专利名称：磁场发生器的拆卸方法及其回收方法
技术领域：
本发明涉及一种磁场发生器的拆卸方法和回收方法，更具体地是涉及一种包括钕磁铁的磁场发生器的拆卸方法和回收方法，该磁场发生器用于能够对人体进行扫描的大型MRI(核磁共振成像)装置中。
钕磁铁是烧结体，其尺寸受限制。因此，通常在这种大型的磁场发生器中，用粘结剂将多个钕磁铁固定于一块磁轭板。
这种磁场发生器的拆卸方法可以如下具体说，松开将磁轭板连接于磁轭柱的螺钉，然后用起重机吊起磁场发生器，将其拆开。而后，将每块磁轭板浸放于一装满溶剂的筒中，用于溶化粘结剂，并将固定于磁轭板的钕磁铁取出。
然而，被磁化的钕磁铁具有非常强的磁性。因此，按照上述的方法很危险，这是因为一旦粘结剂丧失其粘结强度，钕磁铁将会因钕磁铁之间强大的排斥力而被甩出筒外。另一个潜在的危险在于，例如当一个钕磁铁从另一个钕磁铁上拉开时，工作人员的手可能会被强大的磁吸引力夹于两个钕磁铁之间。
而且，钕磁铁是一种易碎的烧结体。因此，一旦粘结剂丧失其粘结强度，如果磁铁因作用于钕磁铁之间的磁性排斥力而被甩出并撞击到某物，则磁铁将碎裂。
此外，如果钕磁铁撞击到另一个钕磁铁或磁轭板，会产生火星，这可能造成火灾或爆炸事故。
可以有这样一种方案，即在拆卸磁场发生器时施加消磁的磁场而对钕磁铁进行消磁。但是，用于MRI装置的磁场发生器较大，因而使得必须产生较强和较大磁场的消磁操作变得非常困难。大型的消磁设备因巨大的成本而显得不切实际。
日本专利公开(审定的待异议申请)No．3-20045揭示了一种方法，其中，先对各永久磁铁进行磁化，然后测量其磁特性，而后加热进行消磁，在装配时，按照其磁特性对每个磁铁进行再磁化，以便装配入一磁体。然而，这种方法是用于适当处置永久磁铁的，而并没有揭示一种用于拆卸或回收大型磁场发生器的方法。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种磁场发生器的拆卸方法及其回收方法，其中拆卸和回收可以安全而低成本地进行。
按照本发明的一个方面，提供了一种磁场发生器的拆卸方法，该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁，该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁，其中，在200℃-1000℃的温度下对磁场发生器进行加热。
如果磁场发生器的加热温度低于200℃，则钕磁铁无法被充分消磁，因而无法安全地取出。而且，粘结剂在高达200℃时仍具有可逆性，因而如果加热温度低于200℃，粘结剂在冷却后仍会恢复其粘结强度。另一方面，如果加热温度超过1000℃，则会改变钕磁铁的结构，其磁特性变差，使得很难重复使用所收集的钕磁铁。因此，在200℃-1000℃的温度下对磁场发生器进行加热，可使钕磁铁充分消磁，并降低粘结剂的粘结强度。因此，可以安全地将钕磁铁取出，并可安全地拆卸磁场发生器。而且，简单的加热操作可以降低成本。
较佳的是，该磁场发生器还包括一连接于磁轭板的磁轭柱。受磁化的钕磁铁是非常危险的，但在磁轭柱连接于磁轭板的状态下加热磁场发生器，可以使拆卸时对磁场发生器的处理变得更为方便。
而且，较佳的是，磁场发生器的加热温度为200℃-400℃。由于钕磁铁的一个特性，如果加热温度超过400℃，必须进行时效处理。因此，使加热温度不高于400℃，可以在不进行时效处理的情况下仅对加热的钕磁铁进行再磁化便能重复使用钕磁铁。
