160242. lajstromszámú szabadalom • Mágneses anyag és eljárás permanens mágnes előállítására

? amelyek egy vagy ennél kisebb súly%~ot tehetnek ki, de még jelentősen nagyobb mennyiségek is kevés hatással vannak a találmány szerinti ötvözet struktúrájára, amely a mágneses hatást szolgáltatja. Minthogy azonban a nagy mágneses energia általában szükséges és minthogy a nem-mágneses zárványok ezt az értéket csökkentik, előnyösen 10%-nál kevesebb járulékos komponens van a találmány szerinti ötvözetben. Ez az előnyös határ nem jelent semmilyen korlátozást a járulékos komponensek jelenlétére vonatkozóan, amint azt a beágyazó viaszanyaggal kapcsolatban már említettük. Egyes korábbi munkák mágneses ötvözeteknél keverék fémet használtak tiszta ritkaföldfém helyett. Egy változat, amelyben a cérium dominál, néhány dollárba kerül fontanként az egyas ritkaföldfémek nagyságrendileg nagyobb árához képest. Ilyen és más típusú ritkaföldfém-keverékeket is lehet használni a találmány szerinti ötvözet elkészítésénél. A korábbi munkákból ismeretes, hogy cérium, szamárium, prazeodim és neodim ritkaföldfémek elektronjainak orbitális szerepe az, hogy a permanens mágnest kevésbé anti-íferromágnesessé teszik. Minthogy általában a találmány szerinti ötvözet megfelelően nagy koercátív erővel rendelkezik bármely találmány szerinti összetételnél, a telítési mágnesezettség és következésképpen a mágneses energia növekedése az említett négy ritkaföldfém alkalmazásának köszönhető. Az alábbiakban a találmány szerinti mágnes előállítási eljárását ismertetjük. Általában kívánatos, hogy az ötvözetet olyan gyártási eljárással állítsuk elő, amely a reakció után gyors lehűtésií műveleteket tartalmaz. Megfigyeltük, hogy a koercitív erő növekszik, ha a hűtés sebességét legalább is a kb. 600 q

C-ig terjedő hőmérséklet-tartományig növeljük. Ennek a sebességnek nincs kísérletileg meghatározott határértéke. Az anyagok, amelyeket kb. 1600 °C-nál levő olvadási pontról 15 perc alatt 600 c

iC-ra hűtöttünk le, 6000 oersted koercitív erőt mutattak, ugyanezen ösiszetételű és azonos módom előállított anyag 13 000 oersted nagyságú ko>ercitív erejével szemben, amelynél a különbség mindös S23B' SZÍ volt, hogy a lehűtés ugyanezen hőmérsékleti intervallumban történt, de kb. 1 milliseeundum alatt. Kívánatosnak látszik, hogy legalább 1000 cC/perc hűtési sebességet alkalmazzunk, és ezt az értéket ezen gyártási műveletnél előnyös határnak tekintjük. Egy szokásos metallurgiai módszer, amelyet a találmány szerinti ötvözet előállításánál használhatunk, az ívolvasztásos eljárás és a leírás^ ban az ismertetett eredmények közül néhányat ilyen eljárással készített mintáknál kaptunk. Mintákat készítettünk szolidifikációs eljárással, lebegő zónás olvasztással és folyékony állapotból történő gyorshűtéssel is. Más eljárások, amelyek lehetővé tesznek olyan fokú hűtést, 3 mint amilyent a fentiekben említettünk, szintén kielégítőek. Az egyetlen járulékos követelmény a gyártásnál az, hogy a reaktív gázatmoszférát ki kell zárni, mert például a ritika-5 földfém elemek hidrideket, nitrideket és oxido>kat alkotnak. Előnyösnek mutatkozott, ha az olvasztást közömbös atmoszférában, például argonban végeztük. Az ívolvasztásos eljárás, röviden vázolva, a 10 következő. A kívánt elemi anyagmennyiségeket a megállapított sztöchiometrikus adatok alapján kimérjük és megolvasztjuk. A készülék, amelyet használunk, vízhűtéses vörösréz kályha, amelynek 1,9 cm átmérőjű félgömb alakú 15 ürege van. Egy második fix elektród, amely szintén vízzel hűtött és például wolframból van, a reaktáns felülettől néhány milliméteres távközzel van elválasztva. Nagyfrekvenciás árammal (250 amperes, vagy nagyobb árammal) ívet 20 húzunk és ezt fenntartjuk olyan egyenfeszültséggel, amely elégséges arra, hogy az anyagot megolvassza. 30 grammos teljes adag esetén 30 voltos feszültség 13 mm távolságnál kb. 500 amperes áramot eredményez és ez elégnek mu-25 tatikozott, hogy az anyagot kb. 30 sec alatt megolvassza. Az 1600 °C olvadása hőmérsékletről kb. 600 °C hőmérsékletre való hűtés kb. 25 sec alatt történt a kályhafűtés kikapcsolása útján Alacsony hőmérsékleten történő hőkezelés 30 megfigyelésünk szerint lényegesen növeli a koercitív erőt. Míg bizonyos javulás mutatkozott a koercitív erőben azáltal, hogy kb. 1 óra hoszszat 300 °C körüli hőmérsékleten tartottuk az ötvözetet, csúcsértékű koercitív erőt általában • 5

csak akikor kaptunk, ha legalább 4 óra nagyságrendű időtartamra alkalmaztuk a 300 °C hőimérsékletet. Nagyobb hőmérsékleten való hőkezelés rövidebb idő alatt adja ugyanezt a javulást. A hőkezelés egészen kb. 700 C

C felső 40 hőmérséklethatárig végezhető. Az idő, amely szükséges ahhoz, hogy ilyen megnövelt hőmérsékleten mérhető javulást kapjunk a koercitív erőben, 30 másodperc nagyságrendű. A koercitív erő csúcsértékét körülbelül 30 perc alatt ér-45 tük el. A megfelelő optimális idők 400 °C és 500 C

C hőmérsékleteken négy óra, illetőleg egy óra. Az a belső mechanizmus, amely a hőkezelés során végbemegy, ezidőszerint nem ismeretes 50 teljesen. A kísérleti megfigyelésekkel egybehangzónak látszik, hogy bizonyos fajta fázis kicsapódás vagy krisztallográfiai rendeződés következik be. -^ A találmány szerinti mágneses anyagból a permanens mágneses tulajdonságok szilárd öntött testekben is fennmaradnak, és ilyen módon nincs feltétlenül szükség arra, hogy az anyagot egyes dornen részecskék méretére kell„. jen porítam. Ettől függetlenül egyes esetekben kívánatos lehet, hogy az öntött vagy öntött és hőkezelt darabot porítsuk. A porítás egyik oka lehet, hogy ezáltal lehetővé válik a mágneses orientálás, amelyet a Curie-hőmérsékletet meg-65 közelítő hőmérsékleten lehet végezni (általában 4