in the patent claims, in particular due to the recognized possible composition, were known from the patent to use magnesium and / or 65 6 28 306, but calcium for such purposes. Further technical advances resulted in dentures. From this, the use could be derived from the following considerations and investigations not based on them for the purpose according to the invention.

Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwen- terialien bzw. Permanentmagnete auch durch Verdenden Legierungen kann mit üblichen Schmelz- und pressen, Warmpressen, Extrudieren oder durch Sin-Sinterverfahren erfolgen. Als Ausgangsmaterial für tem hergestellt werden. Diese Verfahren fördern oft die Herstellung der Legierungen werden normaler- in bekannter Weise die Ausbildung von gerichteten weise technisch reine Metalle verwendet Die Seite- 5 Einbereichsteilchen, was zu verbesserten permanentnen Erdmetalle technischer Reinheit enthalten üb- magnetischen Eigenschaften führt,
lieberweise andere Seltene Erdmetalle sowie Nicht- Das Erschmelzen der Legierungen unter erhöhtem metalle, wie Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Koh- Druck kann deshalb vorteilhaft sein, um ein Verlenstoff usw., als Verunreinigungen. An Stelle von dampfen der Legierungspartner zu verhindern oder Seltenen Erdmetallen werden aus ökonomischen io weil höhere Drücke zur Ausbildung von Kristall-Gründen oft auch Gemische von Seltenen Erd- strukturen führen können, die besonders hohe mametallen, wie z. B. »Didym« oder Cermischmetall mit gnetische Kristallanisotropie und daher besonders Vorteil verwendet Zweckmäßigerweise wird oft von hohe magnetische Energieprodukte aufweisen;
Vorlegieruagen ausgegangen. Die angeführten Legie- Werden die Ausgangsstoffe oder Vorlegierungen magen wurden entweder im Hochfrequenzofen in. 15 im Vakuum verdampft, so können die erfindungsge-Keramiktiegeln, im Lichtbogenofen oder im Elektro- maß zu verwendenden Legierungen in dünner Schicht nenstrahlschmelzofen hergestellt Großtechnisch ist hergestellt werden. Derartige hartmagnetische Le das Schmelzen in Keramik- oder Metalltiegeln unter gierungsschichten, unter Umständen mit einer z. B. einer Salzdecke vorzuziehen. Diese Verfahren sind durch eine Wärmebehandlung oder durch die Anweaus der Technologie reaktiver Metalle wohlbekannt, ao senheit eines Magnetfeldes erzielten Textur, eignen Die Ausgangsstoffe oder auch Vorlegierungen kön- sich z. B. für magneto-optische Speicherzwecke, für nen dann, wenn größere Unterschiede hinsichtlich des magnetische Datenspeicher (z. B. Magnettonträger) Schmelzpunktes oder des Siedepunktes bestehen, vor- usw.
The manufacture of the materials or permanent magnets to be used according to the invention also by means of Verdenden alloys can be carried out with conventional melting and pressing, hot pressing, extrusion or by sin-sintering processes. As a starting material for tem These processes often promote the production of the alloys are normally used - in a known manner - the formation of directional, technically pure metals.
Preferably other rare earth metals as well as non- The melting of the alloys under elevated metals, such as hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon pressure can therefore be advantageous to a Verlenstoff etc., as impurities. Instead of preventing vaporization of the alloy partners or rare earth metals are used for economic reasons, because higher pressures can often lead to the formation of crystal bases, mixtures of rare earth structures that have particularly high mametallic properties, e.g. B. "Didym" or Cermischmetall with magnetic crystal anisotropy and therefore used with particular advantage. Expediently, they often have high magnetic energy products;
Vorlegieruagen run out. If the starting materials or master alloys were either evaporated in a high-frequency furnace in. 15 in a vacuum, the ceramic crucibles according to the invention, alloys to be used in an electric arc furnace or in a thin-layer beam melting furnace can be manufactured on an industrial scale. Such hard magnetic Le melting in ceramic or metal crucibles under layers of alloy, possibly with a z. B. preferable to a salt cover. These processes are well known through a heat treatment or through the application of reactive metals technology, ao sheit a magnetic field achieved texture, are suitable. B. for magneto-optical storage purposes, for NEN when there are major differences in terms of magnetic data storage (e.g. magnetic sound carrier), melting point or boiling point, etc.

