JP7262783B2 - 窒化鉄磁性材料の印加磁場合成及び処理 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年1月26日に出願された「窒化鉄磁性材料の印加磁場合成及び処理(APPLIED MAGNETIC FIELD SYNTHESIS AND PROCESSING OF IRON NITRIDE MAGNETIC MATERIALS)」という表題の米国仮特許出願第62/107,700号の優先権の利益を主張し、その全内容は引用により本明細書に援用する。
鉄を含む混合物を加熱して鉄を含む溶融混合物を形成すること、及び、
鉄を含む溶融混合物を冷却してワークピースを形成すること、
を含む、第1項~第16項のいずれか一項に記載の方法。
本発明に関連する発明の実施態様の一部を以下に示す。
[態様1]
少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒を含むワークピースであって、前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約1.1~約50のアスペクト比を成しており、前記アスペクト比は、前記異方的結晶粒の最短寸法の長さに対する最長寸法の長さの比として定義され、前記最長寸法と最短寸法は実質的に直交している、ワークピース。
[態様2]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約5nm~約300nmの最短寸法を示す、態様1に記載のワークピース。
[態様3]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が複数の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が互いに実質的に平行に配向している、態様1または2に記載のワークピース。
[態様4]
さらに、一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの鉄基相ドメインを含み、前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒の前記最長寸法が一軸磁気異方性の方向と実質的に平行である、態様1~3のいずれか一項に記載のワークピース。
[態様5]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が窒化鉄を含む、態様1~4のいずれか一項に記載のワークピース。
[態様6]
前記窒化鉄がα”-Fe 16 N 2 を含む、態様5に記載のワークピース。
[態様7]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が、鉄と、C、B、O、P、Y、Mn、Co、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種とを含む、態様1~4のいずれか一項に記載のワークピース。
[態様8]
さらに、少なくとも1種のドーパントを含む、態様1~7のいずれか一項に記載のワークピース。
[態様9]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が前記ドーパントを含む、態様8に記載のワークピース。
[態様10]
前記少なくとも1種のドーパントが、Al、Mn、La、Cr、Co、Ti、Ni、Zn、Zr、Caまたは希土類金属のうちの少なくとも1種を含む、態様8または9に記載のワークピース。
[態様11]
前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、態様8または9に記載のワークピース。
[態様12]
各異方的形状の鉄基結晶粒について、磁気結晶異方性のそれぞれの容易軸がそれぞれの最長軸と実質的に平行である、態様1~11のいずれか一項に記載のワークピース。
[態様13]
複数のワークピースを含むバルク永久磁石であって、前記複数のワークピースのうちの少なくとも1つのワークピースが態様1~12のいずれか一項に記載のワークピースを含む、バルク永久磁石。
[態様14]
前記複数のワークピースの各々が窒化鉄を含む、態様13に記載のバルク永久磁石。
[態様15]
態様13または14に記載のバルク永久磁石を含む物品。
[態様16]
前記物品が、電気モーター、発電機、センサー、アクチュエータ、自動車の構成部品、または風力タービンの構成部品を成す、態様15に記載の物品。
[態様17]
印加磁場の存在下で鉄を含む材料をキャスティングして一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの鉄基相ドメインを含むワークピースを形成することを含み、前記印加磁場が少なくとも約0.01テスラ(T)の強度を有する、方法。
[態様18]
鉄を含む前記材料をキャスティングすることが、印加磁場の存在下で鉄と窒素を含む材料をキャスティングして少なくとも1つの窒化鉄相ドメインを含むワークピースを形成することを含む、態様17に記載の方法。
[態様19]
鉄を含む前記材料をキャスティングすることが、印加磁場の存在下で、鉄と、C、B、O、P、Y、Mn、Co、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種とを含む材料をキャスティングして一軸磁気異方性を有する少なくとも1つの相ドメインを含むワークピースを形成することを含む、態様17に記載の方法。
[態様20]
