專利名稱：由處理過的含Pr－Nd礦殘?jiān)苽溆糜诖殴舱癯上駫呙杵鞯南⊥链盆F的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及磁共振成像掃描器，具體涉及其中的磁場發(fā)生器。
磁共振成像(MRI)系統(tǒng)或掃描器通常用于精密測定有機(jī)分子結(jié)構(gòu)。將測量對象置于強(qiáng)磁場下的成像空間或成像段中，通過氫核或碳核的射頻電磁幅射的吸收與再發(fā)射進(jìn)行分析。這種吸收與再發(fā)射的共振頻率則是此種核與所加磁場的回轉(zhuǎn)磁比的函數(shù)。
MRI成像法是從有機(jī)化學(xué)家用來測定有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的核磁共振(NMR)頻譜法導(dǎo)出的。在NMR頻譜法中是把作為頻率函數(shù)的發(fā)射強(qiáng)度變化用來推斷所研究的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的變化。這種頻率變化則產(chǎn)生于有機(jī)分子的電子與分子結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致的局部磁場變化。
在MRI成像作業(yè)中。作為頻率函數(shù)的發(fā)射強(qiáng)度的變化被用來產(chǎn)生通常是病人一個被選定部分的靶的圖像。頻率用來對空間地址信息編碼。通過脈沖式梯度線圈系統(tǒng)所形成的局部磁場變化，給出了離散的和稍有不同的磁場，且與視場中各體元相對應(yīng)。
在NMR頻譜法中所加的磁場是非常高的同時要求有超導(dǎo)性的磁鐵。為MRI成像所加的磁場則顯著地較低且通常是由超導(dǎo)磁體提供，而新近則是由具有甚至更低磁場強(qiáng)度的永磁鐵提供。
將永磁鐵用于MRI掃描器的磁場發(fā)生器中可顯著地降低其復(fù)雜性與成本。同時，由于改進(jìn)了MRI掃描器的分辨率與圖像質(zhì)量，業(yè)已改進(jìn)了永磁基的MRI掃描器的性能。
但是，MRI成像技術(shù)中所需的較高磁場強(qiáng)度要求有高性能的永磁鐵，例如所具磁能密度顯著大于通常鐵氧體磁鐵的稀土永磁鐵。MRI掃描器用的這種典型的高性能永磁鐵是燒結(jié)的稀土釹(Nd)、鐵(Fe)與硼(B)磁鐵。
MRI應(yīng)用中永磁鐵的有效磁性質(zhì)包括殘余磁通密度(Br)、矯頑力(Hc)、本征矯頑力(Hci)最大能量積(BH)max。
燒結(jié)的NdFeB稀土永磁鐵在各種應(yīng)用中，例如在MRI磁場發(fā)生器以及在計(jì)算機(jī)的各部分包括其硬驅(qū)動馬達(dá)與起動馬達(dá)的應(yīng)用中，為它們提供了高的性能。這種永磁鐵的組成與從礦石到成品的相續(xù)過程，當(dāng)前對NdFeB已進(jìn)行了最優(yōu)化以求得最高能量積(BH)max和最高本征矯頑力Hci。
但是，用于MRI掃描器的這種合成的高性能永磁鐵在每個掃描器中要求是上千克的，而這是通常計(jì)算機(jī)所要求的幾克量的若干數(shù)量級。因此，MRI掃描器中應(yīng)用永磁鐵的費(fèi)用是頗高的，相應(yīng)地便限制了它的實(shí)際可用性。
