CN110634668A - 锰铋粉末的分离 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“锰铋粉末的分离”。一种提高MnBi合金中的磁性颗粒的体积比的方法包括将含有磁性颗粒和非磁性颗粒的MnBi合金粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场。所述方法还包括收集落下的非磁性颗粒，同时将分离的磁颗粒通过磁力保留在所述倾斜表面上。

Description

锰铋粉末的分离
技术领域
本公开涉及低温相(LTP)锰铋(MnBi)永磁体及其生产方法。
背景技术
MnBi合金已被认定为稀土永磁体的合适替代品，因为它们具有独特的性能，诸如随着温度增加的高矫顽磁性，因此在高温下在退磁磁场中提供更高的稳定性。这对于用于通常在高温下操作的牵引马达尤为重要。获得具有高纯度和高产率LTP的磁性低温相(LTP)MnBi合金仍然是困难的，部分原因是由于锰(Mn)与铋(Bi)之间的包晶反应，并且由于使MnBi LTP成核和生长所需的较低的相变温度。
发明内容
在至少一种方法中，一种方法包括将Mn和Bi熔化成均质的MnBi合金并且使所述MnBi合金退火以形成块状合金。所述方法还可包括将所述块状合金压碎并研磨成粉末。所述方法还可包括将所述粉末引导到倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场，使得所述粉末中的MnBi LTP颗粒保留在所述表面上并且所述粉末中的非磁性Bi颗粒从所述表面落下以将所述MnBi LTP颗粒和所述非磁性Bi颗粒分离。
在至少一种方法中，一种方法包括将含有磁性MnBi低温相(LTP)颗粒和非磁性Bi颗粒的MnBi合金粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的初始强度的磁场，使得所述磁性MnBi LTP颗粒中的一些保留在所述倾斜表面上，并且所述非磁性Bi颗粒从所述倾斜表面落下。所述方法还可包括由保留在所述倾斜表面上的所述MnBi LTP颗粒形成磁体。
在至少一种方法中，提供磁体。可通过如下方法来形成磁体，所述方法可包括将Mn和Bi熔化成均质的MnBi合金并且使所述MnBi合金退火以形成块状合金。所述方法还可包括将所述块状合金压碎并研磨成粉末，所述粉末包括磁性MnBi低温相(LTP)颗粒和非磁性Bi颗粒。所述方法还可包括将所述粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场。所述方法还可包括在所述倾斜表面的下部处收集落下的一些所述非磁性Bi颗粒，同时将分离的一些所述磁性MnBi LTP颗粒通过磁力保留在所述倾斜表面上。所述方法还可包括由所述分离的一些所述磁性MnBi LTP颗粒形成磁体。
在至少一种方法中，提供了一种增加MnBi合金中的磁性颗粒的体积比的方法。所述方法可包括将含有磁性MnBi LTP颗粒和非磁性铋颗粒的MnBi合金粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场。所述方法还可包括收集落下的非磁性铋颗粒，同时将分离的磁性MnBi LTP颗粒通过磁力保留在所述倾斜表面上。
在至少一种方法中，提供了一种具有增加的磁性颗粒的体积比的MnBi合金。MnBi合金可通过如下方法来形成，所述方法可包括将含有磁性MnBi LTP颗粒和非磁性颗粒的MnBi合金粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场。所述方法还可包括收集落下的非磁性颗粒，同时将分离的磁性MnBi LTP颗粒保留在所述倾斜表面上。
附图说明
图1描绘了电弧熔化和退火的MnBi合金的SEM反散射电子图像。
图2是用于分离MnBi合金粉末的第一总成的示意图。
图3是用于分离MnBi合金粉末的第二总成的透视图。
