DE2224341C3 - Verwendung einer Legierung als magnetostriktiv zu beanspruchendes Bauelement - Google Patents

Verwendung einer Legierung als magnetostriktiv zu beanspruchendes Bauelement

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DE2224341C3
DE2224341C3 DE19722224341 DE2224341A DE2224341C3 DE 2224341 C3 DE2224341 C3 DE 2224341C3 DE 19722224341 DE19722224341 DE 19722224341 DE 2224341 A DE2224341 A DE 2224341A DE 2224341 C3 DE2224341 C3 DE 2224341C3
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00

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Description

Die Magnetostriktion der folgenden Systeme wurde bei 25 kOe und bei etwa 300 K gemessen:
Tb018Dy0-8Fe,
Tbo,,Dyo,sFe2
TbMDy0.eFes
Tbo,aPyo.7Fe2
TbFe1>eCo0,4
TbFe1-6Ni0-4
Gd03Tb0-7Fe2
1997
1634·
1478 ·
1453
1491
1095
1267
10-·
10-« 10-" 10-·
ίο-·
10-· 10-·
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Legierung erfolgt vorzugsweise durch Zusammenbringen von 20 bis 70 Gewichtsprozent einer binären Vorlegierung des Seltenen Erdmetalls R mit einem Übergangsmetall T und einem der Obergangsmetalle T.
Die erfindungsgemäß verwendeten magnetostriktiven Materialien können mit verschiedenen nichtmetallischen Materialien kombiniert sein, z. B. mit thermoplastischen oder wärmehärtbaren Harzen, welche als Binder für das System dienen oder als Mittel zur Herabsetzung der Wirbelstromverluste. Es hat sich gezeigt, daß Epoxyharze in dieser Hinsicht besonders günstig sind.
Binäre Systeme zeigen bei 300K eine erhebliche
Magnetostriktion. Bei geringen Feldstärken ist die
Magnetostriktion jedoch geringer als bei temären
Systemen. Ferner ist die dynamische Magnetostriktion
geringer als bei ternären Systemen.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausf ührungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
IO 40 Gewichtsprozent ErFe2 und 60 Gewichtsprozent Ni werden zu Granulat verpreßt. Das Granulat wird bei 10000C während 5 h gesintert. Bei Zimmertemperatur zeigt dieser Körper eine Magnetostriktion von -77· 10-«.
Beispiel 2
TbFe2 und Fe werden in Pulverform vermischt und zu Granulat verpreßt. Das Gewichtsverhältnis von ao TbFe2 zu Fe beträgt 40 zu 60. Das Granulat wird bei etwa 9500C während etwa 5 h gesintert. Die Magnetostriktion dieses Materials beträgt bei Zimmertemperatur 350 · 10-·.

Claims (3)

