Легированный бором антимонид марганца в качестве полезного материала постоянного магнита

Группа изобретений относится к изготовлению постоянного магнита из легированного бором антимонида марганца (Mn2Sb). Смешивают порошок марганца, порошок сурьмы и порошок бора, а затем измельчают в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице со стеариновой кислотой в инертной атмосфере газообразного аргона с получением гомогенной смеси порошков Mn, Sb и B. Уплотняют полученную смеси порошков с получением таблеток и проводят дуговую плавку таблеток в атмосфере аргона с получением плавленых таблеток легированного бором Mn2Sb. Плавленые таблетки дробят в ступке с пестиком и повторно измельчают в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице со стеариновой кислотой в инертной атмосфере газообразного аргона с получением порошка легированного бором Mn2Sb. Полученный порошок уплотняют с образованием таблеток, которые отжигают при температуре от 240 до 270°C с получением легированного бором Mn2Sb. Обеспечивается получение постоянного магнита с хорошими магнитными свойствами. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение предлагает легированный бором антимонид марганца в качестве материала постоянного магнита с хорошими магнитными свойствами, в котором не содержатся редкоземельные элементы. В частности, настоящее изобретение предлагает способ изготовления легированного бором антимонида марганца в качестве материала постоянного магнита. Более конкретно, настоящее изобретение относится к легированному бором антимониду марганца, применимому в качестве материала постоянного магнита для электрических двигателей постоянного тока, гибридных автомобилей, ветровых турбин и т.д.

Предпосылки и уровень техники изобретения

Постоянные магниты используются для нескольких важных применений, включая электрические двигатели постоянного тока, ветровые турбины, гибридные автомобили и другие многочисленные применения. Современные широко используемые материалы редкоземельных постоянных магнитов, такие как Sm-Co и Nd-Fe-B, представляют собой, как правило, интерметаллические сплавы, выполненные из редкоземельных элементов и переходных металлов, таких как кобальт. Они обладают исключительными магнитными свойствами из-за сочетания подрешетки редкоземельных элементов, обеспечивающей высокую магнитную анизотропию, и трехмерных подрешеток Fe или Co, обеспечивающих высокую намагниченность и высокую температуру Кюри. Однако высокая стоимость редкоземельных элементов делает широкое использование этих постоянных магнитов коммерчески невыгодным.

Таким образом, нахождение практичной альтернативы редкоземельным постоянным магнитам имеет решающее значение для уменьшения их стоимости и их выгодного производства в промышленных масштабах для разнообразных применений. Настоящее изобретение сосредоточено на получении материала постоянного магнита с хорошими магнитными свойствами, который не содержит редкоземельных элементов и поэтому является экономичным.

Из литературы известны многочисленные материалы постоянных магнитов, синтезированные различными исследовательскими группами.

Отметим исследование Zeng и др. (Journal of Applied Physics, 99, (2006) с. 08E90201-03), в котором синтез τ-MnAl осуществляли дуговой плавкой в атмосфере аргона, затем нагреванием до 1150°C и выдерживанием в течение 20 ч, с последующей закалкой водой. Затем закаленный материал подвергали дроблению и измельчению в аргоне в течение 8 ч в барабане из закаленной стали с использованием мельницы SPEX 8000, содержащей шары из закаленной стали, при массовом соотношении шаров и смеси 10:1. Образцы подвергали отжигу при температурах от 350 до 600°C в течение 10 мин, получив ферромагнитный τ-MnAl. Полученный в результате материал проявлял магнитные свойства, коэрцитивное поле 4,8 кЭ и намагниченность насыщения 87 электромагнитных единиц/г для порошка, отожженного при 400°C в течение 10 мин.

Далее отметим исследование Liu и др. (J. Mater. Sci., т. 47, (2012) с. 2333-2338), в котором сплавы MnAl легирующей добавкой углерода (C) изготавливали аргоно-дуговой плавкой. Плавленые образцы использовали для приготовления ленточных образцов методом одновалкового формования из расплава в защитной атмосфере (аргона) при окружной скорости 40 м/с. Полученные формованием ленты отжигали при 500-650°C в течение 10 мин в аргоне. Исследовали влияния состава и термической обработки на фазовый переход и магнитотвердые свойства. Обнаружено, что добавка C благоприятно влияла на образование τ-MnAl. Добавка углерода изменяет температуру Кюри (TК) τ-фазы. При введении 2% углерода TК уменьшалась с 346 до 258°C. Ленты состава Mn53,3Al45C1,7 после отжига при 650°C в течение 10 мин проявляли наилучшее сочетание магнитных свойств, т.е. поляризацию насыщения 0,83 Тл, остаточную намагниченность 0,30 Тл, коэрцитивность 123 кА/м и максимальное энергетическое произведение 12,24 кДж/м3.

