[发明专利]不含稀土的能够转变的氮化物磁体及其制造方法

权利要求书

1.一种用于生产适合用作永磁材料的有序马氏体铁氮化物粉末的方法，所述方法包括以下步骤：

a)制备具有所期望的组合物和均匀度的铁合金粉末；

b)通过在流化床反应器中使所述铁合金粉末与氮源接触，对所述铁合金粉末进行氮化，以产生铁氮化物粉末；

c)将所述铁氮化物粉末转变成无序马氏体相；

d)将所述无序马氏体相退火成有序马氏体相；以及

e)从所述铁氮化物粉末中分离出所述有序马氏体相，以产生所述有序马氏体铁氮化物粉末。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有序马氏体铁氮化物粉末是α”-Fe16N₂。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，制备所述铁合金粉末的步骤包括：与在元素铁中能够溶解的氮相比，使更多的氮溶解在奥氏体铁基合金中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述溶解的步骤包括以16:2的金属:氮的比例溶解在所述奥氏体铁基合金中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，制备所述铁合金粉末的步骤包括使用熔体雾化法。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述制备的步骤包括机械地使铁粉末合金化。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，氮化所述铁合金粉末的步骤还包括以下步骤：在还原气体的存在下，在所述流化床反应器中通过加热所述铁合金粉末，对所述铁合金粉末进行还原。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所期望的组合物均匀度为在Fe粉末中含1.0±0.1at％的Cr。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所期望的所述铁合金粉末的组合物是99at％Fe-1at％Cr合金。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，氮化步骤产生填隙式溶解入所述铁合金粉末中的11.1at％的氮。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述还原气体是氢气和氮气的混合物。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，氮化所述铁合金粉末的步骤还包括以下步骤：

a.)流入氮气并加热至580℃(1076华氏度)；

b.)在580℃(1076华氏度)下，连续4小时流入还原气体混合物；

c.)在580℃(1076华氏度)下，流入20％氨/80％氮的气体混合物并退火18小时；

d.)在10％氨/90％氮中，缓慢冷却约20小时至～50℃(122华氏度)；以及

e.)用氮放空所述流化床反应器以避免过度加压。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述铁氮化物粉末转变成所述无序马氏体相的步骤包括：使所述铁氮化物粉末在高能球磨机中经历剧烈的塑性变形。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述退火的步骤发生在100℃(212华氏度)至300℃(572华氏度)的温度下。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分离的步骤包括使用流化床。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述分离的步骤还包括使用外部磁场。

17.一种通过权利要求1所述的方法生产得到的有序马氏体铁氮化物粉末的组合物。

18.一种粘结磁体，含有由权利要求1所述的方法生产得到的有序马氏体铁氮化物。

19.根据权利要求18所述的粘结磁体，用于电动机和发电机中之一。

20.一种永磁体组合物，含有由奥氏体相转变而来的有序马氏体铁氮化物，其中，所述磁体组合物不包括任何显著量的稀土元素。