DE19735271C2 - Weichmagnetischer, formbarer Verbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen weichmagnetischen, formbaren Verbundwerkstoff, der weichmagnetische Eigenschaften aufwei­ sende Pulver enthält, die eine nichtmagnetische Beschichtung aufweisen und Verfahren zu dessen Herstellung nach den unab­ hängigen Ansprüchen 1, 10 und 16.

Weichmagnetischen Werkstoffe werden zur Herstellung von tem­ peratur-, korrosions- und lösungsmittelbeständigen magneti­ schen Bauteilen im Elektroniksektor und insbesondere in der Elektromechanik benötigt. Dabei bedürfen diese weichmagneti­ schen Bauteile gewisser Eigenschaften: sie sollen eine hohe Permeabilität (µ_max), eine hohe magnetische Sättigung (B_s), eine geringe Koerzitivfeldstärke (H_c) und einen hohen spezi­ fischen elektrischen Widerstand (ρ_spez) aufweisen. Die Kom­ bination dieser magnetischen Eigenschaften mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand ergibt eine hohe Schaltdynamik, das heißt, die magnetische Sättigung und die Entmagnetisierung eines derartigen Bauteiles erfolgen inner­ halb kurzer Zeit.

Bislang werden beispielweise Weicheisenbleche zu Lamellenpa­ keten verklebt, um als Anker von Elektromotoren zu dienen. Die Lagenisolation wirkt jedoch nur in einer Richtung. Aus dem EP 0 540 504 B1 ist bekannt, weichmagnetische Pulver mit einem Kunststoffbinder aufzubereiten und damit durch ein Spritzgußverfahren entsprechende Bauteile herzustellen.

Um die für das Spritzgießen notwendige Fließfähigkeit zu ge­ währleisten, sind die Pulveranteile in spritzgießfähigen Verbundwerkstoffen auf maximal 65 Vol.-% begrenzt. Demgegen­ über erfolgt beispielsweise bei axialem Verpressen die Ver­ dichtung von rieselfähigen Pulvern nahezu ohne Materialfluß. Die Füllgrade dieser Verbundwerkstoffe liegen typischerweise bei 90-98 Vol.-%. Die durch axiales Verpressen von Pulvern geformten Bauteile zeichnen sich im Vergleich zu spritzge­ gossenen deshalb durch wesentlich höhere Permeabilitäten und höhere magnetische Feldstärken im Sättigungsbereich aus. Axiales Verpressen von Pulvern aus Reineisen oder Eisen- Nickel mit Duroplastharzen, beispielweise Epoxiden oder Phe­ nolharzen hat jedoch den Nachteil, daß die bislang verwende­ ten thermoplastischen und duroplastischen Bindemittel bei erhöhter Temperatur in organischen Lösungsmitteln, bei­ spielsweise Kraftstoffen für Verbrennungsmotoren, löslich sind, beziehungsweise stark aufquellen. Die entsprechenden Verbundbauteile ändern unter diesen Bedingungen ihre Abmes­ sungen, verlieren ihre Festigkeit und versagen gänzlich. Es war bislang nicht möglich, entsprechende Verbundwerkstoffe mit hoher Temperatur- und Medienbeständigkeit, beispielswei­ se in organischen Lösungsmitteln, insbesondere Kraftstoffen für Verbrennungsmotoren, herzustellen. Ein weiteres Problem stellten bislang diejenigen Einsatzbedingungen dieser Bau­ teile dar, unter denen sowohl Thermoplaste als auch Duropla­ ste kein geeignetes Bindemittel mehr darstellen, da sie sich sonst vollständig zersetzen würden.

In dem Artikel von H. P. Baldus und M. Jansen in: "Angewand­ te Chemie 1997, 109, Seite 338-394", werden moderne Hochlei­ stungskeramiken beschrieben, die aus molekularen Vorläufern durch Pyrolyse gebildet werden und teilweise ebenfalls ma­ gnetische Eigenschaften aufweisen. Diese Keramiken sind äu­ ßerst temperatur- und lösungsmittelstabil.

