CN112582125A

CN112582125A - 软磁性合金和电子部件

Info

Publication number: CN112582125A
Application number: CN202010994008.XA
Authority: CN
Inventors: 熊冈广修; 长谷川晓斗; 吉留和宏; 松元裕之
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-09-21
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2040-09-21
Also published as: US20210098162A1; CN112582125B

Abstract

本发明涉及一种软磁性合金和包含软磁性合金的电子部件。软磁性合金包含Fe基纳米结晶和金属玻璃，软磁性合金的差示扫描量热曲线具有玻璃化转变点Tg，差示扫描量热曲线的测定中的软磁性合金的升温速度为40K/分钟，差示扫描量热曲线中的最大放热峰的温度Tp高于Tg。

Description

软磁性合金和电子部件

技术领域

本发明涉及一种软磁性合金和包含软磁性合金的电子部件。

背景技术

电感器、变压器和扼流圈等的电子部件大多用于各种各样的电子设备的电源电路。这些电子部件具有线圈和配置于线圈的内侧的磁芯。近年来，作为磁芯用的软磁性体，代替现有的铁氧体，大多使用软磁性合金。是由于软磁性合金与铁氧体相比，具有较高的饱和磁化强度(饱和磁通密度)，直流叠加特性优异(直流叠加允许电流大)，适于电子部件(磁芯)的小型化。作为软磁性合金的一例，在日本专利第6504730号公报中记载有由Fe基纳米晶粒构成的软磁性合金(软磁性合金粉末)。磁芯通过一边对软磁性合金粉末进行加热一边进行压缩来制造。在日本特开2017-34091号公报中记载了使用了Fe-B-Si-P-C-Cu系非晶粉末的磁芯的制造方法。为了便于说明，将包含Fe基纳米晶粒和Fe基非晶合金中的至少一种的现有的软磁性合金记为“纳米结晶/非晶合金”。在日本特开2017-34105号公报中记载了使用了由第1软磁性粉末和第2软磁性粉末构成的混合粉末的磁芯的制造方法，其中，所述第1软磁性粉末仅由Fe基纳米结晶或Fe基非晶合金构成，所述第2软磁性粉末仅由Fe基金属玻璃构成。

发明内容

对磁芯要求高的相对磁导率。磁芯的相对磁导率随着磁芯中的软磁性合金的填充率的增加而增加。换而言之，磁芯中的软磁性合金的相对密度越高，磁芯的相对磁导率越高。另外，磁芯中的软磁性合金的填充率对直流叠加特性产生较大的影响。但是，现有的纳米结晶/非晶合金比结晶合金硬，难以发生纳米结晶/非晶合金的塑性变形。因此，在制作磁芯时的纳米结晶/非晶合金粉末的成型过程中，各个纳米结晶/非晶合金颗粒难以变形，容易在纳米结晶/非晶合金颗粒间形成空隙。即，现有的纳米结晶/非晶合金难以具有高的相对密度。为了使纳米结晶/非晶合金的相对密度增加，纳米结晶/非晶合金粉末被以高压压缩时，各个纳米结晶/非晶合金颗粒比结晶金属容易破损。由于这些原因，现有的纳米结晶/非晶合金难以被压缩，由纳米结晶/非晶合金制造的磁芯难以变得致密，不具有充分的软磁特性。

日本特开2017-34091号公报所记载的磁芯的制造方法中，为了提高磁芯的密度，在对现有的非晶合金粉末进行加压的状态下，对现有的非晶合金粉末以高温进行加热。高温是指(第1结晶化开始温度T_x1-50)K以上且低于第二结晶化开始温度T_x2的温度。通过高温下的非晶合金粉末的加热，非晶合金进行相变，从非晶合金生成Fe基纳米晶粒。但是，由于伴随非晶合金的相变的放热，Fe基纳米晶粒生长成具有高的矫顽力的粗大的晶粒。由于这样的原因，在伴随从非晶合金向Fe基纳米晶粒的相变的现有的磁芯的制造方法中，难以兼顾软磁性合金的高相对密度和低矫顽力。

日本特开2017-34105号公报所记载的磁芯的制造方法中，通过对纳米结晶粉末或非晶合金粉末(第1软磁性粉末)和金属玻璃粉末(第2软磁性粉末)的混合粉末在金属玻璃的玻璃化转变点附近一边加热一边加压成型，实现了磁芯的致密化。但是，金属玻璃通常具有20×10^-6～40×10^-6的程度的较大的磁致伸缩，因此，由于成型的压力，日本特开2017-34105号公报所记载的磁芯的矫顽力容易变差。

本发明的目的在于提供一种能够具有高的相对密度和低的矫顽力的软磁性合金、以及包含该软磁性合金的电子部件。

本发明的一个方面所涉及的软磁性合金是包含Fe基纳米结晶的软磁性合金，软磁性合金进一步包含金属玻璃，软磁性合金的差示扫描量热(Differential ScanningCalorimetry；DSC)曲线具有玻璃化转变点Tg，差示扫描量热曲线的测定中的软磁性合金的升温速度为40K/分钟，差示扫描量热曲线中的最大放热峰的温度Tp高于Tg。

软磁性合金可以包含下述化学式1所示的合金。

(Fe_1-α-βX1_αX2_β)_1-hM_aB_bP_cSi_d (1)

h可以为a+b+c+d，X1可以为选自Co和Ni中的至少一种元素，X2可以为选自Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Cu、Cr、Bi、N、O、S、C和稀土元素中的至少一种元素，M可以为选自Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、W和V中的至少一种元素，a可以为0.0以上0.15以下，b可以为0.0以上0.20以下，c可以为0.0以上0.20以下，d可以为0.0以上0.20以下，α可以为0以上，β可以为0以上，α+β可以为0以上0.50以下，1-h可以大于0.65且为0.9以下。

Fe基纳米结晶的平均粒径(grain size)可以为5nm以上50nm以下。

差示扫描量热曲线可以具有结晶化温度Tx，过冷液相区宽度ΔTx可以定义为Tx-Tg，ΔTx可以为10K以上200K以下。

Tp可以为600℃以上800℃以下。

软磁性合金可以为粉末。

Fe基纳米结晶和金属玻璃两者可以存在于构成上述粉末的一个软磁性合金颗粒中。

由金属玻璃和分散于金属玻璃中的多个Fe基纳米结晶构成的纳米结晶结构可以形成于构成上述粉末的一个软磁性合金颗粒中。

软磁性合金也可以为薄带。

Fe基纳米结晶和金属玻璃两者可以存在于由一种合金组合物构成的软磁性合金中。

本发明的一个方面所涉及的电子部件包含上述的软磁性合金。

根据本发明，可以提供一种能够具有高的相对密度和低的矫顽力的软磁性合金、以及包含该软磁性合金的电子部件。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的软磁性合金颗粒的截面的示意图。

图2是本发明的一个实施方式所涉及的软磁性合金的差示扫描量热曲线。

图3是软磁性合金粉末的制造中所使用的气体雾化装置的截面的示意图。

图4表示图3所示的装置的一部分(冷却水的导入部)放大后的截面。

图5是软磁性合金薄带的制造中所使用的薄带连铸装置的截面的示意图。

符号的説明：

1…软磁性合金颗粒、2…Fe基纳米结晶、3…金属玻璃、Tg…玻璃化转变点、Tx…结晶化温度、Tp…最大放热峰的温度、ΔTx…过冷液相区宽度。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边说明本发明的优选的实施方式。在附图中，对同等的结构要素使用相同的符号。本发明不限定于下述实施方式。

(软磁性合金)

