Sintrovaný magnet vzácnych zemín R-Fe-B

Je ešte 18 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Sintrovaný magnet vzácnych zemín R-Fe-B0001 Tento vynález sa vzťahuje na sintrovaný magnet vzácnych zemín na báze R-Fe-B s obsahom zŕn kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B (kde R je prvok vzácnych zemín) ako hlavná fáza a spôsob výroby takéhoto magnetu. Konkrétnejšíe sa tento vynález vzťahuje sintrovaný magnet vzácnych zemín na báze R-Fe-B, ktorý obsahuje Nd, ľahký prvok vzácnych zemín,ako hlavný prvok vzácnych zemín R a V ktorom je časť prvku vzácnych zemín R nahradená ťažkým prvkom vzácnych zemín RH (ktorý predstavuje minimálne jeden z Dy a Tb).0002 Sintrovaný magnet vzácnych zemín R-Fe-B obsahujúci fázu zlúčeniny typu Nd 2 FC 14 B ako hlavnú fázu, je známy ako trvalý magnet s najvyšším výkonom a používa sa pri rôznych typoch motorov ako je motor s kmitacou cievkou (VCM) pri pevnom disku a motor V hybridnom vozidle v mnohých typoch prístrojov spotrebnej elektroniky. Je však známe, že sintrovaný magnet vzácnych zemín na báze R-Fe-B zapríčiňuje nevratnú stratu prúdenia(teda jav, kedy magnet stráca viac a viac magnetizmu pri zvyšovaní teploty). Z tohto dôvodu,pri použití v motore, by si mal magnet napríklad zachovať koercitivnu silu, ktorá je dostatočne vysoká aj pri zvýšených teplotách pre minimalizáciu nevratnej straty prúdenia. Aby ste si uvedomili, že koercitívna sila magnetu sa musí pri bežnej teplote zvýšiť alebo sa musi absolútna hodnota miery variácie dostať na koercitivnu silu na požadovanú teplotu (teda koeficient teploty alebo koercitívna sila) sa musia znížiť.0003 Je známe, že ak sa prvok vzácnych zemín R vo fáze R 2 Fe 14 B nahradí ťažkým prvkom vzácnych zemín RH (ktorý môže byť Dy a/alebo Tb), koercitívna sila sa zvýši. V tomto prípade sa zároveň zvyšuje koeficient teploty koercitívnej sily úmeme k percentu prvku vzácnych zemín R nahradeného ťažkým prvkom vzácnych zemín RH. Preto veríme, že za účelom efektivity je potrebné pridať takýto ťažký prvok vzácnych zemín RH v čo najvyššom množstve na dosiałmutie vysokej koercitívnej sily pri vysokej teplote. Medzi iným, keďže je magnetokryštalická anizotropia ľb 2 Fe 14 B približne 1,5 ( 3/2) krát vyššia ako pri Dy 2 Fe 14 B,koercitívna sila a koeficient teploty koercitívnej sily sa dajú zvýšiť efektívnejšie pomocou Tb ako pri Dy.0004 Magnetické momenty ťažkého prvku vzácnych zemín RH vo fáze R 2 Fe 14 B a Fe majú však vzájomne opačné smery. A preto, čím vyššie je percento ľahkého prvku vzácnych zemín RL (čo môže byť minimálne niektorý z Nd a Pr) nahradeného ťažkým prvkom vzácnych zemín RH, tým nižšia bude remanencia B,. Ďalej, keďže je ťažký prvok vzácnych zemín RH jedným zo vzácnych prírodných zdrojov, jeho použitie sa prednostne obmedzuje. Z týchto dôvodov by sa mala koercitívna sila magnetu vzácnych zemín efektívne zvýšiť s pridaním čo najmenšieho množstva ťažkého prvku vzácnych zemín RH.0005 Patentový dokument č. 1 uvádza, že nastavením pomerov ľahkých a ťažkých prvkov vzácnych zemín RL a RH a mólovej frakcie ďalšieho prvku zloženia magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B vo vopred stanovených rozsahoch sa koeficient teploty magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B zvýši.0006 Patentový dokument č. 2 uvádza zvyšovanie teploty, pri ktorej percento nevratnej2 straty prúdenia magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B dosahuje 5 , pri 30 °C alebo viac v porovnaní s bežnou technikou vykonaním starnutia v dvoch fázach po procese sintrovania.0007 Patentový dokument č. 3 uvádza, že vytvorenie magnetu vzácnych zemín na báze RFe-B zo zmesi tvrdého magnetického, materiálového prášku, vrátane prvku vzácnych zemín a diamagnetického materiálového prášku, magnetickej spojky sa dosiahne medzi tvrdým magnetickým