181067. lajstromszámú szabadalom • Anizotóp permanens mágnes és eljárás annak előállítására
5 181067 6 lehűtés folyamatában, vagy egy esetleges későbbi felhevítés után kívülről ráadott mágneses tér hatásának tesszük ki. A permanens mágnesek termomágneses kezelése természetesen akkor is célszerű lehet, ha a találmány szerint mágnest porított anyagból állítjuk elő. A termomágneses kezelés során, a homogén mágneses teret alkalmazó kezeléshez hasonlóan, Curie-hőmérséklet alatti hőmérsékletű anyagban először a krisztallográflai tengely irányában válnak ki precipitátumok, amelyek a mágneses tér erővonalainak irányától csak jelentéktelen mértékben térnek el. Ily módon konvergensen irányított mágneses struktúra alakul ki. Ez az eljárás az Alnico ötvözetekből készült mágnesekhez igen jól alkalmazható. A mágnesező konvergens mágneses tér lehet időben állandó, vagy változó, stacionárius, vagy pulzáló. A homogén térrel végrehajtott irányításhoz hasonlóan ajánlható, különösen a pormágneses anyagok esetében, a viszonylag nagy erősségű mágneses tér felhasználása, mivel a mágneses tér hatására az anyag részecskéinek súrlódó ellenállást legyőzve kell a szükséges irányt felvenniök, és ezért a nagyobb térerősség hatékonyabb irányítást jelent. A konvergens mágneses teret az ismert módon, tekercsek, elektromágnesek, permanens mágnesek segítségével állíthatjuk elő. A magnetosztatikából ismeretes, hogy tekercsek, szolenoidok, elektromágnesek, vagy permanens mágnesek pólus tartományaiban az erővonalak konvergensek, ha pólusok között elég nagy légrés van. A konvergens mágneses tér másik példája lehet egy elektromágnes, vagy permanens mágnes két ellenkező előjelű pólusa közötti kis térben kialakuló mágneses tér, ha a pólusok közül az egyik felülete kisebb, mint a másiké, mivel ekkor a nagyobb felületről induló erővonalak a kisebb felületen koncentrálódnak. A magnetosztatika egyébként számos más lehetőséget kínál a konvergens mágneses tér előállítására. A mágnesek előállítására az előbbiekben ismertetett eljárások sok előnyt mutatnak. Különösen előnyös, hogy ily módon a szokványos homogén irányítású mágnesekkel szinte azonos költségszinten bonyolult mágneses struktúrájú mágnesek alakíthatók ki. Mivel ez az eljárás különböző erővonalelrendezés létrehozását biztosítja konvergens mágneses terekben, a mágnesek a szükséges konvergens mágneses térnek megfelelő paraméterekkel állíthatók elő. A fentiekben említett eljárások mellett lehetséges más módon is konvergens irányítású mágneses térrel jellemzett mágneseket előállítani. Ilyen eljárás például a vezérelt kristályosítás, amikor az öntött darab hűlése során különböző hőelvezetési intenzitásokat, hőmérsékleti gradienseket alkalmazunk. A találmány szerinti anizotrop mágnesek a szokványosokkal szemben számos előnyt mutatnak. Ilyen például a légrésben elérhető maximális mágneses indukció értéke, amely a pólussarukkal ellátott mágnesekkel összehasonlítva különösen megnövelhető. A találmány szerinti permanens mágnesek egyidejűleg nagyobb, a mágnes felületéről ható indukciót biztosítanak. Ezek a mágnesek a légrésben, vagy a mágneses kör más helyein jelentősen megnövelt nagyságú indukciót tudnak biztosítani, amit lágyvasból készült, vagy más megfelelő anyagú pólussaru felhasználásával tovább lehet növelni. Az említett előnyök a felhasználási lehetőségek széles tartományában jelentenek komoly értéket. A mágneses indukció értékének növelése a légrésben lehetővé teszi a generátorok, motorok, permanens mágnessel ellátott hajtásrendszerek, mágneses csatolások, csapágyak, jelfogók, érzékelők, mikrohullámú eszközök, elektroakusztikai átalakítók, stb. különböző paramétereinek javítását. A találmány szerinti mágnesekkel nagyobb hatásfokú, nagyobb teljesítményű, megnövekedett forgatónyomatékú, jobb elengedő viszonyú, nagyobb érzékenységű, nagyobb pontosságú és ami nem kevéssé fontos, kisebb teljesítményigényű eszközök, elrendezések alakíthatók ki. További igen fontos jellemző az, hogy a mágneses körök jobban miniatürizálhatókká válnak, a szokványos mágnesekhez képest ugyanazon mágneses indukció kisebb légréssel, kisebb anyagmennyiséggel érhető el, egyúttal a mágnest a hoszszabb élettartam, az egyszerűbb felépítés és az olcsóbb előállítás jellemzi. Egyes alkalmazási területeken a találmány szerinti mágnesek megnövelt indukciójuk révén alkalmasak a lágyvasas pólussarukkal kialakított hagyományos mágnesek felváltására. A pólussaruk nélküli kivitelek nemcsak a miniatürizálás jobb feltételeit biztosítják, hanem a nem stabil munkaponttal jellemzett mágneses körök dinamikus karakterisztikáinak javulását is. A találmány szerinti permanens mágnesek előnyösen állíthatók elő a legtöbb ismert kemény mágneses anyagból is. Újszerű effektusok és nagyobb hatékonyság érhető el, különösen nagyobb koercitív erejű anyagok alkalmazásakor, vagy az elemi tartományok nagyobb mágneses anizotrópiájának biztosításakor, amikor szükség van az indukciós vonalak koncentrálására, hogy a taszítóerőket és a demagnetizáló hatásokat közömbösíteni lehessen. Példaként említhetők a ritka földfémekből készült mágnesek, a ferritek, a nagy koercitív erejű Alnico ötvözetek, a platina kobalt, a mangán-bizmut, a mangán-alumínium, stb. ötvözetek. Ha a találmány szerinti mágneshez megfelelő pólussarut, vagy más alkalmas mágnesköri elemet illesztünk, mágnesesen kemény anyag, kis koercitív erejű és mikroszkopikusan kevéssé anizotróp anyag is sikeresen használható. Anizotrop módon irányított struktúra kialakítására a találmány szerinti mágnes, vagy annak alkotóelemei előállításakor ugyanazok a technológiai eljárások alkalmazhatók, mint a hagyományos anizotróp mágnesek gyártásában. Ha a találmány szerinti mágneseket bárium- vagy stronciumferritből készítjük, a mágneses indukció értéke a légrésben olyannyira megnövekszik, hogy egyes alkalmazási területeken lehetővé válik a rendkívül költséges ritkaföldfém bázisú mágnesek felváltása. A ritkaföldfémekre épülő mágnesek (például SmCo5) esetében a légrésben olyan nagy mágneses indukció érhető el, ami a szokásos mágnesekben csak pólussaruval biztosítható. A találmány szerinti mágnes előállításával tehát a permanens mágnesek gyártásához szükséges anyagokat is megfelelőbb modor lehet választani. A találmány szerinti permanens mágnes anizotróp struktúrájának előnyös kialakítási módjai az adott 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
