特許 7554210 磁性材料を製造するための方法およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-10

(45)【発行日】2024-09-19

(54)【発明の名称】磁性材料を製造するための方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   C21D 6/00 20060101AFI20240911BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20240911BHJP

   B22D 11/00 20060101ALI20240911BHJP

   B22D 11/06 20060101ALI20240911BHJP

   C21D 1/613 20060101ALI20240911BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20240911BHJP

   H01F 1/057 20060101ALI20240911BHJP

   B82Y 25/00 20110101ALI20240911BHJP

   B82Y 40/00 20110101ALI20240911BHJP

   B22D 11/103 20060101ALN20240911BHJP

【ＦＩ】

C21D6/00 B

C22C38/00 303D

B22D11/00 D

B22D11/06 360B

C21D1/613

H01F41/02 G

H01F1/057

B82Y25/00

B82Y40/00

B22D11/103 Z

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021568137

(86)(22)【出願日】2021-04-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-27

(86)【国際出願番号】 SG2021050233

(87)【国際公開番号】W WO2022231509

(87)【国際公開日】2022-11-03

【審査請求日】2021-11-12

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】516313140

【氏名又は名称】ネオ パフォーマンス マテリアルズ （シンガポール） プライベート リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】グリーン，ウィリアム・レイ

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－１００９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０２２９５５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ １／０２－ １／８４

Ｃ２１Ｄ ６／００－ ６／０４

Ｂ２２Ｄ １１／００－１１／２２

Ｈ０１Ｆ １／００－ １／１１７

Ｈ０１Ｆ １／４０－ １／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性材料の製造方法であって、
合金の混合物を提供することと、
前記合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすることと、
回転可能ホイールを介して前記合金の溶融混合物を急速に凝固させて予備金属リボンとなるよう、溶融紡糸プロセスを実行することとを含み、前記予備金属リボンは、下側と上側とを有する細長い平坦な本体を有し、前記上側は前記下側とは反対側であり、前記方法はさらに、
粒径微細化および均一化プロセスを実行することを含み、
前記粒径微細化および均一化プロセスは、最終金属リボンとするために、冷却剤アセンブリのノズルから直接前記予備金属リボンの少なくとも１つの前記上側および前記下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を供給することを含み、
前記第１の冷却剤は、前記冷却剤アセンブリの前記ノズルから、前記回転可能ホイールともはや接触していない前記予備金属リボンの一部分へと供給される、
磁性材料の製造方法。

【請求項2】

前記予備金属リボンの前記上側および／または前記下側の少なくとも前記中央領域に供給される前記第１の冷却剤は、液体アルゴン、液体ヘリウム、および／または液体状態の１つ以上の他の希ガスの流れを含む、請求項１に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項3】

前記粒径微細化および均一化プロセスは、前記予備金属リボンの前記上側および／または前記下側の少なくとも前記中央領域に前記第１の冷却剤を直接供給することを含む、請求項１に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項4】

前記粒径微細化および均一化プロセスは、前記予備金属リボンの前記上側および前記下側に前記第１の冷却剤を直接供給することを含む、請求項１に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項5】

前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は１０％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は１０％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は５ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は５ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分および両縁部の平均粒径は５０ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径は５０ｎｍ未満である、の１つ以上が適用される、請求項１に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項6】

前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は５％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は５％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は２ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、前記最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は２ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分および両縁部の平均粒径は４０ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの中央部分の平均粒径は４０ｎｍ未満である、の１つ以上が適用される、請求項１に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項7】

前記合金の混合物はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂを含み、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｍは、元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＭｏから選択される１つ以上の元素である、請求項１に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項8】

磁性材料の製造方法であって、
合金の混合物を提供することと、
前記合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすることと、
回転可能ホイールを介して前記合金の溶融混合物を急速に凝固させて予備金属リボンとなるよう、溶融紡糸プロセスを実行することとを含み、前記予備金属リボンは、下側と上側とを有する細長い平坦な本体を有し、前記上側は前記下側とは反対側であり、前記方法はさらに、
粒径微細化および均一化プロセスを実行することを含み、前記粒径微細化および均一化プロセスは、最終金属リボンとするために、冷却剤アセンブリのノズルから直接前記予備金属リボンの少なくとも１つの前記上側および前記下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を供給することを含み、
前記第１の冷却剤は、前記冷却剤アセンブリの前記ノズルから、前記回転可能ホイールともはや接触していない前記予備金属リボンの一部分へと供給され、
前記最終金属リボンの前記下側の前記中央領域の平均粒径と前記最終金属リボンの前記下側の縁部の平均粒径との差は１０％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの前記上側の前記中央領域の平均粒径と、前記最終金属リボンの前記上側の縁部の平均粒径との差は１０％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの前記下側の前記中央領域の平均粒径と前記最終金属リボンの前記下側の縁部の平均粒径との差は５ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの前記上側の前記中央領域の平均粒径と、前記最終金属リボンの前記上側の縁部の平均粒径との差は、５ｎｍ未満である、磁性材料の製造方法。

【請求項9】

前記最終金属リボンの前記下側の前記中央領域の前記平均粒径と前記最終金属リボンの前記下側の前記縁部の前記平均粒径との差は５％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの前記上側の前記中央領域の前記平均粒径と、前記最終金属リボンの前記上側の前記縁部の前記平均粒径との差は５％未満であり、および／または
前記最終金属リボンの前記下側の前記中央領域の前記平均粒径と前記最終金属リボンの前記下側の前記縁部の前記平均粒径との差は２ｎｍ未満であり、および／または
前記最終金属リボンの前記上側の前記中央領域の前記平均粒径と、前記最終金属リボンの前記上側の縁部の前記平均粒径との差は、２ｎｍ未満である、の１つ以上が適用される、請求項８に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項10】

前記予備金属リボンの前記上側および／または前記下側の少なくとも前記中央領域に供給される前記第１の冷却剤は、液体アルゴン、液体ヘリウム、および／または液体状態の１つ以上の他の希ガスの流れを含む、請求項８に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項11】

前記粒径微細化および均一化プロセスは、前記予備金属リボンの前記上側および／または前記下側の少なくとも前記中央領域に前記第１の冷却剤を直接供給することを含む、請求項８に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項12】

前記粒径微細化および均一化プロセスは、前記予備金属リボンの前記上側および前記下側に前記第１の冷却剤を直接供給することを含む、請求項８に記載の磁性材料の製造方法。

【請求項13】

前記合金の混合物はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂを含み、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｍは、元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＭｏから選択される１つ以上の元素である、請求項８に記載の磁性材料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般に、磁性材料を製造するためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、磁性材料を製造するための改良された溶融紡糸システムおよび方法に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
溶融紡糸は、磁性材料の製造に用いられるプロセスである。典型的な溶融紡糸プロセスは、回転しているホイール上などに溶融材料を供給することなどを伴う。溶融材料は、回転するホイールの冷硬または冷却表面と接触すると急速に凝固（または急速に急冷）し、薄い金属リボンをもたらす。一般に、回転しているホイールに適用される溶融材料の流量は、とりわけ、回転しているホイールの回転速度に基づいて選択される。溶融紡糸プロセスで用いられる流量および回転しているホイールの回転速度は、生産される金属リボンの厚み、スループット（生産量）、粒径、回転しているホイールのランタイム、およびこのような金属リボンから形成される磁石の磁気特性に影響する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

概要
従来の溶融紡糸プロセスおよびシステムを用いて磁性材料を製造する場合、合金の溶融混合物を急速に凝固（または急速急冷）させることによって金属リボンが形成される。そのような金属リボンは、非常に微細なナノスケールの粒径を有する。金属リボン全体にわたる微細かつ均一な粒径は、金属リボンから磁石を形成するために用いられるプロセスに関係なく、最終磁石の磁気特性（例えば、残留磁化および保磁力）に重要である。

【0004】

従来の溶融紡糸プロセスおよびシステムは、一般に、特に金属リボンの幅にわたって、金属リボンの粒径の不均一性の問題がある。より具体的には、従来の溶融紡糸プロセスを用いて形成された金属リボンの中央領域における平均粒径は、金属リボンの側部（および／または縁部）における平均粒径よりも大きく、それによって不均一な粒径をもたらす。本開示では、平均粒径におけるそのような変動は、急速凝固プロセスの間に、中央領域が側部（および／または縁部）よりも受ける冷却が少ないことの直接的な結果であることが認識される。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、概して、上記および本開示に記載されるものを含む、従来の問題に対処するためのシステム、サブシステム、方法、およびプロセスに関し、より具体的には、例示的な実施形態は、磁性材料を製造するためのシステム、サブシステム、方法、およびプロセスに関する。

【0006】

例示的な実施形態では、磁性材料の製造方法が説明される。本方法は、合金の混合物を提供することを含む。合金の組成は特に限定されない。この方法は、合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすることを含む。この方法は、溶融紡糸プロセスを実施して、回転可能なホイールを介して合金の溶融混合物を急速に凝固させて、予備金属リボンとすることを含む。予備金属リボンは、下側と上側とを有する細長い平坦な本体を有し、上側は下側とは反対側である。この方法は、粒径微細化および均一化プロセスを実行することを含み、粒径微細化および均一化プロセスは、最終金属リボンとするために、直接予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を供給することを含む。

