WO2014029607A1 - Method for producing magnetic materials - Google Patents

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WO2014029607A1
WO2014029607A1 PCT/EP2013/066419 EP2013066419W WO2014029607A1 WO 2014029607 A1 WO2014029607 A1 WO 2014029607A1 EP 2013066419 W EP2013066419 W EP 2013066419W WO 2014029607 A1 WO2014029607 A1 WO 2014029607A1
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magnetic
magnetic material
sintering
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PCT/EP2013/066419
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Wolfgang Rossner
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0579Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B with exchange spin coupling between hard and soft nanophases, e.g. nanocomposite spring magnets

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of magnetic materials, in particular one which mainly emanates from nanoscale non-metallic precursors, inter alia for the production of permanent magnets. It is known to produce permanent magnets from crystalline metallic powders which are produced by atomization of metallic melts and are pressed into shape in order to align the crystallographic orientation in the presence of a strong magnetic field
  • such magnetic powders or polycrystalline bodies consist of metallic compounds in the material system Nd-Fe-B, for example (Nd, Dy) 2 Fei 4 B.
  • Nd-Fe-B material system
  • magnetic materials are respects ⁇ Lich their performance already highly developed.
  • Crystallite sizes of the magnetic microstructure to increase the coercivity are produced by conventional Nd-Fe-B powders with average particle sizes of typically 100 ym by hydrotreating (hydrogen decomposition-desorption-recombination (HDDR) process) crystallite sizes of typically 200-300 nm are produced by a complicated mechanism, which in one Single particles in tetragonal orientation (texture) are present.
  • hydrotreating hydrogen decomposition-desorption-recombination (HDDR) process
  • the object of the present invention is therefore a method for producing nanoscale metallic and / or metallic non-metallic magnetic materials with nanoscale
  • decomposable ", non-metallic metal compounds - designates a compound comprising an element which is metallic in elemental form - can be added to the metals in elemental form, for the invention preferably in the form of intermetallic phases, reduce, which are then bound in an alloy, which may just include shares of non-metallic metal compounds, and no longer react with atmospheric oxygen.
  • a solution to the problem and object of the present invention is therefore a method for producing a metallic and / or metallic-nonmetallic magnetic material by processing a mixture of powders of easily decomposable non-metallic metal compounds, characterized by at least the following process steps:
  • nanoscale powder mixture is present in a
  • the powder mixture which predominantly has a ⁇ average particle size less than 300 nm, preferably less than 200 nm and more preferably between 10 and 100 nm.
  • the powder mixture also comprises crystallites.
  • the size of the crystallites in the nanoscale powder mixture may also be above the average particle size of 300 nm, but may also be lower. Crystallites can also be present in the nanoscale powder mixture up to a size of 500 nm.
  • the "multi-phase” is classically called a "of several Kris ⁇ tallphasen existing network.
  • the magnetic material is preferably a permanent magnet.
  • non-metallic metal compound is one one Me ⁇ tallatom in the chemical molecular formula comprehensive, dung connects to any typical metallic properties as
  • Intermetallic phase is referred to herein as an intermetallic compound (more precisely, intermetallic phase), which is a homogeneous chemical compound of two or more metals . In contrast to alloys, they show lattice structures that differ from those of the constituent metals. In their lattice, there is a mixed bond consisting of a metallic bond portion and lower Atombin- dungs- and / or ion-binding proportions.
  • the metallic powders are selected from the group of the following metals: iron (Fe), cobalt (Co), silicon (Si), nickel (Ni), aluminum (Al), chromium (Cr), titanium (Ti ), Manganese (Mn), zinc (Zn), neodymium (Nd), samarium (Sm), dysprosium (Dy) and / or boron (B).
  • iron Fe
  • cobalt Co
  • silicon silicon
  • Ni nickel
  • Al aluminum
  • Cr chromium
  • Ti titanium
  • Mn manganese
  • Zn zinc
  • Sm samarium
  • Dy dysprosium
  • B dysprosium
  • metal compounds in the form of powder metal compounds can be prepared fresh in the first step for preparing the powder mixture by dissolving, for example, metal oxide powders or salts in acid and corresponding precipitation of the metal compounds.
  • metal ⁇ hydroxides, metal nitrates and / or metal oxalates fresh Herge ⁇ represents may be, which are then dried and compacted to form powder compacts alone or with other metal compounds, such as boron oxide mixed.
  • Crystallite structure is produced. It is particularly preferred that the average crystallite size is in the range of less than 500 nm, more preferably less than 300 nm and most preferably 100 nm, and these crystallites may be in the form of agglomerated particles.
  • polycrystalline may be present in the powder mixture.
  • the particles differ in size many times from the crystallites, which are monocrystalline. In the preparation of the powder mixture can still more
  • metal compound which in their empirical formula contain elements which are metallic in elemental form but are not present in elemental form but in oxidized form.
  • elements which are metallic in elemental form but are not present in elemental form but in oxidized form.
  • metal compounds are known, commercially available and / or by the occurring in a preferred embodiment of the method of precipitating the metal compounds from acid produced within the process of the invention.
  • the readily decomposable metal compounds may be in the subsequent process step as a compact powder, for example, in what ⁇ serstoffström reduced.
  • the reduction is carried out under elevated temperature, for example at temperatures above 600 ° C, in particular above 1000 ° C and most preferably at temperatures up to 1500 ° C.
  • the reduction preferably takes place in a reducing Gasatmospphrase ⁇ acid, for example hydrogen and / or forming gas instead.
  • a reducing Gasatmospphrase ⁇ acid for example hydrogen and / or forming gas instead.
  • an increased pressure, a flow, an aerosol and / or a gas mixture can be used.
  • reduction of the nonmetallic metal compound in the powder compact takes place in the range of 0.1 to 5 hours, especially 1/2 to 2 hours.
  • the reduction with the sintering is carried out as a single-stage process step, ie in a homogeneous process management.
  • the transition from reduction to sintering can be carried out by increasing the temperature and / or pressure, wherein the product of the reduction without prior Cooling and / or contact with oxidizing atmosphere is sintered.
  • the sintering can be carried out under a protective gas atmosphere and in particular under a reducing gas atmosphere.
  • the method is cooled under a protective gas atmosphere, in particular under argon or an argon-containing inert gas atmosphere. It is preferred that is additionally cooled in a reducing acting Gasat ⁇ atmosphere.
  • the sintering takes place at elevated temperature, for example above 1000 ° C and below 1500 ° C instead.
  • the sintering z as simple sintering.
  • B. under atmospheric pressure (1 bar), reduced pressure or vacuum or by simultaneous application of mechanical pressure as Gastiksintern, as hot pressing and / or hot isostatic pressing are performed.
  • the sintering with application of mechanical pressure can be carried out, for example, at a maximum pressure of 100 MPa.
