專利名稱：磁共振成像系統(tǒng)的磁極片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁共振成像系統(tǒng)的磁極片。本發(fā)明特別涉及這樣的磁極片，即它包括多層具有含鋁的鐵合金的磁性能材料的層壓品。本發(fā)明還涉及這種磁極片的制造方法。
背景技術(shù)：
磁共振成像(以下簡(jiǎn)稱“MRI”)是獲得人體或物體的內(nèi)部的斷層分析圖像的一種成像技術(shù)。為獲得清晰的斷層分析圖像，需要在MRI系統(tǒng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置中產(chǎn)生產(chǎn)生穩(wěn)定強(qiáng)磁場(chǎng)。


圖1是MRI系統(tǒng)的一典型磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，該圖示出了磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置的主要部件。在磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置中，兩塊永磁體1對(duì)向放置。一個(gè)永磁體1的一側(cè)固定于一磁軛3上，而相反側(cè)與一磁極片2相連。磁極片2也由磁性能材料制成并起到定形和增強(qiáng)在磁極片2之間間隙4中的磁場(chǎng)的均勻性的作用。安置于磁極片2附近的梯度線圈6通常包括三套與X、Y、Z方向相對(duì)應(yīng)的線圈組，以獲得在空隙4中的位置信息。當(dāng)在選定梯度線圈6上施加一隨時(shí)間變化的電流時(shí)，在一指定方向上就產(chǎn)生一隨時(shí)間變化的梯度磁場(chǎng)。磁極片2通常為平板狀，并且渦流會(huì)在其中產(chǎn)生，這會(huì)在磁場(chǎng)中產(chǎn)生不利影響。為減小渦流，磁極片通常由多塊軟磁材料如坡莫合金、非晶態(tài)鐵或Si-Fe合金的薄片層壓體制成。優(yōu)選更薄的片材和更高的電阻率，因?yàn)樗鼈儗a(chǎn)生更小的渦流?？墒?，用于生產(chǎn)磁極片的現(xiàn)有技術(shù)的材料有一定的局限性。例如，雖然Si-Fe合金材料的電阻率可以隨著硅元素含量增加而提高，但當(dāng)硅元素含量高于3.5wt％(重量百分比)時(shí)，這樣的材料變脆并因而難于被制成薄板。
因此，人們始終要求能夠?yàn)镸RI磁極片提供可以由具有較高電阻率并由此具有低渦流損耗的材料制成較薄薄板的材料。此外，提供該磁極片以改善MRI系統(tǒng)的成像效果是非常理想的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于MRI系統(tǒng)的磁極片的具有理想的韌性和電阻率的材料和含有這樣的材料的MRI磁極片。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，該材料包括Fe-Al合金材料。術(shù)語(yǔ)“Fe-Al合金”應(yīng)該被理解為以鐵和鋁為主要成分的合金材料。這樣的合金材料可含有其它成分，這些成分的含量可以理想地或可以沒(méi)有實(shí)質(zhì)上并不利地影響主成分合金材料的磁性能或電學(xué)性能。通常來(lái)說(shuō)，微量成分不會(huì)對(duì)主成分合金所要求的性能造成不利影響，這樣的成分可以以小于約0.1wt％的含量存在。例如，這樣的合金材料可以含有一些在鐵或鋁的生產(chǎn)方法中不可避免的其它攙雜成分。因而，在此所述的合金材料只列出了其主要成分。
按照本發(fā)明的另一方面，該材料包括Fe-Al-Co合金、Fe-Al-Ni合金或Fe-Al-Co-Ni合金。
按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，該材料含有鐵、鋁以及至少一種有利地改善了合金材料的磁性能或電阻率的第三成分。
按照本發(fā)明的另一方面，MRI系統(tǒng)的磁極片包括許多層壓在一起的薄板，所述薄板由含鐵和鋁、含鐵、鋁和鈷或含鐵、鋁和鎳的合金制成。
按照本發(fā)明的另一方面，MRI系統(tǒng)具有至少一個(gè)包括多片F(xiàn)e-Al合金、Fe-Al-Co合金或Fe-Al-Ni合金制成的層壓薄板的磁極片。
按照本發(fā)明的另一方面，制造由含鐵和鋁的合金制成的薄板的制造方法包括將該合金熱軋及冷軋到規(guī)定厚度的工序。該制造方法進(jìn)一步包括在軋制前或軋制后的至少一次退火熱處理工序。