【0007】

予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に供給される第１の冷却剤は、液体アルゴン、液体ヘリウム、および／または液体状態の１つ以上の他の希ガスの流れを含んでもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を直接供給することを含んでもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、予備金属リボンの上側および下側に第１の冷却剤を直接供給することを含んでもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さくてもよく、従来の方法は、回転可能ホイールを用いて合金の溶融混合物を急速に凝固させるために溶融紡糸プロセスを実行することと、粒径微細化および均一化プロセスを実行しないこととを含んでもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さくてもよい。回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量は、従来の流量よりも少なくとも１０％大きくてもよく、急速凝固は、回転可能ホイールを第１のホイール速度で回転させることを含んでもよく、最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造された従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さくてもよく、従来の流量は、従来の金属リボンを製造するための従来の方法で用いられる最大流量であり、従来の方法は、合金の溶融混合物を、第１のホイール速度で回転する回転可能ホイールに供給すること、および粒径微細化および均一化プロセスを実行しないことを含んでもよい。回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量は、従来の流量よりも少なくとも３０％大きくてもよく、最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さくてもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は１０％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は１０％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は、５ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は、５ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分および両縁部の平均粒径は、５０ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、５０ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は５％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は５％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は、２ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は、２ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分および両縁部の平均粒径は、４０ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、４０ｎｍ未満であってもよい。合金の混合物はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂを含んでもよく、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｍは元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＭｏから選択される１つ以上の元素である。

【0008】

別の例示的な実施形態では、磁性材料の製造方法が記載される。この方法は、合金の混合物を提供することと、合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすることと、溶融紡糸プロセスを実施して、回転可能なホイールを介して合金の溶融混合物を急速に凝固させて、予備金属リボンとすることとを含む。予備金属リボンは、下側と上側とを有する細長い平坦な本体を有し、上側は下側とは反対側である。この方法は、粒径微細化および均一化プロセスを実行することを含み、粒径微細化および均一化プロセスは、最終金属リボンとするために、直接予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を供給することを含む。

【0009】

最終金属リボンの下側の中央領域の平均粒径と最終金属リボンの下側の縁部の平均粒径との差は１０％未満であってもよく、好ましくは、５％未満であってもよい。最終金属リボンの上側の中央領域の平均粒径と、最終金属リボンの上側の縁部の平均粒径との差は１０％未満であり、好ましくは、５％未満である。最終金属リボンの下側の中央領域の平均粒径と最終金属リボンの下側の縁部の平均粒径との差は５ｎｍ未満であってもよく、好ましくは２ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの上側の中央領域の平均粒径と、最終金属リボンの上側の縁部の平均粒径との差は、５ｎｍ未満であってもよく、好ましくは２ｎｍ未満であってもよい。予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に供給される第１の冷却剤は、液体アルゴン、液体ヘリウム、および／または液体状態の１つ以上の他の希ガスの流れを含んでもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を直接供給することを含んでもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、予備金属リボンの上側および下側に第１の冷却剤を直接供給することを含んでもよい。回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量は、従来の流量よりも少なくとも１０％大きくてもよく、急速凝固は、回転可能ホイールを第１のホイール速度で回転させることを含み、最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さく、従来の流量は、従来の金属リボンを製造するための従来の方法で用いられる最大流量であり、従来の方法は、合金の溶融混合物を、第１のホイール速度で回転する回転可能ホイールに供給すること、および粒径微細化および均一化プロセスを実行しないことを含む。回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量は、従来の流量よりも少なくとも３０％大きくてもよく、最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さい。合金の混合物はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂを含んでもよく、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｍは、元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＭｏから選択される１つ以上の元素である。

【0010】

別の例示的な実施形態では、磁性材料の製造方法が記載される。この方法は、合金の混合物を提供することと、合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすることと、溶融紡糸プロセスを実施して、回転可能なホイールを介して合金の溶融混合物を急速に凝固させて、予備金属リボンとすることとを含む。予備金属リボンは、下側と上側とを有する細長い平坦な本体を有し、上側は下側とは反対側である。この方法は、粒径微細化および均一化プロセスを実行することを含み、粒径微細化および均一化プロセスは、最終金属リボンとするために、直接予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を供給することを含む。最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の平均粒径よりも少なくとも５％小さい。従来の方法は、回転可能ホイールを用いて合金の溶融混合物を急速に凝固させることを実行することと、粒径微細化および均一化プロセスを実行しないこととを含む。

【0011】

最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の平均粒径よりも少なくとも１０％小さくてもよい。予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に供給される第１の冷却剤は、液体アルゴン、液体ヘリウム、および／または液体状態の１つ以上の他の希ガスの流れを含んでもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、予備金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に第１の冷却剤を直接供給することを含んでもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、予備金属リボンの上側および下側に第１の冷却剤を直接供給することを含んでもよい。回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量は、従来の流量よりも少なくとも１０％大きくてもよく、急速凝固は、回転可能ホイールを第１のホイール速度で回転させることを含み、従来の流量は、従来の金属リボンを製造するための従来の方法で用いられる最大流量である。回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量は、従来の流量よりも少なくとも３０％大きくてもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は、１０％未満であってもよく、または５％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は、１０％未満または５％未満であってもよい。合金の混合物はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂを含んでもよく、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｍは、元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＭｏから選択される１つ以上の元素である。

【0012】

例示的な実施形態では、磁性材料が説明される。磁性材料は、上述の１つ以上の例示的な実施形態によって得られる。磁性材料は、最終金属リボンの中央部分の平均粒径が、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さい。従来の方法は、回転可能ホイールを用いて合金の溶融混合物を急速に凝固させるために溶融紡糸プロセスを実行することと、粒径微細化および均一化プロセスを実行しないこととを含む。最終金属リボンの中央部分の平均粒径は、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さくてもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は、５ｎｍ未満、好ましくは２ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は、５ｎｍ未満、好ましくは２ｎｍ未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と最終金属リボンの縁部の平均粒径との差は１０％未満、好ましくは５％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分の平均粒径と、最終金属リボンの両縁部の平均粒径との差は、１０％未満、好ましくは５％未満であってもよい。最終金属リボンの中央部分および／または縁部の平均粒径は、５０ｎｍ未満、好ましくは４０ｎｍ未満であってもよい。磁性材料はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂを含んでもよい。ＲＥは１種以上の希土類元素であり、Ｍは元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｃ、およびＭｏから選択される１種以上の元素である。

【0013】

別の例示的な例では、磁性材料を製造するためのシステムが説明される。システムは、合金の混合物を溶融混合物に溶融するためのるつぼと、金属リボンを形成する回転するホイール上にるつぼから溶融混合物を放出するように圧力を印加するための圧力源と、冷却剤を金属リボンの上側および／または下側の少なくとも中央領域に直接供給するためのノズルとを含んでもよい。回転するホイールは、急速凝固プロセスおよび金属リボン製造のために構成されてもよい。第１の冷却剤は、液体アルゴン、液体ヘリウム、および／または液体状態の１つ以上の他の不活性ガスの流れを含んでもよい。

【0014】

本開示、例示的な実施形態、およびそれらの利点のより完全な理解のために、同様の参照番号が同様の特徴を示す添付の図面と併せて以下の説明を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】磁性材料を製造するためのシステムの例示的な実施形態を示す図である。

【図2A】予備金属リボンの一例の断面図である。

【図2B】例示的な最終金属リボンの断面図である。

【図3】磁性材料を製造する方法の例示的な実施形態を示す図である。

【図4A】予備金属リボンのＦＥＳＥＭ画像を示す。

【図4B】最終金属リボンのＦＥＳＥＭ画像を示す。

【図5A】比較例および実施例１の平均粒径の表を示す。

【図5B】比較例および実施例１の平均粒径のグラフである。

【図5C】予備金属リボンの様々なエリア／領域の平均粒径の表を示す。

【図5D】予備金属リボンの様々なエリア／領域の平均粒径のグラフを示す。

【図5E】最終金属リボンの様々なエリア／領域の平均粒径の表を示す。

【図5F】最終金属リボンの様々なエリア／領域の平均粒径のグラフを示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

便宜上、図中の同様の要素を指すために同様の参照番号が用いられ得るが、様々な例示的実施形態の各々は、別個の変形であると見なされ得ることを理解されたい。

【0017】

ここで、本開示の一部を形成し、実践され得る例示的な実施形態を示す、例示的な実施形態を、添付の図面を参照して記載する。本開示および特許請求の範囲で用いられる場合、「実施形態」、「実施形態例」、「例示的実施形態」、および「本実施形態」という用語は、必ずしも単一の実施形態を指すわけではないが、それらおよび様々な実施形態例は、実施形態例の範囲または精神から逸脱することなく、容易に組み合わせる、および／または交換されることができる。さらに、本開示および特許請求の範囲で用いられる用語は、例示的な実施形態を説明することのみを目的とし、限定であることを意図しない。この点において、本開示および特許請求の範囲で用いられる場合、「ｉｎ」と言う語は、「ｉｎ（～の中に）」および「ｏｎ（～の上に）」を含み得、「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」と言う語は、単数および複数の参照を含み得る。さらに、本開示および特許請求の範囲で用いられる場合、「ｂｙ」と言う語は、文脈に応じて「ｆｒｏｍ（～から）」を意味し得る。さらに、本開示および特許請求の範囲で用いられる場合、用語「ｉｆ」は、文脈に応じて「ｗｈｅｎ（～のとき）」または「ｕｐｏｎ（～すると）」も意味し得る。さらに、本開示および特許請求の範囲で用いられる場合、「および／または」という用語は、関連付けられる列挙された項目のうちの１つ以上の任意のまたはすべての可能な組み合わせを指し、これを包含し得る。