生產(chǎn)用于MRI掃描器的永磁鐵首先需始于開采含有各種稀土元素與其他各種元素的混合物。具體的有關(guān)稀土元素如Nd必須從原礦提純到超過約99％的基本純凈的形式。這種稀土元素然后與分別提純的元素如鐵和硼含金化成這種元素的合金。取粉末形式的這種合金于壓力下在磁場中致密化。然后熱燒結(jié)成永磁鐵塊的形式，進(jìn)行磁化并組裝成用于MRI掃描器的磁場發(fā)生器中的所需構(gòu)型。
MRI掃描器的總成本中的顯著部分包括處理稀土礦來分離開特定的稀土元素，繼以鐵與硼使此稀土元素合金化以生產(chǎn)出最終的稀土永磁鐵時相應(yīng)的高費(fèi)用。
因此，希望通過降低稀土永磁鐵的成本以及處理稀土元素的費(fèi)用來減少相關(guān)MRI掃描器的費(fèi)用。
從含稀土元素礦中除去無關(guān)的元素而留下其中的元素Pr與Nd，然后有選擇地從中分出一部分元素Nd作為副產(chǎn)品，余剩下包括兩種元素Pr與Nd在內(nèi)的礦渣，由此來制造用于MRI掃描器的永磁鐵。用一種過渡金屬將上述礦渣合金化與之形成合金。然后將此合金形成用于MRI掃描器的結(jié)構(gòu)形式的稀土永磁鐵。


圖1是通過一MRI掃描器的示意性正視剖面圖，此掃描器中設(shè)有依據(jù)本發(fā)明一典型實(shí)施形式的稀土永磁鐵。
圖2是通過圖1所示掃描器并沿拼合線2-2截取的頂視剖面圖。
圖3以流程圖表示用于制造圖1與2所示MRI掃描器的方法，此掃描器中包括依據(jù)本發(fā)明一典型實(shí)施例的永磁鐵。
圖1概示的是本發(fā)明一典型實(shí)施形式的MRI成像系統(tǒng)或掃描器10。此掃描器包括具有磁軛14的磁場發(fā)生器12、安裝于磁軛14上且相互分開的一對磁場發(fā)生墊16、以及一對協(xié)同工作的極片18，這對極片分別與各個墊16相鄰設(shè)置，用于由此將磁場形成于其間的中央成像空間或成像區(qū)20。
磁軛14的構(gòu)型是傳統(tǒng)形式，包括鐵質(zhì)的頂板與底板，上面分別設(shè)置所述這對墊16中之一。軛14同時包括有鐵質(zhì)的側(cè)柱將上述頂板和底板結(jié)合到一起以提供磁路通道。
靶22，例如病人，可以位于成像段20中，對其選定的區(qū)域進(jìn)行磁共振成像。磁場發(fā)生墊16是本發(fā)明的稀土永磁鐵，構(gòu)型成用于在此相對的墊16之間并通過成像區(qū)20產(chǎn)生基本均一的磁場。成像區(qū)20中磁場的均勻性是按常規(guī)方式部分地由鐵極片18形成。
與相應(yīng)的極片18相鄰地設(shè)置有若干梯度式線圈，用以局部地改變成像區(qū)20中的磁場。這些線圈24連接到相應(yīng)的梯度式電源26上。此種梯度式線圈與電源為此可以取任何的常規(guī)形式，以在成像區(qū)的三個正交軸線XYZ上實(shí)現(xiàn)局部的梯度磁場。梯度式線圈由其電源的電流脈沖激勵。給磁區(qū)20中所考慮的各個體元或體素疊加稍有不同的增量磁場，以給各個體素提供唯一和已知的磁場與相應(yīng)的頻率地址。
射頻(RF)線圈28設(shè)于成像圈20的周圍，用于輻射RF激勵能，以激發(fā)靶22中的氫核。RF線圈28連接著相應(yīng)的RF電源30為其提供功率。RF接收機(jī)32有效地與RF線圈28連接，用以在MRI作業(yè)中于氫核釋出能量時接收RF信號。
用合適的數(shù)字式可編程計(jì)算機(jī)34與電源26、30和接收機(jī)32連接，同時提供裝置用來控制此MRI系統(tǒng)使靶22磁共振、解釋由受激的靶22接收到的信號、以及據(jù)此依常規(guī)方式形成MRI掃描圖像。
