生产磁性材料的方法和系统与流程
1.本发明总体涉及生产磁性材料的系统和方法，更具体地说，涉及生产磁性材料的改进的熔融纺丝系统和方法。
背景技术：
2.熔融纺丝是用于生产磁性材料的过程。典型的熔融纺丝过程包括将熔融的材料提供给旋转轮或类似物上。熔融的材料在与旋转轮的冷冻或冷却表面接触后迅速固化(或迅速淬火)，形成一条薄的金属带。一般来说，施加到旋转轮上的熔融的材料的流速是根据旋转轮的旋转速度等因素来选择的。熔融纺丝过程中使用的流速和旋转轮的转速反过来影响所生产的金属带的厚度、产量(生产量)、颗粒尺寸、旋转轮运行时间以及由这些金属带形成的磁体的磁性。
技术实现要素：
3.当使用常规的熔融纺丝过程和系统生产磁性材料时，通过快速固化(或快速淬火)熔融的合金混合物，形成金属带。这种金属带具有非常精细的、纳米级的颗粒尺寸。无论采用何种工艺从金属带形成磁体，整个金属带的精细且均匀的颗粒尺寸对于最终磁体的磁性(例如剩磁和矫顽力)是至关重要的。
4.常规的熔融纺丝过程和系统通常存在金属带颗粒尺寸不均匀的问题，特别是在金属带的宽度上。更具体地说，使用常规熔融纺丝过程形成的金属带的中心区域的平均颗粒尺寸大于金属带侧面(和/或边缘)的平均颗粒尺寸，从而导致非均匀的颗粒尺寸。在本发明中，认识到平均颗粒尺寸的这种变化是在快速固化过程中，中心区域比侧面(和/或边缘)接受更少的冷却的直接结果。
5.本发明总体涉及用于解决常规问题的系统、子系统、方法和工艺，包括上文和本发明中所描述的问题，更具体地说，示例实施方案涉及生产磁性材料的系统、子系统、方法和工艺。
6.在一个示例性实施方案中，描述一种生产磁性材料的方法。所述方法包括提供合金混合物。合金的成分没有特别的限制。方法包括熔化合金混合物以获得熔融的合金混合物。方法包括通过旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化熔融的合金混合物，以获得初级金属带。初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，顶侧与底侧相对。方法包括进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域，以获得最终金属带。
7.输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域的第一冷却剂可以包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。颗粒尺寸细化和均匀化过程可以包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。颗粒尺寸细化和均匀化过程可以包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和底侧。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺
寸小至少5％；常规方法可以包括利用旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速可以比常规流速大至少10％；快速固化可以包括以第一轮速度旋转旋转轮；最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％；常规流速是用于生产常规金属带的常规方法中的最大流速；并且常规方法可以包括向以第一轮速度旋转的旋转轮提供熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速可以比常规流速大至少30％；最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为10％以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为10％以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为5nm以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为5nm以下。最终金属带的中心部分和边缘部分的平均颗粒尺寸可以均为50nm以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以为50nm以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为5％以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为5％以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为2nm以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为2nm以下。最终金属带的中心部分和边缘部分的平均颗粒尺寸可以均为40nm以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以为40nm以下。合金混合物可以包含re-fe-co-m-b，其中re是一种或多种稀土元素，并且其中m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。
8.在另一个示例性实施方案中，描述了一种生产磁性材料的方法。方法包括提供合金混合物；和熔化合金混合物，以获得熔融的合金混合物；和通过旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化熔融的合金混合物，以获得初级金属带。初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，顶侧与底侧相对。方法包括进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域，以获得最终金属带。
9.最终金属带底侧的中心区域的平均颗粒尺寸与最终金属带底侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为10％以下，或者优选为5％以下。最终金属带顶侧的中心区域的平均颗粒尺寸和最终金属带顶侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为10％以下，或优选为5％以下。最终金属带底侧的中心区域的平均颗粒尺寸和最终金属带底侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为5nm以下，或者优选为2nm以下。最终金属带顶侧的中心区域的平均颗粒尺寸和最终金属带顶侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为5nm以下，或优选为2nm以下。输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域的第一冷却剂可以包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。颗粒尺寸细化和均匀化
过程可以包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。颗粒尺寸细化和均匀化过程可以包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和底侧。提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速可以比常规流速大至少10％；快速固化包括以第一轮速度旋转旋转轮；最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％；常规流速是用于生产常规金属带的常规方法中的最大流速；常规方法包括向以第一轮速度旋转的旋转轮提供熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速可以比常规流速大至少30％；最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。合金混合物可以包含re-fe-co-m-b，其中re是一种或多种稀土元素，并且其中m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。
10.在另一个示例性实施方案中，描述一种生产磁性材料的方法。所述方法包括提供合金混合物；和熔化合金混合物，以获得熔融的合金混合物；和通过旋转轮进行熔融纺丝过程迅速固化熔融的合金混合物，以获得初级金属带。初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，顶侧与底侧相对。方法包括进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域，以获得最终金属带。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的平均颗粒尺寸小至少5％。常规方法包括使用旋转轮进行熔融的合金混合物的快速固化，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。