【0018】

詳細な説明
従来の溶融紡糸プロセスおよびシステムを用いて磁性材料を製造する場合、合金の溶融混合物を急速に凝固（または急速急冷）させることによって金属リボンが形成される。そのような金属リボンは、非常に微細なナノスケールの粒径を有する。金属リボン全体にわたる微細かつ均一な粒径は、金属リボンから磁石を形成するために用いられるプロセスに関係なく、そのような金属リボンから製造される最終磁石の磁気特性（例えば、残留磁化および保磁力）に重要である。

【0019】

従来の溶融紡糸プロセスおよびシステムは、一般に、特に金属リボンの幅にわたって、金属リボンの均一な粒径を達成することができない。より具体的には、従来の溶融紡糸プロセスを用いて形成された金属リボンの中央領域（例えば、図２Ａの２１２ｂおよび２１１ｂを参照されたい）における平均粒径は、金属リボンの側部（および／または縁部）（例えば、図２Ａの２１２ａ、２１２ｃ、２１１ａ、および２１１ｃを参照されたい）における平均粒径よりも大きく、それによって、金属リボンに不均一な粒径をもたらす。本開示では、平均粒径におけるそのような変動は、急速凝固プロセスの間に、中央領域が側部（および／または縁部）よりも受ける冷却が少ないことの直接的な結果であることが認識される。

【0020】

本例示的実施形態は、概して、上記および本開示に記載されるものを含む、産業上の問題に対処するための方法、システム、方法、および製品に関し、ならびに／またはそれらを含み、より具体的には、例示的実施形態は、方法、システム、磁性材料を製造するための方法、および得られる磁性材料に関する。本開示においてさらに説明されるように、例示的な実施形態は、従来の方法に勝る様々な技術的利点および／または改善を提供する。

【0021】

例示的な実施形態は、本開示において、大部分は、液体希ガスの冷却剤としての使用に関連するものとして説明されるが、本開示において説明される原理は、本開示の教示から逸脱することなく、気体状希ガス、液体状または気体状不活性ガスの使用など、液体希ガスの文脈を超えて適用されてもよいことを理解されたい。

【0022】

本開示の一部を形成する例示的な実施形態について、添付の図面を参照して以下で説明する。

【0023】

磁性材料を製造するためのシステム（例えば、システム１００）の例示的な実施形態。
図１は、磁性材料を製造するためのシステム（例えば、システム１００）の例示的な実施形態を示す。磁性材料を製造するためのシステム１００は、回転可能ホイールを有する溶融紡糸システムなどの回転ホイールアセンブリ１２０を含む。システム１００はまた、合金の混合物を受容および溶融し、合金の溶融混合物２００（または溶融金属合金２００）を回転ホイールアセンブリ１２０の回転可能ホイールの表面１２２に供給するためのるつぼアセンブリ１１０を含む。システム１００はまた、回転ホイールアセンブリ１２０の回転するホイールを介した合金の溶融混合物の急速な凝固によって生成される金属リボンの幅にわたる粒径の微細化および均一性を制御する際に用いるための粒径微細化および均一化アセンブリ１３０を含む。システム１００はまた、るつぼアセンブリ１１０、回転ホイールアセンブリ１２０、およ粒径微細化および均一化アセンブリ１３０を収容するための、ならびに磁性材料の製造のための一貫した環境／条件を維持するためのチャンバ（図示せず）なども含む。例えば、磁性材料の製造中、チャンバの内圧および温度は、それぞれ約２００ｍＴｏｒｒ～８０５Ｔｏｒｒおよび約１０°Ｃ～２００°Ｃに維持されてもよい。さらに、チャンバは、１つ以上の入力および／または出力バルブを介して、１種以上の不活性ガス（例えば、アルゴンガス、ヘリウムガスなど）の雰囲気を受容および維持してもよい。この点に関して、チャンバはまた、磁性材料の製造中、（本開示に記載されるように）粒径微細化および均一化アセンブリ１３０による冷却剤１３０ａの適用／供給を考慮して、上述の環境／条件を動的に維持する。

【0024】

ここで、本開示の一部を形成する、磁性材料を製造するためのシステム１００およびその要素の例示的な実施形態が、添付の図面を参照してさらに説明される。

【0025】

るつぼアセンブリ（例えばるつぼアセンブリ１１０）。
図１に示されるように、磁性材料を製造するためのシステム１００の例示的な実施形態は、合金の混合物を受容および溶融し、合金の溶融混合物を回転ホイールアセンブリ１２０に供給するためのるつぼアセンブリ（例えば、るつぼアセンブリ１１０）を含む。

【0026】

るつぼアセンブリ１１０は、るつぼ（例えば、るつぼ１１２）などを含む。るつぼ１１２は、合金の混合物を受容し収容するための内部キャビティを有する本体１１２として形成されてもよい。例えば、るつぼ１１２は、円形断面を有する円筒体として形成されてもよい。

【0027】

るつぼアセンブリ１１０はまた、るつぼ１１２の内部キャビティに加熱を提供するように、るつぼ１１２内および／または上に提供される加熱コイル（例えば、加熱コイル１１４）などを含む。例示的な実施形態では、加熱コイル１１４は、合金の混合物がるつぼ１１２の内部キャビティに収容されたとき、合金の混合物を溶融する（すなわち、合金の溶融混合物となる）のに十分な加熱を提供するように構成された誘導加熱コイル１１４などであってもよい。

【0028】

るつぼアセンブリ１１０が、るつぼ１１２の内部キャビティから回転ホイールアセンブリ１２０へ合金の溶融混合物２００を放出することを可能にするために、るつぼアセンブリ１１０は、るつぼ１１２の端部に設けられたノズル（例えば、ノズル１１６）などを含む。例示的な実施形態では、るつぼ１１２内の合金の溶融混合物２００は、約０．２ｋｇ／分～５．０ｋｇ／分の流量でノズル１１６から合金の溶融混合物２００を放出できるように選択的に加圧されてもよい。本開示では、ノズル１１６から合金の溶融混合物２００を放出するためにるつぼ１１２内の合金の溶融混合物２００に加えられる圧力は、正圧源、重力（例えば、ノズル１１６近くの下流の合金の溶融混合物２００に、重力を介して、すなわち、ノズル１１６に向かって流下する上流の合金の溶融混合物２００の重量を介して、圧力を印加する）等を含むがこれらに限定されない任意の方法および／または装置を用いて提供され得ることを理解されたい。

【0029】

例示的な実施形態では、るつぼアセンブリ１１０のノズル１１６によって合金の溶融混合物２００として放出される合金の混合物の組成は、ＲＥ－Ｆｅ－Ｂによって表され、ＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｆｅは鉄であり、Ｂはホウ素である組成を含むことができるが、これらに限定されない。好ましい実施形態において、合金の混合物の組成はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂであり、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり；Ｆｅは鉄であり；Ｃｏはコバルトであり；Ｍは、元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＣおよびＭｏから選択される１つ以上の元素であり；Ｂはホウ素である。

【0030】

回転ホイールアセンブリ（例えば、回転ホイールアセンブリ１２０）。
図１に示されるように、磁性材料を製造するためのシステム１００の例示的な実施形態は、回転ホイールアセンブリ（例えば、回転ホイールアセンブリ１２０）を含む。回転ホイールアセンブリ１２０は、るつぼアセンブリ１１０のノズル１１６によって放出される合金の溶融混合物２００を急速に凝固（または急速に急冷）するように構成された外側接触面（例えば接触面１２２）を有する回転するホイール１２０などを含む。回転ホイールアセンブリ１２０の回転するホイール１２０は、（例えば、図１の方向矢印Ｒによって示されるように、）回転するホイール１２０の中心軸Ｃに対して、約５ｍ／ｓ～６０ｍ／ｓの回転速度（またはホイール速度）で回転するように構成される。回転するホイール１２０の回転速度は、とりわけ、ノズル１１６からの合金の溶融混合物２００の流量、ノズル１１６の開口のサイズ、るつぼ１１２の内部キャビティに収容された合金の溶融混合物２００に加えられる正圧の量、るつぼ１１２の内部キャビティ内に提供される合金の混合物の組成および温度、ならびに／または回転ホイールアセンブリ１２０によって形成される予備金属リボン２１０の所望のサイズ／寸法（例えば、幅、厚さなど）に基づいて選択することができる。

