13.01.2017
217.015.8ffd

СПОСОБ ЧАСТИЧНОГО РАЗМАГНИЧИВАНИЯ НАНОГЕТЕРОГЕННЫХ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ ТИПА Sm-Co-Fe-Cu-Zr

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002605544
Дата охранного документа
20.12.2016
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации магнитных свойств магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr путем их частичного размагничивания. Технический результат состоит в повышении точности и стабильности работы навигационного оборудования и систем авиационной автоматики. Способ частичного размагничивания наногетерогенных высококоэрцитивных магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr включает их нагрев в инертной среде. Перед нагревом полюса магнита замыкают магнитопроводом. Нагрев намагниченного до насыщения магнита осуществляют до рабочей температуры в интервале 875-1025 К. Охлаждение от рабочей температуры до 675 К осуществляют со скоростью не более 1 К/мин. 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к электротехнике, точнее к устройствам для намагничивания и размагничивания магнитов, используемых в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях, ветряных генераторах и т.д.

Известен способ размагничивания магнитов путем приложения знакопеременного убывающего по амплитуде магнитного поля в направлении текстуры магнита (Глебов В.А. и Лукин А.А. Нанокристаллические редкоземельные магнитотвердые материалы. М.: ФГУП ВНИИНМ. 2007. С. 166-167). Недостатком данного способа является высокая трудоемкость процесса, связанная с созданием высоких значений напряженности внешнего магнитного поля и большого (более 100) количества циклов перемагничивания. Как правило, для качественного размагничивания величина напряженности внешнего магнитного поля или намагниченности магнита убывает на каждом цикле не более чем на 1-2%.

Известен способ размагничивания магнитов путем приложения обратного намагничивающему (реверсивного) однонаправленного магнитного поля в направлении текстуры магнита (Глебов В.А. и Лукин А.А. Нанокристаллические редкоземельные магнитотвердые материалы. М.: ФГУП ВНИИНМ. 2007. С. 166-167). Недостатком данного способа является сложность размагничивания магнита до заданного значения и неоднородность размагничивания по объему магнита.

Известен способ размагничивания магнитов путем нагрева магнита выше точки Кюри (Глебов В.А. и Лукин А.А. Нанокристаллические редкоземельные магнитотвердые материалы. М.: ФГУП ВНИИНМ. 2007. С. 166-167). Однако данный метод не применим для наногетерогенных высококоэрцитивных магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr из-за их высокой точки Кюри (Тс≈1073 К), из-за необратимых фазовых превращений, приводящих к существенной деградации магнитных свойств магнитов.

Известен способ размагничивания магнитов путем одновременного приложения двух магнитных полей: обратного намагничивающему полю в направлении текстуры магнита и дополнительного поперечного магнитного поля (Способ размагничивания постоянного магнита типа РЗМ-Со. Авторское свидетельство РФ №1372381, МКИ H01F 13/00, приор. 1985 г., публ. 1988 г.). Недостатком данного способа является сложность реализации данного способа из-за высоких значений требуемых размагничивающих полей и неоднородность частичного размагничивания.

Наиболее близким по технической сущности является способ размагничивания магнитов путем одновременного нагрева магнита в инертной среде до температуры ниже 0,6 Tc и одновременного приложения внешнего знакопеременного магнитного поля (Способ размагничивания постоянного магнита типа РЗМ-Со. Авторское свидетельство РФ №1453453, МКИ H01F 13/00, приор. 1987 г., публ. 1989 г.). Недостатком данного способа является сложность реализации данного способа из-за высоких значений требуемых размагничивающих полей при повышенных температурах в инертной среде и неоднородность частичного размагничивания магнитов.

Техническим результатом изобретения является повышение однородности намагниченности по объему магнита при частичном размагничивании, что позволяет использовать магниты в навигационных приборах повышенной точности, при этом сохраняются такие параметры, как коэрцитивная сила по намагниченности и критическое поле, ответственные за эксплуатационную (термовременную) стабильность магнитов.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе частичного размагничивания наногетерогенных высококоэрцитивных магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr путем их нагрева в инертной среде, согласно изобретению, перед нагревом полюса магнита замыкают магнитопроводом, нагрев намагниченного до насыщения магнита осуществляют до рабочей температуры в интервале 875-1025 К, при этом охлаждение от рабочей температуры до 675 К осуществляют со скоростью не более 1 К/мин.

