永磁材料制造技术

本发明专利技术涉及一种基于锰铝合金的永磁材料，该永磁材料进一步包含钪。本发明专利技术还涉及一种用于生产此种永磁材料的方法以及该永磁材料用于生产永磁体和用于生产电动马达和/或电力产生装置的用途。此外，本发明专利技术涉及一种包含该永磁材料的电动马达、一种包含该永磁材料的电力产生装置、以及一种包含本发明专利技术的永磁材料、或电动马达、或电力产生装置的飞行器。或电力产生装置的飞行器。或电力产生装置的飞行器。

【技术实现步骤摘要】
永磁材料


[0001]本专利技术涉及一种基于锰铝合金的永磁材料，该永磁材料进一步包含钪。本专利技术还涉及一种用于生产此种永磁材料的方法以及该永磁材料用于生产永磁体和用于生产电动马达和/或电力产生装置的用途。此外，本专利技术涉及一种包含该永磁材料的电动马达、一种包含该永磁材料的电力产生装置、以及一种包含本专利技术的永磁材料、或电动马达、或电力产生装置的飞行器。

技术介绍

[0002]永磁体广泛用于电能和机械能之间的转换，如在电动马达中，反之亦然，如在电能产生装置中。未来的电力推进解决方案和能量产生器装置需要永磁材料，这些永磁材料可以实现最高程度的磁性能和电性能，同时具有最小的重量、良好的可持续性、以及创建功能和拓扑优化的形状的能力。
[0003]上世纪中叶，已使用粉末冶金制造理念开发了基于锰铝合金(Mn
‑
Al在约50％/50％(摩尔分数))的永磁材料。这些合金比当前广泛使用的基于钴钐(Co
‑
Sm)合金或基于钕铁硼(Nd
‑
Fe
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B)合金的粉末磁体材料轻得多。然而，为了在Mn
‑
Al永磁体中产生希望的磁性特性，需要进行复杂的热机械热处理。这些处理程序由于其复杂性，仅适用于制造简单的半成品，但与电力推进解决方案中所需的永磁体的特定未来定制设计的强烈要求不相容。
[0004]目前广泛使用的许多永磁材料至少含有一定量的各种稀土元素，已发现这些稀土元素可改善或甚至确保所得材料的磁性特性。然而，世界范围内仅有非常有限数量的所需稀土元素的供应商，并且近年来供应情况特别是稀土元素的购买成本相当不稳定。此外，稀土金属的开采和生产常常与严重的环境负担有关。
[0005]因此，需要克服已知永磁材料的上述缺点的新的永磁材料，即，需要一种新的永磁材料，其可以实现最高程度的磁性能和电性能，同时具有最小的重量、良好的可持续性、以及创建功能和拓扑优化的形状的能力。此外，如果新的永磁材料不含稀土金属，那将是特别希望的。
[0006]已发现所谓的直接制造理念像LPB
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F(激光粉末床熔融；也简称“3D打印”)特别适合提供所需拓扑优化的形状的部件。因此，进一步希望的是，直接制造理念像LPB
‑
F将适用于新的永磁材料，因为此种制造理念将允许根据需要制备例如具有最高性能密度和最小重量的电动马达或能量产生器。另外，需要一种生产此类新的永磁材料的方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种永磁材料，其包含40.0％至59.8％的锰(Mn)、40.0％至59.8％的铝(Al)、和0.2％至2.0％的钪(Sc)，其中百分比是指永磁材料中相应组分的摩尔分数。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，永磁材料包含51.0％至57.8％的锰、42.0％至48.8％的铝、和0.2％至2.0％的钪。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，钪在永磁材料中的含量是0.5％至1.5％、优选0.8％至
1.2％、并且更优选0.9％至1.1％，如1.0％。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，永磁材料不含稀土元素。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，永磁材料由以下各项组成：40.0％至59.8％的锰、40.0％至59.8％的铝、0.2％至2.0％的钪、和0.5％或更少的不可避免的杂质。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，永磁材料由以下各项组成：51.0％至57.8％的锰、42.0％至48.8％的铝、0.2％至2.0％的钪、和0.5％或更少的不可避免的杂质。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，钪在永磁材料中的含量是0.5％至1.5％、优选0.8％至1.2％、并且更优选0.9％至1.1％，如1.0％。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，永磁材料不含稀土元素。
