利用结构化磁性材料的结构及方法技术

一种合成物，包括多个含铁微粒以及在所述含铁微粒上的绝缘层。所述含铁微粒限定了由绝缘边界分离开的可渗透微畴的聚集。一种方法，包括加热铁铝合金微粒，热喷涂铁铝微粒，使得铁铝微粒氧化，并且在基底上沉积氧化的铁铝合金微粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
这里所公开的示例性且非限制的实施例大体上涉及磁性材料以及并入了这种磁性材料的结构并且更为特别地，涉及一种软磁材料，该软磁材料具有有利于节能设备中的使用的属性。
技术介绍
自动化的机械设备通常使用电动机来为设备的各种运动元件提供平移或者旋转的运动。所使用的电动机典型地包括与静止元件装配在一起的旋转元件。磁体位于旋转元件和静止元件之间。线圈围绕着静止元件上的软铁芯而缠绕并且邻近磁体放置。在操作电动机时，电流经过线圈，并且生成磁场，其作用在磁体之上。当磁场作用于磁体上时，旋转元件的一侧被推送并且旋转元件的相对侧被拖拉，其由此导致了旋转元件相对于静止元件的旋转。旋转的效率至少部分地基于制备电动机所使用的材料的特性。
技术实现思路
下面的综述仅仅意在于作为示例性的而非意在于限制权利要求的范围。根据一个方面，一种合成物，包括多个含铁微粒以及在含铁微粒之上的绝缘层。该含铁微粒限定了由绝缘边界分离的可渗透微畴的聚集。根据另一个方面，一种方法，包括加热铁铝合金微粒；热喷涂铁铝微粒；使得铁铝微粒氧化；并且将氧化的铁铝微粒沉积在基底之上。根据另一个方面，一种装置，包括具有至少一个芯的定子；在至少一个芯之上的线圈；可旋转地安装在定子中的转子；以及至少一个安装在定子和转子之间的磁体。所述至少一个芯包括由具有设置在其上的氧化层的含铁微粒限定的合成物。附图说明在下面的描述中，结合附图对前述的方面和其他特征进行解释，其中：图1为具有由绝缘边界分离的可渗透微畴的聚集微结构的软磁材料的一个示例性实施例的示意性表示；图2A和图2B为形成图1的软磁材料的铁铝合金的沉积过程的示意性表示；图3A到图3C为利用各种沉积技术产生的软磁材料的微结构的照片；图4A到图4C为利用软磁材料制备的结构的照片；图5A到图5D为软磁材料的各种形态的示意性表示；图6A为利用软磁材料制备的环形结构的示意性表示；图6B到图6D为在XZ、YZ和XY平面中描述了各向同性特性的软磁材料的微结构的照片；图7为并入了软磁材料的电动机的一个示例性实施例的透视截面图；图8为并入了软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图9和图10A为并入了软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图10A为并入了软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图10B为图10A的电动机的定子极的一个示例性实施例的透视图；图11到图14A为并入了软磁材料的电动机的其他示例性实施例的透视截面图；图14B为图14A的电动机的爆炸透视截面图；图15A为并入了软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图15B为图15A的电动机的爆炸透视截面图；图16A为并入了软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图16B为图16A的电动机的爆炸透视截面图；图17A为电动机的一个示例性实施例的定子横截面的示意性表示；图17B和图17C为并入了软磁材料的电动机的示例性实施例的定子横截面的示意性表示；图18A为并入了软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图18B为图18A的电动机的锥形定子极的顶视图的示意性表示；图18C为图18A的电动机的爆炸透视截面图；图19为并入了软磁材料的电动机的截面的示意性表示；图20为并入了软磁材料的电动机的定子的示例性实施例的透视截面图；图21为与图20的定子一同使用的转子的示例性实施例的透视截面图；图22和图23为并入了软磁材料的电动机的示例性实施例的透视截面图；图24为并入了软磁材料的电动机的转子的示例性实施例的透视截面图；图25为与图24的转子一同使用的定子的示例性实施例的透视截面图；图26为图24和图25各自的转子和定子的装配的透视截面图；图27为并入了软磁材料的定子的示例性实施例的横截面的示意性表示；图28和图29为并入了软磁材料的电动机的示例性实施例的透视截面图；图30为并入了软磁材料的无槽定子的一个示例性实施例的透视截面图