(57)【要約】【課題】　磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用の磁極片を提供する。【解決手段】　当該磁極片は、鉄及びアルミニウムを含む合金の複数のシートを積層して構成する。該合金は約１７重量パーセント以下のアルミニウムを含むことができ、更にコバルト、ニッケル、及び／又は珪素を含むことができる。このような磁極片用の鉄−アルミニウム合金のシートは、約６０マイクロオーム・ｃｍよりも大きい抵抗率を持っている。シートは、熱間鍛造し、熱間圧延し、冷間圧延する工程を含む方法で形成される。該方法は更に、冷間圧延工程の前に及び／又は後に焼き鈍し工程を含むことができる。【選択図】　　　　図１
2004057830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム用の磁極片であって、当該磁極片は、鉄及びアルミニウムを含む合金の複数のシートの積重ね体を有し、前記複数のシートが一緒に積層されていること、を特徴とするＭＲＩシステム用の磁極片。
【請求項２】
鉄及びアルミニウムを含む合金の複数のシートの積重ね体で構成された少なくとも１つの磁極片を有し、前記複数のシートが一緒に積層されていること、を特徴とするＭＲＩシステム。
【請求項３】
前記合金は約０．５〜約１７重量パーセントのアルミニウムを含んでいる、請求項１または２記載の発明。
【請求項４】
前記合金は約０．５〜約１０重量パーセントのアルミニウムを含んでいる、請求項１または２記載の発明。
【請求項５】
各々の前記シートは厚さが約０．５ｍｍ未満である、請求項１または２記載の発明。
【請求項６】
前記合金は更に約０．１重量パーセント〜約１０重量パーセントのコバルトを含んでいる、請求項３記載の発明。
【請求項７】
前記合金は更に約０．１重量パーセント〜約１０重量パーセントのニッケルを含んでいる、請求項３記載の発明。
【請求項８】
前記合金は更に約０．１重量パーセント〜約４重量パーセントの珪素を含んでいる、請求項３、６、７のいずれかに記載の発明。
【請求項９】
各々の前記シートは厚さが約０．５ｍｍ未満である、請求項１または２記載の発明。
【請求項１０】
各々の前記シートは厚さが約０．３ｍｍ未満である、請求項１または２記載の発明。
【請求項１１】
各々の前記シートは厚さが約０．１ｍｍ未満である、請求項１または２記載の発明。
【請求項１２】
前記複数のシートは電気絶縁材料によって互いから分離されている、請求項１または２記載の発明。
【請求項１３】
前記電気絶縁材料は無機電気絶縁材料及び有機電気絶縁材料よりなる群から選択されている、請求項１２記載の発明。
【請求項１４】
前記電気絶縁材料は珪酸塩である、請求項１２記載の発明。
【請求項１５】
前記電気絶縁材料は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリオルガノシラン、ポリオルガノシロキサン、ポリシラザン、-Ｓｉ-Ｎ- 結合を持つ珪素重合体、及びこれらの混合物よりなる群から選択された有機重合体材料である、請求項１２記載の発明。
【請求項１６】
前記電気絶縁材料は、ポリオルガノシラン、ポリオルガノシロキサン、ポリシラザン、-Ｓｉ-Ｎ- 結合を持つ珪素重合体、及びこれらの混合物よりなる群から選択された重合体を熱処理することにより生じる残留物である、請求項１２記載の発明。
【請求項１７】
前記シートは、ＡＳＴＭ規格Ａ７１２−９７に従って測定して、約６０マイクロオーム・ｃｍよりも大きい抵抗率を持っている、請求項１または２記載の発明。
【請求項１８】
前記シートは約１００ＭＰａ以下の圧力で積層されている、請求項１または２記載の発明。
【請求項１９】
前記シートは有機バインダにより該有機バインダの融解温度で積層されている、請求項１または２記載の発明。
【請求項２０】
前記積重ね体は約９００℃〜約１３００℃の温度で焼き鈍しされている、請求項１または２記載の発明。
【請求項２１】
前記積重ね体は約１０００℃〜約１２００℃の温度で焼き鈍しされている、請求項１または２記載の発明。
【請求項２２】