  • the residence time at the maximum temperature and / or the maximum compacting pressure is only very short, 0 to 30 minutes, preferably 10 minutes.
  • the cooling after sintering is carried out in particular at a rate of about 50 to 10 K / min. It can be provided that the rate of 50 to 20 K / min when cooling to 800 ° C, 700 ° C or 600 ° C is used and then a slower cooling of the magnetic material is provided to room temperature.
  • magnetization means that in the individual process steps, such as reduction and / or sintering, mechanical, thermal and / or magnetic fields act on the magnetic material and its precursors, resulting in a preferential orientation (texturing) of the magnetic phases, which are metallic, metal oxide or not -metallic and / or nanoscale or non-nanoscale, lead.
  • process steps such as reduction and / or sintering, mechanical, thermal and / or magnetic fields act on the magnetic material and its precursors, resulting in a preferential orientation (texturing) of the magnetic phases, which are metallic, metal oxide or not -metallic and / or nanoscale or non-nanoscale, lead.
  • follow-up steps for magnetization follow, for example, the conventional techniques.
  • anisotropic particle morphologies can be generated, which also allow the formation of texturing of the magnetic phases of the magnetic material.
  • more complex magnetic composite materials can be produced, such as the combination of two metallic alloys, by employing not only the rare, expensive and / or pyrophoric metals in the form of their non-metal compounds, but also in that iron, cobalt, Nickel and other metals can be used, for example, as hydroxides for the production of magnetic materials.
  • iron, cobalt, Nickel and other metals can be used, for example, as hydroxides for the production of magnetic materials.
  • the desired composition corresponding metal oxides, preferably Nd203, Fe203, in acid, for example nitric acid are completely dissolved and then precipitated so that a pre ⁇ zipitat with crystalline and / or amorphous non-metallic phases, preferably as metal hydroxides or metal oxalates, arises.
  • the precipitate has a
  • hard magnetic phases for example, have an average crystallite size below 300 nm.
  • the powder mixture mentioned under 1) is added to a non-metallic nanopowders or a mixture of nanopowders in the composition of the intended metallic soft magnetic phase, which are prepared either by precipitation analogous to 1) and / or by grinding coarser powders.
  • a homogeneous powder mixture is produced by means of a milling process, which is then further processed analogously to 1).
  • a magnetic material which comprises a uniform distribution of finely dispersed hard magnetic portions which preferably have dimensions below 300 nm and a total proportion of up to approximately 50 Vol%, preferably up to 60% by volume and particularly preferably up to 70% by volume, and consists of finely dispersed metallic soft magnetic portions, which preferably have dimensions below 300 nm and a total content of, for example, 30% by volume or more.
  • the non-metallic nanopowder of a soft magnetic phase preferably a ferrite, which are produced either by precipitation analogous to 1) or by grinding of coarser powders, is added to the powder mixture mentioned under 1).
  • a homogeneous powder mixture is produced by means of a milling process, which is then further processed analogously to 1).
  • the soft magnetic An ⁇ part is sized and adapted to guide the reduction process that only a part of the non-metallic weichmag ⁇ netic phase is reduced.
  • a magnetic material which comprises a uniform distribution of fine-hard hard magnetic fractions which preferably have dimensions below 300 nm and a total proportion of up to about 50% by volume, preferably up to 60% by volume and particularly preferably up to 70% by volume. and of finely dispersed metallic soft magnetic portions which preferably have dimensions below 300 nm and have a total content of, for example, 30% by volume or more and can consist of both metallic and non-metallic soft magnetic portions, but preferably soft magnetic ferritic portions.
  • the invention relates to a method for the production of magnetic materials, in particular for the production of permanent magnets. At least the metals that are in the air abreact spontaneously with oxygen, used for the production in the form of non-metallic metal compounds.

Abstract

The invention relates to a method for producing magnetic materials, in particular one which is based mainly on nanoscale non-metallic precursors, including for producing polyphase permanent magnets. In this case, at least the metals which react spontaneously with oxygen in air are used in the form of non-metallic metal compounds for production purposes.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Herstellung von Magnetwerkstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnetwerkstoffen, insbesondere eines das hauptsächlich von nanoskaligen nichtmetallischen Vorstufen ausgeht, unter anderem zur Herstellung von Permanentmagneten. Bekannt ist die Herstellung von Permanentmagneten aus kristallinen metallischen Pulvern, die durch Verdüsung metallischer Schmelzen erzeugt werden und zur Ausrichtung der kris- tallographischen Orientierung in Gegenwart eines starken Magnetfeldes in Form gepresst und in einem The invention relates to a method for the production of magnetic materials, in particular one which mainly emanates from nanoscale non-metallic precursors, inter alia for the production of permanent magnets. It is known to produce permanent magnets from crystalline metallic powders which are produced by atomization of metallic melts and are pressed into shape in order to align the crystallographic orientation in the presence of a strong magnetic field
Hochtemperatursinterpozess zu einem monolithischen Material verdichtet werden. Hochtemperatursinterpozess be compacted into a monolithic material.
Typischerweise bestehen solche magnetischen Pulver oder polykristallinen Körper aus metallischen Verbindungen im StoffSystem Nd-Fe-B z.B. (Nd, Dy) 2Fei4B . Diese und weitere, durch Dotierung modifizierte, Magnetwerkstoffe sind hinsicht¬ lich ihrer Leistungsmerkmale bereits sehr weit entwickelt. Allerdings besteht immer der Bedarf, neue Werkstoffkonzepte zu erarbeiten, um die Magneteigenschaften weiter zu verbes- sern. Typically, such magnetic powders or polycrystalline bodies consist of metallic compounds in the material system Nd-Fe-B, for example (Nd, Dy) 2 Fei 4 B. These and further modified by doping, magnetic materials are respects ¬ Lich their performance already highly developed. However, there is always the need to develop new material concepts in order to further improve the magnetic properties.
Ein erfolgreiches Konzept ist die Verringerung der A successful concept is the reduction of
Kristallitgrößen der Magnetgefügestruktur, um die Koerzitiv- feidstärke zu erhöhen. Hierbei werden aus konventionellen Nd- Fe-B- Pulvern mit mittleren Partikelgrößen von typischerweise 100 ym durch Wasserstoffbehandlung (Hydrogen-Decomposition- Desorption-Recombination (HDDR) -Prozess ) nach einem komplizierten Mechanismus Kristallitgrößen von typischerweise 200- 300 nm hergestellt, die in einem Einzelpartikel in tetragona- 1er Ausrichtung (Textur) vorliegen. Crystallite sizes of the magnetic microstructure to increase the coercivity. Here, from conventional Nd-Fe-B powders with average particle sizes of typically 100 ym by hydrotreating (hydrogen decomposition-desorption-recombination (HDDR) process) crystallite sizes of typically 200-300 nm are produced by a complicated mechanism, which in one Single particles in tetragonal orientation (texture) are present.