【0031】

本開示で用いられるように、（本開示に記載される）粒径微細化および均一化アセンブリ１３０によって処理される前に、回転ホイールアセンブリ１２０の接触面１２２による合金の溶融混合物２００の急速な凝固によって形成される金属リボン２１０は、「予備金属リボン」２１０と称される。

【0032】

粒径微細化および均一化アセンブリ（例えば、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０）。

【0033】

例示的な実施形態では、磁性材料を製造するためのシステム１００は、粒径微細化および均一化アセンブリ（例えば、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０）を含む。粒径微細化および均一化アセンブリ１３０は、（（上記および本開示に記載されるように）合金の溶融混合物２００の急速な凝固によって形成される）予備金属リボン２１０の１つ以上の部分に冷却剤源（図示せず）から冷却剤（例えば、冷却剤１３０ａ）の例示的な実施形態を供給するように構成可能または構成された任意のアセンブリおよび／または要素を含むことができる。本開示で用いられるように、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０から冷却剤１３０ａを受け取っていない（またはまだ受けていない）、合金の溶融混合物２００の急速凝固によって形成される金属リボン２１０は、予備金属リボン２１０と称される。さらに、本開示で用いられるように、粒径微細化および均一性アセンブリ１３０から冷却剤１３０ａを受け取った（すなわち、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０によって処理された）予備金属リボン２１０は、「最終金属リボン」２２０と称される。別の言い方をすれば、予備金属リボン２１０は、予備金属リボン２１０が粒径微細化および均一化アセンブリ１３０から冷却剤１３０ａを受けた後、最終金属リボン２２０となる。本開示では、合金の溶融混合物２００の急速な凝固によって形成される金属リボンは、予備金属リボン２１０である部分および最終金属リボン２２０である部分を有する長い金属リボンであってもよいことを理解されたい。例えば、図１に示す金属リボンは、回転するホイール１２０の外側接触面１２２と接触する部分２１０ａ（金属リボンのこの部分は、予備金属リボン２１０と見なされる）と、回転するホイール１２０を出て冷却剤１３０ａをまだ受けていない部分２１０ｂ（金属リボンのこの部分も予備金属リボン２１０と見なされる）と、冷却剤１３０ａを受けた部分（この金属リボンの部分を最終金属リボン２２０と呼ぶ）とを有する。

【0034】

図２Ａは、例示的な予備金属リボン２１０の断面図を示す。予備金属リボン２１０は、上面２１２（または上側２１２）および下面２１１（または下側２１１）を含み、下面２１１は、回転するホイール１２０の外側接触面１２２と直接接触した（または、予備金属リボン２１０が回転するホイール１２０からまだ離れていない場合には、回転するホイール１２０の外側接触面１２２とまだ接触している）予備金属リボン２１０の表面または側部である。予備金属リボン２１０の上面２１２は、上部左側面２１２ａ（または上部左側２１２ａ）、上部中央面２１２ｂ（または上部中央側２１２ｂ）、および上部右側面２１２ｃまたは（または上部右側２１２ｃ）を含む。予備金属リボン２１０の下面２１１は、下部左側面２１１ａ（または下部左側２１１ａ）と、下部中央面２１１ｂ（または下部中央側２１１ｂ）と、下部右側面２１１ｃ（または下部右側２１１ｃ）とを含む。予備金属リボン２１０は、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０によるさらなる処理のために、回転するホイールアセンブリ１２０の接触面１２２を離れる。

【0035】

図２Ｂは、上面２２２（または上側２２２）および下面２２１（または下側２２１）を有する最終金属リボン２２０の例示的実施形態の断面図を示し、下面２２１は、回転するホイール１２０の外側接触面１２２と直接接触した（または、回転するホイール１２０からまだ離れていない場合に、回転するホイール１２０の外側接触面１２２と依然として接触しており、そして冷却剤１３０ａを受けている）最終金属リボン２２０の表面または側部である。最終金属リボン２２０の上面２２２は、上部左側面２２２ａ（または上部左側２２２ａ）、上部中央面２２２ｂ（または上部中央側２２２ｂ）、および上部右側面２２２ｃまたは（または上部右側２２２ｃ）を含む。最終金属リボン２２０の下面２２１は、下部左側面２２１ａ（または下部左側２２１ａ）と、下部中央面２２１ｂ（または下部中央側２２１ｂ）と、下部右側面２２１ｃ（または下部右側２２１ｃ）とを含む。

【0036】

粒径微細化および均一化アセンブリ１３０は、冷却剤源（図示せず）と連通する１つ以上のノズル（例えば、ノズル１３２）などを含んでもよい。例示的な実施形態では、１つ以上のノズル１３２は、冷却剤１３０ａを予備金属リボン２１０に供給するように構成される。より具体的な例として、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０は、冷却剤１３０ａの１つ以上の流れを予備金属リボン２１０の上面２１２の少なくとも一部に供給するように構成された１つ以上のノズル１３２などを含むことができる。１つ以上のノズル１３２は、最終金属リボン２２０となるように、冷却剤１３０ａを、予備金属リボン２１０の（図２Ａに示されるように）上部左側または上部左側面２１２ａ、（図２Ａに示されるように）上部右側または上部右側面２１２ｃ、（図２Ａに示されるように）上部中央側または上部中央面２１２ｂの少なくとも一部に均一に分配するように構成されてもよい。予備金属リボン２１０の幅（すなわち、上部左側２１２ａの最も左の部分／縁と上部右側２１２ｃの最も右の部分／縁との間の寸法）が小さい（例えば、約３ｍｍ未満）である例示的な実施形態では、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０は、冷却剤１３０ａの単一の流れを予備金属リボン２１０の上面２１２に供給するための単一のノズル１３２を備えて構成されてもよい。１つ以上のノズル１３２は、（図１に示されるように）回転するホイール１２０の接触面１２２から離れている（またはもはや接触していない）予備金属リボン２１０の少なくとも一部２１０ｂに冷却剤１３０ａを供給するように固定して配置されてもよい。そのような１つ以上のノズル１３２は、予備金属リボン２１０の上面２１２から５０ｍｍ未満の距離で、かつ予備金属リボン２１０が回転するホイール１２０の接触面１２２から約５ｍｍから６００ｍｍ離れているときに、固定して配置され得る。代替的または追加的に、回転するホイール１２０の接触面１２２をまだ離れていない（またはまだ接触している）予備金属リボン２１０の少なくとも一部２１０ａに冷却剤１３０ａを供給するよう１つ以上のノズル１３２を固定的に配置してもよい。そのような１つ以上のノズル１３２は、予備金属リボン２１０の上面２１２から５０ｍｍ未満の距離に固定して配置され得る。

【0037】

冷却剤１３０ａを予備金属リボン２１０の上面２１２の少なくとも一部分に供給するように構成された１つ以上のノズル１３２の代わりに、またはそれに加えて、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０は、冷却剤１３０ａの１つ以上の流れを予備金属リボン２１０の下面２１１の少なくとも一部に供給するように構成される１つ以上のノズル１３２などを含み得る。予備金属リボン２１０の下面２１１は、予備金属リボン２１０の上面２１２と反対側の面である。１つ以上のそのようなノズル１３２は、冷却剤１３０ａを予備金属リボン２１０の少なくとも（図２Ａに示されるように）下部左側または下部左側面２１１ａ、（図２Ａに示されるように）下部右側または下部右側面２１１ｃ、および（図２Ａに示されるように）下部中央側または下部中央面２１１ｂに均一に分配するように構成されてもよい。予備金属リボン２１０の幅（すなわち、下部左側または下部左側面２１１ａの最も左の部分／縁と下部右側または下部右側面２１１ｃの最も右の部分／縁との間の寸法）が小さい（例えば、約３ｍｍ未満）である例示的な実施形態では、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０は、冷却剤１３０ａの単一の流れを予備金属リボン２１０の下面２１１に供給する単一のノズル１３２を備えて構成されてもよい。１つ以上のノズル１３２は、（図１に示されるように）回転するホイール１２０の接触面１２２から離れている（またはもはや接触していない）予備金属リボン２１０の少なくとも一部に冷却剤１３０ａを供給するように固定して配置されてもよい。そのような１つ以上のノズル１３２は、予備金属リボン２１０の下面２１１から５０ｍｍ未満の距離で、かつ予備金属リボン２１０が回転するホイール１２０の接触面１２２から約５ｍｍから６００ｍｍ離れているときに、固定して配置され得る。

【0038】

例示的な実施形態では、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０によって予備金属リボン２１０に供給される冷却剤１３０ａは、液体アルゴン１３０ａ流、液体ヘリウム１３０ａ流、および／または液体形態（もしくは液体状態）の１つ以上の他の希ガス１３０ａ流の形態であってもよい。この点に関して、予備金属リボン２１０は、液体アルゴン１３０ａ、液体ヘリウム１３０ａ、および／または液体状態／形態の１つ以上の他の希ガス１３０ａの流れを受け取ってそれと接触する（すなわち、液体アルゴン１３０ａのような１つ以上の希ガス１３０ａの液体状態／形態を受け取って接触させる）。１つ以上の希ガス１３０ａのこのような液体状態／形態の流れは、約２０～５００ｃｃ／分の流量で供給されてもよい。１つ以上の希ガス１３０ａの液体状態／形態の流れを供給する代わりに、または加えて、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０によって予備金属リボン２１０に供給される冷却剤１３０ａは、アルゴンガス、ヘリウムガス、および／もしくは１つ以上の他の希ガスの気体状態／形態の流れまたは流動であってもよい。