teilhaft durch Sintern zur fertigen Legierung verbun- Die verschiedenen technischen Verwendungsarten den werden. Auch die bereits vorliegende Legierung 25 hartmagnetischer Legierungen in Form von Permawird vorteilhaft nach entsprechender Zerkleinerung nentmagneten, z. B. als gegossene oder gesinterte durch Sintern zum Fertigprodukt weiterverarbeitet, oder aus feinen Teilchen aufgebaute Materialien; in wenn entweder eine bestimmte Probenform angestrebt Form von magnetischen Speicherelementen ζ. Β. als wird oder wenn durch den Sintervorgar^ in einem Magnetkernspeicher oder magneto-optische Speicher; Magnetfeld gleichzeitig eine magnetische Ausrichtung 30 in Form von dünnen Schichten und in feinteiliger erreicht werden soll. Form sind im wesentlichen bekannt. Die erßndungs-Die angeführten magnetischen Kenngrößen wurden gemäß zu verwendenden Legierungen sind für diese aus Messungen der Remanenz und der Koerzitivfeld- Verwendungszwecke insbesondere deshalb geeignet, stärke an kleinen Testmagneten ermittelt. Diese Test- weil durch geeignete Zusammensetzung (Mischvermagnete wurden durch Verpressen der entsprechen- 35 hältnis zwischen Übergangsmetallen und Nichtden Legierungspulver mit organischen Bindemitteln Übergangsmetallen bzw. zwischen Seltenen Erdhergestellt. Üblicherweise geschah das Verpressen in metallen und Magnesium oder Calcium) die Spezifieinem Magnetfeld von etwa 10 kOe. Die Legierungs- kationen der Legierungen den einzelnen technischen pulver wurden durch Mahlen der erschmolzenen Le- Anforderungen angepaßt werden können, was ihnen gierungen in einer Vibrationskugelmühle erhalten. 40 besondere technische Fortschrittlichkeit verleiht.
Die gesamte Technologie der Herstellung der Perma- .
nentmagnete aus den erfindungsgemäß zu verwenden- Beispiel
den Legierungen schließt sich eng an die bekannte Etwa 25 g einer Legierung der Zusammensetzung Technologie der Ferrite an. Dementsprechend werden Ca010Fe0 .,5Co0110Zn010 werden durch Mischen der in die permÄnentmagnetischen Legierungen z. B. fein 45 einer Kugelmühle unter Argonschutzgasatmosphäre gemahlen, mit oder ohne Magnetfeld verpreßt und hergestellten Metallpulver technischer Reinheit (Teildurch geeignete Mittel, wie z. B. durch Sintern oder chengröße 20 bis 40 μπι) im entsprechenden Mengendurch Bindemittel, zu festen Körpern verbunden. verhältnis, anschließendem Pressen zu Tabletten von Diese werden in geeignete Formen gebracht oder etwa 25 g und Sintern im Wiisserstoffstrom bei nachbearbeitet und durch Magnetisieren in den per- 50 950° C hergestellt. Die gleiche Legierung kann auch manentmagnetischen Zustand übergeführt. Die ma- ausgehend von 2 Vorlegierungen mit der Zusammengnetischen Eigenschaften der Legierungen können setzung Ca05Zn0-5 und Fe01875Co0125, die durch aber auch dadurch geändert werden, daß eine Wärme- Schmelzen im Hochfrequenzofen erhalten werden, behandlung der erschmolzenen Legierungen bei- Mischen der Vorlegierungen uach vorhergehender spielsweise unterhalb der Curie-Temperatur mit oder 55 Granulierung und Schmelzen bei 1300° C im Hochohne Anwesenheit eines magnetischen Feldes vorge- frequenzofen hergestellt werden. !Die vorherrschende nommenwird. Kristallstruktur ist rhombisch. Es wird Sättigungs-Auf der Basis der erfindungsgemäß zu verwenden- magnetisierung von 11300 G und ein Energieprodukt den Legierungen können permanentmagnetische Ma- von 3,1 · 107 G · Oe beobachtet.
