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WO2025082920A1 - Verfahren zur herstellung eines oder mehrerer permanentmagneten sowie permanentmagnet und dessen verwendung - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines oder mehrerer permanentmagneten sowie permanentmagnet und dessen verwendung Download PDF

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WO2025082920A1
WO2025082920A1 PCT/EP2024/078923 EP2024078923W WO2025082920A1 WO 2025082920 A1 WO2025082920 A1 WO 2025082920A1 EP 2024078923 W EP2024078923 W EP 2024078923W WO 2025082920 A1 WO2025082920 A1 WO 2025082920A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
powder
alloy
rare earth
earth metal
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/078923
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Konrad Opelt
Chi-Chia Lin
Mario Schönfeldt
Jürgen Gassmann
Oliver Gutfleisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of WO2025082920A1 publication Critical patent/WO2025082920A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing at least one permanent magnet, in which at least one specific main phase powder and at least one specific anisotropy powder are provided, at least one powder mixture is produced by mixing the at least one main phase powder with the at least one anisotropy powder, the at least one powder mixture is exposed to a magnetic field to align the magnetic moments of the particles, and the at least one powder mixture is subjected to at least one sintering process.
  • the present invention also relates to a permanent magnet and its use.
  • RE-MB rare earth metals
  • M e.g., iron (with optionally at least one other metal)
  • RE-MB e.g., Nd-Fe-B
  • RE-MB permanent magnets are composed of a multiphase structure enclosing the RE-MB 2-14-1 hard magnetic phase, in which REs are enriched with a comparatively high mass and thus a comparatively high magnetocrystalline anisotropy.
  • the coercive field strength of permanent magnets is largely determined by the anisotropy field of the rare earth elements.
  • a targeted enrichment of rare earth elements with a comparatively high mass and thus a comparatively high magnetocrystalline anisotropy in the edge region of the grains of the microstructure is necessary. Any enrichment within the grain or in edge regions that are larger than the area of exchange interaction between neighboring grains in the microstructure does not contribute to an increase in the coercive field strength, but does increase material consumption and production costs. Production processes that can produce such an optimized microstructure thus contribute to a competitive advantage.
  • a sintered or hot-formed permanent magnet is coated with a heavy rare earth source in a subsequent process step.
  • the rare earth source can diffuse into the magnet along the grain boundaries and accumulate in the grain peripheries.
  • Disadvantages include the additional use/production of a heavy rare earth (SRE) source (e.g., Dy fluoride, Dy?oCu3o alloy, Dy sputtering target),
  • SRE heavy rare earth
  • the SSE source must be applied to the surface (wetting in suspension/dispersion, sputtering system, electrophoretic deposition) without oxidation of the SSE by, for example, atmospheric oxygen.
  • An additional heat treatment must be carried out, which requires energy/time and therefore incurs costs. Only magnets thinner than 10 mm can be processed.
  • two powders are mixed together: a relatively fine RE-Fe-B anisotropy powder (AP) and a 50 to 100% coarser RE-Fe-B main phase powder (MP). Due to its chemical composition, the AP exhibits a higher anisotropy field strength than the MP. After pressing into green compacts, the powder mixture is sintered, whereby the AP particles melt due to their higher surface energy and envelop the MP particles. Thus, after sintering, SSE are also enriched at the edge regions of the grains.
  • AP RE-Fe-B anisotropy powder
  • MP coarser RE-Fe-B main phase powder
  • the enriched edge regions are much more pronounced than in the GBDP, which means that too much of the critical and expensive SE is used overall, the edge regions contain too low a concentration of SSE despite the stronger expression, because on the one hand too high amounts of lighter SE, which are mainly contained in the MP, accumulate in the edge regions and on the other hand a significant part of the particles of the AP (e.g. through contact with oxygen) oxidizes and therefore many of the particles of the AP no longer melt during the sintering process.
  • the object of the present invention was to provide a resource-saving process for producing at least one permanent magnets with which permanent magnets with very good magnetic properties can be obtained.
  • a method for producing at least one permanent magnet in which a) at least one main phase powder comprising at least one first alloy and at least one anisotropic powder comprising at least one second alloy are provided, wherein the at least one anisotropic powder has a higher anisotropic field strength than the at least one main phase powder, wherein the at least one first alloy and the at least one second alloy each contain or consist of (independently of one another) iron, boron, at least one rare earth metal and at least one further metal, wherein the at least one anisotropic powder consists of particles having an average particle size dlO of at least 1 ⁇ m, and wherein the at least one main phase powder consists of particles having an average particle size dlO of at least 2 ⁇ m and having an average particle size d50 that is larger than the average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder, b) at least one powder mixture is produced by mixing the at least one main phase powder with the at least one anis
  • step a at least one main phase powder and at least one anisotropy powder are initially provided.
  • the at least one anisotropy powder exhibits a higher anisotropy field strength than the at least one main phase powder.
  • the anisotropy field strength can be determined, for example, using the vibrating sample magnetomer method (VSM, "vibrating sample magnetometry") or by measurement with a vibrating sample magnetomer.
  • the at least one anisotropy powder exhibits a higher anisotropy field strength than the at least one main phase powder
  • the at least one anisotropy powder having a higher proportion of rare earth metals with a comparatively high molar mass and thus a comparatively high magnetocrystalline anisotropy than the at least one main phase powder.
  • the at least one main phase powder comprises or consists of at least one first alloy.
  • the at least one first alloy contains or consists of iron, boron, at least one rare earth metal and at least one further metal, wherein the at least one further metal of the first alloy is preferably selected from the group consisting of aluminum, gallium, tin, chromium, cobalt, copper, molybdenum, niobium, nickel, titanium, vanadium, tungsten, zirconium and combinations thereof.
  • the at least one anisotropy powder comprises or consists of at least one second alloy.
  • the at least one second alloy contains or consists of iron, boron, at least one rare earth metal and at least one further metal, wherein the at least one further metal of the second alloy is preferably selected from the group consisting of aluminum, gallium, tin, chromium, cobalt, copper, molybdenum, niobium, nickel, titanium, vanadium, tungsten, zirconium and combinations thereof.
  • the at least one rare earth metal of the at least one first alloy may be identical or not identical to the at least one rare earth metal of the at least one second alloy.
  • the at least one second alloy may contain the same at least one rare earth metal as the at least one first alloy or a different at least one rare earth metal than the at least one first alloy.
  • the at least one first rare earth metal of the at least one first alloy and the at least one rare earth metal of the at least one second alloy are identical, ie the at least one second alloy contains the same at least one rare earth metal as the at least one first alloy, then it is preferred that the at least one first rare earth metal comprises a plurality of rare earth metals, wherein the concentration of at least one, preferably of at least two, of the rare earth metals in the at least one first alloy differs from the concentration of the at least one, preferably of the at least two, of the rare earth metals in the at least second alloy.
  • the at least one further metal of the at least one first alloy may be identical or non-identical to the at least one further metal of the at least one second alloy.
  • the at least one second alloy may contain the same at least one further metal as the at least one first alloy or contain a different at least one further metal than the at least one first alloy.
  • the at least one main phase powder can contain, in addition to the at least one first alloy, at least one first additive, preferably at least one first grinding aid, e.g., isopropanol.
  • the at least one main phase powder can consist of the at least one first alloy and the at least one first additive.
  • the at least one anisotropy powder can contain, in addition to the at least one second alloy, at least one second additive, preferably at least one second grinding aid, e.g., isopropanol.
  • the at least one anisotropy powder can consist of the at least one second alloy and the at least one second additive.
  • the at least one first additive, preferably the at least one first grinding aid, and the at least one second additive, preferably the at least one second grinding aid, can be identical, e.g., in both cases, isopropanol. It is also possible for the at least one main phase powder and/or the at least one anisotropy powder to contain no additive.
  • the at least one main phase powder and the at least one anisotropy powder each consist of particles.
  • the particles of the at least one The main phase powder has a (first) average particle size d50, and the particles of the at least one anisotropic powder have a (second) average particle size d50.
  • the (first) average particle size d50 of the at least one main phase powder is larger than the (second) average particle size d50 of the at least one anisotropic powder.
  • the (first) average particle size d50 of the at least one main phase powder and/or the (second) average particle size d50 of the at least one anisotropic powder can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • the particles of the at least one main phase powder have a (first) average particle size dlO and the particles of the at least one anisotropic powder have a (second) average particle size dlO.
  • the (first) average particle size dlO of the at least one main phase powder is at least 2 pm.
  • the (second) average particle size dlO of the at least one anisotropic powder is at least 1 pm.
  • the (first) average particle size dlO of the at least one main phase powder and/or the (second) average particle size dlO of the at least one anisotropic powder can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • step b) the at least one main phase powder (provided in step a) is mixed with the at least one anisotropy powder (provided in step a), whereby at least one powder mixture is obtained/produced.
  • the at least one powder mixture is exposed to a magnetic field to align the magnetic moments of the particles (of the at least one main phase powder and/or the at least one anisotropy powder).
  • the magnetic field is preferably a pulsed magnetic field, with the pulsed magnetic field (or its magnetic pulses) particularly preferably having a pulse duration of less than 1 s, preferably in the range from 1 ms to 1 s, and/or a magnetic flux density of less than 20 T, preferably in the range from 1 T to 20 T, particularly preferably from 10 T to 14 T. It is preferred that the magnetic pulses are repeated, preferably repeated one to ten times. As an alternative to pulsed magnetic fields, homogeneous magnetic fields can also be used.
  • the at least one powder mixture is sintered by subjecting it to at least one sintering process.
  • the at least one sintering process preferably takes place at temperatures in the range of 800°C to 1300°C, preferably from 950°C to 1150°C, particularly preferably from 960°C to 1100°C, and/or under a protective gas atmosphere or under vacuum, and/or for a duration of 1 hour to 8 hours, preferably from 2 hours to 4 hours.
  • the smaller particles dissolve and/or melt due to their higher surface energy and envelop the larger, non-dissolving and/or non-melting particles.
  • the anisotropic powder particles are on average smaller than the main phase powder particles. This is why the anisotropic powder particles are more likely to dissolve and/or melt during the sintering process and envelop the main phase powder particles.
  • the resulting magnet comprising these grains has a high coercive field strength and, at the same time, high remanence.
  • the method according to the invention is particularly characterized in that the particles of the at least one main phase powder have an average particle size dlO of at least 2 pm and the particles of the at least one anisotropic powder have an average particle size dlO of at least 1 pm.
  • the anisotropic powder has only a very small number of small particles (preferably in the essentially no small particles at all) with a particle size smaller than 1 ⁇ m.
  • small particles i.e. particles with a particle size smaller than 1 ⁇ m
  • oxidation e.g. with atmospheric oxygen
  • oxidized particles no longer dissolve or melt during the sintering process, so that the material of these oxidized particles cannot deposit around the main phase particles as desired, but is instead lost as unusable material.
  • the anisotropic powder in the process according to the invention now has very few, preferably essentially no, such small particles, oxidation of the particles of the anisotropic powder can be largely avoided. As a result, less material of the anisotropic powder is lost as unusable material during the process, so that ultimately less material of the anisotropic powder and thus also smaller amounts of the rare earth metals contained therein need to be used in the process according to the invention.
  • the process according to the invention is therefore resource-saving and comparatively cost-effective.
  • the main phase powder has only a small number of such small particles that dissolve and/or melt during the sintering process. If the main phase powder instead had more smaller particles, many particles of the main phase powder would also dissolve and/or melt during the sintering process and, together with the dissolved particles of the anisotropic powder, would envelop the larger, undissolved particles of the main phase powder. This would result in excessively pronounced edge regions or shells of the grains, in which the material of the anisotropic powder is present in a relatively low concentration.
  • the main phase powder now only has a small number of such small particles, which dissolve and/or melt during the sintering process, grains can be obtained which have only comparatively thin shells (e.g. with a thickness in the range of 0.01 pm to 2 pm) but at the same time a high concentration of the material of the anisotropy powder. Due to this, the resulting magnets have an even higher coercive field strength with simultaneously high remanence and thus very good magnetic properties.
  • the process according to the invention is therefore a resource-saving and comparatively cost-effective process for producing permanent magnets with very good magnetic properties.
  • the disadvantages of known processes such as GBDP and 2PM can be largely avoided.
  • sintering powders are used that contain only a small amount of small particles, for example, by separating the powder's finest particles. Due to the difference in size between the particles of the main phase powder and the particles of the anisotropic powder, the anisotropic powder can then essentially function as the finest fraction of the main phase powder, since the particles of the anisotropic powder are approximately the same size as the (separated) finest fraction of the main phase powder.
  • the process according to the invention can avoid an excessive accumulation of rare earth metals in the edge region or shell of the grains of the produced magnet.
  • the process according to the invention can produce grains with significantly thinner shells (e.g., with a thickness in the range of 0.01 pm to 2 pm) but with a higher concentration of material originating from the particles of the anisotropic powder (i.e., material with a high anisotropic field strength).
  • oxidation of the particles of the anisotropic powder during the sintering process can be largely avoided.
  • the process according to the invention not only produces magnets with better magnetic properties than 2PM, but also requires significantly less rare earth metals, making it significantly more resource-efficient than 2PM.
  • the process according to the invention In comparison to the known GBDP, the process according to the invention The production of a heavy rare earth source and its application to the surface of the magnet by coating, as well as a subsequent time- and energy-consuming heat treatment for in-diffusion, can be dispensed with, so that the process according to the invention is more straightforward and cost-effective. In addition, the concentration gradient of the rare earth metals in the GBDP resulting from in-diffusion can be avoided.
  • the shells of the grains of the magnets produced using the process according to the invention have a substantially constant thickness across the entire magnet (e.g., in the range of 0.01 pm to 2 pm at any point), whereby an excessive enrichment of rare earth metals enriched in shells near the surface of the magnet, as is the case with GBDP, can be avoided in the process according to the invention.
  • the magnets produced using the process according to the invention have a uniform content of the rare earth metals enriched in the shells across the entire cross-section (no concentration gradient from the surface to the center).
  • the process according to the invention thus results in permanent magnets with significantly better magnetic properties and is also more resource-efficient.
  • the process according to the invention can produce significantly thicker permanent magnets (with a thickness of more than 10 mm) than with GBDP.
  • a preferred variant of the process according to the invention is characterized in that the (second) average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder is in the range from 1 pm to 5 pm, preferably from 1 pm to 3.2 pm, particularly preferably from 1 pm to 3 pm, very particularly preferably 2 pm to 3 pm, in particular from 2.8 pm to 3 pm, e.g. from 2.8 pm to 3.2 pm, and/or the (first) average particle size d50 of the particles of the at least one main phase powder is in the range from 3 pm to 8 pm, preferably from 3.5 pm to 6.5 pm, particularly preferably from 4 pm to 6 pm, very particularly preferably from 5.5 pm to 6 pm, e.g.