【0039】

（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０で処理しないことと比較して、）粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の実施形態例によって冷却剤１３０ａの実施形態例を予備金属リボン２１０に供給する際に、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の上側２２２および／または下側２２１の幅にわたって、より均一な粒径の微細化および均一性を有して形成される（すなわち、上部左側２２２ａ、上部右側２２２ｃ、上部中央側２２２ｂ、下部左側２２１ａ、下部右側２２２ｃ、下部中央側２２２ｂの粒径の均一性が、より高まっている）ことが本開示において認識される。本開示で用いられるように、粒径の、より高いまたは増大した均一性は、粒径の、より小さい偏差、範囲、または差を指す。例えば、左側２１１ａ／２１２ａにおける平均粒径が４３．５ｎｍであり、中央２１１ｂ／２１２ｂにおける平均粒径が４６．９ｎｍであり、右側２１１ｃ／２１２ｃにおける平均粒径が３９．１ｎｍである予備金属リボン２１０は、左側２２１ａ／２２２ａにおける平均粒径が３８．１ｎｍであり、中央２２１ｂ／２２２ｂにおける平均粒径が３９．１ｎｍであり、右側２２１ｃ／２２２ｃの平均粒径が３７．７ｎｍである最終金属リボン２２０と比較して、粒径の均一性がより低い（または幅にわたって粒径がより均一でない）であろう。

【0040】

より具体的には、本開示では、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０で処理しないことと比較して、）粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的な実施形態による冷却剤１３０ａの例示的な実施形態の予備金属リボン２１０への供給において、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０の１つ以上の側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および／または２２２ｃ）の平均粒径との差が、最終金属リボン２２０の当該側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび／または２２２ｃ）の平均粒径の１０％未満となるように形成されることが認識される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径との差（すなわち、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部と比較して）が、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径の１０％未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０の１つ以上の側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび／または２２２ｃ）の平均粒径との差が、最終金属リボン２２０の当該側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび／または２２２ｃ）の平均粒径の５％未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径との差が、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径の５％未満となるように形成される。

【0041】

代替的または追加的に、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０で処理しないことと比較して、）冷却剤１３０ａの例示的な実施形態を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的な実施形態によって予備金属リボン２１０に供給するとき、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のある側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および／または２２２ｃ）の平均粒径との差が、５ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および２２２ｃ）の平均粒径との差（すなわち、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部と比較して、）が５ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のある側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および／または２２２ｃ）の平均粒径との差が２ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ，２２１ｃ，２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径との差が２ｎｍ未満となるように形成される。

【0042】

代替的または追加的に、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０で処理しないことと比較して、）冷却剤１３０ａの例示的実施形態が粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的実施形態によって予備金属リボン２１０に供給されるとき、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が５０ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が４０ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径およびすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および２２２ｃ）の平均粒径が５０ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径および最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および２２２ｃ）の平均粒径が４０ｎｍ未満となるように形成される。

【0043】

本開示ではまた、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０で処理しないことと比較して、）粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的実施形態による冷却剤１３０ａの例示的実施形態の予備金属リボン２１０への供給において、最終金属リボン２２０は、中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が従来の方法で製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも小さく形成されることも認識される。例えば、最終金属リボン２２０は、中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さくなるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さいように形成される。本開示で言及されるように、「従来の方法」などは、予備金属リボン２１０を処理するための粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的な実施形態の使用を含まない（すなわち、従来の方法は、冷却剤１３０ａの例示的な実施形態を予備金属リボン２１０に供給しない）、金属リボンを製造する任意の方法であり得る。さらに、本開示において言及されるように、「従来の金属リボン」などは、予備金属リボン２１０を処理するために粒径微細化および均一性アセンブリ１３０の例示的な実施形態を用いることなく製造される（すなわち、従来の金属リボンは、冷却剤１３０ａの例示的な実施形態で処理されていない）任意の金属リボン（予備金属リボン２１０を含む）であり得る。さらに、本開示において言及されるように、「従来の金属リボンの中央部分」などは、予備金属リボン２１０を処理するために粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的な実施形態を用いることなく製造される任意の金属リボンの中央部分（すなわち、冷却剤１３０ａの例示的な実施形態で処理されていない従来の金属リボンの中央部分）（予備金属リボン２１０の中央部分を含む）であり得る。

【0044】

本開示では、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化アセンブリ１３０で処理しないことと比較して、）粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的実施形態による冷却剤１３０ａの例示的実施形態の予備金属リボン２１０への供給において、（第１の回転速度または第１のホイール速度で回転する）回転するホイール１２０の外側接触面１２２に供給される合金の溶融混合物２００の流量は、従来の方法で用いられる合金の溶融混合物２００の従来の流量よりも少なくとも１０％高く増加され得ることも認識される。本開示で言及されるように、合金の溶融混合物２００の「従来の流量」は、（本開示に記載されるように、予備金属リボン２１０を処理するために粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的な実施形態を用いることを含まないものである）従来の方法（すなわち、従来の方法は、冷却剤１３０ａの例示的な実施形態を予備金属リボン２１０に供給しない）を用いて、（第１の回転速度または第１のホイール速度で回転する）回転するホイール１２０の外側接触面１２２に供給される合金の溶融混合物２００の最大流量である。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記１０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さい。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記１０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さい。好ましくは、（第１の回転速度または第１のホイール速度で回転する）回転するホイール１２０の外側接触面１２２に供給される合金の溶融混合物２００の流量は、上述の従来の方法で用いられる合金の溶融混合物２００の上述の従来の流量と比較して、少なくとも３０％増加され得る。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記３０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さい。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記３０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さい。

【0045】

磁性材料を製造する方法の例示的な実施形態（例えば、方法３００）。
図３は、磁性材料を製造する方法（例えば、方法３００）の例示的な実施形態を示す。磁性材料を製造する方法３００は、合金の混合物を提供すること（例えば、動作３０２）を含む。方法３００はまた、合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすること（例えば、動作３０４）も含む。方法３００はまた、溶融紡糸プロセスを実行すること（例えば、動作３０６）も含む。溶融紡糸プロセスは、動作３０４で得られた合金の溶融混合物を、回転可能なホイールを介して急速に凝固させて、予備金属リボンとすること（例えば、動作３０６）を含む。方法３００はまた、粒径微細化および均一化プロセスを実行すること（例えば、動作３０８）も含む。

【0046】

例示的な実施形態では、方法３００は、（本開示に記載されるような）システム１００の例示的な実施形態、またはるつぼアセンブリ１１０、回転ホイールアセンブリ１２０、および／もしくは粒径微細化および均一化アセンブリ１３０を含むシステム１００の１つ以上の要素を用いて実行されてもよい。そのようなシステム１００、またはシステム１００の１つ以上の要素は、磁性材料の製造のための一貫した環境／条件を維持するように構成されるチャンバ（図示せず）など内に収容され得る。例えば、磁性材料を製造する間、方法３００は、チャンバの内圧および／または温度を、それぞれ約１０ｔｏｒｒ～５００ｔｏｒｒおよび約１０°Ｃ～２００°Ｃに維持することも含んでもよい。さらに、方法３００は、チャンバ内において、１つ以上の入力および／または出力バルブ（図示せず）を介してなど、１種以上の不活性ガス（例えば、アルゴンガス、ヘリウムガスなど）の雰囲気を提供および維持することも含み得る。方法３００は、磁性材料の製造中に、（例えば、本開示で説明するように、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０による）冷却剤１３０ａの適用／供給および１種以上の不活性ガスの雰囲気を考慮して、チャンバ内の上述の環境／条件を動的に維持することも含み得る。

【0047】

磁性材料を製造する方法３００の例示的な実施形態およびその動作を、本開示の一部を形成する添付の図面を参照してさらに説明する。

【0048】

合金の混合物を提供する（例えば、動作３０２）。
例示的な実施形態において、磁性材料を製造する方法３００は、合金の混合物を提供すること（例えば、動作３０２）を含む。合金の混合物は、ＲＥ－Ｆｅ－Ｂによって表され、ＲＥは１つ以上の希土類元素であり、Ｆｅは鉄であり、Ｂはホウ素である組成物を含み得るが、それに限定されない。好ましい実施形態において、合金の混合物の組成はＲＥ－Ｆｅ－Ｃｏ－Ｍ－Ｂであり、ここでＲＥは１つ以上の希土類元素であり；Ｆｅは鉄であり；Ｃｏはコバルトであり；Ｍは、元素Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉ、ＣおよびＭｏから選択される１つ以上の元素であり；Ｂはホウ素である。合金の混合物は、るつぼアセンブリ１１０の例示的な実施形態に与えられてもよい。合金の混合物は、ＲＥ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍおよび／もしくはＢを含む原料の形態で、ならびに／または予め溶融されたインゴット（これはＲＥ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍおよび／もしくはＢを含み得る）の形態で提供されてもよい。

