BRPI0600209B1

BRPI0600209B1 - Ímã permanente de terras-raras com gradiente funcional

Info

Publication number: BRPI0600209B1
Application number: BRPI0600209-9A
Authority: BR
Inventors: Hajime Nakamura; Koichi Hirota; Masanobu Shimao; Takehisa Minowa
Original assignee: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2018-01-16
Also published as: KR20060102481A; MY141999A; CN101030467A; EP1705670A2; EP2267729A2; EP2267729A3; US7488395B2; TW200634860A; TWI413137B; EP1705670A3; RU2006103683A; RU2359352C2; EP1705670B1; US20060213585A1; CN101030467B; KR101147385B1; BRPI0600209A

Abstract

"imã permanente de terras-raras com gradiente funcional". um ímã permanente de terras-raras com gradiente funcional que tem uma baixa perda por corrente parasita na forma de um corpo de imã sinterizado com uma composição r~ a~, e~ b~t~ c~f~ e~m~ g~ é obtido fazendo com que átomos de e e flúor sejam absorvidos em um corpo de ímã sinterizado de r-fe-b de sua superfície. f é distribuído de maneira tal que sua concentração aumente na média do centro para a superfície do corpo do ímã, a concentração de e/(r+e) contida nos contornos de grãos que envolvem os grãos primários de um sistema tetragonal (r,e)~ 2~t~ 14~a é na média maior do que a concentração de e/(r+e) contido nos grãos da fase primária, o oxifluoreto de (r,e) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 <109>m, partículas do oxifluoreto com um diâmetro do circulo equivalente de pelo menos 1 <109>m são distribuídas na região de contorno de grão em uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm^ 2^, o oxifluoreto está presente em uma fração de área de pelo menos 1 %. o corpo do ímã inclui uma camada superficial que tem uma maior resistência elétrica do que no interior. no ímã permanente, a geração de corrente parasita em um circuito magnético é coibida.

Description

(54) Título: ÍMÃ PERMANENTE DE TERRAS-RARAS COM GRADIENTE FUNCIONAL (51) lnt.CI.: H01F 1/053 (30) Prioridade Unionista: 23/03/2005 JP 2005-084358 (73) Titular(es): SHIN-ETSU CHEMICAL CO., LTD.

(72) Inventor(es): HAJIME NAKAMURA; KOICHI HIROTA; MASANOBU SHIMAO; TAKEHISA MINOWA

ÍMÃ PERMANENTE DE TERRAS-RARAS COM GRADIENTE

FUNCIONAL

CAMPO DA INVENÇÃO

Esta invenção diz respeito a ímãs permanentes de terras-raras de alto desempenho com função com gradiente na qual somente uma camada superficial tem uma alta resistência elétrica, em que a geração de corrente parasita em um circuito magnético é coibida.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Em virtude de excelentes propriedades magnéticas, imãs permanentes de Nd-Fe-B encontra uma faixa de aplicação cada vez maior. Para atender a preocupação recente a respeito de problemas ambientais, a faixa de utilização de ímãs tem alastrado de forma a cobrir equipamentos de grande porte, tais como equipamentos industriais, automóveis elétricos e geradores eólicos. Isto exige melhoras adicionais no desempenho e resistência elétrica de ímãs de Nd-Fe-B.

Corrente parasita é um dos fatores que reduz a eficiência de motores. Embora corrente parasita seja basicamente gerada em um núcleo do ímã, a corrente parasita doímã

’................. - V propriamente dito se torna mais perceptível à medida qu^' o motor aumenta de tamanho. Especialmente no caso de um motor de ímã permanente interior (IPM) que tem um rotor em que fendas são perfuradas em um laminado de lonas do núcleo magnético empilhadas com filmes isolantes e ímãs permanentes entrelaçados ficam em encaixe deslizante com as fendas, os ímãs facilitam a condução entre as lonas do núcleo, permitindo a geração de uma maior corrente parasita. Têm sido propostos diversos métodos para revestir ímãs com resinas isolantes. Persistem alguns problemas em que revestimentos de resina podem ser roçados e removidos, quando os ímãs forem inseridos de forma deslizante nas fendas, e a técnica de encaixe por contração para fiar ímãs com utilização de expansão térmica não são aplicáveis.

Também, têm sido propostos diversos métodos de processar ímãs em chapas finas como lonas de núcleo, e de empilhas chapas de ímãs com chapas isolantes entrelaçadas. Esses métodos não são difundidos em virtude da baixa produtividade e maiores custos.

Portanto, é bem mais efetivo aumentar a resistência elétrica dos ímãs permanentes propriamente ditos, e inúmeros métodos têm sido propostos. Uma vez que ímãs permanentes de Nd-Fe-B são materiais metálicos, eles têm uma baixa resistência elétrica, conforme demonstrado por uma resistividade de 1,6 x IO'⁶ Ω-m. Em uma abordagem da tecnologia anterior típica, inúmeras partículas de substâncias de alta resistência elétrica, tal como óxido de terras-raras, são dispersas em um ímã para induzir mais- dispersão eletrônica pela qual a resistência do ímã é aumentada. Por outro lado, esta abordagem reduz a fração volumétrica no ímã da fase primária do composto Nd₂Fei₄B que contribui para o magnetismo. Existe um problema contraditório em que, quanto maior a resistência, tanto mais acentuadas se tornam as perdas de propriedades magnéticas.

A patente japonesa no. 3.471.876 revela um ímã de terras-raras que tem maior resistência à corrosão, que compreende pelo menos um elemento terra rara R, que é obtidc pela realização de tratamento de fluoretação em uma atmosfera de gás de flúor ou uma atmosfera contendo um gás de flúor, para formar um composto RF₃ ou um composto RO_xF_y (em que x e y têm valores que satisfazem 0 < x < 1,5 e 2x+y =3} ου uma mistura destes, com R na fase constituinte em uma camada superficial do ímã, e realizando adicionalmente tratamente térmico a uma temperatura de 200 a 1.200 °C.

