Dauermagnetwerkstoffe mit höchster Energiedichte

Die Bedeutung von Magnetmaterialien in zahlreichen modernen Anwendungen wird in Zukunft sicherlich noch zunehmen. Neben den Datenspeichermaterialien und weichmagnetischen Anwendungen sind die hartmagnetischen Werkstoffe wichtige Bestandteile in Transport- und Informationstechnologien, Maschinen und vielen anderen Systemen. Die Bedeutung von neu entwickelten hartmagnetischen Materialien in vielen elektro-, magnetomechanischen und elektronischen Anwendungen ist auf die drastische Verbesserung des Energiedichteproduktes und der Koerzitivfeldstärke zurückzuführen. Die Seltenen Erd intermetallischen Verbindungen SmCo 5 , Sm 2 Co17 und Nd2 Fe14B sind die Basis für Dauermagnete höchster Güte. Seltene Erd - Kobalt Magnete weisen die höchste Koerzitivfeldstärke auf und (Nd,Dy)-(Fe,Co)-B:(Ml,M2) Magnete zeigen die höchsten Remanenz- und Energiedichteproduktwerte. Gesinterte Nd2 Fe14B wurden seit ihrer Entdeckung vor 15 Jahren zu dem heute wichtigsten Dauermagnetwerkstoff entwickelt. Anwendungen von Dauermagneten mit höchster Energiedichte nehmen ständig zu; "voice coil" Motoren (VCM) für Festplattenlaufwerke, "magnetic resonance imaging" (MRI), Miniaturmotoren, etc. Diese Magnete werden mittels konventioneller Pulvermetallurgietechnik hergestellt. Diese Verfahren beruht im wesentlichen auf der Herstellung der Ausgangslegierung, dem grob und Feinmahlprozeß, dem Pressen im Magnetfeld, dem Sintern, der Wärmebehandlung und der Oberflächenvergütung. Wesentlich für das Erzielen höchster dauermagnetischer Werte ist, daß alle Prozeßschritte in Vakuum oder unter Schutzgas durchgeführt werden, um eine Oxidation der Nd-Fe-B Magnete bei der Herstellung zu unterdrücken. Der theoretische Wert des maximalen Energiedichteproduktes von Nd-Fe-B Magneten beträgt 512 kJ/M3 (64 MGOe). Seltene Erd Dauermagnete weisen eine komplexe, Mehrphasen-Gefügestruktur auf. Höchste Werte der Energiedichte können nur erzielt werden, wenn bei einer Verbesserung der Ausrichtung der Körner auch der Anteil der hartmagnetischen Nd2 Fe14B Phase vergrößert wird. Wesentlich ist die Reduzierung des Sauerstoffgehaltes des Magneten (<1000 ppm). Schwerpunkte des vorliegenden Projektes liegen in der Untersuchung des Einflusses des Sauerstoffgehaltes auf Dichte, Remanez, und Energiedichteprodukt und in der Verbesserung der Kornausrichtung. Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist es, das Energiedichteprodukt eines Nd2 Fe14B Magneten auf den Rekordwert von 440 kJ/m 3 (55 MGOe) innerhalb des Projektzeitraumes von 3 Jahren zu erhöhen. Die Verbesserung der Kornausrichtung soll mit Hilfe eines neuartigen Pressverfahrens RIP ("rubber isostatic") plus TDP ("transverse die pressing") erzielt werden. Das eingereichte Forschungsprojekt soll in einer internationalen Zusammenarbeit mit Herrn Dr. M. Sagawa , dem Erfinder der Nd2 Fe14B Sintermagnete und der RIP Technologie für die Herstellung von Nd-Fe-B Magneten, durchgeführt werden.