DE102010037838A1

DE102010037838A1 - Anisotroper Kunstharz-Verbundmagnet auf Seltenerd-Eisen Basis

Info

Publication number: DE102010037838A1
Application number: DE102010037838A
Authority: DE
Inventors: Fumitoshi Yamashita; Osamu Yamada; Shiho Ohya
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2011-03-31
Also published as: JP5344171B2; JP2011077082A; US8329056B2; US20110074531A1

Abstract

Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis umfassend:
[1] eine kontinuierliche Phase, einschließlich: (1) kugelförmiges, mit Epoxid-Oligomer bedecktes Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1 bis 10 μm, dessen durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave 0,8 oder mehr beträgt und bei dem kein mechanisches Zerkleinern nach der Nitrierung einer Sm-Fe Legierung durchgeführt wurde,
(2) ein lineares Polymer mit aktiver Wasserstoffgruppe, die mit dem Oligomer reagiert, und
(3) Zusatzstoffe, und [2] eine diskontinuierliche Phase, bestehend aus Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial überzogen mit Epoxid-Oligomer, wobei die durchschnittliche Teilchengröße 50 bis 150 μm, und ihr durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave 0,65 oder mehr beträgt, und die ferner folgende Bedingungen erfüllt: [3] der Porositätsanteil einer kornförmigen Verbindung der Phasen beträgt 5% oder weniger, und [4] ein zusammengesetztes Material, bei dem Vernetzungsmittel mit einer Partikelgröße von 10 μm oder weniger an den kornförmigen Bestandteilen angelagert werden, und das bei einem Druck von 50 MPa oder weniger geformt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis, insbesondere einen anisotropen Kunstharz-Verbundmagneten auf Seltenerd-Eisen Basis mit sehr guten magnetischen Eigenschaften, die folgende Bedingungen erfüllen: beträgt die Koerzitivität HcJ bei Raumtemperatur ungefähr 1 MA/m, wobei die magnetische Härte der Hysteresekurve (squareness) bei Raumtemperatur als Hk/HcJ_RT definiert ist und die magnetische Härte bei einer Temperatur von 100°C als Hk/HcJ₁₀₀, so lasst sich die Ungleichung Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀ erreichen. In diesem anisotropen Kunstharz-Verbundmagneten lasst sich eine Verschlechterung der magnetischen Härte der Demagnetisierungskurve bei höheren Temperaturen vermeiden und ein maximales Energieprodukt (BH)_max von 170 kJ/m³ oder mehr erzielen.
2. Stand der Technik
Materialien für Seltenerd-Eisen Magnete wie zum Beispiel Nd₂Fe₁₄B, αFe/Nd₂Fe₁₄B und Fe₃B/Nd₂Fe₁₄B, die durch Rascherstarrung, zum Beispiel durch Schmelzschleudern (Melt-Spinning) hergestellt werden können, sind auf dünne Streifen wie zum Beispiel ein dünnes Band beschränkt oder auf Pulver, das durch Zerkleinern des dünnen Streifens erhalten wird. Daher ist es zur Herstellung eines Blockmagneten, wie er in einer kompakten rotierenden Maschine verwendet wird, notwendig, die Materialien in eine andere Form zu bringen, d. h. den dünnen Streifen oder das Pulver in Blöcke mit bestimmten Abmessungen zu verfestigen. Ein Hauptverfahren ist die pulvermetallische Methode zur Verfestigung des Pulvers durch druckloses Sintern. Es ist jedoch schwierig, das drucklose Sinterverfahren auf magnetisches Material anzuwenden und dabei gleichzeitig dessen magnetische Eigenschaften in einem metastabilen Zustand zu halten. Deshalb wurden die dünnen Streifen oder das Pulver durch Bindemittel wie zum Beispiel Epoxidharz in Blöcke mit bestimmten Abmessungen verfestigt, wodurch sich die so genannten Kunstharz-Verbundmagneten herstellen ließen.
Zum Beispiel haben R. W. Lee et al. im Jahr 1985 berichtet, dass sich ein isotroper Verbundmagnet auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B mit einem (BH)_max von 72 kJ/m³ herstellen lässt, indem ein dünner Streifen mit einem (BH)_max von 111 kJ/m³ mit Kunstharz verfestigt wird (siehe Nicht-Patent-Literatur 1).
1986 haben die derzeitigen Erfinder mittels der Nicht-Patent-Literatur 1 bewiesen, dass ein ringförmiger isotroper Nd₂Fe₁₄B-Magnet mit (BH)_max von bis zu 72 kJ/m³, in dem der dünne Streifen mit Epoxidharz verfestigt wird, in kompakten rotierenden Maschinen erfolgreich eingesetzt werden kann. Des weiteren haben zum Beispiel G. X. Huang et al. 1990 die Eignung eines isotropen kunstharzgebundenen Magneten zur Verwendung in kompakten rotierenden Maschinen nachgewiesen (siehe Nicht-Patent-Literatur 2), und in den 1990er Jahren wurden diese isotropen kunstharzgebundenen Magnete weithin bekannt als Ringmagnete leistungsstarker kompakter rotierender Maschinen, die in den elektromagnetischen Antrieben elektrischer und elektronischer Geräte zum Einsatz kamen, wie zum Beispiel in den Bereichen OA (Office Automation), AV (Audio und Visual), PC (Personal Computer), PC-Peripheriegeräte und Telekommunikationsausrüstung.
Andererseits wurden seit den 1980er Jahren umfangreiche Forschungen an magnetischen Materialien nach dem Melt-Spinning-Verfahren durchgeführt. Dementsprechend wurden Materialien auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B, Sm₂Fe₁₇N₃ oder Nano-Verbundmaterial durch Austauschkopplung von Materialien auf der Basis von αFe oder Fe₃B basierend auf den zuvor erwähnten Materialien (auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B und Sm₂Fe₁₇N₃) bekannt. Ferner wurden außer verschiedenartigen Legierungszusammensetzungen oder Materialien, bei denen die Struktur der Legierungszusammensetzungen einer Feinabstimmung unterzogen wurden, in den letzten Jahren auch magnetische Materialien in verschiedenen Formen bekannt, die sich durch ein anderes Verfahren als Melt-Spinning, durch rasches Erstarren herstellen ließen (siehe zum Beispiel Nicht-Patent-Literatur 3 and 4). Ferner berichteten Davies et al. von magnetischen Materialien die ein (BH)_max von bis zu 220 kJ/m³ erreichen können, obwohl die magnetischen Materialien isotrop sind (siehe Nicht-Patent-Literatur 5). Es wird jedoch angenommen, dass ein (BH)_max von industriell anwendbaren Streifen nach dem Rascherstarrungs-Verfahren bis zu 134 kJ/m³, und das (BH)_max eines isotropen kunstharzgebundenen Verbundmagneten, worin die Streifen mit Kunstharz bei 0,8 bis 1,0 GPa verfestigt sind, bis zu 80 kJ/m³ betragen.
Unabhängig davon hat die Forderung nach weiterer Miniaturisierung, hoher Leistung und großem Wirkungsgrad auf dem Gebiet der elektromagnetischen Antriebssysteme, wie zum Beispiel relativ kompakter rotierender Maschinen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, zusammen mit großer Leistungsfähigkeit elektrischer und elektronischer Geräte nie nachgelassen. Es wird offensichtlich, dass es nicht mehr ausreicht, nur die magnetischen Eigenschaften magnetisch isotroper Streifen, die durch rasche Erstarrung hergestellt wurden, zu verbessern, um mit der Leistungssteigerung elektrischer und elektronischer Geräte Schritt halten zu können. Es wurde daher notwendig, sich auf Magnete zu konzentrieren, die ein statisches Magnetfeld erzeugen, in dem sich optimale Magnetkreise für den Eisenkern rotierender Maschinen einbringen lassen (vorzugsweise Magnete, die ein noch stärkeres statisches Magnetfeld pro Volumeneinheit erzeugen).
Dabei kann bei einem Seltenerd-Magnet auf der Basis von Sm-Co eine hohe Koerzitivität (HcJ) erzielt werden, auch wenn die Rohblöcke gemahlen wurden. Die Verwendung von Co ist jedoch wegen Versorgungsunsicherheiten auf Grund einer fragilen Ressourcenlage nicht unproblematisch. Es ist daher nicht empfehlenswert, Co als universellen Industrierohstoff einzusetzen. Demgegenüber sind Seltene-Erden-Eisen Magnetmaterialien, die meist aus Eisen sowie Seltenerdmetallen wie zum Beispiel Nd, Pr und Sm bestehen, von der Versorgungslage her vorteilhafter. Jedoch lässt sich mit ihnen nur ein beschränktes HcJ erzielen, auch wenn die Rohblöcke der Nd₂Fe₁₄B-Legierungen oder der gesinterten Magnete zerkleinert werden.
Daher wurde die Forschung auf dem Gebiet der Melt-Spinning-Materialien als Ausgangsmaterial zur Herstellung anisotroper Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien intensiviert.
1989 stellte Tokunaga einen anisotropen Magneten mit einem (BH)_max von 127 kJ/m³ dadurch her, dass eine Masse aus Nd₁₄Fe_80-XB₆Ga_X (wobei X = 0,4 bis 0,5 beträgt) heiß formgepresst und zu anisotropem Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial zerkleinert wird, wobei HcJ = 1,52 MA/m beträgt und das Magnetmaterial dann mit Kunstharz verfestigt wird (siehe Nicht-Patent-Literatur 6). Ferner stellten H. Sakamoto et al. 1991 einen anisotropen Nd₂Fe₁₄B-Magneten mit HcJ = 1,30 MA/m her, indem sie Nd₁₄Fe_79.8B_5.2Cu₁ einem Warmwalzprozess unterzogen (siehe Nicht-Patent-Literatur 7). Dementsprechend wurden Magnetmaterialien mit hoher HcJ (Koerzitivität) öffentlich zugänglich, Heißformungsprozesse durch Zusätze von Ga and Cu verbessert und die Partikelgröße von Nd₂Fe₁₄B-Kristallen weiter verfeinert.
1991 stellten V. Panchanathan et al. einen kunstharzgebundenen Magneten, mit einem (BH)_max von 150 kJ/m³ im Warmwalzverfahren her, speziell indem die Masse durch Eindringen von Wasserstoff von der Korngrenze her, als Nd₂Fe₁₄BH_X zum Zusammenbruch gebracht wurde, und dann das HD(Hydrogen Decrepitation)-Nd₂Fe₁₄B Magnetmaterial, dehydriert durch Erwärmen im Vakuum, extrahiert wurde. Zuletzt wurden die Magnetmaterialien dann mittels Kunstharz verfestigt (siehe Nicht-Patent-Literatur 8). Im Jahr 2001 erhielt Iriyama nach der gleichen Methode einen modifizierten anisotropen Magneten mit einem (BH)_max von 177 kJ/m³ indem er Nd_0.137Fe_0.735Co_0.067B_0.055Ga_0.006 zu Magnetmaterial verarbeitete und dann mit Kunstharz verfestigte (siehe Nicht-Patent-Literatur 9).