较佳的是，磁场发生器的加热温度为200℃-350℃，并且先对钕磁铁进行消磁，再去除粘结剂，从而拆下至少一个钕磁铁。如上所述，通过在200℃-350℃的温度下加热，使钕磁铁消磁，使粘结剂变质，并降低粘结剂的粘结强度。这样，只需去除变质的粘结剂，便可安全地取出钕磁铁。而且，由于钕磁铁的表面未受严重损坏，因而可很方便地重复使用钕磁铁。
而且，较佳的是，磁场发生器的加热温度为350℃-1000℃，并通过使粘结剂碳化而拆下至少一个钕磁铁。通过在一个不低于350℃的温度下对磁场发生器进行加热，粘结剂被碳化而丧失粘结强度，并且钕磁铁几乎完全丧失磁性。因此，钕磁铁的拆卸而处理变得较为方便。
再者，较佳的是，粘结剂是一种丙烯酸粘结剂。该丙烯酸粘结剂在室温下具有较高的粘结强度，而如果在一超过200℃的温度下被加热，则粘结强度因热变质或碳化而降低。因此，如果将丙烯酸粘结剂用作粘结剂，则钕磁铁的拆卸会变得较方便。
较佳的是，钕磁铁是具有R-Fe-B(R是稀土元素)成分的三元素钕磁铁。该三元素钕磁铁与包括Co的四元素钕磁铁相比，在较高的温度范围具有较低的磁通密度和抗磁力，在较低的温度下开始丧失磁力，并具有较大的消磁率。因此，如果使用该三元素钕磁铁，可很容易对钕磁铁实现所需的消磁，使磁场发生器适合于用加热来回收。
此外，较佳的是，钕磁铁的磁极取相同的方向。如果钕磁铁的磁极取相同的方向，则可产生更强烈的磁性。然而，按照本发明，即使在这种状况下，也可安全地收集钕磁铁。
按照本发明的另一个方面，提供了一种磁场发生器的回收方法，该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁，该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁，其中，将磁场发生器加热至200℃-1000℃，然后拆下至少一个钕磁铁，并对拆下的钕磁铁的表面进行研磨以重复使用该钕磁铁。
通过对拆下的钕磁铁的表面进行研磨，其表面被弄干净，并恢复了再次粘结钕磁铁所必需的附着性，从而能够回收该钕磁铁。
按照本发明的又一个方面，提供了一种磁场发生器的回收方法，该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁，该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁，其中，将磁场发生器加热至200℃-1000℃，然后拆下至少一个钕磁铁，并对拆下的钕磁铁进行再次时效处理以便重复使用。
通过对拆下的钕磁铁再次进行时效处理，能可靠地重新建立钕磁铁的特性，从而顺利地实现钕磁铁的回收。
通过下面参照附图对实施例的描述，本发明的上述目的以及其它的目的、特点、方面和优点将变得更为清楚，附图中
图1是应用本发明的一磁场发生器在局部去除后的立体图；图2是一磁场发生器剖视图；图3是一磁铁块的立体图；图4是一钕磁铁的热消磁曲线图；图5是一粘结剂的热拉伸剪切强度曲线图；图6表示的是一加热炉和一滑车；以及图7是表示在加热磁场发生器时的加热曲线图。
下面参照附图来描述本发明的实施例。
图1和图2示出了应用本发明的磁场发生器10的一个实例。该磁场发生器10是一种用于MRI装置的磁场发生器，在这里没有示出电气元件，而仅主要示出了磁构件。磁场发生器10包括一对磁轭板12a、12b，它们中间隔着一个空间而彼此相对。每块磁轭板12a、12b的一个表面与另一块磁轭板的一个表面相对。这些表面分别具有永久磁铁14a、14b以及分别设置于其上的磁极片16a、16b。磁极片16a、16b通过多个分别穿过磁轭板12a、12b的磁极片固定螺栓18a、18b而固定于磁铁14a、14b。