  • the (first) average particle size d50 of the particles of the at least one main phase powder is more than 50%, preferably more than 100%, is greater than the (second) average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder
  • the average particle size d10 of the particles of the at least one anisotropic powder is at least 1.3 pm, preferably at least 1.5 pm, particularly preferably at least 1.7 pm, and/or substantially all particles of the at least one anisotropic powder have a particle size of at least 1 pm, preferably of at least 1.3 pm, particularly preferably of at least 1.5 pm, very particularly preferably of at least 1.7 pm
  • the (first) average particle size d10 of the particles of the at least one main phase powder is at least 2.5 pm, preferably at least 3 pm, particularly preferably at least 4 pm, and/or substantially all particles of the at least one main phase powder have a particle size of at least 2 pm, preferably of at least 2.5 pm, particularly preferably of
  • the (first) average particle size d50 of the at least one main phase powder and/or the (second) average particle size d50 of the at least one anisotropic powder can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • the (first) average particle size dlO of the at least one main phase powder and/or the (second) average particle size dlO of the at least one anisotropic powder can be determined, for example, by means of laser diffraction. Whether essentially all particles of the at least one main phase powder have a certain particle size can be determined, for example, by means of laser diffraction. Whether essentially all particles of the at least one anisotropic powder have a certain particle size can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • essentially all particles of the at least one main phase powder have a particle size of at least 2 pm, preferably of at least 3 pm, particularly preferably of at least 4 pm, can be understood to mean that at least 95%, preferably at least 97%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the particles of the at least one main phase powder have a particle size of at least 2 pm, preferably of at least 3 pm, particularly preferably of at least 4 pm. This can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • substantially all particles of the at least one main phase powder have a particle size that is larger than the (second) average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder can be understood to mean that at least 95%, preferably at least 97%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the particles of the at least one main phase powder have a particle size that is larger than the (second) average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder. This can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • substantially all particles of the at least one anisotropic powder have a particle size of at least 1 pm can be understood to mean that at least 95%, preferably at least 97%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the particles of the at least one anisotropic powder have a particle size of at least 1 pm. This can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • a further preferred variant of the process according to the invention is characterized in that the at least one main phase powder has an oxygen content of less than 0.2 wt.%, preferably less than 0.1 wt.%, and/or the at least one anisotropy powder has an oxygen content of less than 0.25 wt.%, preferably less than 0.2 wt.%.
  • the oxygen content of the at least one main phase powder and/or the oxygen content of the at least one anisotropy powder can be determined, for example, by means of hot gas extraction.
  • a further preferred variant of the method according to the invention is characterized in that in step a), the at least one main phase powder is provided or has been produced by providing at least one first powder comprising the at least one first alloy, and the at least one first powder is subjected to at least one (first) separation process in which particles are removed which have a particle size of less than 2 pm, wherein preferably the at least one first powder consists of particles with a (third) average particle size d50 in the range from 1 pm to 7 pm, preferably in the range from 3 pm to 4 pm, and/or the at least one (first) separation process is at least a screening process, which preferably takes place under a protective gas atmosphere, and/or in the at least one (first) separation process, essentially all particles are removed which have a particle size of less than 2 pm, preferably less than 3 pm, particularly preferably less than 4 pm, and/or in the at least one (first) separation process, essentially all particles are removed which have a particle size which is smaller than the (second) average particle size d50
  • At least one first powder is subjected to at least one (first) comminution process at least one (first) additive, preferably at least one (first) dispersing agent, e.g. isopropanol, is added.
  • first additive preferably at least one (first) dispersing agent, e.g. isopropanol
  • the (third) average particle size d50 of the at least one first powder can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • the fact that in the at least one (first) separation process, essentially all particles are removed that have a particle size of less than 2 pm, preferably less than 3 pm, particularly preferably less than 4 pm, can be understood to mean that at least 95%, preferably at least 97%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the particles are removed that have a particle size of less than 2 pm, preferably less than 3 pm, particularly preferably less than 4 pm. This can be verified, for example, by means of laser diffraction.
  • the fact that in the at least one (first) separation process, essentially all particles are removed that have a particle size smaller than the (second) average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder can be understood to mean that at least 95%, preferably at least 97%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the particles are removed that have a particle size smaller than the (second) average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder. This can be verified, for example, by means of laser diffraction.
  • a further preferred variant of the method according to the invention is characterized in that the at least one first powder is provided or has been produced by producing flakes comprising the at least one first alloy and the flakes comprising the at least one first alloy are subjected to at least one (first) (pre-)comminution process, whereby the at least one first powder is obtained, wherein the flakes preferably have a thickness of 0.05 mm to 0.5 mm, and/or the at least one (first) (pre-)comminution process is selected is selected from the group consisting of comminution by means of hydrogen embrittlement, milling, and combinations thereof, and/or the flakes comprising at least one first alloy by
  • strip casting wherein preferably a melt containing the components of the at least one first alloy is produced and poured onto a cooled, preferably water-cooled, metal roller or a roller with a metal coating, and/or
  • cooling rates of 10 2 K/s to 10 4 K/s, preferably 5 • 10 2 K/s to 5 • 10 3 K/s, can preferably be achieved.
  • the Fh gas diffuses into the material and different volume expansions occur in the phase components of the magnet, which ultimately lead to embrittlement.
  • a further preferred variant of the method according to the invention is characterized in that in step a) the at least one anisotropy powder is provided or has been produced by providing at least one second powder comprising the at least one second alloy and the at least one second powder is subjected to at least one (second) separation process in which particles are removed which have a particle size of less than 1 pm, wherein preferably the at least one second powder consists of particles with a (fourth) average particle size d50 in the range from 0.1 pm to 4 pm, preferably in the range from 1 pm to 3 pm, and/or the at least one (second) separation process is at least a classifying process, which preferably takes place under a protective gas atmosphere, and/or that in the at least one (second) separation process essentially all particles are removed which have a particle size of less than 1 ⁇ m, the at least one second powder is subjected to at least one comminution process, preferably at least one grinding process (e.g.
  • At least one (second) additive preferably at least one (second) grinding aid, e.g. isopropanol, is added to the at least one second powder before the at least one (first) comminution process.
  • at least one (second) additive preferably at least one (second) grinding aid, e.g. isopropanol
  • the at least one second additive preferably the at least one second grinding aid, is preferably identical to the at least one first additive, preferably the at least one first grinding aid, e.g. in both cases isopropanol.
  • the (fourth) average particle size d50 of the at least one second powder can be determined, for example, by means of laser diffraction.
  • the fact that in the at least one (second) separation process, essentially all particles having a particle size smaller than 1 pm are removed can be understood to mean that at least 95%, preferably at least 97%, particularly preferably at least 99%, very particularly preferably at least 99.5%, of the particles having a particle size smaller than 1 pm are removed. This can be verified, for example, by means of laser diffraction.
  • strip casting wherein preferably a melt containing the components of the at least one first alloy is produced and poured onto a cooled, preferably water-cooled, metal roller or a roller with a metal coating, and/or
  • cooling rates of 10 2 K/s to 10 4 K/s, preferably 5 • 10 2 K/s to 5 • 10 3 K/s, can preferably be achieved.
  • the Fh gas diffuses into the material and different volume expansions occur in the phase fractions of the material, which ultimately lead to embrittlement.
  • a further preferred variant of the method according to the invention is characterized in that the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and/or the at least one rare earth metal of the at least one second alloy is selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, europium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, erbium, ytterbium, lutetium, yttrium, scandium, and combinations thereof, wherein the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and/or the at least one rare earth metal of the at least one second alloy tion is preferably selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, yttrium, and combinations thereof, and/or the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and the at least one rare earth metal of
  • the at least one first alloy and/or the at least one second alloy each contains
  • the at least one further metal 0 wt.% to 5 wt.%, preferably 0.1 to 0.5 wt.%, of the at least one further metal, based on the total weight of the respective alloy (or of the at least one first and/or the at least one second alloy).
  • step c) • (at least partially) between step c) and step d), and/or
  • the at least one powder mixture before compaction has a density which corresponds to 30% to 50% of the density of the at least one powder mixture after sintering, and/or the at least one sintering process in step d) is carried out at a temperature in the range from 800°C to 1300°C, preferably from 950°C to 1150°C, particularly preferably from 960°C to 1100°C, and/or under a protective gas atmosphere or vacuum, and/or after step d) the at least one sintered powder mixture is subjected to at least one heat treatment, wherein the at least one heat treatment is preferably
  • At least one first heat treatment at a temperature in the range of 650 °C to 950 °C, preferably from 700 °C to 940 °C, and/or with a duration of 0.5 h to 8 h, preferably from 1 h to 4 h, and
  • At least one second heat treatment at a temperature in the range of 450 °C to 750 °C, preferably from 500 °C to 690 °C, and/or with a duration of 0.5 h to 8 h, preferably from 1 h to 4 h.
  • the present invention further relates to a permanent magnet comprising grains, each having a core with a first composition and a shell (arranged around the core) with a second composition, wherein the first composition and the second composition each contain or consist of iron, boron, at least one rare earth metal and at least one further metal, wherein the second composition has a higher anisotropy field strength than the first composition, and wherein the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.01 pm to 2 pm at any point.
  • the permanent magnet usually also includes a grain boundary phase (in addition to the grains).
  • the shells of the grains are not the Grain boundary phase. Instead, the respective shell (just like the respective nucleus) is part of the respective grain.
  • the grain boundary phase is thus arranged around the shells of the grains.
  • the fact that the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.02 pm to 1 pm at any point can be determined, for example, by means of scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and/or transmission electron microscopy (TEM).
  • SEM scanning electron microscopy
  • EDX energy dispersive X-ray spectroscopy
  • TEM transmission electron microscopy
  • the average thickness of the shells of the grains can be determined, for example, by scanning electron microscopy (SEM) and/or transmission electron microscopy (TEM).
  • a further preferred embodiment of the permanent magnet according to the invention is characterized in that the at least one rare earth metal of the first composition and/or the at least one rare earth metal of the second composition is selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, europium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, erbium, ytterbium, lutetium, yttrium, scandium, and combinations thereof, wherein the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and/or the at least one rare earth metal of the at least one second alloy is preferably selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, yttrium, and combinations thereof, and/or the at least one rare earth metal of the first composition and the at least one rare earth metal of the second composition each comprise at least one first rare
  • the at least one first rare earth metal of the first composition is identical to the at least one first rare earth metal of the second composition and/or the at least one second rare earth metal of the first composition is identical to the at least one second rare earth metal of the second composition, and/or
  • the concentration of the at least one second rare earth metal of the first composition and/or the concentration of the at least one second rare earth metal of the second composition remains substantially constant and/or the at least one further metal of the first composition and/or the at least one further metal of the second composition is selected from the group consisting of aluminum, gallium, tin, chromium, cobalt, copper, molybdenum, niobium, nickel, titanium, vanadium, tungsten, zirconium and combinations thereof.
  • a further preferred embodiment of the permanent magnet according to the invention is characterized in that the first composition and/or the second composition each • 65% to 75% by weight of iron, based on the total weight of the respective composition (or the first and/or second composition), and/or
  • each is a composition according to the formula SE2(Fe,M)i4B, where SE stands for the at least one rare earth metal of the respective composition (or the first and/or second composition) and M stands for the at least one further metal of the respective composition (or the first and/or second composition).
  • a further preferred embodiment of the permanent magnet according to the invention is characterized in that the permanent magnet can be produced or is produced using the method according to the invention.
  • the present invention further relates to the use of the permanent magnet according to the invention in electric vehicles, wind turbines, robots, entertainment electronic devices, loudspeakers, air conditioning units, magnetocaloric systems.
  • the present invention also relates to the following aspects: Method for producing at least one permanent magnet, in which a) at least one main phase powder comprising at least one first alloy and at least one anisotropic powder comprising at least one second alloy are provided, wherein the at least one anisotropic powder has a higher anisotropic field strength than the at least one main phase powder, wherein the at least one first alloy and the at least one second alloy each contain or consist of iron, boron, at least one rare earth metal and at least one further metal, wherein the at least one anisotropic powder consists of particles which have an average particle size dlO of at least
  • the at least one main phase powder consists of particles which have an average particle size dl0 of at least 2 pm and which have an average particle size d50 which is larger than the average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder
  • at least one powder mixture is produced by mixing the at least one main phase powder with the at least one anisotropic powder, c) the at least one powder mixture is exposed to a magnetic field to align magnetic moments of the particles, and d) the at least one powder mixture is subjected to at least one sintering process.