Ein weiteres aussichtsreiches Konzept stellen die Exchange- Spring-Magnete dar, die auf der Kombination aus hart- und weichmagnetischen Magnetwerkstoffen basieren. Hierbei wird das Prinzip der magnetischen Austauschwechselwirkung benutzt durch das die weichmagnetischen Anteile durch die hartmagnetischen Anteile quasi permanent magnetisiert werden. Mit die- sem Prinzip kann auch der Anteil der teuren Seltene-Erden- basierten Magnetwerkstoffe reduziert werden, wenn die weich¬ magnetischen Anteile z.B. aus den bekannten Ferritmagneten bestehen. Die bislang ungelöste technische Herausforderung liegt hierbei in der Tatsache, dass die magnetische Aus- tauschwechselwirkung eine nur geringe Reichweite von ca. 100 nm hat und damit eine nanoskalige Mikrostruktur in diesen Di¬ mensionsbereich zu erzeugen ist. Another promising concept is represented by the Exchange Spring magnets based on the combination of hard and soft soft magnetic magnetic materials based. In this case, the principle of magnetic exchange interaction is used by the soft magnetic parts are magnetized almost permanently by the hard magnetic components. With this principle, the proportion of expensive rare earth-based magnetic materials can be reduced if the soft ¬ magnetic shares, for example, consist of the known ferrite magnets. The unsolved technical challenge here lies in the fact that the magnetic exchange interaction only a small range of about 100 nm and a nanoscale microstructure in these Di is to generate ¬ mensionsbereich.
Beide Konzepte, nano-strukturierte und Exchange-Spring- Magnet-Werksoffe, benötigen bislang vergleichsweise komplexe Prozesse zur Herstellung der benötigten Nanostrukturen, da eine einfache Herstellung aus metallischen Nanopulvern wegen deren pyrophoren Charakters nicht möglich ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Erzeugung nanoskaliger metallischer und/oder metallisch- nichtmetallsicher Magnetwerkstoffe mit nanoskaliger Both concepts, nano-structured and Exchange-Spring-Magnet-Werksoffe, require so far comparatively complex processes for the production of the required nanostructures, since a simple production from metallic nanopowders is not possible because of their pyrophoric character. The object of the present invention is therefore a method for producing nanoscale metallic and / or metallic non-metallic magnetic materials with nanoscale
Kristallitstruktur zu schaffen, bei dem die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, insbesondere eine Mas- senfertigungstauglichkeit bei wirtschaftlich noch akzeptablen Kosten erreicht wird. To create a crystallite structure, in which the disadvantages of the prior art are overcome, in particular a mass production capability is achieved at economically acceptable cost.
Allgemeine Erkenntnis der Erfindung ist, dass die mit Sauer¬ stoff spontan reagierenden Elemente bei der Herstellung des Magnetwerkstoffes in Form leicht zersetzbarer Metallverbindungen wie beispielsweise als Oxalat, Oxid, Nitrat, Karbonat, Citrat, Hydroxid und/oder als sonstige, auch metallorganische Verbindung einsetzbar sind. Diese hier als „leicht General knowledge of the invention is that the spontaneously reacting with sour ¬ material elements in the preparation of the magnetic material in the form of easily decomposable metal compounds such as oxalate, oxide, nitrate, carbonate, citrate, hydroxide and / or other, also organometallic compound can be used , These as "easy
zersetzbar" bezeichneten, nichtmetallischen Metallverbindun- gen - letzteres Wort bezeichnet hier eine, ein Element, das in elementarer Form metallisch vorliegt, umfassende Verbindung - lassen sich zu den Metallen in elementarer Form, für die Erfindung bevorzugt in Form von intermetallischen Phasen, reduzieren, die dann in einer Legierung, die eben auch Anteile an nichtmetallischer Metallverbindungen umfassen kann, gebunden sind und nicht mehr mit Luftsauerstoff abreagieren. Lösung der Aufgabe und Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen und/oder metallisch-nichtmetallischen Magnetwerkstoffes durch Verarbeitung einer Mischung von Pulvern leicht zersetzbarer nichtmetallischer Metallverbindungen, durch zumindest folgen- de Verfahrensschritte gekennzeichnet: decomposable ", non-metallic metal compounds - the latter word designates a compound comprising an element which is metallic in elemental form - can be added to the metals in elemental form, for the invention preferably in the form of intermetallic phases, reduce, which are then bound in an alloy, which may just include shares of non-metallic metal compounds, and no longer react with atmospheric oxygen. A solution to the problem and object of the present invention is therefore a method for producing a metallic and / or metallic-nonmetallic magnetic material by processing a mixture of powders of easily decomposable non-metallic metal compounds, characterized by at least the following process steps:
- Herstellen einer nanoskaligen Pulvermischung aus leicht zersetzbaren nichtmetallischen Metallverbindungen Fertigen eines Pulverpresslings durch Trocknen und/oder Ver- dichten der nichtmetallischen Metallverbindungen - Preparation of a nanoscale powder mixture of easily decomposable non-metallic metal compounds Manufacture of a powder compact by drying and / or densifying the non-metallic metal compounds
- Zumindest teilweise Reduktion der nichtmetallischen Metallverbindungen des Pulverpresslings zu zumindest einer intermetallischen Phase  At least partial reduction of the non-metallic metal compounds of the powder compact to at least one intermetallic phase
- Magnetisierung von zumindest Teilen der intermetallischen Phasen und/oder der enthaltenen nicht-metallischen Metallverbindung und Erhalt eines, vorzugsweise mehrphasi¬ gen, intermetallischen und/oder eines intermetallisch- oxidischen Magnetwerkstoffes - Magnetization of at least parts of the intermetallic phases and / or the non-metallic metal compound contained and obtaining a, preferably mehrphasi ¬ gene, intermetallic and / or an intermetallic oxide magnetic material
- Sinterung des so erhaltenen Pulverkörpers unter Schutzgas zum polykristallinen Sinterkörper unterhalb der Schmelztemperatur der intermetallischen Phasen  - Sintering of the thus obtained powder body under inert gas to the polycrystalline sintered body below the melting temperature of the intermetallic phases
wobei die Magnetisierung während der Reduktion und/oder während der Sinterung durchgeführt wird und  wherein the magnetization is carried out during the reduction and / or during the sintering, and
- Abkühlen des so erhaltenen Magnetwerkstoffes mit einer Rate von 50 bis 10 K/Min.  - Cooling of the magnetic material thus obtained at a rate of 50 to 10 K / min.