Известно [см., например, Глебов В.А. и Лукин А.А. Нанокристаллические редкоземельные магнитотвердые материалы. М.: ФГУП ВНИИНМ. 2007. С. 129-132], что высококоэрцитивные магниты типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr имеют, по крайней мере, несколько уровней гетерогенности. Два уровня гетерогенности имеют размеры от единиц до десятков нанометров: ромбические ячейки типа Sm2(Co,Fe)17с≈1073 К, структурный тип Th2Z17] и матрица (границы ячеек) типа Sm(Co,Cu,Fe)5с≈875 К, структурный тип CaCu5] с размерами, соответственно, 70-100 нм и 15-25 нм (первый уровень наногетерогенности), при этом в матрице наблюдается градиент по меди (второй уровень наногетерогенности). Наногетерогенность обусловливает высокие значения локальной коэрцитивности и, как следствие, коэрцитивной силы по намагниченности. Кроме этого, как правило, наблюдается микрогетерогенность с размерами от единиц до десятков микрометров. Эти микрообласти несколько отличаются друг от друга по форме и размеру ячеек и границ ячеек, что приводит к различной температурной зависимости локальной коэрцитивности при относительно низкой температуре (ниже температуры Кюри материала границ ячеек - 875 К). Следствием этого является неоднородное размагничивание при температурах в интервале 300-875 К различных областей постоянного магнита (ПМ). Это приводит к существенному отклонению распределения магнитного поля ПМ от расчетного в рабочей зоне ПМ (магнитной системы с использованием магнита). При более высоких температурах (от 875 К до 1075 К) эти области имеют близкие значения коэрцитивности в этом интервале температур. Нами обнаружено, что для того чтобы осуществлять однородное частичное размагничивание ПМ в этом температурном интервале в собственном поле постоянного магнита, необходимо процесс размагничивания осуществлять при температурах 875-1025 К в замкнутой магнитной цепи {предварительно замкнув полюса магнита магнитопроводом, например, из материала с высокой точкой Кюри, а именно железо (армко) или пермендюр}. Выбор интервала рабочих температур обусловлен также следующими соображениями: в замкнутой магнитной системе при температуре ниже 875 К не происходит сколько-нибудь существенного размагничивания магнита, выше температуры 1025 К - магнит размагничивается более чем на 50%, что, как правило, не используется на практике. Замкнутая магнитная цепь позволяет не только повысить температуру размагничивания до оптимальной температуры, но и выровнять внутренние размагничивающие поля, воздействующие на магнит, если он не замкнут магнитопроводом. В процессе экспериментов установлено, что скорость охлаждения от рабочей температуры (875-1025 К) до 675 К должна быть не более 1 К/мин, что обусловлено необходимостью сохранения структурно-фазового состояния магнита, ответственного за такие параметры магнита, как коэрцитивная сила по намагниченности (jHc) и критическое поле (Hk).

Примеры реализации способа.

В качестве объекта частичного размагничивания выбран постоянный магнит, изготовленный из сплава типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr (химический состав в мас. %: Sm - 25,12; Fe - 16,70; Cu - 5,79; Zr - 2,88, Со - ост.). Постоянный магнит в форме диска диаметром 30 мм и толщиной 8 мм с магнитной текстурой, перпендикулярной плоским поверхностям, имел следующие магнитные свойства: остаточная магнитная индукция (Br) - 1,10 Тл, коэрцитивная сила по намагниченности (jHc) - 2400 кА/м, критическое поле (Hk) - 1350 кА/м, максимальное энергетическое произведение (BHmax) - 236 кДж/м3. Первоначально ПМ был намагничен до насыщения импульсным магнитным полем 4000 кА/м, замкнут составным магнитопроводом из сплава типа пермендюр, марка 49КФ (Тс=1253К). Составной магнитопровод состоял из двух дисков D70 × h10 мм и кольца D70 × d50 × h8 мм. Замыкание магнитного потока намагниченного магнита осуществляют следующим образом: устанавливают ПМ соосно на один из дисковых магнитопроводов, соосно с дисковым магнитопроводом устанавливают кольцевой магнитопровод со стороны ПМ, далее устанавливают второй дисковый магнитопровод поверх кольцевого магнитопровода и ПМ. При этом фактически происходит замыкание магнитного потока ПМ внутри составного магнитопровода. Магнитную систему, состоящую из ПМ и составного магнитопровода, помещают в рабочую камеру вакуумной печи, создают необходимый вакуум (не хуже 0,1 Па), затем напускают в рабочую камеру инертный газ (аргон или гелий) и осуществляют нагрев до требуемой температуры, соответствующей требуемому уровню частичного размагничивания, с последующим охлаждением до комнатной температуры. Для контроля однородности частично размагниченных магнитов использовалась специальная магнитная система, которая представляла собой два соосных дисковых магнитопровода D70 × h10 мм, между которыми расположен кольцевой магнитопровод (D70 × d50 × h18 мм). Кольцевой магнитопровод выполнен с двумя отверстиями в диаметральном направлении вдоль оси, проходящей через центр рабочего зазора для установки датчиков Холла, соединенных с тесламетром. Два частично размагниченных постоянных магнита в форме дисков D30 × h8 мм устанавливают внутри магнитной системы с воздушным зазором 2 мм,