图4是示出在退火后和分离前的Mn-Bi粉末的x射线衍射图样的图。
图5是示出在分离后的Mn-Bi粉末的x射线衍射图样的图。
具体实施方式
根据需要，本文公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是可以各种形式和可替代形式体现的本发明的示例。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式使用本发明的代表性基础。
除非明确指出，否则本说明书中表示尺寸或材料性质的所有数值量应当理解为在描述本公开的最宽范围时由词语“约”修饰。
首字母缩略词或其他缩写词的第一定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用法，并且在经过必要的变更后适用于最初定义的缩写词的正常语法变体。除非相反地明确说明，否则性质的度量通过与之前或之后针对同一性质引用的相同技术来确定。
详细参考本发明人已知的本发明的组合物、实施例和方法。然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是可以各种形式和替代形式体现的本发明的示例。因此，本文所公开的具体细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。
对于与本发明的一个或多个实施例有关的适合于给定目的的一组或一类材料的描述意味着该组或该类中任意两个或更多个成员的混合物是合适的。化学术语中成分的描述是指在添加到说明书中指定的任何组合时的成分，并且一旦混合，不一定排除混合物的成分之间的化学相互作用。首字母缩略词或其他缩写词的第一定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用法，并且在经过必要的变更后适用于最初定义的缩写词的正常语法变体。除非相反地明确说明，否则性质的度量通过与之前或之后针对同一性质引用的相同技术来确定。
永磁体是一种产生其自身持久磁场的一种材料。永磁体用于各种应用中。例如，在诸如电动车辆或风力涡轮机的绿色能源应用中，通常使用钕铁硼(Nd-Fe-B)磁体。对于这种应用，永磁体必须能够在高温下保持磁性。永磁材料已广泛用于各种应用的电机中，包括工业风扇、鼓风机和泵、机床、家用电器、电动工具、电动车辆以及磁盘驱动器。对于大多数应用，尤其是高端应用，例如在电动车辆中，需要高性能稀土永磁材料。
能够产生高各向异性场并且因此已经是高矫顽磁性永磁体的必要组分的稀土元素已通常用于生产这种永磁体。此外，已使用重稀土金属来增强矫顽磁性以稳定用于高温操作的永磁体。稀土材料是昂贵的，特别是重稀土材料比轻稀土材料贵得多，并且这些材料的供应存在风险。在寻求无稀土永磁材料方面已经做出了很多努力。
在各种类型的无稀土永磁体中，MnBi磁体可为用于高温永磁体应用的最有前途的材料之一。MnBi合金的低温相(LTP)具有1.6×106Jm-3的高磁晶各向异性。MnBi合金的铁磁LTP具有独特的特征，具体地，MnBi合金的LTP的矫顽磁性具有较大的正温度系数，这意味着由LTP MnBi制成的磁体的矫顽磁性随着温度的升高而增加。这种独特的特征使得MnBi磁体成为高温应用的理想候选物，以替代通常含有甚至更昂贵的重稀土元素以用于高温应用的稀土基永磁体，或者至少减少对重稀土元素的依赖性。
然而，MnBi合金的饱和磁化强度相对较低，在300K时约为0.9T。MnBi合金通常由其他相构成，诸如非磁性Mn和Bi，它们是不促成磁性特征的相。MnBi磁体可直接用作永磁体或者用于交换耦合的纳米复合磁体。所有应用的先决条件在于磁体具有高纯度的MnBi LTP。但是实现MnBi合金中的MnBi LTP的高体积比是有问题的。
MnBi LTP通常由Mn-Bi合金制备，但是从单独的Mn相和Bi相到MnBi LTP的相变发生在360℃以下，所述温度对于原子克服相变的能量势垒是非常低的。由于低温和低能量原子，相变通常非常慢，从而导致制备磁体的方法复杂且昂贵。这些方法包括如熔融纺丝、球磨研磨和电弧熔化随后退火的方法。使用像这些的工艺通常非常昂贵，从而使得它们难以扩大规模来批量生产。
