CN1300364C - 磁性基材、其叠层体及其制造方法 - Google Patents

磁性基材、其叠层体及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁性基材、其叠层体及其制造方法。在加压下,对以Fe及Co为主成分的用通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%表示的非晶质金属薄带进行热处理。同样地在加压下对由非晶质金属薄带与耐热性树脂所构成的磁性基材及其叠层体进行热处理,不仅磁特性良好,力学特性也良好,易于加工。可以应用于将电波变换为电讯号的元件即天线、或电动机的转子与定子。

Description

磁性基材、其叠层体及其制造方法
技术领域
本发明涉及使用由非晶质金属磁性材料所形成的薄带与耐热性树脂制作的磁性基材、其叠层体及其制造方法,还涉及使用所述磁性基材及所述叠层体的磁应用产品的构件或部件。
背景技术
非晶质金属薄带是通过将各种金属在原材料中由熔融状态骤冷而制造的非结晶固体,通常是厚度约为0.01~0.1mm左右的薄带。这些非晶质金属薄带中原子为无规则排列的无规结构,作为软磁性材料具有优良的特性。
为了使非晶质金属薄带表现出良好的磁特性,一般采用预先实施热处理的方法。此热处理条件因欲表现出的磁特性或非晶质金属的种类不同而不同,一般在惰性气氛中、温度300~500℃左右、时间0.1~100小时左右的长时间高温条件下进行。但是,虽然通过热处理表现出优良的磁特性,但是仍有薄带变得极脆弱、难以进行物理性处理的问题。
随着电子、通信领域的蓬勃发展,对电器、电子仪器中使用的磁应用产品需求的扩大,促进了产品形态多样化快速发展。另外,由于非晶质金属薄带材料的磁特性优良,因此认为可以将其用于各种用途,但是实际上由于必须进行用于提高磁特性的热处理,而热处理后的薄带变得脆弱,因此目前的应用局限于卷绕铁心的磁心等。
作为解决此问题的方法,公开了一种将聚酰亚胺树脂等能够耐受用于提高非晶质金属磁特性的热处理温度的耐热性高分子化合物作为粘合剂使用以便将非晶质金属薄带叠层粘合的方法(特开昭58-175654号公报)。根据此方法,由于可以在热处理的同时用耐热性树脂进行叠层粘合,因此能够解决处理脆弱薄带时的问题。但是,因使用耐热性树脂,反而在非晶质金属薄带上产生无用的应力,与不使用树脂的情况相比,又出现了磁特性降低的新问题。
近年来,对许多使用磁性材料的电器、电子构件及产品进一步要求高效率化、高性能化(高导磁率、小型化),构成的磁性材料也要求具有高磁特性(低损耗、高导磁率、高磁通量密度)。
由于这一状况,现阶段尚未发现兼具非晶质金属薄带本身具有的良好磁特性与机械强度的材料,亟待其开发。
目前,为了发挥机械强度,而使用非晶质金属薄带的叠层体,为了使其叠层,必须使用粘合剂,由于用于提高磁特性的热处理的关系,粘合剂必须具有耐热性。例如,在特开56-36336号公报公开了一种在非晶质金属薄带上涂布粘合剂以提高冲裁穿孔性的叠层体制造方法;在特开昭58-175654号公报中公开了一种在非晶质金属薄带上预先涂布耐热性树脂,在磁场中进行用于提高磁特性的热处理的方法;再者,在特开63-45043号公报中公开了一种将涂布的树脂粘合面积率减至50%或50%以下来叠层薄带的方法,但是任一种发明中均未公开磁性金属与适宜的耐热性树脂的选择方法、适用于所选材料的用于制造叠层体的最优选制造方法,另外,对于在加工叠层的叠层体时发生剥离或破坏等问题仍未完全解决。
另外,作为使用非晶质金属薄带的天线用途,在特开昭60-233904号公报中公开了一种使用非晶质磁芯的天线装置。另外,在特开平5-267922号公报中公开了一种在10~20kHz范围内使用的车载天线。该发明公开了一种将叠层了非晶质金属薄带的磁芯材料在390~420℃下进行0.5~2小时左右的热处理后含浸环氧树脂等的方法。再者,在特开平7-278763号公报中公开了一种叠层了非晶质金属薄带的天线用磁芯。虽然该发明公开了在100kHz或100kHz以上表示天线线圈性能的Q值(Quality factor,作为Q=ωL/R被求出,ω=2πf,f表示频率、L表示电感、R表示包含线圈损耗的电阻)高的天线,但并无作为实际天线的详细说明。根据后述二个发明,因为在用于提高磁特性的热处理后使其含浸环氧树脂或硅树脂,所以为了使树脂固化,必须有在不使其变得脆弱的温度范围(300℃或300℃以下)、具体而言在200℃或200℃以下进行热处理的步骤,若实施这一步骤,在用于提高磁特性的热处理后立刻进行比较发现仍无法避免磁特性劣化。
另外,从应对能源枯竭问题等方面考虑,也强烈希望在电器内更多使用的电动机或发电机更高效率化。电动机或发电机的损耗大致上分为铜损耗、铁损耗、机械损耗,从减少涡电流损耗方面考虑,希望采用极薄的磁性薄带。从这一方面考虑,现阶段主要使用硅钢板、电磁软铁、强磁性铁镍合金等,这些多结晶金属类材料由铸造法制成条块,经随后的热加工、冷加工而加工成具有必要厚度的板材。例如,以硅钢板等为例,由于材料的脆性等,即使是最薄者,其厚度极限也只能达到0.1mm左右。
另一方面,作为磁芯的材料,期待以Fe或Co为主成分的非晶质金属薄带等磁性材料成为电动机高效率化的关键材料。但是,为了使以Fe或Co为主成分的非晶质金属薄带等磁性材料表现出如上所述的磁特性,必须在200~500℃的高温下进行热处理,热处理后的薄带变脆,若在形状加工或一体叠层时对材料施加较大的应力,则发生缺陷、裂开等,难以实现电动机磁芯形状的叠层体。
作为得到电动机或发电机中使用的非晶质金属薄带叠层体的方法,例如,在特开平11-312604号公报中公开了一种使用非晶质金属作为薄带,使用环氧树脂、双酚A型环氧树脂、部分皂化褐煤酸酯蜡、改性聚酯树脂、苯酚丁缩醛树脂等作为树脂来制造叠层体的方法。然而,让人担心的是,所提出的任一种树脂对磁芯的热处理温度(200~500℃)可能没有足够的耐热性,叠层非晶质金属薄带后,即使进行热处理,非晶质金属薄带也将变脆,因叠层一体化时的荷重产生的应力,在非晶质金属薄带上发生裂开或刮伤,实用方面存在问题。
发明内容
本发明人等重新评价了目前已知的磁性金属的组成,而且,重新评价了叠层粘合、热处理的过程。而且,经深入研究,结果发现通过利用非晶质金属薄带、使用赋予了能够耐受用于提高磁性材料磁特性的热处理的耐热性树脂的基材、并且在加压下对所述材料进行处理,能够制造所需要的力学物性与磁特性优良的材料。
而且,叠层粘合非晶质金属薄带后,能够提供一种热处理后叠层体的磁特性劣化较小的基材以及叠层体。另外,使用此磁性基材,能够提供一种作为叠层了非晶质金属薄带的叠层体电感的性能指数Q值高、强力粘合的磁芯。
本发明人等经不断深入研究,结果发现在由树脂与非晶质金属薄带所构成的磁性基材及其叠层体中,作为非晶质金属薄带使用以Fe或Co为主成分的非晶质金属薄带,在特定条件下,同时实施树脂与非晶质金属、或是经由树脂进行的非晶质金属与非晶质金属的叠层粘合以及用于提高磁特性的热处理,或者在特定条件下进行叠层粘合,接着在特定条件下进行用于提高磁特性的热处理,由此得到由兼具以Fe或Co为主成分的非晶质金属薄带本身具有的优良磁特性与所希望的力学物性的非晶质金属薄带与耐热性树脂构成的磁性基材及该磁性基材的叠层体,从而完成本发明。
本发明人等发现对由含有一定量或一定量以上的铁的非晶质金属薄带与耐热性树脂构成的磁性基材、或磁性基材的叠层体实施加压热处理能够得到铁损耗小、抗拉强度大的材料,还发现该材料适用于电动机或发电机的转子或定子,从而完成了本发明。