但是對于稀土永磁墊16來說，整個的MRI掃描器10在構(gòu)型和用于掃描成像區(qū)20中的靶的作業(yè)中可以是常規(guī)的。永磁墊16則可按新的方式制造，具有相應(yīng)的新組成，以在保持相似的成像性能(包括成像質(zhì)量與分辨率)的同時，顯著地降低MRI掃描器的制造費(fèi)用。
由于各MRI掃描器的墊16中所需永磁材料通常要用到數(shù)千克的材料，通過相應(yīng)地減少其中所用永磁鐵的制造費(fèi)用，就可顯著地降低掃描器的成本。此外，所制得的低成本的永磁墊16就允許加大其體積，如圖1與2所示，進(jìn)一步改進(jìn)其在典型實(shí)施形式中的構(gòu)型。
MRI掃描器的成本可以在保持其相似性能的同時減少，或者可以通過提高永磁鐵所加磁場的均勻性來進(jìn)一步提高性能，而這會在某種程度上犧牲成本的優(yōu)勢。
永磁墊16需要有特殊的構(gòu)型和特殊的組成來有效地在整個成像段20上產(chǎn)生均勻的磁場，以用于磁共振成像。但是，永磁墊的生產(chǎn)涉及到相當(dāng)多的步驟開采含稀土的礦、對此礦石提純、用合適的過渡金屬與提純所得金屬合金化、將所形成的稀土永磁鐵制成最終的墊16。
依據(jù)本發(fā)明，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，所需用來最后生產(chǎn)出永磁墊16的各處理步驟的費(fèi)用常為其前面各步驟的費(fèi)用而倍增。如果前面步驟費(fèi)錢，則后面步驟也相應(yīng)地費(fèi)錢。因此，通過減少處理步驟來減少費(fèi)用，可以相應(yīng)地減少后續(xù)步驟的費(fèi)用，這樣地在整個過程中減少積累費(fèi)用就能顯著地減省MRI掃描器的最終費(fèi)用。
例如，在稀土永磁鐵的常規(guī)生產(chǎn)過程中，它的各個元素是獨(dú)立地提純到充分純凈的形式，然后在一起精密地合金化以控制其冶金組成、微結(jié)構(gòu)與最終的磁性能。當(dāng)前MRI掃描器中可見到的典型高性能的稀土永磁鐵，是用實(shí)質(zhì)上純凈的釹與過渡金屬鐵合金化，并摻硼來生產(chǎn)NdFeB燒結(jié)的稀土永磁鐵。
再有，在常規(guī)方式中也可用充分純的元素合金化做成永磁鐵來改進(jìn)其磁性質(zhì)。
盡管有若干種稀土元素可以分別用來形成稀土永磁鐵，但釹通常能在用于MRI掃描器中提供最高的磁性能，同時也能有其他的高性能用途，例如典型地涉及到包括有這里所用小型驅(qū)動馬達(dá)的計(jì)算機(jī)等。由于計(jì)算機(jī)中所用高性能永磁鐵的重量為克數(shù)量級的，因而這只在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總成本中占據(jù)很小份額。但既然MRI掃描器需用數(shù)千克的高性能永磁材料，其所相應(yīng)的高成本便成為掃描器總成本中一個大的成本份額。
根據(jù)本發(fā)明，公開了一種制造MRI永磁鐵的改進(jìn)方法，它能顯著地降低這種永磁鐵的成本，因而相應(yīng)地降低了MRI掃描器本身的成本，但同時能求得相似的性能。這種改進(jìn)的方法獲得了不同組成的稀土永磁鐵，可以通過改變其構(gòu)型來進(jìn)一步改進(jìn)掃描器中的磁場均勻性。