Als „nanoskalige Pulvermischung" wird vorliegend eine As "nanoscale powder mixture" is present in a
Partikelmischung bezeichnet, die vorwiegend eine durch¬ schnittliche Partikelgröße kleiner 300 nm, bevorzugt kleiner 200 nm und insbesondere vorzugsweise zwischen 10 und 100 nm aufweist . Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Pulvermischung auch Kristallite. Die Größe der Kristallite in der nanoskaligen Pulvermischung kann auch über der durchschnittlichen Partikelgröße von 300nm liegen, kann aber auch darun- ter sein. Kristallite können in der nanoskaligen Pulvermischung auch bis zu einer Größe von 500 nm enthalten sein. Particle mixture, which predominantly has a ¬ average particle size less than 300 nm, preferably less than 200 nm and more preferably between 10 and 100 nm. According to a preferred embodiment, the powder mixture also comprises crystallites. The size of the crystallites in the nanoscale powder mixture may also be above the average particle size of 300 nm, but may also be lower. Crystallites can also be present in the nanoscale powder mixture up to a size of 500 nm.
Das „mehrphasig" wird ganz klassisch ein „aus mehreren Kris¬ tallphasen bestehender Verbund bezeichnet. The "multi-phase" is classically called a "of several Kris ¬ tallphasen existing network.
Der Magnetwerkstoff ist vorzugsweise ein Permanentmagnet. The magnetic material is preferably a permanent magnet.
Als „nichtmetallische Metallverbindung" wird eine, ein Me¬ tallatom in der chemischen Summenformel umfassende, Verbin- dung, die keine typischen metallischen Eigenschaften, wieAs a "non-metallic metal compound" is one one Me ¬ tallatom in the chemical molecular formula comprehensive, dung connects to any typical metallic properties as
Glanz, Leitfähigkeit etc.. zeigt, bezeichnet. In der nichtme¬ tallischen Metallverbindung liegt das Metallatom formal in oxidierter Form vor. Gloss, conductivity etc .. indicates designated. In the nichtme ¬-metallic metal compound the metal atom is formally present in oxidized form.
Intermetallische Phase wird vorliegend eine intermetallische Verbindung (genauer intermetallische Phase) bezeichnet, die eine homogene chemische Verbindung aus zwei oder mehr Metal¬ len ist. Sie zeigen im Unterschied zu Legierungen Gitterstrukturen, die sich von denen der konstituierenden Metalle unterscheiden. In ihrem Gitter herrscht eine Mischbindung aus einem metallischen Bindungsanteil und geringeren Atombin- dungs- und/oder Ionenbindungsanteilen. Intermetallic phase is referred to herein as an intermetallic compound (more precisely, intermetallic phase), which is a homogeneous chemical compound of two or more metals . In contrast to alloys, they show lattice structures that differ from those of the constituent metals. In their lattice, there is a mixed bond consisting of a metallic bond portion and lower Atombin- dungs- and / or ion-binding proportions.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die metallischen Pulver ausgewählt aus der Gruppe folgender Metalle: Eisen (Fe), Kobalt (Co), Silizium (Si) , Nickel (Ni) , Aluminium (AI), Chrom (Cr), Titan (Ti) , Mangan (Mn) , Zink (Zn) , Neodym (Nd) , Samarium (Sm) , Dysprosium (Dy) und/oder Bor (B) . Andere, insbesondere Seltenerd-Metalle, Übergangsme¬ talle und/oder weitere weich- und/oder hartmagnetische Metal- le können erfindungsgemäß auch eingesetzt werden. Die chemischen Elemente mit den Ordnungszahlen von 21 bis 30, 39 bis 48, 57 bis 80 und 89 bis 112 werden üblicherweise als Übergangselemente bezeichnet. Außer der Verwendung von handelsüblichen Metallverbindungen in Form von Pulver können im ersten Verfahrensschritt zur Herstellung der Pulvermischung Metallverbindungen durch Lösen von beispielsweise metalloxidischen Pulvern oder Salzen in Säure und entsprechendes Ausfällen der Metallverbindungen frisch hergestellt werden. Dabei können insbesondere Metall¬ hydroxide, Metallnitrate und/oder Metalloxalate frisch herge¬ stellt werden, die dann allein oder mit anderen Metallverbindungen, wie beispielsweise Boroxid vermischt getrocknet und zu Pulverpresslingen verdichtet werden. According to an advantageous embodiment of the invention, the metallic powders are selected from the group of the following metals: iron (Fe), cobalt (Co), silicon (Si), nickel (Ni), aluminum (Al), chromium (Cr), titanium (Ti ), Manganese (Mn), zinc (Zn), neodymium (Nd), samarium (Sm), dysprosium (Dy) and / or boron (B). Others, especially rare earth metals, Übergangsme ¬ metals and / or other soft and / or hard magnetic metals can be used according to the invention also. The chemical elements with atomic numbers of 21 to 30, 39 to 48, 57 to 80 and 89 to 112 are commonly referred to as transition elements. In addition to the use of commercially available metal compounds in the form of powder metal compounds can be prepared fresh in the first step for preparing the powder mixture by dissolving, for example, metal oxide powders or salts in acid and corresponding precipitation of the metal compounds. In particular, metal ¬ hydroxides, metal nitrates and / or metal oxalates fresh Herge ¬ represents may be, which are then dried and compacted to form powder compacts alone or with other metal compounds, such as boron oxide mixed.
Bei der Vermengung der Metallverbindungen zur Pulvermischung und vor dem Verdichten zum Pulverpressling kann vorgesehen sein, die Vermengung durch Mahlen durchzuführen, wobei bevorzugt ist, dass dabei eine Pulvermischung von leicht When mixing the metal compounds to form the powder mixture and before compacting the powder compact, it may be provided to carry out the mixing by grinding, wherein it is preferred that a powder mixture of light weight
zersetzbaren Metallverbindungen mit nanoskaliger decomposable metal compounds with nanoscale
Kristallitstruktur hergestellt wird. Insbesondere bevorzugt ist dabei, dass die mittlere Kristallitgröße im Bereich von unter 500nm, insbesondere bevorzugt von unter 300 nm und ganz besonders bevorzugt von lOOnm liegt, wobei diese Kristallite in Form von Partikel agglomeriert vorliegen können.  Crystallite structure is produced. It is particularly preferred that the average crystallite size is in the range of less than 500 nm, more preferably less than 300 nm and most preferably 100 nm, and these crystallites may be in the form of agglomerated particles.