诸如电弧熔化和烧结等常规的冶金方法可在经济上是可行的，但是通过这些方法制备的MnBi合金含有相对高体积的非磁性Mn和Bi相，因为Mn与Bi之间的反应是包晶的，使得固相和液相在一定温度下形成第二固相。在固化过程中，Mn首先从MnBi液体中固化出大晶粒。在低温下进行热处理或退火以获得MnBi LTP。然而，MnBi LTP的体积比受到包晶反应的性质和低反应温度的限制。Mn与Bi之间的反应缓慢，即使经过各种热处理，仍然无法获得纯的MnBi LTP，并且复杂、长时间的热处理显著增加了成本。
根据一种或多种方法，一种制备MnBi LTP磁体的方法包括混合和烧结单独组分Mn和Bi的粉末。就粉末均质混合而言，加工效率可能受合金体积的影响较小，这可使所述方法更容易扩大规模来批量生产。可使用混合器、低温研磨机或低能量球磨机来混合Mn和Bi的粉末。Mn粉末和Bi粉末可以约0.8:1至1:0.8之间的原子比混合。在一种方法中，Mn和Bi粉末以约1:1的原子比混合。随后可将混合粉末压制成压坯，诸如生压坯。随后可在诸如氩气、氮气或氦气的惰性气体氛围中烧结压坯。所述氛围也可为这些惰性气体的混合物或者惰性气体与氢气的混合物，因为氢气可防止氧化物形成。
在退火工艺之后，Mn-Bi合金通常包含Mn、Bi和MnBi LTP。即使在粉碎工艺之后，每个颗粒仍可含有铁磁性MnBi LTP和铋的混合物。图1中描绘了通过电弧熔化和退火来制备的示例性MnBi合金。所描绘的MnBi合金复合材料示出深灰色的MnBi LTP和浅灰色的非磁性未反应金属Bi相。
已发现MnBi LTP的分离是困难的，因为混合物中的组分相通常是粘滞的。然而，在所有相中，仅MnBi LTP是铁磁性的。因此，如本文所述，对于这种混合物，磁性分离是可能的。
在一种或多种方法中，公开了一种增加合金中的磁性颗粒的体积比的方法。在一个实例中，公开了一种增加MnBi合金中的磁性颗粒的体积比的方法。本文所述的工艺的优点在于能够利用通过诸如电弧熔化和退火的方法来制备的MnBi合金，并且增加这种合金粉末的MnBi LTP，使得合金粉末变得适用于永磁体应用。
MnBi合金可通过电弧熔化Mn和Bi的摩尔比为约1:1的混合物来制备，尽管通过其他方法制备的MnBi合金同样可为合适的。设想不同比率的Mn:Bi。例如，MnBi合金具有的Mn:Bi比率可为约0.5:1、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10或10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2.5:1、2:1、1.5:1、1:1、1:0.5等。
随后可在约200℃至700℃、260℃至500℃、或300℃至400℃的温度下、例如在大约360℃下使MnBi合金退火。MnBi合金可退火例如2至12个小时。MnBi合金可退火约1至40个小时；例如并且更具体地，约2至12个小时。
退火的MnBi合金可粉碎和/或研磨成粉末。可机械地或手动地粉碎(例如，低能量球研磨或低温研磨)成粉末。退火的合金可成形为铸块。粉末的粒度可为约1μm至约500μm、100μm至500μm、100μm至400μm或200μm至300μm。
在至少一种方法中，所述方法可包括筛分操作。例如，在磁场分离之前，可筛分MnBi合金粉末。MnBi合金粉末的筛分可排除相对大的颗粒。当在粉末制备期间进行机械研磨时，筛分可能特别有用。由于铋具有相对的延展性，因此富含铋的颗粒可形成平片。可通过筛分分离富含铋的颗粒。