每个永久磁铁14a、14b由多个磁铁块20制成。如图3所示，磁铁块20由多个钕磁铁22粘结成一长方体而形成，每个钕磁铁例如呈55毫米×50毫米×50毫米的长方体形，并且磁极取相同方向。通过使用具有能均匀烧结的尺寸的钕磁铁22，可获得具有一致的磁特性的永久磁铁14a、14b。而且，通过将各钕磁铁22粘结成使其磁极取相同方向，在磁极片16a、16b之间可靠获得0．2T(特斯拉)-0．3T的强磁场。
从图3可以理解，由于相同磁极的面是并排设置，因而钕磁铁在竖直方向彼此吸引，而在水平方向彼此排斥。
钕磁铁22例如是美国专利4，770，723中所揭示的一种具有R-Fe-B成分(31重量％的Nd，1．0重量％的B，其余为Fe，包括量不大于0．3重量％的诸如Al、Cu等之类的元素)的三元素钕磁铁。这种三元素钕磁铁的热消磁曲线如图4中的曲线A所示。另外，一种还包括0．9重量％的Co的四元素钕磁铁的热消磁曲线如曲线B所示。
比较两条曲线A和B可以理解，三元素钕磁铁的热阻比四元素钕磁铁的低，其开始丧失磁性的温度较低，消磁率较高。因此，使用三元素钕磁铁更便于对钕磁铁22实现所需的消磁。例如，如果将三元素钕磁铁加热到200℃，则消磁率将为70％。
翻到图2，永久磁铁14a的每个磁铁块20设置成与相邻磁铁块紧密接触，并使一个特定的磁极(例如北极)朝上。另一方面，永久磁铁14b的每个磁铁块20设置成与相邻磁铁块紧密接触，并使另一磁极(在该例中为南极)朝下。这样，永久磁铁14a和永久磁铁14b彼此面对，同时使不同磁极表面彼此相对，因此便形成了一均匀的磁场。这里应予注意的是，在每个永久磁铁14a、14b中，磁铁块20由粘结剂并排粘结。
用于钕磁铁22之间和磁铁块20之间彼此粘结的粘结剂是一种丙烯酸粘结剂。例如，环氧粘结剂必须经加热才能快速硬化。然而，丙烯酸粘结剂可在室温下快速硬化，因而适合于粘结钕磁铁22。因此，使用丙烯酸粘结剂，较容易将具有强磁力、彼此排斥的钕磁铁22固定于磁轭板12a、12b上。另一方面，丙烯酸粘结剂的粘结强度在加热时会降低。丙烯酸粘结剂在不低于200℃的温度下会发生热变质，在不低于350℃的温度下会被碳化，并在不低于420℃的温度下会被点燃。这便使得很容易去除钕磁铁22。丙烯酸粘结剂例如可以是由电气化学工业株式会社(Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha)生产的HARDLOCK C-323-03，其热拉伸剪切强度如图5所示。
该对磁轭板12a、12b由四根均为圆形截面的磁轭柱24支承成间隔一预定距离彼此面对，并磁性连接。利用上述结构，磁场发生器10在磁极片对16a、16b之间的空间中提供一均匀的磁场。这里应予注意的是，磁轭板12a、12b和磁轭柱24通过螺钉26彼此固定和连接。
例如，磁场发生器10长220厘米、宽120厘米、高170厘米。磁极片16a、16b之间的距离为40厘米-50厘米。将图3中所示的长方体钕磁铁22在每块磁轭板12a、12b上放置两或三层，从而在磁极片16a、16b之间形成一直径为30厘米-40厘米的均匀球形磁场空间。该磁场空间的磁场强度为0．2T-0．3T。
下面来描述上述结构的磁场发生器10的拆卸步骤和钕磁铁22的回收步骤。
首先，将例如从医院收集到的MRI装置送入一具有如图6中所示的加热炉28的工厂。
接下来，拆下绝热材料、电线和其它电气布线构件，也就是非金属零件，因而仅留下磁场发生器10。然后，如图6中所示，将磁场发生器10放于一滑车30上，并送入加热炉28。加热炉28必须大到足以容纳整个装配状态的磁场发生器10。例如，如果磁场发生器10的尺寸约为长×宽×高=1．9米×1．1米×1．5米，则加热炉28的入口尺寸最好约为2米×2米，深度约为5米。加热炉28可以是电炉或重油炉，其中电炉在温度控制方面更为容易。