通過(guò)仔細(xì)閱讀以下對(duì)本發(fā)明的具體說(shuō)明和附圖，將清楚地了解到本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中，相同數(shù)字表示同樣的部件。
磁性能材料的一個(gè)重要性能就是鐵心損耗(以下稱為鐵損)低。鐵心損耗被定義為磁滯損耗與渦流損耗之和，單位為W/kg(瓦特/千克)。同樣，具有低鐵損的磁性能材料適合制作MRI系統(tǒng)的磁極片。磁滯損耗是一種在磁性能材料反向磁化過(guò)程中產(chǎn)生的不可逆的能量損耗。磁滯損耗主要受材料成分的影響。渦流損耗是一種由于磁性能材料內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流而造成的不可逆的能量損耗，它以熱量方式體現(xiàn)。除不理想的能量損耗外，大的渦電流還會(huì)不利地影響到MRI系統(tǒng)的磁場(chǎng)均勻性并同時(shí)延緩磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到最大值并因此降低所檢測(cè)實(shí)物的影像質(zhì)量。實(shí)際應(yīng)用中，將具有較高電阻率的磁性能材料加工成薄板狀可減少渦流損耗。采用具有較低矯頑力的磁性能材料和/或通過(guò)改變晶粒取向，比如在薄板平面上存在兩個(gè)晶體學(xué)“易”磁化方向，可進(jìn)一步降低鐵損。
非晶態(tài)鐵和非取向硅鋼等材料通常被用來(lái)制造MRI系統(tǒng)的磁極片。上述材料均存在一定的缺點(diǎn)。非晶態(tài)鐵價(jià)格昂貴。含有少量硅的鋼材可以被制成薄板，但是，當(dāng)試圖通過(guò)以高于3.5wt％的含量添加硅的方式增大材料電阻率時(shí)，硅鋼變脆并失去韌性，由此喪失了其被加工成薄板材料的能力。此外，向已成型的硅鋼薄板中添加硅元素的方法費(fèi)用昂貴。
本發(fā)明提供了具有理想的韌性和電阻率的含鐵和鋁的且適于制造MRI系統(tǒng)磁極片的合金材料以及采用該種合金材料的MRI系統(tǒng)磁極片。用于MRI磁極片的本發(fā)明的Fe-Al合金材料含有鋁0.5wt％-17wt％。鋁含量最好小于或等于10wt％。具有較高鋁含量(鋁含量小于或等于17wt％)的合金材料可通過(guò)將適量的高純鐵與鋁含量如此高的鐵鋁合金混合熔煉而獲得。可以添加其它元素以便改善合金顯微組織結(jié)構(gòu)，而同時(shí)又不會(huì)破壞其可加工成薄板的可加工性。只要不損害最終合金產(chǎn)品的性能，用于制造MRI系統(tǒng)磁極片F(xiàn)e-Al合金材料就可以含有其它夾雜的為量成分，這些成分不可避免地在鐵或鋁的生產(chǎn)方法中伴隨產(chǎn)生，或者它們?cè)诤辖鹪牧现?。例如，這些微量成分可能是磷、硫、碳、氫、氧、氮、稀土金屬或其它一些金屬材料如錳、銅、鉻或鉬。通常，這些微量成分在合金材料中的含量應(yīng)小于0.1wt％，最好小于0.05wt％，小于0.01wt％更好，小于0.005wt％最佳。
在本發(fā)明的另一方面中，F(xiàn)e-Al合金材料可進(jìn)一步含有至少一種能至少改善初始Fe-Al合金的磁性能或電學(xué)性能的元素。例如，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，MRI磁極片由含有鐵、鋁和鈷的合金制造。鈷的添加抵消了由于鋁含量增加而造成的合金材料飽和磁化的損失。在另一實(shí)施例中，可以向初始Fe-Al合金中添加鎳，以便改善初始鐵鋁合金的磁導(dǎo)率。在上述Fe-Al-Co或Fe-Al-Ni合金中，鈷或鎳的含量可以在從0.1wt％至接近10wt％的范圍內(nèi)。只要不損害所需的合金產(chǎn)品性能，上述的其它微量成分就可存在于Fe-Al-Co合金中。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，F(xiàn)e-Al合金可含有約0.1wt％-約4wt％的硅。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，合金材料中按上述比例地含有鐵、鋁、硅和鈷或鎳。