Далее отметим исследование Rao и др. (J. Phys. D: Appl. Phys., т. 46, (2013) с. 062001-04), в котором слиток MnBi изготавливали аргоно-дуговой плавкой. Слиток отжигали при 573 K в течение 24 ч в вакууме, чтобы получить низкотемпературную фазу (LTP) MnBi. Отожженные слитки сплава подвергали ручному дроблению и измельчали в низкоэнергетической шаровой мельнице в течение различных сроков измельчения, составлявших вплоть до 8 часов, в барабане из закаленной нержавеющей стали, используя скорость вращения ротационной мельницы 150 об/мин. Измельчение осуществляли в гексане, используя шары из закаленной стали диаметром 4-12 мм. Массовое соотношение шаров к порошку составляло примерно 15:1. Измельченные порошки уплотняли при комнатной температуре в присутствии магнитного поля 1,8 Тл. Необработанные прессовки затем помещали в матрицу из карбида вольфрама и подвергали горячему уплотнению при 593 K в течение 10 мин с приложением давления 300 МПа в вакууме (остаточное давление менее чем 4×10-5 мбар). Синтезированный MnBi проявлял максимальное энергетическое произведение 5,8 МГс⋅Э при комнатной температуре и 3,6 МГс⋅Э при 530 K.

Далее отметим исследование из Journal of Applied Physics, т. 112, (2012) с. 083901-04, в котором слитки сплавов Mn100-xGax (x=20-50) изготавливали аргоно-дуговой плавкой. Плавленые образцы использовали для изготовления лент. Когда сформованные ленты подвергали термической обработке в атмосфере аргона при температурах между 573 K и 1073 K в течение 1 ч, максимальное значение коэрцитивности 5,7 кЭ было достигнуто в сформованной из расплава ленте Mn70Ga30, отожженной при 973 K в течение 1 ч.

Настоящее изобретение описывает синтез нового материала постоянного магнита – легированного бором антимонида марганца с хорошими магнитными свойствами, в котором не содержатся редкоземельные элементы.

Задача изобретения

Основная задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить легированный бором антимонид марганца как материал постоянного магнита с хорошими магнитными свойствами.

Другая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить материал постоянного магнита, который не содержит редкоземельных элементов в качестве составляющих его элементов.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ синтеза легированного бором антимонида марганца в качестве потенциального материала постоянного магнита.

Сущность изобретения

Соответственно, настоящее изобретение предлагает легированный бором антимонид марганца в качестве материала постоянного магнита, содержащий 46,5-47 мас.% марганца (Mn), 51,5-52 мас.% сурьмы (Sb) и легирующую примесь бора (B) в интервале 1,0-1,8 мас.%.

В варианте осуществления настоящее изобретение предлагает способ изготовления легированного бором антимонида марганца, включающий стадии:

i. смешивание порошка Mn, порошка Sb и порошка B в соотношении, составляющем от 46,5:51,7:1,8 до 47,0:52,0:1,0, а затем измельчение в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 2-4 мас.% регулирующего процесс вещества в инертной атмосфере газообразного аргона с получением гомогенно смешанных порошков Mn, Sb и B;

ii. уплотнение смешанных порошков Mn, Sb и B, полученных на стадии (i), при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с получением уплотненных таблеток;

iii. дуговая плавка уплотненных таблеток, полученных на стадии (ii), в атмосфере аргона давлением 2 фунта на квадратный дюйм с получением плавленых таблеток легированного бором Mn2Sb;

iv. дробление плавленых таблеток легированного бором Mn2Sb, полученных на стадии (iii), в ступке с пестиком и повторное измельчение в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 2-3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в инертной атмосфере газообразного аргона с получением порошка легированного бором Mn2Sb;

v. уплотнение порошка легированного бором Mn2Sb с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток;