ι Ji magnetische Energie um, wenn es einer Druckände-Patentansprüche: rung ausgesetzt wird. Der Ausdruck »Magnetostriktion« ist definiert als
1. Verwendung einer Legierung der Summen- eine Änderung der Länge des Materials relativ zur formel RiT1-*, wobei T Eisen bedeutet, das ganz 5 ursprünglichen Länge, wenn ein magnetisches Feld oder teilweise durch Kobalt und/oder Nickel angelegt wird oder geändert wird. Die nachstehenden und/oder Mangan ersetzt sein kann, und R eines Meßwerte wurden bei Drehung des magnetischen Feioder mehrere der Seltenen Erdmetalle Cer, des aus einer Lage, in der das Feld parallel zur MeB-Praseodym, Neodym, Samarium, Gadolinium, richtung liegt, in eine Lage, in der das Feld senkrecht Terbium, Dysprosium, Hohnium,Erbium,Thulium, io zur Meßrichtung liegt, erhalten. Der Ausdruck Yttrium und/oder Ytterbium bedeutet und ferner »dynamische Magnetostriktion« bezeichnet die erste je von 0,1 bis 0,5 variieren kann, als magnetostrik- Ableitung der Magnetostriktion nach dem Feld.
tiv zu beanspruchendes Bauelement. Es muß bemerkt werden, daß für praktische Zwecke
2. Verwendung einer Legierung der Zusammen- ein Material mit der größten Magnetostriktion nicht setzung nach. Anspruch 1 der Maßgabe, wenn als 15 immer am geeignetsten ist, da es hinsichtlich sekundä-Elemente R mehrere der genannten Seltenen Erd- rer Eigenschaften nachteilig sein kann. In den meisten metalle enthalten sind, jeweils Elemente mit gleich- Fällen werden magnetostriktive Materiahen als Wandgerichteter Polarität der Magnetostriktion und ent- ler verwendet. Dabei sollte das Material korrosionsgegengesetzter magnetischer Anisotropie kombi- fest sein und geringstmögliche Wirbelstromverluste niert sind, für den Zweck nach Anspruch 1. so aufweisen, sowie eine geringe magnetische Anisotropie
3. Verwendung einer Legierung der Zusammen- haben. Die Magnetostriktion sollte bei geringen Feldsetzung nach Anspruch 1 oder 2, die in Pulverform stärken groß sein.
mit einem wärmehärtbaren oder einem thermopla- Es hat sich gezeigt, daß die ternären und quaternä-
stischen Harz abgebunden sind, für den Zweck nach ren Systeme bevorzugt sind. Insbesondere bevorzugt
Anspruch 1. *5 sind die ternären Systeme, da sie die größte Magnetostriktion bei geringen Feldstärken aufweisen, z. B. bei
etwa 5 kOe oder weniger. Diese Systeme zeigen auch
die größte dynamische Magnetostriktion. Es ist bevorzugt, daß solche Systeme Tb oder Er als Seltenes
30 Erdmetall oder als eines der Seltenen Erdmetalle um-
Es ist bekannt, Ni-Legierungen oder Al-Fe-Legie- fassen. Es ist ferner bevorzugt, Fe als einziges Überrungen als Magnetostriktionsmaterialien zu verwenden. gangsmetall oder als eines der Übergangsmetalle vor-Es ist ferner bekannt, daß bestimmte schwere Seltene zusehen.
Erdmetalle eine Magnetostriktion zeigen, welche Bei der Auswahl der Kombinationen der Seltenen etwa lOOOmal größer ist als diejenige von Fe oder etwa 35 Erdmetalle ist es bevorzugt, keine Seltenen Erdmetalle 200mal größer als diejenige von Ni. Diese Eigenschaft zu kombinieren, welche eine entgegengesetzte Polarizeigt sich jedoch nur bei tiefen Temperaturen und ins- tat der Magnetostriktion aufweisen. Es ist jedoch bebesondere bei Temperaturen nahe dem absoluten vorzugt, Seltene Erdmetalle zu kombinieren, welche Nullpunkt (A. E. C1 a r k et al., Phys. Letters 5, 100 entgegengesetzte magnetische Anisotropie aufweisen. [1963]). 40 Je geringer die Anisotropie ist, um so leichter kommt
Bei Zimmertemperatur zeigen die Seltenen Erd- man zu großer Magnetostriktion bei geringen Feldmetalle eine nur geringe Magnetostriktion, da ihre stärken.
magnetische Ordnungstemperatur gewöhnlich unter- Im folgenden sei die Polarität der Magnetostriktion
halb Zimmertemperatur liegt. Daher sind die Seltenen der Seltenen Erdmetalle angegeben:
Erdmetalle nicht für Wandler verwendbar, welche bei 45
Zimmertemperatur betrieben werden müssen. Ce +
Erfindungsgemäß wird eine Legierung der Summen- Pr +
formel RsT1-I, wobei T Eisen bedeutet, das ganz Nd +
oder teilweise durch Kobalt und/oder Nickel und/oder Sm —
Mangan ersetzt sein kann, und R eines oder mehrere der 5° Gd nahezu 0
Elemente Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Gado- Tb +
linium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Dy +
Thulium, Yttrium und/oder Ytterbium bedeutet und Ho +
ferner χ von 0,1 bis 0,5 variieren kann, als magneto- Er —
striktiv zu beanspruchendes Bauelement verwendet. 55 Tm —
Es hat sich gezeigt, daß unter Verwendung der ge- Yb —
nannten Legierung hergestellte magnetostriktive Wand- Y nahezu 0.
ler bei Temperaturen oberhalb etwa 250K und insbesondere bei etwa Zimmertemperatur eine ausge- Beispiele bevorzugter ternärer Systeme sind im folzeichnete Magnetostriktion zeigen. Erfindungsgemäß 60 genden angegeben:
können auch physikalisch gesinterte Mischungen von
mindestens einem Seltenen Erdmetall und mindestens Tb0>eDy0ilFe2 Tb012Dy018Fe8
einem Übergangsmetall verwendet werden. Tb018Dy012Fe2 Tb0ilDyOi9Fe2
Wenn das magnetostriktive Material einer Verände- Tb0i7Dy0i3Fe2 TbFelieMn0i4
rung eines magnetischen Feldes ausgesetzt wird, so 65 TbMDyMFe2 TbFej'eCo0i4
ändert es seine Dimension und die magnetische Ener- Tbo'i6DyOi6Fe2 TbFe,ieNiOi4
gie wird in mechanische Energie umgewandelt. Ebenso Tb0i4Dy0'eFe2 Gd0i3f bOi,Feg
wandelt dieses Material mechanische Energie in Tb0i3Dy0i7Fe2
DE19722224341 1972-03-16 1972-05-18 Verwendung einer Legierung als magnetostriktiv zu beanspruchendes Bauelement Expired DE2224341C3 (de)

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US23541172A 1972-03-16 1972-03-16

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DE2224341A1 DE2224341A1 (de) 1973-09-27
DE2224341B2 DE2224341B2 (de) 1975-03-06
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DE3103700A1 (de) * 1980-02-07 1981-11-26 Sumitomo Special Metals Co., Ltd., Osaka Ferromagnetische legierung
JPS602645A (ja) * 1983-06-21 1985-01-08 Toshiba Corp 磁歪バイメタル
DE102007028713A1 (de) 2007-06-21 2008-12-24 Festo Ag & Co. Kg Magnetostriktiver Generator zur Erzeugung einer elektrischen Spannung

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DE2224341B2 (de) 1975-03-06
DE2224341A1 (de) 1973-09-27
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