即,本发明提供一种磁性基材,其特征为:在以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%)表示的非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分上赋予耐热性树脂及/或耐热性树脂的前体。
另外,提供一种磁性基材,其特征为:在以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤0.2、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%)表示的非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分上赋予耐热性树脂及/或耐热性树脂的前体。
本发明提供一种磁性基材的叠层体,其特征为:该非晶质金属薄带经由耐热性树脂及/或耐热性树脂的前体进行叠层。
本发明提供一种磁性基材的叠层体,其特征为:在以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤0.3、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%)表示的非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分上赋予耐热性树脂及/或耐热性树脂的前体,其中,在闭合磁路中测定的频率100kHz处该非晶质金属薄带叠层体的比导磁率μ为12000或12000以上、磁芯损耗Pc为12W/kg或12W/kg以下,该非晶质金属薄带叠层体的抗拉强度为30MPa或30MPa以上。
本发明提供一种磁性基材,是在非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分上赋予了耐热性树脂的磁性基材,其特征为:该耐热性树脂包含兼具以下全部5个特性的树脂:①在氮气气氛中、350℃下,经历2小时热处理时由热分解造成的重量减少率为1重量%或1重量%以下;②在氮气气氛中、350℃下,经历2小时热处理后的抗拉强度为30MPa或30MPa以上;③玻璃化温度为120~250℃;④熔融粘度为1000Pa·s时的温度为250℃或250℃以上、400℃或400℃以下;以及⑤以0.5℃/分的一定速度由400℃降温至120℃后,树脂中结晶物的熔解热为10J/g或10J/g以下。
本发明的耐热性树脂优选在主链骨架上具有由用化学式(1)~(4)表示的重复单元中选出的1种、2种或2种以上的重复单元且相对于重复单元中芳香环总数的间位芳香环的比例为20~70摩尔%的芳香族聚酰亚胺树脂。
其中,在化学式(1)~(4)中,X是由直接键、醚键、异丙叉基键、以及羰基键中选出的2价键合基团,可以相同,也可以不同,R是由化学式(5)~(10)中选出的4价键合基团,可以相同,也可以不同。
Figure C0380169300092
另外,本发明的耐热性树脂优选以在主链骨架上具有用化学式(11)~(12)表示的重复单元为特征的芳香族聚酰亚胺树脂。
其中,上述式(11)、(12)中,R是由化学式(5)~(10)中选出的4价键合基团,可以相同,也可以不同。
本发明中使用的耐热性树脂优选含有在主链骨架上具有用化学式(13)表示的重复单元的芳香族聚酰亚胺树脂的树脂。
其中,在化学式(13)中,X是由直接键、醚键、异丙叉基键、以及羰基键中选出的2价键合基团,可以相同,也可以不同。另外,在化学式(13)中,a以及b为满足a+b=1、0<a<1、0<b<1的数。
另外,本发明的耐热性树脂优选使用主链骨架上具有由用化学式(14)~(15)表示的重复单元中选出的1种、2种或2种以上重复单元的芳香族聚砜树脂。
本发明提供一种由非晶质金属与耐热性树脂构成的磁性基材的制造方法,其特征为:在将耐热性树脂赋予非晶质金属薄带后,在加压下进行加热处理。
本发明提供一种磁性基材的制造方法,是在加压下对非晶质金属薄带进行加热处理。
在本发明的磁性基材的制造方法中,优选在压力为0.01~500MPa、温度为200~500℃的条件下进行热处理。
加压热处理分数次进行,也可以在不同的条件下进行处理。
本发明优选的一个实施方式为在以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤0.3、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%)表示的非晶质金属薄带的单面或双面赋予树脂后,在压力为0.01~100MPa、温度为350~480℃、时间为1~300分钟的条件下,经加压热处理而予以制造。
另外,本发明优选的一个实施方式为在该非晶质金属薄带的单面或双面赋予树脂后,进行叠合,在压力为0.01~500MPa、温度为200~350℃、时间为1~300分钟的条件下,进行第1次加压热处理,然后在压力为0~100MPa、温度为350~480℃、时间为1~300分钟的条件下,进行第2次加压热处理而予以制造。
本发明优选的一个实施方式为磁性叠层体的制造方法,是由在用通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0.3<c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%表示的非晶质金属薄带的单面或双面的整个表面或一部分赋予了耐热性树脂层或耐热性树脂前体的数片磁性基材构成的叠层体,该叠层体是在0.2MPa或0.2MPa以上、5MPa或5MPa以下的加压条件下、在300~450℃的温度范围内实施1小时或1小时以上的加压热处理而得到的。
该磁性基材叠层体的特征为具有以下特性:
(1)在JIS C2550中规定的铁损耗W10/1000为15W/kg或15W/kg以下;
(2)最大磁通量密度Bs为1.0T或1.0T以上、2.0T或2.0T以下;以及
(3)在JIS Z2241中规定的抗拉强度为500MPa或500MPa以上。
在制造本发明磁性基材叠层板时,采用使高耐热树脂薄片介于加压用平板与磁性叠层体之间的制造方法进行制造。
本发明的磁性基材及其叠层体应用于磁应用部件。
本发明优选的一个实施方式为一种薄型天线,是以本发明的磁性基材及其叠层体为磁芯,在磁芯上卷绕被覆导线的天线,其特征为:在磁芯的至少施加了线圈的部分赋予绝缘构件。
再者,本发明优选的一个实施方式为一种薄型天线,是以本发明的磁性基材及其叠层体为磁芯卷绕被覆导线而成的天线,其特征为:在磁芯的至少施加了线圈的部分赋予绝缘构件,并且在叠层体的边缘部赋予绕线管。
本发明优选的一个实施方式为一种RFID用天线,该天线由卷绕的线圈与强磁性体的板状磁芯构成,板状磁芯贯穿卷绕线圈,内藏于平面状的RFID标签(tag)中,在该强磁性体的板状磁芯中,以本发明的磁性基材或其叠层体为磁芯。
再者,本发明优选的一个实施方式为一种RFID用天线,其特征为:本发明的该板状磁芯具有因弯曲加工而得到的形状保持性。
本发明提供一种电动机或发电机,其特征为:电动机或发电机的由软磁性材料构成的转子或定子部分或全部使用磁性叠层体。
本发明提供一种电动机或发电机用叠层体,其特征为:在具备由磁性材料构成的转子与定子的电动机或发电机中,转子或定子的至少一部分的磁性材料是用由非晶质金属磁性薄带形成的叠层体构成的,由该非晶质金属磁性薄带构成的叠层体是交替叠层耐热性粘合树脂层与非晶质金属磁性薄带层而形成的。