本实施方式所涉及的软磁性合金包含Fe基纳米结晶和金属玻璃。换而言之，Fe基纳米结晶和金属玻璃两者存在于由一种合金组合物构成的软磁性合金中。本实施方式所涉及的软磁性合金的差示扫描量热曲线具有玻璃化转变点Tg。差示扫描量热曲线的测定中的软磁性合金的升温速度为40K/分钟。差示扫描量热曲线中的最大放热峰的温度Tp高于Tg。这些特征的详情如后所述。本实施方式所涉及的软磁性合金可以为粉末(颗粒)或薄带。由软磁性合金构成的粉末(颗粒)可以通过后述的气体雾化法来制造。由软磁性合金构成的薄带可以通过后述的薄带连铸法来制造。以下所记载的软磁性合金粉末和软磁性合金颗粒可以通过气体雾化法来制造。以下所记载的软磁性合金粉末和软磁性合金颗粒也可以通过粉碎由软磁性合金构成的薄带来制造。

本实施方式所涉及的软磁性合金粉末包含多个软磁性合金颗粒。软磁性合金粉末可以另称为许多软磁性合金颗粒的整体。如图1所示，软磁性合金颗粒1包含至少一个Fe基纳米结晶2、和金属玻璃3。换而言之，Fe基纳米结晶2和金属玻璃3两者存在于构成软磁性合金粉末的一个软磁性合金颗粒1中。Fe基纳米结晶2是由Fe(例如α-Fe)的单质、或包含Fe的合金构成，并且粒径为约5nm以上50nm以下的结晶。软磁性合金颗粒1可以包含多个Fe基纳米结晶2。Fe基纳米结晶2可以具有体心立方晶格结构。金属玻璃3为具有玻璃化转变点Tg的非晶的合金。即，金属玻璃3与不具有玻璃化转变点Tg的现有的非晶的软磁性合金不同。软磁性合金颗粒1可以仅由Fe基纳米结晶2和金属玻璃3构成。软磁性合金颗粒1可以除了Fe基纳米结晶2和金属玻璃3以外，还包含其他的成分。例如，只要可以得到本发明的效果，软磁性合金颗粒1可以进一步包含不具有玻璃化转变点Tg的少量的非晶的合金作为其他的成分。只要可以得到本发明的效果，软磁性合金颗粒1可以进一步包含比Fe基纳米结晶2粗大的少量的结晶相作为其他的成分。粗大的结晶相例如是粒径(grain size)或微晶直径大于50nm的结晶。只要可以得到本发明的效果，软磁性合金粉末可以进一步包含不含Fe基纳米结晶2的极少量的软磁性合金颗粒。只要可以得到本发明的效果，软磁性合金粉末可以进一步包含不含金属玻璃3的极少量的软磁性合金颗粒。即，由Fe基纳米结晶2和金属玻璃3构成的粉末可以与不含Fe基纳米结晶2和金属玻璃3的粉末混合。

如上所述，在本实施方式的情况下，Fe基纳米结晶2和金属玻璃3两者存在于由一种合金组合物构成的软磁性合金中。软磁性合金为粉末时，Fe基纳米结晶2和金属玻璃3两者存在于构成软磁性合金粉末的一个软磁性合金颗粒1中。因此，本实施方式所涉及的软磁性合金与由仅由Fe基纳米结晶或Fe基非晶合金构成的第1软磁性粉末和仅由Fe基金属玻璃构成的第2软磁性粉末所构成的混合粉末完全不同。即，本实施方式所涉及的软磁性合金与日本特开2017-34105号公报所记载的混合粉末完全不同，由本实施方式所涉及的软磁性合金制造的磁芯也与由日本特开2017-34105号公报所记载的混合粉末制造的磁芯完全不同。

图2是本实施方式所涉及的软磁性合金的差示扫描量热曲线(DSC曲线)。DSC曲线在软磁性合金的升温过程中进行测定。DSC曲线的横轴表示软磁性合金的温度(单位：℃)。DSC曲线的纵轴表示软磁性合金的每单位质量的热流(单位：mW/mg)。正的热流意味着软磁性合金的放热。负的热流意味着软磁性合金的吸热。也可以适当地进行DSC曲线的基线校正。

软磁性合金的DSC曲线具有玻璃化转变点Tg、结晶化温度Tx(结晶化开始温度)、和最大放热峰。Tg低于Tx。DSC曲线中的最大放热峰的温度Tp高于Tg，Tp也高于Tx。Tg可以是DSC曲线的微分系数从正值转变为负值的DSC曲线的拐点。即，Tg的DSC曲线的微分系数可以为0。Tx可以是软磁性合金开始放热的温度。Tp的放热峰可以是在软磁性合金的升温过程中最初出现的放热峰。DSC曲线可以在高于Tp的温度中进一步具有其他的放热峰。

在Tg，软磁性合金颗粒1中的金属玻璃3开始玻璃化转变，由于玻璃化转变，软磁性合金粉末开始吸热。由于在Tg的玻璃化转变，金属玻璃3开始成为过冷液体。在Tx，软磁性合金颗粒1中的过冷液体(金属玻璃3)开始结晶化，软磁性合金粉末由于结晶化而开始放热。在Tp，随着软磁性合金颗粒1中的过冷液体(金属玻璃3)的结晶化的热流(放热量)成为最大。以下所记载的“过冷液相区”是指软磁性合金的温度为Tg以上且低于Tx的区域。

DSC曲线的测定中的软磁性合金的升温速度为40K/分钟。软磁性合金的升温速度低于40K/分钟时，金属玻璃3的结晶化容易在低温开始。即，升温速度低于40K/分钟时，伴随金属玻璃3的结晶化的放热峰容易在DSC曲线的低温区域出现，放热峰在DSC曲线的横轴(温度)的方向变宽(broad)。其结果，难以正确地分别识别Tg(DSC曲线的拐点)和放热峰。

在过冷液相区中，软磁性合金颗粒1中的金属玻璃3的一部分或全部成为过冷液体，软磁性合金颗粒1变软。换而言之，在过冷液相区中，包含金属玻璃3的软磁性合金颗粒1比仅由Fe基纳米结晶构成的现有的软磁性合金颗粒软。因此，通过将软磁性合金粉末在过冷液相区一边加热一边压缩，各个软磁性合金颗粒1容易发生变形。即，在过冷液相区中，容易发生软磁性合金颗粒1的塑性变形。伴随着软磁性合金颗粒1的塑性变形，软磁性合金颗粒1间的空隙减少，软磁性合金粉末变得更致密。由于以上的原因，本实施方式所涉及的软磁性合金粉末能够具有高的相对密度。因此，通过由本实施方式所涉及的软磁性合金粉末制造磁芯，磁芯中的软磁性合金粉末的填充率增大，磁芯的相对磁导率增大。另外，在过冷液相区，难以发生从金属玻璃3到Fe基纳米结晶2的相变，难以发生伴随相变的放热，因此，能够容易地控制压缩过程中的软磁性合金粉末的温度。因此，通过将软磁性合金粉末在过冷液相区进行压缩，可以抑制由于伴随相变的放热引起的Fe基纳米结晶2的晶粒生长，软磁性合金粉末的矫顽力容易维持在低的值。此外，软磁性合金薄带自身在过冷液相区中被加工时，薄带自身变软，因此，薄带的伸长、延伸或层叠等的成型加工变得容易。

假如在Tx以上的温度下压缩软磁性合金粉末时(即，软磁性合金粉末的温度过高时)，在压缩的过程中，过冷液体(金属玻璃3)的结晶化容易进行。即，容易发生从金属玻璃3向Fe基纳米结晶2的相变。由于伴随该相变的放热，软磁性合金颗粒1中的Fe基纳米结晶2的晶粒生长过度进行，或者在软磁性合金颗粒1中析出难以对软磁特性有贡献的金属化合物(例如铁的硼化物)等。由于这些原因，软磁性合金粉末的软磁特性容易变差，特别是矫顽力容易增加。

