DE2008191C3 - Process for the temporary reduction of the coercive force of permanently magnetizable material - Google Patents
Process for the temporary reduction of the coercive force of permanently magnetizable materialInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verringern der Koerzitivkraft dauermagnetisierbaren Materials, das aus der Verbindung M5R besteht, wobei M Co oder eine Kombination von Co mit einem oder mehreren der Elemente Fe, Ni und Cu und R eines oder mehrere der Elemente der seltenen Erden und/oder Th bedeuten. Zu den seltenen Erden wird in diesem Zusammenhang auch das Element Yttrium gerechnet.The invention relates to a method for reducing the coercive force of permanently magnetizable material, which consists of the compound M 5 R, where M is Co or a combination of Co with one or more of the elements Fe, Ni and Cu and R is one or more of the elements of mean rare earth and / or th. In this context, the element yttrium is also counted among the rare earths.
Die intermetallischen Verbindungen M5R gehören zu einer Gruppe magnetisierbarer Materialien mit hexagonaler Kristallstruktur und hoher einachsiger Kristallanisotropie. Sie weisen im allgemeinen eine hohe Koerzitivkraft (Hc)auf und eignen sich als Werkstoff für Dauermagnete mit hohem Energieprodukt. Dies ist beispielsweise aus »Journal of Applied Physics«, 38,1001 (1967), bekannt, worin insbesondere beschrieben wird, wie die genannten Verbindungen als Werkstoff für Pulvermagnete dienen können. In »Applied Physics Letters«, 12, 361 (1968), ist beschrieben, wie diese Verbindungen auch als Werkstoff für gegossene Magnete Anwendung finden können.The intermetallic compounds M5R belong to a group of magnetizable materials with a hexagonal crystal structure and high uniaxial crystal anisotropy. They generally have a high coercive force (H c ) and are suitable as a material for permanent magnets with a high energy product. This is known, for example, from "Journal of Applied Physics", 38, 1001 (1967), which describes in particular how the compounds mentioned can be used as a material for powder magnets. In "Applied Physics Letters", 12, 361 (1968), it is described how these compounds can also be used as materials for cast magnets.
Beim Magnetisieren bzw. Entmagnetisieren von Pulvern sowie größeren Körpern der obengenannten Verbindungen tritt das Problem auf, daß im allgemeinen starke Magnetfelder erforderlich sind. Diese Felder müssen nämlich eine derartige Stärke haben, daß die Koerzitivkraft überwunden werden kann, was oft bedeutet, daß sie wesentlich stärker sein müssen als die Koerzitivkraft Insbesondere bei Massenherstellung führt dies zu Problemen.When magnetizing or demagnetizing powders and larger bodies of the above Connections have the problem that strong magnetic fields are generally required. These fields namely must have such a strength that the coercive force can be overcome, which is often the case means that they must be much stronger than the coercive force, especially in mass production this leads to problems.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß Maßnahmen getroffen werden können, durch die
während des (Ent)magnetisierungsprozesses die sich der (Ent)magnetisierung widersetzende Koerzitivkraft
niedrig sein kann, während sie, nachdem die (Entmagnetisierung stattgefunden hat, wieder den gewünschten
höheren Wert zurückbekommt.
Die genannte Erkenntnis ist an sich nicht neu. In der niederländischen Patentschrift 1 05 507 wird das erwähnte
Problem ebenfalls erkannt und zum Magnetisieren und Entmagnetisieren eines Magneten, der aus der
Verbindung MnDi besteht, wird als Maßnahme zur Verringerung der Koerzitivkraft während der (Ent)magnetisierung
eine Temperatursenkung genannt. Diese Maßnahme bleibt jedoch bei den einschlägigen M5R-Materialien
erfolglos.The invention is based on the knowledge that measures can be taken through which the coercive force opposing the (demagnetization) can be low during the (demagnetization) process, while it returns to the desired higher value after the (demagnetization has taken place) gets back.
The knowledge mentioned is not new in itself. In the Dutch patent specification 1 05 507 the mentioned problem is also recognized and for magnetizing and demagnetizing a magnet consisting of the compound MnDi, a temperature reduction is mentioned as a measure to reduce the coercive force during the (demagnetization). However, this measure remains unsuccessful for the relevant M 5 R materials.