本發(fā)明提供了MRI系統(tǒng)的磁極片。本發(fā)明的磁極片包括多個(gè)Fe-Al、Fe-Al-Co或Fe-Al-Ni合金的薄板，所述薄板通過(guò)使用粘結(jié)劑如聚合材料被層壓成一堆。每塊合金薄板的厚度小于0.5mm，最好小于0.3mm，小于0.2mm更好。在生產(chǎn)層壓磁極片過(guò)程中，可使用有機(jī)或無(wú)機(jī)的粘結(jié)劑。適用的有機(jī)粘結(jié)劑是環(huán)氧樹(shù)脂和丙烯酸樹(shù)脂。適用的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑包括硅酸鹽或有機(jī)金屬化合物的分解殘留物。例如，聚有機(jī)硅烷或聚有機(jī)硅氧烷可以留下含碳化硅或碳氧化硅的殘留物。聚硅氨烷及含{-Si-N-}鍵的硅聚合物可以留下含氮化硅或碳氮化硅的殘留物。上述這些粘結(jié)劑或其殘留物最好具有電絕緣性。
在本發(fā)明中，為了制造MRI系統(tǒng)磁極片而使用了含鋁的非取向或取向鐵合金板材。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，一板材可包含雙取向合金材料，其中晶粒取向?yàn)閱伟⒎骄媾c薄板表面平行。
厚度小于約0.5mm的合金薄板可以通過(guò)這樣的制造方法來(lái)制造，它包括一步或多步將合金鑄坯或合金錠熱軋和冷軋成所需厚度的工序。每一步熱軋或冷軋工序可以包括使工件多次經(jīng)過(guò)軋機(jī)，以便每道壓下量為10％-20％地減小厚度。在熱軋或冷軋工序之前或之后，該方法可以還包括至少一次退火。通常，退火工序在還原氣氛如氫氣或惰性氣體氣氛如氬氣、氖氣、氦氣、氪、氙氣或以上混合氣氛中進(jìn)行的。也可以在真空環(huán)境下進(jìn)行退火熱處理。退火后，通常在相同氣氛中，基本上將合金制品緩慢冷卻至室溫。
在本方法的一個(gè)實(shí)施例中，如此制得一種Fe-Al合金，即在真空、還原性氣氛如氫氣或惰性氣體氣氛如氬氣、氖氣、氦氣、氪、氙氣或以上混合氣氛條件下，在電爐中混合熔煉按適當(dāng)比例的純鐵和純鋁。首先熔化純鐵，再向其中添加純鋁?；蛘撸梢匀刍哂懈咪X含量的Fe-Al合金，如鋁含量超過(guò)17wt％的鐵鋁合金，并將高純鐵加入其中以獲得所需的成分。
本發(fā)明人偶然發(fā)現(xiàn)，盡管硅含量大于或等于4wt％的鐵合金很脆，但鐵鋁合金具有非常好的韌性，即便在液氮溫度條件下。例如，使用顎式粉碎機(jī)和盤磨機(jī)，可很容易將含約6wt％硅的鐵合金和含約4wt％的硅和6wt％的鋁的鐵合金進(jìn)行破碎成粗大顆粒。與此相反，其鋁含量為6.5wt％的鐵合金在室溫條件下就不易破碎。由相同的Fe-Al合金構(gòu)成的另一產(chǎn)品在冷卻至液氮溫度1小時(shí)并用圓頭錘敲擊后只留下一凹痕。因此，可使用Fe-Al合金制造出超薄的磁性能材料片?？梢罁?jù)具體用途向合金添加其它成分，以改善合金材料的基本性能。如此生產(chǎn)鋁含量為6.5wt％的Fe-Al合金薄板，即長(zhǎng)約91cm，厚度約為0.25mm，并且表面有MgO涂層。該薄板的電阻率為70μΩ-cm。用薄板制成線圈，所述薄板未經(jīng)退火處理或在約760℃下在氮?dú)?N2)氣氛中經(jīng)過(guò)四小時(shí)退火，然后以55℃/h的速度冷卻至370℃。該板材被制成直徑約為7.6cm的線圈。圖2為該線圈的磁化曲線。
制造出寬約為5cm、厚約為0.2mm的且由另一個(gè)鋁含量為6.5wt％的Fe-Al合金樣品制成的薄板并使薄板在含氫的還原性氣氛中接受不同的退火溫度。退火工序包括快速升溫至約750℃，然后以約50℃/h的速度升至退火溫度，并在退火溫度條件下保持一定退火時(shí)間，隨后以約50℃/h的速度冷卻至750℃，隨后，使?fàn)t溫以不受控制的速率進(jìn)一步降低至接近室溫。測(cè)量經(jīng)退火處理的薄板矯頑力并且在表1中示出測(cè)量結(jié)果。退火時(shí)間可延長(zhǎng)至超過(guò)8小時(shí)，如可達(dá)24小時(shí)以上，以進(jìn)一步降低矯頑力。
表1


實(shí)施例將具有所需成分(鋁含量約為4wt％，6wt％，8wt％和10wt％)的Fe-Al合金鑄錠切斷成約23cm高、各邊長(zhǎng)約為9cm的合金塊，并接受熱加工以破壞鑄造晶粒組織結(jié)構(gòu)。熱加工包括在1300℃-900℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱鍛和軋制，溫度逐漸降低到產(chǎn)生細(xì)化晶粒組織。熱軋板材的最終厚度為3mm。隨后，板材被冷軋至厚度小于0.5mm，每道壓下量為10％-20％。可想象到的是，可以采用接近50％的每道壓下量。在冷軋之前，將鋁含量約為8wt％和10wt％的Fe-Al合金在約900℃條件下退火處理1小時(shí)。對(duì)于一些具體情況，可采取較長(zhǎng)時(shí)間退火，如退火時(shí)間為24小時(shí)或更長(zhǎng)。