本实施方式所涉及的软磁性合金粉末不仅包含金属玻璃还包含Fe基纳米结晶，因此，本实施方式所涉及的软磁性合金粉末与仅由金属玻璃或非晶合金构成的现有的软磁性合金粉末相比，软磁特性优异。例如，本实施方式所涉及的软磁性合金与现有的软磁性合金粉末相比，容易具有高的饱和磁化强度和低的矫顽力。

过冷液相区宽度ΔTx可以定义为Tx-Tg。ΔTx例如可以为10K以上200K以下。通过使ΔTx为10K以上200K以下，软磁性合金容易具有优异的软磁特性。ΔTx越小，则软磁性合金中的金属玻璃的一部分或全部为过冷液体的温度的范围越窄。因此，ΔTx越小，则软磁性合金容易发生变形的温度范围越窄。换而言之，ΔTx越小，则用于通过软磁性合金粉末的压缩来提高软磁性合金粉末的相对密度的软磁性合金粉末的温度范围越窄。因此，磁芯的制造条件(软磁性合金粉末的成型条件)受到限制。

Tg例如可以为350℃以上且低于600℃。Tx可以为(Tg+10)℃以上(Tg+200)℃以下。Tp可以为600℃以上800℃以下。Tp过低时，在伴随加热的软磁性合金的压缩过程中，过冷液体(金属玻璃3)的结晶化(相变)容易进行。由于伴随过冷液体的结晶化的放热，软磁性合金中的Fe基纳米结晶的晶粒生长容易过度进行。另外，由于过冷液体的结晶化，容易在软磁性合金中析出难以对软磁特性有贡献的金属化合物(例如铁的硼化物)等。由于这些原因，软磁性合金的软磁特性容易变差，特别是软磁性合金的矫顽力容易增加。Tg、Tx和Tp可以基于软磁性合金的组成来控制。Tg、Tx和Tp也可以基于气体雾化法和接着气体雾化法的热处理的各条件来控制。Tg、Tx和Tp也可以基于薄带连铸法和接着薄带连铸法的热处理的各条件来控制。

从软磁性合金容易具有优异的软磁特性的方面考虑，软磁性合金可以具有由金属玻璃和分散于金属玻璃中的多个Fe基纳米结晶构成的纳米结晶结构。软磁性合金具有纳米结晶结构时，软磁性合金的饱和磁化强度容易增加，软磁性合金的矫顽力容易降低。

Fe基纳米结晶2的平均粒径例如可以为5nm以上50nm以下、或5nm以上30nm以下。Fe基纳米结晶2的平均粒径可以另称为Fe基纳米结晶2的平均微晶直径。Fe基纳米结晶2的平均粒径为上述的范围内时，软磁性合金粉末容易具有优异的软磁特性。Fe基纳米结晶2的平均粒径可以是在多个(例如20个)软磁性合金颗粒1的各个截面中观察到的全部Fe基纳米结晶2的粒径(当量圆直径)的平均值。软磁性合金颗粒1的截面可以通过扫描型透射电子显微镜(STEM)、或透射电子显微镜(TEM)来观察。来自软磁性合金粉末中的Fe基纳米结晶2的衍射X射线的峰可以通过粉末X射线衍射法来测定，也可以基于谢乐(Scherrer)的公式，根据衍射X射线的峰的半峰宽算出Fe基纳米结晶2的平均微晶直径。

Fe基纳米结晶2和金属玻璃3中的至少一者除了Fe(铁)以外，可以还含有包含选自Nb(铌)、Hf(铪)、Zr(锆)、Ta(钽)、Mo(钼)、W(钨)、V(钒)、B(硼)、P(磷)、Si(硅)、Ti(钛)、Co(钴)、Ni(镍)、Al(铝)、Mn(锰)、Ag(银)、Zn(锌)、Sn(锡)、As(砷)、Sb(锑)、Cu(铜)、Cr(铬)、Bi(铋)、N(氮)、O(氧)、S(硫)、C(碳)和稀土元素中的至少一种元素的合金。金属玻璃3容易包含选自B、C、Si、P、As和Sb中的至少一种准金属(metalloid)。软磁性合金颗粒1可以仅由上述合金构成。

软磁性合金可以以下述化学式1表示。软磁性合金可以仅由下述化学式1所示的合金构成。各个软磁性合金颗粒1中所含的上述合金可以以下述化学式1表示。软磁性合金颗粒1可以仅由下述化学式1所示的合金构成。

(Fe_1-α-βX1_αX2_β)_1-hM_aB_bP_cSi_d (1)

上述化学式1中的B为硼。上述化学式1中的P为磷。上述化学式1中的Si为硅。上述化学式1中的h等于a+b+c+d。h大于0且小于1。上述化学式1中的α、β、a、b、c、d和h各自的单位为摩尔。

上述化学式1中的M为选自Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、W和V中的至少一种元素。

上述化学式1中的X1为选自Co和Ni中的至少一种元素。

上述化学式1中的X2为选自Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Cu、Cr、Bi、N、O、S、C和稀土元素中的至少一种元素。稀土元素为选自Sc(钪)、Y(钇)、La(镧)、Ce(铈)、Pr(镨)、Nd(钕)、Pm(钷)、Sm(钐)、Eu(铕)、Gd(钆)、Tb(铽)、Dy(镝)、Ho(钬)、Er(铒)、Tm(铥)、Yb(镱)、和Lu(镥)中的至少一种元素。

上述化学式1中的a可以满足下述不等式。

0≤a≤0.150、

0.030≤a≤0.150、

0.040≤a≤0.100、或

0.050≤a≤0.080。

a过小时，在软磁性合金的制造过程中，存在容易在软磁性合金中析出粒径大于50nm的粗大的结晶、难以在软磁性合金中析出微细的Fe基纳米结晶的趋势。其结果，软磁性合金的矫顽力容易增加。a过大时，软磁性合金的饱和磁化强度容易降低。

上述化学式1中的b可以满足下述不等式。

0≤b≤0.20、

0.030≤b≤0.20、

0.060≤b≤0.15、或

0.080≤b≤0.12。

b过小时，在软磁性合金的制造过程中，容易在软磁性合金中析出粒径大于50nm的粗大的结晶，并且难以在软磁性合金中析出微细的Fe基纳米结晶。其结果，软磁性合金的矫顽力容易增加。b过大时，软磁性合金的饱和磁化强度容易降低。

上述化学式1中的c可以满足下述不等式。

0≤c≤0.20、

0.01≤c≤0.20、

0.01≤c≤0.15、或

0.01≤c≤0.05。

c为0.01以上0.05以下时，软磁性合金的电阻率容易增加，矫顽力容易降低。c过小时，矫顽力容易增加。c过大时，软磁性合金的饱和磁化强度容易降低。

上述化学式1中的d可以满足下述不等式。

0≤d≤0.20、

0.04≤d≤0.20、或

0.04≤d≤0.150。

d为上述的范围内时，软磁性合金的矫顽力容易降低。d过大时，软磁性合金的矫顽力容易增加。

上述化学式1中的1-h可以满足下述不等式。

0.65＜1-h≤0.90、或

0.680≤1-h≤0.880。

1-h满足0.680≤1-h≤0.880时，在软磁性合金的制造过程中，难以在软磁性合金中析出粒径大于50nm的粗大的结晶。

上述化学式1中的α和h可以满足下述不等式。

0≤α(1-h)≤0.40、或

0.01≤α(1-h)≤0.40。

上述化学式1中的β和h可以满足下述不等式。

0≤β(1-h)≤0.050、或

0.001≤β(1-h)≤0.050。

上述化学式1中的α可以为0以上，上述化学式1中的β可以为0以上，上述化学式1中的α+β可以满足0≤α+β≤0.50。α+β过大时，难以在软磁性合金中析出微细的Fe基纳米结晶。

