Způsob výroby anizotropních permanentních magnetů

Číslo patentu: 213928

Dátum: 01.06.1984

Autori: Blažek Zdeněk, Landa Václav

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález řeší způsob výroby anizotropních permanentních magnetů, jejichž řízená orientace je v části nebo v celém objemu magnetu sbíhavá. Magnetická orientace permanentních magnetů je vytvářena působením magnetického pole na práškový materiál permanentního magnetu před nebo během lisování prášku. Podstata řešení spočívá v tom, že v tělese zpracovávaného permanentního magnetu se vytvoří magnetická orientace působením stejnosměrného nebo střídavého, popřípadě pulsního magnetického pole, jehož siločáry jsou v okolí funkčního pólu permanentního magnetu sbíhavé do zmenšené plochy pólu nebo do části plochy tohoto pólu.

Text

Pozerať všetko

vynález řeší způsob výroby enizctropních permanentních megnetů, jejichž řízená orientace je v části nebo v celém objemu magnetu sbíhavá. JAnizotropní permanentní magnety ee používají ve velkém počtu aplikací, kde je hlavním úkolem magnetu dodávat co nejvyšší magnetickou indukci do vzduchové mezery nebo do jiných částí magnetického obvodu. Dosud používaná anizctropní magnety jsoucherakzerizovány tím, že směry snsdného magnetcvání elementárních oblastí magnetu, například práškových částic u práäkcvých materiálů nebo krystelků u litýoh materialu, jsou oríentovány eouhlaeně do směru, ve kterém je permanentní magnet magnetován. Tímto způsobem jsou zíekávány značně vyšší hodnoty remanenoe a součinu (BH) max ve srovnání a izotropními neorientovanými magnety. V mnohe případech je výhcdnějäí použít magnety, v jejichž celém objemu nebo v jeho části je vytvořena orientace os enadného megnetování, která je v okolí povrchu alespoň jednoho polu ebíhavá. Magnety tohoto druhu umožňují podstatně zvýšit hodnotu magnetické indukce v okolí pólu ve srovnání se stávajíoími homogenně orientovanými magnety. Zvýšení magnetické indukce dodávané do vnějäího prostoru je doeehovánc v menším průřezu než jo urůřoz nagnetu e je způeobeno tím, že sbíhevá crientaoe koncentruje magnetický tok zvyšuje jeho hustotu a zmenšuje neužitečný rozptylový tok. U etávajíoích megnetů ee k dosažení anizctropní struktury používá podle druhumateriálu například orientování práškových čáetic homogenním magnetickým polem, ori entování v homogenním magnetiokém poli, protlečcvání, válcování a další postupy. současné technologické úroveň umožňuje sěriově vyrábět magnety, jejichž homogenníorientace je téměř dokonale provedena.Vytvořit sbíhevou orlenteci v požadované oblasti je za doeavadního stavu tech- íniky obtížnějäí než vytvořit klasickou homogenní orientaci. Je znám způsob, který spočíva v tom, že se konečný magnet zhotoví spojením anizotropníoh částí, oriento vaných homogenně, přičemž se abíhavá orientace megnetu vytvoří tak, že nejméněu dvou sousedících částí jsou magnetické orientace k ecbě elcženě. Přestože má tentozpůsob řadu předností,4 nebot mohou být takto zejména vyrobeny magnety e nejrůzněj šími průbähy sbíhavých orientovaných etruktur e v nejrůznějších tvarech, jeho hlevnínevýhodou je větší eložitost ve srovnání e postupy výroby etávejících homogennä orientovaných magnetů. Tento stav zabraňuje zatím většímu rozšíření magnetů eesbíhavou orientací, přestože v celé řadě aplikací by jejich použití podatatně zvýšilo parametry magnetického obvodu.Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby permanentníoh magnetů s anizotropníabíhevou orienteoí podle vynálezu, jehož podstatou je, že v tělese zprecovávaněho permenentního magnetu se vytvcří magnetické crientece působením stejnceměrnáhcnebo střídavého, popřípadě puleního magnetického pole, jehož eiločáry jsou v okolífunkčního polu permanentního magnetu ebíhavé do zmenšené plochy polu nebo do části plochy tohoto pőlu.Permanentní magnety se sbíhavou orientací je možno podle předmětného vynálezu s výhodou vyrábět z většiny známych druhů magneticky tvrdých materiálů. Eříkladem jsou magneticky tvrdé ferity, materiály na bázi vzácnych zemin, Alnico, PtCo,MnBi a delší. Nový a vyšší účinek na magnetech ee sbíhavou orientací je dosahován zejména při Použití matriálů s vyššími hodnotami koercitivity a jednoosé magnetokryetalové anizotropie.Způsob výroby msgnetů podle vynálezu může být uplatněn jak při výrobě práškoIvých, tak i litých permanentních magnetů. Při výrobě práškových nagnetů se podobně jako při orientcvání homogenním magnetickým polem vystaví feromagnetické nebo ferimagnětioké čáetice prášku působení magnetického pole před lisováním nebo během lisovacího procesu. Magnetické pole natočí zmagnetovené částice svými oeami snadného magnetování do směru eiločar. Po orientaci se provede fixaoe orientovaného uspořá~ dání slisováním prášku bez pojiva nebo s pojivem a popřípadě slinováním nebo jinými postupy.Při výrobě litých magnetů ee použije sbíhavě magnetické pole při termomagnetickém zpracování, to jest ochlezování odlitku z licí teploty nebo ochlazování po novém ohřevu pod vlivem vnějšího přiloženého magnetického pole. Termomegnetické zpracování permanentního magnetu sbíhavým magnetickým polem podle vynálezu je ovšem možno použít i při výrobě práškovýoh magnetů. Podobně jako při termomagnetickém zpracování homogenním polem se i při použití ebíhavého magnetického pole vylučují po průchodu Gurieovou teplotou precipítáty ve eměru krystelografické oey, která má nejmenší odohylku od směru siločáry magnetického pole. Tento postup vede k vytvoření sbíhavé magnetické orientovaná struktury a je výhodný například pro termomagneticky zpracované lité i práškové magnety ze slitin Alnico.Použité ebíhavé magnetické pole může být stejnosměrné nebo etřidavé, staoionární nebo pulení. Stejně jako při orientací homogenním polem doporučuje se použít zejména pro orientaci prášku magnetické pole co nejvyšší intenzity, nebot částice musí při otáčení zpravidla překonávat odpor tření a vyšší silové účinky magnetického pole umožní dosáhnout dokonalejěí orientaci. Sbíhavé magnetické pole může být Vytvořeno rozličnými způsoby pomocí cívek, elektrcmagnetů nebo permanentních megnetü. Jak je známo z magnetoetatiky, sbíhavý průběh mají siločáry například v okolí polu eívky, solenoidu, elektromsgnetu nebo permanentního megnetu, pokud vycházejí do velké vzduchové mezery. Jiným příkladem sbíhsvého magnetického pole je pole V malé mezeře mezi dvěma opačnými poly elektromagnetu nebo permanentníchmagnatů, přičemž jeden z pőlů má menší plochu a soustřeäuje siločáry vycházející z větší plochy druhého polu. Existuje řada dalších řešení z magnetostatistiky vedoucích k vytvoření sbíhavého magnetického pole.Sbíhavě orientovaná struktury magnetů vyrobených způsobem podle vynálezu mohou mít nejrüznějěí průběhy. Jednotlivé typy etrultur jsou určeny pro splněnínejrůznějších požadavků na prostorcvé rozložení magnetické indukce dodávané magnetem do vnějšího prostoru a jsou přizpůsobeny tvarüm, rozměrům a magnetickým vlastnostem materiálů pro permanentní magnety. Sbíhavé orientovaná struktury například koncentrují magnetický tok do větší nebo menší oblasti středu plochy jednoho, dvou nebo více(pólů. Změna směru orientace ve sbíhavé struktuře mohou v tělese magnetu prcbíhat postupně nebo diskrétne. Anizotropní sbíhavá struktura může být vytvořena v jedné části, ve více čéstech nebo v celém objemu