Эластичный материал для постоянных магнитов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111 (g))g H 01 F 1/113, 1/117, В 22 F 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Поливинилхлорид 5-1 О

Нитрильный каучук 2,5-7,0

Диоктилфталат 1-5

0,1-0,3

0,05-0,20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ.

ПРИ ГННТ СССР (21) 4604095/02 (22) 10.11.88 (46) 07.01.91., Бюл. Р 1 (71) Институт механики металлополимерных систем АН БССР (72) Е.А. Цветкова, В.В. Снежков, А.М. Домецкий Л.,С., Пинчук, В.П„ Емел ья нчиков и И.А. Пышко (53) 621.318. 124 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 1191949, кп„Н 01 F 1/113, 1984„

Авторское свидетельство СССР

Р 1179440, кл„ fl 01 F 1/113, 1984. (54) ЭЛАСТИЧ1И>Й ИАТБРИЛЛ ДЛЯ ПОСТОЯННЫХ ПАГНИТОВ (57) Изобретение относится к эластичным материалам лпя постоянных магнитов, которые могут быть использованы

Изобретение относится к области эластичных материалов для постоянных магнитов, формируемых методом вальцевания и/или калаидрования и предназначенйых для использования в медицинской, радио- и электротехнической, приборостроительной и машиностроительной отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение анизотропии магнитных свойств и усталостной прочности эластичного материала для постоянных магнитов - достигается тем, что в эластичный материал для анизотропных магнитов, содержащий феррит бария или стронция, поливинилхлорид, диактилфталат и окислы цинка или кальция, дополнительно вволят нитрильный каучук, сшивающий агент. - серу, низкомолекулярный поль 2 в медицинской, радио- и электротехнической, приборостроительной и машиностроительной промышленности. Целью изобретения является повышение анизотропии магнитных свойств и усталостной прочности материала. Предложенный материал содержит, мас. Ж: поливинилхлорид 5-10> нитрильный каучук 2,57,0; диоктилфталат 1-5; окислы кальция или цинка 0,1-0,4; стеарат кальция или цинка 0,1-0,3; сера 0,05-0,2 низкомолекулярный полиэтилен 0,250 5; феррит бария или стронция — остальное. Из предложенного материала получены образцы постоянных магнитов с (ВН)макс 7 2-8 кДж/м, В1, = 0,28 - д

0,32 Тл и Нс = 160-175 кА/и с усталостной прочностью 147-223 цикла.

2 табл.

Зтилен, стеарат кальция нли цинка при следующем соотношении компонентов, Mar.. 7.:

Окислы кальция или цинка О, 1-0,4

Стеарат кальция или цинка

Сера

Низкомолекулярный полиэтилен 0,25-0,50

Феррит бария или стронция Остальное

Назначение компонентов следующее.

Полимерное связующее образует эластичную матрицу, содержащую магнитные частицы. В качестве связующего исполь48 5-10

2,5-1,0.3 16193 зованы основные полимеры медико-технического назначения - поливинилхпорид и нитрильный каучук СКН-26ИПсП-23, Введение в композицию диоктилфта5 лата позволяет снизить температуру переработки смеси и существенно улучшить качество эластичных магнитов, учитывая продолжительность переработки материала методом вальцевания или каландрования, а также в несколько раз уменьшить вязкость и увеличить текучесть смеси, что облегчает ориентацию магнитных частиц, наполняющих полимерное связующее. !5

Окислы металлов второй группы периодической системы элементов, в частности кальция или цинка, взодят для стабилизации .механических свойств и повьппения прочности адгезионного 20 соединения ферромагнитного наполнителя с полимерным связующим.

Стеарат кальция или цинка используют для связывания хлористого водорода, который выделяется при нагрева- 25 нии поливинилхлорида при температуре свьппе 120 С, а также в качестве твердой смазки, что позволяет повысить .степень ориентации частиц феррита в полимерной матрице и, соответственно, анизотропию магнитных свойств. Сера используется как сшивающий агент вулканизации.

Совместное введение низкомолекулярного полиэтилена с молекулярной массой, от 1 тыс. до 6 тыс. диоктилфталата, нитрильного каучука, стеарата кальция и цинка в предложенных пределах позволяет существенно повысить анизотропию магнитных свойств и усталостную проч- 40 ность композиции.