A JP-A 2003-282313 revela um ímã sinterizado de RFe-(B,C) (em que R é um elemento terra rara, pelo menos 50 % de R sendo Nd e/ou Pr) com melhor capacidade de magnetizaçãc que é obtida misturando um pó de liga de ímã sinterizado de R-Fe-(B,C) com um pó de fluoreto de terra rara, de maneira tal que a mistura de pó contenha 3 a 20 % em peso de fluoreto de terra rara (a terra rara sendo preferivelmente Dy e/ou Tb) , submetendo a mistura de pó a orientação em um campo magnético, compactando e sinterizando, por meio do que uma fase primária é composta basicamente de grãos de Nd₂Fei₄B, e uma fase de contorno de grão particulada é formada nos contornos de grãos da fase primária ou pontos tríplices de contorno de grão, a dita fase de contorno de grão contendo o fluoreto de terra rara, o fluoreto de terra rara sendo contido em uma quantidade de 3 a 20 % em peso do ímã sinterizado total. Especialmente, um ímã sinterizado de R-Fe-(B,C) (em que R é um elemento terra rara, pelo menos 50 % de R sendo Nd e/ou Pr) é provido, em que o ímã compreende uma fase primária composta basicamente de grãos de Nd₂Fe_i4B e uma fase de contorno de grão contendo um fluoreto de terra rara, a fase primária contém Dy e/ou Tb, e a fase primária inclui uma região onde a concentração de Dy e/ou Tb é menor do que a concentração média de Dy e/ou Tb na fase primária geral.

Entretanto, estas propostas, são ainda insuficientes para aumentar a resistência elétrica superficial.

A JP-A-2005-11973 revela um ímã a base de terrarara-ferro-boro que é obtido mantendo un ímã em um tanque de vácuo, depositando um elemento M ou uma liga contendo um elemento Μ (M quer dizer um ou mais elementos terras-raras selecionados de Pr, Dy, Tb e Ho) que foram vaporizados ou atomizados por meios físicos em toda ou em parte da superfície do ímã no tanque de vácuo, e realizando cementação em pacotes, de maneira tal que o elemento M difunda e penetre da superfície no interior do ímã pelo menos a uma profundidade correspondente ao raio dos grãos de cristais exposto na superfície externa do ímã, para formar uma camada de contorno de grão com enriquecida com o elemento Μ. A concentração do elemento M na camada de contorno de grão é maior em uma posição mais próxima à superfície do ímã. Em decorrência d_i_sto, o ímã tem uma camada de contorno de- grão na qual o elemento M é enriquecido pela difusão do elemento M da superfície do ímã. Uma força coerciva Hcj e a quantidade do elemento M no ímã como um todo têm o relacionamento;

Hcj & 1 + 0,2 χ M em que Hcj é uma força coerciva em unidades MA/m e M é a quantidade (% em peso) do elemento M no ímã como um todo e 0,05 s M s 10. Entretanto, este método prático é extremamente improdutivo e impraticável.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é fornecer ímãs permanentes de terra-rara com um gradiente funcional e que proporcione tanto uma alta resistência elétrica como exce5 lentes propriedades magnéticas.

Com relação a Itens sinterizados de R-Fe-B (em que R é um ou mais elementos selecionados de elementos terrasraras, inclusive de Cs e Y), tipicamente ímãs sinterizados de Nd-Fe-B, os inventores observaram que, quando o corpo do ímã é aquecido a uma temperatura não superior a uma temperatura de sinterização, com um espaço que envolve a superfície do corpo do ímã sendo empacotada com um pó baseado em um fluoreto de R, tanto R como flúor estão no pó são eficientemente absorvidos no corpo do ímã, de maneira tal que parti15 cuias de oxifluoreto com uma alta resistência elétrica sejam distribuídas somente em uma camada superficial do corpo do ímã a uma alta densidade, para aumentar assim a resistência elétrica apenas da camada superficial. Em decorrência disto, a geração de corrente parasita fica coibida, mantendo ao mesmo tempo propriedades—

Dessa maneira, a presente invenção fornece um ímã permanente de terras-raras com gradiente funcional que tem uma baixa perda por corrente parasita na forma de um corpo de ímã sinterizado que é obtido fazendo com que átomos de E

5 e flúor sejam absorvidos em um corpo de ímã sinterizado de R-Fe-B de sua superfície e que tem uma composição de liga de fórmula (1) ou (2) :

R_aEbT_cF_eMg (1) (R.E) a.bTcAaFeOfMg (2 ) em que R é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras-raras, inclusive de Sc e Y, e E é pelo menos um elemento selecionado de elementos de metais alcalinos terrosos e elementos terras-raras, R e E podem conter o mesmo elemento ou elementos, o corpo do ímã sinterizado tem uma composição de liga de fórmula (1) , quando R e E não contiverem o(s) mesmo (s) elemento(s) e tem a composição de liga de fórmula (2), quando R e E contiverem o(s) mesmo(s) elemento (s) , T é um ou ambos de ferro e cobalto, A é um ou ambos de boro e carbono, F é flúor, 0 é oxigênio e M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W, a até g indicativos de porcentagem atômica dos elementos correspondentes na liga têm valores na faixa de: 10 s a s 15 e 0,005 s b s 2 no caso da fórmula (1), ou 10,0005 s a+b s 17 no caso da fórmula (2), 3 s d s 15, 0,01 s e <. 4, 0,04 s f s 4, 0,01 í g s 11, o equilíbrio sendo c, o corpo do ímã tendo um centro e uma superfície. O elemento constituinte Fé distribuído de maneira tal que sua concentração aumente na média do centro para a superfície do corpo do ímã. Os contornos de grão envolvem grãos da fase primária do sistema tetragonal (R,E)₂T₁₄A no interior do corpo do ímã sinterizado. A concentração de E/(R+E) contida nos contornos de grão é na média maior do que a concentração de E/(R+E) contido nos grãos da fase primária. O oxifluoreto de (R,E) está presente nos contornos de grãos em. uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 2 0 gm. Partículas do oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 um são distribuídas na região de contorno de grão em uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm². 0 oxifluoreto está presente em uma fração de área de pelo menos 1 %. O corpo do ímã inclui uma camada superficial que tem uma maior resistência elétrica do que o interior do corpo do ímã. Em decorrência disto, o ímã tem uma menor perda por corrente parasita.

Em modalidades preferidas, R compreende pelo menos 10 % em átomos de Nd e/ou Pr; T compreende pelo menos 60 % em átomos de ferro; e A compreende pelo menos 80 % em átomos de boro.

Desta maneira, são providos ímãs permanentes de terras-raras com gradiente funcional em que a geração de corrente parasita no interior de um circuito magnético é coibida .

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

As Figuras la, 1b e lc são fotomicrograf ias que mostra imagens de distribuição composicional de Nd, O e F em um corpo de ímã Ml fabricado no exemplo 1, respectivamente.

A Figura 2 é um gráfico no qual a resistividade do corpo do ímã Ml do exemplo 1 está colocada em gráfico em relação a uma profundidade da superfície do ímã.

As Figuras 3d, 3e e 3f são fotomicrograf ias que mostram imagens de distribuição composicional de Nd, 0 e F em um corpo de ímã M4 fabricado no exemplo 4, respectivamente .

