阅读说明：本技术 一种用纳米结构铁素体合金形成的产品 (Product formed by nano-structure ferrite alloy ) 是由 郭皓 黄刚 彭长宏 于 2018-07-17 设计创作，主要内容包括：一种用纳米结构铁素体合金形成的产品,包括软磁元件,软磁元件含有纳米结构铁素体合金,所述纳米结构铁素体合金包括多个设置在含铁合金基体内的纳米部件,所述纳米部件包含氧化物。本发明在从较高应力和较低温到较高温和较低应力的情况下,它都能保持其机械的完整性和磁特性。(A product formed with a nanostructured ferritic alloy, comprising a soft magnetic component comprising a nanostructured ferritic alloy including a plurality of nano-components disposed within a ferrous alloy matrix, the nano-components including an oxide. The present invention maintains its mechanical integrity and magnetic properties under conditions ranging from higher and lower temperatures to higher and lower stresses.)

一种用纳米结构铁素体合金形成的产品

技术领域

本发明涉及包括含有纳米结构铁素体合金的软磁元件的产品，具体是一种用纳米结构铁素体合金形成的产品。

背景技术

软磁元件在很多应用中，特别在电气和电磁装置中具有关键的作用。对轻型和小型的电机的需求在不断增长。可通过增大电机转速来实现对小型电机的设计。为使电机高速运行，这些电机需要能在高磁通密度下运行的材料。元件也必须根据使用寿命要求而具有高的抗张强度，且不会结构失效。同时元件应能允许相对低的磁心损耗。所属领域技术人员清楚使用传统材料形成软磁元件时，要同时达到高机械强度和极好的软磁性会是困难的。一般地，获得高强度元件是以牺牲重要的磁特性(magneticproperties)，例如磁饱和(magneticsaturation)与磁心损耗的代价来获得的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种用纳米结构铁素体合金形成的产品，在从较高应力和较低温到较高温和较低应力的情况下，它都能保持其机械的完整性和磁特性。

本发明的技术方案是：包括软磁元件，软磁元件含有纳米结构铁素体合金，所述纳米结构铁素体合金包括多个设置在含铁合金基体内的纳米部件，所述纳米部件包含氧化物。

所述软磁元件是转子或电枢。

所述合金基体包括钛，至少约35％重量的铁和至多约60％重量的钴。

所述氧化物包括：钛，和至少一种从钇、铪、铝和锆中选择的元素。

所述纳米结构铁素体合金包括合金基体，所述合金基体包括至少约35％重量的铁，约0.1％重量到约1％重量的钛，和约20％重量到约55％重量的钴；以及设置在所述合金基体内的多个纳米部件，其中，所述纳米部件包括氧化物，所述氧化物包括钛和至少一种从钇、铪、铝和锆中选择的元素；其中，所述纳米部件具有在从约1纳米到约50纳米的范围内的平均尺寸，并且具有每立方米的纳米结构铁素体合金中至少有约1020个纳米部件的数量密度。

所述纳米结构铁素体合金包括合金基体，所述合金基体包括至少约50％重量的铁，从约0.1％重量到约1％重量的钛，和至多约8％重量的硅；以及设置在所述合金基体内的多个纳米部件，其中，所述纳米部件包括氧化物，所述氧化物包括钛和至少一种从钇、铪、铝和锆中选择的元素；其中，所述纳米部件具有在从约1纳米到约50纳米的范围内的平均尺寸，并且具有每立方米的纳米结构铁素体合金中至少有约1020个纳米部件的数量密度。

本发明的有益效果在于：在从较高应力和较低温到较高温和较低应力的情况下，它都能保持其机械的完整性和磁特性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、电机，2、转子组件，3、转子轴，4、转子铁芯，5、定子组件， 6、轴承组件，7、轴承组件，8、定子绕组。

具体实施方式

图1中，在很多应用于包括航空、风力发电和电动车的很多电气装置和元件中，会需要相对高磁导率、高饱和磁化(saturationmagnetization)、低磁心损耗以及高机械强度的磁性材料。对具有改进磁特性和高机械强度的软磁部件有持续的需求。这里描述的本发明的实施例解决了现有技术的显著缺点。在此公开了包括软磁元件的产品。软磁元件含有纳米结构铁素体合金。纳米结构铁素体合金包括多个设置在含铁合金基体内的纳米部件，其中该纳米部件包含氧化物。该产品可用于例如电动机或发电机的装置中，电动机或发电机在旋转元件中使用磁性材料，其中机械完整性和磁特性都能影响整个的性能、寿命以及其它因素。和现有材料比较，使用纳米结构的铁素体合金形成软磁元件，使旋转元件具有相对更高的强度，相对更低的矫顽力损耗，和相对更高的饱和磁化。本发明包括软磁元件。软磁元件含有纳米结构铁素体合金。纳米结构铁素体合金是一种新兴的合金族。典型的纳米结构铁素体合金包括在其基体内由纳米部件加强的含铁合金基体，这里使用的用语“纳米部件”的意思是最长维度在尺寸上小于约100纳米的物体粒子。纳米部件可具有任意形状，包括例如球形，立方形，晶状体形和其它形状。纳米结构铁素体合金的电磁和机械特性可通过控制例如基体内纳米部件的密度(即数量密度——单位体积内的粒子数)、纳米部件的组成以及形成产品的过程来控制。纳米结构铁素体合金的纳米部件包含氧化物。在一个实施例中，氧化物包括钛以及至少一种从钇、铪、铝或锆中选出的附加元素，并且在特定的实施例中，附加成分是钇。在某些实施例中，氧化物还包括一种或多种其它元素，例如铬、镍、铁、钼、钨、铌、铝、钽、钴或钒。氧化物的实际组成部分地依赖于合金基体的组成以及用来处理材料的原料的组成，这将在下面更详细讨论。在特定的实施例中，氧化物包括钛和钇。