圖3以流程圖形式說明構(gòu)形成適用于圖1的MRI掃描器10中的，依據(jù)本發(fā)明一典型實(shí)施形式的稀土永磁鐵16的制造方法或制造過程。此過程從能提供合適的礦石36的采礦開始。這種礦石通常包括幾種稀土元素Ce、La、Nd與Pr等的組合物以及其他次要元素。在一種典型的組成中，這種稀土礦包括包括49％Ce、33％Ca、13％Nd、4％Pr，其余為雜質(zhì)元素。
處理含稀土礦的基本步驟屬常規(guī)的，生產(chǎn)過程終結(jié)于從此種礦石中分別取出純度超過約99.9％的高純Nd的氧化物和高純Pr的氧化物。提純過程包括許多步驟和相應(yīng)的高成本，涉及到從礦石中首先除去雜質(zhì)元素，然后分離出高純的Nd和Pr。
根據(jù)一最佳實(shí)施形式，首先從礦石36中除去雜質(zhì)元素而于其中留下元素Ce、Pr與Nd。這是可以用常規(guī)處理步驟完成的。
例如，處理原礦從中分離出不需要的雜質(zhì)元素以釋離開所需的稀土元素。這種礦石例如可用焙燒、瀝濾、浮選和溶劑萃取處理，以除去不需要的Fe、Pb、Th、Sm、Gd與Eu。
特別是，最好從此礦石中只是部分地除去元素Ce，使中間礦石36a中余留的稀土(Re)元素以最終組成LaCePrNdSm轉(zhuǎn)化為氯化物，而由其中除去Sm、Gd、Eu的氧化物。從這樣得到的混合物L(fēng)aCePrNd中除去LaCe的氧化物，將此中間礦石36b留于溶液中。
盡管以上處理步驟基本上是常規(guī)的，但此最佳實(shí)施形式與其有一個顯著差異是部分地除去氧化物形式的鈰，以將此中間礦石36a中的稀土元素中的Ce組分量減少到大于約0.6％。在常規(guī)的方法中則是將基本上所有的鈰都除去到少于稀土元素的量的0.6％，使所得到的提純的稀土元素基本上純凈。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，將鈰從稀土元素分離開特別有助于稀土元素降低提純費(fèi)用。但是將鈰引入最終的永磁鐵中相應(yīng)地能顯著減少本征矯頑力Hci。沒有鈰的稀土磁鐵可以產(chǎn)生高達(dá)約15kOe的最大本征矯頑力Hci。
為了獲得用于MRI掃描器中永磁鐵的滿意性能，從稀土元素中除去鈰可能要限制到使鈰在稀土元素中保持到約10％。在10％的鈰含量情形，所得到的永磁鐵將具有約7kOe的本征矯頑力。
但在一最佳實(shí)施形式中，則是從所述礦石中將元素Ce部分地除去，使稀土元素中的鈰組分減少到約5％，以實(shí)現(xiàn)約9kOe或更大的本征矯頑力，來求得用于MRI的永磁鐵的合適性能。
因此，從礦石中除去了各種雜質(zhì)元素，主要只留下元素Ce、Pr與Nd于中間礦石36b中。已發(fā)現(xiàn)，在中間礦石內(nèi)保持上述充分量的元素Ce可以顯著減少稀土元素的提純費(fèi)用，同時又能獲得合格的磁性能。
根據(jù)本發(fā)明的另一特點(diǎn)，不同于常規(guī)方法中那種從中間礦石中分別取出稀土元素Pr與Nd來生產(chǎn)其充分純凈形式的作法，只是從中間礦石中有選擇地分離出一部分稀土元素Nd作為氧化物形式的副產(chǎn)品，而余下以混合氧化物形式的礦渣36c，其中包括元素Ce、Pr與Nd。在此最佳實(shí)施形式中，處理過的礦渣36c基本上只有元素Ce、Pr與Nd。
具有特別意義的是，稀土元素Pr不是單獨(dú)地從中間礦石分離出來而是留于礦渣36c中。于是這種礦渣包括稀土元素Pr與Nd兩者，且有選擇地僅僅分離一部分元素Nd來形成基本上純凈的Nd副產(chǎn)品38。因此，礦渣36c包括元素Nd的一個百分率F，而副產(chǎn)物38則包括相應(yīng)的余量率，即元素Nd的一個百分率1-F。
