Способ изготовления плоских пленочных магнитов

 

Изобретение относится к области электротехнике, а точнее к способам изготовления пленочных магнитов. Техническим результатом изобретения является увеличение коэрцитивной силы пленочных магнитов и увеличение остаточной намагниченности за счет магнитно-кристаллической текстуры. Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления плоских пленочных магнитов из сплава Nd-Fe-B проводят интенсивное напыление на нагретую подложку и перевод пленочных магнитов из аморфного в кристаллическое состояние с помощью термической обработки. Отличие способа заключается в том, что плоские пленочные магниты переводят в кристаллическое состояние коротким отжигом при температурах, близких к начальной температуре кристаллизации основной магнитной фазы. Отжиг проводится в течение времени, при котором формируется мелкозернистая однодоменная структура пленочного магнита с магнитно-кристаллической текстурой, перпендикулярной плоскости пленочного магнита, при этом оптимальное время короткого отжига составляет менее одной минуты, а температура от 520 до 550^oС. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к способам получения постоянных плоских пленочных магнитов.

Известен способ изготовления пленочных плоских магнитов с перпендикулярной магнитно-кристаллической текстурой из сплава на основе соединения Nd-Fe-В, в котором максимальное значение коэрцитивной силы в направлении, перпендикулярном плоскости пленочного магнита, составляет 880 кА/м (11 кЭ).

Недостатком указанного способа является невозможность получения постоянных пленочных магнитов с большой коэрцитивной силой.

Прототипом изобретения является способ изготовления плоских пленочных магнитов из сплава Nd-Fe-B, включающий интенсивное напыление на нагретую плоскую подложку и перевод плоских пленочных магнитов из аморфного в кристаллическое состояние с помощью термической обработки (SU 1705892 А1, опублик. 15.01.92).

Получаемые пленочные плоские магниты с магнитно-кристаллической текстурой перпендикулярной плоскости пленочного магнита имеют максимальное значение коэрцитивной силы в этом направлении 1650 кА/м (20,6 кЭ).

Недостатком указанного способа является невозможность получения постоянных пленочных магнитов с большей коэрцитивной силой.

В изобретении достигается технический результат, заключающийся в увеличении коэрцитивной силы пленочных магнитов и увеличении остаточной намагниченности за счет магнитно-кристаллической текстуры.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

Способ изготовления плоских пленочных магнитов из сплава Nd-Fe-B включает интенсивное напыление на нагретую плоскую подложку и перевод плоских пленочных магнитов из аморфного в кристаллическое состояние с помощью термической обработки.

Отличие способа заключается в том, что плоские пленочные магниты переводят в кристаллическое состояние коротким отжигом при температурах, близких к начальной температуре кристаллизации основной магнитной фазы.

Отжиг проводится в течение времени, при котором формируется мелкозернистая однодоменная структура плоского пленочного магнита с магнитно-кристаллической текстурой, перпендикулярной плоскости пленочного магнита.

Оптимальная температура короткого отжига составляет от 520 до 550^oС.

Оптимальное время короткого отжига составляет менее одной минуты.

В результате применения короткого отжига при указанных режимах достигнуто значение коэрцитивной силы 1880-1920 кА/м (23,5 - 24 кЭ) у пленочных магнитов с магнитно-кристаллической текстурой, перпендикулярной его плоскости.

Способ осуществляют в следующей последовательности операций.

Пленки толщиной 50-100 мкм интенсивно, например, со скоростью 20 мкм/час напыляют на плоскую подложку, в качестве которой используют, например, никелевую или молибденовую фольгу.

При этом температура подложек равна 360-380^oС.

Затем пленочные магниты переводят в кристаллическое состояние коротким отжигом при температурах, близких к начальной температуре кристаллизации основной магнитной фазы. Для сплава Nd-Fe-B температура короткого отжига составляет от 520 до 550^oС.

Отжиг проводится в течение времени, при котором формируется мелкозернистая однодоменная структура плоского пленочного магнита с магнитно-кристаллической текстурой, перпендикулярной плоскости пленочного магнита. Оптимальное время короткого отжига составляет менее одной минуты.

В результате короткого отжига были получены текстурованные пленочные магниты плоской конфигурации с максимальной магнитной энергией 220 кДж/м³ (27,5 МГсЭ).

Магнитные свойства пленочных магнитов, полученных предложенным способом, представлены в примерах.

Пример 1. Плоский пленочный магнит, снятый с никелевой фольги. Br┴ = 0,93 Tл, Hc┴ = 1920 кA/м (24 кЭ), (BH)м┴ = 185 кДж/м³ (23 МГcЭ), Br^II = 0,37 Tл, Hc^II = 1390 кA/м. где Br┴, Hc┴, (BH)м┴ - соответственно остаточная магнитная индукция, коэрцитивная сила по намагниченности, максимальное энергетическое произведение, измеренные перпендикулярно плоскости пленочных магнитов, Br^II и Hc^II соответственно остаточная магнитная индукция и коэрцитивная сила по намагниченности, измеренные в плоскости пленочных магнитов.

Пример 2. Плоский пленочный магнит, снятый с молибденовой фольги. Br┴ = 0,98 Tл, Hc┴ = 1490 кA/м, (BH)м┴ = 195 кДж/м³ (24,4 МГcЭ), Br^II = 0,44 Tл, Hc^II = 1190 кA/м. Величина коэрцитивной силы, достигаемая в пленочных плоских магнитах, полученных при реализации изобретения, позволяет понизить напряженность магнитного поля на их поверхности, что делает возможным использовать эти магниты, например, в качестве эффективных роторов миниатюрных электродвигателей и других электромеханических устройств.

Формула изобретения

1. Способ изготовления плоских пленочных магнитов из сплава Nd-Fe-B, включающий интенсивное напыление на нагретую плоскую подложку и перевод пленочных магнитов из аморфного в кристаллическое состояние с помощью термической обработки, отличающийся тем, что плоские пленочные магниты переводят в кристаллическое состояние коротким отжигом при температурах, близких к начальной температуре кристаллизации основной магнитной фазы, и в течение времени, при котором формируется мелкозернистая однодоменная структура плоского пленочного магнита с магнитно-кристаллической текстурой, перпендикулярной его плоскости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оптимальное время короткого отжига составляет менее одной минуты.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура короткого отжига составляет от 520 до 550^oС.