而后，根据一个加热曲线来进行加热操作，这将在下面描述。在加热操作结束后，让磁场发生器10自然冷却。之后，松开磁场发生器10的螺栓18a、18b，并拆下和收集钕磁铁22。或者，在拆下钕磁铁22之前可将磁轭板12a、12b与磁轭柱24分离。对收集的钕磁铁22的外表面进行研磨。根据需要，在450℃-600℃的温度下于一回火炉(未图示)中对钕磁铁22进行例如不少于三小时的时效(热)处理，以恢复磁特性。然后，检查钕磁铁22的尺寸和磁特性，并重复使用。
这里，详细描述加热操作。
首先，将描述一种对钕磁铁22进行消磁和磨去粘结剂的加热操作方法。适用于该方法的加热炉28是一电炉。
在该方法中，加热是在这样一个温度下进行，即钕磁铁22被消磁到不致使磁特性变差的程度，并且粘结剂不致被碳化。粘结剂因热量而被变质和变脆，但不到钕磁铁22可很容易拆下的程度，因而必须磨去该粘结剂。
具体地说，将温度升高到200℃-350℃，更好是升高到300℃，如图7中曲线C所示，然后，将该温度保持5小时。从图4可以理解，该操作将钕磁铁22的磁性减小到不高于0．07T。在自然冷却后，将磁轭板12a、12b从磁轭柱24上拆下，然后，分别将磁极片16a、16b从磁轭板12a、12b上拆下，磨去粘结剂并取下钕磁铁22。粘结剂例如可以用一表面研磨机通过机械方式磨去。
按照上述方法，只需物理地去除变质的粘结剂，便可安全地取出钕磁铁22，从而安全地拆卸磁场发生器10。而且，由于钕磁铁22的表面的质量没有变差，因而只需清洁钕磁铁22的表面并对钕磁铁22进行再磁化，便可很容易地重新使用钕磁铁22。
而且，由于加热是在不高于400℃的温度下进行，因而在加热操作后无需对钕磁铁22进行时效(热)处理。
此外，由于加热炉28可用于加热磁场发生器10，因而拆卸成本可低于现有技术中所需的。
应予注意的是，如果粘结剂在热变质后也是可溶于一种溶剂的，则可以将粘结剂放于一装满溶剂的筒中溶解。能用于该操作的溶剂可以是乙酸乙酯、丁酮、丙酮等，但由于这些溶剂的渗透性较差，因而必须将钕磁铁22浸泡约一个星期。另一方面，如果使用诸如二氯甲烷、氯乙烯等之类渗透性较强的溶剂，则可以在约24小时内拆下钕磁铁22，但这必须用一诸如通风系统之类的大规模设备来处理溶剂强烈的挥发。
下面将描述一种对粘结剂进行碳化的加热操作方法。适用于该方法的加热炉28是一重油炉。该重油炉所需的加热成本较低。
在该方法中，磁场发生器10被加热到一个居里温度(340℃)以上的温度，粘结剂被碳化，以便拆卸磁场发生器10。
首先，将整个磁场发生器10放于加热炉28中，如图7中的曲线D所示，花四个小时将温度升高到550℃。而后，将该温度保持5小时，进行自然冷却，然后将该磁场发生器10取出加热炉。在自然冷却后，将磁轭板12a、12b从磁轭柱24上拆下，将磁极片16a、16b分别从磁轭板12a、12b上拆下，从而拆下钕磁铁22。碳粘附于拆下的钕磁铁22的表面上。而且，钕磁铁22的表面被碳化和氧化，因而拆下的钕磁铁22不容易重新粘结。因此，研磨所拆下的钕磁铁22的约0．1毫米-0．5毫米深的表面，以便除去碳化和氧化的部分。在研磨后，在500℃的温度下进行一个小时的再次时效处理，以使钕磁铁22重新获得磁特性。这里应予注意的是，加热温度不得高于1000℃，因为加热炉中太高的温度会促进Nd2Fe14B的四方晶体的晶粒生长，从而使钕磁铁22的抗磁力变差。
按照上述方法，粘结剂被碳化而丧失粘结强度，并且钕磁铁22几乎完全丧失磁性，因此使得对钕磁铁22的拆卸和处理较为容易，能安全地对磁场发生器10进行拆卸。
