[发明专利]用于制造磁体的方法以及磁体和电机

说明书

本发明涉及一种用于制造磁体的方法，其中，磁体至少由一种磁性材料和一种粘结剂形成（模制成形）并且接着被硬化（时效硬化）。本发明此外涉及一种磁体以及一种电机。

现有技术

开头所述类型的方法已经由现有技术公开。磁性材料例如是铁或铁氧体。磁性材料在此情况下常常以粉末的形式呈现，粉末被烧结或压力烧结，以制造磁体。备选地或附加地磁性材料也可以与粘结剂混合。接着磁体由磁性材料-粘结剂混合物形成并被硬化。该形成在此情况下例如可以包括浇注或注射。粘结剂可以是一种塑料，尤其是PPS(硫化聚苯醚)，或者包括这种塑料。在磁体被硬化之后，磁性材料由粘结剂以物理方式包围住或者被容纳在粘结剂中。但是如果这样制造的磁体接触到氧气或腐蚀性介质，则它容易受到强腐蚀，因此必须保护磁体。在此情况下广泛应用的是金属保护层，它例如具有镍和/或锌，借此保护尤其是压力烧结的磁体不受腐蚀。还已知氧化保护层，其以在溶剂中的金属醇盐溶液形式被涂覆到磁体上。相对于直接烧结磁性材料，在将磁性材料与粘结剂混合下制造磁体，对于许多应用情况来说，具有明显更高的灵活性并且因此被优先采用。同样，通过将磁性材料渗入到粘结剂，例如塑料(最好是塑料颗粒的形式)中，保证磁性材料得到一定的保护免受腐蚀。但是，尤其是在磁体与燃料和其添加剂接触时，这种磁体在短时间之后也发生强烈腐蚀，这最终可以导致具有该磁体的系统失灵。

本发明的公开

与此相对地，具有在权利要求1中所述特征的方法具有优点，制造的磁体具有比从现有技术已知的磁体更好的耐腐蚀性，尤其是针对燃料及其添加剂。这按照本发明是如此实现的，即由粘结剂在硬化期间产生一种化学地结合到磁性材料上的金属氧化物。因此在硬化之后由金属氧化物形成一个基体，磁性材料被包围或埋入该基体中。此时金属氧化物基体被化学地结合到磁性材料上。磁性材料因此被金属氧化物基体或金属氧化物结构保持住。在以这种方式制造的磁体情况下不需要设置附加的保护层。在从现有技术中已知的粘结剂，主要是有机粘结剂如例如塑料(PPS)的情况下，在与腐蚀性介质如燃料接触时产生浸涨，这提高了促进腐蚀的物质如例如水和盐的渗透。此外，如前已述，磁性材料仅仅以物理学方式集成到粘结剂中。在磁性材料和粘结剂之间没有化学结合，由此在处于腐蚀情况下，促进腐蚀的物质向磁体中的渗透性甚至还被提高。这种渗透作用在按照本发明的方法制造的磁体不会发生，因为磁性材料是用化学方式结合到金属氧化物上。

例如使用一种以硅氧烷为基的粘结剂。基于这种粘结剂的化学结构，磁性材料在粘结剂或硅氧烷基体上形成化学结合。后者是渗透密封的（不渗透的）。不仅磁性材料在粘结剂上的化学键联而且不渗透的硅氧烷基体都对显著提高的防腐蚀保护作出贡献。附加地可以使用凝结剂和/或流变极限形成剂(如部分交联的聚丙烯酸)，以防止磁性材料沉淀。

本发明的一种改进方案规定，金属氧化物在一种溶胶-凝胶工艺（溶胶-凝胶法）中产生。磁性材料由此应该嵌入到一种防腐蚀的、通过溶胶-凝胶工艺制造的金属氧化物基体中。溶胶-凝胶工艺用于由胶态分散体制造非金属的、无机的或杂化聚合物的材料。胶态分散体也称为溶胶。溶胶在此情况下可以由不同的前体形成。通过凝胶处理，溶胶转变成凝胶，其中，凝胶是一种胶体。在溶胶-凝胶工艺期间产生金属氧化物的网络的形成或磁性材料化学地结合在该金属氧化物上。

本发明的一种改进方案规定，作为磁性材料使用至少一种稀土材料。由稀土材料制成的磁体超过由铁制成的常规磁体的性能的数倍并且因此被优选使用。元素钪、钇和氧化镧以及镧系元素被称为稀土金属。属于镧系元素的有铈，镨，钕，钷，钐，铕，钆，铽，镝，钬，铒，铥，镱和镥。该稀土材料具有至少一种稀土金属。例如使用由钕，铁和硼组成的合金(Nd₂Fe₁₄B)。但是，具有稀土材料的磁体比常规磁体更容易受到腐蚀。因此，尤其是在由这种磁性材料制成的压力烧结的磁体情况下，要设置金属的、尤其是具有镍和/或锌的保护层。备选地，如前所述，可以使用氧化保护层，其中将金属醇盐溶液施加到磁体上。这种保护层通常可以在将磁性材料嵌入金属氧化物基体中情况下被去除，但是其被设置用于实现附加的更好的保护。