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Publication number: BE504000A
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Description


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  AIMANT PERMANENT ANISOTROPE. A BASE DE FER CONTENANT DU   NICKEL.   DE 
L'ALUMINIUM ET DU COBALT, ET SON PROCEDE DE FABRICATION. 



   L9invention concerne un aimant permanent anisotrope à base de fer,   contenant,   comme éléments principaux du nickel, de l'aluminium et du cobalt? dans lequel les cristaux de   l'aimant,   sont essentiellement orientés de façon que la direction (100) soit pratiquement parallèle à la direction magnétique préférentielle dans laquelle l'aimant a été aimantéo 
Un tel aimant a été décrit dans le brevet français n    9790695   du 25 janvier 1949 (Brevet belge n    4870005   du 26 janvier 1949) qui men- tionne certaines particularités du   procéder   de la composition, et du trai- tement   thermiqueo   L'invention concerne en particulier les alliages à base de fer contenant 10 à 28 % de nickel;

  , 6 à 11 % d'aluminium, 10, de préfé- rence 15 à 40 % de cobalt et jusqu'à 7 % de cuivre. 



   La figo 1 représente schématiquement par des pointillés   verti-   caux et horizontaux 2 et 3 la croissance des cristaux dans un aimant cylin-   drique   1 du genre mentionné soupe suivant la longueur dans une forme et des dimensions usuelles pour les applications   industrielleso   Dans le cas dune composition de 8 % A1, 13,5 %   Ni,,   24 % Co, 3 % Cu, le reste étant essentiel- lement du fer, pour un aimant ne comportant pas   dorientation   des cristaux, on obtint un   (BH) max   de 4.900.000, alors que.

   pour le même aimant à   crix-   taux   orientés,   on obtint un   (BH) max   d'environ 5050000000 Cette valeur put être portée à environ   700000000   par   1-'emploi     dun   aimant dont les croissan- ces de cristaux étaient pratiquement parallèles et qui fut obtenu en décou- pant un corps magnétique suivant les lignes en pointillés 4.

   Toutefois, pour obtenir un aimant présentant la forme et les dimensions de celui indiqué par 1 sur la   figo   1, il faut partir dun aimant permanent beaucoup plus grand, tel que représenté schématiquement sur la   figo 2   et en découper une pièce magnétique 4 de même forme et de mêmes dimensions 

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Il va de soi que dans ce cas, il faut accepter de grandes per- tes de matière et de frais de parachèvement, abstraction faite encore de l'in- certitude étant donné les dimensions des pièces sur une orientation suffisan- te des cristaux. 



   L'invention permet d'obvier à ces inconvénients, en ce sens qu'el- le permet de trouver un compromis favorable entre les deux possibilités men-   tionnées.   



   Suivant l'invention, un aimant permanent anisotrope du genre men- tionné est constitué par une seule pièce dont la longueur, dans la direction de l'orientation préférentielle,est plus petite que les trois quarts de l'u- ne des autres dimensions de préférence environ égale au tiers de la plus pe- tite des autres dimensions. 



   La fig. 3 représente schématiquement un tel aimant 5. Par suite de son assez   petite,longueur,   les zones 6 de la croissance horizontale des cristaux sont limitées à une portion beaucoup plus faible que dans le cas de la fige 1. De ce fait, on peut obtenir un (BH)max plus élevé. Sur des échantillons, dont la longueur était environ égale à 1/3 du diamètre, on re- leva pour le (BH)max'des valeurs d'environ 6.500.000,ce qui constitue,par rapport à l'échantillon représenté sur la fig. 1, un gain d'environ 1.000.000. 



   En général, le (BH)max augmente à mesure que la longueur est plus petite. Toutefois, comme le montrera la suite du mémoire, la longueur minimum est limitée. 



    @     @   En général, sauf dans des cas spéciaux, les dimensions d'un tel aimant permanent ne satisferont pas aux conditions imposées à un aimant in- dustriel. 



   Suivant une autre particularité de l'invention, l'aimant qui per- met d'obvier à cet inconvénient est constitué par au moins deux pièces qui sont assemblées en un système magnétique à l'aide d'un ou de plusieurs noy- aux, la direction préférentielle de chacun des aimants se trouvant dans la direction des lignes de force du système. Bien qu'une telle disposition soit connue,et   qu'à   première vue, elle semble logique., dans le cas pré- sent, elle est basée sur d'autres considérations.

   Dans la forme de réalisa- tion connue, si les dimensions requises permettent d'utiliser un seul ai- mant, il ne sera jamais désirable d'utiliser une subdivision en deux ou plu- sieurs aimants, car chaque entrefer implique une perte de magnétismeo C'est pourquoi un assemblage de deux ou d'un plus grand nombre d'aimants ne s'ef- fectuera que lorsque la longueur de l'aimant nécessaire est trop grande pour une coulée en une seule pièce ou lorsque, comme   c'est   parfois le cas, il est désirable d'utiliser les aimants, aux extrémités d'un circuit de fer doux, comme pôles pour réduire le champ de dispersion.

   Une autre raison pouvant motiver la subdivision de l'aimant permanent, peut être la forme spéciale, parfois très compliquée, du système magnétique, comme par exemple, le système des haut-parleurs de type électro-dynamique avec un aimant en forme de bague ou en forme de pot, avec un pôle central également en acier magnétique. Dans ce cas aussi, les problèmes de fonderie jouent un grand rô- le. 



   Toutefois, dans tous les autres cas, on s'efforcera toujours de couler l'aimant en une seule pièce, pour éviter les pertes magnétiques dans les surfaces de séparation. 