【0049】

合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とする（例えば、動作３０４）。
例示的な実施形態において、磁性材料を製造する方法３００は、合金の混合物を溶融して合金の溶融混合物とすること（例えば、動作３０４）を含む。合金の混合物は、加熱コイル１１４などを有するるつぼアセンブリ１１０の例示的な実施形態を用いて溶融され得る。加熱コイル１１４は、合金の混合物がるつぼ１１２の内部キャビティに収容されたとき、合金の混合物を溶融する（すなわち、合金の溶融混合物となる）のに十分な加熱を提供するように構成された誘導加熱コイル１１４などであってもよい。

【0050】

溶融紡糸プロセス（例えば、動作３０６）を実行する。
例示的な実施形態では、磁性材料を製造する方法３００は、溶融紡糸プロセス（例えば、動作３０６）を実行することを含む。溶融紡糸プロセスは、回転可能なホイールを用いて、合金の溶融混合物（動作３０４で得られ、るつぼ１１６内に収容される）を急速に凝固させて、予備金属リボンとすること（例えば、動作３０６）を含む。方法３００は、るつぼ１１２からノズル１１６などを介して回転するホイール１２０の外側接触面１２２に合金の溶融混合物を放出することを含む。

【0051】

合金の溶融混合物は、約０．２ｋｇ／分から５．０ｋｇ／分の間の流速で放出され得る。

【0052】

溶融紡糸プロセスは、回転ホイールアセンブリ１２０の回転するホイール１２０を、（例えば、図１の方向矢印Ｒによって示されるように、）回転するホイール１２０の中心軸Ｃに対して約５ｍ／ｓ～６０ｍ／ｓの回転速度（またはホイール速度）で回転させることを含む。回転するホイール１２０の回転速度は、とりわけ、ノズル１１６からの合金の溶融混合物の流量、ノズル１１６の開口のサイズ、るつぼ１１２の内部キャビティに収容された合金の溶融混合物に加えられる正圧の量、るつぼ１１２の内部キャビティ内に提供される合金の混合物の組成および温度、回転ホイールアセンブリ１２０によって形成される予備金属リボン２１０の所望のサイズ／寸法（例えば、幅、厚さなど）に基づいて選択することができる。

【0053】

ノズル１１６から放出された合金の溶融混合物が回転するホイール１２０の外側接触面１２２と接触すると、合金の溶融混合物は急速に凝固して（本開示に記載されるように）予備金属リボンを生成する。

【0054】

粒径微細化および均一化プロセス（例えば、動作３０８）を実行する。
例示的な実施形態では、磁性材料を製造する方法３００は、粒径微細化および均一化プロセス（例えば、動作３０８）を実行することを含む。粒径微細化および均一化プロセスは、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の例示的な実施形態によって実行されてもよい。粒径微細化および均一化プロセスは、（（上記および本開示に記載されるように）合金の溶融混合物の急速な凝固によって形成される）予備金属リボン２１０の１つ以上の部分に冷却剤源（図示せず）から冷却剤１３０ａの例示的な実施形態を供給して、最終金属リボンとすることを含む。粒径微細化および均一化プロセスによって予備金属リボン２１０に供給される冷却剤１３０ａは、液体アルゴン１３０ａ流、液体ヘリウム１３０ａ流、および／または液体形態（または液体状態）の１つ以上の他の希ガス１３０ａ流の形態であってもよい。この点に関して、予備金属リボン２１０は、液体アルゴン１３０ａ、液体ヘリウム１３０ａ、および／または液体状態／形態の１つ以上の他の希ガス１３０ａの流れを受け取ってそれと接触する（すなわち、液体アルゴン１３０ａのような１つ以上の希ガス１３０ａの液体状態／形態を受け取って接触させる）。１つ以上の希ガス１３０ａのこのような液体状態／形態の流れは、約２０～５００ｃｃ／分の流量で供給されてもよい。１つ以上の希ガス１３０ａの液体状態／形態の流れを供給する代わりに、またはそれに加えて、粒径微細化および均一化プロセスによって予備金属リボン２１０に供給される冷却剤１３０ａは、アルゴンガス、ヘリウムガス、および／または１つ以上の他の希ガスの気体状態／形態の流れまたは流動であってもよい。

【0055】

例示的な実施形態では、粒径微細化および均一化プロセスは、粒径微細化および均一化アセンブリ１３０の１つ以上のノズル１３２を介して、冷却剤１３０ａを予備金属リボン２１０に供給することを含む。１つ以上のノズル１３２は、冷却剤１３０ａの１つ以上の流れを予備金属リボン２１０の上面２１２の少なくとも一部に供給するように構成されてもよい。１つ以上のノズル１３２は、最終金属リボン２２０となるように、冷却剤１３０ａを、予備金属リボン２１０の（図２Ａに示されるように）上部左側または上部左側面２１２ａ、（図２Ａに示されるように）上部右側または上部右側面２１２ｃ、（図２Ａに示されるように）上部中央側または上部中央面２１２ｂの少なくとも一部に均一に分配するように構成されてもよい。予備金属リボン２１０の幅（すなわち、上部左側２１２ａの最も左の部分／縁と上部右側２１２ｃの最も右の部分／縁との間の寸法）が小さい（例えば、約３ｍｍ未満）である例示的な実施形態では、粒径微細化および均一化プロセスは、冷却剤１３０ａの単一の流れを予備金属リボン２１０の上面２１２に供給するための単一のノズル１３２を利用してもよい。

【0056】

例示的実施形態では、粒径微細化および均一化プロセスは、（図１に示されるように）回転するホイール１２０の接触面１２２から離れている（またはもはや接触していない）予備金属リボン２１０の少なくとも一部２１０ｂに冷却剤１３０ａを供給してもよい。そのような例では、１つ以上のノズル１３２は、予備金属リボン２１０の上面２１２から５０ｍｍ未満の距離で、かつ予備金属リボン２１０が回転するホイール１２０の接触面１２２から約５ｍｍから６００ｍｍ離れているときに、固定して配置されてもよい。

【0057】

代替的または追加的に、粒径微細化および均一化プロセスは、回転するホイール１２０の接触面１２２をまだ離れていない（またはまだ接触している）予備金属リボン２１０の少なくとも一部２１０ａに冷却剤１３０ａを供給してもよい。そのような例では、１つ以上のノズル１３２は、予備金属リボン２１０の上面２１２から５０ｍｍ未満の距離に固定して配置されてもよい。

【0058】

冷却剤１３０ａを予備金属リボン２１０の上面２１２の少なくとも一部分に供給するように構成された１つ以上のノズル１３２の代わりに、またはそれに加えて、粒径微細化および均一化プロセスは、冷却剤１３０ａの１つ以上の流れを予備金属リボン２１０の下面２１１の少なくとも一部に供給してもよい。そのような例では、１つ以上のノズル１３２は、冷却剤１３０ａを予備金属リボン２１０の少なくとも（図２Ａに示されるように）下部左側または下部左側面２１１ａ、（図２Ａに示されるように）下部右側または下部右側面２１１ｃ、および（図２Ａに示されるように）下部中央側または下部中央面２１１ｂに均一に分配するように構成されてもよい。予備金属リボン２１０の幅（すなわち、下部左側または下部左側面２１１ａの最も左の部分／縁と下部右側または下部右側面２１１ｃの最も右の部分／縁との間の寸法）が小さい（例えば、約３ｍｍ未満）である例示的な実施形態では、粒径微細化および均一化プロセスは、冷却剤１３０ａの単一の流れを予備金属リボン２１０の下面２１１に供給してもよい。

【0059】

例示的実施形態では、粒径微細化および均一化プロセスは、（図１に示されるように）回転するホイール１２０の接触面１２２から離れている（またはもはや接触していない）予備金属リボン２１０の少なくとも一部に冷却剤１３０ａを供給してもよい。そのような例では、１つ以上のノズル１３２は、予備金属リボン２１０の下面２１１から５０ｍｍ未満の距離で、かつ予備金属リボン２１０が回転するホイール１２０の接触面１２２から約５ｍｍから６００ｍｍ離れているときに、固定して配置されてもよい。

【0060】

（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化プロセスで処理しない従来の方法と比較して、）粒径微細化および均一化プロセスの実施形態例によって冷却剤１３０ａの実施形態例を予備金属リボン２１０に供給する際に、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の上側２２２および／または下側２２１の幅にわたって、粒径がより微細かつ均一（または微細さおよび均一さがよりよいかもしくはより優れている）に形成される（すなわち、上部左側２２２ａ、上部右側２２２ｃ、上部中央側２２２ｂ、下部左側２２１ａ、下部右側２２２ｃ、および下部中央側２２２ｂの粒径がより均一であるかまたは粒径の均一性が増大されている）ことが本開示において認識される。

【0061】

より具体的には、本開示では、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化プロセスで処理しない従来の方法と比較して、）粒径微細化および均一化プロセスの例示的な実施形態による冷却剤１３０ａの例示的な実施形態の予備金属リボン２１０への供給において、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０の１つ以上の側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および／または２２２ｃ）の平均粒径との差が、最終金属リボン２２０の当該側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび／または２２２ｃ）の平均粒径の１０％未満となるように形成されることが認識される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径との差（すなわち、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部と比較して）が、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径の１０％未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０の１つ以上の側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび／または２２２ｃ）の平均粒径との差が、最終金属リボン２２０の当該側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび／または２２２ｃ）の平均粒径の５％未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径との差が、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径の５％未満となるように形成される。