The various technical types of use are partially connected to the finished alloy by sintering. The already existing alloy 25 of hard magnetic alloys in the form of Perma is advantageously nentmagneten after appropriate comminution, e.g. B. further processed as cast or sintered by sintering to the finished product, or materials composed of fine particles; in if either a specific sample shape is sought the form of magnetic storage elements ζ. Β. as is or when through the sintering process ^ in a magnetic core memory or magneto-optical memory; Magnetic field at the same time a magnetic alignment 30 in the form of thin layers and finely divided is to be achieved. Shape are essentially known. The magnetic characteristics listed were determined in accordance with the alloys to be used and are therefore particularly suitable for these purposes from measurements of the remanence and the coercive field, strength on small test magnets. This test - because through a suitable composition (mixing magnets were produced by pressing the corresponding ratio between transition metals and non-alloy powder with organic binders transition metals or between rare earths. Usually the pressing was done in metals and magnesium or calcium) the specific magnetic field of about 10 kOe . The alloy cations of the alloys of the individual technical powders can be adapted to the melted Le requirements by grinding, which gives them alloys in a vibrating ball mill. 40 gives special technical progress.
All the technology of making the perma-.
nentmagnete from the example to be used according to the invention
the alloys closely follow the well-known approx. 25 g of an alloy of the composition technology of ferrites. Accordingly, Ca 010 Fe 0. , 5Co 0110 Zn 010 are made by mixing the in the permanent magnetic alloys z. B. finely ground in a ball mill under an argon protective gas atmosphere, pressed with or without a magnetic field and produced metal powder of technical purity (partly by suitable means, such as e.g. by sintering or particle size 20 to 40 μm) in the appropriate amount by binding agent, bonded to form solid bodies. ratio, subsequent pressing to tablets of These are brought into suitable shapes or about 25 g and sintered in a hot material stream at post-processed and produced by magnetizing at the temperature of 50,950 ° C. The same alloy can also be converted into a demagnetic state. The based on 2 master alloys with the composite properties of the alloys can be treated with Ca 05 Zn 0-5 and Fe 01875 Co 0125 , which can also be changed by heat melting in the high-frequency furnace - Mixing of the master alloys can be produced beforehand, for example below the Curie temperature, with or 55 granulation and melting at 1300 ° C. in a pre-frequency furnace without the presence of a magnetic field. ! The predominant one is taken. Crystal structure is rhombic. On the basis of the magnetization of 11300 G to be used according to the invention and an energy product of the alloys, permanent magnetic dimensions of 3.1 · 10 7 G · Oe are observed.

Claims (2)

Das maximal mögliche Energieprodukt beträgt bei Patentansprüche· Alnico-Magneten 1,0-10»G-Oe, bei Ferriten 3,7-10« ratentanspnicne. q q& ^. Kohlenstoffstählen etwa 1>0.10, G . Q8The maximum possible energy product for patent claims · Alnico magnets is 1.0-10 »G-Oe, with ferrites 3.7-10« ratentanspnicne. q q & ^. Carbon steels about 1> 0.10, G. Q8 1. Verwendung einer Legierung der allgemeinen und bei Platin-Kobalt-Magneten 9,2 ■ 10· G · Oe.