Aus US 4,820,338 ist eine Beschichtung eines weichmagneti­ schen Pulvers mit einem Silan mit einer Alkoxygruppe, einer Alkylgruppe und einer organischen funktionellen Gruppe be­ kannt, was zu einer stark modifizierten SiO₂-Struktur auf der Oberfläche der magnetischen Pulverteilchen führt. Der beschriebene Werkstoff ist jedoch immer aus einem ma­ gnetischen Pulver, einem elektrisch isolierenden Binderpoly­ mer wie einem Epoxidharz, Polyamidharz, Polyimidharz, Poly­ esterharz oder Polycarbonatharz und einem sogenannten "cou­ pling agent" zusammengesetzt, der aus drei verschiedenen or­ ganometallischen Verbindungen besteht: einer Titanverbindung der Art R-Ti-X, einem Silan und einer Aluminiumverbindung der Art (RO)-Al-X.

Aus EP 0 574 856 A1 sind Mercaptosilane in Verbindung mit einem Polyphenylensulfidharz und Glasfasern als Zusatzstoff zu magnetischen Werkstoffen und zur Bildung eines magneti­ schen Harzes bekannt. Weiterhin ist die Beschichtung von Carbonyl-Eisenpulverteilchen als Schutz vor Korrosion mit Hilfe von Silanen, Siloxanen und Kombinationen dieser Ver­ bindungen aus US 4,731,191 bekannt.

Die Benetzung eines magnetischen Pulvers mit einer Bortrial­ koxidlösung in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre wird in US 4,369,076 gelehrt. Nach Abzug des Lösungsmittels (Toluol) wird dabei das an der Oberfläche der Pulverteilchen anhaf­ tende Bortrialkoxid durch an der Oberfläche der Pulverteil chen anhaftendes Wasser zu Boroxid hydrolysiert. Es bildet sich somit eine stabile, kompakte, jedoch nicht thermopla­ stische Boroxidbeschichtung aus, die weitere Oxidation der magnetischen Metallteilchen im Kern zu verhindert.

Silanbeschichtungen auf hartmagnetischen Werkstoffen sind im übrigen auch bereits aus US 4,869,964 bekannt, wobei zur Herstellung einer oxidationsbeständigen Beschichtung neben einem aminohaltigen Silan ein Epoxysilan und ein Epoxidharz eingesetzen wird, die gemeinsam dem magnetische Pulver zuge­ geben werden. Dadurch erhält man zunächst einen Verbundwerk­ stoff mit einem relativ großen Anteil an organischen Be­ standteilen und mit einer geringen Temperaturbeständigkeit.

In DE 966 314 wird gelehrt, weichmagnetische Pulverteilchen mit einem Isolierstoff hoher Erweichungstemperatur zu über­ ziehen. Als Isolierstoff eignen sich dazu Substitutionspoly­ merisate der Polyetherreihe. Weiterhin ist auch aus DE 667 919 bereits bekannt, weichmagnetische Eisenteilchen mit ei­ ner festhaftenden, isolierenden Hülle zu umgeben. Als Iso­ lierstoff eignen sich besonders härtbare Kunstharzfirnisse und -lacke und warmformbare Stoffe. Das Gewichtsverhältnis zwischen Isolierstoff und Eisen beträgt 1 : 2.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war die Bereitstellung eines formbaren weichmagnetischen Verbundwerkstoffes beste­ hend aus einem weichmagnetische Eigenschaften aufweisenden Pulver und einer thermoplastischen Verbindung mit einem ho­ hen Anteil des weichmagnetischen Pulvers bei gleichzeitig guter Temperatur- und Lösemittelbeständigkeit sowie Verar­ beitbarkeit des hergestellten Formteils.

Durch die Beschichtung von weichmagnetischen Pulverkörnern mit einer nichtmagnetischen thermoplastischen Verbindung wie Polyphtalamid ist es möglich, in vorteilhafter Weise den An­ teil des Weichmagnetpulvers im Verbundwerkstoff zu erhöhen, und eine gute Temperatur- und Lösemittelbeständigkeit des daraus hergestellten Formteiles zu erzielen.

Es ist ebenso besonders vorteilhaft, ein weichmagnetische Eigenschaften aufweisendes Pulver mit einer siliziumhaltigen Verbindung zu beschichten, die bei Pyrolyse in eine silizi­ umhaltige Keramik übergeht, wodurch die Koerzitivfeldstärke erhöht wird und die Temperaturstabilität eines aus diesem Verbundwerkstoff hergestellten Formteils entscheidend erhöht wird.