11.最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的平均颗粒尺寸小至少10％。输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域的第一冷却剂可以包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。颗粒尺寸细化和均匀化过程可以包括直接将第一冷却剂输送到初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。颗粒尺寸细化和均匀化过程可以包括将第一冷却剂直接输送到初级金属带的顶侧和底侧。提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速可以比常规流速大至少10％；快速固化包括以第一轮速度旋转旋转轮；常规流速是常规方法中用于生产常规金属带的最大流速。提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速可以比常规流速大至少30％。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为10％以下或5％以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为10％以下或5％以下。合金混合物可以包含re-fe-co-m-b，其中re是一种或多种稀土元素，并且其中m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。
12.在一个示例性实施方案中，描述一种磁性材料。磁性材料是通过上述的一个或多个实施方案获得的。磁性材料在最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的平均颗粒尺寸小至少5％。常规方法包括利用旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸可以比使用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为5nm以下，优选为2nm以下。最终金属带的中心部分的平
均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为5nm以下，优选为2nm以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以为10％以下，优选为5％以下。最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸和最终金属带边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异可以均为10％以下，或者优选为5％以下。最终金属带的中心部分和/或边缘部分的平均颗粒尺寸可以为50nm以下，或优选为40nm以下。磁性材料可包含re-fe-co-m-b。re是一种或多种稀土元素，并且m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。
13.在另一个示例性实施方案中，描述一种生产磁性材料的系统。所述系统可包括坩埚，用于将合金混合物熔化为熔融的混合物；压力源，用于施加压力以便将熔融的混合物从坩埚中喷射到旋转轮上，从而形成金属带；和喷嘴，用于将冷却剂直接输送到金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。旋转轮可配置用于快速固化过程和产生金属带。第一冷却剂可包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。
附图说明
14.为了更全面地理解本发明、示例性实施方案及其优点，现参考以下与附图有关的描述，其中类似的参考号表示类似的特征，以及：
15.图1示出用于生产磁性材料的系统的一个示例性实施方案；
16.图2a示出一个初级金属带实施例的横截面图；
17.图2b示出一个最终金属带实施例的横截面图；
18.图3示出生产磁性材料的方法的一个示例性实施方案；
19.图4a示出初级金属带的fesem图像；
20.图4b示出最终金属带的fesem图像；
21.图5a示出比较例和示例性实施例1的平均颗粒尺寸的表格；
22.图5b示出比较例和示例性实施例1的平均颗粒尺寸的图表；
23.图5c示出初级金属带的各个区/区域的平均颗粒尺寸的表格；
24.图5d示出初级金属带的各个区/区域的平均颗粒尺寸的图表；
25.图5e示出最终金属带的各个区/区域的平均颗粒尺寸的表格；以及
26.图5f示出最终金属带的各个区/区域的平均颗粒尺寸图表。
27.尽管为方便起见，图中类似的参考号可能被用来指代类似的元素，但可以理解的是，各种示例性实施方案中的每一个都可以视为不同变体。
28.现在将参照附图来描述示例性实施方案，附图是本发明的一部分，说明可实施的示例性实施方案。如本发明和所附权利要求书中所使用的，术语“实施方案”、“示例性实施方案(example embodiment)”、“示例性实施方案(exemplary embodiment)”和“本实施方案”，尽管可以、但不一定指单个实施方案。而且各种示例性实施方案可以在不偏离示例性实施方案的范围或精神的情况下轻易地组合和/或互换。此外，本发明和所附权利要求书中使用的术语仅用于描述示例性实施方案，并无意图作为限制条件。在这方面，如在本发明和所附权利要求中使用，术语“在
…
中(in)”可包括“在
……
中(in)”和“在
……
上(on)”，而术语“一个(a)”、“一个(an)”和“所述(the)”可包括单数和复数参考。此外，在本发明和所附权利要求中使用的术语“由(by)”也可以指“从(from)”，这取决于上下文。此外，在本发明和所
附权利要求中使用的术语“如果(if)”也可以指“当(when)”或“当(upon)”，这取决于上下文。此外，如本发明和所附权利要求书中所使用的，“和/或(and/or)”一词可指并包含一个或多个相关列出的项目的任何或所有可能组合。
具体实施方式
29.当使用常规的熔融纺丝过程和系统生产磁性材料时，通过快速固化(或快速淬火)熔融的合金混合物，形成金属带。这种金属带具有非常精细的、纳米级的颗粒尺寸。无论采用何种工艺从金属带形成磁体，整个金属带的精细且均匀的颗粒尺寸对于由这种金属带生产的最终磁体的磁性(例如剩磁和矫顽力)是至关重要的。
30.常规的熔融纺丝过程和系统通常无法实现金属带的均匀的颗粒尺寸，特别是在金属带的宽度上。更具体地说，使用常规熔融纺丝过程形成的金属带的中心区域(例如，见图2a中的212b和211b)的平均颗粒尺寸大于金属带侧面(和/或边缘)(例如，见图2a中的212a、212c、211a和211c)的平均颗粒尺寸，从而导致金属带的非均匀的颗粒尺寸。在本发明中，认识到平均颗粒尺寸的这种变化是在快速固化过程中，中心区域比侧面(和/或边缘)接受更少的冷却的直接结果。
31.本发明示例性实施方案一般涉及和/或包括用于解决工业问题的方法、系统、方法和产品，包括上文和本发明所述的问题，更具体地说，示例性实施方案涉及方法、系统、用于生产磁性材料的方法和获得的磁性材料。正如本发明所进一步描述的，与常规方法相比，示例性实施方案具有各种技术优势和/或改进。
32.应当理解，虽然本发明中描述的示例性实施方案大多与使用液态惰性气体作为冷却剂有关。本发明所描述的原理也可以在液态惰性气体的范围之外应用，例如使用气态惰性气体、液态或气态惰性气体，而不偏离本发明的教导。
33.现将参照构成本发明一部分的附图在下文中描述示例性实施方案。
34.用于生产磁性材料的系统(例如，系统100)的示例性实施方案。
35.图1示出用于生产磁性材料的系统(例如，系统100)的一个示例性实施方案。用于生产磁性材料的系统100包括旋转轮组件120，例如带有旋转轮的熔融纺丝系统。系统100还包括坩埚组件110，用于接收和熔化合金混合物，并向旋转轮组件120的旋转轮表面122提供熔融的合金混合物200(或熔融的金属合金200)。系统100还包括颗粒尺寸细化和均匀化组件130，用于控制颗粒尺寸细化和在金属带宽度上的均匀性，该金属带是通过旋转轮组件120的旋转轮快速固化熔融的合金混合物生产的。系统100还包括室(未显示)或类似物，用于容纳坩埚组件110、旋转轮组件120和颗粒尺寸细化和均匀化组件130，并用于保持生产磁性材料的一致环境/条件。例如，在磁性材料的生产过程中，室的内部压力和温度可分别保持在约200mtorr至805torr之间和约10℃至200℃之间。此外，该室可以通过一个或多个输入阀和/或输出阀接收并保持一种或多种惰性气体(例如，氩气、氦气或类似气体)的气氛。在这方面，在磁性材料的生产过程中，鉴于颗粒尺寸细化和均匀化组件130对冷却剂130a的应用/输送(如本发明所述)，该室也动态地保持上述环境/条件。
36.现将参照构成本发明一部分的附图，进一步描述用于生产磁性材料的系统100的示例性实施方案及其要素。
37.坩埚组件(例如，坩埚组件110)
38.如图1所示，用于生产磁性材料的系统100的一个示例性实施方案包括坩埚组件(例如，坩埚组件110)，用于接收和熔化合金混合物，并向旋转轮组件120提供熔融的合金混合物。
39.坩埚组件110包括坩埚(例如，坩埚112)或类似物。坩埚112可以形成为具有内部空腔的主体112，用于接收和容纳合金混合物。例如，坩埚112可以形成为具有圆形横截面的圆柱形体。
