用于制造磁体的方法以及磁体和电机技术

本发明专利技术涉及一种用于制造磁体(1)的方法，其中，磁体(1)至少由一种磁性材料(3)和一种粘结剂(4)形成并且接着被硬化。按照本发明专利技术，在硬化期间由粘结剂(4)产生一种化学地结合在磁性材料(3)上的金属氧化物(8)。本发明专利技术还涉及一种磁体(1)和一种电机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造磁体的方法以及磁体和电机本专利技术涉及一种用于制造磁体的方法，其中，磁体至少由ー种磁性材料和ー种粘结剂形成(模制成形)并且接着被硬化(时效硬化)。本专利技术此外涉及ー种磁体以及ー种电机。现有技术开头所述类型的方法已经由现有技术公开。磁性材料例如是铁或铁氧体。磁性材料在此情况下常常以粉末的形式呈现，粉末被烧结或压カ烧结，以制造磁体。备选地或附加地磁性材料也可以与粘结剂混合。接着磁体由磁性材料-粘结剂混合物形成并被硬化。该形成在此情况下例如可以包括浇注或注射。粘结剂可以是ー种塑料，尤其是PPS(硫化聚苯醚)，或者包括这种塑料。在磁体被硬化之后，磁性材料由粘结剂以物理方式包围住或者被容纳在粘结剂中。但是如果这样制造的磁体接触到氧气或腐蚀性介质，则它容易受到强腐蚀，因此必须保护磁体。在此情况下广泛应用的是金属保护层，它例如具有镍和/或锌，借此保护尤其是压カ烧结的磁体不受腐蚀。还已知氧化保护层，其以在溶剂中的金属醇盐溶液形式被涂覆到磁体上。相对于直接烧结磁性材料，在将磁性材料与粘结剂混合下制造磁体，对于许多应用情况来说，具有明显更高的灵活性并且因此被优先采用。同样，通过将磁性材料渗入到粘结剂，例如塑料(最好是塑料颗粒的形式)中，保证磁性材料得到一定的保护免受腐蚀。但是，尤其是在磁体与燃料和其添加剂接触吋，这种磁体在短时间之后也发生強烈腐蚀，这最終可以导致具有该磁体的系统失灵。本专利技术的公开 与此相对地，具有在权利要求I中所述特征的方法具有优点，制造的磁体具有比从现有技术已知的磁体更好的耐腐蚀性，尤其是针对燃料及其添加剤。这按照本专利技术是如此实现的，即由粘结剂在硬化期间产生ー种化学地结合到磁性材料上的金属氧化物。因此在硬化之后由金属氧化物形成ー个基体，磁性材料被包围或埋入该基体中。此时金属氧化物基体被化学地结合到磁性材料上。磁性材料因此被金属氧化物基体或金属氧化物结构保持住。在以这种方式制造的磁体情况下不需要设置附加的保护层。在从现有技术中已知的粘结剂，主要是有机粘结剂如例如塑料(PPS)的情况下，在与腐蚀性介质如燃料接触时产生浸涨，这提高了促进腐蚀的物质如例如水和盐的渗透。此外，如前已述，磁性材料仅仅以物理学方式集成到粘结剂中。在磁性材料和粘结剂之间没有化学結合，由此在处于腐蚀情况下，促进腐蚀的物质向磁体中的渗透性甚至还被提高。这种渗透作用在按照本专利技术的方法制造的磁体不会发生，因为磁性材料是用化学方式结合到金属氧化物上。例如使用一种以硅氧烷为基的粘结剂。基于这种粘结剂的化学结构，磁性材料在粘结剂或硅氧烷基体上形成化学結合。后者是渗透密封的(不渗透的)。不仅磁性材料在粘结剂上的化学键联而且不渗透的硅氧烷基体都对显著提高的防腐蚀保护作出贡献。附加地可以使用凝结剂和/或流变极限形成剂(如部分交联的聚丙烯酸)，以防止磁性材料沉淀。 本专利技术的一种改进方案規定，金属氧化物在一种溶胶-凝胶エ艺(溶胶-凝胶法)中产生。磁性材料由此应该嵌入到ー种防腐蚀的、通过溶胶-凝胶エ艺制造的金属氧化物基体中。溶胶-凝胶エ艺用于由胶态分散体制造非金属的、无机的或杂化聚合物的材料。胶态分散体也称为溶胶。溶胶在此情况下可以由不同的前体形成。通过凝胶处理，溶胶转变成凝胶，其中，凝胶是ー种胶体。在溶胶-凝胶エ艺期间产生金属氧化物的网络的形成或磁性材料化学地结合在该金属氧化物上。本专利技术的一种改进方案规定，作为磁性材料使用至少ー种稀土材料。由稀土材料制成的磁体超过由铁制成的常规磁体的性能的数倍并且因此被优选使用。元素钪、钇和氧化镧以及镧系元素被称为稀土金属。属于镧系元素的有铺，镨，钕，钷，衫，铕，礼，铺，镝，钦，铒，铥，镱和镥。该稀土材料具有至少ー种稀土金属。例如使用由钕，铁和硼组成的合金(Nd2Fe14B)。但是，具有稀土材料的磁体比常规磁体更容易受到腐蚀。因此，尤其是在由这种磁性材料制成的压カ烧结的磁体情况下，要设置金属的、尤其是具有镍和/或锌的保护层。备选地，如前所述，可以使用氧化保护层，其中将金属醇盐溶液施加到磁体上。这种保护层通常可以在将磁性材料嵌入金属氧化物基体中情况下被去除，但是其被设置用于实现附加的更好的保护。