软磁性合金颗粒1的表面的一部分或整体可以被具有电绝缘性的包覆部覆盖。多个软磁性合金颗粒1彼此由于经由具有电绝缘性的包覆部接触，从而软磁性合金颗粒1间的导通被抑制，软磁性合金粉末的耐电压增加。软磁性合金粉末中所含的一部分或全部的软磁性合金颗粒1可以被包覆部覆盖。

包覆部可以通过软磁性合金颗粒1的表面的氧化而形成。即，包覆部可以是包含与软磁性合金颗粒1共同的元素的氧化物。包覆部也可以仅由树脂构成。通过用包覆部覆盖软磁性合金颗粒1，由软磁性合金颗粒1形成的磁芯的电绝缘性容易提高，磁芯的耐电压容易增加。包覆部可以由组成相互不同的多个包覆层构成，多个包覆层可以在与软磁性合金颗粒1的表面垂直的方向层叠。包覆部也可以是组成均一的一个层。

包覆部只要将软磁性合金颗粒1彼此电绝缘，则包覆部的组成不受限定。例如，包覆部可以包含选自Fe(铁)、Nb(铌)、Hf(铪)、Zr(锆)、Ta(钽)、Mo(钼)、W(钨)、V(钒)、B(硼)、P(磷)、Si(硅)、Ti(钛)、Co(钴)、Ni(镍)、Al(铝)、Mn(锰)、Ag(銀)、Zn(锌)、Sn(锡)、As(砷)、Sb(锑)、Cu(铜)、Cr(铬)、Bi(铋)、N(氮)、O(氧)、S(硫)、C(碳)、稀土元素、Li(锂)、Na(钠)和K(钾)、Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)和Ba(钡)、In(铟)、Ge(锗)、Pb(铅)、Se(硒)、Te(碲)、F(氟)、Cl(氯)和Br(溴)中的至少一种元素。

软磁性合金粉末的中值粒径(D50)例如可以为0.3μm以上100μm以下。D50可以基于个数基准的软磁性合金粉末的粒度分布来确定。软磁性合金粉末可以是粒径(particlesize)或粒度分布不同的二种以上的合金粉末的混合物。软磁性合金粉末的粒径和粒度分布可以通过筛分级或气流分级等来调整。软磁性合金粉末的粒径和粒度分布例如可通过激光衍射散射法来测定。从容易增加软磁性合金粉末的相对密度的方面考虑，各软磁性合金颗粒1的形状可以为大致球状。但是，各软磁性合金颗粒1的形状不受限定。各软磁性合金颗粒1也可以是片状。

软磁性合金粉末的相对密度(单位：无)可以定义为Db/Dt或Db’/Dt。Db是软磁性合金粉末的体积密度。Db’是由软磁性合金粉末制造的磁芯的体积密度。Dt是软磁性合金粉末的理论密度。体积密度和理论密度各自的单位例如可以为kg/m³。软磁性合金粉末的体积密度Db可以是仅由软磁性合金粉末制作的成型体的质量除以成型体的体积得到的值。磁芯的体积密度Db’可以是磁芯的质量除以磁芯的体积得到的值。软磁性合金粉末的理论密度Dt可以通过阿基米德法进行测定。

Fe基纳米结晶2和金属玻璃3各自的结晶结构和组成可以通过扫描型透射电子显微镜(STEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散型X射线分光(EDS)、电子能量损失分光(EELS)、TEM图像的快速傅里叶变换(FFT)分析和粉末X射线衍射(XRD)法、电感耦合等离子体发光分光(ICP-AES)等的方法进行分析。

(软磁性合金粉末的制造方法)

本实施方式所涉及的软磁性合金可以通过后述的气体雾化法制造。本实施方式所涉及的软磁性合金也可以通过后述的薄带连铸法制造。

＜气体雾化法＞

气体雾化法(新雾化法)是将金属原料熔融形成熔融金属(molten metal)，将高压气体向熔融金属喷射而形成液滴，将液滴用冷却水骤冷，形成金属微粒(微粉末)。气体雾化法之后，通过进一步实施微粉末的热处理，形成软磁性合金粉末。

气体雾化法可以使用图3所示的气体雾化装置10来实施。气体雾化装置10具备供给部20和配置于供给部20的下方的冷却部30。图3所记载的Z轴方向为垂直方向。

供给部20具备具有耐热性的容器22和配置于容器22的周围的线圈24(加热装置)。作为软磁性合金粉末的原料，金属原料收容于容器22内。

金属原料的组成可以以与软磁性合金粉末的组成一致的方式调整。例如，金属原料的组成可以为上述化学式1所示的组成。可以使用多种金属原料的混合物。使用多种金属原料时，可以以多种金属原料整体的组成与上述化学式1一致的方式称量各金属原料。金属原料可以包含不可避免的杂质。全部金属原料中的不可避免的杂质的含量可以为0质量％以上0.1质量％以下。金属原料的形态例如可以为锭(ingot)、块(chunk)、或颗粒(shot)。

容器22内的金属原料利用线圈24加热。其结果，容器22内的金属原料熔融而成为熔融金属21。熔融金属21的温度可以根据金属原料中所含的金属的熔点进行调整。熔融金属21的温度例如可以为1200℃以上1600℃以下。通过将容器22内的蒸气压调整为4hPa以下，金属玻璃相容易稳定得到。

熔融金属21从容器22的吐出口向冷却部30滴加。接着，高压气体26a从气体喷嘴26向熔融金属21喷射。其结果，熔融金属21成为大量微细的液滴21a。液滴21a沿着高压气体26a向冷却部30的筒体32的内部移动。筒体32内的气氛例如可以为真空。

向熔融金属21喷射的高压气体例如可以为惰性气体或还原性气体。惰性气体例如可以为选自N₂(氮气)、Ar(氩气)和He(氦气)中的至少一种的气体。还原性气体例如也可以为氨分解气体。熔融金属21由难以氧化的金属构成时，高压气体也可以为空气。

通过将冷却水从导入部36向筒体32的内部供给，从而在筒体32的内部形成水流50。水流50的形状为倒圆锥。通过使液滴21a与倒圆锥状的水流50冲突，液滴21a分解为更微细的液滴。微细的液滴利用水流50骤冷而被固化。

通过如上所述的液滴21a的骤冷，形成由大量的金属微粒构成的微粉末。微粉末的组成与原料金属整体的组成(例如，上述化学式1)大致一致。

通过在筒体32的内部形成倒圆锥状的水流50，与沿筒体32的内壁形成水流时相比，能够缩短空中的液滴21a的移动时间。即，液滴21a从容器22直至到达水流50所需要的时间被缩短。通过空中液滴21a的移动时间的缩短，促进液滴21a的骤冷，容易在所得到的金属微粒内形成非晶的合金。另外，通过空中的液滴21a的移动时间的缩短，可以抑制移动中的液滴21a的氧化。其结果，液滴21a在水流50中容易分解为微细的液滴，最终得到的软磁性合金粉末的品质提高。

水流50不是倒圆锥状而是沿筒体32的内壁的圆筒状的水流时，软磁性合金颗粒难以包含金属玻璃，软磁性合金粉末的差示扫描量热曲线难以具有玻璃化转变点Tg。其原因仍不清楚，推测为以下的机理。

水流50为倒圆锥状时，液滴21a瞬时通过构成倒圆锥的侧壁的薄的水流50，因此，仅液滴21a的表面容易被急剧地骤冷。其结果，作为Fe基纳米结晶的前体的Fe原子簇在液滴21a内形成，多个Fe原子簇在有助于金属玻璃的形成的准金属(metalloid)中不均匀地分散。即，形成局部组成存在偏差的非晶的合金。其结果，通过后述的金属微粒(微粉末)的热处理，优先从Fe原子簇形成Fe基纳米结晶2，在准金属元素被进一步浓缩的区域中，形成金属玻璃3(具有Tg的非晶相)。即，形成由金属玻璃3和分散在金属玻璃3中的多个Fe基纳米结晶2构成的纳米结晶结构。