A Figura 4 é um gráfico no qual a resistividade dc corpo do ímã M4 do exemplo 4 está colocada em gráfico em relação a uma profundidade da superfície do ímã.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

O ímã permanente de terra-rara da invenção está ne forma de um corpo de ímã sinterizado obtido fazendo com que átomos de E e flúor sejam absorvidos em um corpo de ímã sinterizado de R-Fe-B. O corpo de Imã resultante tem uma composição de liga da fórmula (1) ou (2) .

R_aE_bT_cF_eM_g(1) (R. E) _a+bT_cAdF_eO_fM_g (2)

Aqui, R é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras-raras, inclusive de Sc e Y, e E é pelo menos um elemento selecionado de elementos de metais alcalinos terrosos e elementos terras-raras. R e E podem ser sobrepostos entre si e podem conter o mesmo elemento ou elementos. Quando R e E não contiverem o(s) mesmo(s) elemento (s) , c corpo do ímã sinterizado tem a composição de liga de fórmula (1) . Quando R e E contiverem o mesmo elemento ou elementos, o corpo do ímã sinterizado tem a composição de liga da iórmula (2) . T é um ou ambos de (Fe) e (Co) , A é um ou ambos de boro e carbono, F é flúor, 0 é oxigênio e M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W. Os subscritos a até g indicativos da porcentagem atômica dos elementos correspondentes na liga têm valores na faixa de: 10 s a s 15 e 0,005 s b s 2 no caso da fórmula (1) , ou 10,0005 s a+b s 17 no caso da fórmula (2), 3 s d < 15, 0,01 < e < 4 , 0,04 < f < 4, 0,01 s g 11, o equilíbrio sendo c.

Especificamente, R é selecionado entre Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Ms, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb e Lu. Desejavelmente, R contém Nd, Pr e Dy como um componente principal·, a quantidade de Nd e/ou Pr sendo preferivelmente pelo menos 1C % em átomos, mais preferivelmente pelo menos 50 % em átomos de R.

E é pelo menos um elemento selecionado de elementos de metal alcalino terroso e elementos terras-raras, por exemplo, Mg, Ca, Sr, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb e Lu, preferivelmente Mg, Ca, Pr, Nd, Tb e Dy, mais preferivelmente Ca, Pr, Nd e Dy.

A quantidade (a) de Ré 10 a 15 % em átomos, conforme citado anteriormente, e preferivelmente 12 a 15 % em átomos. A quantidade (b) de E é 0,005 a 2 % em átomos, preferivelmente 0,01 a 2 % em átomos, e mais preferivelmente 0,02 a 1,5 % em átomos.

A quantidade (c) de T, que é Fe e/ou Co, é preferivelmente pelo netos 60 % em átomos, e mais preferivelmente pelo menos 70 % em átomos. Embora cobalto possa ser omitido (isto é, 0 % em átomos) , cobalto pode ser incluído em uma quantidade de pelo menos 1 % em átomos, preferivelmente pelo menos 3 % em átomos, mais preferivelmente pelo menos 5 % em átomos, para melhorar a estabilidade de temperatura de remanescêncía ou com outros propósitos.

Preferivelmente, A, que é boro e/ou carbono, contém pelo menos 80 % em átomos, mais preferivelmente pelo me10 nos 85 % em átomos de boro. A quantidade (d) de A é 3 a 15 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 4 a 12 % em átomos, e mais preferivelmente 5 a 8 % em átomos.

A quantidade (e) de flúor é 0,01 a 4 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 0,02 a 3,5 % em átomos, e mais preferivelmente 0,05 a 3,5 % em átomos. Com uma quantidade de flúor tão baixo, uma melhoria da força coerciva não é observável. Uma quantidade de flúor muito alto como esse altera a fase de contorno de grão, levando a uma menor força coerciva.

A quantidade (f) de oxigênio é 0,04 a 4 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 0,04 a 3,5 % em átomos e mais preferivelmente 0,04 a 3 % em átomos.

A quantidade (g) de outro elemento metálico M é 0,01 a 11 % em átomos, conforme citado anteriormente, preferivelmente 0,01 a 8 % em átomos, e mais preferivelmente 0,02 a 5 % em átomos. O outro elemento metálico M pode estar presente em uma quantidade de pelo menos 0,05 % em átomos, e especialmente pelo menos 0,1 % em átomos.

Nota-se que o corpo do ímã sinterizado tem um centro e uma superfície. Na invenção, o elemento constituinte F é distribuído no corpo do ímã sinterizado de maneira tal que sua concentração aumente em relação à média do centro do corpo do imã no sentido da superfície do corpo do ímã. Especificamente, a concentração de F é mais alta na superfície do corpo do ímã, e diminui gradualmente em direção ao centro do corpo do ímã. Flúor pode estar ausente no centro do corpo do ímã, em virtude de a invenção meramente exigir que o oxi11 fluoreto de R e E, tipicamente (r,._xE_x)0F (em que x é um número de 0 a 1) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 Mm. Embora contornos de grãos envolvam os grãos da fase primária do sistema tetragonal (R,E)₂T₁₄A dentro do corpo do ímã sínterizado, a concentração de E/(R+E) contido nos contornos de grãos é em média maior do que a concentração de E/ (R+E) contido nos grãos da fase primária.

No ímã permanente da invenção, o oxifluoreto de (R,E) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 Mm. Em uma modalidade preferida, partículas do oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 μγπ são distribuídas na região de contorno de grão a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm², mais preferivelmente pelo menos 3.000 partículas/mm², acima de tudo preferivelmente 4.000 a 20.000 partículas/mm². O oxifluoreto está presente em uma fração de área de pelo menos 1 %, mais preferivelmente pelo menos 2 %, acima de tudo preferivelmente 2,5 a 10 %, 0 número e fração de área de partículas são determinados tomando uma imagem de distribuição composicional por análise de microssonda eletrônica (ΕΡΜΑ), processamento a imagem e contando partículas de oxifluoreto que têm um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 μπι.

O ímã permanente de terra-rara da invenção pode ser fabricado alimentando um pó contendo E e F na superfície de um corpo de ímã sinterizado de R-Fe-B, e tratando termicamente o corpo do ímã empacotado. 0 corpo de ímã sinterizado de R-Fe-B, por sua vez, pode ser fabricado por um processo convencional incluindo prensagem de uma liga mãe, moagem, compactação e sinterizaçao.