可以由種種傳統(tǒng)方法來實(shí)現(xiàn)選擇性分離。例如，含CePrNd的中間礦石36b可以于有機(jī)溶液中處理，通過溶劑萃取集中地分離這些元素，并作為混合的草酸鹽或碳酸鹽沉淀出。采用附加的分離或萃取步驟來分離開Nd副產(chǎn)物，可以有效地分出元素Nd。
所得的CePrNd混合氧化物礦渣36c于是只提取出它的Nd組份的一部分，相應(yīng)地加大了其中稀土元素Pr的相對百分率。
然后以任何通常的方式將此混合的氧化物礦渣從氧化物轉(zhuǎn)化為金屬，將此混合的稀土金屬礦渣與過渡金屬例如鐵合金化，形成金屬合金36d。再將此礦渣合金36d適當(dāng)?shù)匦纬苫旌系南⊥劣来盆F，例如用于MRI掃描器的永磁墊16的形式。
在此最佳實(shí)施形式中，礦渣36c與鐵和硼兩者合金化，形成包括CePrNdFeB的混合稀土永磁鐵。此外，也可將充分純的元素用常規(guī)方式合金化成永磁鐵以改進(jìn)其磁性質(zhì)。
相應(yīng)地，可以將充分純的Nd副產(chǎn)物38用于各種其他目的，例如用于需要高性能稀土永磁鐵的計(jì)算機(jī)中。這種Nd副產(chǎn)物從氧化物轉(zhuǎn)化為金屬，以任何方式與過渡金屬(例如鐵)以及硼形成包括NdFeB的合金。然后將此副產(chǎn)物合金40適當(dāng)?shù)匦纬蓡我幌⊥猎?Nd)永磁鐵40a，用于需要高性能稀土永磁鐵的副產(chǎn)物應(yīng)用中。此外，也可按常規(guī)方式將充分純的元素合金化為永磁鐵以改進(jìn)其磁性質(zhì)。
不論是單一的或混合的稀土組成的稀土永磁鐵都可以由任何常規(guī)的方式形成。例如，處理過的稀土氧化物轉(zhuǎn)化為通常在真空爐中熔化的金屬。將這樣制得的金屬破碎、粉化并于隨性氣氛如氮?dú)庵醒心?，由氮噴射研磨成微米級粉末。將這些永磁鐵的組份適當(dāng)?shù)鼗旌吓c拌合成最終組成，然后進(jìn)行磁場校正以進(jìn)行模壓或等靜壓成形。壓制成的磁鐵料再于適當(dāng)?shù)恼婵諣t或惰性氣體爐中進(jìn)行燒結(jié)與熱處理。將所得的永磁材料切割或機(jī)加工成所需尺寸與構(gòu)型如塊狀形。再將這些塊件進(jìn)行磁化和組裝成所需的構(gòu)型如用于掃描器中的墊16。
雖然Nd副產(chǎn)物38可以與鐵和硼合金化成高性能的NdFeB燒結(jié)永磁鐵，但也可將混合的氧化物礦渣36c與鐵和硼合金化，形成具有不同組成與不同磁性的燒結(jié)混合稀土CePrNdFeB永磁鐵。如前所述，本征矯頑力Hci是隨著永磁鐵中鈰含量的增加而減少的一種顯著的磁性質(zhì)。此外，盡管稀土元素Nd與Pr不同，但它們的組合物在混合的稀土永磁鐵中并不會對本征矯頑力產(chǎn)生不利影響。
對包括殘余磁通密度、矯頑力、本征矯頑力與最大能量積這四種顯著磁性質(zhì)相關(guān)效應(yīng)所作的評價(jià)表明，上述鈰的名義量以及稀土元素Nd與Pr的保持量，它們在一起為MRI掃描器以約36～40MGOe的顯著最大能量積(BH)max為混合的稀土永磁鐵提供合格的磁鐵性能。
在此最佳實(shí)施例中，所述礦渣36c中元素Nd的百分率F小于副產(chǎn)物38中元素Nd的余量率1-F。元素Nd的百分率F在礦渣中和所得的永磁鐵中最好可達(dá)約0.11(11％)。此百分率是根據(jù)成本分析的結(jié)果，其中混合的稀土氧化物處理的相對成本隨元素Nd百分率F的增加成非線性增加，而等于0.11的百分率F則能顯著減少混合的稀土永磁鐵的成本，同時能取得具有適用于MRI磁性質(zhì)的混合稀土組成。