在水流50不是倒圆锥状而是沿筒体32的内壁的圆筒状的水流时，液滴21a整体容易进入圆筒状的水流内，液滴21a整体容易被均匀地冷却。其结果，难以产生如上所述的机理。

其中，形成Fe基纳米结晶2和金属玻璃3的机理不限定于上述的机理。

筒体32的中心轴线O与Z轴方向所成的角度表示为θ1。θ1例如可以为0°以上45°以下。通过使θ1为0°以上45°以下，液滴21a容易与倒圆锥状的水流50接触。

在筒体32的下方设置有排出部34。包含微粉末的冷却水从排出部34向筒体32的外部排出。从排出部34排出的冷却水例如可以收纳于贮留槽内。在贮留槽内，微粉末由于其自重沉淀到贮留槽的底部。其结果，微粉末从冷却水分离。

金属微粒的非晶性和形状可以通过向冷却部30(筒体32)供给的冷却水的温度、水流50的形状、冷却水的流速或流量来控制。

图4是图3所示的冷却水的导入部36的放大图。通过在筒体32的内部形成倒圆锥状的水流50，冷却水的流动通过导入部36的结构来控制。

如图4所示，被框体38包围的空间被分隔部40划分为外侧部44和内侧部46。外侧部44(外侧空间部)位于筒体32的外侧。内侧部46(内侧空间部)位于筒体32的内侧。外侧部44和内侧部46经由通路部42连通。单个或多个喷嘴37与外侧部44连通。冷却水从喷嘴37向外侧部44供给，经由通路部42从外侧部44向内侧部46流动。在内侧部46的下方形成有吐出部52。内侧部46内的冷却水从吐出部52向筒体32的内部供给。

框体38的外周面为引导内侧部46内的冷却水的流动的流路面38b。在框体38的下端38a形成有凸部38a1。凸部38a1向筒体32的内壁33突出。朝向内侧部46的凸部38a1的表面为偏转面62。偏转面62与流路面38b相连，改变经过了流路面38b的冷却水的方向。在凸部38a1的前端与筒体32的内壁33之间，形成有环状的间隙。该环状的间隙相当于冷却水的吐出部52。

框体38的凸部38a1朝向筒体32的内壁33突出，吐出部52的宽度D1比内侧部46的宽度D2窄。通过这样的结构，经过了流路面38b的冷却水经由偏转面62而带有方向。其结果，冷却水与筒体32的内壁33碰撞，向筒体32的内侧反射。

通过使冷却水经过上述的流路，从吐出部52向筒体32的内部供给的冷却水成为倒圆锥状的水流50。D1与D2相等时，从吐出部52向筒体32的内部供给的冷却水相对于筒体32的内壁33平行地流动，因此，难以形成倒圆锥状的水流50。

考虑倒圆锥状的水流50容易形成，D1/D2可以为1/10以上2/3以下，优选为1/10以上1/2以下。

从吐出部52向筒体32的内部供给的冷却水可以朝向筒体32的中心轴线O直线前进。倒圆锥状的水流50也可以不直线前进而是在中心轴线O的周围回旋的水流。

气体雾化法中，可以通过高压气体26a的压力、每单位时间的熔融金属21的滴加量和水流50的压力等来控制微粉末的粒径和粒度分布。微粉末的粒径和粒度分布与软磁性合金粉末的粒径和粒度分布大致一致。

通过以上的气体雾化法得到的微粉末(金属微粒)的DSC曲线具有起因于纳米结晶的生成的放热峰。该放热峰容易出现在DSC曲线的低温区域，放热峰在DSC曲线的横轴(温度)的方向变宽(brоad)。其结果，难以正确地识别起因于纳米结晶的生成的放热峰和起因于玻璃化转变的DSC曲线的拐点。即，在下述的热处理前的微粉末内，在与通过热处理得到的软磁性合金粉末的Tg相同程度的低温下容易发生纳米结晶的生成和生长。因此，在热处理前的微粉末的DSC曲线中，难以检测出比放热峰的温度Tp低的拐点(Tg)。通过以下的微粉末的热处理，微粉末中的准金属元素被浓缩，可以得到包含Fe基纳米结晶和金属玻璃的软磁性合金颗粒，软磁性合金粉末的DSC曲线能够具有Tg。

气体雾化法之后，微粉末(金属微粒)的热处理在非氧化性气氛中实施。非氧化性气氛可以为惰性气体。惰性气体例如可以为选自N₂、Ar和He中的至少一种气体。热处理中的微粉末的温度(热处理温度)例如可以为400℃以上650℃以下。通过将热处理温度控制为400℃以上，Fe基纳米结晶和金属玻璃容易在金属微粒中形成。热处理温度过高时，容易在热处理中进行Fe基纳米结晶的晶粒生长和金属玻璃的结晶化。其结果，难以得到本实施方式所涉及的软磁性合金粉末。微粉末的温度维持在上述热处理温度的时间(热处理时间)例如可以为0.1小时以上10小时以下。热处理时间过短时，难以在金属微粒中形成Fe基纳米结晶和金属玻璃。热处理时间过长时，容易在热处理中进行Fe基纳米结晶的晶粒生长、和金属玻璃的结晶化。其结果，难以得到本实施方式所涉及的软磁性合金粉末。热处理中的微粉末的升温速度可以根据热处理中所使用的炉而改变，不受限定。优选在热处理中将微粉末急速升温。例如，在热处理中使用红外成像炉时，热处理中的微粉末的升温速度可以为1℃/分钟以上6000℃/分钟以下。热处理中的微粉末的升温速度是微粉末的温度从室温直至达到热处理温度的升温速度。

通过以上的新气体雾化法和热处理，完成本实施方式所涉及的软磁性合金粉末。

热处理之后，可以用包覆部覆盖各软磁性合金颗粒的表面。包覆部的形成方法例如可以为选自粉末溅射法、溶胶凝胶法、机械化学涂敷(mechanochemical cоating)法、磷酸盐处理法、浸渍法、和热处理法中的至少一种方法。例如，包覆部由组成上相互不同的多个包覆层形成时，可以通过组合多个方法形成包覆部。

通过以低于Tx或低于Tg的温度将各软磁性合金颗粒的表面氧化，也可以形成覆盖各软磁性合金颗粒的氧化部。

＜薄带连铸法＞

薄带连铸法可以使用图5所示的薄带连铸装置60来实施。薄带连铸装置60具备喷嘴61、冷却辊63(圆柱体)、剥离气体的喷射装置66、和将这些内包的腔室65。图5表示相对于冷却辊63的旋转轴线垂直的方向上的薄带连铸装置60整体的截面。

薄带连铸法中，通过喷嘴61，熔融金属67落于旋转的冷却辊63的表面。薄带连铸法所使用的熔融金属67的组成可以为与上述的气体雾化法所使用的熔融金属21的组成相同。

熔融金属67在冷却辊63的表面被骤冷。通过熔融金属67的骤冷，熔融金属67在冷却辊63的表面凝固。其结果，合金带材64(合金带)沿冷却辊63的表面形成。合金带材64除其形状以外，可以为与通过气体雾化法形成的微粉末(热处理前的微粉末)相同的组成物。即，在合金带材64内，多个Fe原子簇可以在准金属中不均匀地分散。合金带材64的DSC曲线具有起因于纳米结晶的生成的放热峰，由于与通过气体雾化法形成的微粉末同样的理由，难以从热处理前的合金带材64的DSC曲线检测出比放热峰的温度Tp低的Tg。在与通过气体雾化法形成的微粉末的热处理同样的条件下，实施合金带材64的热处理。通过合金带材64的热处理，从合金带材64中的Fe原子簇形成Fe基纳米结晶，合金带材64中的准金属元素被浓缩，形成金属玻璃。即，通过合金带材64的热处理，可以得到包含Fe基纳米结晶和金属玻璃的软磁性合金的薄带。经过了热处理的软磁性合金的薄带的DSC曲线能够具有Tg。