40.坩埚组件110还包括加热线圈(例如，加热线圈114)或类似物，其以向坩埚112的内部空腔提供加热的方式设置在坩埚112之中和/或之上。在示例性实施方案中，加热线圈114可以是感应式加热线圈114或类似物，其配置为当合金混合物安置在坩埚112的内部空腔中时，提供足够的加热以熔化合金混合物(即达到合金混合物的熔融)。
41.为了使坩埚组件110能够将熔融的合金混合物200从坩埚112的内部空腔喷射到旋转轮组件120，坩埚组件110包括喷嘴(例如，喷嘴116)或类似物，其设置在坩埚112的一端。在示例性实施方案中，可选择性地加压坩埚112中的熔融的合金混合物200，以便使熔融的合金混合物200以约0.2kg/min至5.0kg/min的流速从喷嘴116中喷出。在本发明中应理解的是，为了从喷嘴116中喷射出熔融的合金混合物200而施加给坩埚112中熔融的合金混合物200的压力，可以使用任何方法和/或设备来提供，包括但不限于正压源、重力(例如，通过重力向喷嘴116附近的下游熔融的合金混合物200施加压力，即通过流向喷嘴116的上游熔融的合金混合物200的重量)等。
42.在示例性实施方案中，由坩埚组件110的喷嘴116作为熔融的合金混合物200喷出的合金混合物的成分可包括但不限于由re-fe-b代表的成分，其中re是一种或多种稀土元素；fe是铁；并且b是硼。在优选的实施方案中，合金混合物的成分是re-fe-co-m-b，其中re是一种或多种稀土元素；fe是铁；co是钴；m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素；并且b是硼。
43.旋转轮组件(例如，旋转轮组件120)
44.如图1所示，用于生产磁性材料的系统100的一个示例性实施方案包括旋转轮组件(例如，旋转轮组件120)。旋转轮组件120包括旋转轮120或类似物，具有外接触表面(例如，接触表面122)，其被配置为快速固化(或快速淬火)由坩埚组件110的喷嘴116喷出的熔融的合金混合物200。旋转轮组件120的旋转轮120被配置为相对于旋转轮120的中心轴c旋转(例如，如图1中的方向箭头r所示)，其旋转速度(或轮速)在约5m/s至60m/s之间。除其他事项外，旋转轮120的转速可以根据来自喷嘴116的熔融的合金混合物200的流速、喷嘴116的开口大小、施加到坩埚112的内部空腔中熔融的合金混合物200的正压量、提供到坩埚112的内部空腔中的合金混合物的成分和温度、和/或由旋转轮组件120形成的初级金属带210所需的尺寸/规格(如，宽度、厚度等)来选择。
45.如在本发明中使用，在由颗粒尺寸细化和均匀化组件120处理之前(如本发明所述)，由旋转轮组件120的接触表面122快速固化的熔融的合金混合物200形成的金属带210被称为“初级金属带”210。
46.颗粒尺寸细化和均匀化组件(例如，颗粒尺寸细化和均匀化组件130)
47.在一个示例性实施方案中，用于生产磁性材料的系统100包括颗粒尺寸细化和均匀化组件(例如，颗粒尺寸细化和均匀化组件130)。颗粒尺寸细化和均匀化组件130可包括
任何组件和/或元件，该组件和/或元件可配置或被配置为将冷却剂的示例性实施方案(例如，冷却剂130a)从冷却剂源(未显示)输送到初级金属带210(由熔融的合金混合物200的快速固化形成(如上文和本发明所述))的一个或多个部分。如本发明所使用的，由熔融的合金混合物200快速固化形成的未(或尚未)从颗粒尺寸细化和均匀化组件130接受冷却剂130a的金属带210被称为初级金属带210。此外，如本发明所使用的，已经从颗粒尺寸细化和均匀化组件130接受了冷却剂130a的初级金属带210(即，已经由颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理)被称为“最终金属带”220。换言之，在初级金属带210从颗粒尺寸细化和均匀化组件130接受冷却剂130a之后，初级金属带210成为最终金属带220。本发明中应理解，由熔融的合金混合物200快速固化形成的金属带可以是长的金属带，其部分是初级金属带210，部分是最终金属带220。例如，图1所示的金属带具有：与旋转轮120的外接触表面122接触的部分210a(金属带的这一部分被认为是初级金属带210)，已离开旋转轮120且尚未接受冷却剂130a的部分210b(金属带的这一部分也被认为是初级金属带210)，以及已接受冷却剂130a的部分(金属带的这一部分称为最终金属带220)。
48.图2a示出一个初级金属带210的实例的横截面图。初级金属带210包括顶表面212(或顶侧212)和底表面211(或底侧211)，其中底表面211是初级金属带210与旋转轮120的外接触表面122直接接触(或如果初级金属带210尚未离开旋转轮120，仍与旋转轮120的外接触表面122接触)的表面或侧。初级金属带210的顶表面212包括左顶表面212a(或左顶侧212a)、中顶表面212b(或中顶侧212b)以及右顶表面212c或(或右顶侧212c)。初级金属带210的底表面211包括左底表面211a(或左底侧211a)、中底表面211b(或中底侧211b)和右底表面211c(或右底侧211c)。初级金属带210离开旋转轮组件120的接触表面122，由颗粒尺寸细化和均匀化组件130进一步处理。
49.图2b示出最终金属带220的一个示例性实施例的横截面图，所述金属带220具有顶表面222(或顶侧222)和底表面221(或底侧221)，其中，底表面221是最终金属带220与旋转轮120的外接触表面122直接接触(或者如果尚未离开旋转轮120，仍与旋转轮120的外接触表面122接触，并已接受冷却剂130a)的表面或侧。最终金属带220的顶表面222包括左顶表面222a(或左顶侧222a)、中顶表面222b(或中顶侧222b)以及右顶表面222c(或右顶侧222c)。最终金属带220的底表面221包括左底表面221a(或左底侧221a)、中底表面221b(或中底侧221b)以及右底表面221c(或右底侧221c)。
50.颗粒尺寸细化和均匀化组件130可以包括一个或多个与冷却剂源(未显示)相通的喷嘴(例如，喷嘴132)或类似物。在示例性实施方案中，一个或多个喷嘴132配置为向初级金属带210输送冷却剂130a。作为一个更具体的实例，颗粒尺寸细化和均匀化组件130可以包括一个或多个喷嘴132或类似物，其配置方式使得冷却剂130a的一个或多个流输送到初级金属带210的顶表面212的至少一部分。一个或多个喷嘴132可以配置成使得冷却剂130a均匀地分配到初级金属带210的左顶侧或左顶表面212a(如图2a所示)、右顶侧或右顶表面212c(如图2a所示)和中顶侧或中顶表面212b(如图2a所示)的至少一部分，以便获得最终金属带220。在示例性实施方案中，初级金属带210的宽度(即，左顶侧212a的最左侧部分/边缘与右顶侧212c的最右侧部分/边缘之间的尺寸)小(例如，约3mm以下)，颗粒尺寸细化和均匀化组件130可配置为具有单个喷嘴132，用于向初级金属带210的顶表面212输送冷却剂130a的单个流。一个或多个喷嘴132可以固定地定位，以将冷却剂130a输送到初级金属带210的
至少一部分210b(如图1所示)，该部分210b已离开(或不再接触)旋转轮120的接触表面122。这样的一个或多个喷嘴132可以固定地定位在与初级金属带210的顶表面212距离50mm以下的地方，并且此时初级金属带210距离旋转轮120的接触表面122约5mm到600mm之间。替代地或另外，一个或多个喷嘴132可以固定地定位，以将冷却剂130a输送到初级金属带210的至少一部分210a，该部分210a尚未离开(或仍在接触)旋转轮120的接触表面122。这样的一个或多个喷嘴132可以固定地定位在与初级金属带210的顶表面212距离50mm以下的地方。
51.替代地，或除了配置成使得冷却剂130a输送到初级金属带210的顶表面212的至少一部分的一个或多个喷嘴132之外，颗粒尺寸细化和均匀化组件130可以包括一个或多个喷嘴132或类似物，其配置成使得冷却剂130a的一个或多个流输送到初级金属带210的底表面211的至少一部分。初级金属带210的底表面211是与初级金属带210的顶表面212相对的表面或侧。一个或多个这样的喷嘴132可以配置成使得冷却剂130a至少均匀地分配到初级金属带210的左底侧或左底表面211a(如图2a所示)、右底侧或右底表面211c(如图2a所示)和中底侧或中底表面211b(如图2a所示)。在示例性实施方案中，初级金属带210的宽度(即，左底侧或左底表面211a的最左侧部分/边缘与右底侧或右底表面211c的最右侧部分/边缘之间的尺寸)小(例如，约3mm以下)，颗粒尺寸细化和均匀化组件130可配置为具有单个喷嘴132，向初级金属带210的底表面211输送冷却剂130a的单个流。一个或多个喷嘴132可以固定地定位，以将冷却剂130a输送到初级金属带210的至少一部分(如图1中所示)，该部分已经离开(或不再接触)旋转轮120的接触表面122。这样的一个或多个喷嘴132可以固定地定位在与初级金属带210的底表面211距离50mm以下的地方，并且此时初级金属带210距离旋转轮120的接触表面122约5mm至600mm之间。
