的氧化物转化为 由玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷组成的基质。
[0038] 在本发明的优选的实施方式中,用于烧结该生坯的热处理在如下温度下实现,该 温度小于适合于烧结该磁性材料的温度。换言之,在如下条件下实施该方法的烧结步骤 (d),其中不进行磁性材料的烧结,而是烧结该粘合剂组合物或其后续产物以形成玻璃、陶 瓷或玻璃陶瓷。在步骤(d)中,尤其在如下温度下实施烧结,该温度至多与该基质材料的转 变温度或熔化温度(根据该基质材料是非结晶材料还是结晶材料)对应。因此,在步骤(d) 中,该烧结仅在该基质材料熔化的情况下进行并且不在烧结该磁芯的磁性材料的情况下进 行。优选的是,在如下条件下实施整个方法,其中不进行磁性颗粒的烧结。这意味着,不在 方法步骤中采用导致磁性材料的烧结的条件(尤其温度和压力)。在此,原则上可以考虑的 是,材料的转变温度和熔化温度取决于压力,并且由此可以在考虑到压力的情况下选择烧 结温度。如果由此在一个方法步骤中同时使用提高的压力和提高的温度,则可以选择不同 于无压力地烧结时的工艺温度。通过在避免烧结该磁性材料的情况下的工艺流程(尤其在 烧结步骤(d)中),阻止了磁性颗粒的不期望的晶体生长。因此结果是,该成品磁体的这些 磁性芯的直径基本上与所使用的粉末颗粒的直径对应。
[0039] 这理解为,在步骤(d)中选择的温度取决于该粘合剂组合物或从该粘合剂组合物 得到的基质材料,尤其该基质材料的玻璃化过渡温度(转变温度)或熔化温度。在本发明 的范围内优选形成基质材料的示例的多种玻璃的转变温度(见下文)例如处于至900°C的 范围内。在该情况下,当在常压下工作时,用于烧结的优选的温度范围为400°C至800°C、尤 其550°C至650°C。该烧结温度尤其比该涂层材料的转变温度或熔化温度低至少50°C,优选 至少100°C。如果在压力下实施该烧结(例如与压制的步骤(c)同时地),则使用对应较低 的温度。
[0040] 本发明的另一个方面涉及能够用该方法生产的永磁体,该永磁体包括磁性材料的 芯和由玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷制成的基质,这些芯嵌入到该基质中。
[0041] 在此,这些芯从所使用的该磁性材料的粉末产生并且在化学上及由此在其大小上 与该粉末对应。与所使用的粉末对应,这些芯优选具有的颗粒直径为至多3μπκ尤其至多 1μm,并且特别优选在0· 2-0. 4μm的范围内。
[0042] 相反地,该基质材料从所烧结的粘合剂组合物得到并且是玻璃、陶瓷、陶瓷玻璃或 这些的组合。包围和嵌入这些磁芯的该基质材料是一种顺磁的或抗磁的材料,即日常所说 是非磁性的。玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷除其顺磁性或抗磁性外的突出之处在于特别高的腐蚀 保护及防点燃保护。
[0043] 玻璃理解为非结晶物质,这些非结晶物质(与存在有序的晶格结构的结晶物质相 反)在结构上存在不规则的结构(网络)。在化学上,玻璃基于Si02和其他金属氧化物,尤 其A1203、Na20、K20、MgO、CaO、B203、Ti02、PbO、P205等。当前优选的玻璃包括石英、冕玻璃、碱 石灰玻璃、浮法玻璃、硼硅玻璃。在大多数的玻璃组合物中存在不同的氧化物的混合物,这 些氧化物具有可变的Si02比例。这些不同的氧化物在玻璃中不以分离的低分子的分子形式 存在,而是作为延展的网络。因此,二氧化硅作为硅酸盐以相互链接的Si04四面体的形式 存在。玻璃陶瓷具有与玻璃基本上相同或相似的化学组分。玻璃陶瓷与玻璃的不同之处在 于,除玻璃相外也存在多晶相。陶瓷材料包括:矿物型的硅酸盐材料,即同样地诸如玻璃或 玻璃陶瓷;基于Si02或基于SiO4的材料,如高岭土或粘土矿物;基于氧化铝、氧化铍等的氧 化物陶瓷;非氧化物型的材料以及碳化物和氮化物,如碳化硅SiC、碳化硼BC或氮化硼BN。 在化学组成方面,陶瓷材料与玻璃或玻璃陶瓷存在重合。
