各向异性氮化铁永磁体制造技术

本文公开了永磁体，包含：多个排列的氮化铁纳米颗粒，其中氮化铁纳米颗粒包括α

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】各向异性氮化铁永磁体
[0001]相关申请的引证
[0002]本专利申请要求2020年2月21日提交的美国临时专利申请号62/979,668和2020年9月18日提交的美国临时专利申请号63/080,144的优先权。每项专利技术申请的全部公开内容出于所有目的作为参考并入本文。


[0003]公开的本专利技术属于氮化铁磁性材料领域。

技术介绍

[0004]永磁体可以为可再生能源技术提供高效率和可靠性。稀土永磁体通常受供应限制和高价格妨碍。期望由更丰富且战略上不太重要的元素形成的新型磁铁来替换稀土磁铁；包括α
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N2的材料是这些“无稀土”磁铁的期望的候选。
[0005]可以通过固结由纳米颗粒产生永久性纳米复合材料磁铁。可以使用将纳米颗粒固定在基质中的结合剂。如果纳米颗粒具有足够大的磁各向异性，则可以在固结之前和/或期间使用外力来排列纳米颗粒。然而，通常将静电力和电磁力组合以使纳米颗粒形成团聚体，其是通常多孔的，相对大的纳米颗粒团簇。这些团聚体可以阻碍各个纳米颗粒对外部排列力响应而旋转的能力。
[0006]因此，仍需要克服纳米颗粒在加工期间的团聚倾向的无稀土各向异性永磁材料以用于制备无稀土磁铁。公开的专利技术涉及这些及其它重要需要。