magnetu a může být přímočará nebo křivo čará, a může být provedena ve dvou nebo třech rozměrech. Příklad lPermanentní magnet sestávající z práškových částic SmCoCuFe o průměrné velikosti částic 10 nm lisovaných s organickým pojivem byl zhctoven ve tvaru válce o průměru 10 mm a výšce 5 mm. Sbíhavá orientace zvyšuje hodnotu magnetické indukce vycházející ze středu plochy válce pőlu §. Obr. l levá část znázorňuje tuto anizotropní strukturu v řezu rovnoběžně s osou msgnetu směřující k pőlu, pravá část obr.l z pohledu kolmo k ploše pőlu, Magnet byl lisován ve sbíhavém magnetickém poli mezi pőlyvelektromagnetu, jehož jeden pól byl zakončen plochou o průměru 30 mm a druhý přiléhající k pőlu § lisovanéhc permanentního magnetu byl zakončen kuželovitým pőlovým nástavoem s plochou na vrcholu o průměru 2 mm. maximální intenzitąímagnetického pole v oblasti vzorku msgnetu byla 640 kA/m. Dálebyl zhotoven pro srovnání magnet s dosud používanou homogenní crientací (obr.2) ze stejnéhc materiálu, stejných rozměrů s lisovaný za stejných podmínek pouze s tím rozdílem, že magnetické pole o intenzltě 640 kA/m bylo v oblasti vzorku magnetu homogenní ve směru oey válce. na magnetu se sbíhavou orientací bylo dosaženo výrazné zvýšeníindukce ve střední části plochy pőlu § ve srovnání s homogenně orientoveným magnetem.Jsko příklad je možno uvést hodnotu magnetické indukce u povrchu pőlu §, která je mě- řena Hallovcu-sondou přiloženou těsně ke středu plochy pőlu. Zatímco na homogenně orien tovaném magnetu byla naměřena indukce 0,15 T, na magnetu se sbíhavou orientací bylo zjištěno zvýšení této iñdukce o 30 .Způsob výroby magnetů podle vynálezu má řadu výhod. zejména je výhodné, že tímto způsobem je možno zhotovcvat magnety se sbíhavou orientací prakticky se stejnýmí výrob-à ními náklady jako stávající homogenně orientované magnety. Protože lze vytvořit rozličné konfigurace průběhu siločar sbíhavého magnetického pole, je možno vyrábět magnety s odpcvídajícími různými průběhy sbíhavých orientovaných struktur podle požadavků na parametry konečného magnetu.Magnety vyrobené způsobem podle vynálezu lze s výhodou uplatnit ve značněm počtu aplikací v nejrůznějších oborech. Zvýšení hodnoty magnetické indukce ve srovnání se stávajícími magnety, která je dodévána do vzduchové mezery nebo do jiných částí magnetického obvodu, zlepšuje parametry motorů, pohonů s generátorů s permanentními mag nety, mikrovlných zařízení, měříoích přístrojů, elekroskustických měničů, magnetickýchIzlepšená parametry zde znamenají podle jednotlivých použití například sníženíašotřeby energie, vyšší účinnost, výkon točivý moment,přitaž 1 ivé nebo odpudivě silové účinky, citlivoat a přesnost. Dalším význačným přínosem jsou rozličné možnosti míniaturizace magnetického obvodu, snížení materiálových nákladů, delší životnost e jednodušší konstrukce.ZPů 9 °b Výroby anizotropních psrmanentních magnetů, jejichž magnetické orientace je vytvářena působením magnetického pole na litý nebo práškový materiál permanentního magnetu při termodynamickém zpracování, vygnačený tím, že V tělese zpracovávaněho permanentního magnetu se vytvoří magnetické orientace působe ním atejnosměrného nebo střídavého, popřípadě pulsního magnetického pole, V jehož ailočáry jsou v okolí funkčního pőlupermanentního magnatu sbíhavédo zmenšené plochy pőlu nebo do části plochy tohoto polu.

MPK / Značky

Značky: anizotropních, způsob, magnetů, permanentních, výroby

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-213928-zpusob-vyroby-anizotropnich-permanentnich-magnetu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob výroby anizotropních permanentních magnetů</a>

Podobne patenty