前記積重ね体は、真空、還元性ガス、不活性ガス、及びそれらの組合せよりなる群から選択された環境内で焼き鈍しされている、請求項１または２記載の発明。
【請求項２３】
前記シートは、一緒に積層される前に焼き鈍しされている、請求項１９記載の発明。
【請求項２４】
ＭＲＩシステム用の磁極片であって、当該磁極片は複数の積重ね体を有し、各々の前記積重ね体は、鉄及びアルミニウムを含む合金の複数のシートを有し、前記複数のシートは一緒に積層されており、前記複数の積重ね体は、一つの積重ね体のシートが隣接の積重ね体のシートに対して角度を成して配向されるように互いに隣接して配置されていること、を特徴とするＭＲＩシステム用の磁極片。
【請求項２５】
ＭＲＩシステム用の磁極片であって、当該磁極片は、鉄及びアルミニウムを含む合金の複数のシートの積重ね体を有し、前記複数のシートは一緒に積層されており、各々の前記シートが、下記の工程ａ）乃至ｃ）を有する方法で形成されていること、を特徴とするＭＲＩシステム用の磁極片。
　ａ）約１０００℃〜約１３００℃の範囲内の温度で前記合金のブロックを鍛造して、鍛造合金を作成する工程、
　ｂ）約１３００℃の温度で前記鍛造合金を熱間圧延して、熱間圧延体を作成する工程、及び
　ｃ）約１０％〜約５０％の厚さ減少の変分を使用して前記熱間圧延体を冷間圧延して、前記シートを作成する工程。
【請求項２６】
更に、前記冷間圧延する前に、約９００℃〜約１０５０℃の温度で前記熱間圧延体の第１の焼き鈍しを実行する工程を含んでいる、請求項２５記載のＭＲＩシステム用の磁極片。
【請求項２７】
更に、前記焼き鈍しは、約１時間〜約２４時間にわたって実行される、請求項２６記載のＭＲＩシステム用の磁極片。
【請求項２８】
更に、前記冷間圧延の後に、真空、還元性ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、及びそれらの組合せよりなる群から選択された環境内で前記シートの第２の焼き鈍しを実行する工程を含んでいる、請求項２５記載のＭＲＩシステム用の磁極片。
【請求項２９】
更に、前記第２の焼き鈍しの後に第２の冷間圧延を実行する工程を含んでいる、請求項２８記載のＭＲＩシステム用の磁極片。
【請求項３０】
鉄及びアルミニウムを含む磁性合金のシートを製作する方法であって、
　約１０００℃〜約１３００℃の範囲内の温度で前記合金のブロックを鍛造して、鍛造合金を作成する工程と、
　約１３００℃の温度で前記鍛造合金を熱間圧延して、熱間圧延体を作成する工程と、
　約１０％〜約５０％の厚さ減少の変分を使用して前記熱間圧延体を冷間圧延して、前記シートを作成する工程と、
を有することを特徴とする、鉄及びアルミニウムを含む磁性合金のシートを製作する方法。
【請求項３１】
更に、前記冷間圧延する前に、約９００℃〜約１０５０℃の温度で前記熱間圧延体の第１の焼き鈍しを実行する工程を含んでいる、請求項３０記載の鉄及びアルミニウムを含む磁性合金のシートを作成する方法。
【請求項３２】
更に、前記焼き鈍しは、約１時間にわたって実行される、請求項３１記載の鉄及びアルミニウムを含む磁性合金のシートを製作する方法。
【請求項３３】
更に、前記冷間圧延の後に、前記シートの第２の焼き鈍しを実行する工程を含んでいる、請求項３１記載の鉄及びアルミニウムを含む磁性合金のシートを製作する方法。
【請求項３４】
更に、前記第２の焼き鈍しの後に第２の冷間圧延を実行する工程を含んでいる、請求項３３記載の鉄及びアルミニウムを含む磁性合金のシートを製作する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は磁気共鳴イメージング・システム用の磁極片に関する。具体的に述べると、本発明は、アルミニウムを含む鉄合金よりなる磁性材料の積層板で構成されたこのような磁極片に関する。本発明はまた、このような磁極片を製作する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
　磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、人又は物体の内部の断層像を得るための技術である。鮮明な断層像を得るためにはＭＲＩシステムの磁場生成装置において安定で強い磁場を形成することが不可欠である。