在本发明的天线中,能够使用这样一种磁性基材,该磁性基材由以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤0.2、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%表示的非晶质金属的薄带构成。
在本发明电动机或电动机用叠层体中,优选使用这样一种磁性基材,其特征为:该非晶质金属是以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0.3<c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%表示的非晶质金属,该耐热性树脂含有兼具以下全部5个特性的树脂:
①在氮气气氛中、350℃下,经历2小时热处理时由热分解引起的重量减少率为1重量%或1重量%以下;
②在氮气气氛中,经历2小时热处理后的抗拉强度为30MPa或30MPa以上;
③玻璃化温度为120~250℃;
④熔融粘度为1000Pa·s时的温度为250℃或250℃以上、400℃或400℃以下;以及
⑤以0.5℃/分的一定速度由400℃降温至120℃后,树脂中结晶物的熔解热为10J/g或10J/g以下。
本发明的电动机或发电机中使用的磁芯可以使用这样一种非晶质金属磁性叠层板,其特征为:由用非晶质金属磁性薄带形成的叠层体构成,由该非晶质金属磁性薄带形成的叠层体由耐热性树脂层与非晶质金属磁性薄带层叠层而成,该耐热性树脂层的特点为在氮气气氛中、300℃下,经历1小时热处理时由热分解引起的树脂重量减少率为1重量%或1重量%以下,再由抗拉强度为500MPa或500MPa以下的非晶质金属层与抗拉强度为500MPa或500MPa以上的非晶质金属层构成。
附图说明
图1是交替叠层非晶质金属薄带与耐热性树脂形成的天线用叠层体之一例。
图2模式地示出非晶质金属薄带与耐热性树脂交替叠层形成的磁性基材叠层体之一例。
图3模式地示出在叠层体外周卷绕导线线圈的天线之一例。
图4模式地示出本发明磁性基材的加压方法之一例。
图5模式地示出使用本发明磁性基材叠层体的电动机用定子之一例。
图6模式地示出使用本发明磁性基材叠层体的同步磁阻电动机之一例。
图7模式地示出使用本发明磁性基材叠层体的环状电感之一例。
附图标号:
图4中,411为叠层体的偏移防止用框架,412为平板模具,413为磁性叠层板,421为耐热性弹性薄片,431为热压机的热板
图6中,611为转子,612为定子,613为线圈,621为旋转轴,622为轴承,630为盒。
具体实施方式
(非晶质金属薄带)
本发明的磁性基材中使用的非晶质金属薄带的组成以Fe或Co为主成分,以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%)表示。
本发明中,将0≤c≤0.2或0≤c≤0.3者记为Co类非晶质金属或以Co为主成分的非晶质金属;将0.3<c≤1.0者记为Fe类非晶质金属或以Fe为主成分的非晶质金属。
本发明中使用的非晶质金属薄带的Co/Fe比率存在有助于非晶质金属的饱和磁化强度增加的倾向。根据用途着重于饱和磁化强度时,置换量c优选为0≤c≤0.2,更优选为0≤c≤0.1。
X元素在制造本发明中使用的非晶质金属薄带方面,是为了非晶质化而降低结晶化速度的有效元素。若X元素少于10原子%,则非晶质化程度降低,混合存在一部分结晶质;另外,若X元素超过35原子%,则非晶质结构将降低得到的合金薄带的机械强度,而无法得到连续的薄带。因而,X元素的量a优选为10<a≤35,更优选为12≤a≤30。
Y元素具有使本发明中使用的非晶质金属薄带具有耐蚀性的效果。其中,特别有效的元素为Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素。若Y元素的添加量达30%以上,则虽然具有耐蚀性效果,但是由于薄带的机械强度变脆,因此优选为0≤b≤30,更优选的范围为0≤b≤20。
另外,本发明中使用的非晶质金属薄带例如如下制造:使用高频熔炉等将由所希望组成的金属调合而成的混合物熔融,用惰性气体等使形成的均匀的熔融体流出,喷涂于淬火辊上进行淬火,由此得到非晶质金属薄带。薄带的厚度通常为5~100μm,优选为10~50μm,更优选为10~30μm。
本发明中使用的非晶质金属薄带通过叠层能够制作各种磁应用产品的构件或部件中使用的叠层体。本发明的磁性基材中使用的非晶质金属薄带能够使用由液体淬火方法等制成的薄片状非晶质金属材料。另外,能够使用由加压成形等方法将粉末状的非晶质金属材料制成的薄片状非晶质金属材料。另外,磁性基材中使用的非晶质金属薄带可以使用单一的非晶质金属薄带,也能够使用数片及多种非晶质金属薄带重叠而成的叠层体。
另外,可以得到在该非晶质金属薄带的至少一部分赋予了耐热性树脂或耐热性树脂前体的磁性基材、或该前体树脂化后的磁性基材。
相较于未赋予耐热性树脂的薄带,此磁性基材具有优良的加压加工、切断等加工性。
作为本发明的Fe类非晶质金属材料,能够举出:Fe-Si-B类、Fe-B类、Fe-P-C类等Fe-半金属类非晶质金属材料,或Fe-Zr类、Fe-Hf类、Fe-Ti类等Fe-过渡金属类非晶质金属材料。作为Co类非晶质金属材料,能够举出:Co-Si-B类、Co-B类等非晶质金属材料。
作为在处理较大电功率的磁应用产品的构件或部件,例如电动机、变压器等用途方面优选使用的Fe类非晶质金属材料,能够举出:Fe-Si-B类、Fe-B类、Fe-P-C类等Fe-半金属类非晶质金属材料,或Fe-Zr类、Fe-Hf类、Fe-Ti类等Fe-过渡金属类非晶质金属材料。例如,在Fe-Si-B类中,能够举出:Fe78Si9B13(原子%)、Fe78Si10B12(原子%)、Fe81Si13.5B13.5(原子%)、Fe81Si3.5B13.5C2(原子%)、Fe77Si5B16Cr2(原子%)、Fe66Co18Si1B15(原子%)、Fe74Ni4Si2B17Mo3(原子%)等。其中,优选使用Fe78Si9B13(原子%)、Fe77Si5B16Cr2(原子%)。特别优选使用Fe78Si9B13(原子%)。然而,本发明的非晶质金属并不限定于此类材料。
(耐热性树脂)
磁性基材的热处理温度根据构成非晶质金属薄带的组成以及作为目的的磁特性进行选择,表现出良好磁特性的温度大致在300~500℃的范围。为了将耐热性树脂赋予非晶质金属薄带,在表现出磁性基材磁特性的最适热处理温度下进行热处理。
本发明中使用的耐热性树脂兼具以下全部5个特性:
①在氮气气氛中、350℃下,经历2小时热处理时由热分解引起的重量减少率为1重量%或1重量%以下;
②在氮气气氛中,经历2小时热处理后的抗拉强度为30MPa或30MPa以上;
③玻璃化温度为120~250℃;
④熔融粘度为1000Pa·s时的温度为250℃或250℃以上、400℃或400℃以下;以及
⑤以0.5℃/分的一定速度由400℃降温至120℃后,树脂中结晶物的熔解热为10J/g或10J/g以下。
本发明的耐热性树脂在120℃下、进行4小时干燥的前处理之后,利用差示热分析·热重量分析计(DTA-TG)测定在氮气气氛中、350℃下保持2小时后的重量减少量,通常为1%或1%以下,优选为0.3%或0.3%以下。在此值范围内,可以得到本发明的效果,使用重量减少量多的树脂时,发生叠层体剥离、膨胀等问题。
