Rare-earth permanent magnets are coated in order to avoid corrosion. When considering the rated geometrical properties of a sample, the coating thickness has to be known precisely as it wrongly enlarges the magnetically active volume which in turn affects the accuracy of the measured magnetic properties. In this work, the sensitivity of hard magnetic material property measurements regarding the consideration of different coating thicknesses is evaluated. Moreover, the impact of eddy current effects on the magnetic properties is studied when measuring in an open circuit. Additionally, an outlook for a measurement-based determination of the electric conductivity of permanent magnet samples is given.
The magnetization reversal processes of bulk Fe64Co5Nd6Y6B19 alloy in the as-quenched state have been investigated. From the analysis of the initial magnetization curve and differential susceptibility versus an internal magnetic field it was deduced, that the main mechanism of magnetization reversal process is the pinning of domain walls at the grain’s boundaries of the Nd2Fe14B phase. Basing on the dependence of the reversible magnetization component as a function of magnetic field it was found that reversible rotation of a magnetic moment vector and motion of domain walls in multi-domain grains result in high initial values of the reversible component. The presence of at least two maxima on differential susceptibility of irreversible magnetization component in function of magnetic field imply existence of few pinning sites of domain walls in Fe64Co5Nd6Y6B19 alloy. The dominant interactions between particles have been determined on the basis of the Wohlfarth dependence. Such a behavior of Wohlfarth’s plot implies that the dominant interaction between grains becomes short range exchange interactions.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań własności magnetycznych i mechanizmów przemagnesowania masywnego stopu Fe64Co5Nd6Y6B19 w stanie po zestaleniu. Z krzywych pierwotnego namagnesowania i ich podatności różnicowej określono, że głównym mechanizmem przemagnesowania jest kotwiczenie ścian domenowych. Na podstawie zależności składowych odwracalnych namagnesowania od pola magnetycznego stwierdzono, że procesy odwracalne takie jak obroty wektora namagnesowania oraz ruch ścian domenowych w wielodomenowych ziarnach mają znaczny wpływ na zmiany namagnesowania dla początkowych wartości pól magnetycznych. Obecność maksimów w zależności składowej nieodwracalnej podatności magnetycznej świadczy, że głównym mechanizmem przemagnesowania w badanych magnesach jest kotwiczenie ścian domenowych na licznych centrach kotwiczenia znajdujących się na granicach ziaren fazy Nd2Fe14B oraz na defektach strukturalnych. W celu określenia oddziaływań między ziarnami określono zależność Wohlfartha. Zależność ta nie jest spełniona dla badanego magnesu, świadczy to o istnieniu oddziaływania wymiennego między ziarnami magnesu.
The hard magnetic Nd-Fe-Al alloys are inferior to Nd-Fe-B magnets as far as the magnetic properties are concerned, but their great advantage is that they need no additional annealing to achieve good magnetic properties. These properties depend on the cooling rate from the melting state, and on the thickness of the sample - the best values are achieved at the quenching rates at which the samples have a thickness of 0.3-2 mm. The present study is concerned with the correlation between the magnetic properties of the plate-shaped Nd60Fe30Al10 samples and their size - thickness. Two casting ways: with the melt stream perpendicular direction and parallel to the surface of the plates were used. The plates were produced by pressure casting and suction casting. The studies have shown that the cooling rates depends on local propagation on liquid metal in the mold resulting in heterogeneity of structure and properties.
PL
Stopy Nd-Fe-Al nie posiadają tak wysokich właściwości magnetycznych jak Nd-Fe-B. Ich dużą zaletą jest natomiast możliwość otrzymywania bezpośrednio poprzez odlewanie. Właściwości magnetyczne zależą od szybkości chłodzenia ciekłego stopu, co w praktyce określa się rozmiarem odlewanej próbki. Przy odlewaniu do form metalowych optymalny zakres wymiaru w kierunku odprowadzania ciepła to 0,3-2 mm. W niniejszej pracy zbadano zależność właściwości magnetycznych stopu Nd60Fe30Al10 od grubości próbek w postaci płytek w zależności od sposobu odlewania (wtryskiwanie cieczy pod ciśnieniem i odlewanie z zasysaniem) oraz kierunku strumienia cieczy (prostopadle lub równolegle do powierzchni płytki). Badania wykazały, że szybkość chłodzenia zależy lokalnie od sposobu rozchodzenia się cieczy w formie, co skutkuje niejednorodnością mikrostruktury i właściwości.