Beschichten des Weichmagnetpulvers mit Verbindungen des Bors, beziehungsweise des Aluminiums, die bei Pyrolyse in entsprechende Keramiken übergehen ist eine weitere bevorzug­ te Möglichkeit, die Lösemittelbeständigkeit und die Tempera­ turbeständigkeit des weichmagnetischen Verbundwerkstoffes und der daraus hergestellten Formteile zu erhöhen.

In einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Verbundwerkstoffes, wird eine thermopla­ stische Verbindung aus einer Lösung auf die Pulverkörner aufgebracht. Dabei werden die Pulverkörner in die Polymerlö­ sung eingebracht und das Lösungsmittel unter ständiger Bewe­ gung des Pulvers bei erhöhter Temperatur oder im Vakuum ab­ gezogen. Dadurch erhalten die Pulverkörner auf einfache Wei­ se einen dünnen Polymerüberzug ("coating"), so daß kompli­ zierte Verfahrensprozesse entfallen.

Bei einer Beschichtung mit einem Material aus einer Vorläu­ ferkeramik, auch "Precursorkeramik" genannt, welches entwe­ der Silicium, Aluminium oder Bor als Hauptbestandteile ent­ hält, wird die Temperatur nach einer Formgebung des Materi­ als vorteilhafterweise so gewählt, daß sich das Beschich­ tungsmaterial in ein keramisches, metallisches oder sogar intermetallisches Endprodukt umwandelt, wobei eine hohe Ma­ gnetisierung und eine Temperatur- und Lösemittelbeständig­ keit erzielt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

In besonders bevorzugter Weise werden als Beschichtungsmate­ rial Siliziumverbindungen ausgewählt, die mindestens eine Siliziumverbindung enthalten, die aus der Gruppe der Chlor­ verbindungen des Siliziums, der Silizium enthaltenden Carbo­ diimide, der Silazane oder Polysilazane ausgewählt ist. Da­ mit ist gewährleistet, daß eine breite Verbindungsklasse von molekularen Vorläuferverbindungen des Siliziums eingesetzt werden kann, welche bei Pyrolyse zu verschiedenen Keramiken, sowohl auf Silizium-Sauerstoffbasis, beziehungsweise ebenso auf Silizium-Stickstoff oder Silizium-Stickstoff-Sauerstoff- Basis zur Verfügung gestellt werden können und je nach er­ wünschtem Anforderungsprofil optimiert sind. Entsprechend den Anwendungen des herzustellenden Bauteiles kann so die entsprechende Keramik, die auch einen Einfluß auf die magnetische Feldstärke und die Schaltzeit der weichmagneti­ schen Verbindungen hat, gewählt werden. Ebenso ist es da­ durch möglich, den Temperaturbereich für die Anwendung ent­ sprechend zu wählen.

In ebenso bevorzugter Weise können zum Beschichten des Weichmagnetpulvers Borverbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borazol, Pyridin- oder sonstige π-Donor- Boranaddukte, beispielsweise Boran-Phosphan, Boran- Phosphinit, Borsilazane und Polyborazane eingesetzt werden, so daß nach der Thermolyse verschiedene borhaltige Keramiken in einfacher Weise zur Verfügung gestellt werden können.

Ebenso ist es bevorzugt möglich, ein Polyazalan als Alumini­ umvorläuferverbindung zu verwenden, welches in Kleinstmengen von 0,2-2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage, eingesetzt werden kann. Damit werden Aluminium-Stickstoff-Keramiken als Beschichtung für das weichmagnetische Pulver erzeugt, wobei der Gewichtsanteil des weichmagnetischen Pulvers besonders hoch ist.