也可以采用900℃-1050℃的退火溫度范圍。該退火順利地使得以每道軋制壓下量10％將薄板冷軋到約0.8mm或約0.4mm厚成為可能。隨后，將合金薄板分別機(jī)加工成符合ASTM E8-99抗拉強(qiáng)度測(cè)試的抗拉試樣以及用于鐵損測(cè)試的環(huán)(外徑約為5cm、內(nèi)徑約為4cm)以及磁損測(cè)試用Epstein長(zhǎng)條(約3cm寬、約30cm長(zhǎng))。在進(jìn)行性能測(cè)試前，在所有的抗拉試樣、環(huán)形樣品和Epstein長(zhǎng)條狀樣品上手工涂敷MgO涂層并進(jìn)行熱處理。所使用的MgO涂層與商業(yè)用的C-2無(wú)機(jī)研磨涂層相似。在900℃-1050℃之中的溫度下，對(duì)環(huán)形樣品進(jìn)行1-5小時(shí)的多種熱處理。其余的由鋁含量約為4wt％和8wt％的Fe-Al合金構(gòu)成的環(huán)也在1200℃條件下進(jìn)行5小時(shí)熱處理。測(cè)試前，抗拉試樣和Epstein長(zhǎng)條在975℃條件下進(jìn)行3小時(shí)熱處理。硅鋼樣品(硅含量約為3.6wt％)同樣進(jìn)行處理并測(cè)試對(duì)比。
可在基本恒定溫度下進(jìn)行一個(gè)退火工序，或者該溫度可以從室溫升至最終溫度，試樣在最終溫度下保溫所需的時(shí)間。測(cè)試程序?qū)⒔^緣膠帶和線圈纏繞在層壓好的環(huán)形樣品上(樣品高約8mm)，使用SMT-600型磁性能測(cè)試儀(KJS Associates Inc.，Indianapolis，Indiana)按照ASTM A912-3(1998)標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試樣品的鐵損和磁導(dǎo)率。
分別按照ASTM E8-99(1998)和ASTM E18-98(1999)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)樣品進(jìn)行抗拉強(qiáng)度和洛氏硬度(“HRB”)測(cè)試。在室溫和環(huán)境溫度條件下且以5mm/min的拉伸速度進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測(cè)試。
在使用MgO涂層處理前，使用Keithley 580型四探針微歐計(jì)按照ASTM A712-97(1997)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)機(jī)加工態(tài)Epstein長(zhǎng)條狀樣品的電阻率進(jìn)行測(cè)試。
合金樣品的機(jī)械性能和電阻率測(cè)試結(jié)果如表2所示。
表2

磁性能測(cè)試結(jié)果如表3所示。
表3

將每片厚度小于0.5mm、最好小于0.3mm、小于0.2mm更好且小于0.1mm效果最佳的Fe-Al合金薄板通過(guò)粘結(jié)劑層壓制成改進(jìn)型MRI系統(tǒng)磁極片。層壓方法可在室溫或在不會(huì)對(duì)薄板處理產(chǎn)生不利影響的溫度條件下進(jìn)行。若使用固體有機(jī)粘結(jié)劑，一個(gè)溫度如其熔化溫度可用于層壓法。同時(shí)，層壓溫度也可是能夠促進(jìn)有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)劑發(fā)生聚合反應(yīng)的溫度。此外，層壓合金制品有可能需要在某一溫度條件下進(jìn)行熱處理，從而使有機(jī)或有機(jī)-金屬粘結(jié)劑發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)生耐高溫的陶瓷或無(wú)機(jī)殘留物。需要對(duì)層壓合金制品進(jìn)行切割或按照要求形狀和尺寸成型，以便用在MRI系統(tǒng)里。在層壓方法中，施加壓力可達(dá)100MPa。層壓成型后，將層壓合金制品在900℃-1300℃并最好在1000℃-1200℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行退火處理以消除應(yīng)力。美國(guó)專利5,283,544；6,150,818和6,150,819中公開(kāi)的磁極片制造方法在此作為參考被引入本文，本發(fā)明所公開(kāi)的合金材料使用該種方法可制造改進(jìn)型MRI系統(tǒng)磁極片。本發(fā)明磁極片的一個(gè)具體實(shí)施例中包括多個(gè)層壓成型制品。層壓成型制品相互連接在一起形成一個(gè)完整的磁極片，其中相鄰層壓成型制品中合金薄板的軋制方向互成一定角度。在其中一個(gè)具體實(shí)施例中，該角度為90°。