Im Jahr 1999 wurde dann ein Kunstharz-Verbundmagnet mit einem (BH)_max von 193 kJ/m³ dadurch erhalten, dass ein Nd-Fe(Co)-B Rohblock unter Wasserstoffatmosphäre einer Wärmebehandlung unterzogen wird, so dass die Nd₂(Fe, Co)₁₄B Phase hydriert wird (Hydrierung, Nd₂(Fe, Co)₁₄BH_X), die Phase bei 650 bis 1000°C zersetzt wird (Zersetzung, NdH₂ + Fe + Fe₂B), Wasserstoff desorbiert wird (Desorption) und eine Rekombination stattfindet (Rekombination). Zum Schluss wurden die HDDR Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien dann mit Kunstharz bei 1 GPa verfestigt (siehe Nicht-Patent-Literatur 10).
Im Jahr 2001 berichteten Mishima et al. von Co-freien d-HDDR Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien (siehe Nicht-Patent-Literatur 11) und N. Hamada et al. erzielten einen würfelförmigen anisotropen Magneten (7 mm × 7 mm × 7 mm) mit einer Dichte von 6,51 Mg/m³ und einem (BH)_max von 213 kJ/m³ indem d-HDDR Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien mit einem (BH)_max von 358 kJ/m³ mit Kunstharz unter einem Druck von 0,9 GPa und einer Temperatur von 150°C in einem ausgerichteten Magnetfeld von 2,5 T verdichtet wurden (siehe Nicht-Patent-Literatur 12).
<Patent Literatur>
<Patent Literatur 1> Patent Anmeldung JP62-196057
<Nicht-Patent-Literatur>
<Nicht-Patent-Literatur 1> R. W. Lee, E. G Brewer, N. A. Schaffel, "PROCESSING OF NEODYMIUM-IRON-BORON MELT-SPUN RIBBONS TO FULLY DENSE MAGNETS" IEEE Trans. Magn., Vol. 21, 1985.
<Nicht-Patent-Literatur 2> G. X. Huang, W. M. Gao, S. F. Yu, "Application of Melt-spun Nd-Fe-B Bonded magnet to the Micromotor", Proc. of the 11th International Rare-Earth Magnets and Their Applications, Pittsburgh, USA, pp. 583–594 (1990).
<Nicht-Patent-Literatur 3> B. H. Rabin, B. M. Ma, "Recent developments in NdFeB Powder", 120th Topical Symposium of the Magnetics Society of Japan, pp. 23–30 (2001).
<Nicht-Patent-Literatur 4> S. Hirosawa, H. Kanekiyo, T. Miyoshi, K. Murakami, Y. Shigemoto, T. Nishiuchi, "Structure and Magnetic properties of Nd2Fe14B/FeXB-type nanocomposites prepared by Strip casting", 9th Joint MMM/INTERMAG, CA (2004) FG-05.
<Nicht-Patent-Literatur 5> H. A. Davies, J. I. Betancourt R. and C. L. Harland, "Nanophase Pr and Nd/Pr-based Rare Earth-Iron-Boron Alloys", Proc. of 16th Int. Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applications, Sendai, pp. 485–495 (2000).
<Nicht-Patent-Literatur 6> G. Tokunaga, "Magnetic Characteristic of Rare-Earth Bond Magnets, Magnetic Powder and Powder Metallurgy", Vol. 35, pp. 3–7 (1988).
<Nicht-Patent-Literatur 7> T. Mukai, Y. Okazaki, H. Sakamoto, M. Fujikura and T. Inaguma, "Fully-dense Nd-Fe-B Magnets prepared from hot-rolled anisotropic powders", Proc. 11th Int. Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applications, Pittsburg, pp. 72–84 (1990).
<Nicht-Patent-Literatur 8> M. Doser, V. Panchanacthan, and R. K. Mishra, "Pulverizing anisotropic rapidly solidified Nd-Fe-B materials for bonded magnets", J. Appl. Phys., Vol. 70, pp. 6603–6605 (1991).
<Nicht-Patent-Literatur 9> T. Iriyama, "Anisotropic bonded NdFeB magnets made from Hot-upset powders", Polymer Bonded Magnet 2002, Chicago (2002).
<Nicht-Patent-Literatur 10> K. Morimoto, R. Nakayama, K. Mori, K. Igarashi, Y. Ishii, M. Itakura, N. Kuwano, K. Oki, "Anisotropic Nd2Fe14B-based Magnet powder with High remanence produced by Modified HDDR process", IEEE. Tran. Magn., Vol. 35, pp. 3253–3255 (1999).
<Nicht-Patent-Literatur 11> C. Mishima, N. Hamada, H. Mitarai, and Y. Honkura, "Development of a Co-free NdFeB Anisotropic bonded magnet produced from the d-HDDR Processed powder", IEEE. Trans. Magn., Vol. 37, pp. 2467–2470 (2001).
<Nicht-Patent-Literatur 12> N. Hamada, C. Mishima, H. Mitarai and Y. Honkura, "Development of Nd-Fe-B Anisotropic Bonded Magnet with 27 MGOe" IEEE. Trans. Magn., Vol. 39, pp. 2953–2955 (2003).
<Nicht-Patent-Literatur 13> Z. Chena, Y. Q. Wub, M. J. Kramerb, B. R. Smqith, B. M. Ma, M. Q. Huang, "A study an the rote of Nb in melt-spun nanocrystaline Nd-Fe-B magnets", J., Magnetism and Magn,. Mater., 268. pp. 105–113 (2004).
Kunstharzgebundene Magnete, in denen die zuvor beschriebenen anisotropen Seltenerd-Eisen Magnetmaterialien mit Kunstharz bei zum Beispiel 0,9 GPa verfestigt werden, können magnetische Eigenschaften erreichen, bei denen (BH)_max mehr als das zweifache eines isotropen Kunstharz-Verbundmagneten mit 80 kJ/m³ erreichen kann. Bei der Verwendung anisotroper Kunstharz-Verbundmagnete in rotierenden Maschinen ist jedoch auch die magnetische Stabilität zu gewährleisten, wie zum Beispiel die Widerstandsfähigkeit gegenüber irreversibler Entmagnetisierung oder entmagnetisierenden Feldern.
Verglichen mit einer Korngröße von 15–20 nm eines isotropen Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials, das durch rasches Erstarren eines dünnen Streifens hergestellt wurde (siehe zum Beispiel Nicht-Patent-Literatur 13), weist hier ein anisotropes Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, das entweder durch Zerkleinern warmverformter Rohblöcke oder HDDR-Behandlungen gewonnen wurde, eine Korngröße von 200 bis 500 nm auf. Das heißt, dass die Struktur dieser Nd₂Fe₁₄B-Kristalle um eine Größenordnung gröber ist, als die eines isotropen Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials.
Beträgt die Korngröße des Nd₂Fe₁₄B zum Beispiel 15 bis 20 nm, so verbessern sich die magnetischen Eigenschaften (einschließlich magnetischer Stabilität), wie zum Beispiel die Remanenz Mr_p auf Grund Remanenz-steigernder Effekte oder Verbesserung des Temperaturkoeffizienten β_p%/°C der Koerzitivkraft HcJp. Ferner werden magnetische Eigenschaften wie zum Beispiel HcJ_p oder (BH)_maxp des Magnetmaterials nicht wesentlich verschlechtert, selbst wenn die Teilchengröße bis auf zum Beispiel 40 μm reduziert wird.
Im Falle einer Korngröße des Nd₂Fe₁₄B von zum Beispiel 15 bis 20 nm zu dem Zeitpunkt, wenn die Materialien mit Kunstharz verdichtet werden, zum Beispiel bei 0,8 bis 1,0 GPa, um dadurch kunstharzgebundene Magnete in einer bestimmten Form zu erhalten, ließe es sich nicht vermeiden, dabei die Oberfläche des Magnetmaterials zu beschädigen oder zu brechen. Die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des Magnetmaterials hält sich dabei jedoch in einer Größenordnung, die vernachlässigbar ist.
Betrachten wir jetzt ein Magnetmaterial auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B, bei dem warmverformte Rohblöcke mit einer Nd₂Fe₁₄B-Korngröße von 200 bis 500 nm zerkleinert werden oder anisotrope Magnetmaterialien auf der Basis von HDDR–Nd₂Fe₁₄B, die bei 0,8 bis 1,0 GPa mit Kunstharz verdichtet werden, so ließe es sich nicht vermeiden, dass sich neue Oberflächen oder Mikrorisse bilden, die durch Beschädigung oder Brechen der Oberfläche des Magnetmaterials bei der Verdichtung entstehen. Dementsprechend werden Nd₂Fe₁₄B-Kristalle, die sich an der äußersten Oberfläche gebildet haben, oxidiert, wodurch sich die Struktur ändert und sich die magnetischen Eigenschaften in Zusammenhang mit HcJ_p, (BH)_maxp, usw. verschlechtern können. Die durch diese Behandlung auftretende Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften des anisotropen Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials ist offensichtlich, wenn sie mit den magnetischen Eigenschaften der isotropen Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien verglichen wird. Soll die Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften, die bei der Verdichtung des anisotropen Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials auftreten, vermieden werden, so müsste der dabei auf das Magnetmaterial ausgeübte Druck verringert oder modifiziert werden.
Andererseits benötigen Magnetmaterialien, bei denen die Koerzitivität durch Kristallkeime erzeugt wird, was typisch ist für Materialien auf der Basis von SmCo₅ oder Sm₂Fe₁₇N₃ _, normalerweise eine Teilchengröße von 10 μm oder weniger. Bei kunstharzgebundenen Magneten, bei denen dieses Magnetmaterial mit so kleiner Partikelgröße mit Kunstharz verdichtet wird, wäre es schwierig, eine Dichte von 5 Mg/m³ (relative Dichte: 65%) oder mehr zu erzielen. Dementsprechend kommen diese kunstharzgebundenen Magnete im allgemeinen als im Spritzgussverfahren hergestellte Magnete zur Anwendung. Verglichen mit einem isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagnet mit einem (BH)_max von ungefähr 80 kJ/m³, bei dem das isotrope Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial gemahlen und dann mit Kunstharz bei 0,8 to 1 GPa verfestigt wird, liegt der Wert für (BH)_max wesentlich niedriger als das (BH)_max eines anisotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagneten.
Es kann deshalb gesagt werden, dass diese vorstehend beschriebenen technischen Probleme einer der Faktoren sein könnten, die die Verwendung anisotroper Kunstharz-Verbundmagnete auf Seltenerd-Eisen Basis in elektromagnetischen Geräten, wie zum Beispiel rotierenden elektrischen Maschinen behindert, obwohl die anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnete als die nächste Generation betrachtet wird, die den isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagneten mit einem (BH)_max von 80 kJ/m³ folgen wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die zuvor aufgeführten Sachverhalte gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen anisotropen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis bereitzustellen, der zur Nachfolgegeneration der isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharzverbundmagnete mit einem (BH)_max von 80 kJ/m³ gehört, und der zur Miniaturisierung und hoher mechanischer Leistungsabgabe rotierender Maschinen beiträgt.