The possibility of employing high temperature milling (600°C) for the production of highly coercive Nd-Fe-B powders was examined. The materials were the Nd12Fe82B6, alloy which was subjected to mechanical milling and the powders of the constituent elements of this alloy which were processed by mechanical alloying. The processes were conducted in the two variants: the first variant consisted of mechanical milling performed at a high temperature which was maintained during the entire process, and the other variant included preliminary milling carried out at room temperature and then the milling temperature was increased. All the processes gave nanocrystalline powders with hard magnetic properties. The powders produced by mechanical milling had better properties than those produced by mechanical] alloying as they were more homogeneous and contained smaller amounts of the α-Fe phase.
PL
W pracy badano możliwości zastosowania procesu mielenia w wysokiej temperaturze (600°C) do otrzymywania wyso- kokoercyjnych proszków Nd-Fe-B. Mieleniu poddano stop Nd12Fe82B6,. a także zastosowano metodę mechanicznej syntezy stopów tzn. mielono proszki pierwiastków składników stopu. Procesy prowadzono w dwóch wariantach: cały proces odbywał się w podwyższonej temperaturze lub stosowano wstępne mielenie w temperaturze pokojowej, a następnie mielenie w wysokiej temperaturze. We wszystkich procesach uzyskano nanokrystalicze proszki o właściwościach magnetycznie twardych Proszki uzyskane w procesie mielenia stopu miały właściwości lepsze od proszków otrzymanych w procesie mechanicznej syntezy stopów, ponieważ były bardziej jednorodne i posiadały mniejszy udział fazy α-Fe.
The effect of the annealing on the phase composition and magnetic properties of nanocomposite melt-spun Nd9Fe84Zr1B6 ribbons has been investigated. From the X-ray diffraction studies confirmed be thermomagnetic curves measurements results that the microstructure of the material investigated is composed of a mixture of magnetically hard Nd2Fe14B and soft α-Fe, Fe3B nanosized grains. The small amount of undesirable Nd2Fe23B3 metastable phase has been found which do not decompose at the highest annealing temperature. The hysteresis loop measurements certify that the ribbon annealed at 863K show the best coupling between the hard and soft magnetic phases and thus the highest coercivity of 0.38T. The grain sizes increase with increasing annealing temperature causing the coercivity to be decrease.
PL
Zbadano wpływ wygrzewania na skład fazowy i właściwości magnetyczne taśm nanokompozytowych Nd9Fe84Zr1B6 otrzymanych metodą szybkiego chłodzenia cieczy na wirującym miedzianym bębnie. Badania mikrostruktury potwierdzają zależności krzywych termomagnetycznych, z których wynika, że stop składa się z ziaren o rozmiarach nanometrycznych faz: magnetycznie miękkich α-Fe, Fe3B oraz magnetycznie twardej Nd2Fe14B. Stwierdzono niewielką ilość niepożądanej metastabilnej fazy, która nie ulega rozkładowi przy najwyższej temperaturze wygrzewania. Pomiary pętli histerezy magnetycznej dla taśmy wygrzanej w temperaturze 863K świadczą o najsilniejszych oddziaływaniach pomiędzy fazami, twardą i miękką. Rozmiar ziaren wzrasta we wzrostem temperatury wygrzewania, powodując spadek koercji. Koercja taśmy wygrzanej w temperaturze 863K ma największą wartość, wynoszącą 0.38T oraz najmniejszy rozmiar ziarna fazy Nd2Fe14B.
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.
Sintered magnets were produced from mixture of powders, having Alnico 8 alloy composition. Their microstructure as well as domain structure were examined. The modulated structure produced by the thermomagnetic treatment has a form of a chessboard, composed of particles of about 30 nm in side. It has been observed that the domain structure has the form of interaction domains, and is composed of the bands of single domains which on their normal plane have the width of 150÷180 nm and the length from 400 nm to 1 ?m, while on the plane parallel to magnetic field these dimensions are much more differentiated and assume the values of 100÷300 nm and from 500 nm to 1 ?m for the width and length, respectively. Interaction domains are macroscopic areas composed of ordered monodomain particles magnetised in one direction.
PL
Wytworzono magnesy spiekane ze stopu Alnico 8 oraz zbadano ich mikrostrukturę i strukturę domenową. Otrzymana w wyniku obróbki cieplno-magnetycznej modulowana struktura ma postać szachownicy, utworzonej przez cząstki o boku ok. 30 nm. Stwierdzono, że struktura domenowa ma formę domen wzajemnego oddziaływania i jest złożona z pasm pojedynczych domen, które na powierzchni prostopadłej mają szerokość 150÷180 nm i długość od 400 nm do 1 ?m, a na płaszczyźnie równoległej do pola wymiary te są bardziej zróżnicowane i wynoszą odpowiednio 100÷300 nm i 500 nm do 1 ?m. Domeny wzajemnego oddziaływania stanowią makroskopowe obszary składające się z monodomenowych, uporządkowanych cząstek namagnesowanych w jednym kierunku.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper reviews modern magnetic materials. As soft magnetic materials it has been described - iron, iron cobalt alloys, iron aluminum alloys, SiFe electrical steels, NiFe alloys, soft ferrites, amorphous and nanocrystalline alloys. As hard magnetic materials there are described - Alnico alloys, hard ferrites and rare-earth metals based alloys.