雖然在此描述了各實(shí)施例，但應(yīng)該根據(jù)說(shuō)明書(shū)認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)施例中的要素、變型方式、等同或改進(jìn)特征進(jìn)行各種組合，這些組合方案仍然在如后續(xù)權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明范圍里。
權(quán)利要求
1.磁共振成像系統(tǒng)(MRI)系統(tǒng)的磁極片，所述磁極片包括由一摞多片由含鐵和鋁的合金構(gòu)成的薄板，所述薄板被層壓在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述合金材料含有0.5wt％-17wt％的鋁。
3.如權(quán)利要求2所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述合金材料還含有0.1wt％-10wt％的鈷。
4.如權(quán)利要求2所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述合金材料還含有0.1wt％-10wt％的鎳。
5.如權(quán)利要求2所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述合金材料還含有0.1wt％-4wt％的硅。
6.如權(quán)利要求3所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述合金材料還含有0.1wt％-4wt％的硅元素。
7.如權(quán)利要求4所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述合金材料還含有0.1wt％-4wt％的硅元素。
8.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述每塊合金薄板厚度均小于約0.5mm。
9.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述每塊合金薄板厚度均小于約0.3mm。
10.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述每塊合金薄板厚度均小于約0.1mm。
11.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述薄板之間通過(guò)一電絕緣材料相互分離。
12.如權(quán)利要求10所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述電絕緣材料可從有機(jī)電絕緣材料和無(wú)機(jī)電絕緣材料中選擇。
13.如權(quán)利要求10所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述電絕緣材料為硅酸鹽。
14.如權(quán)利要求10所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述電絕緣材料是從環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚有機(jī)硅烷、聚有機(jī)硅氧烷、聚硅氨烷及有{-Si-N-}鍵的硅聚合物及其混合物中選出的有機(jī)聚合材料。
15.如權(quán)利要求10所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述電絕緣材料為包括聚有機(jī)硅烷、聚有機(jī)硅氧烷、聚硅氨烷及有{-Si-N-}鍵的硅聚合物及其混合物材料的聚合物經(jīng)經(jīng)熱處理后產(chǎn)生的殘留物。
16.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述薄板的按照ASTM A712-97(1997)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的電阻率高于60μΩ-cm。
17.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述薄板層壓成型壓力達(dá)約100MPa。