  • the average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder is in the range from 1 pm to 5 pm, preferably from 1 pm to 3 pm, and/or the average particle size d50 of the particles of the at least one Main phase powder is in the range from 3 pm to 8 pm, preferably from 4 pm to 6 pm, and/or the average particle size d50 of the particles of the at least one main phase powder is more than 50%, preferably more than 100%, larger than the average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder, and/or substantially all particles of the at least one anisotropic powder have a particle size of at least 1 pm, and/or the average particle size d10 of the particles of the at least one main phase powder is at least 3 pm, preferably at least 4 pm, and/or substantially all particles of the at least one main phase powder have a particle size of at least 2 pm, preferably of at least 3 pm, particularly preferably of at least 4 pm, and/or the
  • step a) the at least one main phase powder is provided or was produced by providing at least one first powder comprising the at least one first alloy and the at least one first powder is subjected to at least one separation process in which particles are removed which have a particle size of less than 2 pm, wherein preferably the at least one first powder consists of particles with an average particle size d50 in the range from 1 pm to 7 pm, preferably in the range from 3 pm to 4 pm, and/or the at least one separation process is at least a classifying process, which preferably takes place under a protective gas atmosphere, and/or TI that in the at least one separation process essentially all particles are removed which have a particle size of less than 2 ⁇ m, preferably less than 3 ⁇ m, particularly preferably less than 4 ⁇ m, and/or that in the at least one separation process essentially all particles are removed which have a particle size which is smaller than the average particle size d50 of the particles of the at least one anisotropic powder, and
  • Method according to aspect 3 characterized in that the at least one first powder is provided or has been produced by producing flakes comprising the at least one first alloy and the flakes comprising the at least one first alloy are subjected to at least one comminution process, whereby the at least one first powder is obtained, wherein preferably the flakes have a thickness of 0.05 mm to 0.5 mm, and/or the at least one comminution process is selected from the group consisting of comminution by means of hydrogen embrittlement, grinding, and combinations thereof, and/or the flakes comprising the at least one first alloy are subjected to
  • strip casting wherein preferably a melt containing the components of the at least one first alloy is produced and poured onto a cooled, preferably water-cooled, metal roller or a roller with a metal coating, and/or
  • step a) the at least one anisotropy powder is provided or was produced by providing at least one second powder comprising the at least one second alloy and the at least one second powder is subjected to at least one separation process in which particles are removed which have a particle size of less than 1 pm, wherein preferably the at least one second powder consists of particles with an average particle size d50 in the range from 0.1 pm to 4 pm, preferably in the range from 1 pm to 3 pm, and/or the at least one separation process is at least a classifying process which is preferably carried out in a protective gas atmosphere, and/or in that in the at least one separation process essentially all particles are removed which have a particle size of less than 1 pm, the at least one second powder is subjected to at least one comminution process, preferably at least one grinding process, before and/or during the at least one separation process, wherein particularly preferably at least one additive, preferably at least one grinding agent, is added to the at least one second powder
  • Method according to aspect 5 characterized in that the at least one second powder is provided or has been produced by producing flakes comprising the at least second alloy and subjecting the flakes comprising the at least one second alloy to at least one comminution process, whereby the at least one second powder is obtained, wherein preferably the flakes have a thickness of 0.05 mm to 0.5 mm, and/or the at least one comminution process is selected from the group consisting of comminution by means of hydrogen embrittlement, grinding, and combinations thereof, and/or the flakes comprising the at least one first alloy by
  • strip casting wherein preferably a melt containing the components of the at least one first alloy is produced and poured onto a cooled, preferably water-cooled, metal roller or a roller with a metal coating, and/or
  • the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and/or the at least one rare earth metal of the at least one second alloy is selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, europium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, erbium, ytterbium, lutetium, yttrium, scandium, and combinations thereof, wherein the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and/or the at least one rare earth metal of the at least one second alloy is preferably selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, yttrium, and combinations thereof, and/or the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and the at least one rare earth metal of the at least one second alloy is selected from the group consisting of lanthanum
  • the at least one powder mixture is compacted during step c), between step c) and step d), and/or during step d), wherein preferably the at least one powder mixture before compaction has a density which corresponds to 30% to 50% of the density of the at least one powder mixture after sintering, and/or the at least one sintering process in step d) takes place at a temperature in the range from 800°C to 1300°C, preferably from 950°C to 1150°C, particularly preferably from 960°C to 1100°C, and/or under a protective gas atmosphere or vacuum, and/or after step d), the at least one sintered powder mixture is subjected to at least one heat treatment, wherein the at least one heat treatment preferably
  • At least one first heat treatment at a temperature in the range of 650 °C to 950 °C, preferably from 700 °C to 940 °C, and/or with a duration of 0.5 h to 8 h, preferably from 1 h to 4 h, and
  • At least one second heat treatment at a temperature in the range from 450 °C to 750 °C, preferably from 500 °C to 690 °C, and/or with a duration of from 0.5 h to 8 h, preferably from 1 h to 4 h.
  • a permanent magnet comprising grains each having a core with a first composition and a shell with a second composition, wherein the first composition and the second composition each contain or consist of iron, boron, at least one rare earth metal and at least one further metal, wherein the second composition has a higher anisotropy field strength than the first composition. tion, and wherein the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.01 ⁇ m to 2 ⁇ m at any point.
  • Permanent magnet according to aspect 10 characterized in that the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.02 pm to 1 pm at any point, and/or the shells of the grains have an average thickness in the range of 0.01 pm to 2 pm, preferably from 0.02 pm to 1 pm, and/or the permanent magnet has a thickness of at least 10 mm, preferably of at least 12 mm, particularly preferably of at least 15 mm.
  • the at least one rare earth metal of the first composition and/or the at least one rare earth metal of the second composition is selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, europium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, erbium, ytterbium, lutetium, yttrium, scandium, and combinations thereof, wherein the at least one rare earth metal of the at least one first alloy and/or the at least one rare earth metal of the at least one second alloy is preferably selected from the group consisting of lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, gadolinium, dysprosium, terbium, holmium, yttrium, and combinations thereof, and/or the at least one rare earth metal of the first composition and the at least one rare earth metal of the second composition each comprise at least one first rare earth metal and each comprise at least one first rare earth metal and each comprise at least
  • the at least one first rare earth metal of the first composition is identical to the at least one first rare earth metal of the second composition and/or the at least one second rare earth metal of the first composition is identical to the at least one second rare earth metal of the second composition, and/or
  • the concentration of the at least one second rare earth metal of the first composition and/or the concentration of the at least one second rare earth metal of the second composition remains substantially constant and/or the at least one further metal of the first composition and/or the at least one further metal of the second composition is selected from the group consisting of aluminum, gallium, tin, chromium, cobalt, copper, molybdenum, niobium, nickel, titanium, vanadium, tungsten, zirconium and combinations thereof.
  • Permanent magnet according to one of aspects 10 to 12, characterized in that the first composition and/or the second composition each comprise the first composition and/or the second composition each comprise
  • each is a composition according to the formula SE2(Fe,M)i4ß, where SE stands for the at least one rare earth metal of the respective composition and M stands for the at least one further metal of the respective composition.
  • Permanent magnet according to one of aspects 10 to 13, characterized in that the permanent magnet can be produced or is produced by a method according to one of aspects 1 to 9.
  • a permanent magnet according to one of aspects 10 to 14 in electric vehicles, wind turbines, robots, consumer electronic devices, loudspeakers, air conditioning units, magnetocaloric systems.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the sintering process of an exemplary variant of the method according to the invention.
  • the left image shows the beginning of the sintering process, in which particle 1 of the main phase powder and particle 2 of the anisotropic powder are present within the grain boundary phase 3.
  • the anisotropic powder has a higher anisotropic field strength than the main phase powder.
  • the smaller particles i.e. mainly particles 2 of the anisotropic powder, dissolve and/or melt, and their material is deposited.
  • grains 4 each of which has a core with a first composition originating from the particles 1 of the main phase powder, and a shell with a second composition originating essentially from the particles 2 of the anisotropic powder.
  • the second composition thus has a higher anisotropy field strength than the first composition.
  • the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.01 pm to 2 pm at every point, so that the shells have a relatively constant thickness across the entire magnet.
  • the coarse powders can, for example, be produced from flakes using a comminution process.
  • the powders in the first group are coarse powders each consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • the powders in the second group are coarse powders each consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • the powders of the second group have (due to their composition) a higher anisotropy field strength, determined by the vibrating sample magnetomer method (VSM, "vibrating sample magnetometry") or by measurement with a vibrating sample magnetomer, than the powders of the first group.
  • VSM vibrating sample magnetomer method
  • the powders in the first group are each subjected to a classifying process under a nitrogen atmosphere to remove the finest particles.
  • the powders are subjected to a grinding process during the classifying process.
  • the grinding and classifying processes are carried out on a Netzsch grinding system (M-Jet), which includes an integrated classifier.
  • the chlorine concentration is at the detection limit (ppm).
  • 0.2% isopropanol is added to the respective powder under a protective gas atmosphere and mixed for approximately 30 minutes.
  • the powders obtained in this way from the coarse powders of the first group are subsequently used as main phase powders.
  • the average particle sizes of the particles of these main phase powders, determined by laser diffraction, are given in Table 1 below.
  • Table 1 Average particle sizes of the particles of the main phase powders produced (in Example 1), each determined by laser diffraction
  • the powders in the second group are also subjected to a classifying process to remove the finest particles under a nitrogen atmosphere.
  • the powders are subjected to a grinding process during the classifying process.
  • the grinding and classifying processes are carried out on a Netzsch grinding system (M-Jet), which includes an integrated classifier.
  • the chlorine concentration is at the detection limit (ppm).
  • 0.2% isopropanol is added to the respective powder under a protective gas atmosphere and mixed for approximately 30 minutes.
  • the powders obtained in this way from the coarse powders of the second group are subsequently used as anisotropic powders.
  • the average particle sizes of these anisotropic powders, determined by laser diffraction, are given in Table 2 below.
  • Table 2 Average particle sizes of the particles of the anisotropic powders produced (in Example 1), each determined by laser diffraction
  • At least one of the main phase powders is mixed with at least one of the anisotropic powders. Due to their composition, the anisotropic powders exhibit a higher anisotropic field strength than the main phase powders, as determined using the vibrating sample magnetomer method (VSM, "vibrating sample magnetometry") or by measurement with a vibrating sample magnetomer.
  • VSM vibrating sample magnetomer method
  • the resulting powder mixture is exposed to a magnetic field to align the magnetic moments of the particles.
  • the powder mixture is then subjected to at least one sintering process at a temperature in the range of 800°C to 1300°C.
  • the sintered powder mixture can optionally be subjected to at least one heat treatment, for example, a heat treatment at a temperature in the range of 650°C to 950°C and a duration of 0.5 h to 8 h, and a second heat treatment at a temperature in the range of 450°C to 750°C and a duration of 0.5 h to 8 h.
  • a permanent magnet comprising grains, each having a core with a first composition and a shell with a second composition, wherein the first composition contains neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga), and wherein the second composition contains neodymium (Nd), praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • the first composition contains neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • the first composition contains neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt
  • the second composition has a higher anisotropy field strength than the first composition, which can be determined using the vibrating sample magnetomer method (VSM, "vibrating sample magnetometry") or by measurement with a vibrating sample magnetomer.
  • VSM vibrating sample magnetomer
  • the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.01 ⁇ m to 2 ⁇ m at any point, which can be determined by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and/or transmission electron microscopy (TEM).
  • the coarse powders can, for example, be produced from flakes using a comminution process.
  • Four of the five coarse powders are coarse powders consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • the fifth coarse powder is a coarse powder consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • This fifth coarse powder (due to its composition) has a higher anisotropy field strength, determined by the vibrating sample magnetomer method (VSM, "vibrating sample magnetometry”), than the other four coarse powders.
  • the four powders consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga), are each subjected to a classifying process under a nitrogen atmosphere to remove the finest particles.
  • the powders are then subjected to a grinding process during the classifying process.
  • the grinding and classifying processes are carried out on a Netzsch grinding system (M-Jet), which includes an integrated classifier. Before the classifying and grinding processes, 0.2% isopropanol is added to the respective powder under a protective gas atmosphere, and the powder is mixed for approximately 30 minutes.
  • the powders obtained in this way from the four coarse powders consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga) are subsequently used as main phase powders.
  • the average particle sizes of the particles of these main phase powders, determined by laser diffraction, as well as the respective The oxygen contents of these main phase powders determined by hot gas extraction are given in Table 3 below.
  • Table 3 Average particle sizes of the particles of the main phase powders produced (in Example 2), each determined by laser diffraction, and oxygen content of the main phase powders produced (in Example 2), each determined by hot gas extraction
  • the fifth powder i.e., the powder consisting of an alloy of neodymium (Nd), praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga)—also undergoes a classifying process under a nitrogen atmosphere to remove the finest particles.
  • the powder undergoes a grinding process during the classifying process.
  • the grinding and classifying processes take place on a Netzsch grinding system (M-Jet), which includes an integrated classifier. Before the classifying and grinding processes, 0.2% isopropanol is added to the powder under a protective gas atmosphere, and the powder is mixed for approximately 30 minutes.
  • the powder obtained in this way from the fifth coarse powder is subsequently used as anisotropic powder.
  • the average particle sizes of this anisotropic powder, determined by laser diffraction, and the oxygen content of this anisotropic powder, determined by hot gas extraction, are shown in Table 4 below.
  • Table 4 Average particle sizes of the particles of the anisotropic powder produced (in Example 2), each determined by laser diffraction, and oxygen content of the anisotropic powder produced (in Example 2), determined by hot gas extraction
  • the resulting powder mixture is exposed to a magnetic field to align the particles' magnetic moments.
  • the powder mixture is then subjected to at least one sintering process at a temperature in the range of 800°C to 1300°C.
  • the sintered powder mixture can optionally be subjected to at least one heat treatment, for example, a first heat treatment at a temperature in the range of 650°C to 950°C and a duration of 0.5 h to 8 h, and a second heat treatment at a temperature in the range of 450°C to 750°C and a duration of 0.5 h to 8 h.
  • a permanent magnet which comprises grains each having a core with a first composition and a shell with a second composition, the first composition being neodymium (Nd), praseodymium (Pr), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), Contains aluminum (Al) and gallium (Ga), and wherein the second composition contains neodymium (Nd), praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), iron (Fe), boron (B), cobalt (Co), copper (Cu), aluminum (Al), and gallium (Ga).
  • the second composition has a higher anisotropy field strength than the first composition, which can be determined using the vibrating sample magnetomer method (VSM, "vibrating sample magnetometry") or by measurement with a vibrating sample magnetomer.
  • VSM vibrating sample magnetomer
  • the shell of each of the grains has a thickness in the range of 0.01 pm to 2 pm at any point, which can be determined using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and/or transmission electron microscopy (TEM).

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Permanentmagneten, bei welchem mindestens ein spezielles Hauptphasenpulver und mindestens ein spezielles Anisotropiepulver bereitgestellt werden, mindestens eine Pulvermischung hergestellt wird, indem das mindestens eine Hauptphasenpulver mit dem mindestens einen Anisotropiepulver vermischt wird, die mindestens eine Pulvermischung zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, und die mindestens eine Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess unterzogen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Permanentmagneten sowie dessen Verwendung.

Description

FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT...e.V.
249 PCT 2366
Verfahren zur Herstellung eines oder mehrerer Permanentmagneten sowie Permanentmagnet und dessen Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Permanentmagneten, bei welchem mindestens ein spezielles Hauptphasenpulver und mindestens ein spezielles Anisotropiepulver bereitgestellt werden, mindestens eine Pulvermischung hergestellt wird, indem das mindestens eine Hauptphasenpulver mit dem mindestens einen Anisotropiepulver vermischt wird, die mindestens eine Pulvermischung zur Ausrichtung magneti- scher Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, und die mindestens eine Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess unterzogen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Permanentmagneten sowie dessen Verwendung. Permanentmagnete auf Basis von Seltenerdmetallen (SE), Bor und mindestens einem weiteren Metall (M), z.B. Eisen (mit optional mindestens einem weiteren Metall), mit der allgemeinen Bezeichnung SE-M-B (z.B. Nd-Fe-B) werden für Applikationen der Elektromobilität und der erneuerbaren Energien eingesetzt. Aufgrund der Verfügbarkeit und zum Teil der Vorkommen werden SE als für die EU kritische Ressourcen eingestuft. SE-M-B Permanentmagnete sind aus einem mehrphasigen Gefüge aufgebaut, in dem die SE-M-B 2-14-1-hart- magnetische Phase umschlossen ist, in der SE mit einer vergleichsweise hohen Masse und damit einer vergleichsweise hohen magnetokristallinen Anisotropie angereichert vorliegen.