Vorliegend wird Kristallitgröße von Partikelgröße insoweit unterschieden, als mehrere Kristallite in Form von Agglomera¬ ten, die dann Partikel genannt werden und an sich Present crystallite size of particle size is so far discriminated as a plurality of crystallites in the form of Agglomera ¬ th, which are then called particles and per se
polykristallin sind, in der Pulvermischung vorliegen können. Unter Umständen unterscheiden sich die Partikel in der Größe um ein Vielfaches von den Kristalliten, die einkristallin sind . Bei der Herstellung der Pulvermischung können noch weiterepolycrystalline, may be present in the powder mixture. Under certain circumstances, the particles differ in size many times from the crystallites, which are monocrystalline. In the preparation of the powder mixture can still more
Zuschlagstoffe, die zur Herstellung von Magnetwerkstoffen üblich sind, beigemischt werden. Als „Metallverbindung"werden vorliegend alle Arten von metallischen Verbindungen bezeichnet, die in ihrer Summenformel Elemente enthalten, die in elementarer Form metallisch vorkommen aber hier eben nicht in elementarer Form, sondern in oxidierter Form vorliegen. Eine Metallverbindung in dem Sinn ist beispielsweise ein Salz, wie Oxalat, Oxid, Nitrat, Karbo¬ nat, Citrat, Hydroxid und/oder eine sonstige, auch metallor¬ ganische, Verbindung. Diese Metallverbindungen sind bekannt, handelsüblich und/oder durch das in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorkommende Ausfällen der Metallverbindungen aus Säure innerhalb des Verfahrens nach der Erfindung herstellbar. Die leicht zersetzbaren Metallverbindungen können im späteren Verfahrensschritt als Pulverpressling beispielsweise im Was¬ serstoffström, reduziert werden. Aggregates, which are common for the production of magnetic materials, mixed. In the present case, all types of metallic compounds are referred to as "metal compound" which in their empirical formula contain elements which are metallic in elemental form but are not present in elemental form but in oxidized form. such as oxalate, oxide, nitrate, carbo ¬ carbonate, citrate, hydroxide, and / or any other, also metallor ¬ ganic, compound. These metal compounds are known, commercially available and / or by the occurring in a preferred embodiment of the method of precipitating the metal compounds from acid produced within the process of the invention. the readily decomposable metal compounds may be in the subsequent process step as a compact powder, for example, in what ¬ serstoffström reduced.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Reduktion unter erhöhter Temperatur, beispielsweise bei Temperaturen über 600°C, insbesondere über 1000°C und ganz bevorzugt bei Temperaturen bis 1500 °C durchgeführt. According to an advantageous embodiment of the method, the reduction is carried out under elevated temperature, for example at temperatures above 600 ° C, in particular above 1000 ° C and most preferably at temperatures up to 1500 ° C.
Die Reduktion findet bevorzugt in reduzierender Gasatmosphä¬ re, beispielsweise unter Wasserstoff und/oder Formiergas, statt. Dabei kann ein erhöhter Druck, eine Strömung, ein Aerosol und/oder eine Gasmischung eingesetzt werden. The reduction preferably takes place in a reducing Gasatmosphä ¬ acid, for example hydrogen and / or forming gas instead. In this case, an increased pressure, a flow, an aerosol and / or a gas mixture can be used.
Beispielsweise findet die Reduktion der nichtmetallischen Metallverbindung im Pulverpressling im Bereich von 0,1 bis 5 Stunden, insbesondere von 1/2 bis 2 Stunden statt. For example, reduction of the nonmetallic metal compound in the powder compact takes place in the range of 0.1 to 5 hours, especially 1/2 to 2 hours.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Reduktion mit der Sinterung als einstufiger Prozessschritt, also in homogener Prozessführung durchge- führt. Beispielsweise kann der Übergang von der Reduktion zur Sinterung durch Temperatur- und/oder Druckerhöhung durchgeführt werden, wobei das Produkt der Reduktion ohne vorherige Abkühlung und/oder Berührung mit oxidierender Atmosphäre gesintert wird. According to a further advantageous embodiment of the invention, the reduction with the sintering is carried out as a single-stage process step, ie in a homogeneous process management. For example, the transition from reduction to sintering can be carried out by increasing the temperature and / or pressure, wherein the product of the reduction without prior Cooling and / or contact with oxidizing atmosphere is sintered.
Die Sinterung kann, wie die vorherigen und nachfolgenden Ver- fahrensschritte unter Schutzgasatmosphäre und insbesondere unter reduzierender Gasatmosphäre durchgeführt werden. The sintering, like the previous and subsequent process steps, can be carried out under a protective gas atmosphere and in particular under a reducing gas atmosphere.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird unter Schutzgasatmosphäre abgekühlt, insbesondere unter Argon oder einer argonhaltigen Schutzgasatmosphäre. Bevorzugt ist dabei, dass zusätzlich in einer reduzierend wirkenden Gasat¬ mosphäre abgekühlt wird. According to an advantageous embodiment of the method is cooled under a protective gas atmosphere, in particular under argon or an argon-containing inert gas atmosphere. It is preferred that is additionally cooled in a reducing acting Gasat ¬ atmosphere.
Die Sinterung findet bei erhöhter Temperatur, beispielsweise oberhalb von 1000°C und unter 1500°C statt. Insbesondere kann die Sinterung als einfaches Sintern z. B. unter Normaldruck (1 bar) , reduziertem Druck oder Vakuum oder auch durch gleichzeitige Anwendung von mechanischem Druck als Gasdrucksintern, als Heißpressen und/oder heißistostatisches Pressen durchgeführt werden. Die Sinterung mit Anwendung von mechanischem Druck kann beispielsweise bei einem Maximaldruck von 100 MPa durchgeführt werden. Bevorzugt ist die Verweilzeit bei der Maximaltemperatur und/oder dem maximalen Pressdruck nur sehr kurz, 0 bis 30 Minuten, vorzugsweise 10 Minuten. The sintering takes place at elevated temperature, for example above 1000 ° C and below 1500 ° C instead. In particular, the sintering z as simple sintering. B. under atmospheric pressure (1 bar), reduced pressure or vacuum or by simultaneous application of mechanical pressure as Gasdrucksintern, as hot pressing and / or hot isostatic pressing are performed. The sintering with application of mechanical pressure can be carried out, for example, at a maximum pressure of 100 MPa. Preferably, the residence time at the maximum temperature and / or the maximum compacting pressure is only very short, 0 to 30 minutes, preferably 10 minutes.
Die Abkühlung nach der Sinterung erfolgt insbesondere in einer Rate von ca. 50 bis 10 K/min. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Rate 50 bis 20 K/min beim Abkühlen bis 800°C, 700°C oder 600 °C eingesetzt wird und danach eine langsamere Abküh- lung des Magnetwerkstoffes auf Raumtemperatur vorgesehen ist. The cooling after sintering is carried out in particular at a rate of about 50 to 10 K / min. It can be provided that the rate of 50 to 20 K / min when cooling to 800 ° C, 700 ° C or 600 ° C is used and then a slower cooling of the magnetic material is provided to room temperature.