[0015]本专利技术进一步提供了一种用于生产本专利技术的永磁材料的方法，该方法包括以下步骤：a)生产包含以相应的摩尔分数的锰、铝和钪的液态熔体；b)通过快速凝固以>1,000开尔文/秒、优选>10,000开尔文/秒、并且更优选>1,000,000开尔文/秒的冷却速率冷却熔体；以及c)，任选地进行热后处理，其中在从150℃至850℃的范围内处理所获得的永磁材料。
[0016]本专利技术进一步提供了本专利技术的永磁材料用于制备永磁体的用途。
[0017]本专利技术进一步提供了本专利技术的永磁材料用于制备电动马达和/或电力产生装置的用途。
[0018]本专利技术进一步提供了一种包含本专利技术的永磁材料的电动马达。
[0019]本专利技术进一步提供了一种包含本专利技术的永磁材料的电力产生装置。
[0020]本专利技术进一步提供了一种包含本专利技术的永磁材料、或本专利技术的的电动马达、或本专利技术的电力产生装置的飞行器。
附图说明
[0021]图1示出了包括包含本专利技术的永磁材料的电动马达(2)或本专利技术的电能产生装置(3)的飞行器(1)的示意图。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种永磁材料，其包含40.0％至59.8％的锰、40.0％至59.8％的铝、和0.2％至2.0％的钪，其中百分比是指永磁材料中相应组分的摩尔分数。通常，在本文披露的的永磁材料中，永磁材料的所有组分的总百分比总计100.0％。
[0023]一种永磁材料，其特征在于，具有永久磁性，即永磁材料的磁性不能通过施加外力(例如像电力)来关闭和打开。
[0024]本专利技术的永磁材料是包含锰、铝、和钪作为主要组分的的合金。
[0025]永磁材料包含40.0％至59.8％的锰、优选45.0％至59.8％的锰如45.0％至59.5％或45.0％至59.2％或甚至45.0％至59.1％的锰、更优选50％至59％的锰、甚至更优选51％至58％的锰如53％至57％、并且最优选54％至56％的锰。
[0026]永磁材料进一步包含40.0％至59.8％的铝如40.0％至59.5％或40.0％至59.2％或甚至40.0％至59.1％的铝、优选40.0％至55％的铝、更优选41％至50％的铝、甚至更优选42％至49％的铝如43％至47％、并且最优选44％至46％的铝。
[0027]永磁材料进一步包含0.2％至2.0％的钪、优选0.5％至1.5％的钪、更优选0.7％至
1.3％的钪、甚至更优选0.8％至1.2％的钪、并且最优选0.9％至1.1％的钪如1.0％的钪。不希望受理论的束缚，假设钪通过使锰铝合金轻微变形来改变其微观结构，使得获得更均匀且更精细的微观结构，从而导致永磁材料的永久磁性增强。此外，发现添加钪改善了获得的永磁材料的耐热性，使得永磁材料也可以容易地用于高温应用中。
[0028]优选的永磁材料包含51.0％至57.8％的锰、42.0％至48.8％的铝、和0.2％至2.0％的钪。更优选的永磁材料包含53.0％至56.5％的锰、43.0％至46.5％的铝、和0.5％至1.5％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁材料，其包含40.0％至59.8％的锰；40.0％至59.8％的铝；以及0.2％至2.0％的钪，其中所述百分比是指所述永磁材料中相应组分的摩尔分数。2.根据权利要求1所述的永磁材料，其包含51.0％至57.8％的锰；42.0％至48.8％的铝；以及0.2％至2.0％的钪。3.根据权利要求1或2所述的永磁材料，其中，钪的含量是0.5％至1.5％、优选0.8％至1.2％、并且更优选0.9％至1.1％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的永磁材料，其不含稀土元素。5.根据权利要求1所述的永磁材料，其由以下各项组成：40.0％至59.8％的锰；40.0％至59.8％的铝；0.2％至2.0％的钪，以及0.5％或更少的不可避免的杂质。6.根据权利要求5所述的永磁材料，其由以下各项组成：51.0％至57.8％的锰；42.0％至48.8％的铝；0.2％至2.0％的钪；以及0.5％或更少的不可避免的杂质。7.根据权利要求5或6所述的永磁材料，其中，钪的含量是0.5％至1.5％、优选0.8％至1.2％、并且更优选0....

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克，
申请(专利权)人：空中客车简化股份公司，
类型：发明
国别省市：