52.在示例性实施方案中，由颗粒尺寸细化和均匀化组件130输送到初级金属带210的冷却剂130a可以是液氩130a、液氦130a和/或一种或多种液体形式(或液态)的其他惰性气体130a的流的形式。在这方面，初级金属带210接收并接触液氩130a、液氦130a和/或一种或多种液态/液体形式的其他惰性气体130a的流(即接收并接触一种或多种惰性气体130a的液态/液体形式，如液氩130a)。这种液态/液体形式的一种或多种惰性气体130a的流可以约20-500cc/min的流速输送。替代地，或除了输送一种或多种惰性气体的液态/液体形式的流外，由颗粒尺寸细化和均匀化组件130输送到初级金属带210的冷却剂130a可以是氩气、氦气和/或一种或多种其他惰性气体的气态/气体形式的流或流动。
53.本发明认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)相比)，形成的最终金属带220在最终金属带220的顶侧222和/或底侧221的宽度上具有更均匀的颗粒尺寸细化和均匀性(即，对于左顶侧222a、右顶侧222c、中顶侧222b、左底侧221a、右底侧222c和中底侧222b来说，颗粒尺寸的均匀性更好或更高)。在本发明中，颗粒尺寸的均匀性更好或增加是指颗粒尺寸的偏差、范围或差异更小。例如，颗粒尺寸与左侧221a/222a的平均颗粒尺寸为38.1nm、中心221b/222b的平均颗粒尺寸为39.1nm、右侧221c/222c的平均颗粒尺寸为37.7nm的最终金属带220相比，左侧211a/212a的平均颗粒尺寸为43.5nm、中心211b/212b的平均颗粒尺寸为46.9nm、右侧211c/212c的平均颗粒尺寸为39.1nm的初级金属带210的颗粒尺寸的均匀性较差(或在宽度上的颗粒尺寸均匀性较差)。
54.更具体地说，本发明认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化组件120的示例性实施方案将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)相比)，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的一个或多个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸的10％以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异(即，与最终金属带220的每个侧部或边缘部分相比)为最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸的10％以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的一个或多个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的5％以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异(即，与最终金属带220的每个侧部或边缘部分相比)为最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸的5％以下。
55.替代地或另外，当冷却剂130a的示例性实施方案通过颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案输送到初级金属带210时(与不用颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)相比)，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸和最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为5nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异(即，与最终金属带220的每个侧部或边缘部分相比)为5nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下。
56.替代地或另外，当冷却剂130a的示例性实施方案通过颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案输送到初级金属带210时(与不用颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)相比)，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸为50nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸为40nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸和最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸为50nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸和最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸为40nm以下。
57.本发明还认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案向初
级金属带210输送冷却剂130a的示例性实施方案的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)相比)，形成的最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸小于用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸。例如，形成的最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸，比使用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％。优选地，形成的最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸，比使用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。正如本发明中提到的，“常规方法”或类似的方法，可以是生产金属带的任何方法，所述方法不包括使用颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案来处理初级金属带210(即，常规方法不向初级金属带210输送冷却剂130a的示例性实施方案)。此外，正如本发明中提到的，“常规金属带”或类似物，可以是在没有使用颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案处理初级金属带210的情况下生产的任何金属带(包括初级金属带210)(即，常规的金属带没有经过冷却剂130a的示例性实施方案处理)。此外，正如本发明中提到的，“常规金属带的中心部分”或类似物，可以是在没有使用颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案处理初级金属带210的情况下生产的任何金属带的中心部分(包括初级金属带210的中心部分)(即，未用冷却剂130a的示例性实施方案处理过的常规金属带的中心部分)。
58.本发明还认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案向初级金属带210输送冷却剂130a的示例性实施方案的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化组件130处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)相比)，提供给旋转轮120(以第一旋转速度或第一轮速度旋转)的外接触表面122的熔融的合金混合物200的流速，可以比常规方法中使用的熔融的合金混合物200的常规流速增加至少10％。正如本发明中提到的，熔融的合金混合物200的“常规流速”是指使用常规方法(如本发明所述，是不包括使用颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案来处理初级金属带210的方法(即，常规方法不向初级金属带210输送冷却剂130a的示例性实施方案))提供给旋转轮120(以第一旋转速度或第一轮速旋转)的外接触表面122的熔融的合金混合物200的最大流速。优选地，颗粒尺寸由上述流速增加10％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％。优选地，由上述流速增加10％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。优选地，提供给旋转轮120(以第一旋转速度或第一轮速旋转)的外接触表面122的熔融的合金混合物200的流速，与上述常规方法中使用的熔融的合金混合物200的上述常规流速相比，可以增加至少30％。优选地，由上述流速增加30％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％。优选地，颗粒尺寸由上述流速增加30％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。