Für viele technische Anwendungen ist eine hohe Koerzitivfeldstärke bei gleichzeitig hoher Remanenz notwendig. Die Koerzitivfeldstärke von Permanentmagneten wird maßgeblich vom Anisotropiefeld der SE bestimmt. Für eine hohe Koerzitivfeldstärke, bzw. optimale magnetische Eigenschaften und einen Ressourcen-schonenden Einsatz kritischer SE-Elemente, ist eine gezielte Anreicherung von SE mit einer vergleichsweise hohen Masse und damit einer vergleichsweise hohen magnetokristallinen Anisotropie im Randbereich der Körner des Gefüges notwendig. Jede Anreicherung im inneren des Korns oder Randbereiche, welche größer sind als der Bereich der Austauschwechselwirkung von benachbarten Körnern im Gefüge, trägt nicht zu einer Erhöhung der Koerzitivfeldstärke bei, erhöht jedoch den Materialverbrauch und die Produktionskosten. Produktionsverfahren, mit denen eine solche optimierte Mikrostruktur hergestellt werden können, tragen somit zu einem Wettbewerbsvorteil bei.
Bisher wurde versucht dieses Problem durch zwei bereits bekannte Methoden bzw. Prozesse zu lösen, nämlich durch den Korngrenzdiffusionsprozess (GBDP; engl.: grain boundary diffusion process) und durch die 2-Pulvermethode (2PM).
Beim GBDP wird ein gesinterter oder heißumgeformter Permanentmagnet in einem anschließenden Verfahrensschritt mit einer schweren SE-Quelle beschichtet wird. Während einer Wärmebehandlung kann die SE-Quelle entlang der Korngrenzen in den Magneten eindiffundieren und sich in den Randbereichen der Körner anreichern. Nachteile hierbei sind: die zusätzliche Verwendung/Herstellung einer schweren SE (SSE) Quelle (z.B. Dy-Fluorid, Dy?oCu3o Legierung, Dy-Sputtertarget), die SSE Quelle muss auf die Oberfläche aufgebracht werden (benetzen in Suspension/Dispersion, Sputteranlage, elektrophoretische Abscheidung) ohne das hierbei eine Oxidation der SSE durch z.B. Luftsauerstoff stattfinden kann, eine zusätzliche Wärmebehandlung muss durchgeführt werden, welche Energie/Zeit benötigt und somit Kosten verursacht, lediglich Magnete dünner als 10 mm können prozessiert werden.
Aufgrund der Tatsache, dass es sich um einen diffusionsgetriebenen Prozess handelt, kommt es hierbei, ausgehend von der Magnetoberfläche, zu einem Konzentrationsgefälle der SSE, wobei die Körner nahe der Oberfläche ebenfalls zu stark mit SE angereichert sind.
Bei der 2PM (siehe z.B. WO 2016/180912 Al) werden zwei Pulver miteinander gemischt, nämlich ein relativ feines SE-Fe-B Anisotropiepulver (engl. anisotropy powder, AP) und ein 50 bis 100 % gröberes SE-Fe-B Hauptphasenpulver (engl. main phase powder MP). Das AP weißt aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung eine höhere Anisotropiefeldstärke auf als das MP. Nach dem Pressen zu Grünlingen wird die Pulvermischung gesintert, wobei die Partikel des AP aufgrund ihrer höheren Oberflächenenergie aufschmelzen und die Partikel des MP umhüllen. So werden nach dem Sintern ebenfalls SSE an den Randbereichen der Körner angereichert. Nachteile sind hier allerdings, dass die angereicherten Randbereiche viel stärker ausgeprägt sind als beim GBDP, wodurch zu viel der kritischen und teuren SE insgesamt verwendet werden, die Randbereiche trotz der stärkeren Ausprägung zu geringe Konzentration an SSE enthalten, da sich einerseits zu hohe Mengen an leichteren SE, die vor allem im MP enthalten sind, in den Randbereichen ansammeln und zudem ein wesentlicher Teil der Partikel des AP (z.B. durch Kontakt mit Sauerstoff) oxidiert und daher viele der Partikel des AP während dem Sintervorgang nicht mehr aufschmelzen.
Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein ressourcenschonendes Verfahren zur Herstellung mindestens eines Permanent- magneten anzugeben, mit dem Permanentmagneten mit sehr guten magnetischen Eigenschaften erhalten werden können.
Diese Aufgabe wird bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung von Permanentmagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezüglich eines Permanentmagneten mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. In Patentanspruch 15 werden Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Permanentmagneten angegeben. Die jeweils abhängigen Patentansprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Permanentmagneten angegeben, bei welchem a) mindestens ein mindestens eine erste Legierung umfassendes Hauptphasenpulver und mindestens ein mindestens eine zweite Legierung umfassendes Anisotropiepulver bereitgestellt werden, wobei das mindestens eine Anisotropiepulver eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als das mindestens eine Hauptphasenpulver, wobei die mindestens eine erste Legierung und die mindestens eine zweite Legierung jeweils (unabhängig voneinander) Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall enthalten oder daraus bestehen, wobei das mindestens eine Anisotropiepulver aus Partikeln besteht, die eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 1 pm aufweisen, und wobei das mindestens eine Hauptphasenpulver aus Partikeln besteht, die eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 2 pm aufweisen und die eine mittlere Partikelgröße d50 aufweisen, die größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, b) mindestens eine Pulvermischung hergestellt wird, indem das mindestens eine Hauptphasenpulver mit dem mindestens einen Anisotropiepulver vermischt wird, c) die mindestens eine Pulvermischung zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, und d) die mindestens eine Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess unterzogen wird. In Schritt a) werden zunächst mindestens ein Hauptphasenpulver und mindestens ein Anisotropiepulver bereitgestellt. Das mindestens eine Anisotropiepulver weist eine höhere Anisotropiefeldstärke auf als das mindestens eine Hauptphasenpulver. Die Anisotropiefeldstärke kann beispielsweise bestimmt werden mittels der Vibrating-Sample-Magnetomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer. Dass das mindestens eine Anisotropiepulver eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als das mindestens eine Hauptphasenpulver, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das mindestens eine Anisotropiepulver einen höheren Anteil an Seltenerdmetallen mit einer vergleichsweise hohen molare Masse und damit einer vergleichsweisen hohen magnetokristallinen Anisotropie aufweist als das mindestens eine Hauptphasenpulver.
Das mindestens eine Hauptphasenpulver umfasst mindestens eine erste Legierung oder besteht hieraus. Die mindestens eine erste Legierung enthält Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall oder besteht hieraus, wobei das mindestens eine weitere Metall der ersten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon. Das mindestens eine Anisotropiepulver umfasst mindestens eine zweite Legierung oder besteht hieraus. Die mindestens eine zweite Legierung enthält Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall oder besteht hieraus, wobei das mindestens eine weitere Metall der zweiten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
Das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung kann mit dem mindestens einen Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung identisch oder nicht identisch sein. Mit anderen Worten kann die mindestens eine zweite Legierung das gleiche mindestens eine Seltenerdmetall enthalten wie die mindestens eine erste Legierung oder ein anderes mindestens eines Seltenerdmetall enthalten als die mindestens eine erste Legierung. Wenn das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung identisch sind, d.h. die mindestens eine zweite Legierung das gleiche mindestens eine Seltenerdmetall enthält wie die mindestens eine erste Legierung, dann ist es bevorzugt, dass das mindestens eine erste Seltenerdmetall mehrere Seltenerdmetalle umfasst, wobei sich die Konzentration von mindestens einem, bevorzugt von mindestens zwei, der Seltenerdmetalle in der mindestens einen ersten Legierung von der Konzentration des mindestens einen, bevorzugt der mindestens zwei, der Seltenerdmetalle in der mindestens zweiten Legierung unterscheidet.
Das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen ersten Legierung kann mit dem mindestens einen weiteren Metall der mindestens einen zweiten Legierung identisch oder nicht identisch sein. Mit anderen Worten kann die mindestens eine zweite Legierung das gleiche mindestens eine weitere Metall enthalten wie die mindestens eine erste Legierung oder ein anderes mindestens eines weiteres Metall enthalten als die mindestens eine erste Legierung.
Das mindestens eine Hauptphasenpulver kann zusätzlich zur mindestens einen ersten Legierung mindestens ein erstes Additiv, vorzugsweise mindestens ein erstes Mahlhilfsmittel, z.B. Isopropanol, enthalten. Das mindestens eine Hauptphasenpulver kann aus der mindestens einen ersten Legierung und dem mindestens einen ersten Additiv bestehen. Das mindestens eine Anisotropiepulver kann zusätzlich zur mindestens einen zweiten Legierung mindestens ein zweites Additiv, vorzugsweise mindestens ein zweites Mahlhilfsmittel, z.B. Isopropanol, enthalten. Das mindestens eine Anisotropiepulver kann aus der mindestens einen zweiten Legierung und dem mindestens einen zweiten Additiv bestehen. Das mindestens eine erste Additiv, bevorzugt das mindestens eine erste Mahlhilfsmittel, und das mindestens eine zweite Additiv, bevorzugt das mindestens eine zweite Mahlhilfsmittel, können identisch sein, z.B. in beiden Fällen Isopropanol. Es ist auch möglich, dass das mindestens eine Hauptphasenpulver und/oder das mindestens eine Anisotropiepulver kein Additiv enthalten.
Das mindestens eine Hauptphasenpulver und das mindestens eine Anisotropiepulver bestehen jeweils aus Partikeln. Die Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers weisen eine (erste) mittlere Partikelgröße d50 und die Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers weisen eine (zweite) mittlere Partikelgröße d50 auf. Die (erste) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen Hauptphasenpulvers ist größer als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen Anisotropiepulvers. Die (erste) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen Hauptphasenpulvers und/oder die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen Anisotropiepulvers können beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung.
Zudem weisen die Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine (erste) mittlere Partikelgröße dlO und die Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine (zweite) mittlere Partikelgröße dlO auf. Die (erste) mittlere Partikelgröße dlO des mindestens einen Hauptphasenpulvers beträgt mindestens 2 pm. Die (zweite) mittlere Partikelgröße dlO des mindestens einen Anisotropiepulvers beträgt mindestens 1 pm. Die (erste) mittlere Partikelgröße dlO des mindestens einen Hauptphasenpulvers und/oder die (zweite) mittlere Partikelgröße dlO des mindestens einen Anisotropiepulvers können beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung.
In Schritt b) wird das mindestens eine (in Schritt a) bereitgestellte) Hauptphasenpulver mit dem mindestens einen (in Schritt a) bereitgestellten) Anisotropiepulver vermischt, wodurch mindestens eine Pulvermischung erhalten/her- gestellt wird.
In Schritt c) wird die mindestens eine Pulvermischung zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel (des mindestens einen Hauptphasenpulvers und/oder des mindestens einen Anisotropiepulvers) einem magnetischen Feld ausgesetzt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem magnetischen Feld um ein gepulstes magnetisches Feld, wobei besonders bevorzugt das gepulste magnetische Feld (bzw. dessen Magnetpulse) eine Pulsdauer von weniger als 1 s, bevorzugt im Bereich von 1 ms bis 1 s, und/oder eine Magnetflussdichte von weniger als 20 T, bevorzugt im Bereich von 1 T bis 20 T, besonders bevorzugt von 10 T bis 14 T. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Magnetpulse wiederholt werden, vorzugsweise einmal bis zehnmal wiederholt werden. Alternativ zu gepulsten magnetischen Feldern können auch homogene magnetische Felder verwendet werden. In Schritt d) wird die mindestens eine Pulvermischung gesintert, indem sie mindestens einem Sinterprozess unterzogen wird. Der mindestens eine Sinterprozess erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 800 °C bis 1300 °C, bevorzugt von 950 °C bis 1150 °C, besonders bevorzugt von 960 °C bis 1100 °C, und/oder unter Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuum, und/oder für eine Dauer 1 h bis 8 h, bevorzugt von 2 h bis 4 h.
Im Sinterprozess lösen sich und/oder schmelzen die kleineren Partikel aufgrund ihrer höheren Oberflächenenergie auf und umhüllen die größeren sich nicht auflösenden und/oder aufschmelzenden Partikel. Da die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des Anisotropiepulvers größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 Partikel des Hauptphasenpulvers, sind die Partikel des Anisotropiepulvers im Durschnitt kleiner als die Partikel des Hauptphasenpulvers, weswegen sich eher die Partikel des Anisotropiepulvers im Sinterprozess auflösen und/oder schmelzen, und die Partikel des Hauptphasenpulvers umhüllen. Auf diese Weise entstehen Körner, die jeweils einen Kern und eine Schale umfassen, wobei der Kern aus dem Material des Hauptphasenpulvers resultiert und die Schale hauptsächlich aus dem Material des Anisotropiepulvers resultiert, das eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als das Hauptphasenpulver. Aufgrund dessen weist der resultierende Magnet, der diese Körner umfasst, eine hohe Koerzitivfeldstärke bei gleichzeitig hoher Remanenz auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nun besonders dadurch aus, dass die Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 2 pm aufweisen und die Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 1 pm aufweisen.
Dadurch, dass die Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 1 pm aufweisen, weist das Anisotropiepulver nur eine sehr geringe Anzahl an kleinen Partikel (vorzugsweise im Wesentlichen gar keine kleinen Partikel) mit einer Partikelgröße, die kleiner als 1 um ist, auf. Solche kleinen Partikel (d.h. Partikel mit einer Partikelgröße kleiner 1 um) neigen (im Mahlprozess) stark zur Oxidation (z.B. mit Luftsauerstoff). Oxidierte Partikel lösen sich bzw. schmelzen jedoch im Sinterprozess nicht mehr auf, sodass das Material dieser oxidierten Partikel sich nicht - wie gewünscht - um die Hauptphasenpartikel herum ablagern kann, sondern stattdessen als unbrauchbares Material verloren geht. Da im erfindungsgemäßen Verfahren das Anisotropiepulver nun jedoch nur sehr wenige, vorzugsweise im Wesentlichen gar keine, solcher kleinen Partikel aufweist, kann eine Oxidation der Partikel des Anisotropiepulvers weitgehend vermieden werden. In der Folge geht weniger Material des Anisotropiepulvers während dem Verfahren als unbrauchbares Material verloren, sodass letztlich weniger Material des Anisotropiepulvers und damit auch geringere Mengen der darin enthaltenen Seltenerdmetalle im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher ressourcenschonend und vergleichsweise kostengünstig.
