HK68490A - Permanently magnetizable alloys, magnetic materials and permanent magnets comprising febr or (fe,co)br (r=vave earth) - Google Patents

Permanently magnetizable alloys, magnetic materials and permanent magnets comprising febr or (fe,co)br (r=vave earth) Download PDF

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Claims (89)

1. Alliage comprenant Fe-B-R, caractérisé en ce qu'il contient au moins un composé stable du type Fe-Co-B-R, composé qui peut être aimanté pour devenir un aimant permanent à température ambiante et à une température supérieure à la température ambiante, R représentant Nd et/ou Pr.
2. Alliage suivant la revendication 1, dans lequel le composé possède une structure tétragonale.
3. Alliage du type Fe-B-R, caractérisé en ce qu'il contient 8 à 30% de R, R représentant un ou plusieurs éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de B, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co ne s'élève pas à plus de 50% de la quantité de matière totale contenant au moins un composé du type Fe-Co-B-R ayant une structure cristalline tétragonaie.
4. Alliage suivant la revendication 2 ou 3, dans lequel l'axe Co de la structure tétragonale est égal à environ 1,2 nm (12 À).
5. Alliage suivant la revendication 2, 3 ou 4, dans lequel l'axe ao est égal à environ 0,9 nm (9 À).
6. Alliage suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel au moins 50% de la quantité totale de R sont constitués de Nd et/ou Pr.
7. Alliage suivant l'une des revendications précédentes, ayant un point de Curie Tc compris dans l'intervalle de 310°C à 750°C.
8. Alliage suivant l'une des revendications précédentes, présentant des cristaux ayant un diamètre moyen de grains de 1 µm à 100 um, de préférence de 1,5 pm à 50 um.
9. Alliage suivant l'une des revendications précédentes, comprenant en outre des éléments supplémentaires M choisis dans la liste ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des valeurs non supérieures aux valeurs mentionnées ci-dessous, en pourcentages atomiques: et alliage dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
10. Alliage suivant l'une des revendications précédentes, dans lequel le système Fe-Co-B-R comprend 4 à 24% de R.
11. Alliage suivant l'une des revendications 1 à 10, dans lequel Co est présent en une quantité de 5 à 45%, de préférence de 5 à 25%.
12. Procédé de préparation d'un alliage contenant au moins un composé stable du type Fe―Co―B―R, composé qui peut être aimanté pour devenir un aimant permanent à température ambiante et à une température supérieure à la température ambiante, par fusion et coulée d'une composition contenant 2 à 28% de B, 8 à 30% de R, R représentant au moins un élément faisant partie des terres rares, y compris l'yttrium, le reste étant du fer substitué avec du Co, la quantité de Co étant non supérieure à 50% de la matière totale.
13. Procédé suivant la revendication 12, dans lequel le fer, Co, des alliages de ferro-bore pour B et des éléments faisant partie des terres rares sont utilisée comme matières de départ.
14. Procédé suivant la revendication 12 ou 13, dans lequel les pièces coulées sont pulvérisées.
15. Procédé suivant la revendication 14, dans lequel la pulvérisation est effectuée à des dimensions de 0,5 à 100 µm, de préférence de 3 à 10 um.
16. Procédé suivant l'une des revendications 12 à 15, dans lequel l'alliage comprend en outre un ou plusieurs des éléments choisis dans la liste présentée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à une quantité non supérieure à la valeur mentionnée ci-dessous, en pourcentages atomiques: et procédé dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur le plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
17. Utilisation des alliages suivant l'une des revendications précédentes pour l'application à des supports d'enregistrement magnétique, des peintures magnétiques, des matières thermosensibles et des matières intermédiaires pour la production d'aimants permanents.
18. Matériau magnétique comprenant 8 à 30% de R, R étant au moins un élément faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de Bile reste étant de Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la matière totale, et comprenant au moins 50% en volume d'une phase renfermant au moins un composé du type Fe―Co―B―R ayant une structure tétragonale.
19. Matériau magnétique suivant la revendication 18, dans lequel l'axe Co de la structure tétragonale est égal à environ 1,2 nm (12 Â).
20. Matériau magnétique suivant la revendication 18 ou 19, dans lequel l'axe ao de la structure tétragonale est égal à environ 0,9 nm (9 Â).