vi. отжиг таблеток при температуре в интервале от 240 до 270°C в течение периода времени в интервале от 5 до 7 часов с получением легированного бором антимонида марганца.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения измельчение в высокоэнергетической шаровой мельнице на стадии (i) осуществляют на скорости от 300 до 400 об/мин при соотношении шаров к порошку от 15:1 до 20:1 в течение от 2 до 7 часов в помольных барабанах из закаленной нержавеющей стали с измельчающими шарами из закаленной нержавеющей стали.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения используемым регулирующим процесс веществом является стеариновая кислота.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения измельчение в высокоэнергетической шаровой мельнице на стадии (iv) осуществляют на скорости от 300 до 400 об/мин при соотношении шаров к порошку от 15:1 до 20:1 в течение периода времени в интервале от 2 до 3 часов в помольных барабанах из закаленной нержавеющей стали с измельчающими шарами из закаленной нержавеющей стали.

Краткое описание чертежей

Фигура 1 - схематическое изображение экспериментальных стадий, используемых для синтеза легированного бором антимонида марганца.

Фигура 2 - свойства гистерезиса системы легированного бором Mn2Sb, синтезированной посредством измельчения в высокоэнергетической шаровой мельнице, дуговой плавки, повторного измельчения в высокоэнергетической шаровой мельнице и отжига.

Подробное описание изобретения

Современные широко используемые материалы редкоземельных постоянных магнитов, такие как Sm-Co и Nd-Fe-B, представляют собой, как правило, интерметаллические сплавы, содержащие редкоземельные элементы, такие как Nd, Sm, Dy и т. д. Однако высокая стоимость редкоземельных элементов делает широкое использование этих постоянных магнитов коммерчески невыгодным. Настоящее изобретение сосредоточено на получении нового материала постоянного магнита, легированного бором антимонида марганца, с хорошими магнитными свойствами, который не содержит редкоземельных элементов и поэтому является экономичным. Настоящее изобретение предлагает способ синтеза альтернативы материалам редкоземельных постоянных магнитов. Материал согласно настоящему изобретению синтезируют, осуществляя в последовательном сочетании измельчение в высокоэнергетической шаровой мельнице, дуговую плавку в атмосфере аргона и повторное измельчение в высокоэнергетической шаровой мельнице, с последующим отжигом. Отожженный легированный бором антимонид марганца проявляет улучшенные магнитные свойства по сравнению с антимонидом марганца.

Был синтезирован новый материал постоянного магнита – материал, представляющий собой легированный бором антимонид марганца ((Mn2Sb)1-xBx), состав которого включал 46,5-47 мас.% марганца (Mn), 51,5-52 мас.% сурьмы (Sb) и легирующую примесь бора (B) в интервале 1,0-1,8 мас.%, причем соотношение Mn, Sb и B регулировали в данном интервале так, чтобы суммарное процентное содержание компонентов в конечном продукте составляло не более и не менее чем 100%. Эти порошки смешивали и обрабатывали в многостадийном процессе, осуществляя измельчение в высокоэнергетической шаровой мельнице, дуговую плавку, повторное измельчение в высокоэнергетической шаровой мельнице и заключительный отжиг в инертной атмосфере (аргона).

Схематическое изображение экспериментальных стадий, использованных для синтеза легированного бором антимонида марганца, представлено на Фиг.1. В ступке с пестиком смешивали 4,67 г порошка Mn (чистота 99,5%), 5,17 г порошка Sb (чистота 99,5%) и 0,16 г порошка B (чистота 99,5%), а затем смесь измельчали в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 80 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 5 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, в результате получив гомогенно смешанные порошки Mn, Sb и B.

Этими измельченными в шаровой мельнице порошками Mn, Sb и B манипулировали в перчаточном боксе в среде высокочистого аргона во избежание любого окисления и атмосферного загрязнения. Эти измельченные в высокоэнергетической шаровой мельнице порошки Mn, Sb и B подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм, при давлении от 0,1 до 0,5 МПа.

Эти уплотненные таблетки подвергали дуговой плавке в атмосфере аргона давлением 2 фунта на квадратный дюйм, и полученные в результате плавленые таблетки легированного бором Mn2Sb подвергали дроблению в ступке с пестиком и повторному измельчению в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 80 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 5 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, получив порошок легированного бором Mn2Sb. Эти порошки легированного бором Mn2Sb подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм. Эти таблетки подвергали обработке отжигом при температуре 260°C в течение 6 часов. Магнитные свойства отожженного легированного бором Mn2Sb представлены на фиг. 2.