现在参考图2，描绘了用于从MnBi合金中分离MnBi LTP颗粒的总成10。总成10包括罐12，所述罐包括喷嘴14。罐10可适于接收以20表示的MnBi合金粉末。罐12可为可移动罐。可移动罐12可提供对粉末扩散的更好的控制。在一种方法中，罐12可具有可对应于设置在罐12下方的表面的尺寸(例如，长度)。喷嘴14可限定孔，所述孔可为例如圆孔。在其他方法中，喷嘴14可限定非圆形孔，诸如狭缝。狭缝可为倾斜的狭缝，并且可具有倾斜角，所述倾斜角可对应于设置在喷嘴14下方的倾斜表面的倾斜角。在至少一种方法中，可提供阀；例如，在喷嘴14处或下方(例如，垂直下方)。以这种方式，可控制粉末从罐12到下表面的流动。
一个或多个倾斜表面30可设置在喷嘴14下方(例如，重力方向下方)。以这种方式，(例如，通过喷嘴14)从罐12释放的MnBi合金粉末20可沉积在倾斜表面30上。如本文所使用的，倾斜表面30可相对于平面32以倾斜角度θ(在本文中称为倾斜角度)延伸，所述平面可正交于垂直轴线34设置。垂直轴线34可对应于下降轴线(例如，重力下降轴线)，并且还可对应于罐12和/或喷嘴14的中心轴线。
以这种方式，倾斜表面30可具有在大约15度至大约75度、大约15度至大约45度、并且例如大约30度的范围内的倾斜角。如本文所用，“大约”可对应于+/-5度。倾斜角度可为可调整的。例如，可在MnBi合金粉末沉积在倾斜表面30上之前、期间或之后调整角度。
倾斜角度可根据磁场梯度来选择，并且可在相对大的范围内变化。例如，如果磁场相对较弱，那么可在第一范围(例如，大约15度至大约25度)内选择角度。如果磁场相对较强，那么可在第二范围内选择角度，所述第二范围可具有大于第一范围的一个或多个值(例如，大约55度至大约75度)。
在至少一种方法中，倾斜表面30可为平坦表面，并且可为光滑表面。例如，倾斜表面30可具有抛光处理。倾斜表面30可由非铁磁金属、陶瓷或者一个或多个硬塑料片制成。倾斜表面30可为振动的或声处理的。以这种方式，沉积在倾斜表面30上的颗粒可从倾斜表面30的上部30a(例如，邻近喷嘴14)被引导到倾斜表面30的下部30b(例如，与喷嘴14相对)，这例如通过倾斜表面30的重力和移动来辅助。此外，倾斜表面30的振动或声处理可防止粉末由于磁静电相互作用而沿着磁场方向形成长链，这可防止粉末流动。
如图2所示，总成10可包括两个平面倾斜表面30。两个倾斜表面可限定倒V形或倒V形结构。倒V形可限定顶点，并且在至少一种方法中，MnBi合金粉末可沉积在顶点附近。
暂时参考图3，倾斜表面可为锥形倾斜表面30'，所述表面可具有顶点36，所述顶点设置在罐12的喷嘴14下方与下部30'b相对的上部30'a处。
再次参考图2，一个或多个磁体40可设置在倾斜表面30下方。磁体40可垂直地设置在倾斜表面30下方，使得倾斜表面30在磁体40与喷嘴14之间延伸。
磁体40可为永磁体(例如，永磁体阵列)、电磁体、其他磁体或其任何合适的组合。磁体40可为单个磁体(例如，单个永磁体)，或者可为磁体阵列。磁体阵列可形成周期性场梯度。磁体40可附接到倾斜表面30的下表面，或者可与倾斜表面30的下表面间隔开。例如，当磁体40是永磁体或永磁体阵列时，可调节倾斜表面与磁体40之间的距离。此外，可(例如，同时)使用多个磁体来提供不同的磁场。例如，第一磁体可在倾斜表面30的上部30a处提供相对较弱的磁场，并且第二磁体可在倾斜表面30的下部30b处提供相对较强的磁场。以这种方式，如将理解的，与由第二磁体捕获的粉末相比，由抵靠倾斜表面30的第一磁体捕获的粉末可具有更高纯度的高磁性含量。
在至少一种方法中，磁体40的尺寸可对应于倾斜表面30的尺寸。例如，磁体40可沿着倾斜表面30(例如，如由在图2的X-Y平面内延伸的轴线限定)的整个长度(或基本上整个长度)延伸。在又一个实例中，磁体40可沿着倾斜表面30(例如，如由正交于图2的X-Y平面延伸的轴线限定)的整个宽度(或基本上整个宽度)延伸。此外，磁体40具有的宽度可大于倾斜表面30的宽度。
磁体40可在倾斜表面30处产生磁场。以这种方式，磁体40可能够保持(例如，磁性保持)至少一部分MnBi合金粉末20抵靠倾斜表面30。例如，当MnBi合金粉末20从喷嘴14释放并落到倾斜表面30上时，如果粉末是铁磁性的，那么由磁体40产生的磁场梯度可保持MnBi合金粉末20防止流下，并且作用在粉末的铁磁部分上的力是：