前記印加磁場の存在下で鉄を含む前記材料をキャスティングすることが、前記印加磁場の存在下で鉄を含む前記材料をキャスティングして少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒を含むワークピースを形成することを含み、前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約1.1~約50のアスペクト比を成しており、前記アスペクト比は異方的結晶粒の最短寸法の長さに対する最長寸法の長さの比として定義され、前記最長寸法と最短寸法は実質的に直交している、態様17~19のいずれか一項に記載の方法。
[態様21]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約5nm~約300nmの最短寸法を示す、態様20に記載の方法。
[態様22]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が複数の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が互いに実質的に平行に配向される、態様20または21に記載の方法。
[態様23]
前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が前記印加磁場の方向と実質的に平行に配向され、各異方的形状の鉄基結晶粒について、磁気結晶異方性のそれぞれの容易軸がそれぞれの最長軸と実質的に平行である、態様20~22のいずれか一項に記載の方法。
[態様24]
前記印加磁場の強度が約0.02Tを超える、態様17~23のいずれか一項に記載の方法。
[態様25]
前記印加磁場の強度が約2.5Tを超える、態様17~23のいずれか一項に記載の方法。
[態様26]
前記印加磁場の強度が約9Tを超える、態様17~23のいずれか一項に記載の方法。
[態様27]
前記印加磁場が、約0.01テスラ/メートル~約1000テスラ/メートルの勾配を有する、態様17~26のいずれか一項に記載の方法。
[態様28]
前記材料が、さらに、少なくとも1種のドーパントを含む、態様17~27のいずれか一項に記載の方法。
[態様29]
前記少なくとも1種のドーパントが、Al、Mn、La、Cr、Co、Ti、Ni、Zn、Zr、Caまたは希土類金属のうちの少なくとも1種を含む、態様28に記載の方法。
[態様30]
前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、態様28に記載の方法。
[態様31]
キャスティングの前に、前記材料中の窒素の濃度が約8原子パーセント(at.%)~約9at.%である、態様18に記載の方法。
[態様32]
キャスティングが、
鉄を含む混合物を加熱して鉄を含む溶融混合物を形成すること、及び、
鉄を含む前記溶融混合物を冷却してワークピースを形成すること、
を含む、態様17~31のいずれか一項に記載の方法。
[態様33]
前記溶融混合物を冷却することが、水、氷水、ブライン、オイル、アンモニア水またはアミドのうちの少なくとも1種の中で前記溶融混合物を急冷することを含む、態様32に記載の方法。
[態様34]
鉄を含む前記溶融混合物を冷却することが、鉄を含む前記溶融混合物を冷却ローラーの間で冷却してワークピースを形成することを含む、態様32に記載の方法。
[態様35]
鉄を含む前記混合物を加熱することが、印加磁場の存在下で鉄を含む前記混合物を加熱することを含み、鉄を含む前記溶融混合物を冷却することが、鉄を含む前記溶融混合物を印加磁場の存在下で冷却することを含む、態様32~34のいずれか一項に記載の方法。
[態様36]
鉄を含む前記混合物を加熱することが、鉄を含む前記混合物を、高周波炉を使用して、るつぼ内で加熱することを含む、態様32~34のいずれか一項に記載の方法。
[態様37]
鉄を含む前記混合物を加熱することが、鉄を含む前記混合物を冷るつぼ内で加熱することを含み、前記混合物が被覆材内に実質的に封入される、態様32~34のいずれか一項に記載の方法。
[態様38]
さらに、複数のワークピースを圧縮してバルク材料を形成することを含む、態様17~37のいずれか一項に記載の方法。
[態様39]
前記複数のワークピースを圧縮して前記バルク材料を形成することが、印加磁場の存在下で前記複数のワークピースを圧縮して一軸磁気異方性を含む複数の鉄基相ドメインを含むバルク材料を形成することを含み、前記印加磁場が少なくとも約0.01テスラ(T)の強度を有する、態様38に記載の方法。
[態様40]
各ワークピースが一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの鉄基相ドメインを含む複数のワークピースを印加磁場の存在下で圧縮して一軸磁気異方性を含む複数の鉄基相ドメインを含むバルク材料を形成することを含み、前記印加磁場が少なくとも0.01テスラ(T)の強度を有し、前記印加磁場が前記バルク材料の磁化方向を定める、方法。
[態様41]
一軸磁気異方性を含む前記少なくとも1つの鉄基相ドメインが少なくとも1つのα”-Fe 16 N 2 相ドメインを含む、態様40に記載の方法。
[態様42]
一軸磁気異方性を含む前記少なくとも1つの鉄基相ドメインが、体心正方晶系鉄相ドメイン、または、体心正方晶系結晶構造を有し、かつ、鉄とC、B、O、P、Y、Mn、Co、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種とを含む相ドメイン、のうちの少なくとも1種を含む、態様40または41に記載の方法。