本实施方式所涉及的薄带连铸法是使用一个冷却辊63的单辊法。

冷却辊63的表面时常通过在冷却辊63的内部流动的冷却介质控制。冷却辊63的表面的温度为0℃以下。由于冷却辊63的表面的温度为0℃以下，因此，在与冷却辊63的表面接触的合金带材64的表面(接触面)和其背面(非接触面)之间容易产生大的温度差，合金带材64的接触面容易被局部骤冷。其结果，在合金带材64内，容易形成Fe原子簇，多个Fe原子簇容易在准金属中不均匀地分散。如现有的单辊法那样，冷却辊63的表面的温度为5℃以上30℃以下或10℃以上80℃以下时，难以制造如上所述的具有不均匀的内部结构的合金带材64。冷却辊63的表面的温度的下限值只要是高于冷却介质的凝固点的温度即可，没有特别限定。冷却介质可以是凝固点低于0℃的液体。冷却介质例如可以为通过水稀释的乙二醇。冷却辊63的材质没有特别限定。例如，冷却辊63的表面可以由Cu构成。

冷却辊63的旋转方向R与现有的冷却辊的旋转方向R’相反。其结果，合金带材64与冷却辊63接触的时间变长，能够将合金带材64比现有的单辊法更急剧地冷却。

冷却辊63的旋转方向R与现有的冷却辊的旋转方向R’相反时，通过调整从喷射装置66喷射的剥离气体的气体压力，能够容易地控制合金带材64与冷却辊63接触的时间(即冷却时间)。例如，通过增加剥离气体的压力，能够提早合金带材64从冷却辊63剥离的时机，能够缩短冷却时间。相反地，通过降低剥离气体的压力，使合金带材64从冷却辊63剥离的时机延迟，能够延长冷却时间。

腔室65内的气氛可以为Ar气体。腔室65内的气氛也可以为几乎真空。为了防止结露，可以调整腔室65内的气氛的露点。例如，腔室65内的蒸气压可以为11hPa以下、或1hPa以下。蒸气压的下限值没有特别限定。

合金带材64的厚度例如可以为15μm以上30μm以下。通过冷却辊63的旋转速度的调整，可以控制合金带材64的厚度。通过与冷却辊63的间隔的调整，可以控制合金带材64的厚度。通过熔融金属67的温度的调整，可以控制合金带材64的厚度。

(电子部件)

本实施方式所涉及的电子部件包含上述的软磁性合金。例如，电子部件可以为电感器、变压器、扼流圈和EMI(电磁干扰，Electro Magnetic Interference)滤波器。这些电子部件可以具有线圈和配置于线圈的内侧的磁芯。电子部件也可以是磁头或电磁波屏蔽。

(磁芯)

电子部件用的磁芯包含本实施方式所涉及的软磁性合金粉末。例如，磁芯可以包含软磁性合金粉末和粘合剂。粘合剂将软磁性合金粉末中所含的多个软磁性合金颗粒彼此粘结。可以线圈的内侧用软磁性合金粉末和粘合剂的混合物填充，并且线圈整体用软磁性合金粉末和粘合剂的混合物覆盖。

软磁性合金颗粒不用具有电绝缘性的包覆部覆盖时，磁芯可以除了包含软磁性合金粉末和粘合剂以外，还可以进一步包含具有电绝缘性的添加材料。通过使添加材料介于磁芯中的软磁性合金颗粒之间，软磁性合金颗粒间的导通被抑制，磁芯的耐电压增加。软磁性合金颗粒不用包覆部覆盖时，可以通过以下的方法制造磁芯。

制备包含软磁性合金粉末、粘合剂和添加材料的混合物。粘合剂可以包含例如有机硅(silicone)树脂或环氧树脂等的热固性树脂。相对于100质量份的软磁性合金粉末，粘合剂的质量可以为1质量份以上10质量份以下。添加材料具有电绝缘性。添加材料例如可以为上述的氧化物玻璃。即，添加材料可以为选自磷酸盐系玻璃(P₂O₅系玻璃)、铋酸盐系玻璃(Bi₂O₃系玻璃)、硅酸盐系玻璃(SiO₂系玻璃)、和硼硅酸盐系玻璃(B₂O₃-SiO₂系玻璃)中的至少一种玻璃。添加材料可以为氧化物玻璃的粉末。相对于100质量份的软磁性合金粉末，添加材料的质量可以为0.05质量份以上20质量份以下。

P₂O₅系玻璃中的P₂O₅的含量可以为50质量％以上100质量％以下。P₂O₅系玻璃例如可以为P₂O₅-ZnO-R₂O-Al₂O₃系玻璃。R为碱金属。

Bi₂O₃系玻璃中的Bi₂O₃的含量可以为50质量％以上100质量％以下。Bi₂O₃系玻璃例如可以为Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃-SiO₂系玻璃。

B₂O₃-SiO₂系玻璃中的B₂O₃的含量可以为10质量％以上90质量％以下，B₂O₃-SiO₂系玻璃中的SiO₂的含量可以为10质量％以上90质量％以下。B₂O₃-SiO₂系玻璃例如可以为BaO-ZnO-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃系玻璃。

通过将上述的混合物一边加热一边压缩的成型工序，可以得到磁芯。例如，通过使用了模具的混合物的加热和加压，可以得到磁芯。通过混合物的加热和压缩，发生混合物中的各软磁性合金颗粒的塑性变形，软磁性合金颗粒间的间隙减少。其结果，磁芯中的软磁性合金粉末的填充率增加。另外，通过位于软磁性合金颗粒间的粘合剂的热固化，多个软磁性合金颗粒彼此粘结。进一步通过混合物的加热和压缩，混合物中的添加材料软化，介于软磁性合金颗粒间。其结果，相邻的软磁性合金颗粒相互电绝缘。

成型工序中的混合物的温度(成型温度)为Tg以上且低于Tx。在Tg以上且低于Tx的温度，软磁性合金颗粒中的金属玻璃的一部分或全部成为过冷液体，软磁性合金颗粒1变软。其结果，伴随混合物的压缩，发生软磁性合金颗粒的塑性变形，软磁性合金颗粒间的空隙减少，形成具有高的相对磁导率的致密的磁芯。作为添加材料，可以使用在Tg以上且低于Tx的温度具有软化点的添加材料。

在成型工序中对混合物赋予的压力(成型压力)可以为400MPa以上2000MPa以下。通过使成型压力为400MPa以上，磁芯中的软磁性合金粉末的填充率容易增加，磁芯的相对磁导率容易增加。通过使成型压力为2000MPa以下，磁芯的矫顽力容易减少。

在成型工序中，可以对混合物施加磁场。可以对通过成型工序得到的磁芯进行热处理。通过磁芯的热处理，消除磁芯的变形。

各软磁性合金颗粒预先以包覆部覆盖时，磁芯可以不含上述的添加材料。使用以包覆部覆盖的软磁性合金颗粒的磁芯的制造方法除了不使用上述的添加材料以外，可以与上述的磁芯的制造方法相同。

本发明不必限定于上述的实施方式。在不脱离本发明的要点的范围内，能够进行本发明的各种变更，这些变更例也包括于本发明中。例如，通过由经由绝缘性树脂层叠的多个软磁性合金薄带构成的层叠体的冲裁或压缩，可以制作磁芯。

实施例

通过下述的实施例和比较例，对本发明更详细地进行说明。但是，本发明不受下述的实施例任何限定。

通过以下的方法，分别制作试样1a～105的软磁性合金粉末并进行分析。

(金属原料的组成)