A liga mãe aqui usada contém R, T, A e M. Ré pele menos um elemento selecionado de elementos terras-raras, inclusive de Sc e Y. Té tipicamente selecionado entre Cs, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb e Lu. Desejavelmente, R contém Nd, Pr e Dy como componentes principais. Esses elementos terras-raras inclusive Sc e Y estão preferivelmente presentes em uma quantidade de 10 a 15 % em átomos, mais preferivelmente 12 a 15 % em átomos da liga total. Mais desejavelmente, R contém um ou ambos de Nd e Pr em uma quantidade de pelo menos 10 % em átomos, especialmente pelo menos 5 0 % em átomos de todo R. T é um ou ambos de Fe e Co e Fe está preferivelmente contido em uma quantidade de pelo menos 50 % em átomos, e mais preferivelmente pelo menos 65 % em átomos de toda a liga. A é um ou ambos de boro e carbono, e boro está preferivelmente contido em uma quantidade de 2 a 15 % em átomos, e mais preferivelmente 3 a 8 % em átomos de toda a liga. M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W. M pode estar contido em uma quantidade de 0,01 a 11 % em átomos, e preferivelmente 0,1 a 5 % em átomos de toda a liga. O equilíbrio é composto de impurezas incidentais, tais como N e O.

A liga mãe é preparada fundindo as alimentações de metal ou liga a vácuo ou em uma atmosfera de gás inerte, tipicamente atmosfera de Argônio, e vazando a corrida em uir molde plano ou molde de blocos ou em lingotamento contínuo. Uma alternativa possível é um assim denominado processo de duas ligas que envolve preparar separadamente uma liga aproximada da composição do composto R₂Fei₄B que constitui a fase primária da liga relevante e uma liga rica em R que serve como um auxiliar da fase líquida na temperatura de sinterização, triturando, e em seguida pesando e misturando-as. Notavelmente, a liga próxima da composição da fase primária é submetida a tratamento de homogeneização, se necessário, com, o propósito de aumentar a quantidade da fase do composto R2R14R/ uma vez que or-F2 provavelmente ficará para trás, dependendo da velocidade de resfriamento durante o lingotamento e da composição da liga. 0 tratamento de homogeneização é um tratamento térmico a 700 a 1.200 °C durante pelo menos uma hora a vácuo ou em uma atmosfera de Ar. Para a liga rica em R que serve como auxiliar de fase líquida, uma técnica de têmpera direta da corrida ou lingotamento de tira é aplicável , bem como a técnica de lingotamento supradescrita.--A liga mãe é em geral moída até um tamanho de 0,05 a 3 mm, preferivelmente 0,05 a 1,5 mm. A etapa de trituração usa um moinho Brown ou pulverização com hidretação, com a pulverização com hidretação sem preferida para as ligas lingotadas em tiras. 0 pó mais grosseiro é então finamente dividido em um tamanho em geral de 0,2 a 3 0 μ,τη, preferivelmente 0,5 a 2 0 μιη, por exemplo, por meio de um moinho de jato usando nitrogênio sob pressão. A quantidade de oxigênio do corpo sintenzado pode ser controlado misturando uma quantidade menor de oxigênio com o nitrogênio pressurizado neste ponto. A quantidade de oxigênio do corpo sinterizado final, que é dado como o oxigênio introduzido durante a preparação do lingote mais o oxigênio absorvido durante a transição dc pó fino para o corpo sinterizado, é preferivelmente 0,04 a 4 % em átomos, mais preferivelmente 0,04 a 3,5 % em átomos.

O pó fino é então compactado sob um campo magnético em uma máquina de moldagem por compressão é colocado em um forno de sinterização. A sinterização é feita a vácuo ou em um atmosfera de gás inerte, normalmente a uma temperatura de 900 a 1.250 °C, preferivelmente 1.000 a 1.100 °C. O ímã assim sinterizado contém 60 a 99 % em volume, preferivelmente 80 a 98 % em volume do composto R₂Fei₄B tetragonal como uma fase primária, o equilíbrio sendo 0,5 a 20 % em volume de uma fase rica em R, 0 a 10 % em volume de uma fase rica em B, 0,1 a 10 % em volume de óxido de R, e pelo menos um dos carbonetos, nitretos e hidróxidos de impurezas incidentais ou uma mistura ou compósitos destes.

bloco sinterizado é usinado em um corpo de^- ímã de uma forma predeterminada, depois do que átomos de E e de flúor são absorvidos e infiltrados no corpo do ímã a fim de conferir a estrutura física característica de que a resistência elétrica de uma camada superficial é maior do que no interior.

Referindo-se a um tratamento típico, um pó contendo átomos de E e de flúor fica disposto na superfície do corpo de imã sinterizado. O corpo de ímã empacotado com o pó é tratado termicamente a vácuo ou em uma atmosfera de gás inerte, tais como AR ou He, a uma temperatura não superior s temperatura de sinterização (referida como Ts) , preferivelmente 200 °C a (Ts-5) °C, especialmente 250 °C a (Ts-10) °C durante cerca de 0,5 a 100 horas, preferivelmente cerca de 1 a 50 horas. Por meio de tratamento térmico, E e flúor sãc infiltrados no ímã a partir da superfície e o óxido de F dentro do corpo do ímã sinterizado reage com flúor para fazer uma mudança química em um oxifluoreto.

O oxifluoreto de R dentro do ímã é tipicamente ROF, embora ele denote em geral oxifluoretos contendo R, oxigênio e flúor que podem alcançar o efeito da invenção incluindo RO_mF_n (em que m e n são números positivos) e formas modificadas ou estabilizadas de RO_mF_n, em que parte de R é substituída por um elemento metálico.

A quantidade de flúor absorvido no corpo do ímã neste ponto varia com a composição e tamanho de partículas do pó usado, a proporção do pó que ocupa o espaço que envolve a superfície do imã, a temperatura e tempo do tratamente térmico, embora a quant idade de flúor- absorvida- seja prefe^ rivelmente 0,01 a 4 % em átomos. A quantidade de flúor absorvida é preferivelmente 0,01 a 4 % em átomos. A quantidade de flúor absorvido é adicionalmente preferivelmente 0,02 a 3,5 % em átomos, especialmente 0,05 a 3,5 % em átomos a finde que partículas do oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 gm a ser distribuído ao longo dos contornos de grãos a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm², mais preferivelmente pelo menos 3.000 partí16 culas/mm². Para absorção, flúor é alimentado na superfície do corpo do ímã em uma quantidade de preferivelmente 0,03 a 30 mg/cm², mais preferivelmente 0,15 a 15 mg/cm² da superfície .