【0062】

代替的または追加的に、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化プロセスで処理しない従来の方法と比較して、）冷却剤１３０ａの例示的な実施形態を粒径微細化および均一化プロセスの例示的な実施形態によって予備金属リボン２１０に供給するとき、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のある側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および／または２２２ｃ）の平均粒径との差が、５ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および２２２ｃ）の平均粒径との差（すなわち、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部と比較して、）が５ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のある側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および／または２２２ｃ）の平均粒径との差が２ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径と、最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ，２２１ｃ，２２２ａおよび２２２ｃ）の平均粒径との差が２ｎｍ未満となるように形成される。

【0063】

代替的または追加的に、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化プロセスで処理しない従来の方法と比較して、）冷却剤１３０ａの例示的実施形態が粒径微細化および均一化プロセスの例示的実施形態によって予備金属リボン２１０に供給されるとき、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が５０ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が４０ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径およびすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および２２２ｃ）の平均粒径が５０ｎｍ未満となるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、最終金属リボン２２０の中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径および最終金属リボン２２０のすべての側部または縁部（２２１ａ、２２１ｃ、２２２ａ、および２２２ｃ）の平均粒径が４０ｎｍ未満となるように形成される。

【0064】

本開示ではまた、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化プロセスで処理しない従来の方法と比較して、）粒径微細化および均一化プロセスの例示的実施形態による冷却剤１３０ａの例示的実施形態の予備金属リボン２１０への供給において、最終金属リボン２２０は、中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が従来の方法で製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも小さく形成されることも認識される。例えば、最終金属リボン２２０は、中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さくなるように形成される。好ましくは、最終金属リボン２２０は、中央部分２２１ｂ／２２２ｂの平均粒径が、従来の方法を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さいように形成される。

【0065】

本開示では、（冷却剤１３０ａを供給しないことを含め、予備金属リボン２１０を粒径微細化および均一化プロセスで処理しない従来の方法と比較して、）粒径微細化および均一化プロセスの例示的実施形態による冷却剤１３０ａの例示的実施形態の予備金属リボン２１０への供給において、（第１の回転速度または第１のホイール速度で回転する）回転するホイール１２０の外側接触面１２２に供給される合金の溶融混合物２００の流量は、従来の方法で用いられる合金の溶融混合物２００の従来の流量よりも少なくとも１０％高く増加され得ることも認識される。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記１０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さい。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記１０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さい。好ましくは、（第１の回転速度または第１のホイール速度で回転する）回転するホイール１２０の外側接触面１２２に供給される合金の溶融混合物２００の流量は、上述の従来の方法で用いられる合金の溶融混合物２００の上述の従来の流量と比較して、少なくとも３０％増加され得る。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記３０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも５％小さい。好ましくは、（従来の流量と比較して）合金の溶融混合物２００の上記３０％の流量増加の結果として製造される最終金属リボン２２０の中央部分の平均粒径は、上記従来の方法（および上記従来の流量）を用いて製造される従来の金属リボンの中央部分の従来の平均粒径よりも少なくとも１０％小さい。

【0066】

比較例。
合金の混合物（合金組成３１．４％ＮｄＰｒ－０．５％Ｇａ－０．９１５％Ｂ－残部Ｆｅ）をるつぼアセンブリ内に与え、溶融して合金の溶融混合物を形成した。溶融紡糸プロセスを実施して、合金の溶融混合物を（回転ホイールアセンブリを介して）急速に凝固させ、予備金属リボンを形成した。本比較例では、予備金属リボンに対して粒径微細化および均一化プロセスを行わなかった。図４Ａは、（第２の行の３つの断面図については）ｘ２，５００、および（予備金属リボンの上部左側２１２ａ'、上部中央側２１２ｂ'、上部右側２１２ｃ'、下部左側２１１ａ'、下部中央側２１１ｂ'、および下部右側２１１ｃ'の粒子を示す第１の行および第３の行の６つの代表的な領域については）ｘ１００，０００の倍率で撮影した比較例で得られた予備金属リボンのＦＥＳＥＭ（電界放出走査電子顕微鏡）画像を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、比較例の予備金属リボンについて得られた平均粒径測定値（上側の平均粒径（図５Ｃおよび図５Ｄ参照）および下側の平均粒径（図５Ｃおよび図５Ｄ参照）の平均計算）の表およびグラフをそれぞれ示し；図５Ｃおよび図５Ｄは、比較例の予備金属リボンについて得られた平均粒径測定値（別々に提供され、図５Ａおよび図５Ｂのように平均化されない、上側の平均粒径および下側の平均粒径）の表およびグラフをそれぞれ示す。平均粒径は、イメージＪオープンソースソフトウェアを用いて得た。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、予備金属リボンの左側の平均粒径（２１２ａ'および２１１ａ'の平均）は４３．５ｎｍであることが測定され；予備金属リボンの中央の平均粒径（２１２ｂ'および２１１ｂ'の平均）は、４６．９ｎｍであることが測定され；予備金属リボンの右側の平均粒径（２１２ｃ'、２１１ｃ'の平均）は３９．１ｎｍであることが測定された。さらに、図５Ｃおよび図５Ｄに示されるように、予備金属リボンの上部左側２１２ａ'の平均粒径は４４．７ｎｍであることが測定され；予備金属リボンの上部中央側２１２ｂ'の平均粒径は４９．２ｎｍであることが測定され；予備金属リボンの上部右側２１２ｃ'は４１．７ｎｍであることが測定された。さらに、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、予備金属リボンの下部左側２１１ａ'の平均粒径は４２．２ｎｍであることが測定され；予備金属リボンの下部中央側２１１ｂ'の平均粒径は４４．７ｎｍであることが測定され；予備金属リボンの下部右側２１１ｃ'の平均粒径は３６．４ｎｍであることが測定された。

【0067】

実施例１
比較例（合金組成３１．４％ＮｄＰｒ－０．５％Ｇａ－０．９１５％Ｂ－残部Ｆｅ）と同じ合金混合物を、比較例と同じるつぼアセンブリ内に与え、溶融して、比較例と同じ合金の溶融混合物を形成した。合金の溶融混合物を、比較例と同じ回転ホイールアセンブリを介して急速に凝固させ、予備金属リボンを形成した。この実施例１では、予備金属リボンに対して、予備金属リボンの上面への冷却剤の例示的な実施形態の供給を含む、（粒径微細化および均一化アセンブリの例示的な実施形態を用いる）粒径微細化および均一化プロセスを行った。図４Ｂは、（第２の行の３つの断面図については）ｘ２，５００、および（予備金属リボンの上部左側２２２ａ’、上部中央側２２２ｂ’、上部右側２２２ｃ’、下部左側２２１ａ’、下部中央側２２１ｂ’、および下部右側２２１ｃ’の粒子を示す第１の行および第３の行の６つの代表的な領域については）ｘ１００，０００の倍率で撮影した実施例１で得られた最終金属リボンのＦＥＳＥＭ画像を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、実施例１の最終金属リボンについて得られた平均粒径測定値（上側の平均粒径（図５Ｅおよび図５Ｆ参照）および下側の平均粒径（図５Ｅおよび図５Ｆ参照）の平均計算）の表およびグラフをそれぞれ示し；図５Ｅおよび図５Ｆは、実施例１の最終金属リボンについて得られた平均粒径測定値（別々に提供され、図５Ａおよび図５Ｂのように平均化されない、上側の平均粒径および下側の平均粒径）の表およびグラフをそれぞれ示す。平均粒径は、イメージ－Ｊソフトウェアを用いて求めた。本開示では、最終金属リボンの左側の平均粒径（２２２ａ'および２２１ａ'の平均）は、３８．１ｎｍと測定され、これは、比較例の予備金属リボンの左側の平均粒径（２１２ａ'および２１１ａ'の平均）よりも１２．５％または５．４ｎｍ小さいことが認識された。また、最終金属リボンの中央の平均粒径（２２２ｂ'および２２１ｂ'の平均）は３９．１ｎｍと測定され、比較例の予備金属リボンの中央の平均粒径（２１２ｂ'および２１１ｂ'の平均）よりも１６．６％または７．８ｎｍ小さい。また、最終金属リボンの右側の平均粒径（２２２ｃ'および２２１ｃ'の平均）は、３７．７ｎｍと測定され、これは、比較例の予備金属リボンの右側（２１２ｃ'、２１１ｃ'）の平均粒径よりも３．４％または１．４ｎｍ小さい。さらに、上部左側２２２ａ'の平均粒径は、上部左側２１２ａ'の平均粒径よりも５．４ｎｍまたは１２．０８％小さく；下部左側２２１ａ'の平均粒径は、下部左側２１１ａ'の平均粒径よりも５．４ｎｍまたは１２．８０％小さく；上部中央側２２２ｂ'の平均粒径は、上部中央側２１２ｂ'の平均粒径よりも９．１ｎｍまたは１８．５０％小さく；下部中央側２２１ｂ'の平均粒径は、下部中央側２１１ｂ'の平均粒径よりも６．６ｎｍまたは１４．７７％小さく；上部右側２２２ｃ'の平均粒径は、上部右側２１２ｃ'の平均粒径よりも３ｎｍまたは７．１９％小さい。

