關(guān)于聯(lián)邦政府資助研發(fā)的申明

本發(fā)明是在美國能源部授予的合同號de-ee0005573的政府資助下制作出的。政府對本發(fā)明有一定權(quán)利。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請是2013年10月31日提交的題為"dualphasemagneticmaterialcomponentandmethodofforming"的共同未決美國專利申請卷號269697-1、序列號14/068937的繼續(xù)部分案。

本公開內(nèi)容的實施例大體上涉及包括多個區(qū)域的磁性構(gòu)件，以及形成其的方法。更具體而言，本公開內(nèi)容涉及具有帶不同的氮含量的多個區(qū)域的磁性構(gòu)件，以及其通過滲氮而形成。

背景技術(shù)：

對高功率密度和高效率的電機(例如，電動機和發(fā)電機)的需要對于多種應(yīng)用長久以來是普遍的，特別是對于混合和/或電動車輛牽引應(yīng)用。混合/電動車輛牽引馬達應(yīng)用的當(dāng)前趨勢在于提高轉(zhuǎn)速來增大機器的功率密度，且因此減小其質(zhì)量和成本。然而，認識到的是，當(dāng)電機在混合/電動車輛中用于牽引應(yīng)用時，存在功率密度、效率和機器的恒定功率速度范圍之間的權(quán)衡。這種權(quán)衡可提出許多設(shè)計挑戰(zhàn)。

具體而言，用于旋轉(zhuǎn)電機中的磁性材料大體上用于多種功能。穿過電機中的空隙的磁通量與互補的極的有效耦合是期望的。磁性構(gòu)件的軟磁性材料還可承受電機的機械和結(jié)構(gòu)負載的顯著部分。有時，在材料的高效磁性利用與磁性材料的機械承載能力之間可能存在權(quán)衡。作為備選，機器的速度額定值有時可降低，以便允許具有高效磁性利用的機器拓撲。因此，期望的是具有通過局部地控制用于電機中的軟磁性材料的飽和磁化的大小來避免電機的效率與可操作性之間的權(quán)衡的材料。

電機的功率密度可通過增大機器尺寸、改善熱管理、提高轉(zhuǎn)子速度或通過加強磁性利用來提高。磁性利用可通過使用轉(zhuǎn)子疊片的處理和合金化處理的組合來提高，以通過形成高透磁率(permeability)和低透磁率的局部區(qū)域來產(chǎn)生多相磁性材料。高透磁率和低透磁率的局部區(qū)域大體上減小轉(zhuǎn)子操作期間的通量損失。

轉(zhuǎn)子疊片的一定范圍的鐵基軟磁性成分可通過工藝組合來奧氏體化，以形成低透磁率區(qū)域。在選擇的區(qū)域處的該相變一般在合金中存在碳化物時熱驅(qū)動。在局部加熱后，存在于選擇的位置處的碳化物溶解在基質(zhì)中，且抑制馬氏體開始溫度，從而有助于奧氏體區(qū)域在室溫下的穩(wěn)定。然而，相比于傳統(tǒng)鐵基磁性鋼，碳化物存在于磁性微結(jié)構(gòu)中已知會增大矯頑磁性且降低磁性飽和。期望在軟磁體的不同區(qū)域中控制奧氏體相在室溫下的穩(wěn)定性同時從基本單相微結(jié)構(gòu)開始的不同方法來減小矯頑磁性。本公開內(nèi)容的實施例解決了這些和其它需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

按照本公開內(nèi)容的一個方面，公開了一種包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的磁性構(gòu)件。第一區(qū)域和第二區(qū)域特征為不同于彼此的氮含量。第一區(qū)域和第二區(qū)域中的至少一者是部分磁性的，且具有該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量。第一區(qū)域和第二區(qū)域兩者具有一定碳濃度(如果存在)，其小于相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

按照本公開內(nèi)容的一個方面，公開了一種包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域的磁性構(gòu)件。第一區(qū)域包括磁性相，第二區(qū)域包括部分磁性相，且第三區(qū)域包括非磁性相。第一區(qū)域具有小于第一區(qū)域的0.1重量%的氮含量，第二區(qū)域具有第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量，且第三區(qū)域具有大于第三區(qū)域的0.4重量%的氮含量。此外，第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域中的碳濃度小于相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

按照本公開內(nèi)容的另一個方面，公開了一種用于改變磁性構(gòu)件的不同區(qū)域的磁化值的方法。該方法包括將包括氮阻隔材料的涂層設(shè)置在磁性構(gòu)件的至少一部分上，以形成遮蓋物，以及在大于700℃的溫度下在富氮氣氛中熱處理磁性構(gòu)件來形成第一區(qū)域和第二區(qū)域。第一區(qū)域和第二區(qū)域特征在于不同于彼此的氮含量，且第一區(qū)域和第二區(qū)域中的至少一者是部分磁性的，且具有該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中氮含量。

實施方案1.一種磁性構(gòu)件，包括：

第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域特征為不同于彼此的氮含量，其中

所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的至少一者是部分磁性的，且具有在該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量；以及

所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的碳的濃度小于相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

實施方案2.根據(jù)實施方案1所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域兩者都包括鐵基合金。

實施方案3.根據(jù)實施方案2所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述鐵基合金還包括鉻、錳或它們的組合。

實施方案4.根據(jù)實施方案1所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述磁性構(gòu)件是整體形式。

實施方案5.根據(jù)實施方案1所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述第一區(qū)域的氮含量小于所述第一區(qū)域的0.1重量%，以及所述第二區(qū)域的氮含量在所述第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中。

實施方案6.根據(jù)實施方案5所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述第一區(qū)域是磁性的，且所述第二區(qū)域是部分磁性的。

實施方案7.根據(jù)實施方案1所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述第一區(qū)域的氮含量大于所述第一區(qū)域的0.4重量%，以及所述第二區(qū)域的氮含量在所述第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中。

實施方案8.根據(jù)實施方案7所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，所述第一區(qū)域是非磁性的，且所述第二區(qū)域是部分磁性的。