21. Matériau magnétique suivant l'une des revendications 18 à 20, dans lequel le diamètre moyen des _grains cristallins est compris dans l'intervalle de 1,0 à 100 um, de préférence de 1,5 à 50 µm.
22. Matériau magnétique suivant l'une des revendications 18 à 21, comprenant en outre un ou plusieurs des éléments choisis parmi la liste présentée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des quantités non supérieures à la valeur mentionnée ci-dessous, en pourcentages atomiques: et matériau dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
23. Matériau magnétique suivant l'une des revendications 18 à 22, dans lequel les éléments faisant partie des terres rares légères sont utilisés comme éléments R faisant partie des terres rares.
24. Matériau magnétique suivant la revendication 23, dans lequel Nd et/ou Pr sont utilisés comme éléments R faisant partie des terres rares.
25. Matériau magnétique fritté consistant en une poudre de matière magnétique présentant des cristaux de structure tétragonale et comprenant 8 à 30% de R, R représentant un ou plusieurs des éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de B, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la composition totale.
26. Procédé de production d'une poudre de matériau magnétique présentant une structure tétragonale et comprenant 8 à 30% de R, R représentant un ou plusieurs éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de B, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la composition totale, par chauffage d'un oxyde de terres rares R203 pulverulent servant de matière première pour R, avec du Fe pulvérulent, du Co pulvérulent, un mélange Fe-B pulvérulent et un agent réducteur destiné à une réduction directe.
27. Procédé suivant la revendication 26, comprenant une étage supplémentaire de frittage des alliages en poudre.
28. Matériau magnétique permanent comprenant 8 à 30% de R, R représentant un ou plusieurs éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, Nd et/ou Pr en des quantités non inférieures à 50% de R, 2 à 28% de B, le reste étant de fer substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la matière totale.
29. Matériau magnétique permanent suivant la revendication 28, dans lequel la quantité de R est comprise dans l'intervalle de 11 à 24% en le quantité de R est comprise dans l'intervalle de 4 à 24%.
30. Matériau magnétique permanent suivant la revendication 28 ou 29, comprenant 12 à 20% de R et 4 à 24% de B.
31. Matériau magnétique permanent suivant l'une des revendications 28 à 30, qui contient plus de 50% en volume d'une phase renfermant au moins un composé Fe-Co-B-R stable ayant une structure tétragonale.
32. Matériau magnétique permanent comprenant au moins 50% en volume d'une phase renfermant au moins un composé de type Fe-Co-B-R ayant une structure tétragonale, dans lequel R représente au moins un élément faisant partie des terres rares, y compris Y.
33. Matériau magnétique permanent suivant la revendication 31 ou 32, dans lequel l'axe Co de la structure tétragonale est égal à environ 1,2 nm (12 Â).
34. Matériau magnétique permament suivant l'une des revendications 31 à 33, dans lequel l'axe ao de la structure tétragonale" est égal à environ 0,9 nm (9 À).
35. Matériau magnétique permanent suivant l'une des revendications 28 à 34, ayant un diamètre moyen des grains cristallins de 1 à 100 µm, de préférence de 1,5 à 50 um.
36. Matériau magnétique permanent suivant l'une des revendications 28 à 35, dansJeque les particules fines de la phase contenant au moins un composé Fe-Co-B-R stable sont séparées les unes des autres par des phases non magnétiques.
37. Matériau magnétique permanent suivant la revendication 36, dans lequel les phases non magnétiques sont présentes en un volume de 1 à 45% en volume.
38. Matériau magnétique permanent suivant la revendication 37, dans lequel les phases non magnétiques contiennent une forte proportion de R.
39. Matériau magnétique permanent suivant l'une des revendications 28 à 38, comprenant en outre des éléments M supplémentaires choisis dans la liste présentée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des quantités n'excédant pas les valeurs mentionnées ci-dessous, en pourcentages atomiques: et matériau dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
40. Matériau magnétique permanent anisotrope comprenant 8 à 30% de R, R représentant un ou plusieurs éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de bore, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la matière totale.
41. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 40, comprenant 12 à 20% de R et 4 à 24% de B.
42. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 40 ou 41, qui contient plus de 50% en volume d'une phase renfermant au moins en composé Fe-Co-B-R stable ayant une structure tétragonale.
43. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 42, dans lequel l'axe Co de la structure tétragonale est égal à environ 1,2 nm (12 À).
44. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 42 ou 43, dans lequel l'axe ao de la structure tétragonale est égal à environ 0,9 nm (9 À).
45. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant l'une des revendications 40 à 44, ayant un diamètre moyen des grains cristallins de 1 à 100 pm, de préférence de 1,5 à 50 pm.
46. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant l'une des revendications 40 à 45, dans lequel les particules fines de la phase contenant au moins un composé Fe-Co-B-R stable sont séparées les unes des autres par des phases non magnétiques.
47. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 46, dans lequel les phases non magnétiques sont présentes en un volume de 1 à 45% en volume.
48. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 47, dans lequel les phases non magnétiques contiennent une forte proportion de R.
49. Matériau magnétique permanent anisotrope suivant l'une des revendications 40 à 48, comprenant en outre des éléments supplémentaires M choisis dans la liste présentée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des quantités non supérieures aux valeurs mentionnées ci-dessous, en pourcentages atomiques: et matériau dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
50. Procédé de production d'un matériau magnétique permanent anisotrope consistant à préparer une masse fondue comprenant 8 à 30% de R, R représentant un ou plusieurs éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de bore, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co s'excède pas 50% de la composition totale, à refroidir la masse fondue pour provoquer une cristallisation et à pulvériser le produit cristallin.
51. Procédé de production d'un matériau magnétique permanent anisotrope suivant la revendication 50, dans lequel la quantité restante est représentée par du Fe sabstitué avec du Co, et un ou plusieurs des éléments M choisis dans la liste mentionnée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des quantités non supérieures aux valeurs mentionnées ci-dessous, en pourcentages atomiques: et procédé dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
52. Procédé suivant la revendication 50 ou 51, dans lequel le produit cristallin est pulvérisé à des dimensions de 3 à 10 Ilm.
53. Procédé suivant l'une des revendications 50 à 52, dans lequel le produit pulvérisé est fritté.
54. Procédé suivant la revendication 53, dans lequel le frittage est effectué à une température de 1000 à 1200°C.
55. Procédé suivant la revendication 54, dans lequel le frittage est effectué sous atmosphère d'un gaz inerte tel que l'argon.
56. Aimant permanent comprenant 8 à 30% de R, R étant un ou plusieurs des éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de B, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% du matériau total, pouvant être obtenu par frittage d'une poudre dudit matériau.
57. Aimant permanent suivant la revendication 56, comprenant 4 à 24% de B et 12 à 20% de R.
58. Aimant permanent suivant la revendication 56 ou 57, présentant des propriétés anisotropes pouvant être obtenues par une opération supplémentaire d'alignement dans un champ magnétique.
59. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 58, dans lequel la quantité d'éléments faisant partie des terres rares légères est non inférieure à 50% de la quantité totale des éléments R faisant partie des terres rares.
60 Aimant permanent suivant la revendication 59, dans lequel la quantité de Nd et/ou Pr n'est pas inférieure à 50% de la quantité totale de R.
61. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 60, dans lequel le diamètre moyen des grains cristallins est compris dans l'intervalle de 1 à 100 pm, de préférence de 1,5 à 50 um.
62. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 61, comprenant en outre des éléments M choisis dans la liste présentée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des quantités non supérieures aux valeurs mentionnées ci-dessous, en pourcentages atomiques: et aimant dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés.
63. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 62, comprenant au moins un composé du type Fe-Co-B-R ayant une structure tétragonale.
64. Aimant permanent suivant la revendication 63, dans lequel l'axe Co de la structure tétragonale est égal à environ 1,2 nm (12 Â).
65. Aimant permanent suivant la revendication 63 ou 64, dans lequel l'axe ao de la structure tétragonale est égal à environ 0,9 nm (9 Â).
66. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 65, comprenant des phases non magnétiques séparant les particules fines d'au moins un composé de type Fe-Co-B-R d'un autre composé.
67. Aimant permanent suivant la revendication 66, dans lequel les phases non magnétiques sont présentes en une proportion de 1 à 45% en volume.
