[發明專利]氮化鐵永磁體和形成氮化鐵永磁體的技術

有效

• 申請號: 201711286395.6
• 申請日: 2014-02-06
• 公開（公告）號: CN107919201B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 王建平;姜巖峰
• 申請（專利權）人: 明尼蘇達大學董事會
• 主分類號: H01F1/10
• 分類號: H01F1/10;H01F1/34;H01F1/147;H01F41/02;C23C14/48
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;沈敬亭

1.一種塊狀永磁材料，包含：

Fe₁₆N₂相磁疇，其中所述Fe₁₆N₂相磁疇形成硬磁疇；

形成磁疇壁釘扎部位的多個非磁性原子或分子；和

包含Fe₈N的軟磁材料，其中所述軟磁材料的至少一些磁耦合到硬磁Fe₁₆N₂相磁疇。

2.根據權利要求1所述的塊狀永磁材料，進一步包含：

摻雜元素，從而形成所述永磁材料內的磁疇壁釘扎部位。

3.根據權利要求2所述的塊狀永磁材料，其中所述摻雜元素包括鈷、鈦、銅和鋅中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的塊狀永磁材料，其中所述Fe₁₆N₂和所述Fe₈N的晶體織構是連貫的。

5.根據權利要求1所述的塊狀永磁材料，其中所述Fe₁₆N₂相磁疇是化學有序的。

6.根據權利要求5所述的塊狀永磁材料，其中所述Fe₈N包含α′相Fe₈N，其中所述Fe₈N是化學有序的所述Fe₁₆N₂相磁疇的化學無序對應物。

7.一種制備權利要求1-6中任一項所述的塊狀永磁材料的方法，包括：

將鐵工件定位在基板的表面上；

進行離子注入以將N+離子注入到鐵工件中；以及

隨后進行兩個退火過程：預退火和后退火，

其中進行所述預退火以將氮化鐵工件附接到所述基板上；和

其中在低于預退火溫度的溫度下進行所述后退火。

8.根據權利要求7所述的方法，進一步包括：

在所述后退火期間，促進所述鐵工件中的至少一些晶體的結晶結構由體心立方鐵向體心四方氮化鐵的轉化；以及

形成Fe₁₆N₂和Fe₈N相。

9.根據權利要求7所述的方法，其中在450℃至550℃范圍內的溫度下進行所述預退火。

10.根據權利要求7所述的方法，進一步包括：

在所述預退火期間，在所述鐵工件和所述基板之間施加0.2吉帕斯卡至10吉帕斯卡的外力。

11.根據權利要求7所述的方法，其中進行所述預退火步驟的氣氛包括氮、氬和氫中的至少一種。

12.根據權利要求7所述的方法，其中所述后退火的溫度低于250℃。

13.根據權利要求8所述的方法，進一步包括：

將Fe₁₆N₂+Fe₈N的多個工件組合，以及

將組合的所述多個工件壓合在一起以形成所述塊狀永磁材料。

14.根據權利要求13所述的方法，進一步包括：

引入軟磁性或非磁性摻雜材料。

15.根據權利要求7所述的方法，其中所述基板包括硅和砷化鎵中的至少一種。

16.一種通過權利要求7-15中任一項所述的方法獲得的塊狀永磁材料。