Ausführungsbeispiele

Im folgenden werden nachstehende Abkürzungen verwendet:
PPA: Polyphthalamid
NMP: N-Methylpyrrolidon

1. Kraftstoffbeständige Thermoplaste mit hoher Wärmeformbe­ ständigkeit.

Thermoplaste mit hoher Wärmeformbeständigkeit weisen im Ver­ gleich zu niedrigschmelzenden Thermoplasten einen wesentlich geringeren kalten Fluß auf. Bei Verpressen eines Gemisches aus Magnetpulver mit geringen Anteilen an Thermoplastpulvern entsteht somit nur bei duktilen Thermoplastpulvern eine aus­ reichende Isolationsschicht um die Magnetteilchen. Darüber­ hinaus sind hochschmelzende Thermoplaste nicht als Pulver mit der notwendigen geringen Korngröße von < 5 Mikrometer im Handel erhältlich. Beide Schwierigkeiten werden durch die Erfindung dadurch umgegangen, daß das Magnetpulver vor dem axialen Verpressen mit einer Polymerlösung ummantelt wird. Falls die Löslichkeit des Polymers nur bei höherer Tempera­ tur gegeben ist, muß das Lösen des Polymers und das Be­ schichten des Magnetpulvers zur Vermeidung einer thermooxi­ dativen Schädigung des Thermoplastmaterials unter Schutzgas stattfinden.

Ausführungsbeispiel 1:

17,5 g eines handelsüblichen Granulates aus unverstärktem PPA (Amodel 1000 GR der Firma Amoco) wird grob aufgemahlen und in einem Sigma-Kneter mit 2500 g ABM 100.32 (oberflächenphosphatiertes Reineisenpulver der Firma Hö­ ganäs) trockengemischt. Nach Zusatz von NMP wird so lange Stickstoff durch die Knetkammer geleitet, bis der Sauerstoff verdrängt ist. Anschließend wird der Stickstoffstrom abge­ stellt und die Kammer auf 200°C (Siedepunkt NMP: 204°C) aufgeheizt. Nach einer Knetdauer von ca. 1 h, welche abhän­ gig von der Größe des Thermoplastmaterials ist, hat sich das PPA in NMP vollständig gelöst. Daraufhin wird das Lösungs­ mittel durch erneutes Durchleiten von Schutzgas durch die Knetkammer abgezogen und in einem Kühler wieder kondensiert, der Kneter abgekühlt und das mit PPA beschichtete Magnetpul­ ver entnommen. Letzte Lösungsmittelreste lassen sich durch Vakuumtrocknen entfernen.

An das kalte Verpressen des gecoateten Magnetpulvers schließt sich eine Wärmebehandlung des Preßlings unter Schutzgas über den Schmelzpunkt des Polymers hinaus (PPA, 320°C) an. Die erhaltenen Proben weisen eine Festigkeit von ca. 80 N/mm² und einen spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 400 µOhm.m auf. Eine bessere Entformbarkeit der verpreßten Bauteile aus der Formpresse erreicht man durch eine Oberflächenbehandlung des beschichteten Pulvers mit einem Gleitmittel. Das Gleitmittel wird in einen wesent­ lich geringeren Anteil als die Thermoplastbeschichtung zuge­ geben, um die Dichte der verpreßten Teile möglichst wenig zu verringern und es sollte derart flüchtig sein, daß es sich vor dem Aufschmelzen des Polymers bei der anschließenden Wärmebehandlung verflüchtigt und mit dem Polymer nicht che­ misch reagiert. Beispiele für geeignete Gleitmittel sind beispielsweise Stanzöle, wie sie beim Stanzen von Blechen eingesetzt werden, oder Rapsölmethylester und Stearinsäurea­ mid in Zusätzen von etwa 0.2% bezogen auf das Gewicht des Magnetpulvers.