Figure BDA0002100381620000091
此处，μ0是真空磁导率，χ是铁磁材料的磁化率，V是粉末的体积，并且H是磁场。例如，可通过移动磁体40的位置来调整磁场梯度。
已经发现，重力与作用在粉末上的磁力之间的竞争决定了粉末是沿着倾斜表面30向下流动还是保留在其上。如图2中的22所示，对于含有高含量Bi的粉末，由于非磁性Bi相，作用在粉末上的磁力与仅含有MnBi LTP的相同尺寸的粉末相比较小。以这种方式，高含量Bi粉末具有沿着倾斜表面30向下流动的更大的倾向，而高含量MnBi LTP粉末(如图2中的24所示)更可能通过磁力保持抵靠倾斜表面30。以这种方式，含有不同体积比的MnBi LTP的粉末可从最初的MnBi合金粉末集合中分离出来。
总成10可包括一个或多个仓42。例如，可为每个单独的倾斜表面提供一个或多个仓42。在图2所示的方法中，提供了两个仓42。在图3所示的方法中，可提供单个环形仓42'。环形仓42'可围绕倾斜表面30'的整个周边延伸。
仓42可设置在倾斜表面30的下方(例如，重力方向下方)。例如，仓42可设置在倾斜表面30的下部30b的下方。以这种方式，从倾斜表面30的下部30b落下的粉末可被收集在仓42中。至少部分地由于高含量Bi粉末22的低磁性，当磁场作用在倾斜表面30上时，收集在仓42中的粉末可主要是高含量Bi粉末22。
可移动(例如，倾斜)仓42，使得一旦完成分离，可回收收集在仓42中的非磁性颗粒22。低纯度MnBi LTP的粉末可简单地再循环用于制备Mn-Bi合金。一旦已从仓42中移除低纯度MnBi LTP的粉末，就可重新使用仓42来收集由磁场捕获的MnBi LTP粉末24。为此，可关闭或移开磁场，使得MnBi LTP粉末24自由地沿着倾斜表面30向下流动到仓42以便进行收集。在另一种方法中，可使用与用于收集低纯度MnBi LTP粉末的那些仓不同的仓来收集MnBiLTP粉末24。
通过本文所述的工艺可获得的粉末中的MnBi LTP的期望体积比可高达约99体积％。通过本文所述工艺可获得的粉末中MnBi LTP的体积比可为至少约90体积％、91体积％、92体积％、93体积％、94体积％、95体积％、95.5体积％、96体积％、96.5体积％、97体积％、97.5体积％、98体积％、98.5体积％、99体积％。
在至少一种方法中，本文描述的分离过程可在空气中或在保护气氛中完成。在每个分离步骤之后，可将收集在仓42中的粉末放回罐12中，以通过随后的分离步骤进行进一步分离。在第二分离步骤中，可调整(例如，减小)倾斜表面30下方的磁场。所述过程可重复一次或多次。所述过程可因此持续1、2、3、4、5、8、10、15个循环或更多。
因此，在至少一种方法中，可减小初始磁力，使得磁性MnBi LTP粉末沿着倾斜表面30落下。随后可收集磁性MnBi LTP粉末。所述方法还可包括将磁场的磁力调整到随后的磁力，所述磁力的大小小于初始磁力。所述方法还可包括将磁性MnBi LTP粉末再次沉积在倾斜表面30上。
实例
将原子比Mn:Bi为1:1的MnBi粉末电弧熔化并随后退火。图4示出了分离前的MnBi粉末的x射线衍射图样，其中分别标记Bi和MnBi LTP两者的最强峰值。这两个峰值之间的相对强度反映了它们的体积比。
为了分离Mn-Bi合金粉末，通过铁氧体磁体产生磁场梯度。将粉末置于倾斜的塑料片的顶部上，对其进行声处理。非磁性粉末从片上落下并被收集。随后移除铁氧体磁体，并且分别收集留在片材上的粉末(即磁粉末)。如图5中可看出，在分离后，非磁性粉末几乎不含MnBi LTP相，而与初始粉末相比，磁性粉末中的MnBi LTP相体积比大大增加。