Dadurch, dass die Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 2 pm aufweisen, weist das Hauptphasenpulver nur eine geringe Anzahl an solch kleinen Partikeln auf, die sich beim Sintervorgang auflösen und/oder aufschmelzen. Würde das Hauptphasenpulver stattdessen mehr kleinere Partikel aufweisen, würden sich auch viele Partikel des Hauptphasenpulvers während dem Sintervorgang auflösen und/oder aufschmelzen, und zusammen mit den aufgelösten Partikeln des Anisotropiepulvers die größeren nicht aufgelösten Partikel des Hauptphasenpulvers umhüllen, was in zu stark ausgeprägten Randbereichen bzw. Schalen der Körner resultieren würde, in denen das Material des Anisotropiepulvers jedoch in relativ geringer Konzentration vorliegt. Da im erfindungsgemäßen Verfahren das Hauptphasenpulver nun jedoch nur eine geringe Anzahl an solch kleinen Partikeln aufweist, die sich beim Sintervorgang auflösen und/oder aufschmelzen, können so Körner erhalten werden, die nur vergleichsweise dünne Schalen (z.B. mit einer Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm) aber gleichzeitig eine hohe Konzentration des Materials des Anisotropiepulvers aufweisen. Aufgrund dessen weisen die resultierenden Magnete eine noch höhere Koerzitivfeldstärke bei gleichzeitig hoher Remanenz und damit sehr gute magnetische Eigenschaften auf. Zudem kann vermieden werden, dass Material der Hauptphasenpartikel unnötig in den Schalen der Körner abgelagert wird und damit wirkungslos verloren geht, sodass letztlich auch weniger Material des Hauptphasenpulvers und folglich ebenfalls geringere Mengen der darin enthaltenen Seltenerdmetalle im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher auch aus diesem Grund ressourcenschonend und vergleichsweise kostengünstig.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich somit um ein ressourcenschonendes und vergleichsweise kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Permanentmagneten mit sehr guten magnetischen Eigenschaften. Hierbei können die Nachteile bekannter Verfahren wie dem GBDP und der 2PM im Wesentlichen vermieden werden. Anstelle zweier konventioneller Sinterpulver mit verschiedenen Partikelgrößen werden Sinterpulver eingesetzt, die eine nur geringe Menge kleiner Partikel enthalten, indem beispielsweise die Feinstanteile der Pulver abgetrennt wurden. Aufgrund des Größenunterschiedes der Partikel des Hauptphasenpulvers und der Partikel des Anisotropiepulvers kann dann quasi das Anisotropiepulver als Feinstanteil des Hauptphasenpulvers fungieren, da die Partikel des Anisotropiepulvers in etwa in der Größe des (abgetrennten) Feinstanteils des Hauptphasenpulvers vorliegen.
Im Gegensatz zur bekannten 2PM kann im erfindungsgemäßen Verfahren eine zu starke Anreicherung von Seltenerdmetallen im Randbereich bzw. der Schale der Körner des hergestellten Magneten vermieden werden. So können im Vergleich zur 2PM mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Körner mit deutlich dünneren Schalen (z.B. mit einer Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm) aber dafür einer höheren Konzentration an aus den Partikeln des Anisotropiepulvers stammendem Material (d.h. Material mit einer hohen Anisotropiefeldstärke) erhalten werden. Zudem kann eine Oxidation der Partikel des Anisotropiepulvers während dem Sinterprozess weitgehend vermieden werden. In der Folge können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur Magnete mit besseren magnetischen Eigenschaften als bei der 2PM hergestellt werden, sondern das erfindungsgemäße Verfahren hat auch einen deutlichen geringeren Bedarf an Seltenerdmetallen, weswegen es deutlich ressourcenschonender als die 2PM ist.
Im Vergleich zum um bekannten GBDP kann im erfindungsgemäßen Verfahren auf die Herstellung einer schweren SE-Quelle und deren Aufbringen auf die Oberfläche des Magneten durch Beschichtung sowie eine anschließende zeit- und energieaufwändige Wärmebehandlung zum Eindiffundieren verzichtet werden, sodass das erfindungsgemäße Verfahren unkomplizierter und kostengünstiger ist. Zudem kann das im GBDP aus dem Eindiffundieren resultierende Konzentrationsgefälle der Seltenerdmetalle vermieden werden. Stattdessen weisen die Schalen der Körner der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Magnete über den gesamten Magneten hinweg eine im Wesentlichen konstante Dicke auf (z.B. an jeder Stelle im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm), wobei eine zu starke Anreicherung von in Schalen angereicherten Seltenerdmetallen nahe der Oberfläche des Magneten, wie es beim GBDP der Fall ist, im erfindungsgemäßen Verfahren vermieden werden kann. Somit haben die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Magnete einen gleichmäßigen Gehalt an den in den Schalen angereicherten Seltenerdmetallen über den gesamten Querschnitt (kein Konzentrationsgefälle von der Oberfläche zur Mitte). Im Vergleich zum GBDP führt das erfindungsgemäße Verfahren somit einerseits zu Permanentmagneten mit deutlich besseren magnetischen Eigenschaften und ist zudem auch ressourcenschonender. Zudem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich dickere Permanentmagneten (mit einer Dicke von mehr als 10 mm) hergestellt werden als mit dem GBDP.
Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers im Bereich von 1 pm bis 5 pm, bevorzugt von 1 pm bis 3,2 pm, besonders bevorzugt von 1 pm bis 3 pm, ganz besonders bevorzugt 2 pm bis 3 pm, insbesondere von 2,8 pm bis 3 pm, z.B. von 2,8 pm bis 3,2 pm, liegt, und/oder die (erste) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers im Bereich von 3 pm bis 8 pm, bevorzugt von 3,5 pm bis 6,5 pm, besonders bevorzugt von 4 pm bis 6 pm, ganz besonders bevorzugt von 5,5 pm bis 6 pm, z.B. von 5,5 pm bis 6,5 pm, liegt, und/oder die (erste) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 100 %, größer ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder die mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers mindestens 1,3 pm, bevorzugt mindestens 1,5 pm, besonders bevorzugt mindestens 1,7 pm, beträgt, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine Partikelgröße von mindestens 1 pm, bevorzugt von mindestens 1,3 pm, besonders bevorzugt von mindestens 1,5 pm, ganz besonders bevorzugt von mindestens 1,7 pm, aufweisen, und/oder die (erste) mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers mindestens 2,5 pm, bevorzugt mindestens 3 pm, besonders bevorzugt mindestens 4 pm beträgt, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße von mindestens 2 pm, bevorzugt von mindestens 2,5 pm, besonders bevorzugt von mindestens 3 pm, ganz besonders bevorzugt von mindestens 4 pm, aufweisen, und/oder die (erste) mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers größer ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße aufweisen, die größer ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers.
Die (erste) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen Hauptphasenpulvers und/oder die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen Anisotropiepulvers können beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung. Die (erste) mittlere Partikelgröße dlO des mindestens einen Hauptphasenpulvers und/oder die (zweite) mittlere Partikelgröße dlO des mindestens einen Anisotropiepulvers können beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung. Ob im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine gewisse Partikelgröße aufweisen, kann beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung. Ob im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine bestimmte Partikelgröße aufweisen, kann beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung. Darunter, dass im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße von mindestens 2 pm, bevorzugt von mindestens 3 pm, besonders bevorzugt von mindestens 4 pm, aufweisen, kann verstanden werden, dass mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 97 %, besonders bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße von mindestens 2 pm, bevorzugt von mindestens 3 pm, besonders bevorzugt von mindestens 4 pm, aufweisen. Dies kann beispielsweise mittels Laserbeugung bestimmt werden.
Darunter, dass im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße aufweisen, die größer ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, kann verstanden werden, dass mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 97 %, besonders bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße aufweisen, die größer ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers. Dies kann beispielsweise mittels Laserbeugung bestimmt werden.
Darunter, dass im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine Partikelgröße von mindestens 1 pm aufweisen, kann verstanden werden, dass mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 97 %, besonders bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine Partikelgröße von mindestens 1 pm aufweisen. Dies kann beispielsweise mittels Laserbeugung bestimmt werden.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Hauptphasenpulver einen Sauerstoffgehalt von weniger als 0,2 Gew.-%, bevorzugt von weniger als 0,1 Gew.-%, aufweist, und/oder das mindestens eine Anisotropiepulver einen Sauerstoffgehalt von weniger als 0,25 Gew.-%, bevorzugt von weniger als 0,2 Gew.-%, aufweist.
Der Sauerstoffgehalt des mindestens einen Hauptphasenpulvers und/oder der Sauerstoffgehalt des mindestens einen Anisotropiepulvers kann/können beispielsweise bestimmt werden mittels Heißgasextraktion.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) das mindestens eine Hauptphasenpulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass mindestens ein die mindestens eine erste Legierung umfassendes erstes Pulver bereitgestellt wird und das mindestens eine erste Pulver mindestens einem (ersten) Trennverfahren unterzogen wird, bei dem Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm aufweisen, wobei vorzugsweise das mindestens eine erste Pulver aus Partikeln mit einer (dritten) mittleren Partikelgröße d50 im Bereich von 1 pm bis 7 pm, bevorzugt im Bereiche von 3 pm bis 4 pm, besteht, und/oder das mindestens eine (erste) Trennverfahren mindestens ein Sichtverfahren ist, das vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgt, und/oder das bei dem mindestens einen (ersten) Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm, bevorzugt kleiner als 3 pm, besonders bevorzugt kleiner als 4 pm, aufweisen, und/oder das bei dem mindestens einen (ersten) Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße aufweisen, die kleiner ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder das mindestens eine erste Pulver vor und/oder während dem mindestens einen (ersten) Trennverfahren mindestens einem (ersten) Zerkleinerungsprozess, bevorzugt mindestens einem Mahlprozess (z.B. in einer Strahlmühle), unterzogen wird, wobei besonders bevorzugt dem mindestens einen ersten Pulver vor dem mindestens einen (ersten) Zerkleinerungsprozess mindestens ein (erstes) Additiv, bevorzugt mindestens ein (erstes) Ma h Ihi Ifsmittel, z.B. Isopropanol, zugegeben wird.
Die (dritte) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen ersten Pulvers kann beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung.
Darunter, dass bei dem mindestens einen (ersten) Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm, bevorzugt kleiner als 3 pm, besonders bevorzugt kleiner als 4 pm, aufweisen, kann verstanden werden, dass mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 97 %, besonders bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, der Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm, bevorzugt kleiner als 3 pm, besonders bevorzugt kleiner als 4 pm, aufweisen. Dies kann beispielsweise mittels Laserbeugung überprüft werden.
Darunter, dass bei dem mindestens einen (ersten) Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße aufweisen, die kleiner ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, kann verstanden werden, dass mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 97 %, besonders bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, der Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße aufweisen, die kleiner ist als die (zweite) mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers. Dies kann beispielsweise mittels Laserbeugung überprüft werden.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine erste Pulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass die mindestens erste Legierung umfassende Flakes hergestellt werden und die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes mindestens einem (ersten) (Vor-)Zerkleine- rungsprozess unterzogen werden, wodurch das mindestens eine erste Pulver erhalten wird, wobei vorzugsweise die Flakes eine Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen, und/oder der mindestens eine (erste) (Vor-)Zerkleinerungsprozess ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung, Mahlen, und Kombinationen hiervon, und/oder die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes durch
• Rascherstarrung („Strip-Casting") hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Metallwalze oder eine Walze mit einem Metallbezug gegossen wird, und/oder
• Schmelzen anschließendes Glühen hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und anschließend bei 800 bis 1200 °C geglüht wird.
Bei der Rascherstarrung können vorzugsweise Abkühlraten von 102 K/s bis 104 K/s, bevorzugt von 5 • 102 K/s bis 5 • 103 K/s, erreicht werden.
Beim Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung diffundiert das Fh-Gas in das Material ein und es kommt zu unterschiedlichen Volumenausdehnungen in den Phasenanteilen des Magneten, welche letzten Endes zur Versprödung führen.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) das mindestens eine Anisotropiepulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass mindestens ein die mindestens eine zweite Legierung umfassendes zweites Pulver bereitgestellt wird und das mindestens eine zweite Pulver mindestens einem (zweiten) Trennverfahren unterzogen wird, bei dem Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen, wobei vorzugsweise das mindestens eine zweite Pulver aus Partikeln mit einer (vierten) mittleren Partikelgröße d50 im Bereich von 0,1 pm bis 4 pm, bevorzugt im Bereiche von 1 pm bis 3 pm, besteht, und/oder das mindestens eine (zweite) Trennverfahren mindestens ein Sichtverfahren ist, das vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgt, und/oder das bei dem mindestens einen (zweiten) Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 Um aufweisen, das mindestens eine zweite Pulver vor und/oder während dem mindestens einen (zweiten) Trennverfahren mindestens einem Zerkleinerungsprozess, bevorzugt mindestens einem Mahlprozess (z.B. in einer Strahlmühle), unterzogen wird, wobei besonders bevorzugt dem mindestens einen zweiten Pulver vor dem mindestens einen (ersten) Zerkleinerungsprozess mindestens ein (zweites) Additiv, bevorzugt mindestens ein (zweites) Ma hl hilfsmittel, z.B. Isopropanol, zugegeben wird.
Das mindestens eine zweite Additiv, bevorzugt das mindestens zweite Mah Ihi Ifsmittel, ist vorzugsweise mit dem mindestens einen ersten Additiv, bevorzugt dem mindestens einen ersten Ma hlhilfsmittel, identisch, z.B. in beiden Fällen Isopropanol.
Die (vierte) mittlere Partikelgröße d50 des mindestens einen zweiten Pulvers kann beispielsweise bestimmt werden mittels Laserbeugung.