【０００３】
　ＭＲＩシステム用の典型的な磁場生成装置の一実施形態が、その主要構成要素を示す図１に概略的に例示されている。２つの永久磁石１が磁場生成装置内に互いに対向して配置されている。永久磁石１の一方の面がヨーク３に固定され、反対側の面が磁極片２に接続されている。磁極片２もまた磁性材料で作成されて、磁極片２相互間の空間４内の磁場を成形してその一様性を改善する機能を有している。各々の磁極片２の所に配置されている勾配磁場コイル６が通常、空間４内での位置情報を得るために３つの方向Ｘ、Ｙ及びＺに対応する３組のコイル群を有する。時間につれて変化する電流が、選択された勾配磁場コイル６に供給されたとき、時間につれて変化する勾配磁場が所望の方向に生成される。磁極片２は典型的には板（プレート）の形を有し、そのため、渦電流が磁極片内に発生して、磁場に望ましくない作用をもたらす傾向がある。渦電流を減少させるために、磁極片はパーマロイ、アモルファス・アイアン又はＳｉ−Ｆｅ合金のような軟磁性材料の薄いシートを積層して（すなわち、層状に張り合わせて）製作されている。シートをより薄くし且つ抵抗率をより高くすると、発生される渦電流が少なくなるので、そうするのが好ましい。しかしながら、磁極片を作成するために使用され従来の材料には様々な制約がある。例えば、Ｓｉ−Ｆｅ合金の抵抗率は珪素の含有量を増大させることによって高くすることができるが、該合金は脆弱になり、従って珪素の含有量が約３．５重量パーセントよりも大きい場合は薄いシートにすることが困難である。
【特許文献１】米国特許第５２８３５４４号
【特許文献２】米国特許第６１５０８１８号
【特許文献３】米国特許第６１５０８１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　従って、抵抗率がより高い抵抗率を持つ材料からより薄い厚さのシートを形成してＭＲＩ用磁極片の渦電流損を低くすることができるような材料を提供する要望が引き続き存在する。加えて、ＭＲＩシステムの画像品質を改善するような磁極片を提供するのが非常に望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　本発明は、ＭＲＩシステムの磁極片用の望ましい延性及び抵抗率を持つ材料を提供し、またこのような材料で構成されたＭＲＩ用磁極片を提供する。
【０００６】
　本発明の一面では、当該材料は鉄−アルミニウム合金を有する。ここで、「鉄−アルミニウム合金」とは、主要成分が鉄とアルミニウムである合金を意味することを理解されたい。このような合金は他の成分を含むことができ、それらの他の成分は、主要成分の合金の磁気的又は電気的特性に影響を及ぼすものであるのが望ましいこともあり、或いは、それらの特性に実質的に影響を及ぼさない、また悪影響を及ぼさないものであってもよい。典型的には、主要成分の合金の望ましい特性に悪影響を及ぼさない副次成分は、約０．１重量パーセント未満の量で存在していてよい。例えば、このような合金は、鉄又はアルミニウムを生成する過程で避けることのできない付随的な量の他の成分を含むことがある。従って、本書で開示する合金は、その主要成分のみを列挙する。
【０００７】
　本発明の別の面では、当該材料は、鉄−アルミニウム−コバルト合金、鉄−アルミニウム−ニッケル合金、又は鉄−アルミニウム−コバルト−ニッケル合金を有する。
【０００８】
　本発明の更に別の面では、当該材料は、鉄と、アルミニウムと、合金の少なくとも磁気特性又は電気抵抗率を有利に修正する少なくとも第３の成分とを有している。
【０００９】
　本発明の更に別の面では、ＭＲＩシステム用の磁極片が、鉄とアルミニウム、又は鉄とアルミニウムとコバルト、或いは鉄とアルミニウムとニッケルを有する合金の複数のシートを有し、これらのシートは一緒に積層され（すなわち、層状に張り合わされ）ている。
【００１０】
　本発明の更に別の面では、ＭＲＩシステムが、少なくとも、鉄−アルミニウム合金、鉄−アルミニウム−コバルト合金、又は鉄−アルミニウム−ニッケル合金の複数のシートを積層して構成した磁極片を有する。
【００１１】