如上所述，使處理成本顯著減少是由于沒有從稀土礦石中除去全部的鈰所致，同時通過有選擇地從此礦石中只除去元素Nd的一部分而留剩下混合的稀土礦渣，則能在導(dǎo)向MRI掃描器最后組變的制造過程的繼后步驟中進(jìn)一步降低成本。
因此，在制造這種掃描器的過程中，首先是從含包括Pr與Nd的稀土元素的礦石36形成磁場發(fā)生器12中的永磁墊16，這時是有選擇地從其中分離元素Nd作為副產(chǎn)物18，而于此留剩下包括有Pr與Nd的礦渣36c。此礦渣繼后以過渡金屬(例如鐵)與硼進(jìn)行合金化，形成混合的稀土永磁鐵。
這種永磁鐵最好形成單元式的磁鐵塊，可以適當(dāng)?shù)亟M裝成在圖1所示磁軛14兩相對側(cè)上成對的磁場發(fā)生器的永磁墊16。再對相應(yīng)的墊16相鄰地組裝上極片對18，以將磁場形成于其間的成像段20之中。
與各磁片的相鄰地組裝著梯度式線圈24，用以局部地改變成像段20中的磁場。圍繞著成像段20組裝著RF線圈28以于此輻射激勵能。同時，梯度線圈24與RF線圈28可操作地連接著計(jì)算機(jī)34及其相應(yīng)的電源上，通過常規(guī)方式使靶22于成像區(qū)20中磁共振而成像。
在此最佳實(shí)施形式中，于選擇性分離處理之前從稀土礦石中部分地除去元素Ce，將所述稀土元素中的Ce組分減少到大于0.6％直至約10％，而以約5％為最佳。
如上所述，在進(jìn)行選擇分離之前從礦石36中除去雜質(zhì)元素，主要只留下Ce Pr Nd，由此再分離出單一稀土元素副產(chǎn)物38和混合的稀土礦渣。
伴隨著包含CePrNdFeB在內(nèi)的混合稀土永磁墊16生產(chǎn)成本的顯著降低，便可以經(jīng)濟(jì)地改變墊16的構(gòu)型來改進(jìn)MRI掃描器10的性能。例如，為了改進(jìn)性能而不顯著地提高相應(yīng)的成本，與常規(guī)尺寸的NdFeB永磁墊相比，可以加大永磁墊16的尺寸與質(zhì)量。
如圖1與2的典型實(shí)施例所示，墊16與極片18都是環(huán)形的且相互共軸線地調(diào)準(zhǔn)。使成像段20確定于其間的中央。傳統(tǒng)的作法是，永磁墊具有基本恒定的厚度并與特殊構(gòu)型的極片18相配合，以使相對的極片與墊之間的磁場有最大的均勻性。但是，施加到整個成像段20上的磁場則在不同的點(diǎn)上略有不同，相差約10-20/106。
為了進(jìn)一步提高從永磁墊16所加磁場的均勻性，即使得各點(diǎn)的磁場變化更小而只有百萬分之幾，則如圖，所示，墊16最好有選擇性的不均勻厚度A。墊16最好使其周邊較其中間部分為厚，以提高成像段20中磁場的均勻性。特別是相對的墊16之間的軸向磁場更宜沿徑向提高其均勻性。
永磁墊16的構(gòu)型可通過普通的多維計(jì)算機(jī)分析技術(shù)求得，以使成像帶20中的磁場具有最大的均勻性。根據(jù)這里的新穎的制造方法，改進(jìn)了加工墊16時的費(fèi)用限制，這樣就可在墊中有選擇的位置上增加永磁材料量來進(jìn)一步改善MRI成像質(zhì)量。
相應(yīng)地可使極片18的構(gòu)型最佳化，以使由相應(yīng)的墊在成像段20中所加磁場有最大的均勻性。同時可以增大設(shè)計(jì)極片18時的自由度而得以與墊16和梯度式線圈24兩者協(xié)同工作。