materiálovým práškom a diamagnetickým materiálovým práškom, čím sa zníži absolútna hodnota koeficientu teploty magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B.0008 Patentový dokument č. 4 uvádza, ako zvýšiť teplotu magnetickej transformácie a koeficient teploty pridaním zlúčeniny feromagnetického rluóru do0009 magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B.0010 Patentový dokument č. 5 uvádza, že ak sa magnet vzácnych zemín na báze železa a bóru udržuje v komore so zníženým tlakom tak, aby prvok M (ktorý predstavuje jeden, dva alebo viac prvkov vzácnych zemín zvolených zo skupiny pozostávajúcej z Pr, Dy, Tb a Ho),ktorý sa istou fyzikálnou metódou zmenil na paru alebo jemné častice, alebo na zliatinu obsahujúcu takýto prvok M, ukladá sa a vytvára na povrchu magnetu film a následne sa rozpustí a prenikne do vrstvy na hranici zŕn kryštálov, vrátane množstva prvku M. V tomto prípade, aj keď sa znížila koncentrácia prvku vzácnych zemín ako je Dy, podľa Patentového dokumentu č. 5 sa dá stále dosiahnuť vysoko výkonný magnet s vysokou koercitívnou silou alebo vysokou remanenciou.Patentový dokument č. l Japonská publikovaná patentová prihláška č. 2001-2841 11 Patentový dokument č. 2 Japonská publikovaná patentová prihláška č. 5-47533 Patentový dokument č. 3 Japonská publikovaná patentová prihláška č. 2004-79922Patentový dokument č. 4 Japonská publikovaná patentová prihláška č. 2005-209669 Patentový dokument č.5 Japonská publikovaná patentová prihláška č. 2005-119730011 Tento vynález je definovaný pripojenými patentovými nárokmi. PROBLÉMY, KTORÉ MAJÚ BYŤ VYRIEŠENÉ VYNÁLEZOM0012 Magnet určený na použitie v motoroch pre vozidlá s EPS (riadenie s elektrickým posilňovačom) a HEVs (hybridné elektricke vozidlá), ktoré budú spadať do rastúceho dopytu V blízkej budúcnosti, by mal mať koercitívnu silu, ktorá je dostatočne vysoká na to, aby sa zabránilo nevratnej strate prietoku pri zvýšených teplotách 100 °C alebo viac. Z tohto dôvodu sa pridáva ťažký prvok vzácnych zemín RH na zvýšenie koercitívnej sily pri bežnej teplote alebo koeñciente teploty koercitívnej sily. Avšak keďže ťažký prvok vzácnych zemín RH(ktorý môže byť Dy a/alebo Tb) je jedným zo vzácnych prírodných zdrojov, jeho použitie by sa malo čo najviac obmedziť.0013 Žiadny z patentových dokumentov č. 1 až 4 uvedených vyššie neuvádza, ako sa získa ťažký prvok vzácnych zemín RH, ktorý sa zaviedol do magnetu, ktorý sa efektívne distribuuje. To znamená, že tieto dokumenty ani neuvádzajú ani nenaznačujú ako vykonať štruktúru magnetu, ktorá dokáže znížiť teplotnú závislosť koercítívnej sily Hc pri znížení koncentrácie ťažkého prvku vzácnych zemín RH na čo najnižšiu roveň.0014 Špeciñcky, podľa metódy uvedenej v patentovom dokumente č. 5, by mal existovať význarrmý rozdiel koncentrácie RH pre šírenie ťažkého prvku vzácnych zemín RH vo vnútri magnetu, a preto je zložité poskytnúť dostatočné množstvo RH na vonkajšom okraji(povrchová oblasť) hlavných zŕn fázy V magnete. A navyše, množstvo ťažkých prvkov vzácnych zemín RH, ktoré neprispievajú k zvyšovaniu koercítívnej sily, sa ponechajú na okraji fázy hranice zŕn výsledného magnetu. V dôsledku toho je cena výroby takéhoto magnetu príliš vysoká pre jeho skutočný výkon vo funkcii magnetu.0015 Preto je predmetom tohto vynálezu poskytnutie sintrovaného magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B, ktorý má dobré teplotné vlastnosti.PROSTRIEDKY NA RIEŠENIE PROBLÉMOV0016 Sintrovaný magnet vzácnych zemín na báze R-Fe-B podľa tohto vynálezu obsahuje ako hlavnú fyzickú fázu zmká kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B, ktorá obsahuje Nd, ktorý predstavuje ľahký vzácny prvok, ako je hlavný vzácny prvok R. Tento magnet obsahuje ťažký prvok vzácnych zemín RH (ktorý predstavuje minimálne jeden z Dy a Tb), ktorý sa