Примеры

Следующие примеры представлены в качестве иллюстрации и поэтому не должны быть истолкованы как ограничение объема изобретения.

Пример 1

В ступке с пестиком смешивали 4,67 г порошка Mn (чистота 99,5%), 5,17 г порошка Sb (чистота 99,5%) и 0,16 г порошка B (чистота 99,5%), а затем смесь измельчали в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 80 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 5 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, в результате получив гомогенно смешанные порошки Mn, Sb и B.

Этими измельченными в шаровой мельнице порошками Mn, Sb и B манипулировали в перчаточном боксе в среде высокочистого аргона во избежание любого окисления и атмосферного загрязнения. Эти измельченные в высокоэнергетической шаровой мельнице порошки Mn, Sb и B подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм, при давлении от 0,1 до 0,5 МПа.

Эти уплотненные таблетки подвергали дуговой плавке в атмосфере аргона давлением 2 фунта на квадратный дюйм, и полученные в результате плавленые таблетки легированного бором Mn2Sb подвергали дроблению в ступке с пестиком и повторному измельчению в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 80 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 5 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, получив порошок легированного бором Mn2Sb. Эти порошки легированного бором Mn2Sb подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм. Эти таблетки подвергали обработке отжигом при температуре 260°C в течение 6 часов.

Пример 2

В ступке с пестиком смешивали 14,01 г порошка Mn (чистота 99,5%), 15,51 г порошка Sb (чистота 99,5%) и 0,48 г порошка B (чистота 99,5%), а затем смесь измельчали в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 250 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 10 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, в результате получив гомогенно смешанные порошки Mn, Sb и B.

Этими измельченными в шаровой мельнице порошками Mn, Sb и B манипулировали в перчаточном боксе в среде высокочистого аргона во избежание любого окисления и атмосферного загрязнения. Эти измельченные в высокоэнергетической шаровой мельнице порошки Mn, Sb и B подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм, при давлении от 0,1 до 0,5 МПа.

Эти уплотненные таблетки подвергали дуговой плавке в атмосфере аргона давлением 2 фунта на квадратный дюйм, и полученные в результате плавленые таблетки легированного бором Mn2Sb подвергали дроблению в ступке с пестиком и повторному измельчению в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 250 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 10 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, получив порошок легированного бором Mn2Sb. Эти порошки легированного бором Mn2Sb подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм. Эти таблетки подвергали обработке отжигом при температуре 260°C в течение 6 часов.

Пример 3

В ступке с пестиком смешивали 4,67 г порошка Mn (чистота 99,5%), 5,17 г порошка Sb (чистота 99,5%) и 0,16 г порошка B (чистота 99,5%), а затем смесь измельчали в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 80 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 5 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, в результате получив гомогенно смешанные порошки Mn, Sb и B.

Этими измельченными в шаровой мельнице порошками Mn, Sb и B манипулировали в перчаточном боксе в среде высокочистого аргона во избежание любого окисления и атмосферного загрязнения. Эти измельченные в высокоэнергетической шаровой мельнице порошки Mn, Sb и B подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм, при давлении от 0,1 до 0,5 МПа.

Эти уплотненные таблетки подвергали дуговой плавке в атмосфере аргона давлением 2 фунта на квадратный дюйм, и полученные в результате плавленые таблетки легированного бором Mn2Sb подвергали дроблению в ступке с пестиком и повторному измельчению в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 80 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 5 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, получив порошок легированного бором Mn2Sb. Эти порошки легированного бором Mn2Sb подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм. Эти таблетки подвергали обработке отжигом при температуре 270°C в течение 4 часов.

Пример 4

В ступке с пестиком смешивали 14,01 г порошка Mn (чистота 99,5%), 15,51 г порошка Sb (чистота 99,5%) и 0,48 г порошка B (чистота 99,5%), а затем смесь измельчали в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 250 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 10 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, в результате получив гомогенно смешанные порошки Mn, Sb и B.

Этими измельченными в шаровой мельнице порошками Mn, Sb и B манипулировали в перчаточном боксе в среде высокочистого аргона во избежание любого окисления и атмосферного загрязнения. Эти измельченные в высокоэнергетической шаровой мельнице порошки Mn, Sb и B подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм, при давлении от 0,1 до 0,5 МПа.

