Problemy wytwarzania mikromagnesów do zastosowania w miniaturowych maszynach elektrycznych

• Autorzy: Kaszuwara W. , Leonowicz M. , Michalski B. , Pawlik P.

Warianty tytułu

EN

Problems of processing of micromagnets for application in micro-electrical-motors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

We współczesnej technice istnieje duże zainteresowanie mikrourządzeniami elektromagnetycznymi (mikrosilniki, mikroaktuatory), w których źródłem pola magnetycznego są miniaturowe magnesy. Dobór materiału na magnesy o takiej wielkości (z przedziału 100÷1000 ?m) jest uwarunkowany w pierwszej kolejności technologią pozwalającą na uzyskanie elementów o takich rozmiarach. W przypadku magnesów typu metal ziem rzadkich-metal przejściowy (RE-M) jest możliwe odlewanie mikromagnesów metodami zapewniającymi szybkie chłodzenie lub wytwarzanie magnesów wiązanych tworzywem sztucznym, np. przez wykrawanie z folii otrzymywanych metodą type-casting. W materiałach przeznaczonych do odlewania jest konieczna modyfikacja składu chemicznego i stosowanie dodatków stopowych zwiększających zdolność zeszklenia. Konsekwencją tego jest zmniejszenie remanencji materiału. Materiał magnetycznie twardy musi być zatem optymalizowany w zależności od wymiarów magnesu. Mniejsze wartości remanencji są również charakterystyczne dla magnesów wiązanych, gdzie część objętości stanowi niemagnetyczne spoiwo. Problemem jest również zapewnienie odpowiednio małej, z punktu widzenia technologii, wielkości cząstek proszku magnetycznie twardego, bez pogorszenia właściwości magnetycznych, co obserwuje się w wyniku mielenia. Na podstawie przedstawionych wyników można stwierdzić, że właściwości magnetyczne mikromagnesów są ściśle związane z ich rozmiarem.

EN

The interest in micro electromechanical systems (micromotors, microactuators) is rapidly growing in contemporary science and technology. Such systems require the application of micromagnets. The selection of materials for magnets, having dimensions in the range of 100÷1000 ?m, is preconditioned, in the first place, by the technology which enables the fabrication of small size elements. In the case of rare earth-transition metal magnets (RE-M), one can consider either casting, by rapid solidification, or tape casting, followed by the cutting-out of small magnets. In the case of rapid solidification, an appropriate composition modification by applying additional elements which improve the glass-forming ability, is necessary, nevertheless, deterioration of the remanence is a consequence of this modification. The permanent magnet material composition must be optimized in the light of the element dimension. Lower remanence is also a characteristic feature of bonded magnets, where part of the material is occupied by a nonmagnetic binder. An important factor is also the fabrication of a small particles powder which enabling the materials processing, without deterioration of the magnetic parameters which usually results from the extensive milling process. On the basis of the results achieved in this study, one can conclude that the magnetic properties of micromagnets are strictly size dependent.

Słowa kluczowe

PL

materiały magnetycznie twarde; mikromagnesy; magnesy wiązane; szybkie chłodzenie

EN

hard magnetic materials; micromagnets; bonded magnets; rapid solidification

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 6
• Strony: 885--888
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kaszuwara W.

autor

Leonowicz M.

autor

Michalski B.

autor

Pawlik P.