抗拉强度测试按照ASTM D-638进行。将本发明的耐热性树脂在氮气气氛中、350℃下经2小时的热处理后,作成预定的测试片,然后,进行拉伸测试(30℃)。通常,抗拉强度为30MPa或30MPa以上,优选为50MPa或50MPa以上。若抗拉强度超出此范围,则无法完全得到形状稳定性良好等效果。
本发明耐热性树脂的玻璃化温度Tg是由用差示扫描量热计DSC测定的显示玻璃化的吸热峰折点得到的。Tg为120℃或120℃以上、250℃或250℃以下,优选为220℃或220℃以下。Tg高时,有磁特性劣化等问题。
重要的是本发明的耐热性树脂显示出热塑性。以漆等形态用于本发明时,即使使用表观上如热固化性树脂那样的物质,也可由使用经加热使其熔融的树脂。
使用高化式流量测定计测定熔融粘度,熔融粘度为1000Pa·s时的温度为250℃或250℃以上,通常为400℃或400℃以下,优选为350℃或350℃以下,更优选为300℃或300℃以下。熔融粘度为1000Pa·s时的温度在该范围内时,本发明的热压粘合可以在低温下进行,并且可以得到粘合特性优良的效果。熔融粘度降低时的温度高的情况下,将发生粘合不良等问题。
将本发明耐热性树脂以0.5℃/分的一定速度从400℃降温至120℃后,树脂中结晶物的熔解热为10J/g或10J/g以下,优选为5J/g或5J/g以下,更优选为1J/g或1J/g以下。在该范围时,能够得到本发明的粘合性优良的效果。
另外,使用的耐热性树脂的分子量及分子量分布没有特别限定,另外,分子量极小时,因为可能影响涂布基材树脂涂膜的强度及粘合强度,所以将树脂以0.5g/100mL的浓度溶解于可溶的溶剂中后,于35℃测得的对数粘度值优选为0.02L/g或0.02L/g以上。
(耐热性树脂的种类)
作为满足上述条件的树脂,可以列举:聚酰亚胺类树脂、酮类树脂、聚酰胺类树脂、腈类树脂、硫醚类树脂、聚酯类树脂、芳基化物类树脂、砜类树脂、酰亚胺类树脂、酰胺酰亚胺类树脂。本发明优选使用聚酰亚胺类树脂、酮类树脂、砜类树脂。
本发明中使用的聚酰亚胺树脂优选主链骨架上具有由用化学式(1)~(4)表示的重复单元中选出的1种、2种或2种以上重复单元、相对于重复单元中芳香环总数的间位芳香环所占的比例为20~70摩尔%的芳香族聚酰亚胺树脂。
Figure C0380169300181
其中,在化学式(1)~(4)中,X是由直接键、醚键、异丙叉基键、以及羰基键中选出的2价键合基团,可以相同,也可以不同,R是由化学式(5)~(10)中选出的4价键合基团,可以相同,也可以不同。
上述聚酰亚胺树脂是芳香族二胺与芳香族四羧酸经缩聚而制得的。
作为芳香族二胺,可以使用用于得到以化学式(1)表示的聚酰亚胺的由2个芳香环形成的二环体;用于得到以化学式(2)表示的聚酰亚胺的由3个芳香环形成的三环体;用于得到以化学式(3)表示的聚酰亚胺的由4个芳香环形成的四环体;用于得到以化学式(4)表示的聚酰亚胺的由1个芳香环形成的单环体。
(i)作为单环体,可列举:对苯二胺、间苯二胺;
(ii)作为二环体,可列举:3,3’-二氨基二苯醚、3,4’-二氨基二苯醚、4,4’-二氨基二苯醚、3,3’-二氨基二苯硫醚、3,4’-二氨基二苯硫醚、4,4’-二氨基二苯硫醚、3,3’-二氨基二苯砜、3,4’-二氨基二苯砜、4,4’-二氨基二苯砜、3,3’-二氨基二苯甲酮、3,4’-二氨基二苯甲酮、4,4’-二氨基二苯甲酮、3,3’-二氨基二苯甲烷、3,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯甲烷、2,2-双(3-氨基苯基)丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)丙烷、2-(3-氨基苯基)-2-(4-氨基苯基)丙烷、2,2-双(3-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(4-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2-(3-氨基苯基)-2-(4-氨基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷;
(iii)作为三环体,可列举:1,1-双(3-氨基苯基)-1-苯基乙烷、1,1-双(4-氨基苯基)-1-苯基乙烷、1-(3-氨基苯基)-1-(4-氨基苯基)-1-苯基乙烷、1,3-双(3-氨基苯氧基)苯、1,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1,4-双(3-氨基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1,3-双(3-氨基苯甲酰基)苯、1,3-双(4-氨基苯甲酰基)苯、1,4-双(3-氨基苯甲酰基)苯、1,4-双(4-氨基苯甲酰基)苯、1,3-双(3-氨基-α,α-二甲基苄基)苯、1,3-双(4-氨基-α,α-二甲基苄基)苯、1,4-双(3-氨基-α,α-二甲基苄基)苯、1,4-双(4-氨基-α,α-二甲基苄基)苯、1,3-双(3-氨基-α,α-二(三氟甲基)苄基)苯、1,3-双(4-氨基-α,α-二(三氟甲基)苄基)苯、1,4-双(3-氨基-α,α-二(三氟甲基)苄基)苯、1,4-双(4-氨基-α,α-二(三氟甲基)苄基)苯、2,6-双(3-氨基苯氧基)苯甲腈、2,6-双(3-氨基苯氧基)吡啶;
(iv)作为四环体,可列举:4,4’-双(3-氨基苯氧基)联苯、4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]醚、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-(3-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷等,但是,并不限定于上述二胺。芳香族二胺的二环体、三环体的芳香环间的键优选为醚键。
上述芳香族二胺中,特别优选使用4,4’-双(3-氨基苯氧基)联苯、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]酮、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]硫醚、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜、双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]醚、2,2-双[4-(3-氨基苯氧基)苯基]丙烷、2,2-双[3-(3-氨基苯氧基)苯基]-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷。
作为用于制造本发明中使用的聚酰亚胺树脂的四羧酸二酸酐的具体例,可以举出均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐、2,3’,3,4’-二苯甲酮四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐、2,3’,3,4’-联苯四酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(2,3-二羧基苯基)甲烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐、2,3,6,7-萘四酸二酐、1,4,5,8-萘四酸二酐、1,2,5,6-萘四酸二酐、1,2,3,4-苯四酸二酐、3,4,9,10-苝四酸二酐、2,3,6,7-蒽四酸二酐、1,2,7,8-菲四酸二酐、2,2-双{4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基}丙烷二酐、1,3-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐、1,4-双(3,4-二羧基苯氧基)苯二酐等,但是,并不限定于上述四羧酸二酸酐。