59.一种生产磁性材料的方法的示例性实施方案(例如，方法300)。
60.图3示出了生产磁性材料的方法(例如，方法300)的一个示例性实施方案。生产磁性材料的方法300包括提供合金混合物(例如，动作302)。方法300还包括熔化合金混合物以获得熔融的合金混合物(例如，动作304)。方法300还包括进行熔融纺丝过程(例如，动作306)。熔融纺丝过程包括通过旋转轮快速固化熔融的合金混合物(如动作304中获得的)以获得初级金属带(例如，动作306)。方法300还包括进行颗粒尺寸细化和均匀化过程(例如，动作308)。
61.在示例性实施方案中，方法300可以使用系统100(如本发明所述)或系统100的一个或多个元件(包括坩埚组件110、旋转轮组件120和/或颗粒尺寸细化和均匀化组件130)的示例性实施方案来进行颗粒尺寸。这样的系统100或系统100的一个或多个元件，可以安置在室(未显示)内或类似物内，其配置为保持一致的环境/条件用于生产磁性材料。例如，在生产磁性材料的同时，方法300还可以包括将室的内部压力和/或温度分别保持在约10torr至500torr之间和约10℃至200℃之间。此外，所述方法300还可以包括在室内提供并维持一种或多种惰性气体(例如氩气、氦气或类似气体)的气氛，例如通过一个或多个输入阀和/或输出阀(未显示)。方法300还可包括在生产磁性材料期间，鉴于冷却剂130a颗粒尺寸的应用/输送(例如，如本发明所述由颗粒尺寸细化和均匀化组件130)和一种或多种惰性气体的气氛，动态地保持室中上述环境/条件。
62.现在将参照构成本发明一部分的附图，进一步描述生产磁性材料的方法300及其动作的示例性实施方案。
63.提供合金混合物(例如，动作302)
64.在一个示例性实施方案中，生产磁性材料的方法300包括提供合金混合物(例如，动作302)。合金混合物可以包括但不限于以re-fe-b为代表的成分，其中re是一种或多种稀土元素；fe是铁；并且b是硼。在优选的实施方案中，合金混合物的成分是re-fe-co-m-b，其中re是一种或多种稀土元素；fe是铁；co是钴；m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素；并且b是硼。合金混合物可以提供给坩埚组件110的示例性实施方案中。合金混合物可以原材料的形式(包括re、fe、co、m和/或b)和/或以预熔融锭的形式(可包括re、fe、co、m和/或b)提供。
65.熔化合金混合物以获得熔融的合金混合物(例如，动作304)
66.在一个示例性实施方案中，生产磁性材料的方法300包括熔化合金混合物以获得熔融的合金混合物(例如，动作304)。可以使用具有加热线圈114的坩埚组件110或类似物的示例性实施方案熔化合金混合物。加热线圈114可以是感应式加热线圈114或类似物，其配置为当合金混合物安置在坩埚112的内部空腔中时，提供足够的加热以熔化合金混合物(即达到合金混合物的熔融)。
67.进行熔融纺丝过程(例如，动作306)
68.在一个示例性实施方案中，生产磁性材料的方法300包括进行熔融纺丝过程(例如，动作306)。熔融纺丝过程包括使用旋转轮快速固化熔融的合金混合物(如在动作304中获得并安置在坩埚116中)，以获得初级金属带(例如，动作306)，。所述方法300包括通过喷嘴116或类似物将熔融的合金混合物从坩埚112中喷射到旋转轮120的外接触表面122。
69.熔融的合金混合物可以约0.2kg/min至5.0kg/min的流速喷出。
70.熔融纺丝过程包括相对于旋转轮组件120的中心轴c(例如，如图1中的方向箭头r
所示)以约5m/s至60m/s的旋转速度(或轮速)旋转旋转轮120。除其他事项外，旋转轮120的转速可以根据来自喷嘴116的熔融的合金混合物的流速、喷嘴116的开口大小、施加到坩埚112的内部空腔中的熔融的合金混合物的正压量、提供到坩埚112的内部空腔中的合金混合物的成分和温度、由旋转轮组件120形成的初级金属带210所需的尺寸/规格(如,宽度、厚度等)来选择。
71.当从喷嘴116喷出的熔融的合金混合物与旋转轮120的外接触表面122接触时，熔融的合金混合物迅速固化，产生初级金属带(如本发明所述)。
72.进行颗粒尺寸细化和均匀化过程(例如，动作308)
73.在一个示例性实施方案中，生产磁性材料的方法300包括进行颗粒尺寸细化和均匀化过程(例如，动作308)。颗粒尺寸细化和均匀化过程可由颗粒尺寸细化和均匀化组件130的示例性实施方案进行。颗粒尺寸细化和均匀化过程包括从冷却剂源(未显示)向初级金属带210(如通过熔融的合金混合物的快速固化形成(如上文和本发明所述))的一个或多个部分输送冷却剂130a的示例性实施方案，以获得最终金属带。由颗粒尺寸细化和均匀化过程输送到初级金属带210的冷却剂130a可以是液氩130a、液氦130a和/或一种或多种液体形式(或液态)的其他惰性气体130a的流的形式。在这方面，初级金属带210接收并接触液氩130a、液氦130a和/或一种或多种液态/液体形式的其他惰性气体130a的流(即接收并接触一种或多种惰性气体130a的液态/液体形式，如液氩130a)。这种液态/液体形式的一种或多种惰性气体130a的流可以约20-500cc/min的流速输送。替代地或除了输送一种或多种惰性气体130a的液态/液体形式的流外，由颗粒尺寸细化和均匀化过程输送到初级金属带210的冷却剂130a可以是氩气、氦气和/或一种或多种其他惰性气体的气态/气体形式的流或流动。
74.在示例性实施方案中，颗粒尺寸细化和均匀化过程包括通过颗粒尺寸细化和均匀化组件130的一个或多个喷嘴132，将冷却剂130a输送到初级金属带210。一个或多个喷嘴132的配置方式使得冷却剂130a的一个或多个流输送到初级金属带210的顶侧212的至少一部分。一个或多个喷嘴132可以配置成使得冷却剂130a均匀地分配到初级金属带210的左顶侧或左顶表面212a(如图2a所示)、右顶侧或右顶表面212c(如图2a所示)和中顶侧或中顶表面212b(如图2a所示)的至少一部分，以便获得最终金属带220。在示例性实施方案中，初级金属带210的宽度(即左顶侧212a的最左侧部分/边缘与右顶侧212c的最右侧部分/边缘之间的尺寸)小(例如，约3mm以下)，颗粒尺寸细化和均匀化过程可以利用单个喷嘴132向初级金属带210的顶表面212输送冷却剂130a的单个流。
75.在示例性实施方案中，颗粒尺寸细化和均匀化过程可将冷却剂130a输送到初级金属带210的至少一部分210b，该部分已离开(或不再接触)旋转轮120的接触表面122(如图1中所示)。在这样的实例中，一个或多个喷嘴132可以固定地定位在与初级金属带210的顶表面212距离50mm以下的地方，并且此时初级金属带210距离旋转轮120的接触表面122约5mm到600mm之间。
76.替代地或另外，颗粒尺寸细化和均匀化过程可将冷却剂130a输送到初级金属带210的至少一部分210a，该部分210a尚未离开(或仍在接触)旋转轮120的接触表面122。在这样的实例中，一个或多个喷嘴132可以固定地定位在与初级金属带210的顶表面212距离50mm以下的地方。
77.替代地，或除了配置成使得冷却剂130a输送到初级金属带210的顶表面212的至少一部分的一个或多个喷嘴132之外，颗粒尺寸细化和均匀化过程可将冷却剂130a的一个或多个流输送到初级金属带210的底表面211的至少一部分。在这样的实例中，一个或多个喷嘴132可以配置成使得冷却剂130a至少均匀地分配到初级金属带210的左底侧或左底表面211a(如图2a所示)、右底侧或右底表面211c(如图2a所示)，以及中底侧或中底表面211b(如图2a所示)。在示例性实施方案中，初级金属带210的宽度(即，左底侧或左底表面211a的最左侧部分/边缘与右底侧或右底表面211c的最右侧部分/边缘之间的尺寸)小(例如，约3mm以下)，颗粒尺寸细化和均匀化组件130可配置为具有单个喷嘴132，向初级金属带210的底表面211输送冷却剂130a的单个流。
78.在示例性实施方案中，颗粒尺寸细化和均匀化过程可将冷却剂130a输送到初级金属带210的至少一部分(如图1中所示)，该部分已经离开(或不再接触)旋转轮120的接触表面122。在这样的实例中，一个或多个喷嘴132可以固定地定位在与初级金属带210的底表面211距离50mm以下的地方，并且此时初级金属带210距离旋转轮120的接触表面122约5mm到600mm之间。
79.本发明认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化过程处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)的常规方法相比)，形成的最终金属带220在最终金属带220的顶侧222和/或底侧221的宽度上具有更多(或更好或更大)的颗粒尺寸细化和均匀性(即，左顶侧222a、右顶侧222c、中顶侧222b、左底侧221a、右底侧222c和中底侧222b的颗粒尺寸的均匀性更高或增加)。