Zusammensetzung AJJ1AD1 x , „ worin A 5 In jüngster Zeit ist nun eine neue Klasse perma-Magnesium und Calcium bedeutet; B den EIe- nentmagnetischer Materialien entwickelt worden, die menten der Seltenen Erdmetalle entspricht, auf Legierungen der Seltenen Erdmetalle (SE) mit C Chrom, Eisen und Kobalt und D Aluminium, Kobalt mit der ungefähren Zusammensetzung SECos Silicium, Zink und Zinn bedeuten, wobei x=0,05 basieren. Die Definition der Seltenen Erdmetalle umbis 0,20, y = 0,0 bis 0,25 und ζ = 0,40 bis 0,85 io faßt hierbei die Elemente Scandium (Ordnungszahl sind, und stets zumindest eine der in der Legie- 21), Yttrium (Ordnungszahl 39) und die Lanthanum enthaltenen Phasen eine nichtkubische noiden (Lanthan, Ordnungszahl 57, bis Lutetium, Kristallstruktur besitzt, als hartmagnetischer Ordnungszahl 71). Verbindungen der Zusammen-Werks toff Setzung SECo5 existieren zumindest fur SE = Y, La,
1. Use of an alloy of the general type and, for platinum-cobalt magnets, 9.2 × 10 · G · Oe.
Composition AJJ 1 AD 1 x , “in which A 5 is recently a new class of perma-magnesium and calcium; B has been developed for the magnetic materials, which correspond to the rare earth metals, on alloys of the rare earth metals (SE) with C chromium, iron and cobalt and D aluminum, cobalt with the approximate composition SECo s mean silicon, zinc and tin, where x = 0.05. The definition of the rare earth metals umbis 0.20, y = 0.0 to 0.25 and ζ = 0.40 to 0.85 io includes the elements scandium (atomic number, and always at least one of the elements in the alloy 21) , Yttrium (atomic number 39) and the phases contained in lanthanum have a non-cubic noiden (lanthanum, atomic number 57, to lutetium, crystal structure, as hard magnetic atomic number 71). Compounds with the composition SECo 5 exist at least for SE = Y, La,
2. Verwendung einer Legierung der Zusam- is Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho und Er. Diese Vermensetzung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, bindungen weisen durchweg ehe hexagonale CaCu5-daß die Summe χ + y = 0,14 bis 0,20 beträgt, Struktur auf. Den SECo6-Verbindungen dieser Strukfür dea Zweck nach Anspruch 1. tür ist nun fast immer eine hohe magnetische Kristallanisotropie eigen, so daß die Legierungen, in denen2. Use of an alloy composed of Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho and Er. This reduction according to claim 1 with the proviso that bonds consistently have a structure before hexagonal CaCu 5 - that the sum χ + y = 0.14 to 0.20. The SECo 6 compounds of this Strukfür dea purpose according to claim 1. door is now almost always a high magnetic crystal anisotropy peculiar, so that the alloys in which ao SECOg-Phasen vorhanden sind, permanentmagneti-ao SECOg phases are present, permanent magnetic sehe Eigenschaften besitzen. Daher wurde auch diesee properties. Hence the Verwendung von Legierungen der ungefähren Zusammensetzung SECo5 durch das US-PS 3424578Use of alloys of approximate composition SECo 5 by U.S. Patent 3,424,578 Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Le- geschützt. In diesem Patent wird auch die Beimigierung der allgemeinen Zusammensetzung «5 schung von Mangan und/oder Eisen zum KobaltThe invention relates to the use of a Le protected. This patent also mentions the addition the general composition of manganese and / or iron to form cobalt beansprucht.claimed. Aj1BX1D1 x,, In der Zeitschrift Applied Physics Letters 16,Aj 1 BX 1 D 1 x " ,, In the journal Applied Physics Letters 16, 312/313 (1970), wurde über permanentmagnetische312/313 (1970), was about permanent magnetic worin A Magnesium und Calcium bedeutet, B den Legierungen, bestehend aus SE-Metallen, Kobalt