虽然上文描述了示例性实施例，但是并不意图这些实施例描述权利要求所包含的所有可能形式。用在说明书中的词汇是描述性词汇，而不是限制性的词汇，并且应当理解，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。虽然各种实施例就一个或多个期望特性而言可能已经被描述为相对于其他实施例或现有技术实施方式提供优点或者是优选的，但是所属领域一般技术人员认识到，可折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实现方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、寿命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，被描述为就一个或多个特性方面相较其他实施例或现有技术实现方式来说不如期望的实施例并非在本公开的范围外并且可能是特定应用所期望的。
根据本发明，一种方法包括将Mn和Bi熔化成均质的MnBi合金；使所述MnBi合金退火以形成块状合金；将所述块状合金压碎成粉末；并且将所述粉末引导到倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场，使得所述粉末中的MnBi颗粒保留在所述表面上并且所述粉末中的非磁性Bi颗粒从所述表面落下以将所述MnBi颗粒和所述非磁性Bi颗粒分离。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于在所述引导期间振动所述倾斜表面。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于在所述引导期间调整所述倾斜表面的倾斜角度。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于在所述引导期间调整所述磁场的强度。
根据一个实施例，所述引导包括将所述粉末引导到所述倾斜表面的顶点上。
根据一个实施例，使用设置在所述倾斜表面下方的一个或多个磁体将所述磁场施加到所述倾斜表面。
根据一个实施例，所述一个或多个磁体是多个永磁体，所述永磁体适于朝向和远离所述倾斜表面移动。
根据一个实施例，所述一个或多个磁体包括电磁体，其中当向所述电磁体提供电流时所述MnBi颗粒被通过磁力保持，并且其中当所述电流减小时所述MnBi颗粒不被通过磁力保持。
根据一个实施例，所述引导包括使所述粉末从垂直设置在所述倾斜表面的至少一部分上方的喷嘴落下。
根据一个实施例，所述倾斜表面是在其间限定钝角的多个相邻的平面倾斜表面。
根据一个实施例，所述平面倾斜表面限定了限定顶点的倒V形，并且其所述中粉末被引导靠近所述顶点。
根据一个实施例，所述非磁性Bi颗粒被收集在垂直设置在所述平面倾斜表面的底部下方的一个或多个仓中。
根据一个实施例，所述倾斜表面是圆锥形倾斜表面，并且其中所述非磁性Bi颗粒被收集在垂直设置在所述圆锥形倾斜表面的底部下方的环形仓中。
根据一个实施例，所述倾斜表面具有在大约15度至大约75度的范围内的倾斜角。
根据一个实施例，所述倾斜角度在大约15度至大约45度的范围内。
根据本发明，一种方法包括将含有磁性MnBi低温相(LTP)颗粒和非磁性Bi颗粒的MnBi合金粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的初始强度的磁场，使得所述磁性MnBi LTP颗粒中的一些保留在所述倾斜表面上，并且所述非磁性Bi颗粒从所述倾斜表面落下；并且由保留在所述倾斜表面上的所述MnBi LTP颗粒形成磁体。
根据一个实施例，上述发明的特征还在于减小所述磁场以释放保留在所述倾斜表面上的所述MnBi LTP颗粒；收集从所述倾斜表面释放的所述磁性MnBi LTP颗粒；将所述磁场增加到小于所述初始强度的次级强度；并且将所述收集的磁性MnBi LTP颗粒沉积在所述倾斜表面上。