Эти уплотненные таблетки подвергали дуговой плавке в атмосфере аргона давлением 2 фунта на квадратный дюйм, и полученные в результате плавленые таблетки легированного бором Mn2Sb подвергали дроблению в ступке с пестиком и повторному измельчению в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 3 мас.% стеариновой кислоты в качестве регулирующего процесс вещества в помольных барабанах объемом 250 мл из закаленной нержавеющей стали и с использованием измельчающих шаров диаметром 10 мм, также изготовленных из закаленной нержавеющей стали, при соотношении шаров к порошку 15:1 в течение 2 часов при скорости 400 об/мин, в инертной атмосфере газообразного аргона, получив порошок легированного бором Mn2Sb. Эти порошки легированного бором Mn2Sb подвергали уплотнению с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток толщиной 3 мм и диаметром 10 мм. Эти таблетки подвергали обработке отжигом при температуре 270°C в течение 4 часов.

Преимущества изобретения

Постоянные магниты используются для нескольких важных применений, включая электрические двигатели постоянного тока, ветровые турбины, гибридные автомобили и другие многочисленные применения. Современные широко используемые материалы редкоземельных постоянных магнитов, такие как Sm-Co и Nd-Fe-B, представляют собой, как правило, интерметаллические сплавы, выполненные из редкоземельных элементов и переходных металлов, таких как кобальт. Однако высокая стоимость редкоземельных элементов делает широкое использование этих постоянных магнитов коммерчески невыгодным.

Таким образом, нахождение практичной альтернативы редкоземельным постоянным магнитам имеет решающее значение для уменьшения их стоимости и их выгодного производства в промышленных масштабах для разнообразных применений.

1. Способ изготовления постоянного магнита из легированного бором антимонида марганца (Mn2Sb), включающий следующие стадии:

i. смешивание 46,5-47 мас.% порошка марганца (Mn), 51,5-52 мас.% порошка сурьмы (Sb) и 1,0-1,8 мас.% порошка бора (B), а затем измельчение в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 2-4 мас.% стеариновой кислоты в инертной атмосфере газообразного аргона с получением гомогенной смеси порошков Mn, Sb и B;

ii. уплотнение полученной на стадии (i) смеси порошков Mn, Sb и B при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с получением уплотненных таблеток;

iii. дуговая плавка уплотненных таблеток, полученных на стадии (ii), в атмосфере аргона при давлении 2 фунта на квадратный дюйм с получением плавленых таблеток легированного бором Mn2Sb;

iv. дробление плавленых таблеток легированного бором Mn2Sb, полученных на стадии (iii), в ступке с пестиком и повторное измельчение в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице с 2-3 мас.% стеариновой кислоты в инертной атмосфере газообразного аргона с получением порошка легированного бором Mn2Sb;

v. уплотнение полученного на стадии (iv) порошка легированного бором Mn2Sb с использованием пуансона и матрицы из высокопрочной нержавеющей стали на гидравлическом прессе при давлении от 0,1 до 0,5 МПа с образованием таблеток;

vi. отжиг таблеток при температуре от 240 до 270°C в течение периода времени от 5 до 7 ч с получением легированного бором Mn2Sb.

2. Способ по п. 1, в котором на стадии (i) измельчение в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице осуществляют на скорости от 300 до 400 об/мин при соотношении шаров к порошку от 15:1 до 20:1 в течение от 2 до 7 ч с использованием помольных барабанов из закаленной нержавеющей стали с измельчающими шарами из закаленной нержавеющей стали.

3. Способ по п. 1, в котором на стадии (iv) измельчение в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице осуществляют на скорости от 300 до 400 об/мин при соотношении шаров к порошку от 15:1 до 20:1 в течение от 2 до 3 ч с использованием помольных барабанов из закаленной нержавеющей стали с измельчающими шарами из закаленной нержавеющей стали.