其中,将均苯四酸二酐、以及1个、2个或2个以上由以下物质中选出的四羧酸二酸酐组合使用,作为可以组合的四羧酸二酸酐,优选使用3,3’,4,4’-二苯甲酮四酸二酐、3,3’,4,4’-联苯四酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)丙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)醚二酐、双(3,4-二羧基苯基)砜二酐、1,1-双(3,4-二羧基苯基)乙烷二酐、双(3,4-二羧基苯基)甲烷二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷二酐。该二胺与四羧酸二酸酐的组合可以为相同的组合,也可以为不同的组合。
在上述芳香族二胺与四羧酸二酸酐的组合之中,使用相对于重复单元中的芳香环总数的间位芳香环所占的比例为20~70摩尔%的组合。此处,相对于该重复单元中的芳香环总数的间位芳香环所占的比例是指例如在化学式(25)中,重复单元中芳香环总数为4个,其中,因为二胺部分的2个芳香环在间位相连结,因此算出间位芳香环所占的比例为50%。芳香环的键合位置可以使用核磁共振光谱或红外线吸收光谱等确认其位置。
另外,本发明的耐热性树脂优选以在主链骨架上具有用化学式(11)~(12)表示的重复单元为特征的芳香族聚酰亚胺树脂。
其中,该式(11)、(12)中的R是从化学式(5)~(10)中选出的4价键合基团,可以相同,也可以不同。
本发明中使用的耐热性树脂优选在主链骨架上具有由化学式(13)表示的重复单元的芳香族聚酰亚胺树脂。
Figure C0380169300222
其中,上述化学式(13)中的X是由直接键、醚键、异丙叉基键、以及羰基键中选出的2价键合基团,可以相同,也可以不同。另外,在化学式(13)中的a以及b是满足a+b=1、0<a<1、0<b<1的数。
本发明中使用的耐热性树脂的制造方法没有特别限定,能够使用公知的任意一种方法。本发明中使用的树脂组合物没有对构成单元的重复进行限定,可以是交替结构、无规结构、嵌段结构等任意一种结构。另外,通常使用的分子形状为线形,也可以使用分枝形状。另外,也可以使用接枝形状。
另外,此聚合反应优选在有机溶剂中进行。作为该反应中使用的溶剂,例如,可列举:N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N,N-二甲氧基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基己内酰胺、1,2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚、1,2-双(2-甲氧基乙氧基)乙烷、双[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]醚、四氢呋喃、1,3-二氧杂环己烷、1,4-二氧杂环己烷、吡咯啉、甲基吡啶、二甲基亚砜、二甲基砜、四甲基脲、六甲基磷酰胺、酚、邻甲酚、间甲酚、对氯酚、苯甲醚、苯、甲苯、二甲苯等。另外,上述有机溶剂可以单独使用,也可以将2种或2种以上混合使用。
将本发明的聚酰亚胺赋予非晶质金属薄体时,可以适度赋予聚酰亚胺树脂,也可以赋予树脂溶液,另外,在赋予时,也可以赋予聚酰亚胺的前体。使用可溶性聚酰亚胺的情况下,溶于溶剂而形成液状,调整成适当的粘度,涂布于非晶质金属薄带,加热以挥发溶剂,从而形成树脂。
对于本发明中使用的聚酰亚胺树脂而言,在制造酰亚胺化前的聚酰胺酸时,可以在不损及聚酰亚胺本身性质的范围内,通过使所用的二胺与芳香族四羧酸二酸酐的摩尔比与理论当量相偏离来调整分子量,对于本发明耐热性树脂而言,使用的耐热性树脂的分子量以及分子量分布没有特别限定,以0.5g/100mL的浓度,将树脂溶解于可溶的溶剂中后,在35℃下测定的对数粘度值优选为0.2dL/g或0.2dL/g以上、2dL/g或2dL/g以下。
另外,对于本发明中使用的聚酰亚胺而言,在制造酰亚胺化前的聚酰胺酸时,可以在不损及聚酰亚胺本身性质的范围内,通过使所用的二胺与芳香族四羧酸二酸酐的摩尔比与理论当量相偏离来调整分子量。在此情况下,也可以使过剩的氨基或酸酐基与过剩的氨基或酸酐基的理论当量以上的芳香族二酸酐或芳香族单胺反应使其惰化。
另外,对树脂中所含杂质的种类及含量没有特别限定,因为因用途不同,杂质可能损及本发明的效果,因此理想的情况是杂质总量为1重量%或1重量%以下,特别是钠或氯等离子性杂质为0.5重量%或0.5重量%以下。
另外,本发明的耐热性树脂优选使用在主链骨架上具有由用化学式(14)~(15)表示的重复单元中选出的1种、2种或2种以上重复单元的芳香族聚砜树脂。
以0.5g/100mL的浓度将树脂溶解于可溶的溶剂后,在35℃下测定的对数粘度值优选为0.2dL/g或0.2dL/g以上、2dL/g或2dL/g以下。例如,可以使用日本三井化学制的聚醚砜E1010、E2010、E3010等,或是Amoco Engineering制的UDEL P-1700、P-3500等。
(耐热性树脂的赋予)
在本发明中,耐热性树脂仅赋予非晶质金属薄带的单面,或是双面的至少一部分。在此情况下,优选在赋予的表面上均匀地、无不均匀现象地制成涂膜。例如,制作叠层了磁性基材的磁性基材叠层体的情况下,利用多层涂布方法或热压、或是利用热辊、高频熔融粘合等进行叠层,由此能够自由地设计叠层结构。
在本发明的非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分附着耐热性树脂时,采用粉末状树脂、或是将树脂溶于溶剂中形成的溶液、或是糊状的形式。使用溶解了树脂的溶液时,代表例是利用辊涂等方法将其赋予非晶质金属薄带。此时,赋予步骤中使用的溶液粘度,在用溶剂溶解树脂形成的溶液进行赋予的情况下,赋予时的树脂溶液的粘度通常在0.005~200Pa·s的粘度范围内,优选为0.01~50Pa·s,更优选为0.05~5Pa·s的范围内,在粘度为0.005Pa·s以下时,由于粘性过低,将自非晶质金属薄带上流失,无法在非晶质金属薄带上得到足够的涂膜量而成为极薄的涂膜。另外,为了增加此时的薄膜厚度,必须以极慢的速度多次重复涂布,从而导致生产效率降低而无实用性。另一方面,若粘度为200Pa·s以上,则因粘度高,而极难控制用于在非晶质金属薄带上形成薄的涂膜的膜厚。
作为赋予本发明的液状树脂的方法,利用涂布的方法,例如,可以利用下列方法进行:辊涂法、凹版涂布法、空气刮涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法、棒涂法、轻触涂布法、珠式涂布法、浇铸涂布法、旋转筛网法、或一边将非晶质金属薄带浸渍在液状树脂中一边进行涂布的浸涂法、使液状树脂从小孔落至非晶质金属薄带进行涂布的槽孔涂布法等。另外,也可以使用棒涂法、或利用喷雾原理将雾状的液状树脂喷涂于非晶质金属薄带上的喷涂法、或旋涂法、或电解沉积涂布法、或是溅镀法之类的物理蒸镀法、CVD法之类的气相法等,能够在非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂的任何方法。