而且，通过研磨所收集的钕磁铁22的表面，可重新获得对钕磁铁22再次进行粘结所必需的附着性。并且，通过对钕磁铁22的再次时效处理，能可靠地重新建立钕磁铁22的特性。
通过拆卸和回收使用过的、具有强磁场的磁场发生器10，可以有效地使用资源。而且，留下磁场发生器10所造成的危险得以避免，确保了安全性。
被磁化的钕磁铁22是非常危险的。然而，通过在至少连接于磁轭板12a或12b的情况下或如图1所示在整装于磁场发生器10中的情况下，于加热炉28中对磁轭柱24进行加热，可更为安全地进行拆卸操作。不用说，在拆卸中，与永久磁铁相连的磁轭板可以在与磁轭柱24分离的状态下于加热炉28中进行加热。
以上详细描述和示出了本发明，显然，这些描述和附图仅仅表示本发明的一个实例，而不应理解为对本发明的限制。本发明的精神和范围仅由所附权利要求书中文字来限定。
权利要求
1．一种磁场发生器的拆卸方法，该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁，该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁，其特征在于，在200℃-1000℃的温度下对磁场发生器进行加热。
2．如权利要求1所述的拆卸方法，其特征在于，该磁场发生器还包括一连接于磁轭板的磁轭柱。
3．如权利要求1或2所述的拆卸方法，其特征在于，磁场发生器的加热温度为200℃-400℃。
4．如权利要求1或2所述的拆卸方法，其特征在于，磁场发生器的加热温度为200℃-350℃，并且先对钕磁铁进行消磁，再去除粘结剂，从而拆下至少一个钕磁铁。
5．如权利要求1或2所述的拆卸方法，其特征在于，磁场发生器的加热温度为350℃-1000℃，并通过使粘结剂碳化而拆下至少一个钕磁铁。
6．如权利要求1所述的拆卸方法，其特征在于，该粘结剂是一种丙烯酸粘结剂。
7．如权利要求1所述的拆卸方法，其特征在于，该钕磁铁是具有R-Fe-B成分的三元素钕磁铁。
8．如权利要求1所述的拆卸方法，其特征在于，该钕磁铁的磁极取相同的方向。
9．一种磁场发生器的回收方法，该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁，该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁，其特征在于，将磁场发生器加热至200℃-1000℃，然后拆下至少一个钕磁铁，并对拆下的钕磁铁的表面进行研磨以重复使用该钕磁铁。
10．如权利要求9所述的回收方法，其特征在于，对拆下的钕磁铁进行再次时效处理。
11．一种磁场发生器的回收方法，该磁场发生器包括一磁轭板和一设置在磁轭板上的永久磁铁，该永久磁铁包括多个由一粘结剂粘结于一起的钕磁铁，其特征在于，将磁场发生器加热至200℃-1000℃，然后拆下至少一个钕磁铁，并对拆下的钕磁铁进行再次时效处理以便重复使用。
全文摘要
一磁场发生器包括一对由一磁轭柱连接的磁轭板。在一种使钕磁铁消磁并磨去粘结剂的方法中,将该磁场发生器加热至200℃—350℃。在使钕磁铁消磁后,去除粘结剂,并将钕磁铁从磁场发生器上拆下和收集起来。在一种使粘结剂碳化的方法中,将磁场发生器加热至350℃—1000℃。在使粘结剂碳化后,拆下并收集起钕磁铁。对所收集的钕磁铁的表面进行研磨,从而重复使用该钕磁铁。而且,对所收集的钕磁铁进行再次时效处理,以便重复使用。
文档编号H01F7/02GK1280811SQ0012190
公开日2001年1月24日 申请日期2000年7月14日 优先权日1999年7月15日
发明者青木雅昭, 桥本重生 申请人:住友特殊金属株式会社