PL
W artykule przedstawiono współczesne materiały magnetyczne. Opisano materiały magnetycznie miękkie - żelazo, stopy żelaza, blachy elektrotechniczne, stopy NjFe, ferryty, materiały amorficzne i na nanokrystaliczne. Opisano też materiały magnetycznie twarde - Alnico, ferryty, materiały na bazie ziem rzadkich.
The effect of titanium addition on the structure and magnetic properties was studied for nanocomposite Nd7Fe79-xB14Tix, Nd8Fe78-xB14Tix and Nd9Fe77-xB14Tix systems. It was found that the addition of 2 and 4 at. % of Ti leads to a substantial increase of the coercivity and maximum energy product of the nanocomposite magnets while maintaining the remanence unchanged. The highest properties were obtained for the alloys containing 4 at. % of Ti. The maximum energy product of 143 kJ/m3 was achieved for the Nd8Fe74B14Ti4 alloy. The TEM studies showed substantial differences in the morphology of the alloys. The ternary alloys contain grains of various sizes of approximately 300 nanometers. The alloys containing 4 at. % of Ti exhibit more homogeneous structure with the crystal sizes up to 20, 30 and 50 nanometers for the Nd9Fe73B14Ti4, Nd8Fe74B14Ti4 and Nd7Fe75B14Ti4 alloys, respectively.
PL
Zbadano wpływ dodatku tytanu na strukturę i właściwości magnetyczne nanokompozytowych stopów Nd7Fe79-xB14Tix, Nd8Fe78-xB14Tix i Nd9Fe77-xB14Tix. Stwierdzono, że niewielki dodatek 2÷4% at. tytanu powoduje wzrost koercji i maksymalnej energii magnetycznej przy niezmienionej remanencji. Najlepsze właściwości uzyskano dla stopów zawierających 4% at. Ti. Maksymalna energia magnetyczna została otrzymana dla stopu Nd8Fe74B14Ti4 i wyniosła 143 kJ/m3. Badania za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego wykazały różnice w morfologii stopów. Stopy trójskładnikowe zawierały ziarna o wielkości ok. 300 nm. Stopy zawierające 4% at. Ti wykazywały bardziej homogeniczną strukturę z rozmiarem ziaren 20 nm dla Nd9Fe73B14Ti4, 30 nm dla Nd8Fe74B14Ti4 oraz 50 nm dla stopu Nd7Fe75B14Ti4.
W maszynach elektronicznych coraz częściej znajdują zastosowanie proszkowe materiały magnetyczne otrzymywane różnymi metodami, np. spajaniem proszku magnetycznego tworzywem. Technologia ta jest prostsza od technologii spiekania. Dielektromagnetyki to elementy magnetyczne miękkie, otrzymane metodą spajania magnetycznie miękkiego proszku tworzywem, natomiast elementy magnetycznie twarde otrzymane tą metodą to dielektromagnesy. Zaletą tej technologii jest możliwość kształtowania właściwości fizycznych elementów magnetycznych zgodnie z oczekiwaniami konstruktorów maszyn elektrycznych oraz możliwość wytwarzania elementów o skomplikowanych kształtach, z dużą dokładnością wymiarową, bez dodatkowej obróbki mechanicznej. Przedstawiono wybrane metody kształtowania właściwości obwodów magnetycznych maszyn elektrycznych oraz przykłady przemysłowych zastosowań proszkowych materiałów magnetycznych w maszynach elektrycznych produkowanych przez firmę MIKROMASA.
EN
Magnetic materials of more and more applications in electric machines and other electromagnetic transducers are magnetic materials in the form of powder used in elements produced by different methods. Particularly bonding magnetic powder with plastic has many advantages due to simpler than sintering method technology. Dielectromagnets - type of permanent magnets are made by bonding hard magnetic powders with resin and dielectromagnetics soft magnetic elements are made by bonding soft magnetic powders with resin. One of basic advantages of this technology is ability to shape their physical properties to expectations designers of electric machines. Additional strength of this technology is ability to produce magnetic elements of complex shape and high dimensional precision, without any additional machining. The paper presents selected methods for technical shaping of properties of magnetic circuits for electric machines, and examples of industrial applications for powder magnetic materials in electric devices manufactured by MIKROMASA.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono charakterystyk magnesów trwałych Nd-Fe-B. Zamieszczono wyniki badań struktury, własności magnetycznych i mechanicznych materiałów kompozytowych magnetycznie twardych oraz omówiono możliwości modyfikacji technologii wytwarzania tych materiałów.