實施方案9.根據(jù)實施方案8所述的磁性構(gòu)件，其特征在于，還包括第三區(qū)域，其中所述第三區(qū)域是磁性的，以及所述第三區(qū)域的氮含量小于所述第三區(qū)域的0.1重量%。

實施方案10.一種電機，包括實施方案1所述的磁性構(gòu)件。

實施方案11.一種磁性構(gòu)件，包括：

第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，其中

所述第一區(qū)域包括磁性相，所述第二區(qū)域包括部分磁性相，以及所述第三區(qū)域包括非磁性相；

所述第一區(qū)域具有小于所述第一區(qū)域的0.1重量%的氮含量，所述第二區(qū)域具有所述第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量，且所述第三區(qū)域具有大于所述第三區(qū)域的0.4重量%的氮含量；以及

所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域中的碳的濃度小于相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

實施方案12.一種用于改變磁性構(gòu)件的不同區(qū)域中的磁化值的方法，包括：

將包括氮阻隔材料的涂層設(shè)置在所述磁性構(gòu)件的至少一部分上來形成遮蓋物；以及

在高于700℃的溫度下在富氮氣氛中熱處理所述磁性構(gòu)件，以形成第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中

所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域特征為不同于彼此的氮含量；以及

所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的至少一者是部分磁性的，且具有該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量。

實施方案13.根據(jù)實施方案12所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的氮含量的差異通過改變包括涂層厚度、涂層密度和表面涂層面積百分比中的一個或更多個的涂層參數(shù)來達成。

實施方案14.根據(jù)實施方案13所述的方法，其特征在于，所述涂層參數(shù)通過控制用于設(shè)置所述涂層的沉積參數(shù)來改變。

實施方案15.根據(jù)實施方案14所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的氮含量的差異通過設(shè)置具有可變厚度的所述涂層來達成。

實施方案16.根據(jù)實施方案13所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域的氮含量的差異通過在所述熱處理步驟之前有選擇地除去所述涂層的部分來達成。

實施方案17.根據(jù)實施方案13所述的方法，其特征在于，還包括在所述磁性構(gòu)件中形成第三區(qū)域，使得

所述第一區(qū)域為磁性的，所述第二區(qū)域為部分磁性的，且所述第三區(qū)域為非磁性的；以及

所述第一區(qū)域具有小于所述第一區(qū)域的0.1重量%的氮含量，所述第二區(qū)域具有所述第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量，且所述第三區(qū)域具有大于所述第三區(qū)域的0.4重量%的氮含量。

實施方案18.根據(jù)實施方案12所述的方法，其特征在于，所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的碳的濃度控制成小于相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

附圖說明

在參照附圖閱讀以下詳細描述時，本公開內(nèi)容的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解，附圖中相似的標(biāo)號表示附圖各處相似的部分，在附圖中：

圖1示出了按照一些實施例的包括第一區(qū)域和第二區(qū)域的磁性構(gòu)件；

圖2示出了按照一些實施例的包括多個第一區(qū)域和第二區(qū)域的磁性構(gòu)件；

圖3示出了按照一些實施例的包括第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域的磁性構(gòu)件；

圖4示出了按照一些實施例的可由本文所述的方法使用的磁性構(gòu)件中的遮蓋物的構(gòu)造；

圖5示出了按照一些實施例的可由本文所述的方法使用的磁性構(gòu)件中的遮蓋物的構(gòu)造；

圖6示出了按照一些實施例的可由本文所述的方法使用的磁性構(gòu)件中的遮蓋物的構(gòu)造；

圖7示出了按照一些實施例的可由本文所述的方法使用的磁性構(gòu)件中的遮蓋物的構(gòu)造；

圖8示意性地示出了按照一些實施例的可獲得的多相磁性構(gòu)件的飽和磁化值；以及

圖9示出了按照一些實施例的使用本文所述的方法制備的多相構(gòu)件的截面視圖。

具體實施方式

本公開內(nèi)容的不同實施例涉及在磁性構(gòu)件的不同區(qū)域中具有氮含量和飽和磁化的變化的磁性構(gòu)件，以及改變磁性構(gòu)件的不同區(qū)域中的飽和磁化的方法。

在一些實施例中，公開了一種磁性構(gòu)件。本文所述的磁性構(gòu)件包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域特征為不同于彼此的氮含量。

如本文使用的用語"磁性構(gòu)件"是指任何產(chǎn)品的磁性零件，諸如馬達的轉(zhuǎn)子疊片。在一些實施例中，磁性構(gòu)件由鐵磁材料形成為最終應(yīng)用所需的尺寸和形狀。圖1示出了按照一些實施例的磁性構(gòu)件10。磁性構(gòu)件10通常由具有小于0.05重量%的碳濃度的成分形成，且可具有任何形狀和尺寸。這里為了便于理解，磁性構(gòu)件10構(gòu)想為具有帶頂表面12和底表面14的矩形形狀。

在一些實施例中，磁性構(gòu)件10可具有一定長度(l)、寬度(w)和厚度(t)。磁性構(gòu)件10包括兩個標(biāo)記區(qū)域，第一區(qū)域20和第二區(qū)域30，其中第一區(qū)域20和第二區(qū)域30特征為不同于彼此的氮含量。此外，第一區(qū)域20和第二區(qū)域30中的至少一個是部分磁性的，且具有該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量。

區(qū)域中的氮含量與該特定區(qū)域的磁性相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，區(qū)域的磁性隨該區(qū)域中的氮含量減小而增大。因此，在一些實施例中，如果區(qū)域的氮含量小于該區(qū)域的0.1重量%，則該區(qū)域是磁性的，且如果區(qū)域的氮含量大于該區(qū)域的0.4重量%，則該區(qū)域是非磁性的。此外，如果氮含量在區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中，則該區(qū)域是部分磁性的。