В таблице 1 приведены данные по напряженности магнитного поля в зазоре специальной магнитной системы в четырех точках, находящихся на разном расстоянии от центра магнитной системы после предварительного нагрева магнитов до различных температур в замкнутой магнитной системе.

Как видно из таблицы 1, разброс значений напряженности магнитного поля в зазоре МС при различном уровне размагничивания от 2 до 50% от исходного значения (760 кА/м) не превосходит 1,3%.

В таблице 2 приведены данные по напряженности магнитного поля в зазоре рабочей системе в четырех точках, находящихся на разном расстоянии от центра магнитной системы после предварительного нагрева магнитов до различных температур в разомкнутой магнитной системе (без магнитопроводов).

Как видно из таблицы 2, разброс значений напряженности магнитного поля в зазоре МС при различном уровне размагничивания от 2 до 50% от исходного значения (760 кА/м) существенно выше и находится в интервале 17-82%. Более низкие значения температур (см. табл. 2), при которых происходит частичное размагничивание магнитов в интервале 2-50%, обусловлено более высокими собственными размагничивающими полями магнита при отсутствии замыкающих магнитопроводов.

В таблице 3 представлены данные по зависимости магнитных параметров (jHc и Hk) от скорости охлаждения, от рабочей температуры, в частности от 1025 К до 675 К.

Как видно из таблицы 3, при скоростях охлаждения свыше 1,0 К/мин наблюдается существенное падение таких параметров, как jHc и Hk, ответственных за эксплуатационную стойкость магнитов. Скорость охлаждения от 675 К до комнатной температуры не влияет на эти магнитные параметры магнитов предположительно из-за низкой скорости диффузионных процессов в этом температурном интервале.

Предложенный способ частичного размагничивания наногетерогенных высококоэрцитивных магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr позволяет сохранить однородность магнитных свойств магнитов при настройке и стабилизации магнитных систем при сохранении основных магнитных (jHc и Hk) параметров. Применение предложенного способа позволяет, в частности, повысить точность и стабильность работы навигационного оборудования и систем авиационной автоматики.

Способ частичного размагничивания наногетерогенных высококоэрцитивных магнитов типа Sm-Co-Fe-Cu-Zr путем их нагрева в инертной среде, отличающийся тем, что перед нагревом полюса магнита замыкают магнитопроводом, нагрев намагниченного до насыщения магнита осуществляют до рабочей температуры в интервале 875-1025 К, при этом охлаждение от рабочей температуры до 675 К осуществляют со скоростью не более 1 К/мин.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 11 items.
10.08.2013
№216.012.5c79

Прицеп

Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств. Прицеп содержит кузов и шасси с подкатной тележкой с установленным на ней поворотным кругом. Верхнее кольцо поворотного круга снабжено зубьями, взаимосвязанными с зубчатым колесом, закрепленным на упругом стержне, размещенном в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489294
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ea2

Тягово-сцепное устройство автопоезда

(57) Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств. Тягово-сцепное устройство легкового автопоезда содержит шаровую головку, подвижно расположенную в полусферической головке, имеющейся на дышле прицепа. Полусферическая головка дышла прицепа состоит из двух частей, одна из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493973
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6ea3

Тягово-сцепное устройство легковесного автопоезда

(57) Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств. Тягово-сцепное устройство легковесного автопоезда состоит из шара с тяговым стержнем, закрепленным на автомобиле, взаимодействующим с полусферической головкой дышла прицепа. Шар и стержень изготовлены из упругого материала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493974
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.09.2013
№216.012.6eb9

Автотракторный двухосный прицеп

(57) Изобретение относится к области безрельсовых транспортных средств. Автотракторный двухосный прицеп содержит кузов и шасси с подкатной тележкой, между которыми расположен поворотный круг. Поворотный круг состоит из верхнего и нижнего колец, шарового погона и запорного кольца. На внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493996
Дата охранного документа: 27.09.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.10.2015
№216.013.86b7