Zur Erfüllung der vorstehend beschriebenen Aufgabe wird in einer der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis bereitgestellt, der folgendes beinhaltet:

[1] eine kontinuierliche Phase, einschließlich: (1) kornförmigem Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, dessen durchschnittliche Teilchengröße 1 bis 10 μm beträgt, dessen durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave den Wert 0,8 oder mehr aufweist, wobei AR gleich b/a ist, wenn der maximale Durchmesser eines Teilchens „a” beträgt und der senkrecht dazu stehende maximale Durchmesser mit „b” bezeichnet wird, und keine mechanischen Zerkleinerungsverfahren angewendet werden, nachdem die Sm-Fe Legierung nitriert wurde, das kugelförmige Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mit einem, bei Raumtemperatur festen Epoxid-Oligomer bedeckt wird, (2) ein lineares Polymer, das eine aktive Wasserstoffgruppe beinhaltet, die mit dem Oligomer reagiert, und (3) ein Zusatzstoff, der bei Bedarf zugefügt wird, und
[2] eine diskontinuierliche Phase, definiert durch ein Magnetmaterial auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 bis 150 μm, dessen durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave den Wert 0,65 oder mehr hat, das Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial mit einem bei Raumtemperatur festen Epoxid-Oligomer bedeckt wird, und der anisotrope kunstharzgebundene Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis ferner folgendes erfüllt:
[3] dass der Anteil der Porosität der kornförmigen Bestandteile der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Phasen 5% oder weniger beträgt, und
[4] eine Zusammensetzung, bei der das Vernetzungsmittel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 μm oder weniger an die Oberfläche des körnigen Bestandteils angelagert wird, und bei einem Druck von 50 MPa oder weniger im Magnetfeld in eine vorbestimmte Form gebracht wird.

In einem erfindungsgemäßen, anisotropen, kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis sollten zur Verbesserung der magnetischen Stabilität, wie zum Beispiel Stabilität gegenüber irreversibler Demagnetisierung oder Demagnetisierungsresistenz gegenüber entgegengesetzten Magnetfeldern bei hohen Temperaturen, und der magnetischen Eigenschaften, die typischerweise durch (BH)_max definiert werden, folgende Bedingungen erfüllt werden: Wird die Koerzitivkraft von Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mit HcJp_S bezeichnet, die Koerzitivkraft von Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien bei Raumtemperatur mit HcJp_N, und das Verhältnis von HcJp_S zu HcJp_N (HcJp_S/HcJp_N) mit α, dann ist HcJp_N gleich 1 bis 1,25 MA/m, und HcJp_S ist kleiner oder gleich HcJp_N (HcJp_S ≤ HcJp_N). Ferner sollte α kleiner oder gleich 0,75 oder vorzugsweise kleiner oder gleich 0,65 sein.
Ausgehend von dem oben genannten ist es bei der vorliegenden Erfindung, in der die Remanenz des anisotropen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis mit Mr_M bezeichnet wird, die Remanenz eines gemischten Körpers, bestehend aus kugelförmigem Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial und Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial mit Mr_p bezeichnet wird und der Volumenanteil des gesamten im Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials mit Vf_p bezeichnet wird, möglich, dass der Orientierungsgrad Mr_M/(Mr_p × Vf_f) der Magnetmaterialien 0,96 oder mehr betragen kann, und (BH)_max einen Wert von 170 kJ/m³ oder mehr aufweist, unter der Bedingung, dass α kleiner oder gleich 0,75 ist und dass Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% (Vf_P ≥ 80 Vol.%) ist. Ferner können unter der Bedingung, dass α kleiner oder gleich 0,65 ist und dass Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% (Vf_P ≥ 80 Vol.%) ist, ein Orientierungsgrad Mr_M/(Mr_P × Vf_P) von 0,98 oder mehr und ein (BH)_max von 180 kJ/m³ oder mehr erreicht werden.
Wird des weiteren die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve eines erfindungsgemäßen anisotropen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis bei Raumtemperatur mit Hk/HcJ_RT definiert und die magnetische Härte bei 100°C mit Hk/HcJ₁₀₀, so ist es von Vorteil, wenn sichergestellt werden kann, dass Hk/HcJ_RT kleiner als Hk/HcJ₁₀₀ (Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀) ist.
Wird beim erfindungsgemäßen anisotropen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis der Aufbau einer rotierenden Maschine in Betracht gezogen, bei der die magnetische Stabilität sicher gewährleistet ist und die eine magnetische Flussdichte im Luftspalt zwischen Magnet und Eisenkern verwenden kann, (das heißt eine Magnetfeldstruktur zwischen einem Eisenkern und dem Magneten), so ist es vorteilhaft, wenn die Permeanzkoeffizient (magnetischer Leitwert) Pc dabei 3 oder mehr beträgt.
Wie vorstehend ausgeführt, kann der erfindungsgemäße anisotrope kunstharzgebundene Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis so aufgebaut sein, dass sich die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve bei hohen Temperaturen, ausgehend von Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀ nicht verschlechtert. Da der erfindungsgemäße anisotrope kunstharzgebundene Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis ferner hervorragende magnetische Eigenschaften aufweist, wobei das maximale Energieprodukt (BH)_max 170, bzw. mehr als 180 kJ/m³ betragen kann, lässt er sich als Nachfolger der Generation isotroper Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagnete mit einem (BH)_max von 80 kJ/m³ einsetzen. Er trägt dazu bei, rotierende Maschinen noch weiter zu miniaturisieren und ihre mechanische Leistungsabgabe zu erhöhen.
Nachfolgend wird ein Kunstharz-Verbundmagnet betrachtet, der folgende Bedingungen erfüllt:

<1> Eine kontinuierliche Phase, bestehend aus: (1) einem kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mit einem mittleren Seitenverhältnis AR_ave von 0,80 oder mehr, bedeckt mit einem Epoxi-Oligomer, (2) einem linearen Polymer mit aktiver Wasserstoffgruppe, die mit dem Oligomer reagieren kann, und (3) einem Zusatzmittel, das bei Bedarf genau dosiert zugegeben werden kann.
<2> Eine diskontinuierliche Phase, bestehend aus Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, das mit Eiloxid-Oligomer bedeckt ist.
<3> Der Anteil der Porosität oder der Leerstellen der kornförmigen Bestandteile innerhalb der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Phasen beträgt 5% oder weniger. In anderen Worten ist die relative Dichte des Verbundmagneten 95% oder größer.
<4> Ein zusammengesetztes Material, bei dem sich die Vernetzungsmittel, in Form eines sehr feinen Pulvers, an der Oberfläche der kornförmigen Bestandteile anlagern, wird im Magnetfeld unter einem Druck von 50 MPa oder weniger hergestellt.

Wird bei den oben genannten Bedingungen die Koerzitivität der Sm₂Fe₁₇N₃-Komponenten mit HcJp_S bezeichnet, die Koerzitivität der Nd₂Fe₁₄B-Komponenten mit HcJp_N, und ihr Verhältnis (HcJp_S/HcJp_N) mit α, dann kann HcJp_N 1 bis 1,25 MA/m betragen, während HcJp_S kleiner oder gleich HcJp_N (HcJp_S ≤ HcJp_N) sein kann. Beträgt des weiteren die Remanenz eines Kunstharz-Verbundmagneten Mr_M, die Remanenz der magnetischen Materialien Mr_P und der Volumenanteil der magnetischen Materialien Vf_P, so ergibt sich folgendes: Vf_P ist größer oder gleich 80 Vol% (Vf_P≥ 80 Vol%), Mr_M/(Mr_P × Vf_P) beträgt 0,96 oder mehr, wobei α gleich 0,75 oder weniger ist und (BH)_max einen Wert von 170 kJ/m³ oder mehr hat. Ist ferner Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% (Vf_P ≥ 80 Vol.%), und α ist 0,65 oder weniger, so ergeben sich folgende Werte: Mr_M/(Mr_P × Vf_P) beträgt 0,98 oder mehr und (BH)_max beträgt 180 kJ/m³ oder mehr. ist des weiteren die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve der Kunstharz-Verbundmagnete Hk/HcJ_RT, und die magnetische Harte bei einer Temperatur von 100°C ist Hk/HcJ₁₀₀, so lässt sich erreichen, dass Hk/HcJ_RT kleiner als Hk/HcJ₁₀₀ (Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀) ist.
Ist, wie weiter oben ausgeführt, in einem erfindungsgemäßen anisotropen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis die Koerzitivität HcJ bei Raumtemperatur ungefähr 1 MA/m oder mehr, die magnetische Härte bei Raumtemperatur Hk/HcJ_RT, und die magnetische Härte bei einer Temperatur von 100°C Hk/HcJ₁₀₀, so ist Hk/HcJ_RT kleiner als Hk/HcJ₁₀₀ (Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀). Demzufolge verschlechtert sich die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve nicht bei höheren Temperaturen, die magnetische Stabilität kann gewährleistet werden und das maximale Energieprodukt (BH)_max kann 170 kJ/m³ oder mehr betragen. Betrachten wir rotierende Maschinen, in denen die magnetische Stabilität sicher gewährleistet ist und die eine magnetische Flussdichte im Luftspalt zwischen Magnet und Eisenkern verwenden (das heißt eine Magnetfeldstruktur zwischen einem Eisenkern und einem erfindungsgemäßen anisotropen kunstharzgebundenen Magneten auf Seltenerd-Eisen Basis), so ist es vorteilhaft, wenn der Permeanzkoeffizient Pc einen Wert von 3 oder mehr aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen der Koerzitivität HcJp_N und (BH)_maxPN eines magnetischen Materials auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B.
2 sind die Röntgenbeugungsdiagramme magnetischer Materialien auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃.
3A und 3B sind vergrößerte Ansichten von zwei verschiedenen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterialien.
4 ist ein Diagramm der Beziehungen zwischen Partikelgröße und Seitenverhältnis AR (Aspect Ratio) der Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterialien.
5A und 5B sind vergrößerte Ansichten von zwei verschiedenen Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterialien.
6A und 6B sind Diagramme, die das Torsionsmomentverhalten schmelzgemischter Materialien angeben.
7A und 7B sind Diagramme, die das Torsionsmomentverhalten einer Zusammensetzung angeben, die ein Vernetzungsmittel beinhaltet.
8A und 8B sind Diagramme der Beziehung zwischen Koerzitivität von kugelförmigem Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial und der magnetischen Härte Hk/HcJ eines Magneten.
9A und 9B sind Diagramme der Beziehung zwischen HcJp_S und Mr_M/(Mr_P × Vf_P), dem Verhältnis α, sowie Mr_M/(Mr_P × Vf_P) und (BH)_max eines Magneten.