Conforme descrito anteriormente, em uma região que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 μτη, partículas de oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm são distribuídas nos contornos de grãos a uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm². A profundidade da superfície do corpo do ímã da região onde o oxifluoreto está presente pode ser controlada pela concentração de oxigênio no corpo do ímã. A este respeito, recomenda-se que a concentração de oxigênio contido no corpo do ímã seja 0,04 a 4 % em átomos, mais preferivelmente 0,04 a 3,5 % em átomos, acima de tudo preferivelmente 0,04 a 3 % em átomos. Se a profundidade da superfície do corpo do ímã da região onde oxifluoreto está presente, o diâmetro de partículas do oxifluoreto e a população do oxifluoreto estiverem fora das faixas supraespecifiçadas, indesej ave 1 mente. a .resistividade elétricada^-camada da superfície do corpo do ímã poderia não ser efetivamente aumentada .

Por meio do tratamento térmico, o componente E é também enriquecido adjacente aos contornos de grãos. A quantidade total do componente E absorvido no corpo do ímã é preferivelmente 0,005 a 2 % em átomos, mais preferivelmente 0,01 a 2 % em átomos, ainda mais preferivelmente 0,02 a 1,5 % em átomos. Para absorção, o componente E é alimentado na superfície do corpo do ímã em uma quantidade total de prefe rivelmente 0,07 a 70 mg/cm², mais preferivelmente 0,35 a 35 mg/cm² da superfície.

A camada ou região superficial do corpo do ímã onde oxifluoreto está presente na faixa supradescrita tem uma resistividade elétrica de preferivelmente pelo menos 5,0 a 10'^s Ωιη, mais preferivelmente pelo menos 1,0 χ ΙΟ'⁵ Ωσι. Uma região central do corpo do ímã tem uma resistividade da ordem de 2 χ 10⁶ fim. Preferivelmente, a resistividade na região superficial é maior do que a da região central em un fator de pelo menos 2,5, especialmente pelo menos 5. A resistividade fora da faixa não reduz a corrente parasita efetivamente ou impede que o corpo do ímã gere calor.

No ímã permanente da invenção, a perda por corrente parasita na região superficial é reduzida a cerca da metade ou menos, comparada com ímãs da tecnologia anterior.

O material do ímã permanente contendo oxifluoreto de R da invenção tem uma função de gradiente que varia de resistividade da superfície em direção ao interior e pode ser usado como um ímã permanente de cerras-raras de a%u desempenho que caracteriza a geração coibida de corrente parasita em um circuito magnético, especialmente como um ímã para motores IPM.

EXEMPLO

Exemplos da presente invenção estão apresentados a seguir a título de ilustração, e não de limitação.

Exemplo 1 e Exemplo Comparativo 1

Uma liga na forma de chapa fina foi preparada u18 sando metais Nd, Co, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 12,8 % em átomos de Nd, 1,0 % em átomos de Co, 0,5 % em átomos de Al, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe. Ela foi designada liga A. A liga A foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 pela técnica de hidretação incluindo as etapas de hidretação da liga, e aquecimento a 500 °C para hidretação parcial durante a evacuação da câmara até o vácuo.

Separadamente, uma liga foi preparada usando metais Nd, Dy, Fe, Co, Al e Cu com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um molde. A liga consistiu de 20 % em átomos de Nd, 10 % em átomos de Dy, 24 % em átomos de Fee, 6 % em átomos de B, 1 % em átomos de Al, 2 % em átomos de Cu e o equilíbrio de Co. Ela foi designada liga B. A liga B foi moída em um tamanho.......abaixo da malha 30 em uma atmosfera de nitrogênio em um moinho Brown.

Subseqüentemente, os pós das ligas A e B foram pesados em uma quantidade de 93 % em peso e 7 % em peso e misturados durante 30 minutos em uma misturadora V abafada com nitrogênio. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, a mistura de pó foi finamente dividida em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 4 μτη. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm². 0 compacto foi então colocado em um forno de sinterização com um atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1,060 °C durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. As etapas expostas foram realizadas em uma atmosfera de baixo oxigênio, de maneira tal que o bloco de ímã resultante teve uma concentração de oxigênio de 0,81 % em átomos. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 50 mm x 50 mm x 5 mm. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução alcalina, água deionizada, ácido aquoso e água deionizada e seco.

Em seguida, pó de fluoreto de neodímio com um tamanho de partícula médio de 10 gm foi misturado com etanol em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. 0 corpo do ímã foi imerso na lama por 1 minuto com simultânea sonificação da lama, coletada e imediatamente seca com ar quente. A quantidade de fluoreto de neodímio alimentado foi 0,8 mg/cm². Em seguida, o corpo do ímã empacotado foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 8 00 °C durante 10 horas e em seguida tratamento de—envelhecimento a 5 00 °C durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por Ml. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de neodímio, Este está designado por Pl.

Os corpos de ímãs Ml e Pl tiveram as propriedades magnéticas medidas (remanescência Br, força coerciva Hcj) , com os resultados mostrados na tabela 1 . As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 2. O imã Ml da invenção apresentou propriedades magnéticas substancialmente iguais comparadas com o corpo do ímã PI que foi submetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de neodímio.

Subseqüentemente, os corpos de ímã Ml e PI foran magnetizados, selados com um material isolante térmico e montados em uma bobina solenoide. Enquanto a bobina foi atuada a 1.000 kHz para gerar um campo magnético alternado de 12 kA/m, a temperatura do corpo do ímã foi monitorada para determinar uma mudança de temperatura com o tempo, da qual uma perda por corrente parasita foi computada. Os resultados estão também mostrados na tabela 1. A perda por corrente parasita do corpo do ímã inventivo Ml é menos do que a metade da perda do corpo do ímã comparativo PI.

A camada superficial do corpo do ímã Ml foi analisada por análise de microssonda eletrônica (ΕΡΜΑ), com suas imagens de distribuição composicionais de Md, O e F estando mostradas nas Figuras la, lb d lc. Inúmeras partículas de NdOF foram distribuídas na camada superficial. Nesta tegião, essas partículas de NdOF com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 μτη tiveram uma população de 4.500 partí culas/mm² e uma fração de área de 3,8 %.

Os corpos dos ímãs Ml e PI foram usinados em uma haste de 1 mm x 1 mm x 10 mm. Neste momento, cinco das superfícies dos ímãs foram usinados, de maneira tal que uma superfície do ímã fosse deixada intacta depois da usinagem. A superfície não usinada (1 x 10 mm) da haste Ml foi polida molhada com lixa #180 e polida com qualidade espelhe com lixas #1.000 a #4.000, enquanto a resistividade foi medida nessa superfície. A Figura 2 é um grafico que mostra a resistividade em função da espessura de uma camada superficial submetida a abrasão pelo polimento. A uma profundidade de pelo menos 200 gm da superfície do corpo do ímã, a resistividade fica tão baixa quanto nos ímãs da tecnologia anterior. Demonstra-se que o corpo do ímã Ml tem uma maior resistividade em uma posição mais próxima à camada superficial, que leva a uma menor perda por corrente parasita. Os dados demonstram que, dispersando somente oxifluoreto em uma camada superficial, um ímã permanente com uma baixa perda por corrente parasita pode ser obtido.