另外,在部分赋予耐热性树脂时,能够利用加工了涂膜图案的沟槽的凹版涂布头,采用凹版涂布法进行涂布。
另外,作为在本发明的非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分上附着的树脂,使用糊状树脂时,主要优选用于叠层将非晶质金属薄带切断而成的材料等情况。因此,相较于将树脂溶解于溶剂形成的溶液的流动性,只要具有能够暂时粘合固定或暂时固定的粘度即可,能利用浇注或毛刷涂布等方法赋予树脂。此情况下,树脂的粘度优选为5Pa·s或5Pa·s以上。另一方面,粉末状树脂例如可以用于以下情况:使用模具制作非晶质金属薄带叠层体时通过填充或散布粉末状·颗粒状树脂进行热压成型等来制作非晶质金属薄带的叠层体。
所谓本发明的磁性基材是指在非晶质金属薄带上赋予树脂而形成的基材。非晶质金属薄带可以进行或不进行用于提高磁性体特性的热处理。本发明的磁性基材也可以在赋予耐热性树脂后进行用于表现出磁性体特性的热处理。在非晶质金属薄带中赋予耐热性树脂的前体时,为了形成耐热性树脂必需进行热处理,该热处理通常在低于用于提高金属磁特性的热处理温度下进行,也可以将二者同时进行。即,本发明的磁性基材可以用以下任意一种方法进行制造。
具体而言,可列举:
(1)在未进行用于提高磁特性的热处理的非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂的方法;
(2)在未进行用于提高磁特性的热处理的非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂前体的方法,加热或化学性赋予耐热性树脂的方法(步骤A);
(3)在进行了用于提高磁特性的热处理的非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂的方法;
(4)在进行了用于提高磁特性的热处理的非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂前体,加热或化学性形成耐热性树脂的方法(步骤A);
(5)利用上述(1)~(4)的方法制造磁性基材后,进一步进行用于提高磁特性的热处理的方法。优选利用(1)、(2)的方法,优选在(1)、(2)的处理后,进行用于提高磁特性的热处理(5)的方法。
(1)、(2)的方法中,由于没有对非晶质金属薄带进行热处理,不会造成薄带的脆弱化,因此可以卷绕薄带。另外,通过在非晶质金属薄带上涂布耐热性树脂,即使在薄带中有孔隙等情况下,也由于抑制了裂缝的增加,而提高卷绕速度,由此在工业上得到优良的批量生产性。
另外,制作在非晶质金属薄带中赋予了耐热性树脂的多层结构的磁性基材时,能够利用多层涂布方法或是对单层或多层涂布基材进行加压例如热压或热辊等进行叠层的方法。加压时的温度因耐热性树脂的种类不同而有所不同,大致优选在固化物的玻璃化温度(Tg)以上发生软化或熔融的温度附近进行叠层。
(叠层体)
本发明的磁性基材是指在非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂而成的基材,可以使用单层基材,也可以叠层此基材,作为磁性基材的叠层体使用。
制作磁性基材叠层体时,可以利用多层涂布方法或热压、或是热辊、高频熔融粘合等进行叠层粘合,由此自由地设计叠层结构。
叠层的磁性基材可以根据非晶质金属薄带是否进行用于提高磁特性的热处理、耐热性树脂的种类或是否使用耐热性树脂的前体、从耐热性树脂的前体形成耐热性树脂的时期、在哪个阶段对叠层后的磁性基材进行用于提高磁特性的热处理等情况考虑如下所述的基本步骤。本发明磁性基材的制造可以采用其中的1个步骤或将几个步骤组合进行制造。
(1)步骤A:在非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂的前体,以热处理、或化学方法例如使用化学反应性取代基的方法形成所希望的树脂。
(2)步骤B:为重叠步骤,由使用压力等的压接方法进行重叠。此状态下即可以使用,进而,为了进行随后的步骤,也可以熔融在非晶质金属薄带上赋予的树脂而使薄带彼此熔融粘合。更进一步,为了提高非晶质金属薄带的磁特性,也可以进行热处理,在任何一种状态下,非晶质金属薄带间均存在耐热性树脂,所谓叠层体即是指该状态。
(3)步骤C:可以使赋予金属薄带上的树脂熔融,以便使非晶质金属薄带彼此间更牢固地一体化。热处理的条件通常在50~400℃下进行,优选在150~300℃下进行。通常采用热压方法等同时进行步骤B与步骤C。
(4)步骤D:是用于提高磁性的热处理,即为了提高非晶质金属薄带的磁特性而进行的热处理。非晶质金属薄带的热处理温度根据构成非晶质金属薄带的组成以及作为目的的磁特性不同而有所不同,通常,在惰性气体气氛中或真空中进行,得到良好磁特性的温度大约为300~500℃,优选在350~450℃下进行。
通过组合包含赋予耐热性树脂或其前体的上述步骤A至步骤D,能够使用本发明的磁性基材制造叠层的叠层体。
其具体方法有以下代表的组合方法。也可以同时进行数个上述基本步骤,例如,
(i)重叠未进行用于提高磁特性的热处理的磁性基材后,由热熔融粘合形成叠层体的方法(同时进行步骤B与步骤C);
(ii)重叠已进行了用于提高磁特性的热处理的磁性基材后,由热熔融粘合形成叠层体的方法(同时进行步骤B与步骤C);
(iii)使用耐热性树脂的前体,重叠该前体及未进行用于提高磁特性的热处理的磁性基材后,在耐热性树脂形成的同时,形成叠层体的方法(同时进行步骤B与步骤C);
(iv)使用耐热性树脂的前体,重叠该前体及已进行了用于提高磁特性的热处理的磁性基材后,在耐热性树脂形成的同时,形成叠层体的方法(同时进行步骤B与步骤C);
(v)由上述(i)~(iv)的方法,制造叠层的磁性基材后,进一步进行用于提高磁特性的热处理的方法(步骤D);
(vi)重叠赋予了耐热性树脂或耐热性树脂前体的磁性基材后,在进行用于提高磁特性的热处理的同时,进行叠层粘合的方法(同时进行步骤C与步骤D);其中,优选采用在(i)之后进行(iii)或者在(i)与(iii)之后进行(vi)的方法。
制造叠层体时,可以堆积必需的数片单层材料形成叠层体,也可以堆积叠层体构成叠层体。另外,使用耐热性树脂前体时,可以在耐热性树脂形成的同时形成叠层体。
可以根据用途使用适当层数的叠层体。叠层体的各层可以为相同种类的磁性基材,也可以为不同种类的磁性基材。
(加压热处理方法)
本发明的特征为:在元素组成以(Co(1-c)·Fec)100-a-bXaYb(其中,X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,另外,c、a、b分别表示:0≤c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30的数字)表示的非晶质金属薄带的单面或双面,以任意方法赋予树脂后,经加压进行用于提高磁特性的热处理。
通常,加压热处理在0.01~500MPa的压力下、200~500℃的温度下进行。该处理可以1次进行,也可以分成数次进行,分成数次进行时,也可以使用不同的条件。
(以Co为主成分的磁性基材的制造方法)