EN
The paper presents characteristic of permanent magnets Nd-Fe-B. Results of examination of the structure, magnetic and mechanical properties of hard magnetic composite materials are shown. The possibilities of manufacturing technology modification are discussed.
W artykule przedstawiono charakterystykę ochronnych powłok polimerowych, lakierowych i metalowych, naniesionych na podłoże z materiału kompozytowego magnetycznie twardego o osnowie polimerowej , wzmacnianego cząstkami Nd-Fe-B z dodatkami proszków metalowych. Strukturę powłok zbadano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Wykonano także badania twardości, grubości i przyczepności naniesionych powłok.
EN
The paper presents the characterization of protective polymer, varnish and metallic coating deposited onto polymer matrix hard magnetic composite materials reinfoced with Nd-Fe-B particles with metal additions. Structure of coatings was observed in scanning electron microscopy. Thickness, hardness and adhesive of deposited coatings was evaluated.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono parametry systemu pomiarowego przeznaczonego do pomiaru uśrednionych wartości wielkości magnetycznych próbek stanowiących niejednorodne, magnetycznie twarde kompozyty proszkowe. Omówiono możliwości pomiarowe systemu, jego architekturę i organizację wraz ze schematem strukturalnym układu. Przedstawiono sposoby poboru sygnału z obiektu oraz wykonania indukcyjnych czujników pomiarowych, jak również parametry metrologiczne strumieniomierzy. Przedstawiono również sposób zapewnienia poprawności wyznaczenia charakterystyki odmagnesowania lub całe pętli histerezy, bez względu na nieliniowość mierzonej charakterystyki.
EN
In the paper authors present the description of the computerized system designed to measure the average values of the magnetic quantities of samples, which are non-homogeneous, magnetically hard powder composites. The measuring possibilities, architecture and organization of the system together with its structural scheme are discussed. The possibilities of getting signal from the tested object and the type of measuring induction sensors as well as the metrological parametersof the fluxmeters are discussed. The authors present also the way of correctness assurance of determination of demagnetization characteristic or whole hysteresis loop, regardless of non-linearity of measured characteristic.
Przedstawiono metodę badania temperaturowych charakterystyk odmagnesowania próbek magnesów umieszczonych w obwodzie magnetycznym z dwiema szczelinami powietrznymi. Indukcja magnetyczna w szczelinach oraz zewnętrzne pole magnesujące są mierzone hallotronem. Temperatura próbki jest zadawana grzejnikiem elektrycznym w zakresie od temperatury pokojowej do 100°C z rozdzielczością 1°C. Wartości pola magnetycznego wewnątrz magnesu są następnie obliczane wg zależności zawierającej wyznaczone numerycznie współczynniki odmagnesowania, zależne od wymiarów magnesu oraz od długości szczeliny.
EN
A method of permanent magnet thermal investigation is described. In the method a magnet under test is placed in a magnetic circuit with two air gaps. The temperature of the magnet is changed by means of electrical heater in the range of room temperature to 100°C with resolution of 1°C. The magnetic field in an air gap and external magnetic field are measured with Hall Generator. The magnetic field inside of the magnet probe is calculated with formula derived from theoretical model of the magnet placed in magnetic circuit with two air gaps.
Podstawowym czynnikiem warunkującym rozwój maszyn elektrycznych są nowe materiały magnetycznie twarde. Wymagania stawiane magnesom trwałym przeznaczonym do maszyn elektrycznych w dużym stopniu spełniają izotropowe dielektromagnesy z proszku z szybkochłodzonej taśmy Nd-Fe-B. Zapotrzebowanie rynku na magnesy trwałe o większych gęstościach energii magnetycznej niż dielektromagnesy izotropowe Nd-Fe-B spowodowało rozwój prac nad anizotropowymi proszkami z tego stopu. W artykule przedstawiono wyniki badań nad anizotropowymi dielektromagnesami ze stopu Nd-Fe-B.
EN
The main factor of the growing application's rangę of electrical motors are the new hard magnetic materials. Isotropic dielectromagnets from melt - spun ribbon Nd-Fe-B comply with most of the requirements, but markets needs for hard magnets with even higher magnetic energy product effected in works on anisotropic dielectromagnets from melt - spun ribbon Nd-Fe-B. Work present results of research on technology of anisotropic dielectromagnets of this kind in Tele- and Radio Research Institute in Warsaw.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.