80.更具体地说，本发明认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化过程处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)的常规方法相比)，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的一个或多个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸的10％以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异(即，与最终金属带220的每个侧部或边缘部分相比)为最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸的10％以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的一个或多个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的5％以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异(即，与最终金属带220的每个侧部或边缘部分相比)为最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸的5％以下。
81.替代地或另外，当通过颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210时(与不用颗粒尺寸细化和均匀化过程处理
初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)的常规方法相比)，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为5nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异(即，与最终金属带220的每个侧部或边缘部分相比)为5nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的侧部或边缘部分(221a、221c、222a和/或222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸与最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下。
82.替代地或另外，当通过颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210时(与不用颗粒尺寸细化和均匀化过程处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)的常规方法相比)，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸为50nm以下。优选地，形成的最终终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸和每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸为50nm以下。优选地，形成的最终金属带220使得最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸和最终金属带220的每个侧部或边缘部分(221a、221c、222a和222c)的平均颗粒尺寸为40nm以下。
83.本发明还认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案颗粒尺寸将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化过程处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)的常规方法相比)，形成的最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸，小于用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸。例如，形成的最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸，比使用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％。优选地，形成的最终金属带220的中心部分221b/222b的平均颗粒尺寸，比使用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。
84.本发明还认识到，在通过颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案颗粒尺寸将冷却剂130a的示例性实施方案输送到初级金属带210的过程中(与不用颗粒尺寸细化和均匀化过程处理初级金属带210(包括不输送冷却剂130a)的常规方法相比)，提供给旋转轮120(以第一旋转速度或第一轮速度旋转)的外接触表面122的熔融的合金混合物200的流速可以比常规方法中使用的熔融的合金混合物200的常规流速增加至少10％。优选地，颗粒尺寸由上述流速增加10％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％。优选地，颗粒尺寸由上述流速增加10％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。优选地，提供给旋转轮120(以第一旋转速度或第一轮速旋转)的外接触表面122的熔融的合金混合物200的流速，与上述常规方法中使用的熔融的合金混合物200的上述常规流速相比，可以增加至少30％。优选地，最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸
是由于上述增加了30％的熔融的合金混合物200的流速(与常规流速相比)而生产的，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸至少小5％。优选地，颗粒尺寸由上述流速增加30％(与常规流速相比)的熔融的合金混合物200生产的最终金属带220的中心部分的平均颗粒尺寸，比使用上述常规方法(和上述常规流速)生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。
85.对比例
86.在坩埚组件中提供合金混合物(合金成分31.4％ndpr-0.5％ga-0.915％b-余量fe)，并熔化以形成熔融的合金混合物。进行熔融纺丝过程以快速固化熔融的合金混合物(通过旋转轮组件)，形成初级金属带。在这个对比例中，没有在初级金属带上进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。图4a示出在对比例中获得的初级金属带的fesem(场发射扫描电子显微镜)图像，其放大率为
×
2,500(对于第二行的3个横截面视图)和
×
100,000(第一行和第三行的6个代表区域，示出初级金属带的左顶侧212a’、中顶侧212b’、右顶侧212c’、左底侧211a’、中底侧211b’和右底侧211c’的晶粒)。图5a和图5b分别示出对比例的初级金属带所获得的平均颗粒尺寸测量值(顶侧的平均颗粒尺寸(见图5c和5d)和底侧的平均颗粒尺寸(见图5c和5d)的平均值计算)的表格和图表；图5c和图5d分别示出对比例的初级金属带所获得的平均颗粒尺寸的测量值(分别提供顶侧的平均颗粒尺寸和底侧的平均颗粒尺寸，而不是如图5a和5b中计算平均值)的表格和图表。用image-j开源软件获得平均颗粒尺寸。如图5a和5b所示，初级金属带左侧的平均颗粒尺寸(212a’和211a’的平均值)测量为43.5nm；初级金属带的中心的平均颗粒尺寸(212b’和211b’的平均值)测量为46.9nm；而初级金属带右侧的平均颗粒尺寸(212c’和211c’的平均值)测量为39.1nm。此外，如图5c和5d所示，初级金属带的左顶侧212a’的平均颗粒尺寸测量为44.7nm；初级金属带的中顶侧212b’的平均颗粒尺寸测量为49.2nm；而初级金属带的右顶侧212c’的平均颗粒尺寸测量为41.7nm。此外，如图5c和5d所示，初级金属带的左底侧211a’的平均颗粒尺寸测量为42.2nm；初级金属带的中底侧211b’的平均颗粒尺寸测量为44.7nm；而初级金属带的右底侧211c’的平均颗粒尺寸测量为36.4nm。
87.示例性实施例1
88.在与对比例相同的坩埚组件中提供与对比例中相同的合金混合物(合金成分31.4％ndpr-0.5％ga-0.915％b-余量fe)，并熔化以形成与对比例相同的熔融的合金混合物。熔融的合金混合物通过与对比例相同的旋转轮组件迅速固化，形成初级金属带。在示例性实施例1中，颗粒尺寸在初级金属带上进行颗粒尺寸细化和均匀化过程(使用颗粒尺寸细化和均匀化组件的示例性实施方案)，包括向初级金属带的顶表面输送冷却剂的示例性实施方案。图4b示出示例性实施例1的最终金属带的fesem图像，其放大率为
×
2,500(第二行的3个横截面视图)和
×