【0068】

また、中央の平均粒径（２２２ｂ'、２２１ｂ'の平均）の３９．１ｎｍと左側の平均粒径（２２２ａ'、２２１ａ'の平均）の３８．１ｎｍとの差は１ｎｍ（または、左側の平均粒径の約２．６２％および中央の平均粒径の約２．５６％）であり、これは、中央の平均粒径（２１２ｂ'および２１１ｂ'の平均）の４６．９ｎｍと左側の平均粒径（２１２ａ'、２１１ａ'）の４３．５ｎｍとの差（これは、３．４ｎｍ、またはそれぞれ、左の平均粒径の約７．８２％；および中央の平均粒径の約７．２５％である）よりも有意に小さい。さらに、上部中央（２２２ｂ'）の平均粒径の４０．１ｎｍと上部左側（２２２ａ'）の平均粒径の３９．３ｎｍとの差は０．８ｎｍ（または上部左側の平均粒径の約２．０４％および上部中央の平均粒径の約２．００％）であり、これは、上部中央（２１２ｂ'）の平均粒径の４９．２ｎｍと上部左側（２１２ａ'）の平均粒径の４４．７ｎｍとの差（これは、４．５ｎｍ、またはそれぞれ、上部左側の平均粒径の約１０．０７％；および上部中央の平均粒径の約９．１５％である）よりも有意に小さい。また、下部中央（２２１ｂ'）の平均粒径の３８．１ｎｍと下部左側（２２１ａ'）の平均粒径の３６．８ｎｍとの差は１．３ｎｍ（または、下部左側の平均粒径の約３．５３％および下部中央の平均粒径の約３．４１％）であり、これは、下部中央（２１１ｂ'）の平均粒径の４４．７ｎｍと下部左側（２１１ａ'）の平均粒径の４２．２ｎｍとの差（これは、２．５ｎｍ、または下部左側の平均粒径の約５．９２％であり；下部中央の平均粒径の約５．５９％である）よりも有意に小さい。

【0069】

また、中央の平均粒径（２２２ｂ'、２２１ｂ'の平均）の３９．１ｎｍと、右側の平均粒径（２２２ｃ'、２２１ｃ'の平均）の３７．７ｎｍとの差は１．４ｎｍ（または、右側の平均粒径の約３．７１％および中央の平均粒径の約３．５８％）であり、これは、中央の平均粒径（２１２ｂ'および２１１ｂ'の平均）の４６．９ｎｍと、右側の平均粒径（２１２ｃ'および２１１ｃ'の平均）の３９．１ｎｍとの差（これは、７．８ｎｍ、または右側の平均粒径の約１９．９５％であり；中央の平均粒径の約１６．６３％である）よりも有意に小さい。さらに、上部中央（２２２ｂ'）の平均粒径の４０．１ｎｍと、上部右側（２２２ｃ'）の平均粒径の３８．７ｎｍとの差は、１．４ｎｍ（または、上部右側の平均粒径の約３．６２％および上部中央の平均粒径の約３．４９％）であり、これは、上部中央（２１２ｂ'）の平均粒径の４９．２ｎｍと上部右側（２１２ｃ'）の平均粒径の４１．７ｎｍとの差（７．５ｎｍ、または上部右側の平均粒径の約１７．９９％であり；上部中央の平均粒径の約１５．２４％である）よりも有意に小さい。また、下部中央（２２１ｂ'）の平均粒径の３８．１ｎｍと下部右側（２２１ｃ'）の平均粒径の３６．６ｎｍとの差は１．５ｎｍ（または、下部右側の平均粒径の約４．０１％、下部中央の平均粒径の約３．９４％である）であり、これは、下部中央（２１１ｂ'）の平均粒径の４４．７ｎｍと下部右側（２１１ｃ'）の平均粒径の３６．４ｎｍとの差（これは、８．３ｎｍ、または下部右側の平均粒径の約２２．８０％であり；下部中央の平均粒径の約１８．５７％である）よりも有意に小さい。

【0070】

本開示では、粒径微細化および均一化アセンブリの例示的実施形態による予備金属リボンへの冷却剤の例示的実施形態の供給を含む、粒径微細化および均一化プロセスの例示的実施形態を実行する際に、以下の利点および／または改善の１つ以上が達成可能または達成されることが認識される：従来の方法と比較して、および予備金属リボンと比較して、最終金属リボンの幅にわたって、より小さい、より一様性が達成され（例えば、左側（平均、上部、下部）、中央（平均、上部、下部）および右側（平均、上部、下部））の平均粒径の差がより小さい）；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの左側と比較して、最終金属リボンの左側のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの中央と比較して、最終金属リボンの中央のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの右側と比較して、最終金属リボンの右側のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの上部左側と比較して、最終金属リボンの上部左側のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの上部中央と比較して、最終金属リボンの上部中央のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの上部右側と比較して、最終金属リボンの上部右側のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの下部左側と比較して、最終金属リボンの下部左側のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの下部中央と比較して、最終金属リボンの下部中央のより小さい平均粒径；および／または従来の方法と比較して、および予備金属リボンの下部右側と比較して、最終金属リボンの下部右側のより小さい平均粒径；および／または（溶融紡糸プロセスを実行するときに、）回転可能ホイールのホイール速度（または回転速度）を増加させる必要なしに回転可能ホイールアセンブリの回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の（従来の方法と比較して）増加した流量が、上記および本開示に記載される利点および／または改善の１つ以上を達成する；および／または（溶融紡糸プロセスを実行するときに）（従来の方法と比較して）回転可能ホイールアセンブリの回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量を増加させる必要なしに回転可能ホイールのホイール速度（または回転速度）を減少させることは、上記および本開示に記載される利点および／または改善の１つ以上を達成する；および／または（従来の方法と比較して）回転可能ホイールアセンブリの回転可能ホイールに供給される合金の溶融混合物の流量を減少させる必要なく予備金属リボンおよび最終金属リボンの厚みを増加させることは、上記および本開示において記載される利点および／または改善の１つ以上を達成する；および／または（従来の方法と比較して）回転可能ホイールアセンブリの回転可能ホイールのホイール速度（または回転速度）を減少させる必要なしに予備金属リボンおよび最終金属リボンの厚みを増加させることは、上述のおよび本開示で説明される利点および／または改善の１つ以上を達成する；および／または、平均粒径および平均粒径の均一性を損なわずに、回転可能ホイールのホイール速度（または回転速度）を低下させることによって達成可能な、延長された回転ホイールランタイム。

【0071】

開示される原理による様々な実施形態が上記で説明されたが、それらは、例として提示されたにすぎず、限定的ではないことを理解されたい。したがって、本開示で説明される例示的な実施形態の広さおよび範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、本開示から請求される特許請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ定義されるべきである。さらに、上述の利点および特徴は、記載された実施形態において提供されるが、上述の利点のいずれかまたはすべてを達成するプロセスおよび構造へのそのような請求された特許請求の範囲の適用を限定するものではない。

【0072】

本明細書において用いられる様々な用語は、本技術分野における特別な意味を有する。特定の用語がそのような「技術用語」として解釈されるべきかどうかは、その用語が用いられる文脈に依存する。用語は、それらが本開示で用いられる文脈に照らして解釈されるべきであり、当業者は、開示される文脈においてそれらの用語を理解するであろう。本明細書で提供される定義は、開示される文脈に基づいてそれらの用語に付与され得る他の意味を排除するものではない。

【0073】

「その時に」、「等価」、「～中に」、「完全」など、比較、測定、およびタイミングの語は、「実質的にその時に」、「実質的に等価」、「実質的に～中に」、「実質的に完全」などを意味すると理解されるべきであり、「実質的に」は、このような比較、測定およびタイミングは、暗黙的にまたは明示的に述べられた所望の結果を達成するために実施可能であることを意味する。

【0074】

さらに、本明細書のセクション見出しおよびトピック見出しは、様々な特許規制および実践の下での示唆と一貫性があるように、または編成上の手がかりを与えるために提供される。これらの見出しは、本開示から生じ得る任意の特許請求の範囲に記載される実施形態を限定または特徴付けるものではない。特に、「背景技術」における技術の説明は、技術が本開示の任意の実施形態に対する先行技術であることを認めるものとして解釈されるべきではない。さらに、本開示における単数形での「発明」への言及は、本開示において単一の新規性点のみが存在することを論ずるために用いられるべきではない。複数の発明が、本開示から生ずる特許請求の範囲の限定に従って述べられてもよく、そのような特許請求の範囲は、それによって保護される発明およびそれらの均等物を規定する。すべての場合において、そのような特許請求の範囲は、本開示に照らしてそれ自体のメリットに基づいて考慮されるべきであるが、本明細書の見出しによって制約されるべきではない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図5E】

【図5F】