如本文所使用的，用語"磁性區(qū)域"是指區(qū)域的大約99體積%以上都是磁性的區(qū)域。此外，用語"磁性區(qū)域"是指具有大于1的相對透磁率的區(qū)域。在一些實施例中，磁性區(qū)域的相對透磁率可大于100，且在一些實施例中，磁性區(qū)域的相對透磁率可大于200。在一些實施例中，磁性區(qū)域的飽和磁化大于1.5特斯拉。在某些實施例中，磁性區(qū)域的飽和磁化大于1.8特斯拉。

如本文所使用的，用語"非磁性區(qū)域"是指區(qū)域的90體積%以上是非磁性的區(qū)域。此外，用語"非磁性區(qū)域"是指具有大致等于1的相對透磁率的區(qū)域。在一些實施例中，非磁性區(qū)域的飽和磁化大約為零。

如本文所使用的，用語"部分磁化區(qū)域"是指區(qū)域的大約10體積%到大約99體積%是磁性的，具有大于1的相對透磁率的區(qū)域。在一些實施例中，部分磁性相的飽和磁化在大約0.01到大約1.5特斯拉的區(qū)域中。在一些實施例中，部分磁化區(qū)域的飽和磁化在大約0.5到大約1.5特斯拉的范圍中。

在一些實施例中，區(qū)域中的氮含量和飽和磁化穿過該區(qū)域內(nèi)的體積基本恒定。例如，在一些實施例中，磁性區(qū)域中的氮含量具有小于0.1重量%的基本恒定的值，且飽和磁化具有穿過磁性區(qū)域的體積的大于1.5特斯拉的基本恒定的值。在一些實施例中，非磁性區(qū)域中的氮含量具有大于0.4重量%的基本恒定的值，且飽和磁化穿過非磁性區(qū)域的體積為大約零。此外，在一些實施例中，部分磁性的區(qū)域中的氮含量具有從大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的基本恒定的值，且飽和磁化具有穿過部分磁性區(qū)域的體積的從大約0.5特斯拉到大約1.5特斯拉的范圍中的基本恒定的值。

在一些實施例中，第一區(qū)域20的氮含量小于第一區(qū)域20的0.1重量%，且第二區(qū)域30的氮含量在第二區(qū)域30的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中。在這些實施例中的一些中，第一區(qū)域20為磁性的，且第二區(qū)域30為部分磁性的。

在一些實施例中，第一區(qū)域20的氮含量大于第一區(qū)域20的0.4重量%，且第二區(qū)域30的氮含量在第二區(qū)域30的大約0.1重量5到大約0.4重量%的范圍中。在這些實施例中的一些中，第一區(qū)域20為非磁性的，且第二區(qū)域30為部分磁性的。

在一些實施例中，第一區(qū)域20的氮含量具有第一區(qū)域20的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的基本恒定的值，且第二區(qū)域30的氮含量具有第二區(qū)域30的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的基本恒定的值，其中第一區(qū)域20和第二區(qū)域30的基本恒定的值不同于彼此。在這些實施例中的一些中，第一區(qū)域20和第二區(qū)域30兩者是部分磁性的，但特征為不同于彼此的氮含量。

根據(jù)一些實施例，磁性構(gòu)件可包括任何大小和形狀的任何數(shù)目的第一區(qū)域和第二區(qū)域。在一些實施例中，磁性構(gòu)件包括在彼此附近的多個第一區(qū)域和第二區(qū)域。

圖2示出了按照本公開內(nèi)容的一些實施例的磁性構(gòu)件10。在一些實施例中，如圖2中所示，磁性構(gòu)件10可包括多個第一區(qū)域和第二區(qū)域。在圖2中所示的實施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域示為設(shè)置在彼此附近或以交錯方式設(shè)置。然而，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域以隨機方式穿過磁性構(gòu)件的體積設(shè)置的實施例也在本說明書的范圍內(nèi)。在這些實施例中的一些中，兩個或更多個部分磁化的區(qū)域可設(shè)置在彼此旁邊。

又參看圖2，磁性構(gòu)件10包括：包括設(shè)置在彼此附近的多個第一區(qū)域20的第一部分22、包括設(shè)置在彼此附近的多個第二區(qū)域30的第二部分24，以及包括以交錯方式設(shè)置的多個第一區(qū)域20和第二區(qū)域30的第三部分25。在一些實施例中，第一部分22中的多個第一區(qū)域20可具有相似的相對透磁率和飽和磁化值。類似地，在一些實施例中，第二部分24中的多個第二區(qū)域30可具有相似的相對透磁率和飽和磁化值。

此外，在一些實施例中，第三部分25中的第一區(qū)域20的相對透磁率可與第一部分22中的第一區(qū)域20中的相對透磁率相同，且第三部分25中的第一區(qū)域20的飽和磁化可與第一部分22中的第一區(qū)域20的飽和磁化相同。此外，在一些實施例中，第三部分25中的第二區(qū)域30的相對透磁率可與第二部分24中的第二區(qū)域30的相對透磁率相同，且第三部分25中的第二部分30的飽和磁化可與第二部分24中的第二區(qū)域30的飽和磁化相同。

在一些其它實施例中，第三部分25中的第二區(qū)域30的相對透磁率可與第二部分24中的第二區(qū)域30的相對透磁率不同，且第三部分25中的第二區(qū)域30的飽和磁化可與第二部分24中的第二區(qū)域30的飽和磁化不同。此外，在一些實施例中，第二部分24中的多個第二區(qū)域30的相對透磁率可與彼此相同或不同，且第二部分24中的多個第二區(qū)域30的飽和磁化可與彼此相同或不同。

在本公開內(nèi)容中，如果兩個區(qū)域之間的特定值的差異為兩個區(qū)域中的任一個的特定值的至少5%，則指出兩個區(qū)域的特定參數(shù)(例如，氮含量、磁性區(qū)域的體積%，或飽和磁化)是不同的。如本文使用的用語"差異"是指將通過從一個區(qū)域的參數(shù)值(例如，第二區(qū)域30中的氮含量)減去另一個區(qū)域的參數(shù)值(例如，第一區(qū)域20中的氮含量)來獲得的數(shù)學(xué)差。因此，在一些實施例中，如果第一區(qū)域20的氮含量和第二區(qū)域30的氮含量具有第一區(qū)域20和第二區(qū)域30中的任一個的氮含量的至少5%的數(shù)學(xué)差，則第一區(qū)域20中的氮含量和第二區(qū)域30中的氮含量稱為不同的。在一些實施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域的氮含量之間的差異大于10%。