作为本发明以Co为主成分的磁性基材的制造方法,优选采用以下方法:在元素组成以(Co(1-c)·Fec)100-a-bXaYb(其中,X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,另外,c、a、b分别为用0≤c≤0.3、10<a≤35、0≤b≤30表示的数字)表示的非晶质金属薄带的单面或双面赋予树脂得到磁性基材,重叠该磁性基材,在压力为0.01~100MPa、温度350~480℃、时间1~30分钟的条件下,同时进行非晶质金属薄带与树脂的粘合以及用于提高磁特性的热处理。
针对磁性基材的叠层粘合与用于提高磁特性的热处理加以说明。
在此实施例中,使用闭合磁路、以及微小间隙等与闭合磁路近似的形式时,压力条件优选为0.01~100MPa,更优选为0.03~20MPa,最优选为0.1~3MPa。若不足0.01MPa,则无法充分粘合,可能导致叠层体抗拉强度降低等问题;若超过100MPa,则可能导致比导磁率降低、或磁芯损耗增大等无法得到优良的磁特性等问题。另外,同时进行磁性基材叠层粘合与用于提高磁特性的热处理时的温度条件优选为350~480℃,更优选为380~450℃,最优选为400~440℃。若低于350℃或是高于480℃,则因为无法进行用于提高适度的磁特性的热处理等原因,可能导致无法得到优良的磁特性等问题。另外,同时进行磁性基材叠层粘合与用于提高磁特性的热处理时的时间条件优选为1~300分钟,更优选为5~200分钟,最优选为10~120分钟。若不足1分钟或是超过300分钟,则因为无法进行用于提高适宜的磁特性的热处理等原因,可能导致无法得到优良的磁特性等问题,或导致无法进行充分粘合而降低叠层体抗拉强度等问题。
另一方面,使用开磁路形式时,施加的压力条件为1MPa或1MPa以上、500MPa或500MPa以下,优选为3MPa或3MPa以上、100MPa或100MPa以下,最优选为5MPa或5MP以上、50MPa或50MPa以下。外加压力小的情况下,Q值降低或是Q值提高的效果小,高于500MPa时,Q值可能降低。特别是因形状效果产生的有效导磁率为原材料的闭合磁路导磁率的1/2或1/2以下、优选为1/10或1/10以下、最优选为1/100或1/100以下的情况下,在外加压力大的条件下,Q值增加。
另外,用于提高非晶质金属薄带磁特性的温度条件为300~500℃,因构成非晶质金属薄带的组成以及作为目的的磁特性不同而有所不同,通常,在惰性气体气氛下或真空中进行,提高良好磁特性的温度大约为300~500℃,优选为350~450℃。
另外,在热处理温度下的处理时间通常在10分钟~5小时的范围,优选在30分钟~2小时的范围内进行。
同时进行磁性基材叠层粘合以及用于提高磁特性的热处理的方法没有特别限定,例如,能够列举热压法、利用器具等进行叠层固定并加热的方法。另外,在同时进行磁性基材的叠层粘合与用于提高磁特性的热处理时,优选在氮气等惰性气体气氛中进行。
(实施2次热处理的方法)
优选使用以下方法:使在单面或双面赋予了树脂的该磁性基材重叠,在压力0.01~500MPa、温度200~350℃、时间1~300分钟的条件下,进行叠层粘合,接着,在压力0~100MPa、温度300~500℃、时间1~300分钟的条件下,进行用于提高磁特性的热处理。
叠层粘合磁性基材时的压力条件优选为0.01~500MPa,更优选为0.03~200MPa,最优选为0.1~100MPa。若低于0.01MPa,则可能导致无法进行充分的粘合、叠层体的抗拉强度降低等问题,若超过500MPa,则可能发生比导磁率降低、或磁芯损耗增大等无法得到优良的磁特性等问题。另外,叠层粘合磁性基材时的温度条件优选为200~350℃,更优选为250~300℃。若低于200℃,则可能导致无法进行充分的粘合、叠层体的抗拉强度降低等问题;在温度超过350℃,并且外加压力高的情况下,可能发生比导磁率降低、或磁芯损耗增大等无法得到优良磁特性等问题。另外,叠层粘合磁性基材时的时间条件优选为1~300分钟,更优选为5~200分钟,最优选为10~120分钟。若不足1分钟或是超过300分钟,则因为无法进行适度的叠层粘合等原因,可能发生叠层体的抗拉强度降低等问题。
在第2热处理中,进行用于提高磁性基材或磁性基材的叠层体的磁特性的热处理时,使用闭合磁路、以及微小间隙等近似于闭合磁路的形式时,压力条件优选为0~100MPa,更优选为0.01~20MPa,最优选为0.1~3MPa。若超过100MPa,则可能导致比导磁率降低、或磁芯损耗增大等无法得到优良的磁特性等问题。另外,对叠层粘合的叠层体进行用于提高磁特性的热处理时的温度条件优选为350~480℃,更优选为380~450℃,最优选为400~440℃。若低于350℃或是高于480℃,则因为无法进行用于提高适宜的磁特性的热处理等原因,可能导致无法得到优良的磁特性等问题。另外,对叠层粘合的叠层体进行用于提高磁特性的热处理时的时间条件优选为1~300分钟,更优选为5~200分钟,最优选为10~120分钟。若不足1分钟或是超过300分钟,则因为无法进行用于提高适宜磁特性的热处理等原因,可能导致无法得到优良的磁特性等问题。
另一方面,进行第2热处理时,使用开磁路形式时,施加的压力条件为1MPa或1MPa以上、500MPa或500MPa以下,优选为3MPa或3MPa以上、100MPa或100MPa以下,最优选为5MPa或5MPa以上、50MPa或50MPa以下。外加压力小的情况下,Q值降低或是Q值提高的效果小,高于500MPa时,Q值可能减低。特别是由形状效果产生的有效导磁率为原材料的闭合磁路导磁率的1/2或1/2以下、优选为1/10或1/10以下、最优选为1/100或1/100以下时,在外加压力大的条件下,Q值提高。
另外,用于提高非晶质金属薄带磁特性的温度条件在300~500℃范围内,因构成非晶质金属薄带的组成以及作为目的的磁特性不同而有所不同,通常,在惰性气体气氛下或真空中进行热处理,提高良好的磁特性的温度大约为300~500℃,优选在350~450℃下进行。
另外,在热处理温度下的处理时间通常在10分钟~5小时的范围内,优选在3分钟~2小时的范围内进行热处理。
在非晶质金属薄带的单面或双面赋予了树脂的磁性基材的制造方法没有特别限定,例如,能够适用将溶解了树脂或树脂前体的溶液很薄地涂布于非晶质金属薄带上之后使溶剂干燥的方法等。
在本发明以Co为主成分的非晶质金属薄带的磁性基材中,作为叠层粘合的介质使用的树脂,优选使用热塑性的耐热树脂。这一特性只要在可以得到本发明效果的范围内,就没有特别限定,能够适宜使用具有如下特性的热塑性树脂:在氮气气氛中、365℃下,经2小时的加热处理后,30℃下的抗拉强度为30MPa或30MPa以上,并且在氮气气氛中、365℃下,经2小时的加热处理,因经历2小时热处理引起的热分解造成的重量减少率为2重量%或2重量%以下。具体而言,能优选使用聚酰亚胺类树脂、聚醚酰亚胺类树脂、聚酰胺酰亚胺类树脂、聚酰胺类树脂、聚砜类树脂、聚醚酮类树脂,更具体而言,能优选使用主链骨架上具有以化学式(16)~(22)表示的重复单元的树脂。
(以Fe为主成分的磁性基材的制造方法)
虽然因构成非晶质金属薄带的组成以及作为目的的磁特性不同而有所不同,但是通常在惰性气体气氛下或真空中进行,提高良好磁特性的温度大约为300~500℃,优选在350~450℃下进行。最优选为360~380℃。另外,本发明中在300~500℃的温度范围内由热压方法对叠层板进行加压热处理,此时的加压压力为0.2MPa或0.2MPa以上、5MPa或5MPa以下,优选在0.3MPa或0.3MPa以上、3MPa或3MPa以下的压力下进行加压热处理。在本发明中,通过在0.2~5MPa的外加压力下,300~500℃的温度范围内进行加压热处理,令人惊讶的是在大幅提高叠层体磁特性(导磁率、铁损耗)的同时,可以得到与在300℃或300℃以下的温度条件下进行一体化的情况相比机械强度(抗拉强度)大幅提高的叠层体。
