[发明专利]氮化铁永磁体和形成氮化铁永磁体的技术

权利要求书

1.一种块状永磁材料，包含：

Fe₁₆N₂相磁畴，其中所述Fe₁₆N₂相磁畴形成硬磁畴；

形成磁畴壁钉扎部位的多个非磁性原子或分子；和

包含Fe₈N的软磁材料，其中所述软磁材料的至少一些磁耦合到硬磁Fe₁₆N₂相磁畴。

2.根据权利要求1所述的块状永磁材料，进一步包含：

掺杂元素，从而形成所述永磁材料内的磁畴壁钉扎部位。

3.根据权利要求2所述的块状永磁材料，其中所述掺杂元素包括钴、钛、铜和锌中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的块状永磁材料，其中所述Fe₁₆N₂和所述Fe₈N的晶体织构是连贯的。

5.根据权利要求1所述的块状永磁材料，其中所述Fe₁₆N₂相磁畴是化学有序的。

6.根据权利要求5所述的块状永磁材料，其中所述Fe₈N包含α′相Fe₈N，其中所述Fe₈N是化学有序的所述Fe₁₆N₂相磁畴的化学无序对应物。

7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的块状永磁材料的方法，包括：

将铁工件定位在基板的表面上；

进行离子注入以将N+离子注入到铁工件中；以及

随后进行两个退火过程：预退火和后退火，

其中进行所述预退火以将氮化铁工件附接到所述基板上；和

其中在低于预退火温度的温度下进行所述后退火。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在所述后退火期间，促进所述铁工件中的至少一些晶体的结晶结构由体心立方铁向体心四方氮化铁的转化；以及

形成Fe₁₆N₂和Fe₈N相。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在450℃至550℃范围内的温度下进行所述预退火。

10.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：

在所述预退火期间，在所述铁工件和所述基板之间施加0.2吉帕斯卡至10吉帕斯卡的外力。

11.根据权利要求7所述的方法，其中进行所述预退火步骤的气氛包括氮、氩和氢中的至少一种。

12.根据权利要求7所述的方法，其中所述后退火的温度低于250℃。

13.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

将Fe₁₆N₂+Fe₈N的多个工件组合，以及

将组合的所述多个工件压合在一起以形成所述块状永磁材料。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

引入软磁性或非磁性掺杂材料。

15.根据权利要求7所述的方法，其中所述基板包括硅和砷化镓中的至少一种。

16.一种通过权利要求7-15中任一项所述的方法获得的块状永磁材料。