10 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen Hk/HcJ_RT und Hk/HcJ₁₀₀.
11A und 11B sind Diagramme, die eine Demagnetisierungskurve bzw. die Abhängigkeit der Permeanz (magnetischer Leitwert, entsprechend dem Kehrwert des magnetischen Widerstands) von der Zuwachsrate der Magnetflussdichte aufzeigen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zunächst betrachten wir entsprechend der vorliegenden Erfindung unter der Bezeichnung „kontinuierliche Phase” kugelförmige Magnetmaterialien auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, die nachstehend erläutert werden. Die kugelförmigen Magnetmaterialien auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ erfüllen die nachfolgenden Bedingungen: Ihre durchschnittliche Partikelgröße beträgt 1 bis 10 μm, ihr Seitenverhältnis AR_ave beträgt 0,80 oder mehr, und nach der Nitrierung der Sm-Fe Legierung findet kein mechanisches Zerkleinern/Mahlen mehr statt. Ferner werden die oben genannten kugelförmigen Magnetmaterialien auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ mit bei Raumtemperatur festem Epoxidharz überzogen.
Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterialien lassen sich nach folgenden Verfahren herstellen: Schmelzgießen, wie es in der japanischen Patentanmeldung JP02-507663A veröffentlicht wurde, oder eine Reduktions/Diffusionsmethode, wie sie im japanischen Patent JP1702544C (Patentanmeldung JP61-295308A ) oder in der japanischen Patentanmeldung JP09-157803A veröffentlicht wurde. Beide Verfahren werden wie folgt durchgeführt: Es wird eine Legierung auf der Basis von Sm-Fe oder Sm-(Fe, Co) hergestellt, diese Legierung wird nitriert und anschließend mechanisch zerkleinert/gemahlen, um sie auf Partikelgröße zu reduzieren.
Bei dem kugelförmigen Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, dessen durchschnittliche Partikelgröße 1 bis 10 μm beträgt, und dessen Seitenverhältnis AR_ave 0,80 oder mehr beträgt, findet nach der Nitrierung der Sm₂Fe₁₇-Legierung kein mechanisches Zerkleinern/Mahlen, wie zum Beispiel in Strahlmühlen, Vibrations- oder Rotations-Kugelmühlen mehr statt. Der Grund hierfür ist, dass mikronisiertes Pulver, das bei mechanischen Mahlverfahren zwangsläufig anfällt, gar nicht erst entsteht.
Als spezielle Methode zur Herstellung von Magnetmaterialien auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, bei der keine mechanischen Mahlvorgänge nach der Nitrierung der Sm₂Fe₁₇-Legierung stattfinden, kann die nachfolgende Methode eingeführt werden: Feinstes Pulver, bestehend aus einer Legierung auf der Basis von Sm-Fe oder Sm-(Fe, Co) wird durch Gaszerstäubung der geschmolzenen Legierung hergestellt und dieses feinste Pulver anschließend nitriert. Dadurch lässt sich, ohne mechanisches Mahlen nach der Nitrierung, das Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen.
Ferner ist es möglich, wie in der japanischen Patentanmeldung JP06-151127A aufgezeigt, erfindungsgemäßes Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial, das nach der Nitrierung keinen mechanischen Mahlvorgang benötigt, dadurch herzustellen, dass Carbonyl-Eisen verwendet wird und die Temperatur des Reduktions/Diffusions-Verfahrens zur Reduktion eines Seltenerd-Elements zwischen 650 und 880°C eingestellt wird.
Des weiteren werden gemäß der japanischen Patentanmeldung JP11-335702A zum Beispiel Sm₂O₃ mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 35 μm und Fe₂O₃ mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1,3 μm mit Sm (11% nach Atomgewicht) und Fe (89,0% nach Atomgewicht) gemischt, dann im Nassmahlverfahren gemahlen und vermengt, um schließlich ein trockenes vermischtes Pulver zu erhalten. Das Pulvergemisch wird dann im Wasserstoffstrom 4 Stunden bei 600°C vorerwärmt, um das Eisenoxid zu metallischem Eisen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 bis 3 μm zu reduzieren. Das reduzierte Pulvergemisch wird dann mit Ca-Partikeln gemischt und in Argonatmosphäre 1 Stunde bei 1000°C erhitzt. Nach Durchführung der Diffusions/Reduktions-Verfahren wird die Nitrierung bei 450°C für die Dauer von 2 Stunden durchgeführt. Zuletzt erfolgt ein Wasch- und Trocknungsvorgang. Nach diesem Verfahren lässt sich das Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial herstellen, ohne dass nach der Nitrierung noch ein mechanischer Mahlvorgang erfolgt.
Ferner wird in der japanischen Patentanmeldung JP2004-115921A eine Sol-Gel Methode offenbart, nach der sich Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial ohne mechanisches Zerkleinern herstellen lässt. Nach der Sol-Gel Methode werden Sm und Fe in Säure aufgelöst und durch Zugabe geeigneter Stoffe als unlösliche, Sm- und Fe-Ionen enthaltende Salze aus der Lösung ausgefällt. Das ausgefällte Material wird dann kalziniert, um Metalloxid zu erhalten.
Auch in der japanischen Patentanmeldung JP2004-115921A wird eine Sol-Gel Methode vorgestellt. Bei dieser Methode werden Sm und Fe in Säure aufgelöst und durch Zugabe geeigneter Stoffe als darin unlösliche, Sm- und Fe-Ionen enthaltende Salze aus der Lösung ausgefällt. Das ausgefällte Material wird dann kalziniert um Metalloxid zu erhalten. So entsteht zum Beispiel in einer Lösung mit Sm- oder Fe-Ionen ein unlösliches Salz, das die Metallionen enthält. Oxalsäure kann dabei als Lieferant der Hydroxid-Ionen eingesetzt werden. In diesen, aus Metallalkoholat bestehenden, organischen Lösungen lässt sich durch Zugabe von Wasser Metallhydroxid abtrennen und dieses dann aus der Lösung ausfällen. Das, wie oben beschrieben, hergestellte Metalloxid wird dann reduziert, wodurch sich die Sm₂Fe₁₇-Legierung in Form eines feinen Pulvers gewinnen lässt, das anschließend nitriert wird. Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist es möglich, Magnetmaterialien auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ ohne mechanisches Zerkleinern herzustellen.
Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung kugelförmiges Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 1 bis 10 μm, und einem Seitenverhältnis AR_ave von 0,80 oder mehr bereitstellen, ohne dass eine mechanische Zerkleinerung nach der Nitrierung stattfindet. Mit dem kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial lässt sich das Auftreten von mikronisiertem Pulver vermeiden, das bei mechanischen Mahlvorgängen unvermeidlich entstehen würde.
In der vorliegenden Erfindung wird mikronisiertes Pulver definiert als Pulver mit einer Partikelgröße von (ausschließlich) weniger als 1 μm. Wie in der japanischen Patentanmeldung JP2000-012316A berichtet wird, hat mikronisiertes Pulver dieser Größe einen negativen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials. Wird jedoch eine Wärmebehandlung von 50°C oder mehr angewendet, die notwendig ist, um kunstharzgebundene Magnete in eine bestimmte Form zu bringen, dann wird dadurch das mikronisierte Pulver mit einer Partikelgröße von weniger als 1 μm zum Verschwinden gebracht. Entsprechend existiert nur noch das Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mit einer Teilchengröße von 1 μm oder mehr (das keinen negativen Einfluss hat) und das die Anforderungen an die magnetischen Eigenschaften des Kunstharz-Verbundmagneten zufriedenstellend erfüllen kann.
Bei dem erfindungsgemäßen korn- bzw. kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial wäre es möglich, mehrfache Oberflächenbehandlungen (mehr als einmal) durchzuführen. Speziell die oberflächige Ausbildung eines Reduktionsfilms wird offenbart in den japanischen Patentanmeldungen JP52-054998A , JP59-170201A , JP60-128202A , JP03-211203A , JP46-007153A , JP56-055503A , JP61-154112A sowie in JP03-126801A . Ferner wird die Bildung eines metallischen Films an der Oberfläche offenbart in den japanischen Patentveröffentlichungen JP05-230501A , JP05-234729A , JP08-143913A sowie in der JP07-268632A . Des weiteren wird die oberflächliche Ausbildung eines anorganischen Films offenbart in der geprüften japanischen Offenlegungsschrift JP06-017015B4 sowie in den japanischen Patentveröffentlichungen JP01-234502A , JP04-021702A , JP05-213601A , JP07-326508A , JP08-153613A sowie in der JP08-183601A .
Bei dem kugelförmigen Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem keine mechanischen Zerkleinerungsverfahren nach der Nitrierung angewendet werden, ist es notwendig, die äußerste Oberfläche des Materials mit einer bei Raumtemperatur festen Epoxid-Oligomerschicht zu überziehen. Als bevorzugtes Beispiel für ein geeignetes Epoxid-Oligomer kann hier o-Kresol Novolac Epoxidharz genannt werden, dessen Epoxid-Äquivalent 205 bis 220 g/eq beträgt, und das einen Schmelzpunkt von 70 bis 76°C aufweist, wobei die geeignete Schichtdicke 30 bis 100 nm beträgt. Ist hierbei die Schichtdicke geringer als 30 nm (ausschließlich), so verringert sich die Festigungskraft des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials. Beträgt sie andererseits 100 nm oder mehr, so verringert sich (BH)_max in dem Maße, wie der Volumenanteil an nichtmagnetischem Material zunimmt.
Nachfolgend wird eine kontinuierliche Phase gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, die aus Folgendem besteht: einem linearen Polymer mit aktiven Wasserstoffgruppen, die mit dem festen Epoxid-Oligomer, mit dem das kugelförmige Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial überzogen wurde, bei Raumtemperatur reagieren können, sowie einem Zusatzstoff, der bei Bedarf zugefügt wird, und der nachstehend erläutert wird.
Als lineares Polymer, das die kontinuierliche Phase der vorliegenden Erfindung darstellt, kann hier zum Beispiel ein Polyamid-12 mit einem mittleren Molekulargewicht Mn von 4000 bis 12000 oder sein Copolymer genannt werden. Als Zusatzstoff, der bei Bedarf korrekt dosiert hinzugefügt wird, können hier vorzugsweise folgende interne Gleitmittel genannt werden: eine hydrophile funktionelle Gruppe, die das Entweichen des geschmolzenen linearen Polymers nach außen beschleunigt, während das Magnetmaterial verdichtet wird, sowie organische Verbindungen, die pro Molekül mindestens eine langkettige Alkylgruppe beinhalten, die den internen Gleitmitteleffekt hervorrufen, und deren Schmelzpunkt ungefähr 50°C oder mehr beträgt. Speziell können hierfür eine Hydroxy-Gruppe (-OH) pro Molekül, oder organische Verbindungen mit 3 Heptadecyl-Gruppen (-(CH₂)₁₆-CH₃) mit 17 Kohlenstoffatomen als Beispiele genannt werden.