Als Magnetisierung wird vorliegend bezeichnet, dass in den einzelnen Prozessschritten wie Reduzierung und/oder Sinterung mechanische, thermische und/oder magnetische Felder auf den Magnetwerkstoff und seine Vorstufen einwirken, die zu einer Vorzugsorientierung (Texturierung) der magnetischen Phasen, die metallisch, metalloxidisch oder nicht-metallisch und/oder nanoskalig oder nicht nanoskalig sein können, führen. Folgeschritte zur Magnetisierung folgen beispielsweise den konventionellen Techniken. Bei geeigneten Pulversynthesen können anisotrope Partikelmorphologien erzeugt werden, die auch die Ausbildung von Texturierung der Magnetphasen des Magnetwerkstoffes ermöglichen. Außerdem können komplexere Magnet-Komposit-Werkstoffe erzeugt werden, wie beispielsweise die Kombination zweier metallischer Legierungen, durch Einsetzen nicht nur der seltenen, teuren und/oder pyrophoren Me- talle in Form ihrer Nichtmetall-Verbindungen, sondern dadurch, dass auch Eisen, Kobalt, Nickel und andere Metalle als beispielsweise Hydroxide zur Herstellung der Magnetwerkstoffe eingesetzt werden. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele genannt, die die prinzipielle Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für unterschiedliche Magnetwerkstoffe beschreiben: In the present case, magnetization means that in the individual process steps, such as reduction and / or sintering, mechanical, thermal and / or magnetic fields act on the magnetic material and its precursors, resulting in a preferential orientation (texturing) of the magnetic phases, which are metallic, metal oxide or not -metallic and / or nanoscale or non-nanoscale, lead. Follow-up steps for magnetization follow, for example, the conventional techniques. With suitable powder syntheses anisotropic particle morphologies can be generated, which also allow the formation of texturing of the magnetic phases of the magnetic material. In addition, more complex magnetic composite materials can be produced, such as the combination of two metallic alloys, by employing not only the rare, expensive and / or pyrophoric metals in the form of their non-metal compounds, but also in that iron, cobalt, Nickel and other metals can be used, for example, as hydroxides for the production of magnetic materials. In the following, exemplary embodiments are described which describe the basic application of the method according to the invention for different magnetic materials:
1) Herstellung eines hartmagnetischen Nd-Fe-B- Magnetwerkstoffes: 1) Production of a Magnetic Nd-Fe-B Magnetic Material:
Nach einer Ausführungsform der Erfindung werden die der gewünschten Zusammensetzung entsprechenden Metalloxide, vorzugsweise Nd203, Fe203, in Säure, z.B. Salpetersäure, voll- ständig gelöst und anschließend so ausgefällt, dass ein Prä¬ zipitat mit kristallinen und/oder amorphen nichtmetallischen Phasen, vorzugsweise als Metallhydroxide oder Metalloxalate, entsteht. Beispielsweise hat das Präzipitat eine According to one embodiment of the invention, the desired composition corresponding metal oxides, preferably Nd203, Fe203, in acid, for example nitric acid are completely dissolved and then precipitated so that a pre ¬ zipitat with crystalline and / or amorphous non-metallic phases, preferably as metal hydroxides or metal oxalates, arises. For example, the precipitate has a
Primärpartikelgröße unter 300 nm, vorzugsweise unter 100 nm. Dieses Präzipitat wird dann abgetrennt und getrocknet. An¬ schließend wird die gewünschte Menge an Bor, z.B. in Form von Boroxid oder Metallboraten, sowie weitere Zuschlagsstoffe in feindisperser Form, also in Form eines feinen Pulvers und homogen verteilt, zugegeben und durch Mahlung eine homogene Mi- schung des Pulverversatzes, also der Pulvermischung, erzeugt. Primary particle size below 300 nm, preferably below 100 nm. This precipitate is then separated and dried. An ¬ closing the desired amount of boron, for example in the form of boron oxide or metal borates, and other additives will be distributed in finely dispersed form, that is in a fine powder form and homogeneously, was added and by grinding a homogeneous micro research of the powder offset, so the powder mixture , generated.
Dabei kann vorgesehen sein, dass durch Mahlung eine weitere Zerkleinerung der mittleren Kristallitgröße der Pulvermi- schung oder von Teilen der Pulvermischung erfolgt. Diese Pulvermischung wird dann z.B. durch Trockenpressen zum Pulver- pressling kompaktiert. Der erhaltene Pulverpressling wird dann in einer reduzierenden Atmosphäre, vorzugsweise Wasserstoff, unter vorgegebenen Druck von 30 KPa bis 1 kPa, bei 600 °C bis 1000 °C über kom¬ plexe Reduktionsmechanismen zu metallischen Magnetphasen reduziert und legiert. Durch Erhöhung der Temperatur wird die- ses Produkt dann durch Sintern, vorzugsweise durch Heißpres¬ sen, heißistostatisches Pressen oder Gasdrucksintern vollständig verdichtet bis beispielsweise eine Restporosität un¬ ter 5 Vol% resultiert. Um eine Texturierung des Magnetwerkstoffes zu ermöglichen, kann während des Reduktionsschrittes und/oder der Sinterung ein magnetisches Feld angelegt werden. It may be provided that, by grinding, further comminution of the mean crystallite size of the powder or parts of the powder mixture. This powder mixture is then compacted, for example by dry pressing, to give the powder compact. The powder compact obtained is then reduced and alloyed in a reducing atmosphere, preferably hydrogen, under predetermined pressure of 30 KPa to 1 kPa, at 600 ° C to 1000 ° C via Kom ¬ plex reduction mechanisms to metallic magnetic phases. By increasing the temperature is DIE ses product then by sintering, preferably completely through Heißpres ¬ sen, heißistostatisches pressing, or gas pressure sintering compacted to a residual porosity, for example, un ¬ ter 5 vol% results. In order to enable texturing of the magnetic material, a magnetic field can be applied during the reduction step and / or the sintering.
Bei geeigneter Prozessführung wird somit ein Magnetwerkstoff erhalten, der aus feindispersen intermetallischen With suitable process control, a magnetic material is thus obtained, which consists of finely dispersed intermetallic
hartmagnetischenPhasen besteht, die beispielsweise eine mitt- lere Kristallitgröße unter 300 nm haben. hard magnetic phases, for example, have an average crystallite size below 300 nm.