68. Aimant permanent suivant la revendication 67, dans lequel les phases non magnétiques contiennent une forte proportion de R.
69. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 68, dans lequel Co est présent en une quantité de 5 à 45%, de préférence de 5 à 25%.
70. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 69, dans lequel R est présent en une quantité d'environ 15% et B est présent en une quantité d'environ 8%.
71. Aimant permanent fritté comprenant au moins un composé de type Fe-Co-B-R ayant une structure rétragonale, dans lequel R représente au moins un élément faisant partie des terres rares, y compris Y.
72. Aimant permanent fritté suivant la revendication 70, contenant des phases non magnétiques avec une forte proportion de R comprise dans l'intervalle de 1 à 45% en volume. -
73. Aimant permanent fritté suivant la revendication 72, dans lequel les phases non magnétiques sont présentes en une proportion de 2 à 10% en volume.
74. Aimant permanent fritté suivant l'une des revendications 71 à 73, comprenant 8 à 30% de R, R représentant au moins un élément faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de B, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la matière totale.
75. Aimant permanent fritté suivant la revendication 74, dans lequel R est présent en une proportion de 12 à 20% et B est présent en une proportion de 4 à 24%.
76. Aimant permanent fritté suivant l'une des revendications 71 à 75, dans lequel la quantité d'éléments faisant partie des terres rares légères est non inférieure à 50% de la quantité totale d'éléments R faisant partie des terres rares.
77. Aimant permanent fritté suivant la revendication 76, dans lequel la quantité de Nd et/ou Pr n'est pas inférieure à 50% de la quantité totale d'éléments R faisant partie des terres rares.
78. Aimant permanent fritté suivant l'une des revendications 71 à 77, dans lequel R est présent en une quantité d'environ 15% et B est présent en une quantité d'environ 8%.
79. Aimant permanent fritté suivant l'une des revendications 71 à 78, dans lequel le diamètre moyen des grains cristallins est compris dans l'intervalle de 1 à 100 um, de préférence de 1,5 à 50 µm.
80 Aimant permanent anisotrope suivant la revendication 57 ou 75, caractérisé par un facteur d'énergie maximal d'au moins 80 kJ/m3 (10 MGOe).
81. Aimant suivant la revendication 80, caractérisé en ce que le facteur d'énergie maximal est non inférieur à 160 kJ/m3 (20 MGOe).
82. Aimant permanent suivant la revendication 81, caractérisé en ce que le facteur d'énergie maximal est non inférieur à 240 kJIm° (30 MGOe).
83. Aimant permanent suivant la revendication 82, caractérisé en ce que le facteur d'énergie maximal est non inférieur à 260 kJ/m3 (33 MGOe).
84. Aimant permanent suivant l'une des revendications 56 à 83, pouvant être obtenu par mise en oeuvre d'un procédé de métallurgie des poudres.
85. Procédé de production d'un aimant permanent par préparation d'une masse fondue comprenant 8 à 30% de R, R représentant en ou plusieurs éléments faisant partie des terres rares, y compris Y, 2 à 28% de bore, le reste étant du Fe substitué avec du Co, dans lequel la quantité de Co n'excède pas 50% de la matière totale, refroidissement de la masse fondue pour provoquer sa cristallisation, pulvérisation de produit cristallisé, passage à la presse et frittage du produit pulvérisé.
86. Procédé suivant la revendication 85, dans lequel la masse fondue comprend en outre des éléments supplémentaires M choisis dans la liste présentée ci-dessous, les quantités de ces éléments étant limitées respectivement à des quantités non supérieures aux valeurs mentionnées ci-dessous, en pourcentages atomiques: - et procédé dans lequel, lorsque deux ou plus de deux éléments M sont introduits, la quantité totale de M est limitée à la valeur la plus élevée de l'un des différents éléments M ajoutés, la masse fondue est refroidie pour provoquer sa cristallisation, le produit cristallisé est pulvérisé et l'alliage pulvérisé est passé à la presse et fritté.
87. Procédé suivant la revendication 85 ou 86, dans lequel le produit pulvérisé est soumis à une orientation dans un champ magnétique.
88. Procédé suivant l'une des revendications 85 à 87, dans lequel les comprisés sont frittés à une température de 1000 à 1200°C.
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