Als nächstes wird ein Magnetmaterial auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B beschrieben werden, dessen diskontinuierliche Phase mit bei Raumtemperatur fester Epoxidharz überzogen wird, dessen durchschnittliche Teilchengröße 50 bis 150 μm bei einem durchschnittlichen Seitenverhältnis AR_ave von 0,65 oder mehr beträgt. Ferner wird erklärt, warum der Porositätsanteil der kornförmigen Bestandteile der kontinuierlichen- und diskontinuierlichen Phasen auf 5% oder weniger eingestellt wird.
Das erfindungsgemäße Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, dessen durchschnittliche Teilchengröße 50 bis 150 μm und dessen durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave 0,65 oder mehr beträgt, kann ein geeignetes sogenanntes Hydrierungs-, Disproportionierungs-, Desorptions- und Rekombinations-HDDR-N₂Fe₁₄B-basiertes Magnetmaterial oder ein Co-freies d-HDDR-R₂Fe₁₄B-basiertes Magnetmaterial sein, wie etwa veröffentlicht in den japanischen Patenten JP3092672B2 , JP2881409B2 , JP3250551B2 , JP3410171B2 , JP3463911B2 , JP3522207B2 sowie im japanischen Patent JP3595064B2 . Das darin beschriebene HDDR-Verfahren wird wie folgt durchgeführt: Eine Legierung auf der Basis von R₂(Fe, Co)₁₄B, (wobei R für Nd, Pr steht) wird hydriert (Hydrierung, R₂(Fe, Co)₁₄B Hx), eine Phasendekomposition bei einer Temperatur von 650 bis 1000°C wird durchgeführt (Dekomposition, RH₂+ Fe + Fe₂B), eine Dehydrierung (Desorption) wird durchgeführt und zum Schluss erfolgt eine Rekombination. Wie in den japanischen Patentveröffentlichungen JP2004-266093A , JP2005-26663A sowie JP2006-100560A offenbart wurde, kann es durch Magnetmaterialien mit vorgegebenen Oberflächenbehandlungen abgeändert werden.
Betrachten wir das Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, bei dem heißverformte Rohblöcke durch mechanische Mahlverfahren zerkleinert werden, so entstehen dabei flache anisotrope Nd₂Fe₁₄B-Körner und die mechanisch zerkleinerten Materialien sind oft mit ihrer größten Dicke in Richtung der C-Achse angeordnet. Das bedeutet, dass das Magnetmaterial eine magnetische Form-Anisotropie aufweist, die senkrecht zur C-Achse verläuft und es dabei schwierig sei wird, eine durchschnittliche Teilchengröße von 50 bis 150 μm, und ein durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave von 0,65 oder mehr zu erzielen.
Wie bereits erläutert wurde, benötigt das erfindungsgemäße Magnetmaterial auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B, dessen durchschnittliche Teilchengröße 50 bis 150 μm bei einem durchschnittlichen Seitenverhältnis AR_ave von 0,65 oder mehr beträgt, ein bei Raumtemperatur festes Epoxid-Oligomer, mit dem seine äußerste Oberfläche überzogen wird. Die bevorzugte Schichtdicke beträgt hier ungefähr 30 bis 100 nm. Ist hierbei die Schichtdicke geringer als 30 nm (ausschließlich), so verringert sich die Festigkeit des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials. Beträgt sie andererseits 100 nm oder mehr, so verringert sich (BH)_max in dem Maße, wie der Volumenanteil an nichtmagnetischem Material zunimmt
Wie erläutert. in der vorliegenden Erfindung

<1> beinhaltet eine kontinuierliche Phase erstens ein kugelförmiges Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, dessen durchschnittliche Partikelgröße 1 bis 10 μm bei einem Seitenverhältnis AR_ave von 0,80 oder mehr beträgt und bei dem nach der Nitrierung der Sm-Fe Legierung kein mechanisches Zerkleinern/Mahlen mehr stattfindet. Ferner wird dieses kugelförmige Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ mit einem Epoxid-Oligomer überzogen, das bei Raumtemperatur fest ist, zweitens ein lineares Polymer, das eine aktive Wasserstoffgruppe besitzt, die mit dem Oligomer reagieren kann, und drittens ein Zusatzmittel, das bei Bedarf hinzugefügt werden kann,
<2> beinhaltet eine diskontinuierliche Phase ein Magnetmaterial auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B, dessen durchschnittliche Teilchengröße 50 bis 150 μm bei einem durchschnittlichen. Seitenverhältnis AR_ave von 0,65 oder mehr beträgt, wobei das Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial mit Epoxid-Oligomer überzogen wird, das bei Raumtemperatur fest ist,
<3> beträgt der Porositätsanteil der kornförmigen Bestandteile der kontinuierlichen- und diskontinuierlichen Phasen 5% oder weniger,
<4> beträgt die Teilchengröße dieser Bestandteile 1 mm oder weniger, und
<5> wird eine Zusammensetzung, bei der sich ein Vernetzungsmittel in Form eines sehr feinen Pulvers physikalisch an der Oberfläche der kornförmigen Bestandteile anlagert, in einem Magnetfeld unter einem Druck von 50 MPa oder weniger in eine vorbestimmte Form gebracht.

Die nachfolgenden Methoden dienen speziell dazu, einen Porositätsanteil der kornförmigen Bestandteile der kontinuierlichen- und diskontinuierlichen Phasen von 5% oder weniger zu erzielen. Die Mischungen aus kontinuierlichen- und diskontinuierlichen Phasen werden dabei in einer Mischwalze zusammen mit geschmolzenem linearem Polymer gemischt. Das auf Raumtemperatur abgekühlte Material wird dann zerkleinert, wodurch sich kornförmiges Material mit einer Korngröße von 1 mm oder weniger erhalten lässt. Eine Korngröße von 1 mm oder weniger wird deshalb angestrebt, weil sich dadurch eine gute Fließfähigkeit des Pulvers erzielen lässt. Beträgt die Teilchengröße 1 mm oder weniger, dann werden die Magnetmaterial-Partikel im geschmolzenen linearen Polymer nicht in ihrer Ausrichtung nach einem Magnetfeld behindert. Dabei ist auch zu beachten, dass bei einer Teilchengröße von mehr als 1 mm (ausschließlich), die Vernetzungsreaktionen zwischen den kornförmigen Bestandteilen und dem Vernetzungsmittel in Form eines sehr feinen Pulvers, das physikalisch an der Oberfläche der kornförmigen Bestandteile angeheftet wurde, heterogen werden. Dadurch werden im Kunstharz-Verbundmagneten mechanische Mängel verursacht und dessen Festigkeitseigenschaften verschlechtert.
Durch das oben beschriebene Mischen in geschmolzenem linearem Polymer ist es möglich, einen Porositätsanteil der kornförmigen Bestandteile der kontinuierlichen- und diskontinuierlichen Phasen von 5% oder weniger zu erzielen. Es sollte an dieser Stelle betont werden, dass sich der erfindungsgemäße anisotrope Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnet mit einem Porositätsanteil von 5% oder weniger bei einem extrem niedrigen Druck von 50 MPa oder weniger herstellen lässt.
Als Beispiel für ein Vernetzungsmittel gemäß der vorliegenden Erfindung kann geeigneterweise ein sogenanntes latentes Vernetzungsmittel dienen, wobei das latente Vernetzungsmittel zum Beispiel aus einem Imidazol-Addukt (2–phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole) mit einer thermischen Zersetzungstemperatur von 230°C besteht, dessen durchschnittliche Teilchengröße ungefär 5 μm beträgt.
In der vorliegenden Erfindung sollten zum Erreichen der magnetischen Stabilität eines anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnets folgende Bedingungen erfüllt werden: Beträgt die Koerzitivität des Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials bei Raumtemperatur HcJp_S, die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials HcJp_N, und werde das Verhältnis zwischen HcJp_S und HcJp_N (HcJp_S/HcJp_N) mit α bezeichnet, dann weist HcJp_N einen Wert von 1 bis 1,25 MA/m auf. Weitere Einzelheiten werden nachstehend erläutert.
Die Beziehung zwischen der Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials (zum Beispiel mit der Legierungszusammensetzung Nd_12.3-7.6Dy_0.3-5.0Fe_64.6Co_12.3B_6.0Ga_0,6Zr_0.1) bei Raumtemperatur und seinem (BH)_maxPN wird in 1 dargestellt und zeigt eine bestimmte Tendenz. Wie aus der Abbildung klar hervorgeht, ist es möglich, HcJp_N dadurch zu steigern, dass das anisotrope magnetische Feld Ha durch Zugabe von Dy verbessert wird. Wird dabei jedoch ein Wert von 1,25 MA/m überschatten, so beschleunigt sich die Abnahme von (BH)_maxPN. Es ist daher zutreffend, dass die kristallinen Körner HcJp_N erhöhen, wenn infolge einer Substitution eines Teils von ihnen durch Dy das anisotrope magnetische Feld Ha erhöht wird. Andererseits findet bei der großen Anzahl von Nd₂Fe₁₄B-Kristallkörnern, bei denen Ha unverändert blieb, eine Umkehr der Magnetflussrichtung statt, beginnend mit einem niedrigen entgegengesetzten Magnetfeld. Dementsprechend verschlechtert sich die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve (Hkp_N/HcJp_N wobei Hkp_N ein entgegengesetztes Magnetfeld mit einer Remanenz Mrp_N von 90% ist) in Abhängigkeit mit der Zugabe von Dy. Ein (BH)_maxPN mit 1,25 MA/m oder weniger wird jedoch meist konstant bleiben. Wird im Gegensatz dazu HcJp_N kleiner, so wird die magnetische Stabilität, wie zum Beispiel die irreversible Demagnetisierung generell verringert. Dementsprechend lässt sich für das HcJp_N gemäß der vorliegenden Erfindung die Aussage treffen, dass sich zwar hohe Werte für HcJp_N erreichen lassen, sie sollten jedoch in einem Bereich bleiben, in dem (BH)_maxpN nicht einer starken Abnahme unterliegt, in anderen Worten zwischen 1 und 1,25 MA/m.
Ferner gilt im erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten zur Verbesserung der irreversiblen Demagnetisierung, der Widerstandsfähigkeit gegenüber entgegengesetzten magnetischen Feldern bei hohen Temperaturen oder der magnetischen Leistungsfähigkeit, typischerweise definiert durch (BH)_max folgendes: Ist HcJp_S die Koerzitivität eines Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials, HcJp_N die Koerzitivität eines Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur, und wird das Verhältnis von HcJp_S zu HcJp_N (HcJp_S/HcJp_N) als α bezeichnet, so lässt sich festlegen: HcJp_N beträgt 1 bis 1,25 MA/m während HcJp_S kleiner oder gleich HcJp_N (HcJp_S ≤ HcJp_N) ist. Ferner sollte α den Wert 0,75 oder weniger aufweisen, vorzugsweise 0,65 oder weniger.