[態様43]
一軸磁気異方性を含む前記少なくとも1種の鉄基相ドメインが、少なくとも1種の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記少なくとも1種の異方的形状の鉄基結晶粒が約1.1~約50のアスペクト比を成しており、前記アスペクト比が最短寸法の長さに対する最長寸法の長さとの比として定義され、前記最長寸法と最短寸法は実質的に直交している、態様40~42のいずれか一項に記載の方法。
[態様44]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約5nm~約300nmの最短寸法を示す、態様43に記載の方法。
[態様45]
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が複数の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が互いに実質的に平行に配向される、態様43または44に記載の方法。
[態様46]
前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が印加磁場の方向と実質的に平行に配向され、前記各異方的形状の鉄基結晶粒について、磁気結晶異方性のそれぞれの容易軸がそれぞれの最長軸と実質的に平行である、態様43~45のいずれか一項に記載の方法。
[態様47]
前記印加磁場の強度が約0.02Tを超える、態様40~46のいずれか一項に記載の方法。
[態様48]
前記印加磁場の強度が約2.5Tを超える、態様40~46のいずれか一項に記載の方法。
[態様49]
前記印加磁場の強度が約9Tを超える、態様40~46のいずれか一項に記載の方法。
[態様50]
前記印加磁場が、約0.01テスラ/メートル~約1000テスラ/メートルの勾配を有する、態様40~49のいずれか一項に記載の方法。
[態様51]
前記複数のワークピースのうちの少なくとも1つが、さらに、少なくとも1種のドーパントを含む、態様40~51のいずれか一項に記載の方法。
[態様52]
前記少なくとも1種のドーパントが、Al、Mn、La、Cr、Co、Ti、Ni、Zn、Zr、Caまたは希土類金属のうちの少なくとも1種を含む、態様51に記載の方法。
[態様53]
前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、態様51に記載の方法。
[態様54]
前記印加磁場が、前記複数のワークピースのうちの少なくともいくつかの磁化容易軸を実質的に整列させることを促進する、態様40~53のいずれか一項に記載の方法。
[態様55]
前記複数のワークピースを圧縮することが、複数のワークピースを樹脂、ワックスまたは低融点金属のうちの少なくとも1つと混合して混合物を形成すること、及び、当該混合物をプレスしてバルク材料を形成することを含む、態様40~54のいずれか一項に記載の方法。
[態様56]
前記混合物をプレスすることが、約1MPa~約100GPaの圧力で混合物をプレスすることを含む、態様55に記載の方法。
[態様57]
前記混合物をプレスすることが、約4.2ケルビン~約295ケルビンの温度で前記混合物をコールドプレスすることを含む、態様55または56に記載の方法。
[態様58]
前記混合物をプレスすることが、約295ケルビン~約533ケルビンの温度で前記混合物をホットプレスすることを含む、態様55または56に記載の方法。
[態様59]
前記複数のワークピースを、樹脂、ワックスまたは低融点金属のうちの少なくとも1つと混合することが、前記複数のワークピースを低融点材料と混合することを含み、前記低融点金属がZn、Sn、Bi、Ga、NaまたはLiのうちの少なくとも1種を含む、態様55~58のいずれか一項に記載の方法。
[態様60]
前記複数のワークピースのうちの1つのワークピースが、粉末、リボンまたはワイヤのうちの少なくとも1つを成している、態様40~59のいずれか一項に記載の方法。
[態様61]
さらに、態様17~39のいずれか一項に記載の方法を含み、態様17~39のいずれか一項に記載の方法によって形成された前記ワークピースが前記複数のワークピースのうちの1つである、態様40~60のいずれか一項に記載の方法。
[態様62]
態様17~61のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された装置。
[態様63]
態様17~39のいずれか一項に記載の方法によって形成されたワークピース。
[態様64]
態様40~61のいずれか一項に記載の方法によって形成されたバルク材料。
[態様65]
前記バルク材料がバルク永久磁石である、態様64に記載のバルク材料。
[態様66]
前記複数のワークピースの各々が窒化鉄を含む、態様65に記載のバルク永久磁石。
[態様67]
態様65または66に記載のバルク永久磁石を含む物品。
[態様68]
前記物品が、電気モーター、発電機、センサー、アクチュエータ、自動車の構成部品、または風力タービンの構成部品を構成する、態様67に記載の物品。
[態様69]
印加磁場の存在下でニッケル、鉄及びコバルトのうちの少なくとも1種を含む材料をキャスティングして、一軸磁気異方性を含む少なくとも1つのニッケル、鉄またはコバルトに基づく相ドメインを含むワークピースを形成することを含み、前記印加磁場が少なくとも約0.01テスラ(T)の強度を有する、方法。
[態様70]
金属が鉄を含む、態様69に記載の方法。
[態様71]