在一些實施例中，如果第一區(qū)域20的飽和磁化和第二區(qū)域30的飽和磁化具有第一區(qū)域20和第二區(qū)域30中的任一個的飽和磁化的至少5%的數(shù)學(xué)差，則第一區(qū)域和第二區(qū)域的飽和磁化稱為不同的。在一些實施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域的飽和磁化之間的差異大于10%。

應(yīng)當(dāng)注意的是，圖1和2僅出于圖示目的，且盡管多個第一區(qū)域和第二區(qū)域的尺寸和形狀示為基本相似，但區(qū)域的形狀和尺寸可變化。例如，圖2中所示的第一區(qū)域和第二區(qū)域，或第一部分、第二部分和第三部分不必總是沿磁性構(gòu)件10的長度(l)或沿磁性構(gòu)件10的寬度(w)或厚度(t)。磁性構(gòu)件10可設(shè)計成使得不同的第一區(qū)域20可具有相同或不同的形狀、長度(l1)、寬度(w1)和厚度(t1)值。例如，第一部分22中的第一區(qū)域20的形狀(未明確示出)、長度(l1)、寬度(w1)和厚度(t1)可分別與第三部分25中的第一區(qū)域20的形狀、長度、寬度和厚度相同或不同。

此外，第二部分24中的第二區(qū)域30的形狀(未明確示出)、長度(l2)、寬度(w2)和厚度(t2)可分別與第三部分25中的第二區(qū)域30的形狀、長度、寬度和厚度相同或不同。此外，在一些實施例中，第二部分24中的多個第二區(qū)域30的形狀、長度(l2)、寬度(w2)和厚度(t2)可與彼此相同或不同。

在一些實施例中，如圖3中所示，磁性構(gòu)件10還可包括第三區(qū)域40。第三區(qū)域40特征為不同于第一區(qū)域和第二區(qū)域的氮含量的氮含量。因此，在一些實施例中，第一區(qū)域20的氮含量大于第一區(qū)域的0.4重量%，第二區(qū)域30的氮含量在第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中，且進一步，第三區(qū)域40的氮含量小于第三區(qū)域的0.1重量%。在這些實施例中的一些中，第一區(qū)域是非磁性的，第二區(qū)域是部分磁性的，且第三區(qū)域40是磁性的。

在一些實施例中，第一區(qū)域20的氮含量小于第一區(qū)域的0.1重量%，第二區(qū)域30的氮含量在第二區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中，且第三區(qū)域40的氮含量大于第三區(qū)域的0.4重量%。在這些實施例中的一些中，第一區(qū)域20是磁性的，第二區(qū)域30是部分磁性的，且第三區(qū)域40是非磁性的。在一些實施例中，如圖3中所示，部分磁性區(qū)域30設(shè)置在磁性區(qū)域20與非磁性區(qū)域40之間。

差異飽和磁化的區(qū)域的存在(諸如，馬達構(gòu)件中的磁性、部分磁性和非磁性區(qū)域)可允許穿過電機的體積的磁通量分布的精確控制。機器內(nèi)的磁通量密度可在磁性區(qū)域中最高，在部分磁化區(qū)域中較低，且在非磁性區(qū)域中最低。此外，部分磁性和非磁性區(qū)域可有助于將高飽和磁化區(qū)域固定在一起，且在操作期間保持機器的機械完整性。此外，穿過機器的體積分布的不同飽和磁化的多個區(qū)域的存在可允許機器設(shè)計者控制機器內(nèi)的磁通量的分布。

在一些實施例中，第一區(qū)域20和第二區(qū)域30兩者的氮含量在相應(yīng)區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中，其中第一區(qū)域20中的氮含量不同于第二區(qū)域30中的氮含量。此外，第三區(qū)域40的氮含量大于第三區(qū)域的0.4重量%。在這些實施例中的一些中，第一區(qū)域和第二區(qū)域是部分磁性的，且第三區(qū)域40是非磁性的。在一些其它實施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域是部分磁性的，且第三區(qū)域是磁性的。

根據(jù)一些實施例，磁性構(gòu)件10可在磁性構(gòu)件10的任何部分中具有任何大小和形狀的任何數(shù)目的第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域。在一些實施例中，第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域可位于彼此附近，或可與彼此分離。在一些實施例中，磁性構(gòu)件可包括分別對應(yīng)于磁性區(qū)域、部分磁性區(qū)域和非磁性區(qū)域的多個第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域，其中部分磁性區(qū)域設(shè)置在磁性區(qū)域與非磁性區(qū)域之間。在這些實施例中，磁性區(qū)域和非磁性區(qū)域與彼此分開，且部分磁性區(qū)域在磁性區(qū)域和非磁性區(qū)域附近。

在一些實施例中，磁性構(gòu)件10可具有包括至少一個部分磁性區(qū)域的多個區(qū)域。存在于多個區(qū)域中的其它區(qū)域可為磁性、非磁性或部分磁性區(qū)域。例如，在一些實施例中，多個區(qū)域可包括至少一個部分磁性區(qū)域和至少一個磁性區(qū)域。在一些實施例中，多個區(qū)域可包括至少一個部分磁性區(qū)域和至少一個非磁性區(qū)域。在一些實施例中，多個區(qū)域可包括至少兩個部分磁性區(qū)域。在一些實施例中，如前文所述，磁性構(gòu)件可包括至少一個磁性區(qū)域、至少一個部分磁性區(qū)域和至少一個非磁性區(qū)域。在一些實施例中，磁性構(gòu)件10為整體形式。如本文使用的用語"整體形式"是指基本沒有任何接頭的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，整體磁性構(gòu)件可在處理期間形成為一個結(jié)構(gòu)，而沒有任何硬釬焊或多個燒結(jié)步驟。當(dāng)磁性構(gòu)件使用單種材料制成時，連結(jié)不同區(qū)域的不利效果通過確保磁性構(gòu)件10的可靠性、氣密性和提高的連結(jié)強度來減小。