Das Verfahren zur Verringerung der Koerzitivkraft der genannten M5R-Verbindungen ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Material Wasserstoffgas unter Druck ausgesetzt wird.The method for reducing the coercive force of said M 5 R compounds is characterized according to the invention in that the material is exposed to hydrogen gas under pressure.
Versuchsweise hat sich herausgestellt, daß je nach Zunahme der Wasserstoffkonzentration im Material die Koerzitivkraft sinkt. Die Kurve 1 in der graphischen Darstellung zeigt den Wc-Wert als Funktion der Wasserstoffkonzentration, gemessen an der Verbindung SmCo5.As an experiment it has been found that the coercive force decreases depending on the increase in the hydrogen concentration in the material. Curve 1 in the graphic representation shows the W c value as a function of the hydrogen concentration, measured on the compound SmCo 5 .
Beschreibung des Versuches: Indem Co und Sm in einer Schutzatmosphäre zum Schmelzen gebracht wurden, wurde SmCo5 erhalten; dieses wurde danach zerpulvert. Das Pulver wurde in einem Magnetfeld ausgerichtet und danach hydrostatisch ohne Bindemittel zu einem Blöckchen verpreßt. Dieses Blöckchen wurde in einem Rohr aus rostfreiem Stahl eingeschlossen, in dem ein Wasserstoffgasdruck bis 30 Atmosphären aufrechterhalten werden kann. Vor jeder Messung wurde das Blöckchen in einem Impulsfeld mit einer Stärke von 100 kOe magnetisiert; gemessen wurde mit Hilfe von Magnetfeldern bis 17 000Oe. Außer der Koerzitivkraft wurde auch der Wasserstoffdruck P als Funktion des Wasserstoffgehaltes im Material gemessen (siehe Kurve 2 in der graphischen Darstellung). Die Messungen wurden bei Zimmerteniperatur durchgeführt. Description of the experiment: By melting Co and Sm in a protective atmosphere, SmCo 5 was obtained; this was then powdered. The powder was aligned in a magnetic field and then hydrostatically pressed into a block without a binder. This block was enclosed in a stainless steel tube capable of maintaining hydrogen gas pressure up to 30 atmospheres. Before each measurement, the block was magnetized in a pulsed field with a strength of 100 kOe; Measurements were made with the aid of magnetic fields of up to 17,000 Oe. In addition to the coercive force, the hydrogen pressure P was also measured as a function of the hydrogen content in the material (see curve 2 in the graph). The measurements were carried out at room temperature.
no Aus der graphischen Darstellung geht hervor, daß ein geringer Wasserstoffdruck bereits eine wesentliche Verringerung der Koerzitivkraft zur Folge hat. Die Zeit, während der das SmCo5 dem Wasserstoffgasdruck ausgesetzt werden muß, damit der Wc-Wert seinenno The graph shows that a low hydrogen pressure already results in a significant reduction in the coercive force. The time during which the SmCo 5 must be exposed to hydrogen gas pressure in order for the Wc value to be
ft.s endgültigen Wert annimmt, betrug je nach Druck einige Minuten bis ca. 1 Stunde. Zugleich stellte sich heraus, daß, wenn der Wasserstoffgasdruck wieder weggenommen wird, die Koerzitivkraft nach ca. 1 Stunde ihrenft.s final value was some depending on the pressure Minutes to about 1 hour. At the same time it turned out that when the hydrogen gas pressure was removed again the coercive force after approx. 1 hour
alten Wert zurückbekommen hat; ein reversibler Prozeß also.got its old value back; a reversible process.
Auch an anderen MsR-Materialien als SmCos ist der Effekt des Wasserstoffgasdruckes auf die Höhe der Koerzitivkraft gemessen worden. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt (MM bedeutet ein Ce-reiches Mischmetall, dessen Zusammensetzung: 55% Ce, 26% La, 13% Nd, Rest Gemisch anderer seltener Erden ist).Also on other MsR materials than SmCos is the Effect of the hydrogen gas pressure on the level of the coercive force has been measured. The results are in in the table below (MM means a Ce-rich misch metal, the composition of which: 55% Ce, 26% La, 13% Nd, the remainder being a mixture of other rare earths).