　本発明の更に別の面では、鉄及びアルミニウムを含む合金のシートを作成する方法が、該合金の一片を熱間圧延し且つ冷間圧延して所望の厚さにする工程を含んでいる。該方法は更に、少なくとも圧延の前に又は圧延の後に焼き鈍しを行う工程を含む。
【００１２】
　本発明の他の特徴及び利点は、本発明についての以下の説明及び添付の図面から明らかになろう。なお、図面において、同様な要素には同じ参照符号を付している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
　磁性材料の重要な望ましい特性の一つはその鉄損が低いことである。鉄損は、Ｗ／ｋｇ（ワット／キログラム）の単位で測定した、ヒステリシス損と渦電流損との和である。ＭＲＩシステムの磁極片を製作するために使用される材料についても鉄損が低いことが望ましい。ヒステリシス損は、磁性材料が逆転するときに生じる不可逆性のエネルギ損失である。ヒステリシス損は材料の組成の選択によって影響されることがある。渦電流損は、磁性材料中での誘導電流の形成に起因した熱の形態での不可逆性のエネルギ損失である。望ましくないエネルギ損失に加えて、大きな渦電流はまた、ＭＲＩシステムの磁場の均一性に悪影響を及ぼすと共に、最大磁場の達成を遅らせ、これにより検査中の物体の画像品質を低下させる。渦電流は、より高い抵抗率を持つ材料を使用して薄いシートを形成することによって、減少させることができる。鉄損は更に、保磁力をより低くし及び／又は結晶粒配向を修正すること（例えば、２つの磁気的に「容易な」結晶方向がシートの平面内に存在するようにすること）により、低減することができる。
【００１４】
　アモルファス鉄及び無方向性珪素鋼のような材料が、ＭＲＩシステム用の磁極片を製作するために従来使用されている。これらの材料は、幾つかの欠点を有している。アモルファス鉄は高価である。少量の珪素を含む鋼は薄いシートに作成し得る。しかしながら、珪素鋼は、その抵抗率を高くしようとして珪素含有量を約３．５重量パーセントよりも多くすると、脆くなり且つその延性を失って、結果として薄いシートに形成するその能力を失う。既に薄いＳｉ−ＦｅシートにＳｉを添加するように開発された方法は費用が高い。
【００１５】
　本発明は、ＭＲＩシステムの磁極片に適した望ましい延性及び抵抗率を持つ、鉄及びアルミニウムを含む合金を提供し、またこのような合金で構成されたＭＲＩ用磁極片を提供する。本発明の磁極片用の鉄−アルミニウム合金は、約０．５重量パーセント以上で約１７重量パーセント以下のアルミニウムを含む。好ましくは、該合金はアルミニウム含有量が約１０重量パーセント以下である。アルミニウム含有量が１７重量パーセント以下である合金は、実質的に純粋な鉄とアルミニウム含有量が相対的に高い鉄−アルミニウム合金とを適切な量で一緒に融解させることによって、そのようなアルミニウム含有量が相対的に高い合金から作ることが可能である。薄いシートへの合金の加工可能性に悪影響を及ぼすことなく合金の微細構造を変更するために他の元素を更に添加することも可能である。ＭＲＩシステムの磁極片を製作するための鉄及びアルミニウムを含む合金は、アルミニウム又は鉄を生成する処理に伴って不可避的に入り込むか、又は或いは合金の原材料中に存在する他の付随する副次成分を、それらが最終的な合金の所望の特性に悪影響を及ぼさない限り、含んでいてもよい。例として挙げると、これらの副次成分には燐、硫黄、炭素、水素、酸素、窒素、希土類金属、或いはマンガン、銅、クロム又はモリブデンのような他の金属が含まれる。典型的には、これらの副次成分の各々の量は、約０．１重量パーセント未満、好ましくは約０．０５重量パーセント未満、より好ましくは約０．０１重量パーセント未満、最も好ましくは約０．００５重量パーセント未満にすべきである。
【００１６】