在一些實施例中，整體磁性構(gòu)件可由添加制造來制成。在一些實施例中，在任何燒結(jié)步驟之前，磁性構(gòu)件制造為整體結(jié)構(gòu)。在某些實施例中，整體磁性構(gòu)件以其整體使用具有與起始材料相同成分的粉末制造。

因此，在一些實施例中，磁性構(gòu)件10可由單種材料制備。作為實例，磁性構(gòu)件可由包括磁性材料的起始材料制備。本文使用的磁性材料可為單一元素、合金、復(fù)合物或它們的任何組合。在一些實施例中，磁性構(gòu)件可包括第一區(qū)域20和第二區(qū)域30兩者中的鐵基合金。

如前文公開那樣，在一些實施例中，磁性構(gòu)件內(nèi)的區(qū)域中的氮含量與該特定區(qū)域的磁性相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，區(qū)域的磁性與該區(qū)域中的氮含量的關(guān)聯(lián)可取決于用于形成磁性構(gòu)件的合金的成分，由于由合金成分確定的氮的溶解度差異而變化。因此，在一些實施例中，可包括在用于一種鐵合金的磁性區(qū)域中的最大氮含量可不同于可包括在不同成分的另一鐵合金的磁性區(qū)域中的最大氮含量。此外，可包括來形成不同成分的兩種鐵合金中的部分磁性的區(qū)域的氮含量范圍可為不同的，且可包括來形成兩種不同鐵合金中的非磁性區(qū)域的最小氮含量可取決于兩種鐵合金的成分變化。

在一些實施例中，鐵基合金還可包括鉻、錳或它們的組合。在一些實施例中，鐵基合金可具有鐵素體或馬氏體結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，鐵基合金具有20重量%的鉻和5重量%的錳的成分，其中余量基本為鐵。在一些實施例中，鉻和錳的濃度可分別在14到20重量%之間和2到5重量%之間，其中余量為鐵。在一些實施例中，鐵的一部分可由達到35重量%的鈷替換。在一些實施例中，鉻的一部分可由達到8重量%的鋁替換。在一些實施例中，鐵的一部分可由達到35重量%的鈷替換，且鉻的一部分可由達到8重量%的鋁替換。在一些實施例中，該合金的磁性區(qū)域具有小于該區(qū)域的0.1重量%的氮含量，非磁性區(qū)域具有大于該區(qū)域的0.4重量%的氮含量，且部分磁性的區(qū)域具有該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量。如前文所述，鐵素體或馬氏體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成奧氏體增加了該合金中的非磁性和部分磁性相。

也稱為gamma相鐵(γ-fe)的奧氏體是鐵的金屬順磁性同素異形體。將鐵、鐵基金屬或鋼加熱至其將晶體結(jié)構(gòu)從鐵素體變?yōu)閵W氏體的溫度稱為奧氏體化。在一些實施例中，奧氏體化可通過添加某些合金化元素來執(zhí)行。例如，在一些實施例中，某些合金化元素(諸如錳、鎳和碳)的加入可甚至在室溫下穩(wěn)定奧氏體結(jié)構(gòu)。所選區(qū)域可通過在所選區(qū)域的部分處在室溫下穩(wěn)定奧氏體來制作成部分磁性的。此外，多相磁性構(gòu)件可通過在磁性構(gòu)件的一些區(qū)域中在室溫下穩(wěn)定奧氏體，同時保持磁性構(gòu)件的一些其它區(qū)域處的強鐵磁性馬氏體或鐵素體相來形成。

碳的存在已知穩(wěn)定了非磁性奧氏體結(jié)構(gòu)。早期的工作針對熔化磁性構(gòu)件的選擇區(qū)域中形成的碳化物，以穩(wěn)定磁性構(gòu)件的那些區(qū)域處的非磁性相。在一些實施例中，磁性構(gòu)件的部分磁性區(qū)域通過加入氮而非碳而穩(wěn)定低透磁率奧氏體結(jié)構(gòu)來形成。作為第二相的碳化物已知對于磁性構(gòu)件是非期望的。因此，在一些實施例中，磁性構(gòu)件基本上沒有碳。

然而，在本公開內(nèi)容的其它實施例中，磁性構(gòu)件可含有相對小水平的碳，其有時可提高磁性構(gòu)件的抗拉強度。在這些實施例中，磁性構(gòu)件的所有區(qū)域中的碳的總量可小于大約0.05重量%。在如上文所述的一些實施例中，磁性構(gòu)件10具有第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中第一區(qū)域和第二區(qū)域特征為不同于彼此的氮含量。在一些實施例中，磁性構(gòu)件10的第一區(qū)域20和第二區(qū)域30的碳濃度小于該相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

在一些實施例中，公開了一種制造磁性構(gòu)件10的方法。熱動力和經(jīng)驗計算可用于預(yù)測在升高溫度下添加氮來形成奧氏體相后的磁性構(gòu)件10成分。使用設(shè)計的合金成分的磁性構(gòu)件10可通過使用傳統(tǒng)方法來制造。在一些實施例中，接近最終形式的由此制造的磁性構(gòu)件經(jīng)歷選擇性滲氮，而不需要在滲氮之后顯著地改變形成的磁性構(gòu)件的形狀和尺寸。如本文使用的用語"選擇性滲氮"是磁性構(gòu)件的一些(期望)區(qū)域的受控滲氮，而不會顯著改變附近區(qū)域的鐵磁性質(zhì)。如果該區(qū)域的平均飽和磁化減小該區(qū)域的大約5體積%以上，則附近區(qū)域的鐵磁性質(zhì)可認作是"顯著改變"。