2. Verpressen von trockenen Gemischen aus Magnetpulver und anorganischen Pulvern

Die zum Beschichten der weichmagnetischen Pulver eingesetz­ ten anorganischen, beziehungsweise silizium-, bor und alumi­ niumorganischen Verbindungen mit vorwiegend polymeren Cha­ rakter weisen gute Gleit-, beziehungsweise Schmiereigen­ schaften auf. Nach der Aushärtung stellen sie somit ein du­ roplastisches Bindemittel dar, welches durch anschließende thermische Zersetzung (Pyrolyse) in eine Keramik oder in Le­ gierungszusätze für Eisenmetalle umgewandelt wird. In Ver­ bindung mit oxidationsempfindlichen magnetischen Materiali­ en, wie beispielsweise Reineisen oder Reinnickel, erfolgt die Pyrolyse unter Schutzgas. Um Verbundkörper mit geringem Porenanteil zu erhalten, muß der bei der Pyrolyse auftreten­ de Volumenschwund gering sein, was durch die eingesetzten Verbindungen gewährleistet ist. Ein Beispiel stellen Silizi­ um-Wasserstoffverbindungen (Siliziumhydride) dar. Silizium­ hydride mit mehren Si-Atomen sind schmelzbar und dienen so­ mit zugleich als Gleitmittel für die beschichteten magneti­ schen Pulver. Sie zerfallen bei höheren Temperaturen je nach eingesetztem Hydrid in Si und H₂. Bei weiterer Temperaturer­ höhung legiert das Si in einer Oberflächenschicht, bei­ spielsweise mit Reineisenpulver. Die Fe-Si-Legierungsschicht weist einen höheren elektrischen Widerstand und einen nied­ rigen Schmelzpunkt auf als Reineisen. Die mit Fe-Si be­ schichteten Eisenpulverteilchen sintern zu Verbundkörpern mit einem im Vergleich zu Reineisen höheren elektrischen Wi­ derstand zusammen. Eine Alternative dazu ist die Abscheidung von Reinstsilizium auf Eisenpulverteilchen durch thermische Zersetzung von SiH₄. Das Verfahren ist bei der Halbleiter­ fertigung zum Aufbau von Siliziumschichten und beim Vergüten von Gläsern üblich. Niedermolekulare Siliziumhydride sind selbstentzündlich, so daß alle Verfahrensschritte unter Schutzgas erfolgen.

Eine erfindungsgemäße Siliciumcarbidkeramik wird beispiels­ weise durch Pyrolyse von Polydialkylsilanen hergestellt. In Verbindung mit Pulvern aus der Reihe der Eisenmetalle führt die Abspaltung von kohlenstoffhaltigen Verbindungen bei der Pyrolyse zu Aufkohlen. Durch Glühbehandlungen in wasser­ stoffhaltiger Atmosphäre wird anschließend dem Metall der Kohlenstoffanteil wieder entzogen.

Vorläuferverbindungen für BN-Keramiken als Beschichtungsma­ terial werden unter Ammoniakatmosphäre pyrolysiert. (R. C. P. Cubbon, RAPRA Review Report Nr. 76, Polymeric Precursors for Ceramic Materials, Vol. 7, No. 4, 1994). Als besonders ge­ eignet für weichmagnetische Verbundwerkstoffe mit einer ke­ ramischen Beschichtung erwies sich Borazol (B₃N₃H₆), welches unter vermindertem Druck bereits bei 90°C H₂ abspaltet und in ein zu Polyphenylen analoges Polymer übergeht. Bei höhe­ ren Temperaturen schreitet die Abspaltung von H₂ fort, bis bei ca. 750°C die Stufe der hexagonalen Modifikation von BN erreicht ist. In diesem besonderen Falle erfolgt die Pyroly­ se lediglich unter Schutzgas, beispielsweise Argon oder Stickstoff, und nicht in Ammoniakatmosphäre. Der dabei auf­ tretende geringe Gewichtsverlust von 5,1% hat eine geringe Schwindung und damit ein geringes Porenvolumen im Verbund aus BN und dem Magnetpulver zur Folge.

Als geeigneter Ausgangstoff für die Beschichtung von Magnet­ pulvern mit einer Aluminiumnitrid-Keramik erwiesen sich Po­ lyazalane. Diese wurden durch thermische Kondensation von Diisobutylaluminiumhydrid mit ungesättigten Nitrilen synthe­ tisiert, was zu aushärtbarem flüssigen Polyazalanen führt. Damit wurden die magnetischen Pulver beschichtet. Die Polya­ zalane dienen dabei gleichzeitig als duroplastisches Gleit und Bindemittel, welches nach sich anschließender Pyrolyse bei 200°C zu einem nichtschmelzenden Feststoff vernetzt und in nächsten Verfahrensschritt vollständig unter inerter At­ mosphäre zu AlN pyrolysiert.

Als geeigneter Ausgangstoff für die Beschichtung von Magnet­ pulvern mit einer Siliziumnitrid-Keramik erwiesen sich Car­ bosilane und Polysilazane. Siliziumnitrid Si₃N₄ entsteht da­ bei durch Pyrolyse dieser Verbindungen in Ammoniakatmosphä­ re. Die Pyrolyse unter Schutzgas erbrachte eine Beschichtung mit Siliziumcarbonitriden der Formel SiN_xC_y.