　本発明の別の面では、鉄−アルミニウム合金は、最初の鉄−アルミニウム合金の少なくとも磁気特性又は電気特性を有利に修正する少なくとも一種の元素を更に含むことができる。例えば、本発明の一実施形態では、ＭＲＩ用磁極片は、鉄、アルミニウム及びコバルトを含む合金で製作される。コバルトの添加は、アルミニウム含有量が増大したときの合金の飽和磁化の損失を相殺する。別の実施形態では、ニッケルを鉄−アルミニウム合金に添加して、最初の鉄−アルミニウム合金の透磁率を向上させるようにすることができる。このような鉄−アルミニウム−コバルト合金又は鉄−アルミニウム−ニッケル合金は約０．１重量パーセント〜約１０重量パーセントのコバルト又はニッケルを含むことができる。上述の他の副次成分は、それらが合金の所望の特性に悪影響を及ぼさない限り、鉄−アルミニウム−コバルト合金中に存在していてよい。
【００１７】
　本発明の別の実施形態では、鉄−アルミニウム合金は約０．１重量パーセント〜約４重量パーセントの珪素を含むことができる。更に別の実施形態では、合金は、鉄とアルミニウムと珪素とコバルト又はニッケルとを、上述した割合で含む。
【００１８】
　本発明はＭＲＩシステムの磁極片を提供する。本発明の磁極片は鉄−アルミニウム合金、鉄−アルミニウム−コバルト合金又は鉄−アルミニウム−ニッケル合金の複数のシートを有し、これらのシートは、重合体材料のようなバインダを使用して一緒に積層されて積重ね体を形成する。各々のシートは厚さが約０．５ｍｍ未満、好ましくは約０．３ｍｍ未満、より好ましくは約０．２ｍｍ未満である。このような積層磁極片を製作する際に有機又は無機バインダを使用することができる。適当な有機バインダはエポキシ樹脂及びアクリル樹脂である。適当な無機バインダは、珪酸塩、又は有機金属化合物の分解から生じるその残留物である。例えば、ポリオルガノシラン又はポリオルガノシロキサンからは、炭化珪素又は酸炭化珪素を有する残留物が生じ得る。また、ポリシラザン、及び｛-Ｓｉ-Ｎ- ｝結合を持つ珪素重合体では、窒化珪素又は炭窒化珪素を有する残留物が生じ得る。このようなバインダ又はその残留物は電気絶縁性であるのが好ましい。
【００１９】
　本発明では、アルミニウムを含む無方向性又は方向性鉄合金のシートを使用して、ＭＲＩシステム用の磁極片を製作することができる。本発明の一面では、シートは、単位セルの立方体平面がシートの表面に平行になるように結晶粒を方向付けした二重方向性合金で構成することができる。
【００２０】
　厚さが約０．５ｍｍ未満であるシートは、合金のスラブ（厚板）又はインゴットを所望の厚さまで熱間圧延及び冷間圧延する１つ又はそれ以上の工程を有する方法によって製作される。熱間圧延又は冷間圧延工程の各々は、約１０〜約２０パーセントの範囲内の変分（インクリメント）で厚さを減少させるためにミルに通す複数のパスを含むことができる。本方法は更に、少なくとも熱間圧延又は冷間圧延の前に又は後に焼き鈍し工程を含むことができる。典型的には、焼き鈍しは、水素のような還元性雰囲気中で、或いはアルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトン、キセノン、又はそれらの混合物のような不活性雰囲気中で実施される。焼き鈍しはまた、真空中で実施してもよい。焼き鈍しの後、合金製品は典型的には、同じ雰囲気中で実質的に室温までゆっくりと冷却される。
【００２１】
　本方法の一実施形態では、所望の割合のほぼ純粋な鉄及びアルミニウムを、真空中で、又は水素のような還元性雰囲気中で、或いはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、又はそれらの混合物のような不活性雰囲気中で、電気炉内で融解することによって、鉄−アルミニウム合金を調製した。最初に鉄を融解して、それにアルミニウムを加えてもよい。この代わりに、約１７重量パーセントよりも多量のアルミニウムのような高含有量のアルミニウムを持つ鉄−アルミニウム合金を融解し、それにほぼ純粋な鉄を加えて所望の組成を達成するようにしてもよい。
【００２２】