Exemplo 2 e Exemplo Comparativo 2

Uma liga na forma de uma chapa fina foi preparada usando metais Nd, Co, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de 1ingotamento de t i ra) . A liga coii s i s L i u de 12,8 % em átomos de Nd, 1,0 % em átomos de Co, 0,5 % em átomos de Al, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe. Ela é designada como liga A, A liga A foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 pela técnica de hidretação incluindo as etapas de hidretação da liga, e aquecimento até 500 °C para desidretação parcial simultaneamente com a evacuação da câmara a vácuo.

Separadamente, uma liga foi preparada usando me22 tais Nd, Dy, Fe, Co, Al e Cu com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em atmosfera de Ar e lingotando a corrida em um molde. A liga consistiu de 20 % em átomos de Nd, 10 % em átomos de Dy, 24 % em átomos de Fe, 6 % em átomos de Β, 1 % em átomos de Al, 2 % em átomos de Cu e o equilíbrio de cobalto. Ela foi designada como liga Β. A liga B foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 em uma atmosfera de nitrogênio em um moinho Brown.

Subsequentemente, os pós das ligas A e B foram pesados em uma quantidade de 93 % em peso e 7 % em peso e misturados durante 30 minutos em uma misturadora V abafada com nitrogênio. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, a mistura de pó foi fínamente dividida em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 4 μτη. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm². 0 compacto foi então colocado em um forno de sinterização com um atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.060 °C durante 2 horas,_ obtendo- um bloco de ímã.—As etapas expostas foram realizadas em uma atmosfera de baixo oxigênio, de maneira tal que o bloco de ímã resultante tivesse uma concentração de oxigênio de 0,73 % em átomos. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 50 mm x 50 mm x 5 mm. O corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução alcalina, água deionizada, ácido aquoso e água deionizada e seco.

Em seguida, pó de fluoreto de neodímio com um ta23 manho de partícula médio de 5 μπι foi misturado com etanol err uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. O corpo dc ímã foi imerso na lama por 1 minuto com simultânea sonificação da lama, coletado e imediatamente seco com ar quente. A quantidade de fluoreto de neodímio alimentado foi 1,1 mg/cm². Em seguida, o corpo do Imã empacotado foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 900 °C durante 1 hora e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 °C durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por M2. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de disprosío. Este está designado por

P2.

Os corpos de ímãs M2 e P2 tiveram as propriedades magnéticas medidas (Br, Hcj), com os resultados mostrados na tabela 1. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 2. 0 ímã M2 da invenção apresentou uma remanescência substancialmente igual e maior força coerciva, comparadas com o corpo do ímã P2que foisubmetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de disprósio. Subsequentemente, a perda por corrente parasita foi medida pelo mesmo procedimento do exemplo 1, com os resultados também mostrados na tabela 1. A perda por corrente parasita (2,41 W) do corpo do ímã inventivo M2 é menor do que a metade da perda (6,86 W) do corpo do ímã comparativo P2. A camada superficial do corpo do ímã M2 foi analisada por ΕΡΜΑ para determinar as distribuições de concentrações de elementos, indicando a presença de inú24 meras partículas ROF da mesma forma que no exemplo 1.

Exemplo 3 e Exemplo Comparativo 3

Uma liga na forma de chapa fina foi preparada usando metais Nd, Co, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 13,5 % em átomos de Nd, 1,0 % em átomos de Co, 0,5 % em átomos de Al, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe. A liga A foi moída em um tamanho abaixo da malha 3 0 pela técnica de hidretação incluindo as etapas de hidretação da liga, e aquecendo a 500 °C para hidretação parcial durante evacuação da câmara até o vácuo.

Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, o pó grosso foi finamente dividida em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 4 μτη. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm². 0 compacto foi então.colocado em um forno èe sinterização com um atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.0 60 °C durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. As etapas expostas foram realizadas em uma atmosfera de baixo oxigênio, de maneira tal que o bloco de ímã resultante tivesse uma concentração de oxigênio de 0,8 9 % em átomos. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 50 mm x 50 mm x 5 mm.

Em seguida, pó de fluoreto de neodímio com um ta25 manho de partícula médio de 5 gm foi misturado com etanol en uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. O corpo dc ímã foi imerso na lama por 1 minuto com simultânea sonificação da lama, coletado e imediatamente seco com ar quente. A quantidade de fluoreto de praseodímio alimentado foi 0,S mg/cm². Em seguida, o corpo do ímã empacotado foi submetidc a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 900 °C durante 5 horas e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 °C durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por Ml. Com propósitos de comparação, um corpo dc ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmicc sem o pacote de fluoreto de praseodímio, Este está designado por P3.

. Os corpos de ímãs M3 e P3 tiveram as propriedades magnéticas medidas (Br, Hc j) , com os resultados mostrados na tabela 1. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 2. O ímã M3 da invenção apresentou uma remanescência substancialmente igual e uma força coerciva maior, comparadas

0 com o-corpe do -ímã--P3—que foi submetido ao tnatamento^tórmTco sem o pacote de fluoreto de praseodímio. Subsequentemente, a perda por corrente parasita foi medida pelo mesmo procedimento do exemplo 1, com os resultados também mostrados na tabela 1. A perda por corrente parasita do corpo do ímã

5 inventivo M3 é menor do que a metade da perda do corpo do ímã comparativo P3. A camada superficial do corpo do ímã M3 foi analisada por ΕΡΜΑ para determinar as distribuições de concentrações de elementos, indicando a presença de inúmeras partículas ROF da mesma forma que no exemplo 1.

Exemplo 4 e Exemplo comparativo 4

Uma liga na forma de uma chapa fina foi preparada usando metais Nd, Co, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 12,8 % em átomos de Nd, 1,0 % em átomos de Co, 0,5 % em átomos de Al, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe. Ela é designada como liga A. A liga A foi moída em um tamanho abaixo da malha 30 pela técnica de hidretação incluindo as etapas de hidretação da liga, e aquecimento até 500 °C para desidretação parcial simultaneamente com a evacuação da câmara a vácuo.