通过以规定的比率混合多种原料，制备试样1a、1b、1c、1d、1e、1f和1g各自的软磁性合金粉末的金属原料。试样1a、1b、1c、1e、1d、1f和1g各自的金属原料整体的组成示于下述表1中的“化学式”一栏。

通过以规定的比率混合多种原料，制备试样2～33各自的软磁性合金粉末的金属原料。试样2～33各自的金属原料整体的组成以下述化学式1a表示。下述化学式1a中的h与a+b+c+d相等。试样2～33各自的化学式1a中的a、b、c、d和1-h示于下述表2。

Fe_1-hNb_aB_bP_cSi_d (1a)

通过以规定的比率混合多种原料，制备试样34～37各自的软磁性合金粉末的金属原料。试样34～37各自的金属原料整体的组成以下述化学式1b表示。下述化学式1b中的h与a+b+c+d相等。试样34～37各自的化学式1b中的(1-β)×(1-h)、β、a、b、c和d示于下述表3。

(Fe_1-βCu_β)_1-hNb_aB_bP_cSi_d (1b)

通过以规定的比率混合多种原料，制备试样38～47各自的软磁性合金粉末的金属原料。试样38～47各自的金属原料整体的组成以下述化学式1c表示。试样38～47各自的化学式1c中的元素M示于下述表4。

Fe_0.810M_0.070B_0.090P_0.030 (1c)

通过以规定的比率混合多种原料，制备试样48～105各自的软磁性合金粉末的金属原料。试样48～105各自的金属原料整体的组成以下述化学式1d表示。试样48～105各自的化学式1d中的元素X1、α×0.810、元素X2和β×0.810示于下述的表5或表6。

(Fe_1-α-βX1_αX2_β)_0.810Nb_0.070B_0.090P_0.030 (1d)

下述的表2～6所记载的全部试样在实施例中分类。

(试样1d、1e和2～105各自的软磁性合金粉末的制作)

＜新气体雾化法＞

通过使用了试样1d、1e和2～105各自的金属原料的新气体雾化法，制作各试样的微粉末(金属微粒)。新气体雾化法中，使用了上述的图3和图4所示的气体雾化装置。新气体雾化法的详细方法如下所述。

金属原料收容于容器22内。通过使用了线圈24的高频感应，加热容器22中的金属原料，得到熔融金属21。熔融金属21的温度为1600℃。容器22内的蒸气压为4hPa以下。

使冷却部30的筒体32内的气氛为真空之后，从导入部36向筒体32的内部供给冷却水，由此，在筒体32的内部形成水流50。水流50的形状为倒圆锥。水流50的压力(泵压)为10MPa。筒体32的内径为300mm。图4中的D1和D2的比(D1/D2)为1/2。图4中的角度θ1为20°。

熔融金属21从容器22的吐出口向冷却部30滴加。接着，高压气体26a从气体喷嘴26向熔融金属21喷射。高压气体26a为氩气。高压气体26a的压力为5MPa。通过高压气体26a的喷射，熔融金属21成为大量微细的液滴21a。液滴21a沿高压气体26a向冷却部30的筒体32的内部移动。通过使液滴21a与筒体32内的倒圆锥状的水流50碰撞，液滴21a分解为更微细的液滴。微细的液滴利用水流50骤冷而被固化，由此，得到微粉末(金属微粒)。包含微粉末的水流50(冷却水)从排出部34向筒体32的外部排出，微粉末从冷却水回收。

＜热处理前的微粉末的分析＞

在实施微粉末的热处理前，试样1d、1e和2～105各自的微粉末通过以下的方法进行了分析。

使用粉末X射线衍射装置，测定试样1d、1e和2～105各自的微粉末的X射线衍射图案。

通过将各试样的微粉末和热固性树脂的混合物成型并使热固性树脂固化，得到成型体。将成型体通过离子铣进行加工，得到薄膜(测定用试样)。通过STEM观察薄膜所含的各试样的微粉末(金属微粒)的截面。

基于X射线衍射图案和利用STEM的观察，分析试样1d、1e和2～105各自的微粉末的结晶结构。在任一试样中，均在金属微粒内没有发现纳米级的结晶，且没有检测到来自体心立方晶格结构的衍射X射线。即，试样1d、1e和2～105各自的微粉末由非晶的合金构成。

＜热处理＞

新气体雾化法之后，在非氧化性气氛中实施各试样的微粉末的热处理。非氧化性气氛为氮气。热处理中的微粉末的温度(热处理温度)为600℃。升温速度为5K/分钟。将微粉末的温度维持在热处理温度的时间(热处理时间)为1小时。

通过以上的新气体雾化法和热处理，制作了试样1d、1e和2～105各自的软磁性合金粉末。

(试样1a的软磁性合金粉末的制作)

试样1a的微粉末通过旧雾化法制作。旧雾化法中，使用了改变了冷却水的导入部36的结构的气体雾化装置。通过导入部36的结构的变更，形成沿筒体32的内壁旋转的圆筒状的水流。通过将液滴21a用圆筒状的水流骤冷，得到试样1a的微粉末。除了水流的形状以外，旧气体雾化法与新气体雾化法相同。

试样1a的微粉末在热处理前进行分析。试样1a的微粉末的分析方法与试样1d、1e和2～105各自的微粉末的分析方法相同。在试样1a的金属微粒内没有发现纳米级的结晶。没有从试样1a检测出来自体心立方晶格结构的衍射X射线。即，试样1a的微粉末由非晶的合金构成。

旧气体雾化法之后，实施试样1a的微粉末的热处理。试样1a的微粉末的热处理方法与试样1d、1e和2～105各自的微粉末的热处理方法相同。

通过以上的旧气体雾化法和热处理，制作了试样1a的软磁性合金粉末。

(试样1b和1c的软磁性合金粉末的制作)

通过使用了试样1b和1c各自的金属原料的新气体雾化法，制作了各试样的微粉末(金属微粒)。

通过与试样1d、1e和2～105各自的微粉末同样的方法，试样1b和1c各自的微粉末在热处理进行分析。试样1b和1c各自的微粉末的分析方法与试样1d、1e和2～105各自的微粉末的分析方法相同。试样1b和1c的任一情况下，也没有在金属微粒内发现纳米级的结晶，并且也没有检测出来自体心立方晶格结构的衍射X射线。即，试样1b和1c各自的微粉末由非晶的合金构成。

不进行试样1b和1c各自的微粉末的热处理。即，仅通过新雾化法制作了试样1b、1c和1d各自的软磁性合金粉末。仅限于试样1b和1c的情况，软磁性合金粉末是指热处理前的微粉末。

(试样1f和1g的软磁性合金粉末的制作)

通过上述实施方式所涉及的薄带连铸法，从试样1g的金属原料制作了试样1g的合金带材。即，通过图5所示的薄带连铸法，从试样1g的金属原料制作了试样1g的合金带材。

试样1g的合金带材的制作中，作为冷却辊63的冷却介质，使用了用水稀释后的乙二醇。试样1g的合金带材的制作中，冷却辊63的表面的温度维持在-10℃。

除了冷却介质的组成和冷却辊63的表面的温度以外，通过与试样1g同样的方法，制作了试样1f的合金带材。试样1f的合金带材的制作中，作为冷却辊63的冷却介质，使用了水。试样1f的合金带材的制作中，冷却辊63的表面的温度维持在25℃。

通过分别粉碎试样1f和1g各自的合金带材，制作试样1f和1g各自的微粉末。通过与试样1d、1e和2～105各自的微粉末同样的方法，试样1f和1g各自的微粉末在热处理前进行了分析。试样1f和1g各自的微粉末的分析方法与试样1d、1e和2～105各自的微粉末的分析方法相同。试样1f和1g的任一情况中，均没有在金属微粒内发现纳米级的结晶，并且也没有检测出来自体心立方晶格结构的衍射X射线。即，试样1f和1g各自的微粉末由非晶的合金构成。