Gläser, Emails und Lasuren stellen Kombinationen von Metall- und Nichtmetalloxiden unterschiedlicher Zusammensetzung dar. Ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung von glasartigen Be­ schichtungen von weichmagnetischen Pulvern ist die Verwen­ dung von Silanen mit mehreren Silanolgruppen, die bei Zugabe von Wasser unter Abspaltung von Alkohol Polymere bilden. Das von der Fa. Hüls hergestellten Produkt NH 2100 ist ein noch nicht vollständig vernetztes, lösliches und schmelzbares Po­ lykondensat des Trimethoxymethylsilan (CH₃Si(OCH₃)₃)_x und stellt ein ausgezeichnetes Vorläufermaterial für eine glas­ artige Beschichtung magnetischer Pulver dar. NH 2100 läßt sich unter Abspaltung von Wasser und Alkohol weiter konden­ sieren und geht bei einer anschließenden Pyrolyse mit einer keramischen Ausbeute von ca. 90 Gew.-% in ein Glas der Zu­ sammensetzung SiO_xC_y (x = 1,9-2,1, y = 0,6-3,0) über.

Ausführungsbeispiel 2:

99,9 Gew.-% Weicheisenpulver ABM 100,32 (oberflächen­ phosphatiert, Fa. Höganäs) werden mit 0,6 Gew.-% NH 2100 ge­ coatet, welches in einer Lösung in Aceton erfolgt. Bei Raum­ temperatur wird diese Mischung unter 6 to/cm² zu Probestäben verpreßt und das Harz bei 220°C vernetzt. Die derart herge­ stellte Probe weist eine Festigkeit von 26 N/mm² und einen spezifischen elektrischen Widerstand von 20000 µOhm auf. Das Polymer wird anschließend bei 700°C unter Schutzgas pyroly­ siert und geht in ein kohlenstoffhaltiges Glas SiO_xC_y über. Zusätzlich bilden sich erste Sinterhälse zwischen den Eisen­ teilchen. Dadurch sinkt der elektrische Widerstand auf 5 µΩm (Reineisen weist 0,1 µΩm auf), während die Biegefestig­ keit auf 80 N/mm² ansteigt. Bei weiterer Temperaturerhöhung nehmen die Eisen-Eisen-Sinterbrücken und die Festigkeit zu, während der spezifische elektrische Widerstand weiter ab­ nimmt.

Durch Zusatz weiterer Verbindungen, welche sich in glasbil­ dende Oxide überführen lassen, entstehen die entsprechenden Gläser oder Emails. Ihre Zusammensetzung wird im Hinblick auf eine gute Haftung am Magnetpulver ausgewählt. So dient ein Zusatz von Aluminiumstearat sowohl als Gleitmittel zur Entformung aus dem Preßwerkzeug als auch nach seiner thermi­ schen Zersetzung zu Al₂O₃ als Glasbildner.

Ausführungsbeispiel 3:

946,5 g phosphatiertes Eisenpulver (AB 100.32, Fa. Höganäs) wird im Kneter mit einer Lösung von 2,4 g Methylpolysiloxan- Präpolymer (NH 2100, Chemiewerk Nünchritz) in Aceton be­ netzt. Nach Zugabe einer Lösung von 46,3 g Natrium- Trimethylsilanolat in Aceton bildet sich ein Gelmantel um die Eisenpartikel. Nach dem Verdampfen des Acetons im Kneter wird 5 g Aluminiumtristearat zugesetzt und dieses unter Kne­ ten bei 140°C aufgeschmolzen. Das Aluminiumtristearat wirkt beim anschließenden axialen Verpressen des Verbundwerkstof­ fes als Gleit- und Formtrennmittel. Beim Erhitzen der Preß­ linge unter Schutzgas auf 200°C härtet das Methylpolysilox­ an-Präpolymer zunächst aus. Bei weiterer Temperaturerhöhung auf 800°C pyrolysieren alle eingesetzten Produkte und schmelzen zu ca. 40 g eines Glases mit der ungefähren Zusam­ mensetzung 27 g SiO₂, 12,8 g Na₂O und 0,3 g Al₂O₃ auf.