Separadamente, uma liga foi preparada usando metais Nd, Dy, Fe, Co, Al e Cu com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em atmosfera de Ar e 1 ingotando a corrida em um ir.olde. A liga- consist iu de 2 0 % em átomos de Nd, 10 % em átomos de Dy, 24 % em átomos de Fe, 6 % em átomos de B, 1 % em átomos de Al, 2 % em átomos de Cu e o equilíbrio de Co. Ela foi designada como liga B. A liga B foi moída em um tamanho abaixo da malha 3 0 em uma atmosfera de nitrogênio em um moinho Brown.

Subseqüentemente, os pós das ligas A e B foram pesados em uma quantidade de 88 % em peso e 12 % em peso e misturados durante 30 minutos em uma misturadora V abafada com nitrogênio. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, a mistura de pó foi finamente dividida em um pc com um diâmetro médio de base de massa de 5,5 μτη. O pó fine foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm². 0 compacto foi então colocado em um forno de sinterização com um atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.060 °Q durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. As etapas expostas foram realizadas em uma atmosfera de baixo oxigênio com uma concentação de 21 %, de maneira tal que o bloco de ímã resultante tivesse uma concentração de oxigênio de 2,4 % em átomos. Usando um cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 50 mm x 50 mm x 5 mm. 0 corpo do ímã foi sucessivamente lavado cotr solução alcalina, água deionizada, ácido aquoso e água deionízada e seco.

Em seguida, pó de fluoreto de disprósio com um tamanho de partícula médio de 5 μιυ foi misturado com etanol eir uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. O corpo do ímã foi imerso na lama por 1 minuto com simultânea sonifreação da lama, coletado e imediatamente seco com ar quente. A quantidade de fluoreto de disprósio alimentado foi 1,4 mg/cm². Em seguida, o corpo do ímã empacotado foi submetido a tratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 90 0 °C durante 10 horas e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 °C durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por M4. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmicc sem o pacote de fluoreto de neodímio, Este está designadc por P4.

Os corpos de ímãs M4 e P4 tiveram as propriedadeE magnéticas medidas (Br, Hcj), com os resultados mostrados ne tabela 1. As composições dos ímãs estão mostradas na tabels 2. O ímã M4 da invenção apresentou propriedades remanescência substancialmente igual e uma maior força coerciva, comparadas com o corpo do ímã P2 que foi submetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de disprósio. Subseqüentemente, a perda por corrente parasita foi medida pelo mesmc procedimento do exemplo 1, com os resultados também mostrados na tabela 1. A perda por corrente parasita (2,25 W) dc corpo do ímã inventivo M4 é menor do que a metade da perda (5,53 W) do corpo do ímã comparativo P4.

A camada superficial do corpo do ímã M4 foi analisada por ΕΡΜΑ, com suas imagens de distribuição composicional de Nd, 0 e F estando mostradas nas Figuras 3d, 3e e 3f. Inúmeras partículas de NdOF foram distribuídas na camadas superficiais . Nesta.....região, elas tiveram uma—população—de

3.200 partículas/mm² e uma fração de área de 8,5 %. A resistividade do imã M4 foi medida como no exemplo 1. A Figura 4 é um gráfico que mostra a resistividade em função da espessura de uma camada superficial que sofreu abrasão pelo polimento. A uma profundidade de pelo menos 170 μτη da superfície do corpo do ímã, a resistividade ficou tão baixa quanto nos ímãs da tecnologia anterior.

Exemplo 5 e Exemplo Comparativo 5

Uma liga na forma de uma chapa fina foi preparada usando metais Nd, Co, Al e Fe com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em uma atmosfera de Ar, e lingotando a corrida em um único rolo de resfriamento de cobre (técnica de lingotamento de tira). A liga consistiu de 12,8 % em átomos de Nd, 1,0 % em átomos de Co, 0,5 % em átomos de Al, 5,8 % em átomos de B e o equilíbrio de Fe. Ela é designada como liga A. A liga A foi moída em um tamanho a10 baixo da malha 30 pela técnica de hidretação incluindo as etapas de hidretação da liga, e aquecimento até 500 °C para desídretação parcial simultaneamente com a evacuação da câmara a vácuo.

Separadamente, uma liga foi preparada usando me15 tais Nd, Dy, Fe, Co, Al e Cu com pelo menos 99 % em peso de pureza e ferroboro, pesando quantidades predeterminadas deles, fundindo-os com alta freqüência em atmosfera de Ar e lingotando a corrida em um molde. A liga consistiu de 20 % em átomos de Nd, 10 % em átomos de Dy, 24 % em átomos de Fe,

6 % em átomos de B, 1 % em átomos de Ai, 2 % em átomos de Cu e o equilíbrio de Co. Ela foi designada como liga B. A liga B foi moída em um tamanho abaixo da malha 3 0 em uma atmosfera de nitrogênio em um moinho Brown.

Subseqüentemente, os pós das ligas A e B foram pe25 sados em uma quantidade de 93 % em peso e 7 % em peso e misturados durante 30 minutos em uma misturadora V abafada com nitrogênio. Em um moinho de jato usando gás nitrogênio sob pressão, a mistura de pó foi finamente dividida em um pó com um diâmetro médio de base de massa de 4 μ,τη. O pó fino foi orientado em um campo magnético de 15 kOe sob uma atmosfera de nitrogênio e compactado sob uma pressão de cerca de 1 ton/cm². O compacto foi então colocado em um forno de sinte5 rização com um atmosfera de Ar onde ele foi sinterizado a 1.060 °C durante 2 horas, obtendo um bloco de ímã. As etapas expostas foram realizadas em uma atmosfera de baixo oxigênio, de maneira tal que o bloco de ímã resultante tivesse uma concentração de oxigênio de 0,73 % em átomos. Usando uir cortador de diamante, o bloco de ímã foi usinado em todas as superfícies nas dimensões de 50 mm x 50 mm x 5 mm. 0 corpo do ímã foi sucessivamente lavado com solução alcalina, água deionizada, ácido aquoso e água deionizada e seco.

Em seguida, pó de fluoreto de cálcio com um tama15 nho de partícula médio de 10 /xm foi misturado com etanol em uma fração em peso de 50 % para formar uma lama. O corpo do ímã foi imerso na lama por 1 minuto com simultânea sonificação da lama, coletado e imediatamente seco com ar quente. A quantidade de fluoreto de cálcio alimentado foi 0,7 mg/cm², . Em. .seguida, o corpo do ímãempaeotado foi submetido a Lratamento absortivo em uma atmosfera de Ar a 9 00 °C durante 1 hora e em seguida tratamento de envelhecimento a 500 °C durante 1 hora e temperado, obtendo um corpo do ímã de acordo com o escopo da invenção. Este corpo do ímã é designado por

M5. Com propósitos de comparação, um corpo do ímã foi similarmente preparado realizando tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de cálcio. Este está designado por P5.