鉄を含む材料をキャスティングすることが、印加磁場の存在下で鉄と窒素を含む材料をキャスティングして少なくとも1つの窒化鉄相ドメインを含むワークピースを形成することを含む、態様70に記載の方法。
[態様72]
ニッケル、鉄またはコバルトのうちの少なくとも1種を含む材料をキャスティングすることが、印加磁場の存在下でC、B、O、P、Y、Mn、Co、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種を含み、一軸磁気異方性を有する少なくとも1つの相ドメインを含むワークピースを形成する、態様69~71のいずれか一項に記載の方法。
[態様73]
前記材料が、さらに、少なくとも1種のドーパントを含み、前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、態様69~72のいずれか一項に記載の方法。
[態様74]
さらに、複数のワークピースを圧縮することを含む、態様69~73のいずれか一項に記載の方法。
[態様75]
前記印加磁場が、約0.01テスラ/メートル~約1000テスラ/メートルの勾配を有する、態様69~74のいずれか一項に記載の方法。
[態様76]
態様69~75のいずれか一項に記載の方法によって形成されたワークピース。
[態様77]
態様76に記載のワークピースを複数含むバルク材料。
[態様78]
前記バルク材料がバルク永久磁石である、態様77に記載のバルク材料。
[態様79]
態様78に記載のバルク永久磁石を含む物品。
[態様80]
前記物品が、電気モーター、発電機、センサー、アクチュエータ、自動車の構成部品、または風力タービンの構成部品を構成する、態様79に記載の物品。
Claims (59)
- それぞれ窒化鉄を含む複数の異方的形状の鉄基結晶粒と、一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの鉄基相ドメインとを含むキャスティングされたワークピースであって、
前記異方的形状の鉄基結晶粒の少なくとも1つが約1.1~約50のアスペクト比を成しており、前記アスペクト比は、前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒の最短寸法の長さに対する最長寸法の長さの比として定義され、前記最長寸法と最短寸法は実質的に直交しており、
前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒の前記最長寸法が一軸磁気異方性の方向と平行であり、
前記ワークピースがさらに少なくとも1種のドーパントを含み、
前記少なくとも1種のドーパントが、Al、Mn、La、Cr、Co、Ti、Ni、Zn、Zr、Caまたは希土類金属のうちの少なくとも1種を含み、
前記ワークピースは、鉄及び窒素を含む溶融材料からキャスティングされたものであることを特徴とする、
ワークピース。 - 前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約5nm~約300nmの最短寸法を示す、請求項1に記載のワークピース。
- 前記窒化鉄がα”-Fe16N2を含む、請求項1に記載のワークピース。
- 前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が前記ドーパントを含む、請求項1に記載のワークピース。
- さらに、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種のドーパントを含む、請求項4に記載のワークピース。
- 各異方的形状の鉄基結晶粒について、磁気結晶異方性のそれぞれの容易軸がそれぞれの最長軸と実質的に平行である、請求項1に記載のワークピース。
- 複数のワークピースを含むバルク永久磁石であって、前記複数のワークピースのうちの少なくとも1つのワークピースが請求項1に記載のワークピースを含む、バルク永久磁石。
- 前記複数のワークピースの各々が窒化鉄を含む、請求項7に記載のバルク永久磁石。
- 請求項7または8に記載のバルク永久磁石を含む物品。
- 前記物品が、電気モーター、発電機、センサー、アクチュエータ、自動車の構成部品、または風力タービンの構成部品を成す、請求項9に記載の物品。
- 請求項1に記載のワークピースを形成する方法であって、印加磁場の存在下で鉄と、窒素と、C、B、O、P、Y、Mn、Co、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種とを含む材料をキャスティングして一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの鉄基相ドメインを含む前記ワークピースを形成することを含み、前記ワークピースが複数の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒が約1.1~約50のアスペクト比を成しており、前記アスペクト比は異方的結晶粒の最短寸法の長さに対する最長寸法の長さの比として定義され、前記最長寸法と最短寸法は実質的に直交しており、前記印加磁場が少なくとも約0.01テスラ(T)の強度を有し、
前記キャスティングが、さらに、前記印加磁場の存在下で、鉄を含む前記材料を加熱し溶融させて前記鉄を含む溶融材料を得ることを含む、
ワークピースを形成する方法。 - 前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒の少なくとも1つが約5nm~約300nmの最短寸法を示す、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が互いに実質的に平行に配向される、請求項11または12に記載の方法。