• Wydział Inżynierii Materiałowej, Politechnika Warszawska,

Bibliografia

• [1] Kaszuwara W., Witkowski A., Leonowicz M., Wróblewski R., Pawlik P.: Magnetycznie twarde kompozyty otrzymywane przez dewitryfikację szkieł BaO-Fe2O3-B2O3. Kompozyty 1 (2006) 45÷51.
• [2] Kaszuwara W., Witkowski A., Leonowicz M., Wróblewski R., Wernik A., Pawlik P.: Phase constitution and magnetic properties of magnets processed by devitrification of XBaO-Fe2O3-B2O3 glasses (X=1÷5). Kompozyty 4 (2007) 66÷70.
• [3] Witkowski A., Kaszuwara W., Leonowicz M.: Phase constitution and magnetic properties of nanocrystalline barium ferrite powders produced by mechanical alloying. Inżynieria Materiałowa 3-4 (2007) 247÷253.
• [4] Sagawa M., Fujimura S., Togawa M., Matsuura Y. J.: New material for permanent magnets on a base of Nd and Fe (invited). Appl. Phys. 55 (1984) 2083.
• [5] Croat J. J., Herbst J. F., Lee R. W., Pinkerton F. E.: Pr-Fe and Nd-Fe-based materials: A new class of high-performance permanent magnets (invited). Appl. Phys. 55 (1984) 2078.
• [6] Hertzer G.: Grain size dependence of coercivity and permeability in nanocrystalline ferromagnets. IEEE Trans. Magn. 26 (1990) 1397.
• [7] Stanek A., Jezierska E., Michalski B., Leonowicz M.: Domain structure of sintered Alnico 8 magnets. Inżynieria Materiałowa 5 (2011).
• [8] Stanek A., Wierzbicki Ł., Leonowicz M.: Investigations of thermomagnetic treatment of alnico 8 alloy. Archives of Metallurgy and Materials 55 (2) (2010) 571÷577.
• [9] Stanek A., Jezierska E., Wierzbicki Ł., Leonowicz M.: Struktura i właściwości spiekanych magnesów Alnico 8. Inżynieria Materiałowa 2 (2010) 109÷114.
• [10] Niarchos D.: Magnetic MEMS: key issues and some applications. Sensors and Actuators A 106 (2003) 255÷262.
• [11] Aylesworth K. D., Zhao Z. R., Sellmyer D. J., Hadjipanayis G. C.: Growth and control of the microstructure and magnetic properties of sputtered Nd2Fe14B films and multilayers. J. Magn. Magn. Mater 82 (1989) 48.
• [12] Nakano M., Katoch R., Fukunaga H., Tutami S., Yamashita F.: Fabrication of Nd-Fe-B thick-film magnets by high-speed PLD method. IEEE Trans Magn. 39 (2003) 2863.
• [13] Kaszuwara W., Michalski B., Pawlik P., Latuch J.: Magnetic properties of Nd60Fe30Al10 alloy samples, prepared by various methods, depending on the sample size. ICMM, Kolkata, Indie, AIP Conf. Proc. 1347 (95) (2011).
• [14] Spyra M., Leonowicz M.: Structure and magnetic properties of low Nd alloys containing minor addition of molybdenum. IEEE Trans. Magn. 44 (2008).
• [15] Spyra M., Leonowicz M.: Improvement of the magnetecic properties of low neodymium magnets by minor addition of titanium. J. Magn. Magn. Mater. 320 (2008) 46÷50.
• [16] Spyra M., Derewnicka D., Leonowicz M.: Lean neodymium Nd-Fe-B magnets containing minor addition of titanium. Phys. Status Solidi A 207 (5) (2010) 1170÷1173.
• [17] Leonowicz M., Spyra M., Jezierska E.: Improvement of the properties of hard magnetic NdFeB/Fe nanocomposites by minor addition of refractory metals. Mechanics of Advanced Materials and Structures 18 (2011) 177÷180.
• [18] Leonowicz M., Spyra M., Jezierska E.: Hard magnetic low neodymium Nd-Fe-B melt-spun alloys containing refractory metals. AIP Conference Proceedings 1347 (2011) 103÷106.
• [19] Kaszuwara W., Michalski B., Latuch J., Rębiś J.: Effect of selected parameters of the melt-spinning process on the thickness and magnetic properties of Nd-Fe-Al ribbons. AMT 2010, Inżynieria Materiałowa 3 (2010) 306.
• [20] Pawlik K., Pawlik P., Wysłocki J. J.: The bulk glass forming ability and magnetic properties of Pr9Fe50+xCo13Zr1Nb4B23-x (x = 0, 2, 5, 8) alloys. Acta Physica Polonica A 118 5 (2010) 900.
• [21] Pawlik K., Pawlik P., Wysłocki J. J., Kaszuwara W., Ferenc J.: Directly quenched nanocrystalline (Pr, Dy)-(Fe, Co)-Zr-Ti-B magnets. Journal of Alloys and Compounds, przyjęte do druku w 2011.
• [22] Michalski B., Leonowicz M., Kaszuwara W.: Polymer bonded hard magnetic foils for MEMS applications. Kompozyty 1 (2011) 29÷33.