   Suivant la conception qui sert de base aux dispositions confor- mes à l'invention, il faut utiliser, dans de tels cas, un ensemble consti- tué par au moins deux aimants composés, ce qui permet éventuellement de ti- rer parti des avantages pratiques mentionnés au sujet des dimensions dési- rées ou de la forme du système de lignes de force et de résoudre les pro- blèmes de fonderie. Un tel système est représenté sur la fige 4, les aimants y sont indiqués par 7 et 8 et une partie de fer doux, par 9. 

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   La fige 5 représente schématiquement le système magnétique d'un haut-parleur électro-dynamique dans lequel on utilise au lieu d'un broche centrale en une seule pièce d'acier magnétique, deux aimants 10 conformes à l'invention, accolés dans la direction préférentielle, tandis que les au- tres parties 11 et 12 du circuit sont en fer doux. De la même manière, l'ai- mant 4 de la figo 2 peut être constitué par deux aimants 5 tels que repré- sentés sur la figo 3. 



   La longueur de chacun des aimants 10 par rapport au diamètre étant notablement plus petite que dans le cas de l'aimant représenté sur la figo 3, on obtiendra, dans le premier cas un (BH)max plus élevé. .. 



   Lorsqu'on combine deux aimants 5 de la fige -3, accolés de la ma- nière représentée sur la figo 2, par suite de la présence de l'entrefer en- tre ces deux aimants 5, le (BH) max tombera à environ 6.000.000,   c'est-à-dire   5000000 de plus que dans le cas d'utilisation d'un aimant 1 de même forme, tel que représenté sur la fig.   l,   à   (BH) max   de 5.500.000. Comparativement à l'aimant unique 4 de la figo 2, on obtient une perte   de, 1.000.000,   mais par contre, on réalise un gain notable en matière et en frais de parachèvement. 



   Il va de soi que les faces par lesquelles sont adossés les ai- mants 5 et 10 doivent être meulées très lisses afin de limiter les pertes au minimum. Si ce meulage est opéré d'une façon minutieuse, la valeur de (BH)max de 6.000.000 peut être portée à 60300.000. 



   Le nombre d'aimants constituant ensemble le système, peut être porté à trois ou à un nombre plus élevé encore, tout en tenant compte des conditions pratiques et économiques. C'est ainsi que, comme l'indiquent les lignes en pointillés, la partie 12 de la fige 5 peut être constituée par trois bagues. 



   En particulier, conformément à l'invention, le nombre d'aimants constitutifs et leur longueur doivent être choisis de façon que les pertes magnétiques résultant du passage des lignes de force dans les surfaces de séparation entre les parties constitutives soient plus petites que le gain magnétique réalisé par l'utilisation d'aimants conformes à l'invention. 



   De préférence, dans le projet d'un aimant'permanent déterminé, le nombre d'aimants dont celui-ci est constitué et les longueurs seront choisis de façon à obtenir'un   (BH) max   aussi élevé que possible comparative- ment au   (BH) max   qui serait obtenu dans le cas où l'aimant serait constitué par une seule pièce 1 telle que représentée sur la fige 1. 



   Dans le procédé de fabrication de l'aimant conforme à l'inven- tion, la dimension de l'alliage dans la direction de prélèvement de cha- leur est choisie plus petite que l'une des autres dimensions, d'un montant tel qu'en volume plus de 70 % de l'alliage soient constitués par des cris- taux orientés dans cette direction. 



    RESINE.   

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

1.- Aimant permanent anisotrope à base de fer, contenant comme éléments essentiels, du nickel, de l'aluminium et du cobalt, dans lequel les cristaux de l'aimant sont essentiellement orientés d'une façon telle que la direction (100) soit pratiquement parallèle à la direction magnéti- que préférentielle dans laquelle l'aimant est aimanté, caractérisé par le fait qu'il est constitué par au moins une pièce dont la longueur, dans la direction préférentielle, est inférieure au 3/4 de l'une des autres dimen- sions, de préférence égale à environ 1/3 de la plus petite des autres di- mensionso 2.- Des formes de réalisation de l'aimant permanent anisotro- pe tel que spécifié sous 1, pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou suivant les diverses combinaisons possibles;

<Desc/Clms Page number 4> a) il est constitué par au moins deux pièces qu'un ou plusieurs noyaux assemblent en un système magnétique, le tout de façon que la direc- tion préférentielle de chacun des aimants coïncide avec la direction des lig- nes de force dans le système; b) il est constitué par au moins deux pièces qui sont accolées dans la direction préférentielle; c) le nombre et la longueur des aimants constitutifs sont choi- sis de façon que les pertes magnétiques résultant du passage des lignes de force dans les surfaces de séparation des éléments constitutifs, soient plus petites, que le gain magnétique inhérent à l'utilisation d'aimants tels que spécifiés sous 1;

d) le nombre et la longueur des aimants sont choisis de façon que le (BH) max de la combinai.son soit aussi élevé que possible par rapport au (BH) d'un seul aimant de mêmes dimensions et de même constitution, les cristaux de cet aimant étant essentiellement orientés de façon que la direction 100 soit pratiquement parallèle à la direction magnétique préfé- rentielle dans laquelle l'aimant est aimanté.

3.- Prolcédé de fabrication d'un aimant permanent anisotrope à base de fer contenant, comme éléments essentiels, du nickel, de l'aluminium et du cobalt, dans lequel les cristaux de l'aimant sont essentiellement orientés de façon que la direction (100) soit pratiquement parallèle à la direction préférentielle magnétique dans laquelle l'aimant est aimanté, ca- ractérisé par le fait que la dimension de l'alliage dans la direction de prélèvement de chaleur est choisie plus petite que l'une des autres dimen- sions d'un montant tel qu'au moins, en volume, 70 % de l'alliage soient constitués par des cristaux orientés dans cette direction.