- 前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が前記印加磁場の方向と実質的に平行に配向され、各異方的形状の鉄基結晶粒について、磁気結晶異方性のそれぞれの容易軸がそれぞれの最長軸と実質的に平行である、請求項11~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場の強度が約0.02Tを超える、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場の強度が約2.5Tを超える、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場の強度が約9Tを超える、請求項11~14のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場が、約0.01テスラ/メートル~約1000テスラ/メートルの勾配を有する、請求項11~17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記材料が、さらに、少なくとも1種のドーパントを含む、請求項11~18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のドーパントが、Al、Mn、La、Cr、Co、Ti、Ni、Zn、Zr、Caまたは希土類金属のうちの少なくとも1種を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、請求項19に記載の方法。
- キャスティングの前に、前記材料中の窒素の濃度が約8原子パーセント(at.%)~約9at.%である、請求項11に記載の方法。
- キャスティングが、
鉄を含む混合物を加熱して鉄を含む溶融混合物を形成すること、及び、
鉄を含む前記溶融混合物を冷却してワークピースを形成すること、
を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記溶融混合物を冷却することが、水、氷水、ブライン、オイル、アンモニア水またはアミドのうちの少なくとも1種の中で前記溶融混合物を急冷することを含む、請求項23に記載の方法。
- 鉄を含む前記溶融混合物を冷却することが、鉄を含む前記溶融混合物を冷却ローラーの間で冷却してワークピースを形成することを含む、請求項23に記載の方法。
- 鉄を含む前記混合物を加熱することが、印加磁場の存在下で鉄を含む前記混合物を加熱することを含み、鉄を含む前記溶融混合物を冷却することが、鉄を含む前記溶融混合物を前記印加磁場の存在下で冷却することを含む、請求項23~25のいずれか一項に記載の方法。
- 鉄を含む前記混合物を加熱することが、鉄を含む前記混合物を、高周波炉を使用して、るつぼ内で加熱することを含む、請求項23~25のいずれか一項に記載の方法。
- 鉄を含む前記混合物を加熱することが、鉄を含む前記混合物を冷るつぼ内で加熱することを含み、前記混合物が被覆材内に実質的に封入される、請求項23~25のいずれか一項に記載の方法。
- さらに、複数のワークピースを圧縮してバルク材料を形成することを含む、請求項11~28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のワークピースを圧縮して前記バルク材料を形成することが、印加磁場の存在下で前記複数のワークピースを圧縮して一軸磁気異方性を含む複数の鉄基相ドメインを含むバルク材料を形成することを含み、前記印加磁場が少なくとも約0.01テスラ(T)の強度を有する、請求項29に記載の方法。
- 各材料が一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの鉄基相ドメインを含む複数の材料を印加磁場の存在下で圧縮して一軸磁気異方性を含む複数の鉄基相ドメインを含むバルク材料を形成することを含み、前記印加磁場が少なくとも0.01テスラ(T)の強度を有し、前記印加磁場が前記バルク材料の磁化方向を定める、請求項11に記載の方法。
- 一軸磁気異方性を含む前記少なくとも1つの鉄基相ドメインが少なくとも1つのα”-Fe16N2相ドメインを含む、請求項31に記載の方法。
- 一軸磁気異方性を含む前記少なくとも1つの鉄基相ドメインが、体心正方晶系鉄相ドメイン、または、体心正方晶系結晶構造を有し、かつ、鉄とC、B、O、P、Y、Mn、Co、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種とを含む相ドメイン、のうちの少なくとも1種を含む、請求項31または32に記載の方法。
- 一軸磁気異方性を含む前記少なくとも1種の鉄基相ドメインが、少なくとも1種の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記少なくとも1種の異方的形状の鉄基結晶粒が約1.1~約50のアスペクト比を成しており、前記アスペクト比が最短寸法の長さに対する最長寸法の長さとの比として定義され、前記最長寸法と最短寸法は実質的に直交している、請求項31~33のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が約5nm~約300nmの最短寸法を示す、請求項34に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの異方的形状の鉄基結晶粒が複数の異方的形状の鉄基結晶粒を含み、前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が互いに実質的に平行に配向される、請求項34または35に記載の方法。