磁性構(gòu)件可在滲氮之前加工成具有一定氮溶解度，且不同飽和磁化的區(qū)域可由選擇性滲氮來實現(xiàn)。最終磁性構(gòu)件的飽和磁化可為滲氮步驟之前的磁性構(gòu)件的飽和磁化的一部分。飽和磁化可由于材料的處理條件的局部變化而在最終磁性構(gòu)件的整個體積中不同。

磁性構(gòu)件的選擇性滲氮可通過使用不同的滲氮方法來達成?；瘜W(xué)、物理或機械阻隔物可提供至不期望滲氮的磁性構(gòu)件的區(qū)域，以保持磁性。例如，抑制氮擴散到磁性構(gòu)件中的化學(xué)成分可用作一些區(qū)域處的"氮阻隔"材料?？墒褂迷谶x擇的區(qū)域處有選擇地引入氮同時使氮不可用于其它區(qū)域的物理方法。機械阻隔物可能夠機械地防止某些區(qū)域處的氮的擴散。

因此，在一些實施例中，提出了改變磁性構(gòu)件的不同區(qū)域中的(飽和)磁化值的方法。該方法包括設(shè)置包括構(gòu)件的至少一部分上的氮阻隔材料以形成遮蓋物的涂層，以及在富氮氣氛中熱處理構(gòu)件來形成第一區(qū)域和第二區(qū)域。熱處理的溫度可大于700℃。如本文使用的用語"氮阻隔材料"是指能夠基本停止氮進入該區(qū)域中的材料。阻隔材料自身不一定含有氮。由于該方法包括將氮選擇性引入第一區(qū)域和第二區(qū)域，故第一區(qū)域和第二區(qū)域特征為不同于彼此的氮含量。此外，將氮引入第一區(qū)域和第二區(qū)域受控制，使得第一區(qū)域和第二區(qū)域中的至少一者是部分磁性的，且具有在該區(qū)域的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量。

在一些實施例中，模板可用于磁性構(gòu)件上，以阻擋一些區(qū)域且露出其它區(qū)域來用于氮阻隔材料的涂布。涂層材料可通過使用不同方法來設(shè)置在磁性構(gòu)件上。用于將涂層設(shè)置在磁性構(gòu)件上的方法的非限制性實例可包括浸涂、噴涂、旋涂、注漿成型、流延成型和層壓，以及凝膠灌制。在某些實施例中，涂層通過將漿料形式的氮阻隔材料噴涂在磁性構(gòu)件上來設(shè)置。

在一些實施例中，設(shè)計成部分磁性的區(qū)域由涂層遮蓋，使得允許氮的受控的、部分的擴散。在一些實施例中，設(shè)計成磁性的區(qū)域被遮蓋，使得避免了氮擴散至那些區(qū)域。此外，在一些實施例中，設(shè)計成非磁性的區(qū)域保持未遮蓋，使得氮擴散到那些區(qū)域中。

因此，舉例來說，如果期望磁性構(gòu)件的第一區(qū)域是磁性且具有小于0.1重量%的氮含量，且第二區(qū)域是部分磁性，具有大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量，且第三區(qū)域是非磁性的，具有大于0.4重量%的氮含量，則涂層可設(shè)置在第一區(qū)域和第二區(qū)域上。應(yīng)當(dāng)注意的是，為了實現(xiàn)部分磁性區(qū)域，涂層可設(shè)置在類似于磁性區(qū)域的該特定區(qū)域上，然而涂層參數(shù)可改變來實現(xiàn)期望的氮水平。

因此，在一些實施例中，磁性構(gòu)件10的第一區(qū)域20和第二區(qū)域30的氮含量的差異通過改變涂層參數(shù)來實現(xiàn)。涂層參數(shù)包括但不限于涂層厚度、涂層密度和表面涂層面積百分比中的一個或更多個。這些涂層參數(shù)的變化可由不同的方法實現(xiàn)。在一些實施例中，涂層參數(shù)可通過控制用于沉積涂層的沉積參數(shù)來改變。適合的沉積參數(shù)包括但不限于沉積方法、材料成分、固體加載、密度、沉積涂層的厚度、沉積速度、干燥方法、干燥速度、燒結(jié)溫度、時間和涂布氣氛。例如，在某些實施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域的氮含量的差異通過沉積具有可變厚度的涂層來實現(xiàn)。因此，第一區(qū)域中的涂層的厚度可在其自身沉積期間不同于第二區(qū)域中的涂層的厚度，使得氮經(jīng)由遮蓋的表面擴散到磁性構(gòu)件中在第一區(qū)域和第二區(qū)域中不同。

在一些實施例中，如圖4中所示，構(gòu)件10的第一區(qū)域和第二區(qū)域被遮蓋，使得對應(yīng)于第一區(qū)域20的磁性構(gòu)件10的一部分由具有厚度t1的涂層32遮蓋來停止氮擴散，且對應(yīng)于第二區(qū)域30的磁性構(gòu)件10的一部分由具有較低厚度t2的涂層32遮蓋，使得允許計算的氮量擴散到第二區(qū)域30中。在這些實施例中，第一區(qū)域20設(shè)計成磁性的，且第二區(qū)域30設(shè)計成部分磁性的。

在一些實施例中，涂層32的厚度t2可控制成使得第二區(qū)域30的不同部分在滲氮后具有不同氮水平和磁性區(qū)域的不同體積%。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，在一些實施例中，磁性構(gòu)件上的氮阻隔材料的遮蓋物可設(shè)計成使得對應(yīng)于第一區(qū)域20的磁性構(gòu)件10的一部分未遮蓋，且對應(yīng)于第二區(qū)域30的磁性構(gòu)件10的一部分由厚度t2的涂層32遮蓋。未遮蓋的部分允許氮擴散穿過磁性構(gòu)件10，使得第一區(qū)域20非磁性，且具有厚度t2的涂層32的遮蓋部分允許氮的部分擴散，因此致使第二區(qū)域30是部分磁性的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解到，取決于所需的磁性、部分磁性和非磁性區(qū)域的形狀和尺寸，遮蓋物可設(shè)計成具有不同形狀和特征。

