Durch ihre hohe Energiedichte stellen Neodym-Eisen-Bor- (NdFeB) Magnete die derzeit stärksten bekannten Magnete dar und sind somit die am häufigsten eingesetzten Permanentmagnete in Hochtechnologieanwendungen. Aufgrund des hohen Gehalts an Selten-Erd-Elementen (SEE) und der Monopolstellung Chinas in der Primärerzeugung von SEEs weisen die Magnete ein hohes sekundäres Rohstoffpotential auf. Derzeit existiert jedoch kein etabliertes Recyclingverfahren, um alle Bestandteile des Magnetmaterials in seinen unterschiedlich auftretenden Formen zurückzugewinnen. Übergreifendes Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Ermittlung einflussnehmender Parameter auf die Einschmelzbarkeit von NdFeB basierten Produktionsschrotten, insbesondere Schleifschlämmen. Eine Unterteilung erfolgt in Versuche zur thermischen Vorbehandlung und Einschmelzversuche. Zusammen-fassend lässt sich sagen, dass eine Rückgewinnung von SEE aus NdFeB-Magneten mit den hier untersuchten Verfahren mit hoher Ausbringung und Reinheit möglich ist. Größte Herausforderung des Prozesses ist der hohe Energiebedarf eines zweistufigen Aufheizens, sowie die Anforderung einer sehr präzisen Prozessführung.
Aktualisiert: 2021-02-18
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Kunststoffgebundene Dauermagnete kommen bereits seit einem dreiviertel Jahrhundert in diversen Anwendungen zum Einsatz. Dabei werden die gängigen Kunststoffverarbeitungsverfahren wie beispielsweise Spritzgießen, Extrudieren, Pressen und Kalandrieren angewandt. Ähnlich zu der Aufteilung in der Verarbeitung von herkömmlichen Kunststoffen, werden auch für die kunststoffgebundenen Dauermagnete nur selten duroplastische Matrixmaterialien im Spritzgießverfahren eingesetzt. Dabei bringt gerade diese Werkstoffklasse hervorragende Eigenschaften mit sich, die eine Verbesserung der Eigenschaften von kunststoffgebundenen Dauermagneten zur Folge haben können. Neben der Medien- und Temperaturbeständigkeit dieser Werkstoffklasse spielt dabei auch deren Viskosität eine bedeutende Rolle für diese Anwendung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll geprüft werden, ob der Einsatz duroplastischer Matrixmaterialien zu einer Verbesserung der Eigenschaften kunststoffgebundener Dauermagnete führen kann. Hierfür werden anisotrope Magnetpartikel in den Kunststoff eincompoundiert und während der Verarbeitung im Spritzgießverfahren orientiert. Dies geschieht durch ein integriertes Magnetfeld im Spritzgießwerkzeug. Insbesondere sollen der Einfluss des Matrixmaterials, der Partikelgeometrie, der Fließrichtung sowie des Richtfeldes auf die Partikelorientierung untersucht werden. Zusammen mit grundlegenden analytischen Untersuchungen der Ausgangsmaterialien sollen abschließend Richtlinien für eine Bauteilauslegung definiert und erste Ansätze für eine Simulation der magnetischen Bauteileigenschaften erarbeitet werden.
Aktualisiert: 2021-10-29
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One of the greatest achievements in modern science is the development of highly specialized magnetic materials which in different forms can be found in a variety of applications. Especially strong permanent magnets like NdFeB and SmCo, which constitute basic parts in electric motors, speakers, bearings and, of course, in magnetic data storage or magnetic nanoparticles and suspensions like e.g. ferro-fluids which in medicine are successfully used for cancer detection and treatment. A new field of application, that becomes increasingly important are so-called microelectromechanical devices (MEMS). They are miniaturized systems like sen-sors and actors, deposited on a chip or substrate fulfilling special functions. With ongoing miniaturization of such systems, the development of magnets is needed that provide defined properties even at smallest dimensions. Depending on the field of application high remanence, saturation or coercive field values are de-sired. Beneath that long durability, preservation of the magnetic properties even after many magnetization reversals is needed. For applications with short switch-ing times, e.g. in data storage technology, one has to take the magnetodynamic properties into account.
Therefore the present work deals with the production of highly miniaturized magnetic systems and the characterization of their magnetic and microstructural properties on long (quasistatic) and ultra short timescales. The developed con-cepts and knowledge can later be of importance in developing and improving new magnetic materials.
Aktualisiert: 2019-06-18
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