- 前記複数の異方的形状の鉄基結晶粒のそれぞれの長軸が印加磁場の方向と実質的に平行に配向され、前記各異方的形状の鉄基結晶粒について、磁気結晶異方性のそれぞれの容易軸がそれぞれの最長軸と実質的に平行である、請求項34~36のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場の強度が約0.02Tを超える、請求項31~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場の強度が約2.5Tを超える、請求項31~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場の強度が約9Tを超える、請求項31~37のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印加磁場が、約0.01テスラ/メートル~約1000テスラ/メートルの勾配を有する、請求項31~40のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のワークピースのうちの少なくとも1つが、さらに、少なくとも1種のドーパントを含む、請求項31~41のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のドーパントが、Al、Mn、La、Cr、Co、Ti、Ni、Zn、Zr、Caまたは希土類金属のうちの少なくとも1種を含む、請求項42に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、請求項42に記載の方法。
- 前記印加磁場が、前記複数のワークピースのうちの少なくともいくつかの磁化容易軸を実質的に整列させることを促進する、請求項31~44のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のワークピースを圧縮することが、複数のワークピースを樹脂、ワックスまたは低融点金属のうちの少なくとも1つと混合して混合物を形成すること、及び、当該混合物をプレスしてバルク材料を形成することを含む、請求項31~45のいずれか一項に記載の方法。
- 前記混合物をプレスすることが、約1MPa~約100GPaの圧力で混合物をプレスすることを含む、請求項46に記載の方法。
- 前記混合物をプレスすることが、約4.2ケルビン~約295ケルビンの温度で前記混合物をコールドプレスすることを含む、請求項46または47に記載の方法。
- 前記混合物をプレスすることが、約295ケルビン~約533ケルビンの温度で前記混合物をホットプレスすることを含む、請求項46または47に記載の方法。
- 前記複数のワークピースを、樹脂、ワックスまたは低融点金属のうちの少なくとも1つと混合することが、前記複数のワークピースを低融点材料と混合することを含み、前記低融点金属がZn、Sn、Bi、Ga、NaまたはLiのうちの少なくとも1種を含む、請求項46~49のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数のワークピースのうちの1つのワークピースが、粉末、リボンまたはワイヤのうちの少なくとも1つを成している、請求項31~50のいずれか一項に記載の方法。
- さらに、請求項11~30のいずれか一項に記載の方法を含み、請求項11~30のいずれか一項に記載の方法によって形成された前記ワークピースが前記複数のワークピースのうちの1つである、請求項31~51のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項11~52のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された装置。
- ワークピースを形成する方法であって、印加磁場の存在下で鉄と窒素を含む材料をキャスティングして、少なくとも1つの窒化鉄を含むワークピースを形成することを含み、前記材料は、一軸磁気異方性を含む少なくとも1つの窒化鉄相ドメインを含むワークピースを形成するために、さらにC、B、O、P、Y、Mn、Cr、Si、ZnまたはAlのうちの少なくとも1種と、ニッケル及びコバルトのうちの少なくとも1種とを含み、前記印加磁場が少なくとも約0.01テスラ(T)の強度を有し、
前記キャスティングが、さらに、前記印加磁場の存在下で、前記材料を加熱し溶融させて、溶融材料を得ることを含む、
ワークピースを形成する方法。 - 前記材料が、さらに、少なくとも1種のドーパントを含み、前記少なくとも1種のドーパントが、B、C、P、SiまたはOのうちの少なくとも1種を含む、請求項54に記載の方法。
- さらに、複数のワークピースを圧縮することを含む、請求項54または55に記載の方法。
- 前記印加磁場が、約0.01テスラ/メートル~約1000テスラ/メートルの勾配を有する、請求項54~56のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1に記載のワークピースを含む物品。
- 前記物品が、電気モーター、発電機、センサー、アクチュエータ、自動車の構成部品、または風力タービンの構成部品を構成する、請求項9に記載の物品。
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