根据本发明，通过如下方法形成磁体，所述方法包括将Mn和Bi熔化成均质的MnBi合金；使所述MnBi合金退火以形成块状合金；将所述块状合金压碎并研磨成粉末，所述粉末包括磁性MnBi低温相(LTP)颗粒和非磁性Bi颗粒；将所述粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场；在所述倾斜表面的下部处收集落下的一些所述非磁性Bi颗粒，同时将分离的一些所述磁性MnBi LTP颗粒通过磁力保留在所述倾斜表面上；并且由所述分离的一些所述磁性MnBi LTP颗粒形成磁体。
根据一个实施例，MnBi LTP颗粒和非磁性Bi颗粒的尺寸在约100μm与500μm之间。

Claims (15)

1.一种方法，其包括：
将Mn和Bi熔化成均质的MnBi合金；
使所述MnBi合金退火以形成块状合金；
将所述块状合金压碎成粉末；并且
将所述粉末引导到倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的磁场，使得所述粉末中的MnBi颗粒保留在所述表面上并且所述粉末中的非磁性Bi颗粒从所述表面落下以将所述MnBi颗粒和所述非磁性Bi颗粒分离。
2.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述引导期间振动所述倾斜表面。
3.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述引导期间调整所述倾斜表面的倾斜角度。
4.如权利要求1所述的方法，其还包括在所述引导期间调整所述磁场的强度。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述引导包括将所述粉末引导到所述倾斜表面的顶点上。
6.如权利要求1所述的方法，其中使用设置在所述倾斜表面下方的一个或多个磁体将所述磁场施加到所述倾斜表面。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个磁体是多个永磁体，所述永磁体适于朝向和远离所述倾斜表面移动。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个磁体包括电磁体，其中当向所述电磁体提供电流时所述MnBi颗粒被通过磁力保持，并且其中当所述电流减小时所述MnBi颗粒不被通过磁力保持。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述引导包括使所述粉末从垂直设置在所述倾斜表面的至少一部分上方的喷嘴落下。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述倾斜表面是在其间限定钝角的多个相邻的平面倾斜表面。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述平面倾斜表面限定了限定顶点的倒V形，并且其所述中粉末被引导靠近所述顶点。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述非磁性Bi颗粒被收集在垂直设置在所述平面倾斜表面的底部下方的一个或多个仓中。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述倾斜表面是圆锥形倾斜表面，并且其中所述非磁性Bi颗粒被收集在垂直设置在所述圆锥形倾斜表面的底部下方的环形仓中。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述倾斜表面具有在大约15度至大约75度的范围内的倾斜角。
15.一种方法，其包括：
将含有磁性MnBi低温相(LTP)颗粒和非磁性Bi颗粒的MnBi合金粉末沉积在倾斜表面上，所述倾斜表面具有作用于其上的初始强度的磁场，使得所述磁性MnBiLTP颗粒中的一些保留在所述倾斜表面上，并且所述非磁性Bi颗粒从所述倾斜表面落下；并且
由保留在所述倾斜表面上的所述MnBiLTP颗粒形成磁体。
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