18.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述薄板層壓方法中使用有機(jī)粘結(jié)劑且在其熔化溫度下進(jìn)行壓制。
19.如權(quán)利要求18所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述薄板在層壓前已進(jìn)行退火熱處理。
20.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述層壓品在900℃-1300℃范圍內(nèi)進(jìn)行退火熱處理。
21.如權(quán)利要求1所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述層壓品在1000℃-1200℃范圍內(nèi)進(jìn)行退火熱處理，退火熱處理環(huán)境可從真空、還原型氣氛、惰性氣體氣氛以及以上氣氛組合中進(jìn)行選擇。
22.一種MRI系統(tǒng)磁極片，所述磁極片包括多個(gè)層壓品，每個(gè)層壓制品中均包含多個(gè)含有鐵和鋁的合金薄板，所述合金薄板通過(guò)層壓成型，所述層壓品如此相鄰布置，即一個(gè)層壓品的薄板的與一相鄰層壓品的薄板成一角度。
23.一種MRI系統(tǒng)磁極片，所述磁極片包括多個(gè)層壓品，其中每個(gè)層壓品均包含多個(gè)含有鐵和鋁的合金的薄板，所述薄板通過(guò)層壓成型，每塊薄板經(jīng)以下方法成型，該方法包括在1000℃-1300℃范圍內(nèi)對(duì)所述合金材料進(jìn)行鍛造，得到鍛造合金；在約1300℃條件下對(duì)所述鍛造合金進(jìn)行熱軋，得到熱軋合金；以10％-50％的每道壓下量對(duì)所述熱軋合金進(jìn)行冷軋，得到所述薄板。
24.如權(quán)利要求23所述的MRI系統(tǒng)磁極片，它還包括在所述冷軋工序前在900℃-1050℃范圍內(nèi)對(duì)該熱軋合金進(jìn)行第一次退火熱處理。
25.如權(quán)利要求24所述的MRI系統(tǒng)磁極片，其中所述退火時(shí)間為約1小時(shí)至約24小時(shí)之間。
26.如權(quán)利要求23所述的MRI系統(tǒng)磁極片，它還包括在所述冷軋工序后對(duì)所述薄板進(jìn)行第二次退火熱處理，所述退火熱處理的環(huán)境可從真空、還原氣氛、惰性氣體氣氛以及以上氣氛組合中進(jìn)行選擇。
27.如權(quán)利要求26所述的MRI系統(tǒng)磁極片，它還包括在第二次退火熱處理后進(jìn)行第二次冷軋。
28.一MRI系統(tǒng)，它包括至少一個(gè)磁極片，該磁極片包含一摞的多片含鐵和鋁的合金的薄板，所述薄板被層壓在一起。
29.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料的鋁含量范圍為0.5wt％-17wt％。
30.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料的鋁含量范圍為0.5wt％-10wt％。
31.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述的每塊薄板的厚度均小于約0.5mm。
32.如權(quán)利要求29所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料還包含含量為0.1wt％-10wt％的鈷。
33.如權(quán)利要求29所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料中還包含含量為0.1wt％-10wt％的鎳。
34.如權(quán)利要求29所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料中還包含含量為0.1wt％-4wt％的硅。
35.如權(quán)利要求32所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料還包含含量為0.1wt％-4wt％的硅。
36.如權(quán)利要求33所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金材料還包含含量為0.1wt％-4wt％的硅。
37.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中每塊薄板的厚度均小于約0.5mm。
38.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中每塊薄板的厚度均小于約0.3mm。