Darunter, dass bei dem mindestens einen (zweiten) Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen, kann verstanden werden, dass mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 97 %, besonders bevorzugt mindestens 99 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,5 %, der Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen. Dies kann beispielsweise mittels Laserbeugung überprüft werden.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine zweite Pulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass die mindestens zweite Legierung umfassende Flakes hergestellt werden und die die mindestens eine zweite Legierung umfassenden Flakes mindestens einem (zweiten) (Vor-)Zer- kleinerungsprozess unterzogen werden, wodurch das mindestens eine zweite Pulver erhalten wird, wobei vorzugsweise die Flakes eine Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen, und/oder der mindestens eine (zweite) (Vor-)Zerkleinerungsprozess ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung, Mahlen, und Kombinationen hiervon, und/oder die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes durch
• Rascherstarrung („Strip-Casting") hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Metallwalze oder eine Walze mit einem Metallbezug gegossen wird, und/oder
• Schmelzen anschließendes Glühen hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und anschließend bei 800 bis 1200 °C geglüht wird.
Bei der Rascherstarrung können vorzugsweise Abkühlraten von 102 K/s bis 104 K/s, bevorzugt von 5 • 102 K/s bis 5 • 103 K/s, erreicht werden.
Beim Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung diffundiert das Fh-Gas in das Material ein und es kommt zu unterschiedlichen Volumenausdehnungen in den Phasenanteilen des Materials, welche letzten Endes zur Versprödung führen.
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Erbium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium, Scandium, und Kombinationen hiervon, wobei das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einer erste Legierung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legie- rung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Yttrium, und Kombinationen hiervon, und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung jeweils mindestens ein erstes Seltenerdmetall aufweist und jeweils mindestens ein zweites Seltenerdmetall mit einer höheren molaren Masse als das mindestens eine erste Seltenerdmetall aufweist, wobei der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der mindestens einen zweite Legierung höher ist als der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der mindestens einen ersten Legierung, wobei vorzugsweise das mindestens eine erste Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung identisch ist mit dem mindestens einen ersten Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung und/oder das mindestens eine zweite Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen zweiten Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung, und/oder das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen ersten Legierung und/oder das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen zweiten Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die mindestens eine erste Legierung und/oder die mindestens eine zweite Legierung jeweils
65 Gew.-% bis 75 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung (bzw. der mindestens einen ersten und/oder der mindestens einen zweiten Legierung), und/oder
0,8 Gew.-% bis 1,1 Gew.-% Bor, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung (bzw. der mindestens einen ersten und/oder der mindestens einen zweiten Legierung), und/oder 26 Gew.-% bis 33 Gew.-% des mindestens einen Seltenerdmetalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung (bzw. der mindestens einen ersten und/oder der mindestens einen zweiten Legierung), und/oder
0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, des mindestens einen weiteren Metalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung (bzw. der mindestens einen ersten und/oder der mindestens einen zweiten Legierung).
Eine weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine Pulvermischung
• (zumindest teilweise) während Schritt c), und/oder
• (zumindest teilweise) zwischen Schritt c) und Schritt d), und/oder
• (zumindest teilweise) während Schritt d)
(zu mindestens einem Pressling) verdichtet wird, wobei vorzugsweise die mindestens eine Pulvermischung vor dem Verdichten eine Dichte aufweist, die 30 % bis 50 % der Dichte der mindestens einen Pulvermischung nach dem Sintern entspricht, und/oder der mindestens eine Sinterprozess in Schritt d) bei einer Temperatur im Bereich von 800 °C bis 1300 °C, bevorzugt von 950 °C bis 1150 °C, besonders bevorzugt von 960 °C bis 1100 °C, und/oder unter Schutzgasatmosphäre oder Vakuum erfolgt, und/oder nach Schritt d) die mindestens eine gesinterte Pulvermischung mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die mindestens eine Wärmebehandlung vorzugsweise
• mindestens eine erste Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 650 °C bis 950 °C, bevorzugt von 700 °C bis 940 °C, und/oder mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h, bevorzugt von 1 h bis 4 h, sowie
• mindestens eine zweite Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 °C bis 750 °C, bevorzugt von 500 °C bis 690 °C, und/oder mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h, bevorzugt von 1 h bis 4 h, umfasst.
Das Verdichten der mindestens einen Pulvermischung erfolgt vorzugsweise bei einem Druck von bis zu 100 MPa, bevorzugt im Bereich von 1000 hPa, bis MPa, und/oder bei einer Temperatur im Bereich von 10 °C bis 50 °C, bevorzugt bei Raumtemperatur, und/oder für eine Dauer von 0,1 min bis 10 min, bevorzugt von 1 min bis 8 min.
Die vorliegende Erfindung betrifft zudem einen Permanentmagnet umfassend Körner, die jeweils einen Kern mit einer ersten Zusammensetzung und eine (um den Kern herum angeordnete) Schale mit einer zweiten Zusammensetzung aufweisen, wobei die erste Zusammensetzung und die zweite Zusammensetzung jeweils Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall enthalten oder daraus bestehen, wobei die zweite Zusammensetzung eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als die erste Zusammensetzung, und wobei die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm aufweist.
Dass die zweite Zusammensetzung eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als die erste Zusammensetzung kann beispielsweise bestimmt werden mittels mittels der Vibrating-Sample-Magnetomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer.
Dass die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm aufweist kann beispielsweise bestimmt werden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und/oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM).
Der Permanentmagnet umfasst (zusätzlich zu den Körnern) in der Regel auch eine Korngrenzphase. Bei den Schalen der Körner handelt es sich nicht um die Korngrenzphase. Stattdessen ist die jeweilige Schale (genauso wie der jeweilige Kern) Teil des jeweiligen Korns. Die Korngrenzphase ist somit um die Schalen der Körner herum angeordnet.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Permanentmagneten zeichnet sich dadurch aus, dass die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,02 pm bis 1 pm aufweist, und/oder die Schalen der Körner eine mittlere Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm, bevorzugte von 0,02 pm bis 1 pm, aufweisen, und/oder der Permanentmagnet eine Dicke von mindestens 10 mm, bevorzugt von mindestens 12 mm, besonders bevorzugt von mindestens 15 mm, aufweist.
Dass die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,02 pm bis 1 pm aufweist kann beispielsweise bestimmt werden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und/oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM).
Die mittlere Dicke der Schalen der Körner kann beispielsweise bestimmt werden mittels mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) und/oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Permanentmagneten ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Erbium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium, Scandium, und Kombinationen hiervon, wobei das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einer erste Legierung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Yttrium, und Kombinationen hiervon, und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung und das mindestens eine Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung jeweils mindestens ein erstes Seltenerdmetall aufweist und jeweils mindestens ein zweites Seltenerdmetall mit einer höheren molaren Masse als das mindestens eine erste Seltenerdmetall aufweist, wobei der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der zweiten Zusammensetzung höher ist als der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der ersten Zusammensetzung, wobei vorzugsweise
• das mindestens eine erste Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen ersten Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine zweite Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen zweiten Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung, und/oder
• von einer Oberfläche des Permanentmagneten bis hin zu einem zentralen Bereich eines Querschnitts des Permanentmagneten die Konzentration des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls der ersten Zusammensetzung und/oder die Konzentration des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls der zweiten Zusammensetzung im Wesentlichen konstant bleibt und/oder das mindestens eine weitere Metall der ersten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine weitere Metall der zweiten Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Permanentmagneten zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Zusammensetzung und/oder die zweite Zusammensetzung jeweils • 65 Gew.-% bis 75 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung (bzw. der ersten und/oder zweiten Zusammensetzung), und/oder
• 0,8 Gew.-% bis 1,1 Gew.-% Bor, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung (bzw. der ersten und/oder zweiten Zusammensetzung), und/oder
• 26 Gew.-% bis 33 Gew.-% des mindestens einen Seltenerdmetalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung (bzw. der ersten und/oder zweiten Zusammensetzung), und/oder
• 0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, des mindestens einen weiteren Metalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung (bzw. der ersten und/oder zweiten Zusammensetzung), enthält, und/oder
- jeweils eine Zusammensetzung gemäß der Formel SE2(Fe,M)i4B ist, wobei SE für das mindestens eine Seltenderdmetall der jeweiligen Zusammensetzung (bzw. der ersten und/oder zweiten Zusammensetzung) und M für das mindestens eine weitere Metall der jeweiligen Zusammensetzung (bzw. der ersten und/oder zweiten Zusammensetzung) steht.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Permanentmagneten ist dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar oder hergestellt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch die Verwendung des erfindungsgemäßen Permanentmagneten in Elektrofahrzeugen, Windkraftanlagen, Robotern, unterhaltungselektronischen Geräten, Lautsprechern, Klimageräten, magnetokalorischen Systemen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die folgenden Aspekte: Verfahren zur Herstellung mindestens eines Permanentmagneten, bei welchem a) mindestens ein mindestens eine erste Legierung umfassendes Hauptphasenpulver und mindestens ein mindestens eine zweite Legierung umfassendes Anisotropiepulver bereitgestellt werden, wobei das mindestens eine Anisotropiepulver eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als das mindestens eine Hauptphasenpulver, wobei die mindestens eine erste Legierung und die mindestens eine zweite Legierung jeweils Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall enthalten oder daraus bestehen, wobei das mindestens eine Anisotropiepulver aus Partikeln besteht, die eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens
1 pm aufweisen, und wobei das mindestens eine Hauptphasenpulver aus Partikeln besteht, die eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 2 pm aufweisen und die eine mittlere Partikelgröße d50 aufweisen, die größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, b) mindestens eine Pulvermischung hergestellt wird, indem das mindestens eine Hauptphasenpulver mit dem mindestens einen Anisotropiepulver vermischt wird, c) die mindestens eine Pulvermischung zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, und d) die mindestens eine Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess unterzogen wird.
Aspekt 2
Verfahren gemäß dem vorhergehenden Aspekt, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers im Bereich von 1 pm bis 5 pm, bevorzugt von 1 pm bis 3 pm, liegt, und/oder die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers im Bereich von 3 pm bis 8 pm, bevorzugt von 4 pm bis 6 pm, liegt, und/oder die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 100 %, größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine Partikelgröße von mindestens 1 pm aufweisen, und/oder die mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers mindestens 3 pm, bevorzugt mindestens 4 pm beträgt, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße von mindestens 2 pm, bevorzugt von mindestens 3 pm, besonders bevorzugt von mindestens 4 pm, aufweisen, und/oder die mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße aufweisen, die größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers.
Aspekt 3
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) das mindestens eine Hauptphasenpulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass mindestens ein die mindestens eine erste Legierung umfassendes erstes Pulver bereitgestellt wird und das mindestens eine erste Pulver mindestens einem Trennverfahren unterzogen wird, bei dem Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm aufweisen, wobei vorzugsweise das mindestens eine erste Pulver aus Partikeln mit einer mittleren Partikelgröße d50 im Bereich von 1 pm bis 7 pm, bevorzugt im Bereiche von 3 pm bis 4 pm, besteht, und/oder das mindestens eine Trennverfahren mindestens ein Sichtverfahren ist, das vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgt, und/oder TI das bei dem mindestens einen Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 um, bevorzugt kleiner als 3 um, besonders bevorzugt kleiner als 4 um, aufweisen, und/oder das bei dem mindestens einen Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße aufweisen, die kleiner ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder das mindestens eine erste Pulver vor und/oder während dem mindestens einen Trennverfahren mindestens einem Zerkleinerungsprozess, bevorzugt mindestens einem Mahlprozess, unterzogen wird, wobei besonders bevorzugt dem mindestens einen ersten Pulver vor dem mindestens einen Zerkleinerungsprozess mindestens ein Additiv, bevorzugt mindestens ein Ma hl hilfsmittel, zugegeben wird.
Aspekt 4
Verfahren gemäß Aspekt 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Pulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass die mindestens erste Legierung umfassende Flakes hergestellt werden und die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes mindestens einem Zerkleinerungsprozess unterzogen werden, wodurch das mindestens eine erste Pulver erhalten wird, wobei vorzugsweise die Flakes eine Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen, und/oder der mindestens eine Zerkleinerungsprozess ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung, Mahlen, und Kombinationen hiervon, und/oder die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes durch
• Rascherstarrung („Strip-Casting") hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Metallwalze oder eine Walze mit einem Metallbezug gegossen wird, und/oder
• Schmelzen anschließendes Glühen hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und anschließend bei 800 bis 1200 °C geglüht wird.
Aspekt 5
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) das mindestens eine Anisotropiepulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass mindestens ein die mindestens eine zweite Legierung umfassendes zweites Pulver bereitgestellt wird und das mindestens eine zweite Pulver mindestens einem Trennverfahren unterzogen wird, bei dem Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen, wobei vorzugsweise das mindestens eine zweite Pulver aus Partikeln mit einer mittleren Partikelgröße d50 im Bereich von 0,1 pm bis 4 pm, bevorzugt im Bereiche von 1 pm bis 3 pm, besteht, und/oder das mindestens eine Trennverfahren mindestens ein Sichtverfahren ist, das vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgt, und/oder das bei dem mindestens einen Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen, das mindestens eine zweite Pulver vor und/oder während dem mindestens einen Trennverfahren mindestens einem Zerkleinerungsprozess, bevorzugt mindestens einem Mahlprozess, unterzogen wird, wobei besonders bevorzugt dem mindestens einen zweiten Pulver vor dem mindestens einen Zerkleinerungsprozess mindestens ein Additiv, bevorzugt mindestens ein Ma h Ihi Ifsmittel, zugegeben wird.
Aspekt 6
Verfahren gemäß Aspekt 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Pulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass die mindestens zweite Legierung umfassende Flakes hergestellt werden und die die mindestens eine zweite Legierung umfassenden Flakes mindestens einem Zerkleinerungsprozess unterzogen werden, wodurch das mindestens eine zweite Pulver erhalten wird, wobei vorzugsweise die Flakes eine Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen, und/oder der mindestens eine Zerkleinerungsprozess ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung, Mahlen, und Kombinationen hiervon, und/oder die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes durch
• Rascherstarrung („Strip-Casting") hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Metallwalze oder eine Walze mit einem Metallbezug gegossen wird, und/oder
• Schmelzen anschließendes Glühen hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und anschließend bei 800 bis 1200 °C geglüht wird.
