Kunststoffgebundener Permanentmagnet und Verfahren zum Herstellen eines kunststoffgebundenen Permanentmagneten

Abstract

 Kunststoffgebundene Permanentmagnete, die aus einem homogenen Gemisch von flüssigkristallinem Polymer und Strontiumferrit hergestellt werden, haben deutlich verbesserte magnetische Eigenschaften und können bei deutlich höheren Temperaturen als bisher möglich eingesetzt werden. Zur Herstellung solcher kunststoffgebundenen Permanentmagnete wird das Spritzgießverfahren verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen kunststoffgebundenen Permanentmagneten und ein Verfahren zum Herstellen eines kunststoffgebundenen Permanentmagneten.

[0002] Bislang wurden für kunststoffgebundene Permanentmagnete Epoxidharz, PAx (z.B. PA12, etc.), PPS, etc. als Kunststoffbasis verwendet und diese mit einem geeigneten Magnetwerkstoff gemischt.
Es hat sich bei diesen Materialien als nachteilig erwiesen, dass ein sehr hoher linearer Wärmeausdehnungskoeffizient die Anwendung von daraus bestehenden Permanentmagneten auf einen relativ engen Temperaturbereich (bis max. ca. 140° C) beschränkt. Zudem sind die erreichbaren magnetischen Feldstärken der resultierenden Magnete aufgrund des materialbedingt relativ geringen, maximal möglichen Füllungsgrades der polymeren Bindemittel mit magnetisierbaren Materialien nicht optimal.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, einen kunststoffgebundenen Permanentmagneten mit niedrigem linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten und verbesserten magnetischen Eigenschaften zu schaffen und ein Verfahren anzugeben, das eine gute Vereinigung der Eigenschaften der verwendeten Substanzen bei der Herstellung eines solchen Permanentmagneten ermöglicht.

[0004] Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe für einen kunststoffgebundenen Permanentmagneten der eingangs genannten Art so gelöst, dass dieser im Wesentlichen aus einer magnetisierten Mischung von flüssigkristallinem Polymer und Ferrit besteht.

[0005] Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Ferrit mindestens teilweise Strontiumferrit verwendet wird.

[0006] Durch die physikalischen und magnetischen Eigenschaften des Strontiumferrits ist ein sehr niedriger linearer Wärmeausdehnungskoeffizient (im Bereich von Metallen) des Gemisches möglich, der den Temperaturbereich von aus derartigen Materialien hergestellten Permanentmagneten auf bis zu 220° C erweitert.

[0007] In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, dass das Strontiumferrit in einer Konzentration von 40 - 45 % vorliegt. Aufgrund der kristallinen Struktur des Strontiumferrits ist davon auszugehen, dass die genannte Konzentration zu einer deutlichen Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Gemisches führt, was den Einsatz von aus derartigen Materialien hergestellten Permanentmagneten auch bei Präzisionsmessungen erlaubt.

[0008] Ein Verfahren zur Herstellung eines kunststoffgebundenen Permanentmagneten ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem Spritzgießvorgang flüssigkristallines Polymer und Strontiumferrit zusammengefügt werden und daraufhin eine Magnetisierung durch mindestens ein externes Magnetfeld erfolgt. Dadurch wird ein hoher Grad an Homogenität des Mischmaterials erreicht.

[0009] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt:

FIG 1

die Herstellung eines kunststoffgebundenen Permanentmagneten mittels Spritzgießverfahren.

[0010] In der Darstellung gemäß FIG 1 ist in Form eines Flussdiagramms die Herstellung eines kunststoffgebundenen Permanentmagneten nach einem Spritzgießverfahren dargestellt. Die dazu vorgesehenen Materialien (erstes Material M1, beispielsweise flüssigkristallines Polymer, zweites Material M2, beispielsweise Strontiumferrit, bis n-tes Material Mn) werden in eine Mischvorrichtung MV in einem bestimmten Mischungsverhältnis (bei drei Materialien beispielsweise im Verhältnis 25:70:5) eingeleitet und dort gemischt, wie dies durch Pfeile, die von den Materialien M1 bis Mn zur Mischvorrichtung MV führen, angedeutet ist. Die so entstandene Mischung wird danach in einem Spritzpressvorgang SP unter Temperatur ϑ und Druck p zu einem Rohprodukt RP umgewandelt (dargestellt durch Pfeile, die von der Mischvorrichtung MV zur Spritzpressvorrichtung SP und von dort zum Rohprodukt RP führen). Beim Rohprodukt RP handelt es sich um einen noch unmagnetisierten Magneten. Die bisher beschriebenen Schritte sind integriert in eine Spritzgießvorrichtung SGV, wie dies durch gestrichelte Linien angedeutet ist. In einem folgenden Verfahrensschritt wird das entstandene Rohprodukt RP in einer Magnetisierungsvorrichtung MA mindestens einem externen Magnetfeld B ausgesetzt und wunschgemäß magnetisiert, wodurch das fertige Produkt FP, d.h. der Permanentmagnet selbst, entsteht. Auch dies ist dargestellt durch Pfeile, die vom Rohprodukt RP zur Magnetisierungsvorrichtung MA und von dort zum Fertigprodukt FP führen.

Ansprüche

1. Kunststoffgebundener Permanentmagnet,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieser im Wesentlichen aus einer magnetisierbaren Mischung von flüssigkristallinem Polymer (M1) und Ferrit (M2) besteht.

2. Kunststoffgebundener Permanentmagnet nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Ferrit mindestens teilweise Strontiumferrit verwendet wird.

3. Kunststoffgebundener Permanentmagnet nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Strontiumferrit in einer Konzentration von 40 - 45 % vorliegt.

4. Verfahren zur Herstellung eines kunststoffgebundenen Permanentmagneten,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem Spritzgießvorgang flüssigkristallines Polymer (M1) und Strontiumferrit (M2) zusammengefügt werden und daraufhin eine Magnetisierung durch mindestens ein externes Magnetfeld (B) erfolgt.

Zeichnung