Os corpos de ímãs M5 e P5 tiveram as propriedades magnéticas medidas (Br, Hcj), com os resultados mostrados na tabela 1. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 1. As composições dos ímãs estão mostradas na tabela 2. O ímã M5 da invenção apresentou remanescência e força coerciva substancialmente iguais, comparadas com o corpo do ímã P5 que foi submetido ao tratamento térmico sem o pacote de fluoreto de cálcio. Subseqüentemente, a perda por corrente parasita foi medida pelo mesmo procedimento do exemplo 1, com os resultados também mostrados na tabela 1. A perda por cor10 rente parasita (2,44 W) do corpo do ímã inventivo M5 é menor do que a metade da perda (6,95 W) do corpo do ímã comparativo P5. A camada superficial do corpo do ímã M5 foi analisada por ΕΡΜΑ para determinar as distribuições de concentrações de elementos, indicando a presença de inúmeras partículas

ROF da mesma forma que no exemplo 1.

Tabela 1

		Br	Hcj	Perda por corrente
.........		W	íkA/mj	Parasita
				(W)
Exemplo 1	Ml	1,435	960	2,53
Exemplo 2	M2	1,425	1480	2,41
Exemplo 3	M3	1,425	1120	2,64
Exemplo 4	M4	1,338	1340	2,25
Exemplo 5	M5	1,398	960	2,44
Exemplo Comparativo	Pl	1,440	960	6,75
1

Exemplo Comparativo 2	P2	1,42 0	1080	6,86
Exemplo Comparativo 3	P3	1,420	1080	6, 91
Exemplo Comparativo 4	P4	1,341	1260	5,53
Exemplo Comparativo 5	P5	1,410	1100	6,95

Tabela 2

	R	E	T	A	F	0	M **
		[%	[%	[%	[%	[%	[%	[%
		at. ]	at. ]	at. ]	at. ]	at. ]	at. ]	at. ]
Exemplo	Ml	13,955	13,260	78,754	5,827	0,181	0,613	0,677
1		*	*
Exemplo	M2	13,933	0,771	78,894	5,837	0,253	0,409	0,678
2		★
Exemplo	M3	13,257	0,230	78,957	5,782	0,598	0,730	0,498
3
Exemplo	M4	14,650	1,259*	77,192	5,791	0,279	1,318	0,795
4		*
Exemplo	M5	13,828	0,042	78,768	5,828	0,122	0,744	0,677
5
Exemplo	Pl	13,928	13,220	78,941	5,841	0,000	0,615	0,678
Compa-			Ar
rativo
1

Exemplo Compa- rativo 2	P2	13,895 *	0,688*	79,154	5,857	0 , 000	0,415	0,680
Exemplo Compa- rativo 3	P3	13,362	0,000	79,582	5,828	0,000	0,731	0,502
Exemplo Compa- rativo 4	P4	14,612 *	1,169*	77,477	5,812	0,000	1,317	0,798
Exemplo Compa- rativo 5	P5	13,849	0,000	78,890	5,837	0,000	0,751	0,678

* Quantidade total de elementos comuns contidos como R e E no material magnético.

**--Quant idade -total de e±enientO5^_”COtnõ^r^_ha fórmula (1) ou (2) .

Os valores analíticos de elementos terras-raras e elementos de metal alcalino terroso foram determinados dissolvendo completamente amostras {preparadas como nos exemplos e nos exemplos comparativos) em água régia, e realizando medição por plasma acoplado indutivamente (ICP), valores analíticos de oxigênio determinados por espectroscopia fusão de gás inerte/ de absorção infravermelha, e valores analíti10 cos de flúor determinados por colorimetria de destilação de vapor/Alfusone.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. ímã permanente de terras-raras com gradiente funcional que tem uma baixa perda por corrente parasita na forma de um corpo de ímã sinterizado que tem uma composição de liga de fórmula (1) ou (2):

R_aE_bT_cF_eM_g(1) (R.E)_a+bT_cA_dF_eO_fM_g(2)

CARACTERIZADO pelo fato de que R é pelo menos um elemento selecionado de elementos terras-raras, inclusive de Sc e Y, e E é pelo menos um elemento selecionado de elementos de metais alcalinos terrosos e elementos de terrasraras, R e E podem conter o mesmo elemento ou elementos, o corpo do ímã sinterizado tem uma composição de liga de fórmula (1), quando R e E não contiverem o(s) mesmo (s) elemento (s) , e tem a composição de liga de fórmula (2), quando R e E contiverem o(s) mesmo (s) elemento (s), T é um ou ambos de ferro e cobalto, A é um ou ambos de boro e carbono, F é flúor, O é oxigênio e M é pelo menos um elemento selecionado do grupo que consiste de Al, Cu, Zn, In, Si, P, S, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, Sn, Sb, Hf, Ta e W, a até g são indicativos das porcentagens atômicas dos elementos correspondentes na liga tendo valores na faixa de: 10 a í 15 e 0,005 í b í 2 no caso da fórmula (1), ou 10,0005 a+b 17 no caso da fórmula (2), 3 d 15, 0,01 e 4,

0,04 < f < 4, 0,01 < g < 11, o equilíbrio sendo c, o dito corpo do ímã tendo um centro e uma superfície, e sendo obtido fazendo com que átomos de E e flúor sejam absorvidos em um corpo do ímã sinterizado de R-Fe-B a partir de sua superfície, onde o elemento constituinte F é distribuído de maneira tal que sua concentração aumente na média do centro para a superfície do corpo do ímã, os contornos de grão envolvem grãos da fase primária do sistema tetragonal (R,E)2Ti₄A no interior do corpo do ímã sinterizado, a concentração de E/(R+E) contida nos contornos de grão é na média maior do que a concentração de E/(R+E) contido nos grãos da fase primária, o oxifluoreto de (R,E) está presente nos contornos de grãos em uma região de contorno de grão que se estende da superfície do corpo do ímã até uma profundidade de pelo menos 20 pm, partículas do oxifluoreto com um diâmetro do círculo equivalente de pelo menos 1 pm são distribuídas na dita região de contorno de grão em uma população de pelo menos 2.000 partículas/mm², o dito oxifluoreto está presente em uma fração de área de pelo menos 1 %, e o dito corpo do ímã inclui uma camada superficial que tem uma resistência elétrica maior do que no interior do corpo do ímã.
2. ímã permanente de terras-raras, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que R compreende pelo menos 10 % em átomos de Nd e/ou Pr.
3. ímã permanente de terras-raras, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que T compreende pelo menos 60 % em átomos de ferro.
4. ímã permanente de terras-raras, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que A compreende pelo menos 80 % em átomos de boro.

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