2) Herstellung eines metallischen Magnetwerkstoffes in Form eines Metallkomposits aus weichmagnetischer und hartmagneti¬ scher Phase: 2) Production of a Metallic Magnetic Material in the Form of a Metallkomposits of Soft Magnetic and hartmagneti ¬ shear phase:
Hierfür wird der unter 1) genannten Pulvermischung ein nichtmetallisches Nanopulver oder eine Mischung aus Nanopulvern in der Zusammensetzung der beabsichtigten metallischen weichmagnetischen Phase zugesetzt, die entweder durch Fällung analog zu 1) und/oder durch Mahlung von gröberen Pulvern hergestellt werden. Über einen Mahlprozess wird dann wiederum eine homogene Pulvermischung erzeugt, die dann analog zu 1) weiter prozessiert wird. Bei geeigneter Prozessführung wird somit ein Magnetwerkstoff erhalten, der aus einer gleichmäßigen Verteilung von feindispersen hartmagnetischen Anteilen, die bevorzugt Dimensionen unter 300 nm aufweisen und einem Gesamtanteil bis ca. 50 Vol%, bevorzugt bis 60 Vol% und insbesondere bevorzugt bis 70 Vol% aufweisen, und von feindispersen metallischen weichmagnetischen Anteilen besteht, die bevorzugt Dimensionen unter 300 nm aufweisen und einem Gesamtanteil von beispielsweise 30 Vol% oder mehr aufweisen. For this purpose, the powder mixture mentioned under 1) is added to a non-metallic nanopowders or a mixture of nanopowders in the composition of the intended metallic soft magnetic phase, which are prepared either by precipitation analogous to 1) and / or by grinding coarser powders. In turn, a homogeneous powder mixture is produced by means of a milling process, which is then further processed analogously to 1). With suitable process control, a magnetic material is thus obtained which comprises a uniform distribution of finely dispersed hard magnetic portions which preferably have dimensions below 300 nm and a total proportion of up to approximately 50 Vol%, preferably up to 60% by volume and particularly preferably up to 70% by volume, and consists of finely dispersed metallic soft magnetic portions, which preferably have dimensions below 300 nm and a total content of, for example, 30% by volume or more.
3) Herstellung eines Magnetwerkstoffes in Form eines Metall- Metalloxid-Komposits , wobei vorzugsweise die metallische Kom¬ ponente hartmagnetisch und die nichtmetallische Komponente weichmagnetisch, beispielsweise ein Ferrit, ist: 3) Preparation of a magnetic material in the form of a metal oxide metal composite, wherein the metallic component Kom ¬ hard-magnetic and the non-metallic component is preferably magnetically soft, for example a ferrite, is:
Hierfür wird der unter 1) genannten Pulvermischung ein nichtmetallisches Nanopulver einer weichmagnetischen Phase, vorzugsweise eines Ferrits, zugesetzt, die entweder durch Fäl- lung analog zu 1) oder durch Mahlung von gröberen Pulvern hergestellt werden. Über einen Mahlprozess wird dann wiederum eine homogene Pulvermischung erzeugt, die dann analog zu 1) weiter prozessiert wird. Hierbei ist der weichmagnetische An¬ teil so bemessen und die Führung des Reduktionsprozesses so angepasst, dass nur ein Teil der nichtmetallischen weichmag¬ netischen Phase reduziert wird. For this purpose, the non-metallic nanopowder of a soft magnetic phase, preferably a ferrite, which are produced either by precipitation analogous to 1) or by grinding of coarser powders, is added to the powder mixture mentioned under 1). In turn, a homogeneous powder mixture is produced by means of a milling process, which is then further processed analogously to 1). Here, the soft magnetic An ¬ part is sized and adapted to guide the reduction process that only a part of the non-metallic weichmag ¬ netic phase is reduced.
Bei geeigneter Prozessführung wird somit ein Magnetwerkstoff erhalten, der aus einer gleichmäßigen Verteilung von feindis- persen hartmagnetischen Anteilen, die bevorzugt Dimensionen unter 300 nm aufweisen und einem Gesamtanteil bis ca. 50 Vol%, bevorzugt bis 60 Vol% und insbesondere bevorzugt bis 70 Vol% aufweisen, und von feindispersen metallischen weichmagnetischen Anteilen besteht, die bevorzugt Dimensionen unter 300 nm aufweisen und einem Gesamtanteil von beispielsweise 30 Vol% oder mehr aufweisen und sowohl aus metallischen und nichtmetallischen weichmagnetischen Anteilen bestehen können, vorzugsweise aber aus weichmagnetischen ferritischen Anteilen . With suitable process control, a magnetic material is thus obtained which comprises a uniform distribution of fine-hard hard magnetic fractions which preferably have dimensions below 300 nm and a total proportion of up to about 50% by volume, preferably up to 60% by volume and particularly preferably up to 70% by volume. and of finely dispersed metallic soft magnetic portions which preferably have dimensions below 300 nm and have a total content of, for example, 30% by volume or more and can consist of both metallic and non-metallic soft magnetic portions, but preferably soft magnetic ferritic portions.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnetwerkstoffen, insbesondere zur Herstellung von Permanentmagneten. Dabei werden zumindest die Metalle, die an Luft spontan mit Sauerstoff abreagieren, zur Herstellung in Form von nichtmetallischen Metallverbindungen eingesetzt. The invention relates to a method for the production of magnetic materials, in particular for the production of permanent magnets. At least the metals that are in the air abreact spontaneously with oxygen, used for the production in the form of non-metallic metal compounds.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen und/oder metallisch-nichtmetallischen Magnetwerkstoffes durch Verar- beitung einer Mischung von Pulvern leicht zersetzbarer nichtmetallischer Metallverbindungen, durch zumindest folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet : 1. A process for producing a metallic and / or metallic-nonmetallic magnetic material by processing a mixture of powders of easily decomposable non-metallic metal compounds, characterized by at least the following process steps:
- Herstellen einer nanoskaligen Pulvermischung aus leicht zersetzbaren nichtmetallischen Metallverbindungen, Fertigen eines Pulverpresslings durch Trocknen und/oder Verdichten der nichtmetallischen Metallverbindungen - Producing a nanoscale powder mixture of easily decomposable non-metallic metal compounds, manufacturing a powder compact by drying and / or compacting the non-metallic metal compounds
- Zumindest teilweise Reduktion der nichtmetallischen Metallverbindungen des Pulverpresslings zu zumindest einer intermetallischen Phase  At least partial reduction of the non-metallic metal compounds of the powder compact to at least one intermetallic phase
- Magnetisierung von zumindest Teilen der intermetallischen Phasen und/oder der enthaltenen nicht-metallischen Metallverbindung und Erhalt eines, vorzugsweise mehrphasi¬ gen, intermetallischen und/oder eines intermetallisch- oxidischen Magnetwerkstoffes - Magnetization of at least parts of the intermetallic phases and / or the non-metallic metal compound contained and obtaining a, preferably mehrphasi ¬ gene, intermetallic and / or an intermetallic oxide magnetic material
- Sinterung des so erhaltenen Pulverkörpers unter Schutzgas zum polykristallinen Sinterkörper unterhalb der Schmelztemperatur der intermetallischen Phasen  - Sintering of the thus obtained powder body under inert gas to the polycrystalline sintered body below the melting temperature of the intermetallic phases
wobei die Magnetisierung während der Reduktion und/oder während der Sinterung durchgeführt wird und  wherein the magnetization is carried out during the reduction and / or during the sintering, and