技术实现思路

[0007]在各个实施例中，本公开描述了包含多个排列的氮化铁纳米颗粒的永磁体。排列的氮化铁纳米颗粒可以包括α
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N2相域。氮化铁纳米颗粒可以显示对于排列的氮化铁纳米颗粒，α
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N2(004)的X射线衍射峰与α
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N2(202)的X射线衍射峰的积分强度的比率大于至少7％，其中衍射矢量平行于排列方向。此外，氮化铁纳米颗粒可以显示平行于排列方向测量的矩形比大于垂直于排列方向测量的矩形比。
[0008]本公开还描述了包含公开的氮化铁纳米颗粒和适合的溶剂的分散系。
[0009]此外，本公开描述了包含公开的氮化铁纳米颗粒和适合的粘结剂的纳米复合材料。
[0010]另外，本公开描述了包括通过任何本文描述的技术制备的各向异性氮化铁纳米颗粒的工件。工件可以采取多种形式，如线、棒、带、条、管、中空管、薄膜、片材或纤维，它们中的每一种可以具有多种横截面形状和尺寸及其任意组合。
[0011]本文进一步描述了形成公开的氮化铁纳米颗粒以及包含它的制品的方法。
[0012]一般说明以及以下详细说明仅是示例性和说明性的并且不是对如所附权利要求中所定义的本专利技术的限制。参考如本文所提供的专利技术的详细说明，本专利技术的其它方面对于本领域技术人员将是显而易见的。在以下附图和描述中说明了一个或多个实例的详细信
息。根据描述和附图并且根据权利要求，其它特征、目标和优势将是显而易见的。
附图说明
[0013]当结合附图阅读时，将进一步理解以上
技术实现思路
和以下具体实施方式。出于说明本专利技术的目的，在附图中显示了本专利技术的示例性实施方式；然而，本公开不局限于公开的具体方法、组合物和装置。另外，附图不必需按比例绘制。在附图中：
[0014]图1提供了对样品S5测量的磁滞回线。在平行于(实线)和垂直于(短划线)排列场方向两者的方向上进行测量。
[0015]图2提供了对样品S5测量的X射线衍射图。衍射矢量的取向平行于排列方向。
[0016]图3提供了对于对比样品CS6测量的磁滞回线。在平行于(实线)和垂直于(短划线)排列场方向两者的方向上进行测量。插图显示了以下降曲线与纵轴的交点为中心的磁滞回线区域。
[0017]图4提供了对于对比样品CS6测量的X射线衍射图。衍射矢量的取向平行于排列方向。
[0018]图5提供了对样品S8测量的磁滞回线。在平行于(实线)和垂直于(短划线)排列场方向两者的方向上进行测量。插图显示了以下降曲线与纵轴的交点为中心的磁滞回线区域。
[0019]图6提供了对样品S8测量的X射线衍射图。衍射矢量的取向平行于排列方向。
[0020]图7提供了对样品S16测量的磁滞回线。在平行于(实线)和垂直于(短划线)排列场方向两者的方向上进行测量。从磁滞回线减去来自样品支架的反磁作用。插图显示了以下降曲线与纵轴的交点为中心的磁滞回线区域。
[0021]图8提供了对样品S16测量的X射线衍射图。衍射矢量的取向平行于排列方向。
[0022]图9显示了根据本专利技术的示例性实施方式。
[0023]图10显示了根据示例性实施方式的纳米颗粒的解团聚。
[0024]图11提供了对团聚的纳米颗粒的描述。
[0025]图12提供了对团聚的纳米颗粒的描述。
[0026]图13显示了研磨对磁性的影响。
[0027]图14显示了研磨相分布的影响。
具体实施方式
[0028]可以结合附图和实施例，通过参考以下详细说明，更容易地理解本公开，附图和实施例构成了本公开的一部分。应理解本公开不局限于本文和/或所示的具体装置、方法、应用、条件或参数，并且本文所使用的术语出于描述具体实例的目的并且不旨在限制权利要求。当表示值的范围时，另一个实例包括从一个具体值和/或至另一个具体值。类似地，当将值表示为近似值时，通过利用先行词“约”，应理解具体值构成另一个实例。所有范围是包括性的并且是可组合的。此外，对范围内的值的提及包括了该范围内的每个值。
[0029]应理解为清楚起见，在单独实施例的背景中，在本文中所描述的本公开的某些特征还可以在单一实施例中以组合形式提供。相反，为简便起见，在单一实施的背景中所描述的本公开的多种特征也可以单独或以任何子组合提供。
[0030]还应理解本文所使用的术语仅出于描述具体方面的目的，并且其不意欲进行限制。如在说明书和权利要求中所使用的，术语“包含”可以包括实施方式“由
……
组成”和“基本由
……
组成”。除非另外定义，否则本文所使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。在本说明书以及随后的权利要求中，将提及应在本文中定义的一些术语。
[0031]除非上下文明确规定，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式的“一个”和
“”
包括复数对象。因此，例如，提及“热塑性聚合物组分”包括两种或更多种热塑性聚合物组分的混合物。如本文所使用的，术语“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
[0032]在本文中，可以从一个值(第一值)至另一个值(第二值)来表示范围。当表示该范围时，范围在一些方面包括第一值和第二值之一或两者。类似地，当将值表示为近似值时，通过利用先行词“约”，应理解具体值构成另一个方面。还应理解每个范围的端点相对于其它端点并且独立于其它端点均是显著的。还应理解存在本文公开的一些值，并且除了该值本身外，还在本文中将每个值公开为“约”该具体值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种永磁体，包含：多个排列的氮化铁纳米颗粒，其中所述氮化铁纳米颗粒包括α
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N2相域；其中α
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N2(004)X射线衍射峰与α
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N2(202)X射线衍射峰的积分强度之比大于至少7％，其中衍射矢量平行于排列方向，并且其中所述氮化铁纳米颗粒显示平行于所述排列方向测量的矩形比大于垂直于所述排列方向测量的矩形比。2.根据权利要求1所述的永磁体，其中，将排列的纳米颗粒配置为丝、薄片或带，并且其中将所述丝、薄片或带粘结以提供所述永磁体。3.根据权利要求1所述的永磁体，其中，α
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N2(004)X射线衍射峰与α
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N2(202)X射线衍射峰的积分强度之比大于至少50％。4.根据权利要求1所述的永磁体，其中，α
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N2(004)X射线衍射峰与α
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N2(202)X射线衍射峰的积分强度之比大于至少100％。5.根据权利要求1所述的永磁体，其中，所述氮化铁纳米颗粒显示大于0.50的平行于所述排列方向测量的矩形比。6.根据权利要求1所述的永磁体，其中，所述氮化铁纳米颗粒显示大于0.75的平行于所述排列方向测量的矩形比。7.根据权利要求1所述的永磁体，其中，所述氮化铁纳米颗粒显示大于0.9的平行于所述排列方向测量的矩形比。8.一种纳米复合材料，包含：排列的各向异性纳米颗粒的群体，所述纳米颗粒包含α
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N2相；和粘结剂，其中所述纳米复合材料显示在所述各向异性纳米颗粒的排列方向的平行方向中测量的矩形比大于在垂直方向中观察到的矩形比，并且其中所述纳米复合材料显示出X射线衍射图，所述X射线衍射图具有大于衍射图中α
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N2(202)峰强度的α
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N2(004)峰强度，其中衍射矢量平行于所述排列方向。9.根据权利要求8所述的纳米复合材料，其中，所述粘结剂包含聚合物材料。10.根据权利要求9所述的纳米复合材料，其中，所述聚合物材料包括环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸酯、双马来酰亚胺、酯、氨基甲酸酯、苯乙烯、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、乙基纤维素、聚碳酸酯、聚酯、间规立构聚苯乙烯或它们的组合。11.根据权利要求8所述的纳米复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯，
申请(专利权)人：尼龙磁学公司，
类型：发明
国别省市：