Wird im erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten, die Remanenz mit Mr_M, die Remanenz einer Mischung aus kugelförmigem Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial (reale Dichte: 7,67 Mg/m³) und einem Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial (reale Dichte: 7,55 Mg/m³) mit Mr_P, und der Volumenanteil des gesamten, im Kunstharz-Verbundmagneten vorhandenen Magnetmaterial mit Vf_P bezeichnet, so lässt sich folgendes feststellen: Wird Vf_P so gewählt, dass es größer oder gleich 80 Vol.% (Vf_P ≥ 80 Vol.%). ist, und α beträgt 0,75 oder weniger, dann kann der Ausrichtungsgrad Mr_M/(Mr_P × Vf_P) des Magnetmaterials 0,96 oder mehr betragen, während sein (BH)_max einen Wert von 170 kJ/m³ oder mehr einnimmt. Ist ferner Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% (Vf_P ≥ 80 Vol.%) ist, und α ist 0,65 oder weniger, dann kann der Ausrichtungsgrad Mr_M/(Mr_P × Vf_P) des Magnetmaterials 0,98 oder mehr betragen, wobei sein (BH)_max einen Wert von 180 kJ/m³ oder mehr erreicht.
Wird des weiteren die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve eines erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten bei Raumtemperatur mit Hk/HcJ_RT definiert und die magnetische Harte bei 100°C mit Hk/HcJ₁₀₀, so ist es vorzuziehen wenn Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀ ist.
Bei einer rotierenden Maschine, die eine magnetische Stabilität zuverlässig gewährleisten kann und die eine magnetische Flussdichte im Luftspalt entsprechend des erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten aufweist (das heißt eine Magnetfeldstruktur zwischen einem Eisenkern und dem erfindungsgemäßen Magneten) ist es vorteilhaft, wenn der Luftspalt-Permeanzkoeffizient Pc einen Wert von 3 oder mehr aufweist.
Wie oben erläutert, lässt sich mit dem erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten folgendes realisieren: Die Koerzitivität HcJ bei Raumtemperatur beträgt ungefähr 1 MA/m oder mehr, während sich die magnetische Härte der Demagnetisierung bei hohen Temperaturen, die der Bedingung Hk/HcJ_RT < HcJ₁₀₀ genügt, nicht verschlechtert. Da ferner auch sehr gute magnetische. Eigenschaften mit einem maximalen (BH)_max von 170 bzw. 180 kJ/m³ oder mehr zur Verfügung gestellt werden, kann er als Vertreter der Nachfolgegeneration der isotropen, auf Nd₂Fe₁₄B basierenden Kunstharz-Verbundmagneten mit einem (BH)_max von 80 kJ/m³ betrachtet werden, der zur weiteren Miniaturisierung und hoher mechanischer Leistungsabgabe von rotierenden Maschinen beiträgt.
[Ausgestaltungen]
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch genauer erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltungen beschränkt.
2 zeigt das Röntgen-Beugungsdiagramm eines magnetischen Materials auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, das ohne mechanisches Zerkleinern nach der Nitrierung einer Sm-Fe Legierung gewonnen wurde, und dasjenige eines fragmentierten Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials, das nach der Nitrierung in einer Strahlmühle zerkleinert wurde. Wie ersichtlich ist, bestehen keine Unterschiede zwischen den beiden Kristallstrukuren der auf Sm₂Fe₁₇N₃ basierenden intermetallischen Verbindungen.
3A und 3B sind SEM-(Scanner-Elektronenmikroskop) Aufnahmen, die auf zwei Arten von Magnetmaterial hinweisen. Betrachtet man das fragmentierte Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial in 3B, so lassen sich darauf Ansammlungen von mikronisiertem Pulver beobachten, das durch den Mahlvorgang entstanden ist und eine Teilchengröße von (ausschließlich) weniger als 1 μm aufweist. Andererseits enthält, wie in 3A zu sehen ist, das Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial, das ohne mechanisches Zerkleinern nach der Nitrierung einer Sm-Fe Legierung gewonnen wurde, nicht dieses mikronisierte Pulver mit einer Teilchengröße von (ausschließlich) weniger als 1 μm.
Wie in der japanischen Patentanmeldung JP2000-012316A veröffentlicht wurde, beeinträchtigt das oben genannte mikronisierte Pulver die magnetischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Koerzitivität HcJ_S von Sm₂Fe₁₇N₃ basiertem Magnetmaterial. Wird jedoch eine Wärmebehandlung von 50°C oder mehr angewendet, die unvermeidlich ist, um kunstharzgebundene Magnete in eine bestimmte Form zu bringen, dann wird dadurch das mikronisierte Pulver mit einer Partikelgröße von weniger als 1 μm zum Verschwinden gebracht. Dementsprechend gewinnen, was die endgültigen magnetischen Eigenschaften eines Kunstharz-Verbundmagnets angeht, die Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterialien mit einer Teilchengröße von 1 μm oder mehr, bei denen die magnetischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt wurden, die Oberhand. Genauer gesagt, trägt das mikronisierte Pulver mit einer (ausschließlichen) Teilchengröße von weniger als 1 μm, das an den fragmentierten Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterialien zu beobachten ist, wie in 3B gezeigt, nichts zu den magnetischen Eigenschaften des Kunstharz-Verbundmagneten bei. Darüber hinaus erhöht es die Zähflüssigkeit, wenn es sich auf die geschmolzenen Molekülketten der Polymere und Oligomere verteilt. Es könnte ferner möglich sein, dass die Agglomerationskräfte des mikronisierten Pulvers die Ausrichtung des Magnetmaterials im Magnetfeld beeinträchtigt, weshalb es daher vorzuziehen wäre, das mikronisierte Pulver mit weniger als 1 μm aus dem erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten zu entfernen.
4 ist ein Diagramm der Beziehungen zwischen der Partikelgröße der Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterialien und dem Seitenverhältnis AR (definiert als ”b/a”, wobei der maximale Durchmesser eines Teilchens „a” ist und der senkrecht dazu stehende maximale Durchmesser mit „b” bezeichnet wird). 4 bezieht sich auf die Abbildungen 3A and 3B. Das durchschnittliche Seitenverhältnis AR_ave des Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials, das 3A entspricht, beträgt 0,80 (Dispersion σ = 0,01) bei n = 50 Muster-Messungen (der kleinste Wert ist 0,6). Andererseits ist das durchschnittliche Seitenverhältnis AR_ave des Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials gemäß der 3B gleich 0,67 (Dispersion σ = 0,02) bei n = 50 Muster-Messungen (der kleinste Wert ist 0,24).
Wie oben erläutert, sollte das Sm₂Fe₁₇N₃–Magnetmaterial, das im erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten verwendet wird, folgende Eigenschaften aufweisen: 1) das Magnetmaterial, wie es in 3A dargestellt wird, sollte kugelförmig sein und ohne mechanisches Zerkleinern/Mahlen nach der Nitrierung der Sm-Fe Legierung hergestellt werden. 2) das Vorhandensein von mikronisiertem Pulver mit einer (ausschließlichen) Teilchengröße von weniger als 1 μm, das sich bei mechanischen Mahlverfahren nicht vermeiden lässt, wird ausgeschlossen.
Wie in 4 gezeigt wird, ist der Korrelationskoeffizient R des Seitenverhältnisses AR in Bezug auf die Teilchengröße des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials, das ohne mechanisches Zerkleinern/Mahlen nach der Nitrierung der Sm-Fe Legierung hergestellt wurde, und des fragmentierten Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials jeweils kleiner als 0,02 (ausschließlich). Daraus lässt sich folgern, dass das Seitenverhältnis AR nicht von der Teilchengröße abhängig ist, sondern von dem Verfahren, nach dem das Magnetmaterial hergestellt wurde.
Die Abbildungen 5A und 5B sind Rasterelektronenmikroskop-Aufnahmen (Scanning Electron Microscope, SEM). 5A zeigt ein sogenanntes HDDR-Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, bei dem eine Wasserstoff Dekomposition/Rekombination durchgeführt wurde. 5B zeigt Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, das nach der Warmverformung von Rohblöcken in einem Backenbrecher grob zerkleinert wurde. 5B zeigt Nd₂Fe₁₄B-Kristalle, bei denen ein uniaxialer Druck bei einer Temperatur, die oberhalb der Kristallisationstemperatur des Nd₂Fe₁₄B liegt, ausgeübt wurde. Der Betrachtungswinkel steht hierbei senkrecht zur Kompressionsachse (C-Achse) der Rohlinge, die durch das Warm-Verformen anisotrope Eigenschaften erhielten. Wie ersichtlich, haben sich die Nd₂Fe₁₄B-Kristalle in flacher Form ausgebildet. Des weiteren tendieren auch die Materialien, die mechanisch gemahlen werden, dazu flach ausgebildet zu sein. Die Richtung der größten Dicke des Materials liegt normalerweise in Richtung der C-Achse. Das heißt, das Magnetmaterial kann eine magnetische Formanisotropie aufweisen, die senkrecht zur C-Achse steht.
Bei dem oben betrachteten Magnetmaterial wäre es schwierig, die durchschnittliche Teilchengröße so einzustellen, dass sie zwischen 50 und 150 μm beträgt, während ihr durchschnittliches Seitenverhältnis ein AR_ave von 0,65 oder mehr aufweist. Andererseits sind die Kristalle des so genannten HDDR-Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei dem eine Wasserstoff Dekomposition/Rekombination durchgeführt wurde, wie in Abbildung 5A gezeigt, nicht flach. Der Grund hierfür ist die Wasserstoff-Versprödung der Nd₂Fe₁₄B-Kristall-Korngrenzen im Endstadium der Wasserstoff-Dekomposition/Rekombination (DR-Behandlung), der die warmverformten Rohlinge unterzogen werden, wodurch mechanische Zerkleinerungsverfahren praktisch überflüssig werden. Es ist demzufolge möglich, auf einfache Art und Weise Magnetmaterialien herzustellen, deren durchschnittliche Teilchengröße 50 bis 150 μm beträgt, und deren durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave einen Wert von 0,65 oder mehr aufweist.