[0044] 优选以如下方式选择该基质材料,使得该基质材料具有比该磁性材料更低的转变 温度Tg或熔化温度Tm,以便在烧结该基质材料时不烧结后者。该转变温度Tg或熔化温度Tm 比该磁性材料的熔化温度低至少100K、尤其至少200K。例如能够借助于量热的方法(示差 扫描量热法,DifferentialscanningkalorimetrieDCS)来确定该转变温度Tg或恪化温度 Tm。
[0045] 凡是使用常规的磁体的地方也完全可以使用根据本发明的永磁体。这尤其涉及电 动机器(例如电马达),特别是用于单独地或组合地驱动车辆(BEV或HEV)或用于控制转向 驱动器的电动机器。除此之外,这些磁体也可以有利地用于医疗领域中,例如在磁共振成像 等中。
[0046] 最后,本发明涉及一种电动机器,该电动机器包括至少一个根据本发明的永磁体、 尤其多个此类的永磁体。在特别的实施方式中该电动机器形成为电马达,其中这些永磁体 典型地是转子的部件,例如嵌入到该转子的一个叠片组中或紧固在该转子的表面上。
[0047] 下面借助于附图以实施例详细解释本发明。在附图中:
[0048] 图1示出了现有技术的、用于生产永磁体的方法的流程图;
[0049] 图2根据一个有利的构型示出了根据本发明的、用于生产永磁体的方法的流程 图;
[0050] 图3示出了单独的方法步骤的不同中间产物及根据本发明的方法的成品的结构 性构造;
[0051] 图4示出了借助于粉末注塑而成型为生坯的工艺步骤;
[0052] 图5示出了具有加热装置的、在一个磁场中用于机械成型为生坯的压制模具;
[0053] 图6示出了在烘箱里热处理生坯的工艺步骤,以及
[0054] 图7示出了在该烘箱里烧结该磁体的工艺步骤。
[0055] 图1示出了在现有技术中已知的一种示例性的用于生产永磁体的方法(中间列)。 左侧用图形示出了单独的工艺步骤,而左侧高度示意性地示出了这些单独的工艺步骤的结 构性的结果。
[0056] 首先,例如在一个真空感应烘箱中使一种铁磁性材料(以下称为磁性材料)熔化、 浇注并通过冷却而凝固。在此获得各向同性的合金的晶体结构。固化之后,这些例如呈块 状的形成物被机械断裂并且接着例如在氮气气氛下在一个喷射研磨机(Jet-MUhle)中被 研磨。由此产生的粉末由单个颗粒组成,这些颗粒的直径在3-5μπι的数量级中。任选地, 该粉末可以在一个外部的磁场中被取向为使得该粉末磁性各向异性地存在。接着在一个模 具中借助机械压制将该粉末压制成压坯(也称为生坯或坯体),其中根据压制压力产生一 个或多或少紧凑的结构。可以均匀地实施该压制,其中从所有空间方向向该生坯实施均匀 的压制压力;或者不均匀地实施该压制,其中该压制压力通常从一个或从两个相反的空间 方向机械地作用。在事先进行了磁化的情况下,均匀地实施该压制。该压制还可以在不具 有外部磁场的情况下进行,使得产生一个各向同性的压坯,在该压坯中不存在磁性的晶体 定向。然而最常见的是在一个外部的轴向或横向磁场中实现该压制,从中产生各向异性的 压坯,在这些压坯中存在沿磁化轴线指向的晶体定向。在下面的步骤中烧结该压坯。本领 域技术人员将烧结理解为如下方法,其中在不同的气氛下将细粒度的、陶瓷的或金属的材 料加热到小于/等于其熔化温度的温度。通过烧结的过程引起该粉末的这些颗粒的机械粘 合,部分地也引起材料配合的连接。例如在Nd-Fe-硼类型的合金(例如Nd2Fe14B)中使用 1000°C至1150°C的温度来烧结。由于该结构的单个微晶长到一起而产生具有3至10μπι的 数量级的直径的颗粒。由于超过了居里温度,烧结之后存在各向同性的本体。任选地,接着 可以有一个退火过程,其中然而磁体经受低于该烧结温度的一个温度的进一步热处理(低 温处理)。退火的目的例如在于降低晶体结构中的残余应力。接着可以进行成形处理和/ 或表面处理,以便给予这些磁体期望的形状和尺寸。尤其使用如下切削技术,例如磨削、切 害1|、铣削或其他。加工之后还可以实施被称为"晶界扩散工艺(GrainBoundaryDiffusion Pr〇CeSS)"(GBDP)的工艺,以提高该磁体的矫顽场强和耐热性。为此目的,在磁体中引入另 一种材料,例如镝Dy、铽Tb或铜Cu。开头已经提到了该步骤的缺点。还常见的是涂覆表面 涂层,例如环氧树脂或由