und Elementen der Seltenen Erdmetalle entspricht, 30 Kupfer, die manchmal auch kleinere Eisenanteile C Chrom, Eisen und Kobalt und D Aluminium, SiIi- enthalten, berichtet. Diese Legierungen bestehen cium, Zink und Zinn bedeuten, wobei χ — 0,05 offensichtlich aus Ausscheidungen von SECo5-reichen bis 0,20, y = 0,0 bis 0,25 und ζ = 0,40 bis 0,85 sind, Phasen in einer nicht- oder weichmagnetischen Ma- und stets zumindest eine der in der Legierung ent- trix. Träger der permanentmagnetischen Eigenschafhaltenen Phasen eine nichtkubische Kristallstruktur 35 ten der genannten Legierungen ist daher stets eine besitzt, als hartmagnetischer Werkstoff. Sie betrifft SECo6-Phase. die nicht näher bekannte Anteile von dabei besonders die Verwendung einer Legierung, Cu, Mn und Fe ins Gitter eingebaut enthalten kann, bei der die Summe χ + y = 0,14 bis 0,20 beträgt. Es ist aber wichtig festzustellen, daß keine magne-where A denotes magnesium and calcium, B corresponds to the alloys consisting of rare earth metals, cobalt and elements of the rare earth metals, 30 copper, which sometimes also contains smaller iron components C chromium, iron and cobalt and D aluminum, SiIi, reports. These alloys consist of cium, zinc and tin, where χ - 0.05 obviously consists of precipitates from SECo 5 -rich to 0.20, y = 0.0 to 0.25 and ζ = 0.40 to 0.85, Phases in a non-magnetic or soft magnetic matrix and always at least one in the alloy ent- trix. The carrier of the phases with permanent magnetic properties is a non-cubic crystal structure 35 th of the alloys mentioned is therefore always possessed as a hard magnetic material. It affects the SECo 6 phase. the unspecified proportions of especially the use of an alloy, Cu, Mn and Fe built into the lattice, in which the sum χ + y = 0.14 to 0.20. It is important to note, however, that no magnetic Hartmagnetische Materialien sind einerseits durch tischen Messungen an einer eindeutig als reine SEFe5-das Vorhandensein von mit einzelnen Atomen ge- 4» Phase oder z. B. als eisenreiche SE(Fe, Co, Ni)5-koppelten magnetischen Momenten, die unterhalb Phase identifizierten Legierung vorliegen, obwohl einer bestimmten Temperatur geordnet sind, gekenn- über die Existenz von SEFe5-Phasen mit der CaCu5-zeichnet, so daß eine resultierende Gesamtmagneti- Struktur verschiedentlich im Schrifttum berichtet sierung beobachtet wird, und andererseits durch eine wird, z. B. in der Zeitschrift für Metallkunde, 60, endliche Koerzitivfeldstärke von größenordnungs- 45 S. 778 bis 784 (1969).Hard magnetic materials are, on the one hand, determined by table measurements on an unambiguously as pure SEFe 5 - the presence of 4 »phase or z. B. as iron-rich SE (Fe, Co, Ni) 5 -coupled magnetic moments, which are present below the phase identified alloy, although they are ordered at a certain temperature, identified by the existence of SEFe 5 phases with the CaCu 5 , so that a resulting overall magnetic structure is observed variously in literature reports, and on the other hand, by a, z. B. in the Zeitschrift für Metallkunde, 60, finite coercive field strength of the order of magnitude 45 pp. 778 to 784 (1969). mäßig 100 bis 10 000 Oe. Hartmagnetische Legie- Aus eigenen Untersuchungen geht hervor, daß mitmoderately 100 to 10,000 Oe. Hard magnetic alloy from our own research shows that with rangen und Verbindungen werden seit vielen Jahren üblichen Schmelzverfahren SEFe5-Verbindungen verwendet und finden in jüngster Zeit ständig neue nicht einphasig hersteilbar sind, so daß anzunehmen Anwendungen, wie z. B. in Permanentmagneten, die ist, daß die SEFe5-Phasen bei Raumtemperatur und zur Umwandlung mechanischer in elektrische Ener- so Normaldruck nicht stabil sind,