Durch die Anwendung des Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials und des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials, gemäß der vorliegenden Erfindung, wird:

[1] eine kontinuierliche Phase gebildet, bestehend aus: Erstens einem Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial, das mit einer Schicht aus 4,5 Vol.% eines o-Kresol Novolac Epoxid-Oligomers mit einem Epoxidäquivalent von 205 bis 220 g/eq, und. einem Schmelzpunkt von 70 bis 76°C überzogen wird, zweitens aus 9,1 Vol.% eines linearen Polymers mit einem mittleren Molekulargewicht Mn von 4000 bis 12000, das über eine Molekülkette mit Amino-Gruppe verfügt, deren aktiver Wasserstoff eine Vernetzungsreaktion mit dem Oxazolidin-Ring des Oligomers eingeht, und drittens aus 1,8 Vol.% teilweise verestertem Material, einschließlich Pentaerythritol und höheren Fettsäuren als interne Gleit/Schmiermittel,
[2] eine diskontinuierliche Phase mit einer Schicht aus 2,0 Vol.% eines o-Kresol Novolac Epoxid-Oligomers mit einem Epoxidäquivalent von 205 bis 220 g/eq und einem Schmelzpunkt von 70 bis 76°C überzogen und
[3] die kontinuierliche Phase geschmolzen und in einem 8-Zoll Mischwalzwerk gemischt (bei einer Drehzahl von 12 rpm (round per minute, Umdrehung pro Minute) und einer Temperatur von 140°C). Dieser Mischung wird ferner die diskontinuierliche Phase hinzugefügt, wodurch sich ein geschmolzenes/gemischtes Material, bestehend aus den kontinuierlichen- und diskontinuierlichen Phasen bildet.

6A gibt das Torsionsmoment-Verhalten des oben genannten geschmolzenen/gemischten Materials an, wobei 17,5 g davon direkt mit einem Curelastometer (Gerät zur Messung der Viskoelastizität) bei einem Druck von 98 kN und einem Oszillationswinkel von ± 0,5 Grad gemessen werden. Ferner zeigt 6B eine Steigung, die der Konstanten K der ersten Reaktionsrate entspricht, wenn man davon ausgeht, dass der Anstieg des Drehmoments in 6A durch die Ringöffnung (erster Reaktionsschritt) des Oxazolidin-Rings durch den aktiven Wasserstoff (-NHCO-) der Aminogruppe des linearen Polymers verursacht wird. Vergleichen wir das geschmolzene/gemischte Material, das kugelförmiges Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, wie es in 3A angebildet ist, mit dem geschmolzenen/gemischten Material, das fragmentiertes Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial enthält, wie in 3B gezeigt, so lässt sich dabei leicht erkennen, dass es eine Reaktionsgeschwindigkeit aufweist, die um eine Zehnerpotenz größer ist, als die des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials. Aus diesem Grund hat das fragmentierte Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial, obwohl es die gleiche Teilchengröße hat, ein durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave, das kleiner ist als das des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials. Ferner enthält das fragmentierte Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mikronisiertes Pulver. Daraus ergibt sich eine große spezifische Oberfläche des Magnetmaterials. Die Reaktionsgeschwindigkeit des Gesamtsystems wird durch die Reaktion zwischen dem Epoxid-Oligomer, welches das Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial bedeckt, und dem aktiven Wasserstoff der Aminogruppe des linearen Polymers bestimmt. Dementsprechend ist die Konzentration eines Reaktionsstoffes abhängig von der spezifischen Oberfläche des Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials.
Wie oben erläutert, ist es im Hinblick auf die chemische Stabilität des Materials mit Schmelz/Misch-Behandlung, vorzuziehen, wenn dieses kugelförmiges Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, wie in Abbildung 3A gezeigt. Hierbei ergibt sich nach der Archimedischen Methode eine Dichte des geschmolzenen/gemischten Materials von 6,1 Mg/m³, wobei sein Porositätsanteil weniger als 5% (ausschließlich) beträgt.
Als nächstes werden die geschmolzenen/gemischten Materialien auf Raumtemperatur abgekühlt, zerkleinert und auf bekannte Weise sortiert, um das kornförmige Material mit einer Teilchengröße von 1 mm oder weniger zu erhalten. Als Vernetzungsmittel für das mikronisierte Pulver werden 1,8 Vol.% eines Imidazol-Adduktes (2-Phenyl-4,5-Dihydroxymethylimidazol) mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 μm und einer thermischen Zersetzungstemperatur von 230°C auf der Oberfläche des kornförmigen Materials im Trockenmischverfahren mit einem V-Mixer angelagert. Durch diese Verfahren lässt sich ein Material gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen. Der Volumenanteil des gesamten, in der Zusammensetzung enthaltenen Magnetmaterials beträgt hierbei 80,7 Vol.%. Wird ferner das interne Gleitmittel, das aus der kontinuierlichen Phase während der Magnetfeldbildung eluiert wird, entfernt, erreicht der Volumenanteil des gesamten im Kunstharz-Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials 82,7 Vol.%. Es sei bemerkt, dass dieser Wert den Volumenanteil von 80 Vol.% des Magnetmaterials eines isotropen Kunstharz-Verbundmagneten auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B mit einer Dichte von 6 Mg/m³ übersteigt.
Die Abbildung 7A zeigt das mit einem Curelastometer gemessene Torsionsmoment-Verhalten in Abhängigkeit von der Temperatur, wobei die oben genannte erfindungsgemäße Zusammensetzung einem konstanten Temperaturanstieg von 110°C auf 195°C (dT/dt = 7,5°C/min) unterzogen wird, bei einem Druck von 98 kN und einem Oszillationswinkel von ±0,5 Grad. Gemäß 7A beträgt die Temperatur, bei der sich das Torsionsmoment der Zusammensetzung auf Grund von Vernetzungsreaktionen erhöht: 1) 174°C im Falle einer Zusammensetzung, die kugelförmiges Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 3A gezeigt, beinhaltet, und 2) 166°C im Falle einer Zusammensetzung, die fragmentiertes Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, wie in 3B gezeigt, beinhaltet. Ausgehend von dem zuvor Genannten lassen sich beim Aushärten der Zusammensetzung die Beschleunigungseffekte der Vernetzungsreaktion auf Grund des mikronisierten Pulvers, mit einer Teilchengröße von weniger als 1 μm (ausschließlich) beobachten. Was die Temperatur anbetrifft, bei der die Zusammensetzung unter Druck-Beaufschlagung innerhalb eines externen Magnetfeldes geformt wird, so wäre es vorteilhaft, wenn sie 160°C oder mehr beträgt, aber weniger als die Temperatur, bei der das Torsionsmoment auf Grund der Vernetzungsreaktionen zunimmt.
7B zeigt Torsionsmoment-Variationen auf Grund der Vernetzungsreaktion beim Formen unter Druck-Beaufschlagung innerhalb eines externen Magnetfeldes und einer Temperatur von 160°C. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, ist im Falle der Zusammensetzung, die kugelförmiges Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet, wie in 3A gezeigt, die Plastifizierung auf Grund einer externen Kraft (Torsion) bereits fortgeschritten, kurz bevor das Aushärten einsetzt. Daher erniedrigt sich das Torsionsmoment in diesem Bereich. Bei der Zusammensetzung, die fragmentiertes Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃ beinhaltet, wie in der 3B gezeigt, kann jedoch keine Abnahme des Torsionsmoments beobachtet werden. Das deutet darauf hin, dass mikronisiertes Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 1 μm die magnetische Ausrichtung beeinflusst.
Als nächstes wird das erfindungsgemäße Material in 7 × 7 mm große Würfel. geformt. Dies erfolgt unter Druck-Beaufschlagung innerhalb eines externen Magnetfeldes unter den folgenden Bedingungen: Die Temperatur beträgt 160°C, ein orthogonales Magnetfeld hat die Stärke 1,4 MA/m oder mehr, und der Druck ist kleiner oder gleich 50 MPa. Dementsprechend lassen sich anisotrope Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnete gemäß der vorliegenden Erfindung sowie Vergleichsbeispiele erhalten. Hierbei wird die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung von vornherein so eingestellt, dass die Dichte im geschmolzenen/gemischten Zustand 6 Mg/m³ oder mehr beträgt. Durch eine Umordnung des Magnetmaterials mittels externem Magnetfeld und unter Bedingungen, bei denen ein geschmolzenes lineares Polymer in eine Hohlform eingebracht wird, wäre es möglich, wieder eine Dichte von 6 Mg/m³ oder mehr zu erhalten, selbst bei einem geringeren Druck als 50 MPa.
8A zeigt die Koerzitivität HcJ_M der Kunstharz-Verbundmagnete bei Veränderung des Anteils der Koerzitivität HcJp_S des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials (0,92 MA/m). Die Koerzitivität HcJp_N des Nd₂Fe₁₄B Magnetmaterials bei Raumtemperatur beträgt hierbei 1 MA/m bzw. 0,92 MA/m. Aus der Abbildung geht deutlich hervor: wenn HcJp_N der erfindungsgemäßen Substanz mit 1 MA/m die untere Grenze der vorliegenden Erfindung erreicht, während HcJp_S kleiner oder gleich HcJp_N ist (HcJp_S ≤ HcJp_N), lässt sich keine deutliche Abnahme von HcJ_M feststellen. Ist jedoch HcJp_N gleich groß wie HcJp_S (HcJp_N = HcJp_S), so nimmt HcJ_M ab hier proportional zum Anteil kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials ab. Das bedeutet, dass die magnetische Stabilität in Form von irreversibler Demagnetisierung abnimmt.
8B ist ein Diagramm, welches das Verhältnis der magnetischen Härte Hk/HcJ einer Demagnetisierungskurve bei Raumtemperatur zeigt, wobei HcJp_N gleich 1 bzw. gleich 1,15 MA/m ist, und die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials HcJp_N sei und die Koerzitivität des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials HcJp_S ist. Diese magnetische Eigenschaft wurde mittels B-H Tracer (Messbereich für Magnetfelder Hm: ±2.4 MA/m) an 7 mm großen würfelförmigen Proben gemessen. Bei einem Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial, dessen Koerzitivkraft HcJp_N = 1,15 MA/m ist, (HcJp_N ist gleich 1,15 MA/m), beträgt Hk/HcJ = 0,31. Dementsprechend ist es bei einem anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem HcJp_N größer oder gleich ist als HcJp_S (HcJp_N ≥ HcJp_S), möglich, das Verhältnis Hk/HcJ des Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagneten zu verbessern.
9A zeigt die Beziehung zwischen dem Orientierungsgrad von Magnetmaterialien Mr_M/(Mr_P × Vf_P) und HcJp_S, wobei Vf_P größer oder gleich 80,7 Vol.% (Vf_P ≥ 80.7 Vol.%) ist und die Relation zu α. Im Diagramm 9B sehen wir die Beziehung zwischen dem Orientierungsgrad von Magnetmaterialien Mr_M/(Mr_P × Vf_P) und (BH)_max eines Kunstharz-Verbundmagneten. Bei diesen Diagrammen gilt folgendes: Die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur ist HcJp_N, die Koerzitivität des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials ist HcJp_S, das Verhältnis von HcJp_S zu HcJp_N (HcJp_S/HcJp_N) ist α, die Remanenz des Kunstharz-Verbundmagneten ist Mr_M, die Remanenz einer Zusammensetzung auf der Basis von kugelförmigem Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial und Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial ist Mr_P, der Volumenanteil des gesamten im Kunstharz-Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials ist Vf_P, und der Orientierungsgrad des gesamten im Kunstharz Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials ist Mr_M/(Mr_P × Vf_P).