4. Постоянный магнит из легированного бором Mn2Sb, характеризующийся тем, что он изготовлен из порошка, содержащего 46,5-47 мас.% порошка марганца (Mn), 51,5-52 мас.% порошка сурьмы (Sb) и 1,0-1,8 мас.% порошка бора (B), способом по п. 1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. Для снижения потерь в железе при изготовлении листа текстурированной электротехнической стали из Si-содержащего стального сляба горячей прокаткой, холодной прокаткой, первичным рекристаллизационным отжигом, окончательным отжигом и формированием покрытия, создающего растяжение, лист подвергают выдержке при температуре Т в интервале 250-600°С в течение 1-10 с в процессе нагрева первичного рекристаллизационного отжига и затем нагревают до температуры Т до 700°С со скоростью не менее 80°С/с и от 700°С до температуры выдержки при скорости не более 15°С/с, при которой кислородный потенциал от 700°С до температуры выдержки составляет 0,2-0,4 и кислородный потенциал в процессе выдержки составляет 0,3-0,5, и доля площади зерна вторичной рекристаллизации составляет не менее 90%, когда угол отклонения α от идеальной ориентации {110}<001> составляет менее 6,5°, и доля площади составляет не менее 75%, когда угол отклонения β составляет менее 2,5°, и средняя длина [L] в направлении прокатки составляет не более 20 мм, и среднее значение [β] угла β(°) составляет 15,63×[β]+[L]<44,06.

Изобретение относится к области металлургии. При изготовлении листа из нетекстурированной электротехнической стали горячей прокаткой стального сляба, содержащего в мас.%: C не более 0,005, Si не более 8,0, Mn 0,03-3,0, P не более 0,2, S не более 0,005, Al не более 3,0, N не более 0,005, Ni не более 3, Cr не более 5, Ti не более 0,005 , Nb не более 0,003, As не более 0,005 и O не более 0,005, с однократной холодной прокаткой или двукратной или многократной холодной прокаткой, с промежуточным отжигом между ними после отжига в зоне горячих состояний или без отжига в зоне горячих состояний, и проведением окончательного отжига, средняя скорость нагрева от 600°С до 700°С в ходе процесса нагрева при окончательном отжиге устанавливается равной не менее 50°С/с, в результате чего достигается высокая плотность магнитного потока за счет изменения и улучшения структуры в стальном листе.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения потерь в железе получение листа из нетекстурированной электротехнический стали осуществляют горячей прокаткой сляба, содержащего в мас.%: C не более 0,005, Si 1,5-6,0, Mn 0,05-2,0 и P 0,03-0,15, при необходимости отжигом горячекатаного листа в зоне горячих состояний, при необходимости холодной прокаткой, окончательным отжигом и формированием изоляционного покрытия, при этом охлаждение от 700 до 500°С при окончательном отжиге проводят в окислительной атмосфере с кислородным потенциалом PH2O/PH2 не менее 0,001 в течение 1-300 с, в результате чего P сегрегируется на поверхности стального листа после окончательного отжига с обеспечением увеличения кристаллического зерна и снятия напряжений.

Изобретение относится к составам и способам изготовления магнитов, которые будут прилипать к поверхности, к которой притягивается магнит. Способ изготовления магнита включает получение намагничиваемого состава, содержащего термопластичный полимерный материал и намагничиваемые частицы, нагрев намагничиваемого состава до температуры, при которой намагничиваемый состав находится в жидкотекучем состоянии, подачу намагничиваемого состава в полость вращающегося цилиндра через неподвижное плоское сопло, вращающийся цилиндр содержит множество отверстий, введение вращающегося цилиндра в контакт с подложкой, при этом плоское сопло проталкивает намагничиваемый состав через отверстия во вращающийся цилиндр и намагничиваемый состав прилипает к подложке.
Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения хороших магнитных характеристик в стальной полосе способ включает выплавку стали, непрерывную разливку расплава в тонкие слябы, нагрев тонких слябов, гомогенизационный отжиг при температуре 1250°C, нагрев до температуры от 1350 до 1380°C, непрерывную горячую прокатку тонких слябов для получения горячекатаной полосы, охлаждение и намотку горячекатаной полосы в рулон, отжиг горячекатаной полосы, холодную прокатку полосы до номинальной толщины, отжиг для обезуглероживания и первичной рекристаллизации, восстановительный отжиг и азотирующий отжиг с получением в полосе первичных рекристаллизационных зерен, имеющих средний размер эквивалентной окружности от 22 до 25 мкм, нанесение сепаратора отжига на поверхность холоднокатаной полосы, отжиг для вторичной рекристаллизации стальной полосы с формированием текстуры Госса и снятия внутренних напряжений, при этом восстановительный отжиг осуществляют при температуре в диапазоне от 820 до 890°C в течение максимального периода времени 40 с в сухой газообразной атмосфере, содержащей азот N2 и водород H2 при отношении парциальных давлений водяной пар/водород pH2O/pH2 меньше 0,10.

