158105. lajstromszámú szabadalom • Permanens mágnes és eljárás az előállítására
3 158105 10 Az ittriumgazdag kémiai elegyfémnek (Y-MM) egy jellemző analízise a következő: Elem Y La Ce PrJNTd Sm Gd Dy Ho Er Yb Ca Közelítő súlyszá- 57 4 8 0,5 33 3 4 1 44 7 zalék Járulékosan még más ritkaföldfémek és további elemek nyomait is tartalmazza. 4. példa Egy cériumgazdag elegyfémnek (MM) és kobaltnak az MM:Co = 1:2,1 súlyarányú ötvözetét, amely arány az összes elegyfém és a kobalt 1:5 mol-arányának felel meg, a következőképpen állítjuk elő: 1 kg fémet több részletben ívkemencében kétszer megolvasztunk, az 50—75 g-os „gombokat" megtörjük, a borsó nagyságú darabkákat ismét összekeverjük és az egész adagot egy alumíniumoxid tégelyben, indukciós kemencében argon védő gáz mellett 1500 °C feletti hőmérsékleten összeolvasztjuk. A kemencében történő viszonylag gyors lehűlés után nem teljesen homogén ötvözetet nyerünk, amelynek csiszolatban két járulékos fázisa van, amelyek az összvolurhen 5%-át teszik ki. Az ötvözetet további izzítás nélkül porítjuk. Az őrlés laboratóriumi golyós őrlővel egy 2 literes acéledényben történik, amelynek 13,5 cm a szabad széle^ége s amelyet 6 mm átmérőjű, 2,6 kg súlyú kemény acédgo- • lyókkal, 250 ml hexánnal és 200 g mágnesötvözettel töltünk meg és amely percenként 70 fordulattal forog. Az ötvözetet előzőleg mozsárban aprítjuk és csak a 149—250 «m nagyságú szemeket használjuk fel. Az őrlés alatt . szabályos időközökben mintákat veszünk és mint a 2. példánkban, epoxigyantában mágnesesen rendezzük és rögzítjük. E minták mágnesező görbéit meghatároztuk, amelyekből származnak a 3. ábrán felrakott MH t koercitív erő, az M r /M m remanenciá viszony értékei.' (Mm az alkalmazott 17,6 kOe-s legnagyobb mágneses térben elért mágnesezés,' Mr a tér kikapcsolása után megmaradt remanens mágnesezés.) Nyolc órás őrlési idő után elérjük a remanenciá Mr /M m 0,91 optimális értékét. Az őrlés továbbfolytatása után az Mr /M m alig változik, míg a koercitív erő tovább növekszik és 16 óra után eléri az jfHc =?= 2520 Oe értéket. Most kötőanyagként 2 súlyszázalék polivinilalkoholt (PVA) adunk hozzá és a bensőséges keveredés érdekében néhány percen át tovább őröljük. A port ezután a malomból kiveszszük, a hexánt vákuumban lepároljuk és a száraz port az 1. példa a) pontjában leírt módhoz hasonlóan mágneses térben összepréseljük. A 3400 kg nyomóerővel előállított, 1,6 kg súlyú és 5,12 g/cm3 sűrűségű hengeres mágnestárcsáknak 17,6 kOe-s mágnesezés után a következő tulajdonságai vannak: B,. = 4060 G, Mr/Mm = 0,89, M H f = 2012 Oe, BHC -"= 1620 Oe, (BH)max = 2,34 MGOe. Ha az őrléshez golyósmalom helyett lengőmalmot használunk, akkor nagyobb koercitív erőt nyerünk, egészen 4000 Oe-ig, viszont a részecskék mágneses rendeződési képessége csökken (4. ábra). Az így előállított mintákat kb. 10~° torr mély vákuumban történő gondos me-5 légkezeléssel javíthatjuk. Az őrlés után H =3770 Oe és Mr /M ra = 0,65 értékeket kapunk, 16 órán át 300 °C melegkezeléssel az Mr /M m értékét 0,68-ra, 17,3 kOe-vel való mágnesezéssel az ^Hc értékét 4600 Oe-re növeljük. A melegkezelést 10 több órás kigázosítás előzte meg mintegy 100°C-nál. A por súlyához hasonló súlyú durva elegyfém vagy ittriumforgács getterként való belevegyítése ajánlatos, ha nem nagyon nagy teljesítőképességű vákuumszivattyút használunk. A 1= forgácsot a melegkezelés után kirostáljuk és utána újra felhasználjuk. ' Kötőanyagként az összepréselésnél a fent megadott PVA helyett 0,1—1,0 /<m szemnagyságú alumíniumport is használhatunk. A kapott 20 mágnesnek hasonló vagy valamivel rosszabb mágneses tulajdonságai vannak, de mechanikailag sokkal szilárdabbak, mint a PVA-val vagy más szerves kötőanyaggal előállítottaknak. Cériumgazdag elegyfémnek a mágnesötvözet 25 ritkaföldfémé gyanánt történő alkalmazásának jelentős gazdaságossági előnye van, minthogy ez az elegyfém messze a legolcsóbb fém-ritkaföldfém-termék. A leírt kísérletben a „Cellaroy 100 X" anyagot (előállító: Konson Metals Corpora-20 tion) alkalmaztuk. Az analízis a következő összszetételt mutatta: más más W2, 02 Elem La Ce Pr N'd Y ritka fém gázok 35 földfém Súlyszá' zalék 26 55 5 13 °' 3 <°> 1 <0,5 <0,25 Az ezzel előállított kobalt-5-ötvözet tulaj don-40 ságai a következők: sűrűség d = 8,35 g/cm3 , telítési mágnesezés 25 Q C-nál iji Ms = 8900 G, Curiepont T = 500 °C, anizotrópiatér IlA = 180 kOe. így ideális esetben energiatermelése a 100% sűrűségű mágnes részére (BH)ÍKax = 19^8 45 MGOe, 70% sűrűségű mágnes részére 9,7 MGOe lehet. A ritkaföldfémoxidok más cérium-, lantén., prazeodimium- vagy szamáriumgazdag elegyeit hasonlóképpen előnyösen alkalmazhatjuk. 'NdCos és a didim megfelelő kobaltötvözete 50 (75% Nd, 25% Pr) nem alkalmas, mert anizotrópiájuknak és ezzel koercitív erejüknek a szobahőmérséklet alatt minimumuk van. Ám ki• sebb Nd adalék a cériumhoz, elegyfémhez, vagy más ritkaföldfémhez a koercitív erő hőmérsék-55 letállandósága és a szobahőmérséklet környezetében a mágneses tulajdonságai megjavítása végett hasznosítható. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítás.! módjánál egy kobaltötvözetet használunk, amelyet olyan ritka-60 földfémmel elegyítünk, amelynek neodímium — tartalma 5 — 25 atomszázalék között van és amelyet úgy választunk meg, hogy megfelelő hőmérsékleti összefüggése, ezen belül a szobahőmérséklet közelében a koercitív erőnek és a reg& manenciának jó állandósága legyen. 5