Wie bereits erwähnt, ist das erfindungsgemäße Verfahren auf die genannten M5R-Verbindungen sowohl in Pulverform als auch in Form größerer Körper anwendbar. Da man sich für viele Anwendungsbereiche pulvermetallurgischer Techniken bedient, ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß das Material, bevor es dem Wasserstoffgas unter Druck ausgesetzt wird, zerpulvert wird.As already mentioned, the method according to the invention can be applied to the M 5 R compounds mentioned both in powder form and in the form of larger bodies. Since powder metallurgical techniques are used for many areas of application, a preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the material is pulverized before it is exposed to the hydrogen gas under pressure.
Das Verfahren zur Verringerung der Koerzitivkraft ist insbesondere zum Magnetisieren bzw. Entmagnetisieren des betreffenden Materials von Bedeutung. Dabei wird während oder sofort nach der Erniedrigung der Koerzitivkraft mit Hilfe von Wasserstoff unter Druck das Material in ein magnetisierendes bzw. entmagnetisierendes Feld gebracht wird, dessen Stärke derart ist, daß die Koerzitivkraft des Materials überwunden wird.The method for reducing the coercive force is particularly for magnetizing or demagnetizing of the material concerned. This is done during or immediately after the humiliation Coercive force with the help of hydrogen under pressure transforms the material into a magnetizing or demagnetizing one Field is brought, the strength of which is such that the coercive force of the material is overcome.
Daß d;e Magnetisierung bzw. Entmagnetisierung auch unmittelbar, nachdem der Wasserstoffgasdruck weggenommen ist, erfolgen kann, ist verständlich, wenn man bedenkt, daß es noch ca. 1 Stunde dauert, bevor Hc That d ; e magnetization or demagnetization can also take place immediately after the hydrogen gas pressure has been removed, is understandable if you consider that it still takes about 1 hour before H c
ro seinen ursprünglichen Wert zurückerlangt hat. Dieses Zurückerhalten des ursprünglichen ΗΓ Wertes läßt sich gegebenenfalls noch durch Abkühlung verzögern.ro has regained its original value. This restoration of the original Η Γ value can, if necessary, be delayed by cooling down.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung der Koerzitivkraft läßt sich auch bei der Herstellung eines Dauermagneten anwenden. Dabei wird, nachdem das Pulver magnetisiert ist, der Wasserstoffdruck weggenommen und das Pulver in einem Magnetfeld zu einem Magnetkörper verarbeitet. Durch das vorhandene Magnetfeld werden die Pulverteilchen dann mit ihren magnetischen Vorzugsachsen parallel zueinander gerichtet, wodurch ein optimal anisotroper Dauermagnet erhalten wird.The method according to the invention for reducing the coercive force can also be used during manufacture a permanent magnet. At this time, after the powder is magnetized, the hydrogen pressure becomes taken away and processed the powder in a magnetic field to a magnetic body. Through the existing Magnetic field, the powder particles are then directed parallel to one another with their preferred magnetic axes, whereby an optimally anisotropic permanent magnet is obtained.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung der Koerzitivkraft findet auch Anwendung beim Aufzeichnen bzw. Löschen magnetischer Aufzeichnungen auf einer magnetisierbaren Schicht, die als für die Aufzeichnung wesentlichen Bestandteil die Verbindung M5R enthält. Damit nämlich das Aufzeichnen sowie das Löschen mit einem sehr schwachen Feld durchgeführt werden kann, während dennoch die beschriebene Schicht gegen stärkere entmagnetisierende Felder beständig sein muß, ist es vorteilhaft, unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufzuzeichnen und zu löschen, d. h., diese Prozesse in einer Aufzeichnungsschicht erfolgen zu lassen, die vorübergehend eine verringerte Koerzitivkraft aufweist.The method according to the invention for reducing the coercive force is also used when recording or erasing magnetic recordings on a magnetizable layer which contains the compound M 5 R as an essential component for the recording. So that the recording and the erasure can be carried out with a very weak field, while the written layer must nevertheless be resistant to stronger demagnetizing fields, it is advantageous to use the method according to the invention to record and erase, that is, these processes in a recording layer to be allowed to take place, which temporarily has a decreased coercive force.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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