100,000(第一行和第三行的6个代表性区域，其示出初级金属带的左顶侧222a’、中顶侧222b’、右顶侧222c’、左底侧221a’、中底侧221b’和右底侧221c’的颗粒)。图5a和5b分别示出示例性实施例1的最终金属带所获得的平均颗粒尺寸测量值(顶侧(见图5e和5f)的平均颗粒尺寸和底侧(见图5e和5f)的平均颗粒尺寸的平均值计算)的表格和图表；图5e和图5f分别示出示例性实施例1的最终金属带所获得的平均颗粒尺寸的测量值(顶侧的平均颗粒尺寸和底侧的平均颗粒尺寸分别提供，而不是如图5a和5b中计算平均值)的表格和图表。用image-j软件获得平均颗粒尺寸。本发明认识到，最终金属带左侧的平
均颗粒尺寸(222a’和221a’的平均值)测量为38.1nm，比对比例中初级金属带左侧的平均颗粒尺寸(212a’和211a’的平均值)小12.5％或5.4nm。此外，最终金属带的中心的平均颗粒尺寸(222b’和221b’的平均值)测量为39.1nm，比对比例中初级金属带的中心的平均颗粒尺寸(212b’和211b’的平均值)小16.6％或7.8nm。此外，最终金属带右侧的平均颗粒尺寸(222c’和221c’的平均值)测量为37.7nm，比对比例中初级金属带右侧(212c’，211c’)的平均颗粒尺寸小3.4％或1.4nm。此外，左顶侧222a’的平均颗粒尺寸比左顶侧212a’的平均颗粒尺寸小5.4nm或12.08％；左底侧221a’的平均颗粒尺寸比左底侧211a’的平均颗粒尺寸小5.4nm或12.80％；中顶侧222b’的平均颗粒尺寸比中顶侧212b’的平均颗粒尺寸小9.1nm或18.50％；中底侧221b’的平均颗粒尺寸比中底侧211b’的平均颗粒尺寸小6.6nm或14.77％；右顶侧222c’的平均颗粒尺寸比右顶侧212c’的平均颗粒尺寸小3nm或7.19％。
89.此外，中心的平均颗粒尺寸(222b’和221b’的平均值)39.1nm和左侧的平均颗粒尺寸(222a’和221a’的平均值)38.1nm之间的差异为1nm(或左侧平均颗粒尺寸的约2.62％和中心平均颗粒尺寸的约2.56％)，这明显小于中心的平均颗粒尺寸(212b’和211b’的平均值)46.9nm和左侧(212a’，211a’)的平均颗粒尺寸43.5nm之间的差异(为3.4nm，或，分别为左侧平均颗粒尺寸的约7.82％；和中心平均颗粒尺寸的约7.25％)。此外，顶中心(222b’)的平均颗粒尺寸40.1nm和左顶侧(222a’)的平均颗粒尺寸39.3nm之间的差异为0.8nm(或，左顶侧平均颗粒尺寸的约2.04％，和顶中心的约2.00％)，这明显小于顶中心(212b’)的平均颗粒尺寸49.2nm和左顶侧(212a’)的平均颗粒尺寸44.7nm之间的差异(为4.5nm，或，分别为左顶侧平均颗粒尺寸的约10.07％；和顶侧中心平均颗粒尺寸的约9.15％)。此外，底中心(221b’)的平均颗粒尺寸38.1nm和左底侧(221a’)的平均颗粒尺寸36.8nm之间的差异为1.3nm(或，左底侧平均颗粒尺寸的约3.53％，和底表面中心的约3.41％)，这明显小于底中心(211b’)的平均颗粒尺寸44.7nm和左底侧(211a’)的平均颗粒尺寸42.2nm之间的差异(为2.5nm，或分别为左底侧平均颗粒尺寸的约5.92％；和底中心平均颗粒尺寸的约5.59％)。
90.此外，中心的平均颗粒尺寸(222b’和221b’的平均值)39.1nm和右侧的平均颗粒尺寸(222c’和221c’的平均值)37.7nm之间的差异为1.4nm(或右侧平均颗粒尺寸的约3.71％和中心平均颗粒尺寸的约3.58％)，明显小于中心的平均颗粒尺寸(212b’和211b’的平均值)46.9nm和右侧的平均颗粒尺寸(212c’和211c’的平均值)39.1nm之间的差异(为7.8nm，或分别为右侧平均颗粒尺寸的约19.95％；和中心平均颗粒尺寸的约16.63％)。此外，顶中心(222b’)的平均颗粒尺寸40.1nm和右顶侧(222c’)的平均颗粒尺寸38.7nm之间的差异为1.4nm(或，为右顶侧平均颗粒尺寸的约3.62％，和顶中心平均颗粒尺寸的约3.49％)，这明显小于顶中心(212b’)的平均颗粒尺寸49.2nm和右顶侧(212c’)的平均颗粒尺寸41.7nm之间的差异(为7.5nm，或分别为右顶侧平均颗粒尺寸的约17.99％；和顶中心平均颗粒尺寸的约15.24％)。此外，底中心(221b’)的平均颗粒尺寸38.1nm和右底侧(221c’)的平均颗粒尺寸36.6nm之间的差异为1.5nm(或，右底侧平均颗粒尺寸的约4.01％，和底中心平均颗粒尺寸的约3.94％)，这明显小于底中心(211b’)的平均颗粒尺寸44.7nm和右底侧(211c’)的平均颗粒尺寸36.4nm之间的差异(为8.3nm，或分别为右底侧的平均颗粒尺寸的约22.80％；和底中心的平均颗粒尺寸的约18.57％)。
91.本发明认识到，在进行颗粒尺寸细化和均匀化过程的示例性实施方案中，包括通过颗粒尺寸细化和均匀化组件的示例性实施方案将冷却剂输送到初级金属带，可以实现或
都不应被用来论证本发明中只有一个新颖点。根据本发明所产生的权利要求书的限制，可以提出多项发明，并且这些权利要求书相应地定义了受其保护的发明及其等效物。在所有情况下，此类权利要求的范围应根据本发明的其自身的优点来考虑，但不应受到本文标题的限制。
技术特征：
1.一种生产磁性材料的方法，所述方法包括：提供合金混合物；熔化所述合金混合物，以获得熔融的合金混合物；通过旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化所述熔融的合金混合物，以获得初级金属带，所述初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，所述顶侧与底侧相对；和进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域，以获得最终金属带。2.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域的第一冷却剂包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。3.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。4.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和底侧。5.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％；并且所述常规方法包括利用旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。6.权利要求5所述的生产磁性材料的方法，其中，所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。7.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速比常规流速大至少10％；快速固化包括以第一轮速度旋转所述旋转轮；所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％；所述常规流速是用于生产常规金属带的常规方法中的最大流速；并且所述常规方法包括向以第一轮速度旋转的旋转轮提供熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。8.权利要求7所述的生产磁性材料的方法，其中，提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速比常规流速大至少30％；并且所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。9.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，以下一项或多项适用：所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗
粒尺寸之间的差异为10％以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异均为10％以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5nm以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异均为5nm以下；和/或所述最终金属带的中心部分和边缘部分的平均颗粒尺寸均为50nm以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸为50nm以下。10.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，以下一项或多项适用：所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5％以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异均为5％以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异均为2nm以下；和/或所述最终金属带的中心部分和边缘部分的平均颗粒尺寸均为40nm以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸为40nm以下。11.