用于形成燒結(jié)的混合稀土永磁鐵的上述選擇性分離工藝，能生產(chǎn)出用于MRI掃描器的高性能磁鐵和用于只需相當(dāng)少量材料的其他高性能的應(yīng)用的充分純凈的Nd副產(chǎn)物。在所形成的永磁鐵中保留稀土鈰組份顯著地減少了制造過程費(fèi)用而并不會犧牲磁性能。有選擇地分離元素Nd而留剩下混合稀土礦渣可以經(jīng)濟(jì)地獲得混合的稀土永磁鐵，而不必用價(jià)昂的工藝來將分別提純的充分純凈的稀土元素合金化。
在此雖然描述了可視作為本發(fā)明的最佳的和典型的實(shí)施形式，但內(nèi)行的人是可以從這里所述原理中認(rèn)識到本發(fā)明的其他改型的，為此要求在后附權(quán)利要求書中確定的所有這類改型都是在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神與范圍內(nèi)的。
權(quán)利要求
1．制造永磁鐵的方法，此方法包括提供含有包括Ce、Nd與Pr的稀土元素的礦石；從所述礦石中部分地除去所述元素Ce；從所述礦石中除去雜質(zhì)元素而留剩下Ce,Pr及Nd；從所述礦石中有選擇地分離一部分所述元素Nd作為副產(chǎn)物而留剩下包含有Ce、Pr與Nd的礦渣；使所述礦渣與過渡金屬形成合金；再將此礦渣合金形成混合的稀土永磁鐵。
2．權(quán)利要求1所述的方法，其中所述元素Pr未從所述礦石分離而保留在所述礦渣中。
3．權(quán)利要求2所述的方法，其中所述礦渣包括上述元素Nd的一個百分率，而所述副產(chǎn)物包括上述元素Nd的百分率的相應(yīng)余量率。
4．權(quán)利要求2所述的方法，其中還包括使所述副產(chǎn)物與過渡金屬合金化而形成合金；使所述副產(chǎn)物合金形成單元式稀土永磁鐵。
5．權(quán)利要求4所述的方法，其中所述過渡金屬是鐵，而前述礦渣和副產(chǎn)物兩者則各與鐵和硼兩者形成CePrNdFeB和NdFeB稀土永磁體。
6．權(quán)利要求3所述的方法，其中從所述礦石中部分地除去元素Ce，使所述稀土元素中的Ce組份減少到大于約0.6％。
7．權(quán)利要求6所述的方法，其中所述礦石中部分地除去元素Ce，使所述稀土元素中的Ce組成減少到小于約10％。
8．權(quán)利要求6所述的方法，其中從所述礦石中部分地除去元素Ce，使所述稀土元素中的Ce組成減少到約5％。
9．權(quán)利要求3所述的方法，其中所述礦渣中的所述元素Nd百分率小于所述副產(chǎn)物中的所述元素Nd的相應(yīng)余量率。
10．權(quán)利要求9所述的方法，其中所述礦渣中所述元素Nd百分率高達(dá)約0.11。
11．權(quán)利要求3所述的方法，其中還包括將所述永磁體形成一對為用于磁共振成像掃描器的磁場發(fā)生墊。
12．權(quán)利要求11所述的方法，其中還包括將所述這對永磁墊相互分開地安裝到磁軛上；以及安裝與所述這對墊分別相鄰的磁片，以調(diào)整其間成像段的磁場。
13．權(quán)利要求12所述的方法，其中所述的墊與極片都是環(huán)形的且共軸線地對中安裝，而所述的墊在其周邊較厚以提高所述磁場在所述成像段中的均勻性。
14．權(quán)利要求13所述的方法，其中還包括與所述極片相鄰地安裝著多個梯度式線圈，用于在所述成像段中局部地改變所述磁場；圍繞所述成像段安裝RF線圈以于此輻射激勵能；同時將上述梯度式線圈與RF線圈可工作地連接到計(jì)算機(jī)上，用于使所述成像段中的靶磁共振以使此靶成像。