Aspekt 7
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und/der das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Erbium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium, Scandium, und Kombinationen hiervon, wobei das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einer erste Legierung und/der das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Yttrium, und Kombinationen hiervon, und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung jeweils mindestens ein erstes Seltenerdmetall aufweist und jeweils mindestens ein zweites Seltenerdmetall mit einer höheren molaren Masse als das mindestens eine erste Seltenerdmetall aufweist, wobei der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der mindestens einen zweite Legierung höher ist als der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der mindestens einen ersten Legierung, wobei vorzugsweise das mindestens eine erste Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung identisch ist mit dem mindestens einen ersten Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung und/oder das mindestens eine zweite Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen zweiten Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung, und/oder das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen ersten Legierung und/der das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen zweiten Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
Aspekt 8
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Legierung und/oder die mindestens eine zweite Legierung jeweils
65 Gew.-% bis 75 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, und/oder
0,8 Gew.-% bis 1,1 Gew.-% Bor, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, und/oder
26 Gew.-% bis 33 Gew.-% des mindestens einen Seltenerdmetalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, und/oder
0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, des mindestens einen weiteren Metalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, enthält. Aspekt 9
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Pulvermischung während Schritt c), zwischen Schritt c) und Schritt d), und/oder während Schritt d) verdichtet wird, wobei vorzugsweise die mindestens eine Pulvermischung vor dem Verdichten eine Dichte aufweist, die 30 % bis 50 % der Dichte der mindestens einen Pulvermischung nach dem Sintern entspricht, und/oder der mindestens eine Sinterprozess in Schritt d) bei einer Temperatur im Bereich von 800 °C bis 1300 °C, bevorzugt von 950 °C bis 1150 °C, besonders bevorzugt von 960 °C bis 1100 °C, und/oder unter Schutzgasatmosphäre oder Vakuum erfolgt, und/oder nach Schritt d) die mindestens eine gesinterte Pulvermischung mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die mindestens eine Wärmebehandlung vorzugsweise
• mindestens eine erste Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 650 °C bis 950 °C, bevorzugt von 700 °C bis 940 °C, und/oder mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h, bevorzugt von 1 h bis 4 h, sowie
• mindestens eine zweite Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 °C bis 750 °C, bevorzugt von 500 °C bis 690 °C, und/oder mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h, bevorzugt von 1 h bis 4 h, umfasst.
Aspekt 10
Permanentmagnet umfassend Körner, die jeweils einen Kern mit einer ersten Zusammensetzung und eine Schale mit einer zweiten Zusammensetzung aufweisen, wobei die erste Zusammensetzung und die zweite Zusammensetzung jeweils Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall enthalten oder daraus bestehen, wobei die zweite Zusammensetzung eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als die erste Zusammenset- zung, und wobei die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,01 um bis 2 um aufweist.
Aspekt 11
Permanentmagnet gemäß Aspekt 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,02 pm bis 1 pm aufweist, und/oder die Schalen der Körner eine mittlere Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm, bevorzugte von 0,02 pm bis 1 pm, aufweisen, und/oder der Permanentmagnet eine Dicke von mindestens 10 mm, bevorzugt von mindestens 12 mm, besonders bevorzugt von mindestens 15 mm, aufweist.
Aspekt 12
Permanentmagnet gemäß Aspekt 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung und/der das mindestens eine Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Erbium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium, Scandium, und Kombinationen hiervon, wobei das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einer erste Legierung und/der das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Yttrium, und Kombinationen hiervon, und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung und das mindestens eine Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung jeweils mindestens ein erstes Seltenerdmetall aufweist und jeweils mindestens ein zweites Seltenerdmetall mit einer höheren molaren Masse als das mindestens eine erste Seltenerdmetall aufweist, wobei der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der zweiten Zusammensetzung höher ist als der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der ersten Zusammensetzung, wobei vorzugsweise
• das mindestens eine erste Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen ersten Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine zweite Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen zweiten Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung, und/oder
• von einer Oberfläche des Permanentmagneten bis hin zu einem zentralen Bereich eines Querschnitts des Permanentmagneten die Konzentration des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls der ersten Zusammensetzung und/oder die Konzentration des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls der zweiten Zusammensetzung im Wesentlichen konstant bleibt und/oder das mindestens eine weitere Metall der ersten Zusammensetzung und/der das mindestens eine weitere Metall der zweiten Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
Aspekt 13
Permanentmagnet gemäß einem der Aspekte 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zusammensetzung und/oder die zweite Zusammensetzung jeweils die erste Zusammensetzung und/oder die zweite Zusammensetzung jeweils
• 65 Gew.-% bis 75 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, und/oder
• 0,8 Gew.-% bis 1,1 Gew.-% Bor, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, und/oder
• 26 Gew.-% bis 33 Gew.-% des mindestens einen Seltenerdme- tails, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, und/oder
• 0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, des mindestens einen weiteren Metalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, enthält, und/oder
- jeweils eine Zusammensetzung gemäß der Formel SE2(Fe,M)i4ß ist, wobei SE für das mindestens eine Seltenderdmetall der jeweiligen Zusammensetzung und M für das mindestens eine weitere Metall der jeweiligen Zusammensetzung steht.
Aspekt 14
Permanentmagnet gemäß einem der Aspekte 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet mit einem Verfahren nach einem der Aspekte 1 bis 9 herstellbar oder hergestellt ist.
Aspekt 15
Verwendung eines Permanentmagneten nach einem der Aspekte 10 bis 14 in Elektrofahrzeugen, Windkraftanlagen, Robotern, unterhaltungselektronischen Geräten, Lautsprechern, Klimageräten, magnetokalorischen Systemen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren und Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung auf die speziell dargestellten Parameter zu beschränken.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Sinterprozesses einer beispielhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Im linken Bild ist der Beginn des Sinterprozesses dargestellt, in welchem Partikel 1 des Hauptphasenpulvers und Partikel 2 des Anisotropiepulvers innerhalb der Korngrenzphase 3 vorliegen. Das Anisotropiepulver weist dabei eine höhere Anisotropiefeldstärke auf als das Hauptphasenpulver. Im Laufe des Sinterprozesses lösen sich und/oder schmelzen die kleineren Partikel, also hauptsächlich die Partikel 2 des Anisotropiepulvers, auf und deren Material lagert sich um die Partikel 1 des Hauptphasenpulvers ab, sodass letztlich Körner 4 entstehen, die jeweils einen Kern mit einer ersten Zusammensetzung, die aus den Partikeln 1 des Hauptphasenpulvers stammt, und eine Schale mit einer zweiten Zusammensetzung, die im Wesentlichen aus den Partikeln 2 des Anisotropiepulvers stammt, aufweisen. Die zweite Zusammensetzung weist somit eine höhere Anisotropiefeldstärke auf als die erste Zusammensetzung. Zudem weist die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm auf, sodass die Schalen eine relativ konstante Dicke über den gesamten Magneten hinweg aufweisen.
Ausführungsbeispiel 1
Es werden zwei Gruppen von Grob-Pulvern bereitgestellt. Die Grob-Pulver können beispielsweise aus Flakes mittels eines Zerkleinerungsprozesses hergestellt worden sein. Bei den Pulvern der ersten Gruppe handelt es sich um Grob-Pulver jeweils bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga). Bei den Pulvern der zweiten Gruppe handelt es sich um Grob-Pulver jeweils bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Dysprosium (Dy), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga). Die Pulver der zweiten Gruppe weisen (aufgrund ihrer Zusammensetzung) eine höhere Anisotropiefeldstärke, bestimmt mittels der Vibra- ting-Sample-Magnetomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer, auf als die Pulver der ersten Gruppe.
Die Pulver der ersten Gruppe werden jeweils einem Sichtverfahren zur Entfernung der Feinstanteile unter Stickstoffatmosphäre unterzogen, wobei die Pulver während dem Sichtverfahren einem Mahlprozess unterzogen werden. Der Mahlprozess sowie das Sichtverfahren erfolgen auf der Mahlanlage (M - Jet) von Netzsch, in die ein Sichter integriert ist. Die Ch-Konzentration liegt an der Nachweisgrenze (ppm). Vor dem Sichtverfahren bzw. dem Mahlprozess wird dem jeweiligen Pulver unter Schutzgasatmosphäre 0,2 % Isopropanol zugegeben und ca. 30 Minuten lang gemischt. Die auf diese Weise aus den Grob-Pulvern der ersten Gruppe erhaltenen Pulver werden in der Folge als Hauptphasenpulver verwendet. Die mittels Laserbeugung bestimmten mittleren Partikelgrößen der Partikel dieser Hauptphasenpulver sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1: Mittlere Partikelgrößen der Partikel der (in Ausführungsbeispiel 1) hergestellten Hauptphasenpulver, jeweils bestimmt mittels Laserbeugung
Figure imgf000038_0001
Die Pulver der zweiten Gruppe werden ebenfalls jeweils einem Sichtverfahren zur Entfernung der Feinstanteile unter Stickstoffatmosphäre unterzogen, wobei die Pulver während dem Sichtverfahren einem Mahlprozess unterzogen werden. Der Mahlprozess sowie das Sichtverfahren erfolgen auf der Mahlanlage (M - Jet) von Netzsch, in die ein Sichter integriert ist. Die Ch-Konzentra- tion liegt an der Nachweisgrenze (ppm). Vor dem Sichtverfahren bzw. dem Mahlprozess wird dem jeweiligen Pulver unter Schutzgasatmosphäre 0,2 % Isopropanol zugegeben und ca. 30 Minuten lang gemischt.
Die auf diese Weise aus den Grob-Pulvern der zweiten Gruppe erhaltenen Pulver werden in der Folge als Anisotropiepulver verwendet. Die mittels Laserbeugung bestimmten mittleren Partikelgrößen der Partikel dieser Anisotropiepulver sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2: Mittlere Partikelgrößen der Partikel der (in Ausführungsbeispiel 1) hergestellten Anisotropiepulver, jeweils bestimmt mittels Laserbeugung
Figure imgf000039_0001
Im Folgenden wird mindestens eines der Hauptphasenpulver mit mindestens einem der Anisotropiepulver gemischt. Die Anisotropiepulver weisen (aufgrund ihrer Zusammensetzung) eine höhere Anisotropiefeldstärke, bestimmt mittels der Vibrating-Sample-Magnetomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magneto- mer, auf als die Hauptphasenpulver.
Die so erhaltene Pulvermischung wird zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt. Danach wird die Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess bei einer Temperatur im Bereich von 800 °C bis 1300 °C unterzogen. Nach dem Sintern kann die gesinterte Pulvermischung optional noch mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen werden, beispielsweise einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 650 °C bis 950 °C und mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h sowie einer zweiten Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 °C bis 750 °C und mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h.
Letztlich wird ein Permanentmagnet erhalten, der Körner umfasst, die jeweils einen Kern mit einer ersten Zusammensetzung und eine Schale mit einer zweiten Zusammensetzung aufweisen, wobei die erste Zusammensetzung jeweils Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) enthält, und wobei die zweite Zusammensetzung jeweils Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Dysprosium (Dy), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) enthält. Die zweite Zusammensetzung weist dabei eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als die erste Zusammensetzung, was mittels der Vibrating-Sample-Mag- netomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer bestimmt werden kann. Zudem weist die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,01 um bis 2 um auf, was mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und/oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bestimmt werden kann.
Ausführungsbeispiel 2
Es werden fünf Grob-Pulver bereitgestellt. Die Grob-Pulver können beispielsweise aus Flakes mittels eines Zerkleinerungsprozesses hergestellt worden sein. Bei vier der fünf Grob-Pulver handelt es sich um Grob-Pulver jeweils bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga). Bei dem fünften Grob-Pulver handelt es sich um ein Grob-Pulver bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Dysprosium (Dy), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga). Dieses fünfte Grob-Pulver weist (aufgrund seiner Zusammensetzung) eine höhere Anisotropiefeldstärke, bestimmt mittels der Vibrating-Sample-Magnetomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer, auf als die anderen vier Grob-Pulver.
Die vier Pulver bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) werden jeweils einem Sichtverfahren zur Entfernung der Feinstanteile unter Stickstoffatmosphäre unterzogen, wobei die Pulver während dem Sichtverfahren einem Mahlprozess unterzogen werden. Der Mahlprozess sowie das Sichtverfahren erfolgen auf der Mahlanlage (M - Jet) von Netzsch, in die ein Sichter integriert ist. Vor dem Sichtverfahren bzw. dem Mahlprozess wird dem jeweiligen Pulver unter Schutzgasatmosphäre 0,2 % Isopropanol zugegeben und es wird ca. 30 Minuten lang gemischt.
Die auf diese Weise aus den vier Grob-Pulvern bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) erhaltenen Pulver werden in der Folge als Hauptphasenpulver verwendet. Die mittels Laserbeugung bestimmten mittleren Partikelgrößen der Partikel dieser Hauptphasenpulver sowie der jeweilige mittels Heißgasextraktion bestimmte Sauerstoffgehalt dieser Hauptphasenpulver sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3: Mittlere Partikelgrößen der Partikel der (in Ausführungsbeispiel 2) hergestellten Hauptphasenpulver, jeweils bestimmt mittels Laserbeugung, sowie Sauerstoffgehalt der (in Ausführungsbeispiel 2) hergestellten Hauptphasenpulver, jeweils bestimmt mittels Heißgasextraktion
Figure imgf000041_0001
Das fünfte Pulver - d.h. das Pulver bestehend aus einer Legierung aus Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Dysprosium (Dy), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) - wird ebenfalls einem Sichtverfahren zur Entfernung der Feinstanteile unter Stickstoffatmosphäre unterzogen, wobei das Pulver während dem Sichtverfahren einem Mahlprozess unterzogen wird. Der Mahlprozess sowie das Sichtverfahren erfolgen auf der Mahlanlage (M - Jet) von Netzsch, in die ein Sichter integriert ist. Vor dem Sichtverfahren bzw. dem Mahlprozess wird dem Pulver unter Schutzgasatmosphäre 0,2 % Isopropanol zugegeben und es wird ca. 30 Minuten lang gemischt.
Das auf diese Weise aus dem fünften Grob-Pulver erhaltene Pulver wird in der Folge als Anisotropiepulver verwendet. Die mittels Laserbeugung bestimmten mittleren Partikelgrößen der Partikel dieses Anisotropiepulvers sowie der mittels Heißgasextraktion bestimmte Sauerstoffgehalt dieses Anisotropiepulvers sind in der folgenden Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4: Mittlere Partikelgrößen der Partikel des (in Ausführungsbeispiel 2) hergestellten Anisotropiepulvers, jeweils bestimmt mittels Laserbeugung, sowie Sauerstoffgehalt des (in Ausführungsbeispiel 2) hergestellten Anisotropiepulvers, bestimmt mittels Heißgasextraktion
Figure imgf000042_0001
Im Folgenden wird mindestens eines der Hauptphasenpulver mit dem Anisotropiepulver gemischt. Das Anisotropiepulver weist (aufgrund seiner Zusammensetzung) eine höhere Anisotropiefeldstärke, bestimmt mittels der Vibra- ting-Sample-Magnetomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer, auf als die Hauptphasenpulver.