39.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中每塊薄板的厚度均小于約0.1mm。
40.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述合金薄板之間采用電絕緣材料相互分離。
41.如權(quán)利要求40所述的MRI系統(tǒng)，其中所述電絕緣材料可從無(wú)機(jī)電絕緣材料和有機(jī)電絕緣材料中進(jìn)行選擇。
42.如權(quán)利要求40所述的MRI系統(tǒng)，其中所述電絕緣材料為硅酸鹽。
43.如權(quán)利要求40所述的MRI系統(tǒng)，其中所述電絕緣材料是從環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚有機(jī)硅烷、聚有機(jī)硅氧烷、聚硅氨烷及具有{-Si-N-}鍵的硅聚合物及其混合物中選出的一有機(jī)聚合材料。
44.如權(quán)利要求40所述的MRI系統(tǒng)，其中所述電絕緣材料為包括聚有機(jī)硅烷、聚有機(jī)硅氧烷、聚硅氨烷及具有{-Si-N-}鍵的硅聚合物及其混合物材料的聚合物的經(jīng)熱處理后產(chǎn)生的殘留物。
45.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述薄板的按照ASTMA712-97(1997)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的電阻率高于60μΩ-cm。
46.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述薄板層壓成型壓力達(dá)約100MPa。
47.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述薄板通過(guò)一有機(jī)粘結(jié)劑并在有機(jī)粘結(jié)劑熔化溫度下進(jìn)行被層壓。
48.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述層壓品在900℃-1300℃范圍內(nèi)進(jìn)行退火熱處理。
49.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述層壓品在1000℃-1200℃范圍內(nèi)進(jìn)行退火熱處理。
50.如權(quán)利要求28所述的MRI系統(tǒng)，其中所述層壓品的退火熱處理環(huán)境可從真空、還原性氣氛、惰性氣體氣氛以及以上氣氛組合中進(jìn)行選擇。
51.含鐵和鋁的磁性能合金材料的薄板的制造方法，它包括在1000℃-1300℃范圍內(nèi)對(duì)所述合金材料進(jìn)行鍛造，得到鍛造合金；在約1300℃條件下對(duì)所述鍛造合金進(jìn)行熱軋，得到熱軋合金；以10％-50％的每道壓下量冷軋?jiān)摕彳埡辖?，得到所述薄板?br> 52.如權(quán)利要求51所述的含鐵和鋁的磁性能合金材料的薄板的制造方法，它還包括在所述冷軋工序前在900℃-1050℃范圍內(nèi)對(duì)所述熱軋合金進(jìn)行第一次退火熱處理。
53.如權(quán)利要求52所述的含鐵和鋁的磁性能合金材料的薄板的制造方法，其中退火熱處理時(shí)間為約1小時(shí)。
54.如權(quán)利要求52所述的合鐵和鋁的磁性能合金材料的薄板的制造方法，它還包括在所述冷軋工序后的對(duì)所述合金薄板進(jìn)行第二次退火熱處理。
55.如權(quán)利要求54所述的含鐵和鋁的磁性能合金材料的薄板的制造方法，它還包括在第二次退火熱處理后進(jìn)行第二次冷軋。
全文摘要
磁共振成像系統(tǒng)的磁極片包含由多片含鐵和鋁的合金的薄板的層壓品。該合金材料的鋁含量最高可達(dá)17wt％，并且還可含有鈷、鎳和/或硅元素。用于該磁極片的Fe－Al合金薄板的電阻率高于60μΩ－cm。Fe－Al合金薄板的制造方法包括熱鍛、熱軋和冷軋工序。該制造方法還包括在冷軋工序之前和/或之后進(jìn)行退火熱處理。
文檔編號(hào)G01R33/38GK1480098SQ0315221
公開(kāi)日2004年3月10日 申請(qǐng)日期2003年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者J·S·馬特, M·G·本茨, P·G·弗里斯曼, W·D·巴伯, H·R·小哈特, J·C·謝, L·E·伊奧里奧, B·阿克塞爾, J S 馬特, 伊奧里奧, 小哈特, 巳, 巴伯, 弗里斯曼, 本茨, 謝 申請(qǐng)人:通用電氣公司