Изобретение относится к редкоземельному магниту R-Fe-B (R - это редкоземельный элемент) и способу его производства. В частности, изобретение относится к редкоземельному магниту (Ce,La)-Fe-B и способу его производства.

Изобретение относится к разработке новых материалов, которые могут быть полезны для химической промышленности, материаловедения, спинтроники. Оксидный керамический магнитный материал содержит кислород, железо и ванадий и дополнительно натрий и никель при следующем соотношении компонентов, ат.

Изобретение относится к области металлургии. Техническим результатом изобретения является получение текстурированного листа из электротехнической стали, который включает в себя основное покрытие с высокой долей TiN, благоприятное для сообщения напряжения стальному листу, и обладает превосходными магнитными свойствами.

Предложены лист из текстурированной электротехнической стали с низкими потерями в железе даже при включении по меньшей мере одного элемента, сегрегирующегося на границах зерен, из Sb, Sn, Mo, Cu и P, и способ его изготовления.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения низких потерь и низкой магнитострикции в сердечнике лист из имеющей ориентированную зеренную структуру электротехнической стали включает основной стальной лист, первичную пленку, сформированную на поверхности основного стального листа, а также изолирующее покрытие с натяжением, сформированное на поверхности первичной пленки, в котором управление магнитными доменами выполняется путем облучения изолирующего покрытия с натяжением лазером сверху, при этом величину деформации получают путем осуществления измерений на листе из электротехнической стали, в которой диапазон от поверхности изолирующего покрытия с натяжением до положения на глубине 5 мкм в направлении к стороне основного стального листа от границы между основным стальным листом и первичной пленкой удаляется путем травления по меньшей мере одной поверхности, имеющей ориентированную зеренную структуру электротехнической стали на длине 300 мм в направлении, параллельном направлению прокатки, и на длине 60 мм в направлении, параллельном поперечному направлению.

Изобретение относится к листу из текстурированной электротехнической стали, который может снизить локальное отслоение пленки изоляционного покрытия и, следовательно, имеет превосходную коррозионную стойкость и изоляционные свойства.

Изобретение относится к прецизионным сплавам с особыми физико-химическими свойствами, а именно к сплавам на основе марганца с высокой стойкостью в агрессивных средах и высоким электросопротивлением, и может быть использовано для элементов систем управления в прецизионном приборостроении, а также для использования в виде тонких резистивных пленок и покрытий схемных элементов сопротивления.
Изобретение относится к сплавам, используемым в машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе марганца, которые могут быть использованы в машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе марганца, которые могут быть использованы в машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе марганца, которые могут быть использованы в машиностроении. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам сплавов на основе марганца, которые могут быть использованы для изготовления прокатных валиков, рабочих органов мельниц, дробилок.
Изобретение относится к металлургии, в частности к составам сплавов на основе марганца, используемых в машиностроении. .

Изобретение относится к сплавам на основе железа (сталям), обладающим сочетанием памяти формы и демпфирующих свойств. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно области получения магнитных сплавов, и может быть использовано при получении магнитных порошков. .

Изобретение относится к сплавам на основе висмута, которые могут быть использованы для изготовления датчиков контрольно-измерительной аппаратуры, например датчиков Холла.

Группа изобретений относится к изготовлению постоянного магнита из легированного бором антимонида марганца. Смешивают порошок марганца, порошок сурьмы и порошок бора, а затем измельчают в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице со стеариновой кислотой в инертной атмосфере газообразного аргона с получением гомогенной смеси порошков Mn, Sb и B. Уплотняют полученную смеси порошков с получением таблеток и проводят дуговую плавку таблеток в атмосфере аргона с получением плавленых таблеток легированного бором Mn2Sb. Плавленые таблетки дробят в ступке с пестиком и повторно измельчают в высокоэнергетической планетарной шаровой мельнице со стеариновой кислотой в инертной атмосфере газообразного аргона с получением порошка легированного бором Mn2Sb. Полученный порошок уплотняют с образованием таблеток, которые отжигают при температуре от 240 до 270°C с получением легированного бором Mn2Sb. Обеспечивается получение постоянного магнита с хорошими магнитными свойствами. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 4 пр.

Наверх