Die so erhaltene Pulvermischung wird zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt. Danach wird die Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess bei einer Temperatur im Bereich von 800 °C bis 1300 °C unterzogen. Nach dem Sintern kann die gesinterte Pulvermischung optional noch mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen werden, beispielsweise einer ersten Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 650 °C bis 950 °C und mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h sowie einer zweiten Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 °C bis 750 °C und mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h.
Letztlich wird ein Permanentmagnet erhalten, der Körner umfasst, die jeweils einen Kern mit einer ersten Zusammensetzung und eine Schale mit einer zweiten Zusammensetzung aufweisen, wobei die erste Zusammensetzung jeweils Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) enthält, und wobei die zweite Zusammensetzung jeweils Neodym (Nd), Praseodym (Pr), Dysprosium (Dy), Eisen (Fe), Bor (B), Cobalt (Co), Kupfer (Cu), Aluminium (AI) und Gallium (Ga) enthält. Die zweite Zusammensetzung weist dabei eine höhere Anisotropiefeldstärke auf- weist als die erste Zusammensetzung, was mittels der Vibrating-Sample-Mag- netomer-Methode (VSM, „vibrating sample magnetometry") bzw. mittels Messung mit einem Vibrating Sample Magnetomer bestimmt werden kann. Zudem weist die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,01 pm bis 2 pm auf, was mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM), Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) und/oder Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bestimmt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Permanentmagneten, bei welchem a) mindestens ein mindestens eine erste Legierung umfassendes Hauptphasenpulver und mindestens ein mindestens eine zweite Legierung umfassendes Anisotropiepulver bereitgestellt werden, wobei das mindestens eine Anisotropiepulver eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als das mindestens eine Hauptphasenpulver, wobei die mindestens eine erste Legierung und die mindestens eine zweite Legierung jeweils Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall enthalten oder daraus bestehen, wobei das mindestens eine Anisotropiepulver aus Partikeln besteht, die eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens
1 pm aufweisen, und wobei das mindestens eine Hauptphasenpulver aus Partikeln besteht, die eine mittlere Partikelgröße dlO von mindestens 2 pm aufweisen und die eine mittlere Partikelgröße d50 aufweisen, die größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, b) mindestens eine Pulvermischung hergestellt wird, indem das mindestens eine Hauptphasenpulver mit dem mindestens einen Anisotropiepulver vermischt wird, c) die mindestens eine Pulvermischung zur Ausrichtung magnetischer Momente der Partikel einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, und d) die mindestens eine Pulvermischung mindestens einem Sinterprozess unterzogen wird.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers im Bereich von 1 pm bis 5 pm, bevorzugt von 1 pm bis 3,2 pm, besonders bevorzugt von 1 pm bis 3 pm, ganz besonders bevorzugt 2 pm bis 3 pm, insbesondere von 2,8 pm bis 3 pm, liegt, und/oder die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers im Bereich von 3 pm bis 8 pm, bevorzugt von
3.5 pm bis 6,5 pm, besonders bevorzugt von 4 pm bis 6 pm, ganz besonders bevorzugt von 5,5 pm bis 6 pm, liegt, und/oder die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 100 %, größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder die mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers mindestens 1,3 pm, bevorzugt mindestens
1.5 pm, besonders bevorzugt mindestens 1,7 pm, beträgt, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers eine Partikelgröße von mindestens 1 pm, bevorzugt von mindestens 1,3 pm, besonders bevorzugt von mindestens 1,5 pm, ganz besonders bevorzugt von mindestens 1,7 pm, aufweisen, und/oder die mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers mindestens 2,5 pm, bevorzugt mindestens 3 pm, besonders bevorzugt mindestens 4 pm, beträgt, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße von mindestens 2 pm, bevorzugt von mindestens 2,5 pm, besonders bevorzugt von mindestens 3 pm, ganz besonders bevorzugt von mindestens 4 pm, aufweisen, und/oder die mittlere Partikelgröße dlO der Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder im Wesentlichen alle Partikel des mindestens einen Hauptphasenpulvers eine Partikelgröße aufweisen, die größer ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) das mindestens eine Hauptphasenpulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass mindestens ein die mindestens eine erste Legierung umfassendes erstes Pulver bereitgestellt wird und das mindestens eine erste Pulver mindestens einem Trennverfahren unterzogen wird, bei dem Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm aufweisen, wobei vorzugsweise das mindestens eine erste Pulver aus Partikeln mit einer mittleren Partikelgröße d50 im Bereich von 1 pm bis 7 pm, bevorzugt im Bereiche von 3 pm bis 4 pm, besteht, und/oder das mindestens eine Trennverfahren mindestens ein Sichtverfahren ist, das vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgt, und/oder das bei dem mindestens einen Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 2 pm, bevorzugt kleiner als 3 pm, besonders bevorzugt kleiner als 4 pm, aufweisen, und/oder das bei dem mindestens einen Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße aufweisen, die kleiner ist als die mittlere Partikelgröße d50 der Partikel des mindestens einen Anisotropiepulvers, und/oder das mindestens eine erste Pulver vor und/oder während dem mindestens einen Trennverfahren mindestens einem Zerkleinerungsprozess, bevorzugt mindestens einem Mahlprozess, unterzogen wird, wobei besonders bevorzugt dem mindestens einen ersten Pulver vor dem mindestens einen Zerkleinerungsprozess mindestens ein Additiv, bevorzugt mindestens ein Ma hlhilfsmittel, zugegeben wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Pulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass die mindestens erste Legierung umfassende Flakes hergestellt werden und die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes mindestens einem Zerkleinerungsprozess unterzogen werden, wodurch das mindestens eine erste Pulver erhalten wird, wobei vorzugsweise die Flakes eine Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen, und/oder der mindestens eine Zerkleinerungsprozess ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung, Mahlen, und Kombinationen hiervon, und/oder die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes durch
• Rascherstarrung („Strip-Casting") hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Metallwalze oder eine Walze mit einem Metallbezug gegossen wird, und/oder
• Schmelzen anschließendes Glühen hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und anschließend bei 800 bis 1200 °C geglüht wird.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) das mindestens eine Anisotropiepulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass mindestens ein die mindestens eine zweite Legierung umfassendes zweites Pulver bereitgestellt wird und das mindestens eine zweite Pulver mindestens einem Trennverfahren unterzogen wird, bei dem Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen, wobei vorzugsweise das mindestens eine zweite Pulver aus Partikeln mit einer mittleren Partikelgröße d50 im Bereich von 0,1 um bis 4 um, bevorzugt im Bereiche von 1 um bis 3 um, besteht, und/oder das mindestens eine Trennverfahren mindestens ein Sichtverfahren ist, das vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgt, und/oder das bei dem mindestens einen Trennverfahren im Wesentlichen alle Partikel entfernt werden, die eine Partikelgröße kleiner als 1 pm aufweisen, das mindestens eine zweite Pulver vor und/oder während dem mindestens einen Trennverfahren mindestens einem Zerkleinerungsprozess, bevorzugt mindestens einem Mahlprozess, unterzogen wird, wobei besonders bevorzugt dem mindestens einen zweiten Pulver vor dem mindestens einen Zerkleinerungsprozess mindestens ein Additiv, bevorzugt mindestens ein Ma h Ihi Ifsmittel, zugegeben wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zweite Pulver dadurch bereitgestellt wird oder dadurch hergestellt wurde, dass die mindestens zweite Legierung umfassende Flakes hergestellt werden und die die mindestens eine zweite Legierung umfassenden Flakes mindestens einem Zerkleinerungsprozess unterzogen werden, wodurch das mindestens eine zweite Pulver erhalten wird, wobei vorzugsweise die Flakes eine Dicke von 0,05 mm bis 0,5 mm aufweisen, und/oder der mindestens eine Zerkleinerungsprozess ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Zerkleinern mittels Wasserstoffversprödung, Mahlen, und Kombinationen hiervon, und/oder die die mindestens eine erste Legierung umfassenden Flakes durch
• Rascherstarrung („Strip-Casting") hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und auf eine gekühlte, vorzugsweise wassergekühlte, Metallwalze oder eine Walze mit einem Metallbezug gegossen wird, und/oder
• Schmelzen anschließendes Glühen hergestellt werden, wobei vorzugsweise eine die Komponenten der mindestens einen ersten Legierung enthaltende Schmelze hergestellt und anschließend bei 800 bis 1200 °C geglüht wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Erbium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium, Scandium, und Kombinationen hiervon, wobei das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einer erste Legierung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Yttrium, und Kombinationen hiervon, und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung und das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung jeweils mindestens ein erstes Seltenerdmetall aufweist und jeweils mindestens ein zweites Seltenerdmetall mit einer höheren molaren Masse als das mindestens eine erste Seltenerdmetall aufweist, wobei der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der mindestens einen zweite Legierung höher ist als der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der mindestens einen ersten Legierung, wobei vorzugsweise das mindestens eine erste Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Legierung identisch ist mit dem mindestens einen ersten Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung und/oder das mindestens eine zweite Seltenerdmetall der mindestens einen ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen zweiten Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung, und/oder das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen ersten Legierung und/oder das mindestens eine weitere Metall der mindestens einen zweiten Legierung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Legierung und/oder die mindestens eine zweite Legierung jeweils
65 Gew.-% bis 75 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, und/oder
0,8 Gew.-% bis 1,1 Gew.-% Bor, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, und/oder
26 Gew.-% bis 33 Gew.-% des mindestens einen Seltenerdmetalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, und/oder
0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, des mindestens einen weiteren Metalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Legierung, enthält.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Pulvermischung während Schritt c), zwischen Schritt c) und Schritt d), und/oder während Schritt d) verdichtet wird, wobei vorzugsweise die mindestens eine Pulvermischung vor dem Verdichten eine Dichte aufweist, die 30 % bis 50 % der Dichte der mindestens einen Pulvermischung nach dem Sintern entspricht, und/oder der mindestens eine Sinterprozess in Schritt d) bei einer Temperatur im Bereich von 800 °C bis 1300 °C, bevorzugt von 950 °C bis 1150 °C, besonders bevorzugt von 960 °C bis 1100 °C, und/oder unter Schutzgasatmosphäre oder Vakuum erfolgt, und/oder nach Schritt d) die mindestens eine gesinterte Pulvermischung mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die mindestens eine Wärmebehandlung vorzugsweise
• mindestens eine erste Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 650 °C bis 950 °C, bevorzugt von
700 °C bis 940 °C, und/oder mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h, bevorzugt von 1 h bis 4 h, sowie
• mindestens eine zweite Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 450 °C bis 750 °C, bevorzugt von 500 °C bis 690 °C, und/oder mit einer Dauer von 0,5 h bis 8 h, bevorzugt von 1 h bis 4 h, umfasst.
10. Permanentmagnet umfassend Körner, die jeweils einen Kern mit einer ersten Zusammensetzung und eine Schale mit einer zweiten Zusammensetzung aufweisen, wobei die erste Zusammensetzung und die zweite Zusammensetzung jeweils Eisen, Bor, mindestens ein Seltenerdmetall und mindestens ein weiteres Metall enthalten oder daraus bestehen, wobei die zweite Zusammensetzung eine höhere Anisotropiefeldstärke aufweist als die erste Zusammensetzung, und wobei die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von
0,01 pm bis 2 pm aufweist.
11. Permanentmagnet gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale jedes der Körner an jeder Stelle eine Dicke im Bereich von 0,02 pm bis 1 pm aufweist, und/oder die Schalen der Körner eine mittlere Dicke im Bereich von 0,01 um bis 2 um, bevorzugte von 0,02 um bis 1 um, aufweisen, und/oder der Permanentmagnet eine Dicke von mindestens 10 mm, bevorzugt von mindestens 12 mm, besonders bevorzugt von mindestens 15 mm, aufweist.
12. Permanentmagnet gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Europium, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Erbium, Ytterbium, Lutetium, Yttrium, Scandium, und Kombinationen hiervon, wobei das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einer erste Legierung und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der mindestens einen zweiten Legierung vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Gadolinium, Dysprosium, Terbium, Holmium, Yttrium, und Kombinationen hiervon, und/oder das mindestens eine Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung und das mindestens eine Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung jeweils mindestens ein erstes Seltenerdmetall aufweist und jeweils mindestens ein zweites Seltenerdmetall mit einer höheren molaren Masse als das mindestens eine erste Seltenerdmetall aufweist, wobei der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der zweiten Zusammensetzung höher ist als der molare Anteil des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls in der ersten Zusammensetzung, wobei vorzugsweise
• das mindestens eine erste Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen ersten Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine zweite Seltenerdmetall der ersten Zusammensetzung identisch ist mit dem mindestens einen zweiten Seltenerdmetall der zweiten Zusammensetzung, und/oder
• von einer Oberfläche des Permanentmagneten bis hin zu einem zentralen Bereich eines Querschnitts des Permanentmagneten die Konzentration des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls der ersten Zusammensetzung und/oder die Konzentration des mindestens einen zweiten Seltenerdmetalls der zweiten Zusammensetzung im Wesentlichen konstant bleibt und/oder das mindestens eine weitere Metall der ersten Zusammensetzung und/oder das mindestens eine weitere Metall der zweiten Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Gallium, Zinn, Chrom, Cobalt, Kupfer, Molybdän, Niob, Nickel, Titan, Vanadium, Wolfram, Zirconium und Kombinationen hiervon.
13. Permanentmagnet gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zusammensetzung und/oder die zweite Zusammensetzung jeweils
• 65 Gew.-% bis 75 Gew.-% Eisen, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, und/oder
• 0,8 Gew.-% bis 1,1 Gew.-% Bor, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, und/oder
• 26 Gew.-% bis 33 Gew.-% des mindestens einen Seltenerdmetalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, und/oder
• 0 Gew.-% bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-%, des mindestens einen weiteren Metalls, bezogen auf das Gesamtgewicht der jeweiligen Zusammensetzung, enthält, und/oder - jeweils eine Zusammensetzung gemäß der Formel SE2(Fe,M)i4B ist, wobei SE für das mindestens eine Seltenderdmetall der jeweiligen Zusammensetzung und M für das mindestens eine weitere Metall der jeweiligen Zusammensetzung steht.
14. Permanentmagnet gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 herstellbar oder hergestellt ist.
15. Verwendung eines Permanentmagneten nach einem der Ansprüche 10 bis 14 in Elektrofahrzeugen, Windkraftanlagen, Robotern, unterhal- tungselektronischen Geräten, Lautsprechern, Klimageräten, magnetokalorischen Systemen.
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