如上文所述，在一些實施例中，替代改變涂層的厚度，涂層的密度或表面涂層面積百分比可改變來控制氮的擴散。例如，相比于致密涂層，具有較低密度的涂層可允許較大量氮擴散穿過。此外，如果第一區(qū)域20的表面涂層面積百分比(作為備選，由涂層覆蓋的面積的百分比)低于第二區(qū)域30的表面涂層面積百分比，則更大量的氮可擴散到第一區(qū)域20。在一些實施例中，第一區(qū)域20和第二區(qū)域30的氮含量的差異在熱處理步驟之前通過有選擇地除去一個區(qū)域中的涂層的部分來實現(xiàn)，因此改變了那些區(qū)域中的涂層的表面涂層面積百分比或密度。涂層的部分可通過不同方法來有選擇地除去，包括但不限于蝕刻和噴砂。

如前文所述，在一些實施例中，第一區(qū)域20和第二區(qū)域30兩者可為部分磁性的。在此實施例中，例如，通過將不同厚度、密度或表面涂層面積百分比的涂層設(shè)置在第一區(qū)域和第二區(qū)域中，或通過有選擇地除去部分在一個區(qū)域中的涂層，兩個區(qū)域可形成在磁性構(gòu)件中。在某些實施例中，如圖3中所示，磁性構(gòu)件10可包括三個不同區(qū)域，使得第一區(qū)域20是磁性的，第二區(qū)域30是部分磁性的，且第三區(qū)域40是非磁性的。在這些實施例中，第一區(qū)域可由具有期望厚度、密度和表面面積覆蓋的涂層遮蓋，其中氮受阻而不能進入第一區(qū)域。第二區(qū)域可通過改變涂層的厚度、密度和表面涂層面積百分比中的一個或更多個來部分地阻擋，以允許期望量的氮擴散到第二區(qū)域30中。第三區(qū)域可完全未涂布，以允許進入第三區(qū)域40的最大氮擴散。因此，在此實施例中，滲氮可受控，使得第一區(qū)域20具有小于第一區(qū)域20的0.1重量%的氮含量，第二區(qū)域30具有第二區(qū)域30的大約0.1重量%到大約0.4重量%的范圍中的氮含量，且第三區(qū)域40具有大于第三區(qū)域40的0.4重量%的氮含量。此外，第一區(qū)域、第二區(qū)域和第三區(qū)域中的碳的濃度可控制成小于相應(yīng)區(qū)域的0.05重量%。

滲氮可通過固體、液體、氣態(tài)或等離子例行程序來執(zhí)行。在一些實施例中，升高溫度的氣態(tài)滲氮用于將氮引入零件中。在某些實施例中，升高溫度的氣體滲氮包括在升高溫度下在氮氣氛中熱處理磁性構(gòu)件。作為備選，氨和氫的混合物中的熱處理可用于氮擴散。該技術(shù)中的升高溫度允許了氮的快速擴散，提供了快速處理例行程序。在一些實施例中，包含氰化物、氰酸鹽或它們的組合的熔鹽浴中的熱處理可用于氮擴散。在一些實施例中，等離子滲氮可用于氮擴散。

在一些實施例中，氮可通過在高于700攝氏度(℃)的溫度下熱處理，通過富氮氣氛中的氣體滲氮來擴散到磁性構(gòu)件10中。在一些實施例中，氣體滲氮由高于800℃的溫度下的熱處理來進行。

在一些實施例中，用于氣體滲氮的壓力大于0.5大氣壓(atm)。大體上，預(yù)計氮的擴散隨較高的熱處理溫度和增大的氮的平衡表面濃度而增大。包繞磁性構(gòu)件10的氣體的增大壓力通常導(dǎo)致氮的增大的表面濃度。因此，在純氮氣氛中的給定條件下，大于大氣壓的氮壓力和高溫將大體上提供更快的滲氮處理。在一些實施例中，大于1atm的環(huán)境壓力和大于大約900℃的溫度用于滲氮。在另一個實施例中，滲氮的溫度高于1000℃。

在一些實施例中，富氮氣氛用于滲氮。在一些實施例中，富氮氣氛包括大于90%的氮。在一些實施例中，滲氮在基本純氮氣氛中進行。基本純氮氣氛可通過在從爐腔抽出空氣之后在爐腔中填充氮，且在處理期間利用氮或通過連續(xù)氮流吹掃來產(chǎn)生。涂層取決于用于磁性構(gòu)件10的氮擴散(和非擴散)的期望圖案來施加到構(gòu)件上。例如，在圖6中，具有厚度t1的涂層32設(shè)置在對應(yīng)于不同第一區(qū)域20的磁性構(gòu)件10的所有表面部分上，且第二區(qū)域30的表面部分部分地涂布有具有小于t1的厚度t2的涂層32。具有較小厚度t2的涂層設(shè)計成在滲氮期間允許氮的部分擴散。對應(yīng)于第二區(qū)域30的具有厚度t2的涂層32設(shè)置在頂表面12和底表面14(涂層并未在底表面14中明確示出)部分上。在這些實施例中，磁性構(gòu)件10的滲氮僅通過頂表面12和底表面14上的第二區(qū)域30的部分涂布的表面部分發(fā)生?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖7，穿過磁性構(gòu)件10的厚度t的前表面16和后表面18還包括第二區(qū)域30的部分涂布的表面部分，且因此圖7中的磁性構(gòu)件10的滲氮可通過磁性構(gòu)件10的頂表面12、底表面14及前表面16和后表面18上的第二區(qū)域30的表面部分發(fā)生。

當(dāng)圖7中所示的磁性構(gòu)件10經(jīng)歷氣體滲氮時，氮擴散穿過構(gòu)件，穿過構(gòu)件10的所有面的未涂布(如果有)和部分涂布的部分，包括磁性構(gòu)件的頂表面12、底表面14及側(cè)表面16,17,18和19。這些擴散的氮連同磁性構(gòu)件的成分改變那些區(qū)域中的局部相穩(wěn)定性，且將那些區(qū)域轉(zhuǎn)變成非磁性奧氏體。即使氮擴散穿過表面，滲氮參數(shù)也允許氮進一步擴散到磁性構(gòu)件的長度、寬度和厚度，穿過磁性構(gòu)件10的所有表面，同時遮蓋或部分遮蓋的區(qū)域防止穿過那些區(qū)域的顯著的氮擴散。