；图31为与图30的无槽定子一同使用的转子的一个示例性实施例的爆炸透视截面图；图32为并入了图30和图31各自的无槽定子和转子的电动机的一个示例性实施例的透视截面图；图33为并入了无槽定子和软磁材料的电动机的另一个示例性实施例的透视截面图；图34为混合无槽电动机的一个示例性实施例的透视截面图；图35A到图35C为图34的电动机的定子的透视图；图35D和图38为图34的电动机的线圈绕组的透视图；图35E为图34的电动机的定子芯的透视图；图36A到图36E为图34的电动机的转子的透视图和透视截面图；图37为图34的电动机的示意性表示；图39为图34的电动机的转子极的侧截面图；图40为示出了密封(potted)在定子之上的线圈绕组的图34的电动机的示意性表示，；图41为软磁材料的横截面的电子显微镜图像；图42为软磁材料的X-射线衍射光谱的图形表示；图43为镍铝合金的喷涂微粒的微结构的图像；图44A和图44B分别为Fe-Al-Si合金和Fe-Al合金的相图；图45为用以形成并入了软磁材料的转子的掩模和模版系统(stencilsystem)的示意性表示；图46A到图46C为具有开槽定子的电动机的示例性实施例的示意性表示。具体实施方式参照图1到图6D，公开了用于电气设备和电气设备组件的软磁材料以及制造这种材料以及电气设备本身的方法的示例性实施例。软磁材料大体上用参考标号10来指代。可以随同这种软磁材料10使用的电气设备包括但不限于电动机。这种电动机可以例如用于机器人应用、工业自动化、HVAC系统、电器、医疗设备、以及军事和空间探索应用中。可以随同这种材料使用的组件包括但不限于电动机绕组芯或其他适合的软磁芯。虽然将参照在附图中示出的实施例来描述本专利技术，应当理解的是本专利技术可以实施为许多形式的替代实施例。此外，可以使用任何适合尺寸、形状或者类型的材料或元件。具体地参照图1，软磁材料10具有适合柔软度和机械强度，并且经由在活性气氛中沉积合金元素而形成块材料，从而产生具有高磁导率和低矫顽力的小的微畴12(micro-domain)的聚集，该小的微畴12的聚集由限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成物，包括：多个含铁微粒；以及在所述含铁微粒上的绝缘层；其中所述含铁微粒限定了由绝缘边界分离开的可渗透微畴的聚集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.30 US 61/884,415;2013.12.23 US 61/920,043;1.一种合成物，包括：
多个含铁微粒；以及
在所述含铁微粒上的绝缘层；
其中所述含铁微粒限定了由绝缘边界分离开的可渗透微畴的聚
集。
2.根据权利要求1所述的合成物，其中所述绝缘层包括氧化物。
3.根据权利要求2所述的合成物，其中所述氧化物为氧化铝。
4.根据权利要求1所述的合成物，其中所述含铁微粒具有体心
立方结构。
5.根据权利要求4所述的合成物，其中所述体心立方结构在三
维中基本上为各向同性。
6.根据权利要求1所述的合成物，其中所述含铁微粒包括铝、
钴、镍、和硅中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的合成物，其中所述可渗透微畴的聚集
具有高磁导率和低矫顽力。
8.根据权利要求1所述的合成物，其中所述含铁微粒包括约89
wt.％的铁，约10wt.％的铝和约0.25wt.％的碳。
9.根据权利要求1所述的合成物，其中所述绝缘层由具有浓度
梯度的氧化物层来限定。
10.根据权利要求1所述的合成物，其中所述含铁微粒以及绝缘
层限定了软磁材料。
11.一种方法，包括：
加热铁铝合金微粒；
热喷涂所述铁铝微粒；
使得所述铁铝微粒氧化；并且
将氧化的所述铁铝微粒沉积在基底上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述铁铝合金微粒包括

\t约89wt.％的铁，约10wt.％的铝和约0.25wt.％的碳。
13.根据权利要求11所述的方法，其中加热所述铁铝合金微粒
包括加热到小于约1450℃。
14.根据权利要求11所述的方法，其中热喷涂所述铁铝合金微
粒包括利用高速空气燃料系统、高速氧燃料系统或者低能量等离子喷
涂进行喷涂。
15.根据权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·萨，M·霍塞克，J·克里什纳萨梅，
申请(专利权)人：柿子技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US