[發(fā)明專利]不含稀土的能夠轉(zhuǎn)變的氮化物磁體及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280069689.2
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN104271496A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 戴維·馬太哈斯恩
• 申請（專利權(quán)）人: 卡斯西部儲備大學
• 主分類號: C01B21/06
• 分類號: C01B21/06;C22C29/16;B22F1/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 武晨燕;胡春光

1.一種用于生產(chǎn)適合用作永磁材料的有序馬氏體鐵氮化物粉末的方法，所述方法包括以下步驟：

a)制備具有所期望的組合物和均勻度的鐵合金粉末；

b)通過在流化床反應器中使所述鐵合金粉末與氮源接觸，對所述鐵合金粉末進行氮化，以產(chǎn)生鐵氮化物粉末；

c)將所述鐵氮化物粉末轉(zhuǎn)變成無序馬氏體相；

d)將所述無序馬氏體相退火成有序馬氏體相；以及

e)從所述鐵氮化物粉末中分離出所述有序馬氏體相，以產(chǎn)生所述有序馬氏體鐵氮化物粉末。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述有序馬氏體鐵氮化物粉末是α”-Fe16N₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，制備所述鐵合金粉末的步驟包括：與在元素鐵中能夠溶解的氮相比，使更多的氮溶解在奧氏體鐵基合金中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述溶解的步驟包括以16:2的金屬:氮的比例溶解在所述奧氏體鐵基合金中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，制備所述鐵合金粉末的步驟包括使用熔體霧化法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述制備的步驟包括機械地使鐵粉末合金化。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，氮化所述鐵合金粉末的步驟還包括以下步驟：在還原氣體的存在下，在所述流化床反應器中通過加熱所述鐵合金粉末，對所述鐵合金粉末進行還原。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所期望的組合物均勻度為在Fe粉末中含1.0±0.1at％的Cr。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所期望的所述鐵合金粉末的組合物是99at％Fe-1at％Cr合金。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，氮化步驟產(chǎn)生填隙式溶解入所述鐵合金粉末中的11.1at％的氮。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述還原氣體是氫氣和氮氣的混合物。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，氮化所述鐵合金粉末的步驟還包括以下步驟：

a.)流入氮氣并加熱至580℃(1076華氏度)；

b.)在580℃(1076華氏度)下，連續(xù)4小時流入還原氣體混合物；

c.)在580℃(1076華氏度)下，流入20％氨/80％氮的氣體混合物并退火18小時；

d.)在10％氨/90％氮中，緩慢冷卻約20小時至～50℃(122華氏度)；以及

e.)用氮放空所述流化床反應器以避免過度加壓。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將所述鐵氮化物粉末轉(zhuǎn)變成所述無序馬氏體相的步驟包括：使所述鐵氮化物粉末在高能球磨機中經(jīng)歷劇烈的塑性變形。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述退火的步驟發(fā)生在100℃(212華氏度)至300℃(572華氏度)的溫度下。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分離的步驟包括使用流化床。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述分離的步驟還包括使用外部磁場。

17.一種通過權(quán)利要求1所述的方法生產(chǎn)得到的有序馬氏體鐵氮化物粉末的組合物。

18.一種粘結(jié)磁體，含有由權(quán)利要求1所述的方法生產(chǎn)得到的有序馬氏體鐵氮化物。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的粘結(jié)磁體，用于電動機和發(fā)電機中之一。

20.一種永磁體組合物，含有由奧氏體相轉(zhuǎn)變而來的有序馬氏體鐵氮化物，其中，所述磁體組合物不包括任何顯著量的稀土元素。