Способ изготовления материалов для постоянных магнитов из литых сплавов на основе системы sm-co-fe-cu-zr

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных порошкообразных магнитов на основе системы Sm-Co-Fe-Cu-Zr. Повышение плотности и прочности, увеличение коэрцитивной силы и остаточной индукции полученных магнитных материалов является техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566090
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.04.2016
№216.015.2e44

Способ диффузионной сварки

Изобретение относится к способу диффузионной сварки. Очищают детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава электрополировкой. Собирают в пакет. В качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля. Размещают в вакуумной камере. Нагревают. Прикладывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579413
Дата охранного документа: 10.04.2016
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017
20.01.2018
№218.016.1adf

Комбинированная литейная форма для получения столбчатой структуры в изделиях из магнитотвердых материалов типа al-ni-co-ti-fe

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению методом направленной кристаллизации литых постоянных магнитов из магнитотвердых материалов типа Al-Ni-Co-Ti-Fe со столбчатой структурой. Комбинированная литейная форма состоит из керамической формы, обернутой огнеупорным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635983
Дата охранного документа: 17.11.2017
Showing 1-10 of 14 items.
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.10.2015
№216.013.86b7

Способ изготовления материалов для постоянных магнитов из литых сплавов на основе системы sm-co-fe-cu-zr

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению постоянных порошкообразных магнитов на основе системы Sm-Co-Fe-Cu-Zr. Повышение плотности и прочности, увеличение коэрцитивной силы и остаточной индукции полученных магнитных материалов является техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566090
Дата охранного документа: 20.10.2015
10.04.2016
№216.015.2e44

Способ диффузионной сварки

Изобретение относится к способу диффузионной сварки. Очищают детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава электрополировкой. Собирают в пакет. В качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля. Размещают в вакуумной камере. Нагревают. Прикладывают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579413
Дата охранного документа: 10.04.2016
25.08.2017
№217.015.a236

Способ получения структуры высокотемпературный сверхпроводник - диэлектрик - высокотемпературный сверхпроводник

Использование: для создания структур высокотемпературный сверхпроводник – диэлектрик – высокотемпературный сверхпроводник. Сущность изобретения заключается в том, что на слой высокотемпературного сверхпроводника 123-типа направляют поток атомных частиц, в качестве высокотемпературного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606940
Дата охранного документа: 10.01.2017
20.01.2018
№218.016.1adf

Комбинированная литейная форма для получения столбчатой структуры в изделиях из магнитотвердых материалов типа al-ni-co-ti-fe

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению методом направленной кристаллизации литых постоянных магнитов из магнитотвердых материалов типа Al-Ni-Co-Ti-Fe со столбчатой структурой. Комбинированная литейная форма состоит из керамической формы, обернутой огнеупорным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635983
Дата охранного документа: 17.11.2017
04.04.2018
№218.016.2f36

Способ изготовления композиционных мембран на основе тонких пленок металлов

Изобретение относится к технологии создания селективных мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии водорода сквозь тонкую пленку палладия или его сплава, и может быть использовано в устройствах глубокой очистки водорода от сопутствующих примесей, сепарации водорода из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644640
Дата охранного документа: 13.02.2018
12.07.2018
№218.016.700b

Способ повышения критической температуры сверхпроводящего перехода в поверхностном слое высокотемпературного сверхпроводника

Изобретение относится к способам повышения критической температуры сверхпроводящего перехода (Тс) в высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) и может быть использовано для создания различного рода датчиков и счетчиков в сверхбыстродействующих электронных устройствах, криоэлектронных приборах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660806
Дата охранного документа: 10.07.2018
29.03.2019
№219.016.f71b

Способ получения монокристалла нитрида тугоплавкого металла и изделия из него, получаемого этим способом

Изобретение предназначено для химической, электротехнической, радиоэлектронной промышленности, материаловедения и может быть использовано для получения различных изделий: проволоки, проволочной спирали, лент, тонкостенных трубок, лодочек для работы в агрессивных средах и/или для работы при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002431002
Дата охранного документа: 10.10.2011
29.03.2019
№219.016.f827

Способ обнаружения взрывчатых веществ

Изобретение может быть использовано при создании приборов обнаружения следовых количеств взрывчатых веществ (ВВ), применяемых для обеспечения безопасности воздушного, автомобильного, водного железнодорожного транспорта, производственных, офисных, жилых и иных помещений. Способ обнаружения ВВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002460067
Дата охранного документа: 27.08.2012

Похожие РИД в системе