Порошок ферритов бария и/или стронция является носителем магнитных свойств композитов. Непрореагировавшие окислы служат стаби изаторами адгезии 45 частиц порошка к связующему.

Для получения эластичных магнитов были приготовлены смеси компонентов, приведенные в табл. 1.

Смеси получали на вальцах типа

ПД 800 550/550 с 30-минутным разогревом до 80-90 С композиции с последовательной загрузкой компонентов, затем подключали водяное охлаждение, так как при загрузке феррита происходит сильное повьппение температуры смеси за счет сильного трения частичек феррита о вальцы, что приводит к деструкции некоторых компонентов, в частности поливинилхлорида, полиэтилена и каучука. Поэтому оптимальная температура формирования поддерживалась в диапазоне 130-150О С.

На образцах, представляющих собой полоски сечением 5х10 мм и длиной

100.мм, измеряли.с помощью универсаль.ной баллистической установки БУ-3 следующие магнитные свойства: остаточную индукцию В„, коэрцитивную силу Нс, магнитную энергию (ВН) „ в направлении вальцевания (каландрования) А и в перпендикулярном направлении Б. Усталостную прочность определяли как количество циклов перегиба образца на угол 90 град до его разрушения. Результаты измерений приведены в табл.2.

Как следует из табл. 2, предложенный эластичный материал позволяет получать постоянные магниты с более высокой анизотропией магнитных свойств и усталостной прочностью (примеры 1-8) чем известный (пример 9) эластичный материал.

Предложенный эластичный материал обладает также высокими физико-механическими свойствами. Так, эластичный магнитный материал по примеру 3 характеризуется разрушающим напряжением при растяжении 3,6 ИПа, относительным удлинением при разрыве 907., плотностью 3,5 г/см и твердостью по Шору (А) 90 ед.

При выходе за пределы изобретения не достигается либо повышения анизотропии магнитных свойств, либо усталостной прочности материала.

Использование изобретения позволит повысить эффективность использования оксидных постоянных магнитов, Формула изобретения

Эластичный материал для постоянных магнитов, содержащий феррит бария или стронция, поливинилхлорид, диоктилфталат, окислы цинка нли кальция и функциональную добавку, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьппения анизотропии магнитных свойств и усталостной прочности, он содержит в качестве функциональной добавки низкомолекулярный полиэтилен и дополнительно содержит нитрильный каучук, серу и стеарат кальция или цинка при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:

Поливинилхлорид

Нитрильный каучук

1619348

1-5

Сера

Низкомолекулярный полиэтилен

Феррит бария или стронция

0,05-0,20

0,25-0,50

Остальное

0,1-0,4

0,1-0,3

Табл ица 1 эластичного материала для постоянных агнитов, мас. Х

Ннз»

Феррит баФеррит стронция

Сте ара цин ка комолекулярный рия полиэтнлен

5 0 2 5 1 0 1

0,1

0,25 91,0

0,05

Пр едлокенный

1I

11

II и

1! н

tl

Известный

О,25

Oi4O

0 50

0,50

0 50

0,40

0,40

О,!

0,2

0,3

0,3

О,Э

0,2

0,2

Э

5

7

5,5

7,0

10,0

10,0

10,0

7,0

7,0

5 0

3,0 1

3,0 2

7 ° 0 5

7,0 5

7,0 5

3,0 2

3,0 2

0 ° 1

0,40,4

0,2

0,3

0,05

0,10

0,20

0,20

0,20

0,20

0,10

87

76,6

76,6

76,6

87

87

0,3

0,4

1,5

1,5

Иагнитные свойства

Нс э кА/M о

147

158 и

196 и»

223

220

«и»

214 и

190

179

9 Известный

Диоктнлфталат

Окислы цинка или кальция

Стеарат кальция или цинка

1 Предложенный

А

Б

А

Б

А

Б

А

Б

А

В

А

В

А

В

А

В

А

0,06

0,32

0 05

0,32

0,04

0,32

0 05

0,28

0,05

0,28 0,05

0,29

0,04

0 31

0,04

0,32

0,10

0,28

175

85 170

170

160

165

160

170

175

160

Та блица 2

Усталостная прочность, (ВН) адис, р кол Во цик» кДж/мз л„в

0,7

8,0

0 5

7,7

0,4

7,8

0,5

7,2

0 5

7,3

0 5

7,2

0,4

7,7

0,4

7,8

1,2

7,0