- Abkühlen des so erhaltenen Magnetwerkstoffes mit einer Rate von 50 bis 10 K/Min.  - Cooling of the magnetic material thus obtained at a rate of 50 to 10 K / min.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Pu 1 ve rmi s chung Kristallite vorliegen. characterized in that there are crystallites in the Pu 1 ve rmi sung.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, 3. The method according to any one of claims 1 or 2,
wobei in der Pu 1 ve rmi s chung nichtmetallische Me t a 11 ve rb i ndungen wie Oxalate, Oxide, Hydro¬ xide, Karbonate-, Citrate-, Nitrate-, und/oder metallorganische Verbindungen vorliegen. wherein in the Pu 1 ve rmi cheung nonmetallic Me ta 11 ib tions such as oxalates, oxides, Hydro ¬ xide, carbonates, citrates, nitrates, and / or organometallic compounds are present.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung nichtmetallische Metallverbindungen von Neodym, Samarium, Dysprosium und/oder anderen Seiten-Erden, Übergangsmetallen, beispielsweise Eisen, Ferriten, und/oder Bor umfasst. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powder mixture comprises non-metallic metal compounds of neodymium, samarium, dysprosium and / or other side earths, transition metals, such as iron, ferrites, and / or boron.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
der Verfahrensschritt der zumindest teilweisen Reduktion der nichtmetallischen Metallverbindungen im Pulverpressling bei einer Temperatur im Bereich über 600°C °C, insbesondere im Bereich von 800 °C bis 1000°C durchgeführt wird. the step of at least partially reducing the non-metallic metal compounds in the powder compact at a temperature in the range above 600 ° C ° C, in particular in the range of 800 ° C to 1000 ° C is performed.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
der Verfahrensschritt der zumindest teilweisen Reduktion der nichtmetallischen Metallverbindung im Pulverpressling unter Wasserstoff- und/oder Formiergasatmosphäre durchgeführt wird. the step of at least partially reducing the non-metallic metal compound in the powder compact is carried out under a hydrogen and / or forming gas atmosphere.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise Redukti¬ on bei Wasserstoffpartialdrücken zwischen 50 kPa bis 1 kPa durchgeführt wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least partially Redukti ¬ on is carried out at hydrogen partial pressures between 50 kPa to 1 kPa.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sinterung bei einer Maximaltemperatur von 1500°C durchgeführt wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sintering is carried out at a maximum temperature of 1500 ° C.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Sinterung unter reduziertem Gasdruck und/oder unter Vakuum durchgeführt wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sintering is carried out under reduced gas pressure and / or under vacuum.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sinterung unter Anwendung von mechanischem Druck durchgeführt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the sintering is carried out using mechanical pressure.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Sinterung unter11. The method of claim 10, wherein the sintering under
Anwendung von mechanischem Druck bis lOOMPa durchgeführt wird . Application of mechanical pressure to lOOMPa is performed.
12. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Verweilzeit des reduzierten Pulverkörpers auf der Maximaltemperatur und/oder am Maximaldruck der Sinterung 30 Min oder weniger beträgt . 12. The method of claim 8 or 9, wherein the residence time of the reduced powder body at the maximum temperature and / or the maximum pressure of the sintering 30 minutes or less.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang von der Reduktion zur Sinterung in homogener Prozessführung durchgeführt wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the transition from reduction to sintering is carried out in homogeneous process control.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung zumindest ei¬ ne Fraktion mit einer durchschnittlichen Partikelgröße kleiner/gleich 300nm, insbesondere kleiner/gleich 100 nm umfasst. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powder mixture comprises at least ei ¬ ne fraction having an average particle size less than or equal to 300nm, in particular less than or equal to 100 nm.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a - durch gekennzeichnet, dass 15. The method according to any one of the preceding claims, d a - characterized in that
die zumindest teilweise Reduktion der nichtmetallischen Metallverbindung im Pulverpressling im Bereich von 0,1 bis 5 Stunden, insbesondere von 1/2 bis 2 Stunden durchgeführt wird . the at least partial reduction of the non-metallic metal compound in the powder compact is carried out in the range from 0.1 to 5 hours, in particular from 1/2 to 2 hours.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
die hartmagnetischen Phasen im Magnetwerkstoff auf the hard magnetic phases in the magnetic material
Partikelgrößen und/oder Phasengrößen unter 300 nm dimensio- niert werden. Particle sizes and / or phase sizes are under 300 nm dimensioned.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 17. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
die feindispersen hartmagnetischen Anteile im Magnetwerkstoff gleichmäßig verteilt werden. the finely dispersed hard magnetic components are evenly distributed in the magnetic material.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung und Prozess- führung so eingestellt wird, dass ein Magnetwerkstoff mit ei¬ nem Anteil von feindispersen hartmagnetischen Phasen von bis zu 70 Vol% resultiert. 18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powder mixture and process is set so that a magnetic material with ei ¬ nem proportion of finely dispersed hard magnetic phases of up to 70% by volume results.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung und Prozess¬ führung so eingestellt wird, dass ein Magnetwerkstoff mit ei¬ nem Anteil an feindispersen weichmagnetischen metallischen oder nichtmetallischen Phase von zumindest 30Vol% resultiert. 19. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the powder mixture and process ¬ leadership is adjusted so that a magnetic material with ei ¬ nem proportion of finely dispersed soft magnetic metallic or non-metallic phase of at least 30Vol% results.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
die weichmagnetischen metallischen oder nichtmetallischen Phasen im Magnetwerkstoff auf Partikelgrößen unter 300 nm di- mensioniert werden. the soft-magnetic metallic or non-metallic phases in the magnetic material are dimensioned to particle sizes below 300 nm.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weichmagnetischen me¬ tallischen oder nichtmetallischen Phasen im Magnetwerkstoff vorzugsweise weichmagnetische ferritische Phasen umfassen. 21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the soft magnetic me ¬ metallic or non-metallic phases in the magnetic material preferably comprise soft magnetic ferritic phases.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that
in den einzelnen Prozessschritten zusätzliche mechanische, thermische und/oder magnetische Felder auf den Magnetwerkstoff und seine Vorstufen einwirken, die zu einer Vorzugsorientierung (Texturierung) der magnetischen Phasen führen. In the individual process steps additional mechanical, thermal and / or magnetic fields act on the magnetic material and its precursors, which lead to a preferential orientation (texturing) of the magnetic phases.
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