分别实施了试样1f和1g的合金带材的热处理。各合金带材的热处理方法与试样1d、1e和2～105各自的微粉末的热处理方法相同。

通过在试样1f和1g各自的合金带材的热处理后，分别粉碎试样1f和1g各自的合金带材，制作了试样1f和1g各自的软磁性合金粉末。

(软磁性合金粉末的分析)

通过以下的方法分析试样1a～105各自的软磁性合金粉末。

使用粉末X射线衍射装置，测定试样1a～105各自的软磁性合金粉末的X射线衍射图案。

将各试样的软磁性合金粉末和热固性树脂的混合物成型，并且将热固性树脂固化，由此得到成型体。将成型体通过离子铣进行加工，得到薄膜(测定用试样)。通过STEM观察薄膜中所含的各试样的软磁性合金粉末(软磁性合金颗粒)的截面。在用STEM观察到的截面中，通过EDS分析各试样的软磁性合金粉末的组成。

基于X射线衍射图案和利用STEM的观察，分析试样1a～105各自的微粉末的结晶结构。

在试样1a、1d、1e、1f、1g和2～105各自的软磁性合金颗粒内，大量Fe基纳米结晶分散于非晶合金中。试样1a、1d、1e、1f、1g和2～105的任一情况下，均检测出来自体心立方晶格结构的衍射X射线。

在试样1b和1c的任一情况下，没有在软磁性合金颗粒内发现Fe基纳米结晶，并且也没有检测出来自体心立方晶格结构的衍射X射线。即，试样1b和1c各自的软磁性合金粉末仅由非晶合金构成。

试样1a～105的任一情况中，软磁性合金粉末的组成均与金属原料整体的组成大致一致。

测定了试样1a～105各自的软磁性合金粉末的DSC曲线。DSC曲线的测定中的软磁性合金粉末的升温速度为40K/分钟。DSC曲线的测定中，作为标准试样使用了氧化铝。

试样1d、1e、1g和2～105的任一情况中，软磁性合金粉末的DSC曲线均具有玻璃化转变点Tg。因此，试样1d、1e、1g和2～105各自的软磁性合金颗粒中所含的非晶合金为金属玻璃。试样1d、1e、1g和2～105的任一情况中，软磁性合金粉末的DSC曲线均不仅具有Tg还具有结晶化温度Tx(结晶化开始温度)、和最大放热峰。试样1d、1e、1g和2～105的任一情况中，最大放热峰的温度Tp均分别高于Tg和Tx。试样1d、1e、1g和2～105的任一情况中，Tg均低于Tx。

试样1d、1e、1g、2～33和试样38～105各自的Tg为350℃以上且低于600℃。试样1d、1e、1g、2～33和试样38～105各自的Tx高于600℃。

试样34～37各自的Tg为350℃以上且低于400℃。试样34～37各自的Tx高于400℃。

试样1a、1b、1c和1f的任一情况中，软磁性合金粉末的DSC曲线均不具有玻璃化转变点Tg。因此，试样1a、1b、1c和1f各自的软磁性合金颗粒中所含的非晶合金不是金属玻璃。即，试样1a、1b、1c和1f各自的软磁性合金不含金属玻璃。试样1a、1b、1c和1f的任一情况中，软磁性合金粉末的DSC曲线均具有放热峰。

(矫顽力的测定)

通过以下的方法测定了试样1a～105各自的软磁性合金粉末的矫顽力。

20g的软磁性合金粉末和石蜡收纳于筒状的塑料外壳内。塑料外壳的内径

为6mm，塑料外壳的长度为5mm。通过加热使塑料外壳内的石蜡熔融之后，使石蜡凝固，由此，得到测定用样品。测定该测定用样品的矫顽力。矫顽力的测定中，使用东北特殊钢株式会社制造的矫顽力计(K-HC1000型)。测定磁场为150kA/m。试样1a～105各自的矫顽力Hc(单位：A/m)示于下述表中。矫顽力Hc优选为450A/m以下。

(磁芯的制作、和相对密度的测定)

通过以下的成型工序，由试样1a～105各自的软磁性合金粉末制作了试样1a～105各自的磁芯。

制备由软磁性合金粉末、有机硅树脂和添加材料构成的混合物。相对于100质量份的软磁性合金粉末，有机硅树脂的质量为1.2质量份。相对于100质量份的软磁性合金粉末，添加材料的质量为0.5质量份。

试样1a～33和试样38～105各自的磁芯的制作中，作为添加材料，使用了硼硅酸盐系玻璃。

试样34～37各自的磁芯的制作中，作为添加材料，使用了磷酸盐系玻璃。

成型工序中，使用模具，将混合物一边加热一边压缩。

试样1a～33和试样38～105各自的成型温度为600℃。

试样34～37各自的成型温度为400℃。

试样1a～1g各自的成型压力示于下述表1中。

试样2～105各自的成型压力为1000MPa。

通过以上的方法得到圆盘状的磁芯。磁芯的直径为10.0mm，磁芯的厚度为4.0mm。测定了试样1a～105各自的磁芯的相对密度。各磁芯的相对密度示于下述表中。相对密度优选为0.85以上。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

工业上的可利用性

本发明所涉及的软磁性合金例如适于电感器的磁芯用的材料。

Claims

1.一种软磁性合金，其特征在于：

所述软磁性合金包含Fe基纳米结晶，

所述软磁性合金进一步包含金属玻璃，

所述软磁性合金的差示扫描量热曲线具有玻璃化转变点Tg，

所述差示扫描量热曲线的测定中的所述软磁性合金的升温速度为40K/分钟，

所述差示扫描量热曲线中的最大放热峰的温度Tp高于Tg。

2.如权利要求1所述的软磁性合金，其特征在于：

所述软磁性合金包含下述化学式1所示的合金，

(Fe_1-α-βX1_αX2_β)_1-hM_aB_bP_cSi_d (1)

h为a+b+c+d，

X1为选自Co和Ni中的至少一种元素，

X2为选自Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Cu、Cr、Bi、N、O、S、C和稀土元素中的至少一种元素，

M为选自Nb、Hf、Zr、Ta、Mo、W和V中的至少一种元素，

a为0.0以上0.15以下，

b为0.0以上0.20以下，

c为0.0以上0.20以下，

d为0.0以上0.20以下，

α为0以上，

β为0以上，

α+β为0以上0.50以下，

1-h大于0.65且为0.9以下。

3.如权利要求1所述的软磁性合金，其特征在于：

所述Fe基纳米结晶的平均粒径为5nm以上50nm以下。

4.如权利要求1所述的软磁性合金，其特征在于：

所述差示扫描量热曲线具有结晶化温度Tx，

过冷液相区宽度ΔTx定义为Tx-Tg，

ΔTx为10K以上200K以下。

5.如权利要求1所述的软磁性合金，其特征在于：

Tp为600℃以上800℃以下。

6.如权利要求1所述的软磁性合金，其特征在于：

所述软磁性合金为粉末。

7.如权利要求6所述的软磁性合金，其特征在于：

所述Fe基纳米结晶和所述金属玻璃两者存在于构成所述粉末的一个软磁性合金颗粒中。

8.如权利要求6所述的软磁性合金，其特征在于：

由所述金属玻璃和分散于所述金属玻璃中的多个所述Fe基纳米结晶构成的纳米结晶结构形成于构成所述粉末的一个软磁性合金颗粒中。

9.如权利要求1所述的软磁性合金，其特征在于：

所述软磁性合金为薄带。

10.如权利要求1～9中任一项所述的软磁性合金，其特征在于：

所述Fe基纳米结晶和所述金属玻璃两者存在于由一种合金组合物构成的所述软磁性合金中。

11.一种电子部件，其特征在于：

包含权利要求1～10中任一项所述的软磁性合金。