　本発明者は、４重量パーセント又はそれよりも多量の珪素を含む鉄合金が非常に脆いのに対して、鉄−アルミニウム合金が液体窒素の温度でさえも非常に柔軟であることを予想外に見出した。例えば、約６重量パーセントの珪素を含む一つの鉄合金、並びに約４重量パーセントの珪素及び６重量パーセントのアルミニウムを含む別の鉄合金が、ジョー・クラッシャー及びディスク・ミルを使用して、容易に粉砕されて粗粉末になった。対照的に、６．５重量パーセントのアルミニウムを含む鉄合金は室温で粉砕できなかった。また、同じ鉄−アルミニウム合金の別の一片を、液体窒素の温度まで１時間冷却した後、丸頭ハンマーで打ったとき、へこみが出来ただけであった。従って、磁性材料の非常に薄いシートを鉄−アルミニウム合金から製作することができた。これらの合金に他の成分を添加して、それらの基本的な特性を特定の用途に合わせて望み通りに修正することもできる。６．５重量パーセントのアルミニウムを含む鉄−アルミニウム合金で約９１ｃｍの長さ及び約０．２５ｍｍの厚さを持つシートを製作し、ＭｇＯで被覆した。このシートの抵抗率は７０マイクロオーム・ｃｍであった。窒素中で約７６０℃で４時間にわたって焼き鈍しを行った後、約５５℃／時の速度で約３７０℃まで冷却したシートにより、コイルを製作した。これらによりシートは約７．６ｃｍの直径を持つコイルに形成した。図２はそれらのコイルの磁化曲線を示す。
【００２３】
　６．５重量パーセントのアルミニウムを含む鉄−アルミニウム合金の別のサンプルで約５ｃｍの幅及び約０．２ｍｍの厚さを持つシートを製作し、水素を含む還元性雰囲気中で様々な焼き鈍し温度を加えた。焼き鈍しは、約７５０℃まで急速に温度を上昇させ、次いで焼き鈍し温度まで約５０℃／時の速度で昇温させて、焼き鈍し温度に焼き鈍し時間にわたって保持し、次いで約７５０℃まで約５０℃／時の速度で冷却し、その後更に冷却速度を制御せずに炉を室温近くまで冷却することより成る。焼き鈍ししたシートの保磁力を測定した結果を表１に示す。焼き鈍し時間は、保磁力を更に低くするために、８時間より長くする、例えば、約２４時間又はそれより長くすることが可能である。
【００２４】
【表１】
2004057830.tif 000003
【００２５】
　　（実施例）
　所望の組成（約４、６、８及び１０重量パーセントのアルミニウム）を持つ鉄−アルミニウム合金の鋳造インゴットを高さが約２３ｃｍで各側辺が約９ｃｍの物片に切断し、そして熱間加工して鋳造結晶粒構造を破壊した。熱間加工は１３００℃ と９００℃との間の温度で鍛造し圧延する工程で構成し、該温度は精製された結晶粒構造を生成するために徐々に低下させた。熱間圧延後の最終厚さは３ｍｍであった。次いで、１回のパス当り約１０〜２０％の減少率を使用して、この材料を０．５ｍｍ未満の厚さまで冷間圧延した。１回のパス当り最大で約５０％までの減少率は可能であると考えられる。約８重量パーセント及び約１０重量パーセントのアルミニウムを含む合金を、冷間圧延の前に、約９００℃で１時間にわたって焼き鈍しした。２４時間又はそれより長い時間のように焼き鈍し時間をより長くすることは、場合によっては望ましいことがある。約９００℃〜約１０５０℃の範囲内の別の焼き鈍し温度を使用してもよい。この焼き鈍しの結果、１０％の減少率を使用して困難さもなく約０．８ｍｍ又は約０．４ｍｍの厚さに冷間圧延した。得られたシートを機械加工して、引張り強度測定のための試験方法ＡＳＴＭ　Ｅ８−９９に適合した引張り試験片、鉄損測定のためのリング（外径が約５ｃｍで内径が約４ｃｍ）、及び磁気損失測定のためのエプスタイン(Epstein) 条片（幅が約３ｃｍで長さが約３０ｃｍ）を作成した。試験片、リング及びエプスタイン条片の全てを、試験の前に、手動によりＭｇＯのコーティングで被覆し且つ熱処理した。使用したＭｇＯコーティングは、商業上使用されているＣ−２無機ミル・コーティングと同様である。リングには約９００℃〜約１０５０℃の範囲内の温度で１〜５時間にわたって様々な熱処理を行った。４重量パーセント及び８重量パーセントのアルミニウムを持つ鉄−アルミニウム合金のリングを追加して設け、これらも約１２００℃で５時間にわたって熱処理した。引張り試験片及びエプスタイン条片を、試験の前に、約９７５℃で３時間にわたって熱処理した。また、（約３．６重量パーセントの珪素を含む）珪素鋼のサンプルを比較のために処理して試験した。
【００２６】
　焼き鈍し工程はほぼ一定の温度で実施してもよいし、或いは室温から最終温度まで次第に上昇させてもよく、試験片は最終温度に所望の持続時間にわたって保持される。
【００２７】
　　［試験手順］