权利要求1所述的生产磁性材料的方法，其中，所述合金混合物包含re-fe-co-m-b，其中，re是一种或多种稀土元素，并且其中，m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。12.一种生产磁性材料的方法，所述方法包括：提供合金混合物；熔化所述合金混合物，以获得熔融的合金混合物；通过旋转轮进行熔融纺丝过程快速所述固化熔融的合金混合物，以获得初级金属带，所述初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，所述顶侧与底侧相对；和进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域，以获得最终金属带；其中，所述最终金属带底侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带底侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为10％以下；和/或其中，所述最终金属带顶侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带顶侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为10％以下；和/或其中，所述最终金属带底侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带底侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5nm以下；和/或其中，所述最终金属带顶侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带顶侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5nm以下。
13.权利要求12所述的方法，其中，以下一项或多项适用：其中，所述最终金属带底侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带底侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5％以下；和/或其中，所述最终金属带顶侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带顶侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5％以下；和/或其中，所述最终金属带底侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带底侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下；和/或其中，所述最终金属带顶侧的中心区域的平均颗粒尺寸与所述最终金属带顶侧的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为2nm以下。14.权利要求12所述的生产磁性材料的方法，其中，输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域的第一冷却剂包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。15.权利要求12所述的生产磁性材料的方法，其中，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将所述第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。16.权利要求12所述的生产磁性材料的方法，其中，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将所述第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和底侧。17.权利要求12所述的生产磁性材料的方法，其中，提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速比常规流速大至少10％；所述快速固化包括以第一轮速度旋转所述旋转轮；所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少5％；所述常规流速是用于生产常规金属带的常规方法中的最大流速；并且所述常规方法包括向以第一轮速度旋转的旋转轮提供熔融的合金混合物，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。18.权利要求17所述的方法，其中提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速比常规流速大至少30％；所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的常规平均颗粒尺寸小至少10％。19.权利要求12所述的生产磁性材料的方法，其中，所述合金混合物包含re-fe-co-m-b，其中，re是一种或多种稀土元素，并且其中，m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。20.一种生产磁性材料的方法，所述方法包括：提供合金混合物；熔化所述合金混合物，以获得熔融的合金混合物；通过旋转轮进行熔融纺丝过程快速固化熔融的合金混合物，以获得初级金属带，所述初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，所述顶侧与底侧相对；和进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将第一冷却剂
直接输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域，以获得最终金属带；其中，所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比使用常规方法生产的常规金属带的中心部分的平均颗粒尺寸小至少5％；并且其中，所述常规方法包括使用旋转轮进行熔融的合金混合物的快速固化，而不进行颗粒尺寸细化和均匀化过程。21.权利要求20所述的方法，其中，所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸比用常规方法生产的常规金属带的中心部分的平均颗粒尺寸小至少10％。22.权利要求20所述的生产磁性材料的方法，其中，输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域的第一冷却剂包含液氩、液氦和/或一种或多种其他液态惰性气体的流。23.权利要求20所述的生产磁性材料的方法，其中，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将所述第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域。24.权利要求20所述的生产磁性材料的方法，其中，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括将所述第一冷却剂直接输送到所述初级金属带的顶侧和底侧。25.权利要求20所述的生产磁性材料的方法，其中，提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速比常规流速大至少10％；所述快速固化包括以第一轮速度旋转所述旋转轮；并且所述常规流速是常规方法中用于生产常规金属带的最大流速。26.权利要求25所述的方法，其中，提供给旋转轮的熔融的合金混合物的流速比常规流速大至少30％。27.权利要求20所述的生产磁性材料的方法，其中，以下一项或多项适用：所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为10％以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异均为10％以下。28.权利要求27所述的方法，其中，以下一项或多项适用：所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异为5％以下；和/或所述最终金属带的中心部分的平均颗粒尺寸与所述最终金属带的边缘部分的平均颗粒尺寸之间的差异均为5％以下。29.权利要求20所述的生产磁性材料的方法，其中，所述合金混合物包含re-fe-co-m-b，其中，re是一种或多种稀土元素，并且其中，m是一种或多种选自元素ga、cu、al、nb、zr、w、ti、si、c和mo的元素。
技术总结
本发明涉及生产磁性材料的系统和方法。该方法包括提供合金混合物。合金的成分没有特别的限制。该方法包括熔化合金混合物以获得熔融的合金混合物。该方法包括进行熔融纺丝过程，通过旋转轮快速固化熔融的合金混合物，以获得初级金属带。初级金属带具有带底侧和顶侧的长扁平体，顶侧与底侧相对。该方法包括进行颗粒尺寸细化和均匀化过程，所述颗粒尺寸细化和均匀化过程包括直接向初级金属带的顶侧和/或底侧的至少中心区域输送第一冷却剂，以获得最终金属带。金属带。金属带。