15．制造永磁鐵的方法，此方法包括從含稀土元素礦石中除去雜質(zhì)元素使此礦石中留剩元素Pr與Nd；從所述礦石中除去部分所述元素Nd作為副產(chǎn)物而留剩下其中包括元素Pr與Nd兩者的礦渣；將此礦渣與過渡金屬合金化成合金；使此礦渣合金形成混合的稀土永磁鐵。
16．權(quán)利要求15所述的方法，其中還包括使所述副產(chǎn)物與過渡金屬合金化而構(gòu)成一合金，然后將此副產(chǎn)物合金形成單元式稀土永磁鐵。
17．權(quán)利要求16所述的方法，其中所述過渡金屬為鐵，而所述礦渣與副產(chǎn)物分別與鐵和硼兩者各自形成CePrNdFeB和NdFeB稀土永磁鐵。
18．權(quán)利要求16所述的方法，其中從所述礦石中部分地除去所述元素Ce，使所述稀土元素中的Ce組份大于約0.6％。
19．制造具有永磁場發(fā)生器的磁共振成像掃描器的方法，此方法包括從含有包括Pr與Nd在內(nèi)的稀土元素的礦石中選擇性分離出所述元素Nd作為副產(chǎn)物，留剩下其中包括元素Pr與Nd兩者的礦渣，將此礦渣與過渡金屬和硼形成混合的稀土永磁鐵以構(gòu)成上述發(fā)生器中永磁鐵；將所述永磁鐵組裝成一對在磁軛相對側(cè)上相分開的墊；與這對墊相鄰地裝配一對磁片以調(diào)整其間成像段中的磁場；與這對磁極相鄰地裝配多個梯度線圈以局部地改變所述成像段中的磁場；將RF線圈布置成與所述成像區(qū)相鄰，以此輻射激勵能；以及使所述梯度線圈與RF線圈可工作地連接到計(jì)算機(jī)上，用以使此成像段中的靶經(jīng)磁共振成像。
20．權(quán)利要求19所述的方法，其中還包括從所述礦石中部分地除去鈰，使所述稀土元素中的硒組份大于約0.6％。
21．權(quán)利要求20所述的方法，其中還包括在所述選擇性分離之前從所述礦石中除去雜質(zhì)元素而于其中留剩下Ce、Pr與Nd。
22．磁共振成像掃描器，它包括磁軛；安裝在所述磁軛上且相互分開的一對磁場發(fā)生墊，所述的墊是包括有同過渡金屬與硼兩者合金化的元素CePrNd的稀土元素磁鐵；相鄰于這對墊的每一個分別設(shè)置的磁片，用于調(diào)節(jié)其間成像段的磁場；相鄰于所述磁極相鄰設(shè)置的多個梯度式線圈，用于局部地改變所述成像段中的磁場；圍繞此成像段設(shè)置的RF線圈，用于在此輻射激勵能；以及與此梯度式線圈和RF線圈作可工作地結(jié)合而于此成像段中使靶磁共振成像的裝置。
23．權(quán)利要求22所述的掃描器，其中所述過渡金屬包括鐵，而所述永磁鐵包括CePrNdFeB。
24．權(quán)利要求22所述掃描器，其中所述的墊與磁片都是環(huán)形的且共軸線地對中安裝，而所述的墊在其周邊較厚以提高所述磁場在所述成像段中的均勻性。
全文摘要
從含稀土元素的礦石中除去雜質(zhì)元素而于其中留剩元素Pr與dr,然后從中有選擇地分離部分的元素Nd作為副產(chǎn)物,留剩下內(nèi)中包括元素Pr與Nd兩者和一定數(shù)量的鈰的礦渣。將此礦渣與過渡金屬合金化形成合金。然后將這種CePrNd－Fe－B合金形成為適用于MRI掃描器中構(gòu)型的稀土永磁鐵。
文檔編號G01R33/38GK1300326SQ00800488
公開日2001年6月20日 申請日期2000年2月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月12日
發(fā)明者M·G·本茲, J·C·謝 申請人:通用電氣公司