gie, und umgekehrt, dienen, in Datenverarbeitungs- Unter den permanentmagnetischen Materialien auf
rangen and compounds have been used for many years, common melting process SEFe 5 compounds and in recent times are constantly finding new ones that cannot be produced in a single phase, so that applications can be assumed, such as, for. B. in permanent magnets, which is that the SEFe 5 phases are not stable at room temperature and for the conversion of mechanical energy into electrical energy so normal pressure,
gie, and vice versa, are used in data processing among the permanent magnetic materials
anlagen in Form von magnetischen Kernspeichern SECos-Basis haben bisher vor allem Legierungen mit oder magncio-optischen Speichern usw. Die wichtig- Samarium technische Bedeutung erlangt. Für gesinsten Charakteristika hartmagnetischer Materialien terte SmCo5-Permanentmagnete wurde ein Energiesind ihre Sättigungsmagnetisierung, gemessen in 55 produkt von 2,0-107G- Oe angegeben. Mit PrCo5-Gauß (G), sowie das sogenannte Energieprodukt Magneten wurde ein Energieprodukt von 107 G ■ Oe (B · H)max, gemessen in Gauß · Oersted (G · Oe). erreicht.Up to now, systems in the form of SECo s -based magnetic core storages have mainly achieved alloys with or magncio-optical storages, etc. The important samarium has gained technical importance. For the most favorable characteristics of hard magnetic materials, SmCo 5 permanent magnets have been given an energy value of their saturation magnetization, measured in terms of a product of 2.0-10 7 G-Oe. With PrCo 5 -Gauss (G), as well as the so-called energy product magnets, an energy product of 10 7 G · Oe (B · H) max , measured in Gauss · Oersted (G · Oe). achieved. Permanentmagnete sollen bei der jeweiligen Be- Der gegenwärtige Stand der Technik der Herstel-The current state of the art of manufacturing triebstemperatur meist ein möglichst großes Energie- lung hartmagnetischer Legierungen und Verbindunprodukt aulfweisen, während bei Anwendungen hart- 6° gen höchsten Energieproduktes beruht auf den Vermagnetischer Materialien in Datenverarbeitungs- bindungen der Grundzusammensetzung SECo5, wobei anlagen oft ein bestimmtes Verhältnis von Energie- das Seltene Erdmetall vorzugsweise Samarium oder produkt, Koerzitivfeldstärke und Ordnungstempera- Praseodym ist und das Kobalt zu einem geringen tür notwendig ist. Teil durch andere 3d-Metalle sowie durch Kupferoperating temperature, hard magnetic alloys and compound products usually show the greatest possible energy, while in applications hard- 6 ° the highest energy product is based on the vermagnetic materials in data processing compounds of the basic composition SECo 5 , with systems often having a certain ratio of energy to the rare earth metal preferably samarium or product, coercive field strength and order temperature is praseodymium and the cobalt is necessary to a low level. Part by other 3d metals as well as by copper Gegenwärtig werden als peimanentmagnetische 65 ersetzt werden kann. Derartige Legierungen sind aber Materialien technisch vor allem Alnico-Magnete, aus mehreren Gründen nur für einzelne spezielle An-Ferrite, Kohlenstoffstahl und Platin-Kobalt-Magnete Wendungen geeignet. Sowohl Samarium- als auch benutzt. Praseodymmetall ist äußerst teuer. Selbst wenn esAt present, magnetic 65 can be replaced as permanent. Such alloys are Materials technically mainly Alnico magnets, for several reasons only for individual special An-Ferrites, Carbon steel and platinum-cobalt magnets are suitable for turns. Both samarium and used. Praseodymium metal is extremely expensive. Even if it is
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