Claims (25)

1. Weichmagnetischer, formbarer Verbundwerkstoff, beste­ hend aus einem weichmagnetische Eigenschaften aufwei­ senden Pulver und einer nichtmagnetischen thermoplasti­ schen Verbindung, wobei die Körner des Pulvers mit der nichtmagnetischen thermoplastischen Verbindung be­ schichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ther­ moplastische Verbindung Polyphtalamid ist.

2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die thermoplastische Verbindung gegenüber or­ ganischen aliphatischen Lösungsmitteln beständig ist und eine Temperaturbeständigkeit bis 300°C aufweist.

3. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Anteil der thermoplastischen Verbindung 0,2 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 0,8 Gew.-%, be­ zogen auf die Gesamteinwaage beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver zunächst mit dem Polyphtalamid unter Zu­ gabe eines Lösungsmittels ummantelt wird, und daß das Lösungsmittel danach abgezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel N-Methylpyrrolidon ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zugeben und das Abziehen des Lösungsmit­ tels unter Schutzgas oder Stickstoff erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ummanteln des Pulvers durch Kneten bei einer Tempe­ ratur unterhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels er­ folgt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Pulver verpreßt wird, und sich daran eine Wärmebehandlung des Preßlings unter Schutzgas oder Stickstoff oberhalb des Schmelzpunktes des Polyphtala­ mids anschließt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem mit dem Polyphtalamid ummantelten Pulver vor der Wärmebehandlung in geringer Menge ein Gleitmittel zuge­ geben wird.

10. Weichmagnetischer, formbarer Verbundwerkstoff, beste­ hend aus einem weichmagnetische Eigenschaften aufwei­ senden Pulver und einer nichtmagnetischen thermoplasti­ schen Verbindung, wobei die Körner des Pulvers mit der nichtmagnetischen thermoplastischen Verbindung be­ schichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ther­ moplastische Verbindung mindestens eine Siliziumverbin­ dung enthält, ausgewählt aus der Gruppe: Chlorverbin­ dungen der Siliziums, Silizium enthaltende Carbodiimi­ de, Silazane und Polysilazane.

11. Verbundwerkstoff nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anteil der Siliziumverbindung 0,2 bis 6 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage beträgt.

12. Verbundwerkstoff nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich mindestens eine organometalli­ sche oder organische Aluminiumverbindung enthalten ist.

13. Verbundwerkstoff nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anteil der Aluminiumverbindung 0,2 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 0,9 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage, beträgt.

14. Verbundwerkstoff nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die thermoplastische Verbindung ein Po­ lyazalan ist.

15. Verbundwerkstoff nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anteil des Polyazalans 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage, beträgt.

16. Weichmagnetischer, formbarer Verbundwerkstoff, beste­ hend aus einem weichmagnetische Eigenschaften aufwei­ senden Pulver und einer nichtmagnetischen thermoplasti­ schen Verbindung, wobei die Körner des Pulvers mit der nichtmagnetischen thermoplastischen Verbindung be­ schichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ther­ moplastische Verbindung eine Borverbindung, ausgewählt aus der Gruppe Borazol, π-Donor-Boranaddukt, Borsilazan oder Borpolysilazan ist.

17. Verbundwerkstoff nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anteil der Borverbindung 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Gesamteinwaage, beträgt.

18. verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Ver­ bundwerkstoffes nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplas­ tische Verbindung aus einer Lösung auf die Pulverkörner aufgebracht wird.

19. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der beschichtete Verbundwerkstoff kalt formgepreßt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Formpreßling thermisch behandelt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur über dem Schmelzpunkt der thermoplasti­ schen Verbindung liegt.

22. Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Ver­ bundwerkstoffes nach mindestens einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Form­ preßschritt der Formpreßling einer thermischen Behand­ lung unterworfen wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur nach dem Formpreßschritt so gewählt wird, daß sich das Beschichtungsmaterial in ein kerami­ sches oder metallisches oder intermetallisches Endpro­ dukt umwandelt.

24. Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Ver­ bundwerkstoffes nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbundwerk­ stoff vor der thermischen Behandlung einer ersten ther­ mischen Behandlung unterworfen wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der ersten thermischen Behandlung 100 bis 200°C, insbesondere 120 bis 180°C beträgt.