Wenn α, ausgehend von 9A und 9B, auf ungefähr 0,75 eingestellt wird, nimmt Mr_M/(Mr_P × Vf_P) den Wert 0,96 an, wobei das (BH)_max des anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung 170 kJ/m³ übertrifft. Wird ferner ein α von 0,65 gewählt, so nimmt Mr_M/(Mr_P × Vf_P) ungefähr den Wert 0,98 an, wobei das (BH)_max gemäß der vorliegenden Erfindung 180 kJ/m³ erreicht.
Ist, in der vorliegenden Erfindung, wie oben erläutert, die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur HcJp_N, die Koerzitivität des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials HcJp_S, dann ist sicher zu stellen, dass HcJp_N größer oder gleich HcJp_S ist. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis αα von HcJp_S zu HcJp_N (α HcJp_S/HcJp_N) einen Wert von 0,75 bzw. 0,65 annimmt. Wenn dementsprechend die Remanenz des anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten mit Mr_M bezeichnet wird, die Remanenz eines gemischten Körpers, bestehend aus kugelförmigem Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial und Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial mit Mr_P, und der Volumenanteil des gesamten im Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials mit Vf_P, wobei Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% ist und wenn α einen Wert von 0,75 bzw. 0,65 annimmt, dann ergibt sich für den Orientierungsgrad des gesamten im Kunstharz-Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials Mr_M/(Mr_P × Vf_P) ein Wert von 0,96 bzw. 0,98. Demzufolge lässt sich mit der vorliegenden Erfindung ein anisotroper Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnet bereitstellen, dessen Magnetmaterial einen sehr hohen Ausrichtungsgrad aufweist.
In der Abbildung 10 betragen die Werte für die Koerzitivität HcJp_N des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur und die Koerzitivität HcJp_S des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials jeweils 1 MA/m. Ferner beträgt die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve eines erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten bei Raumtemperatur Hk/HcJ_RT, wobei die magnetische Härte bei einer Temperatur von 100°C mit Hk/HcJ₁₀₀ bezeichnet wird. Davon ausgehend, stellt 10 die Beziehung zwischen Hk/HcJ_RT und Hk/HcJ₁₀₀ dar. Die diagonale Linie in der Abbildung stellt dar, dass hier Hk/HcJ_RT und Hk/HcJ₁₀₀ gleich groß sind. Aus der Abbildung 10 geht klar hervor: Bei Vergleichsbeispiel 1 (Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagnet) und Vergleichsbeispiel 2 (Sm₂Fe₁₇N₃-Kunstharz-Verbundmagnet) ist bei beiden Hk/HcJ_RT größer als Hk/HcJ₁₀₀ (Hk/HcJ_RT > Hk/HcJ₁₀₀). Andererseits erfüllt der erfindungsgemäße anisotrope Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnet die Bedingung, dass Hk/HcJ_RT kleiner als Hk/HcJ₁₀₀ (Hk/HcJ_RT < Hk(HcJ₁₀₀) sein soll. Ein weiteres Vergleichsbeispiel 3 zeigt die Eigenschaft eines anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnet, in dem fragmentiertes Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial verwendet wird, das mikronisiertes Pulver enthält, wie es in 3B zu sehen ist. Wie aus 10 hervorgeht, haben sowohl Hk/HcJ_RT wie auch Hk/HcJ₁₀₀ den Wert 0,487, oder in anderen Worten: Hk/HcJ_RT und Hk/HcJ₁₀₀ sind ungefähr gleich groß (Hk/HcJ_RT ≈ Hk/HcJ₁₀₀). Es gibt ferner einen Fall, in dem Hk/HcJ₁₀₀ geringfügig kleiner ist als Hk/HcJ_RT.
Die Abbildung 11A zeigt die Demagnetisierungskurve eines erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten im Vergleich zu der Demagnetisierungskurve eines isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagneten (als Vergleichsbeispiel). Bei dem hier gezeigten anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung hat die. Koerzitivität HcJ einen Wert von 0,97 MA/m, seine Remanenz Mr beträgt 1,05 T, und sein (BH)_max ist 179 kJ/m³. Andererseits hat in dem als Vergleichsbeispiel verwendeten isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagneten HcJ einen Wert von 0,72 MA/m, Mr beträgt 0,70 T, und sein (BH)_max ist 79,7 kJ/m³. In der Abbildung 11B wird ferner die Abhängigkeit des magnetischen Widerstands (Permeanz) von der Zuwachsrate der magnetischen Flussdichte in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten und dem isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz Verbundmagneten aufgezeigt. Wie aus 11B deutlich wird, ist es bei der Entwicklung von rotierenden Maschinen, die eine magnetische Stabilität des erfindungsgemäßen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten gewährleisten oder zur weiteren Verbesserung der Zuwachsrate der magnetischen Flussdichte im Luftspalt einer rotierenden Maschine, die eine Magnetfeldstruktur und einen Eisenkern umfasst, vorteilhaft, wenn ihr magnetischer Leitwert Pc (Permeance coefficient) 3 oder mehr beträgt.
In dem oben beschriebenen anisotropen Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagneten gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass seine Koerzitivität HcJ bei Raumtemperatur ungefähr den Wert 1 MA/m einnimmt und sich die magnetische Härte der Demagnetisierungskurve bei hoher Temperatur nicht verschlechtert (Hk/HcJ_RT < Hk/HcJ₁₀₀). Da sich darüber hinaus sehr gute magnetische Eigenschaften erzielen lassen, (ein maximales Energieprodukt (BH)_max von 170 bis 180 kJ/m³ oder mehr), kann er die nächste Generation darstellen, die den isotropen Nd₂Fe₁₄B-Kunstharz-Verbundmagneten mit einem (BH)_max von 80 kJ/m³ ablösen wird und die dazu beiträgt, rotierende Maschinen noch weiter zu miniaturisieren und ihre mechanische Leistungsabgabe zu erhöhen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims

Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis, der folgendes beinhaltet: [1] eine kontinuierliche Phase, einschließlich: (1) kugelförmiges Magnetmaterial auf der Basis von Sm₂Fe₁₇N₃, dessen durchschnittliche Teilchengröße 1 bis 10 μm beträgt und dessen durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave den Wert 0,8 oder mehr aufweist, wobei AR gleich b/a ist, wobei der maximale Durchmesser eines Teilchens mit „a” und der senkrecht dazu stehende maximale Durchmesser mit „b” bezeichnet wird und keine mechanischen Zerkleinerungsverfahren angewendet werden, nachdem eine Sm-Fe Legierung nitriert wurde, und wobei das kugelförmige Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterial mit einem bei Raumtemperatur festen Epoxid-Oligomer bedeckt wird, (2) ein lineares Polymer, das eine aktive Wasserstoffgruppe beinhaltet, die mit dem Oligomer reagiert, und (3) ein Zusatzstoff, der bei Bedarf zugefügt wird, und [2] eine diskontinuierliche Phase, definiert durch ein Magnetmaterial auf der Basis von Nd₂Fe₁₄B mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 bis 150 μm, dessen durchschnittliches Seitenverhältnis AR_ave den Wert 0,65 oder mehr aufweist, wobei das Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterial mit einem bei Raumtemperatur festen Epoxid-Oligomer bedeckt wird, und der anisotrope kunstharzgebundene Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis ferner folgende Bedingungen erfüllt: [3] dass der Anteil der Porosität einer kornförmigen Verbindung der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Phasen 5% oder weniger beträgt, und [4] eine Struktur, bei der das Vernetzungsmittel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 10 μm oder weniger an die Oberfläche des körnigen Bestandteils angelagert wird, und dieses bei einem Druck von 50 MPa oder weniger in einem Magnetfeld in eine vorbestimmte Form gebracht wird.
Ein anisotroper Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnet gemäß Anspruch 1, wobei HcJp_N 1 bis 1,25 MA/m beträgt, während HcJp_S kleiner oder gleich HcJp_N ist, wobei die Koerzitivität des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials HcJp_S ist, und die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur HcJp_N beträgt.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß der Ansprüche 1 und 2, wobei HcJp_N 1 bis 1,25 MA/m beträgt, während α kleiner oder gleich 0,75 ist, wobei HcJp_S die Koerzitivität des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials ist, und HcJp_N die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur ist, und α das Verhältnis von HcJp_S zu HcJp_N (HcJp_S/HcJp_N) ist.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basisgemäß der Ansprüche 1 und 2, wobei HcJp_N 1 bis 1,25 MA/m beträgt, wälzend α kleiner oder gleich 0,65 ist, wobei HcJp_S die Koerzitivität des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃-Magnetmaterials ist, und HcJp_N die Koerzitivität des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials bei Raumtemperatur ist, und α das Verhältnis von HcJp_S zu HcJp_N (HcJp_S/HcJp_N) ist.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß der Ansprüche 1 und 3, wobei Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% ist, während der Ausrichtungsgrad des Magnetmaterials Mr_M/(Mr_P × Vf_P) größer oder gleich 0,96 ist, wobei Mr_M die Remanenz des Kunstharz-Verbundmagneten ist und Mr_P die Remanenz des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃- und des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials ist und Vf_P der Volumenanteil des gesamten im Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials ist.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß der Ansprüche 1, 3 und 5, wobei das maximale Energieprodukt (BH)_max bei Raumtemperatur 170 kJ/m³ oder mehr beträgt.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß der Ansprüche 1 und 4, wobei Vf_P größer oder gleich 80 Vol.% ist, während der Ausrichtungsgrad des Magnetmaterials Mr_M/(Mr_P × Vf_P) größer oder gleich 0,98 ist, wobei Mr_M die Remanenz des Kunstharz-Verbundmagneten ist, Mr_P die Remanenz des kugelförmigen Sm₂Fe₁₇N₃- und des Nd₂Fe₁₄B-Magnetmaterials ist, und Vf_P der Volumenanteil des gesamten im Verbundmagneten enthaltenen Magnetmaterials ist.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß der Ansprüche 1, 4 und 7, wobei das maximale Energieprodukt (BH)_max bei Raumtemperatur 180 kJ/m³ oder mehr beträgt.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß der Ansprüche 1 und 2, wobei Hk/HcJ_RT kleiner als Hk/HcJ₁₀₀ ist, wobei Hk/HcJ_RT die magnetische Härte (squareness) bei Raumtemperatur ist, und Hk/HcJ₁₀₀ die magnetische Härte (squareness) bei 100°C ist.
Ein anisotroper kunstharzgebundener Magnet auf Seltenerd-Eisen Basis gemäß Anspruch 1, wobei der anisotrope Seltenerd-Eisen Kunstharz-Verbundmagnet in eine ringförmige Gestalt geformt wird, wie zum Beispiel eine Bogen- oder Zylinderform, und der über mindestens ein Polpaar verfügt, wobei ein Magnetfeldkreis mit einem Eisenkern ausgebildet wird, wobei der magnetische Leitwert (permeance coefficient) Pc einen Wert von 3 oder mehr aufweist.