本专利技术的一种改进方案规定，作为粘结剂的组成部分，使用至少ー种硅氧烷，硅 烷，尤其是烷氧基硅烷或こ氧基硅烷，特别优选地四こ氧基硅烷，金属南化物，金属醇盐和/或金属氧化物-纳米颗粒。所述的材料在此处形成所谓的前体。在此情况下可以使用仅仅ー种前体或者多种前体的组合。尤其是可以使用不同的硅醇盐，如例如四こ氧基硅烷(TEOS)和它的变种。对于后者可以通过有机分子替代ー个或多个醇盐族。在此情况下形成的物质也称为“有机功能性硅烷”。也可以使用こ氧基硅烷。在こ氧基硅烷情况下在形态上用こ醇族(类)使硅酸酯化。备选地，也可以使用这样的物质，在该物质情况下，硅酸用醇，如例如甲醇,丙醇,丁醇和类似物,ニ醇,如例如こニ醇,丙ニ醇或类似物,或三元醇,如例如丙三醇，进行酯化。粘结剂也可以具有锆，铝，铈，钛和/或其它的过渡金属的前体。附加地或备选地，可以使用尤其是由Al203,Zr02和/或TiO2，制成的金属氧化物-纳米颗粒，和/或无机的纳米颗粒。硅酸，尤其是致热性硅酸，也可以是粘结剂的组成部分。前述的硅烷，尤其是烷氧基硅烷，与水反应生成硅酸，它本身接着凝结成由金属氧化物(在此处=SiO2)构成的3D网络。接着，主要是除去挥发性反应物。也为对水敏感的磁性材料准备好这样的前体，该前体在不添加水情况下可以聚合成金属氧化物或金属氧化物基体。其中包括金属卤化物(例如1-，2_或3 —氯甲基硅烷)与金属氧化物(Metallaloxiden)(例如四こ氧基硅烷(TEOS)的组合体或所有前面已述的变型)。金属卤化物比金属醇盐具有更强的反应性，因此在这种组合中，可以通过简单地提高磁性材料-粘结剂混合物的温度来启动聚合。这样，也形成3D-金属氧化物基体，它包围磁性材料并且化学地结合在磁性材料上。作为副产品只形成卤素烷烃，它们在制造磁体之后与可能存在的溶剂一起被去除棹。代替所述的元素锆，铝，铈，钛和另外的过渡金属，也可以使用这些元素的化合物作为前体。本专利技术的一种改进方案规定，粘结剂和/或磁性材料被置于ー种溶剂中。溶剂主要被设置用于简化对磁性材料和/或粘结剂的处理，尤其是实现磁体的形成。溶剂优选在硬化磁体期间被从磁体中析出。溶剂可以是水和/或醇类或具有水和/或醇。备选地或附加地，也可以使用质子惰性的溶剤。磁性材料和粘结剂被分散到该溶剂中。本专利技术的一种改进方案規定，向粘结剂和磁性材料中供给添加剂，尤其是由纳米颗粒，聚合物溶液和/或硅酸组成的添加剤。即在形成磁体之前将添加剂加入到由磁性材料和粘结剂组成的混合物中。添加剂在此情况下可以具有纳米颗粒，聚合物溶液和/或硅酸。纳米颗粒例如是由金属氧化物制成的纳米颗粒，而聚合物溶液优选是有机聚合物溶液并且硅酸是热原(质)性的硅酸。如果设置了溶剂，那么添加剂也被分散到该溶剂中。本专利技术的一种改进方案规定，磁性材料，粘结剂和/或溶剂被浇注到一个模具中，在该模具中实施所述硬化。磁体因此是模制件。在硬化期间将磁性材料以化学方式结合到金属氧化物上，而该金属氧化物形成金属氧化物基体。磁体由此可以以几乎任何形状简单地通过浇注到模子中进行制造。所述硬化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.05 DE 102009046426.31.用于制造磁体(I)的方法，其中，磁体(I)至少由一种磁性材料(3)和一种粘结剂(4)形成并且接着被硬化，其特征在于，在硬化期间由粘结剂(4)产生一种化学地结合在磁性材料(3)上的金属氧化物(8)。2.按照权利要求I所述的方法，其特征在于，金属氧化物(8)在一种溶胶-凝胶工艺中产生。3.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为磁性材料(3)使用至少一种稀土材料。4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为粘结剂(4)的组成部分，使用至少一种娃氧烧，娃烧，尤其是烧氧基娃烧或乙氧基娃烧，特别优选地是四乙氧基硅烷，金属卤化物，金属醇盐和/或金属氧化物-纳米颗粒。5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，粘结剂(4)和/或磁性材料(3)被置于一种溶剂(5)中。6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对粘结剂(4)和磁性材料(3)施加添加剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：I蔡特勒，U莫克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：