　約８ｍｍの高さを持つ、絶縁テープ及びワイヤ・コイルを巻装した積層リングの積重ね体を、ＡＳＴＭ規格Ａ９１２−３（１９９８）を使用するモデルＳＭＴ−６００磁気テスタ（米国インディアナ州、インディアナポリス所在のＫＪＳアソシエーツ・インコーポレーテッド社製）を使用して鉄損及び透磁率について試験した。
【００２８】
　引張り強度及びロックウェルＢ硬さ（ＨＲＢ）をＡＳＴＭ規格Ｅ８−９９（１９９８）及びＥ１８−９８（１９９９）に従ってそれぞれ測定した。引張り試験を室温及び周囲圧力で約５ｍｍ／分の速度で実行した。
【００２９】
　ＭｇＯコーティングを適用する前に、機械加工したままのエプスタイン条片を、ＡＳＴＭ規格Ａ７１２−９７（１９９７）に従ってキースリー(Keithley)５８０型四プローブ・マイクロオームメータを使用して試験した。
【００３０】
　機械的特性及び抵抗率についての試験の結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2004057830.tif 000004
【００３２】
　磁気特性についての試験の結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
2004057830.tif 000005
【００３４】
　改善されたＭＲＩシステム用の磁極片を形成するために、各々が約０．５ｍｍ未満、好ましくは約０．３ｍｍ未満、より好ましくは約０．２ｍｍ未満、最も好ましくは約０．１ｍｍ未満の厚さを持つ、鉄及びアルミニウムを含む合金の複数のシートを、バインダにより一緒に積層して（すなわち、層状に張り合わせて）１つの積重ね体を形成する。この積層は、室温で、又は磁極片の取り扱いを妨げない温度で実施することができる。固体の有機バインダを使用する場合には、その融解温度のような温度を積層のために使用してよい。また、積層の温度は、有機樹脂バインダの重合を促進させる温度であってもよい。更に、有機バインダ又は有機金属バインダを分解して耐熱セラミック又は無機残留物を生じさせる温度で、積重ね体を熱処理してもよい。積層後、積重ね体をＭＲＩシステムに組み込むための所望の形状及び寸法に切断又は成形してもよい。積層は、希望により、最大１００ＭＰａまでの圧力を加えた状態で実施してもよい。積層後、応力を解放するために積重ね体を約９００℃〜約１３００℃、好ましくは約１０００℃〜約１２００℃の範囲内の温度で焼き鈍しすることが有利なことがある。米国特許第５２８３５４４号、同第６１５０８１８号及び同第６１５０８１９号に開示されている方法の一つのような磁極片の構成法を、そこに開示されている含有量を参照して、ＭＲＩシステム用の磁極片を改善するための本書に開示した合金について使用してもよい。本発明の磁極片の一実施形態では、積層シートの複数の積重ね体を有する。複数の積重ね体は磁極片の厚さを完成するまで互いに取り付け、その際に、１つの積重ね体の中のシートの圧延方向が隣接の積重ね体の中のシートに対して角度を成すように配向される。一実施形態では、該角度は９０°である。
【００３５】
　様々な実施形態を説明したが、当業者には、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲内で、要素の種々な組合せ、変形、等価物の使用又は改良をなし得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ＭＲＩシステムの従来の磁場生成装置の概略図である。
【図２】６．５重量パーセントのアルミニウムを含む鉄−アルミニウム合金のシートについての磁化曲線を示すグラフである。
【図３】１０９７℃で１時間にわたって焼き鈍しを行った、６．５重量パーセントのアルミニウムを含む鉄−アルミニウム合金のシートについての４０Ｈｚでの磁化曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
　１　永久磁石
　２　磁極片
　３　ヨーク
　４　空間
　６　勾配磁場コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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