通過經(jīng)驗和熱動力計算，滲氮的參數(shù)可調(diào)整，且不同方向的氮擴散可針對磁性構(gòu)件10的某些區(qū)域預(yù)計，且因此，遮蓋尺寸和形狀可改變?yōu)槭沟毛@得的最終產(chǎn)品大致是滲氮過程的期望結(jié)果。

在一些實施例中，進入磁性構(gòu)件的內(nèi)部區(qū)域的氮擴散可取決于氮在磁性構(gòu)件10內(nèi)行進的距離。例如，如果滲氮僅分別通過頂表面12和底表面14，則如圖6中所示，氮擴散到磁性構(gòu)件10的內(nèi)部中所需的持續(xù)時間可取決于磁性構(gòu)件10的厚度t。在一些實施例中，磁性構(gòu)件10的厚度在大約0.1mm到大約5mm的范圍中。該構(gòu)件的磁性、非磁性和部分磁性的區(qū)域的期望圖案可通過使氮擴散穿過有選擇地遮蓋的頂表面12和底表面14來獲得，保持厚度t的側(cè)表面完全遮蓋。

部分遮蓋的第二區(qū)域30的遮蓋物的寬度42(如圖4中所示)是第一區(qū)域20之間的維度，且可按照磁性構(gòu)件10的要求來設(shè)計。在一些實施例中，表面中的第一區(qū)域20中的各個的寬度44大于大約0.5mm。在另一個實施例中，在垂直于厚度t的平面中的第一區(qū)域20中的每一個的寬度20大于大約0.5mm。(如前文在圖1中所述，維度"w"代表磁性構(gòu)件10的總體寬度)。

圖8示意性地示出了沿從a到b的方向的磁性構(gòu)件10的一部分的飽和磁化(msat)的假想變型。如本文所使用的，特定區(qū)域的飽和磁化msat表示為滲氮之前的該特定區(qū)域的飽和磁化的百分比。

取決于應(yīng)用，磁性、部分磁性和非磁性區(qū)域的形狀可變化，且氮的擴散可設(shè)計成滿足這些要求。因此，在一些實施例中，磁性構(gòu)件10的表面和內(nèi)部中的部分磁性區(qū)域的體積百分比等于或大于表面和內(nèi)部中的磁性或非磁性區(qū)域的體積百分比。在一些實施例中，磁性構(gòu)件的部分磁性區(qū)域具有互連的幾何形狀，而不管部分磁性區(qū)域的不同部分的飽和磁化的差異。如本文使用的"互連的幾何形狀"表示區(qū)域通過構(gòu)件完全連接，且因此并未與類似區(qū)域完全隔離，由其它區(qū)域完全包繞。

不同的拓撲可包括上述多相磁性材料，且可制造出包括如上文所述的磁性構(gòu)件的電機。例如，內(nèi)部永磁機器和感應(yīng)機器可通過極定形而設(shè)計成具有較高功率密度和改善的功率因數(shù)，以及減小的轉(zhuǎn)矩波動，且可設(shè)計成具有無傳感器控制。切換磁阻機器可設(shè)計成在高速下具有較低的風(fēng)阻損失，且進一步減小轉(zhuǎn)矩波動。同步磁阻機器可設(shè)計成具有較高的功率密度、改善的功率系數(shù)、較寬的恒定功率速度范圍、較低轉(zhuǎn)矩波動和無傳感器控制。

例如，可設(shè)計出一定數(shù)目的不同類型同步磁阻機器，其包括定子和可操作地設(shè)置在定子的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子軸。圖9示出了可受益于多相材料的拓撲的實例。構(gòu)件50可代表磁阻機器的一部分，包括磁性區(qū)域52和部分磁性區(qū)域54，其在下文中共同稱為"層疊節(jié)段"。構(gòu)件50的有選擇地定形的轉(zhuǎn)子55構(gòu)造為四極機器。各個極均可包括多個沿軸向延伸、沿徑向定位("堆疊")的層疊節(jié)段56,58,60，等，其從各個極延伸，終止于中心轉(zhuǎn)子軸62處。極的數(shù)目和疊片的數(shù)目可取決于磁阻機器的特定設(shè)計而非常大地變化。

繼續(xù)參看圖9，層疊節(jié)段將磁通量有效地引導(dǎo)進入和離開轉(zhuǎn)子55。磁性區(qū)域52約束磁通量的路徑，同時部分磁性的區(qū)域54確保離開轉(zhuǎn)子的表面且進入轉(zhuǎn)子與定子之間的空隙的磁通量線的相對高密度。在根據(jù)常規(guī)技術(shù)制造這些類型的磁阻機器中，磁性和部分磁性的疊片通常必須通過各種機械/金屬加工步驟(例如，切割和焊接)來組裝。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如一些實施例中所述，機器的期望構(gòu)造使用多相材料和用于制作這些的方法更高效地獲得。

本文中提出的不同實施例可允許馬達設(shè)計者精確地控制穿過電機的體積的磁通量的分布。這可通過設(shè)計分布在機器的體積各處的差異飽和磁化的區(qū)域來達成。機器內(nèi)的磁通量密度將在具有較高飽和磁化的那些區(qū)域中很高。較低飽和磁化的區(qū)域?qū)⑷钥捎糜诒３謾C器的機械完整性。因此，在一些實施例中，低磁化區(qū)域可用于在機器在操作中旋轉(zhuǎn)期間將高飽和磁化區(qū)域緊固在一起。

本書面描述使用了實例來描述本公開內(nèi)容(包括最佳模式)，且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍竟_內(nèi)容，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何并入的方法。本公開內(nèi)容的專利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它實例。如果此類其它實施例具有并非不同于權(quán)利要求的書面語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的書面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則期望此類其它實例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。