zaviedol prostredníctvom povrchu sintrovaného magnetu dífúziou. Magnet má oblasť, v ktorej je koncentrácia ťažkého prvku vzácnych zemín RH vo fáze bohatej na R na hranici zŕn nižšia ako povrch zŕn kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B, ale vyššia ako v jadre zŕn kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B.0017 Ak sú koncentrácie ťažkých prvkov vzácnych zemín Dy a Tb vo vzácnom sintrovanom magnete na báze R-Fe-B x 1 ( hmotnosti) a x 2 ( hmotnosti) a ak je koeficient teploty priemernej koercítívnej sily Ha od 20 °C do 140 °C je y (/°C), magnet splňa0018 V preferovanom uskutočnení sa táto oblasť nachádza v hĺbke 100 ,um pod povrchom tela sintrovaného magnetu.0019 Sintrovaný magnet vzácnych zemín na báze R-Fe-B podľa tohto vynálezu obsahuje ako hlavnú fázu zrnká kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B, ktorá obsahuje Nd, ktorý predstavuje ľahký prvok vzácnych zemín, ako je hlavný prvok vzácnych zemín R a obsahuje aj ťažký prvok vzácnych zemín RH (ktorý predstavuje minimálne jeden z Dy a Tb), ktorý sa zaviedol prostredníctvom povrchu sintrovaného magnetu difúziou. Preto má magnet z tohto vynálezu zvýšenú koercitívnu silu Hej. Okrem toho má magnet špeciálny typ štruktúry, V ktorej je koncentrácia ťažkého prvku vzácnych zemín RH vo fáze bohatej na R na hranici zŕn4 nižšia ako povrch zŕn kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B, ale vyššia ako V jadre zŕn kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B. Následne sa dá koercitívna sila Hc efektívne zvýšiť aj s malým množstvom ťažkého pridaného prvku vzácnych zemín RH a zlepšili sa aj teplotné vlastnosti.Prehľad obrázkov na yýkresochOBR. 1 predstavuje graf zobrazujúci ako sa koeficient teploty y koercitívnej sily zmení s koncentráciou Dy x.OBR. 2 predstavuje priečny pohľad, ktorý schematicky zobrazuje konfiguráciu nádoby procesu, ktorá sa prednostne používa na vykonávanie procesu výroby sintrovaného magnetu vzácnych zemín na báze R-Fe-B podľa tohto vynálezu spolu s príkladným usporiadaním zásobných telies RH a telies sintrovaného magnetu V nádobe procesu.OBR. 3(a) predstavuje fotografiu TEM, ktorá zobrazuje prierez Vzorky č.1, ktorá predstavuje špecifický príklad tohto vynálezu. OBR. 3(b) predstavuje fotografiu, ktorá zobrazuje výsledok mapovania prvku Dy, ktoré sa vykonalo na Vzorke č.1. A OBR. 3(c) predstavuje fotografiu, ktorá zobrazuje, ako bude fotografia zobrazená na OBR. 3(b) vyzerať V širšom zomom poli.Opis vzťahoyy ch značiek2 teleso sintrovaného magnetu 4 RH zásobné teleso0022 Dnešní vynálezcovia odhalili, že difúziou ťažkého prvku vzácnych zemín RH (ktorý je minimálne jeden z Dy a Tb) vo vnútri tela sintrovaného magnetu cez jeho povrch by sa dala distribúcia koncentrácie ťažkého prvku vzácnych zemín RH optimalizovať nielen na povrchu zŕn kryštálov zlúčeniny typu R 2 Fe 14 B, ktorá predstavuje hlavnú fázu, ktorá tvorí štruktúru tela sintrovaného magnetu (ktorý tu bude označený ako vonkajší okraj (povrchová oblasť) zŕn hlavnej fázy) a V jadre týchto zŕn kryštálov (ktoré tu budú uvedené ako jadro (vnútorná oblasť) zŕn hlavnej fázy), ale aj vo fáze na hranici zŕn bohatej na R, a preto by sa dal koeficient teploty koercitívnej sily významne zlepšiť aj pri malom množstve pridaného ťažkého prvku vzácnych zemín RH.0023 Ako je to tu použité, vonkajší okraj (povrchová oblasť) hlavných zŕn fázy predstavuje časť zŕn kryštálov hlavnej fázy a predstavuje vrstvu, V ktorej ťažký prvok

MPK / Značky

MPK: C22C 38/00, H01F 1/08, B22F 3/24, H01F 1/053, C21D 6/00

Značky: zemin, sintrovaný, r-fe-b, magnet, vzácných

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/26-e20789-sintrovany-magnet-vzacnych-zemin-r-fe-b.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Sintrovaný magnet vzácnych zemín R-Fe-B</a>

Podobne patenty