特别是在使用于作为电动机或发电机等旋转机器用途时,通过提高机械强度,能够提高电动机转数等性能,推测在实用方面显著提高了发电机特性(输出功率)。
本发明人等并不拘泥于特定的原理,认为上述磁特性提高的理由之一,可以作下述解释。首先,非晶质金属通常是通过对熔融金属进行淬火而制得的,此时因残留于金属内部的应力而导致特性劣化。因此,通常在300~500℃下进行热处理,进行缓和内部应力的处置,使磁特性得以提高。如本发明所述,施加外压以进行叠层一体化,于300~500℃的温度范围内进行热处理时,若外界施加的压力大,则热处理后,将叠层体恢复至室温时,因外加压力造成金属内部应力残留,从而使磁特性劣化。因此,在本发明中,对不使非晶质金属特性劣化的热处理时的外加压力进行深入研究的结果发现通过在0.2MPa或0.2MPa以上、5MPa或5MPa以下,优选为0.3MPa或0.3MPa以上、3MPa或3MPa以下,最优选为0.3MPa或0.3MPa以上、1.5MPa或1.5MPa以下的外加压力下进行热处理,可以在不降低体积占有率的前提下大幅提高磁特性。
另外,在施加外压时,通过在磁性叠层体与叠层一体化步骤中使用的平板模具间插入具有叠层体厚度公差或公差以上厚度的耐热性弹性薄片,可以大幅改善热处理后的叠层体内磁特性的差异。耐热性弹性薄片的材质为树脂时,玻璃化温度优选为非晶质金属的热处理温度或热处理温度以上,并且高于在磁性基材的非晶质金属薄带上赋予的树脂的玻璃化温度。耐热性弹性薄片的材质,优选使用聚酰亚胺类树脂、含硅树脂、酮类树脂、聚酰胺类树脂、液晶聚合物、腈类树脂、硫醚类树脂、聚酯类树脂、芳基类树脂、砜类树脂、酰亚胺类树脂、酰胺酰亚胺类树脂。其中,优选使用聚酰亚胺类树脂、砜类树脂、酰胺酰亚胺类树脂。然而,耐热性弹性薄片的材质并不限定于此,也可以使用金属、陶瓷、玻璃等具有弹性的材料。
(磁应用产品)
本发明的磁性基材及磁性基材叠层体应用于各种磁应用产品的构件或部件。
例如,以本发明的磁性基材或是磁性基材的叠层体为磁芯卷绕被覆导线而成的天线,可列举:
一种薄型天线,其特征为:在磁芯的至少施加了线圈的部分赋予绝缘材料;
一种薄型天线,其特征为:在该天线中,在磁芯的至少施加了线圈的部分赋予绝缘材料,并于叠层体端部赋予绕线管;
一种RFID用天线,该天线由卷绕的线圈与强磁性体的板状磁芯构成,板状磁芯贯穿卷绕线圈而形成,内藏于平面状RFID标签内,该强磁性体的板状磁芯以本发明的磁性基材或其叠层体为磁芯;以及
一种RFID用天线,其特征为:板状磁芯具有因弯曲加工而产生的形状保持性。
另外,可列举电动机或发电机,其特征为:将本发明的磁性基材或磁性基材的叠层体应用于电动机或发电机的由软磁性材料构成的转子或定子的一部分或者全部。此时,转子或定子的至少一部分磁性材料由用非晶质金属薄带形成的叠层体构成,由上述非晶质金属薄带形成的叠层体能够使用耐热性粘合树脂层与非晶质金属磁性薄带层交替叠层而成的叠层体。
(天线)
图1示出本发明中非晶质金属薄带与耐热性树脂交替叠层而成的天线用叠层体之一例。如图2所示,此叠层体由非晶质金属薄带与耐热性树脂交替叠层而成。如图3所示,通过在此叠层体的外周卷绕导线线圈而形成天线。这些天线特性即天线线圈的电感L值、以及Q值(Quality factor)作为电波与电压变换特性的代用特性使用。一般而言,希望L值、Q值高,特别是薄型棒形天线,由于受到由形状效果产生的退磁磁场的影响,L值成为某种程度的值,因此优选Q值高的天线用磁芯。作为该用途,可用于防犯罪用的上锁系统、ID卡、使用于标签等脉冲转发器中的RFID的信息发送及接收,或是电波表、收音机等。因此,其中使用的频率可以使用1kHz~1MHz左右的频率区域。
作为天线特性的Q值高的材料,非晶质金属薄带的组成优选为用通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb(式中的X表示从Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示从Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为满足0≤c≤0.2、10<a≤35、0≤b≤30的数,a、b表示原子%=表示的组成。将该非晶质金属薄带的Co置换为Fe具有增加非晶质金属饱和磁化强度的倾向,为了提高Q值,优选Fe置换量少的情况。因此,c优选为0≤c≤0.2,更优选为0≤c≤0.1。X元素在制造本发明中使用的非晶质金属薄带方面是为了非晶质化而降低结晶化速度的有效元素。若X元素为10原子%或10原子%以下,则非晶质化程度降低,混合存在一部分结晶质,另外,若X元素超过35原子%,则非晶质结构将降低所得到的合金薄带的机械强度,无法得到连续的薄带。因而,X元素的量a优选为10<a≤35,更优选为12≤a≤30。Y元素具有使本发明中使用的非晶质金属薄带具有耐蚀性的效果。其中,特别有效的元素是Zr、Nb、Mn、W、Mo、Cr、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru元素。若Y元素的添加量达30%以上,则虽然具有耐蚀性,但是由于薄膜的机械强度变脆弱,因此优选为0≤b≤30,更优选的范围为0≤b≤20。
磁性基材使用重叠适当层数而成的叠层体。叠层体的各层,可以为相同种类的磁性基材,也可以为不同种类的磁性基材。
将上述叠层体预先加压冲裁成天线磁芯形状后作为磁芯使用。也可以使用经切断等加工后进行叠层而成的材料,也可以以适当形状制成叠层体后,由放电金属线切断、激光切断加工、加压冲裁、用旋转刀进行切断加工的方法加工成天线磁芯的形状。
(电动机)
本发明磁性基材的叠层体能够满足以下条件:在JIS C2550中规定的铁损耗W10/1000为15W/kg或15W/kg以下,W10/1000更优选为10W/kg或10W/kg以下;另外,最大磁通量密度Bs为1.0T或1.0T以上、2.0T或2.0T以下;另外,在JIS Z2241中规定的抗拉强度为500MPa或500MPa以上,更优选为700MPa或700MPa以上;另外,比导磁率为1500或1500以上,更优选为2500或2500以上,最优选为3000或3000以上。该材料可以应用于电动机的转子或定子。
具体而言,本发明的磁性叠层体可以组合以下的1~5的步骤进行制造,实际上通过应用模式1或是模式2等的组合就能够制得。
步骤1.磁性基材制作步骤
步骤2.形状加工步骤
步骤3.重叠步骤
步骤4.叠层一体化步骤
步骤5.加压热处理步骤
在实用方面优选以下2种模式,即模式1:步骤1-步骤2-步骤3-步骤4-步骤5(磁性基材冲裁后叠层)与模式2:步骤1-步骤2-步骤3-步骤4-步骤2-步骤5(叠层一体化后冲裁)。
即,模式1:在步骤1的磁性基材制作步骤中,将树脂涂布于非晶质金属,接着,在步骤2的形状加工步骤中,冲裁成所希望的形状后,经步骤3(重叠步骤)、步骤4(叠层一体化步骤),在步骤5的加压热处理步骤中,实施用于表现出磁特性的热处理。步骤2可以如模式1所示在步骤1后仅进行1次,也可以如模式2所示在步骤4结束后实施,在制成叠层体后进行步骤2的形状加工。
以下,针对步骤加以说明。
步骤1(磁性基材制作步骤)本发明的磁性基材能够采用以下方法制造:在卷筒状非晶质金属薄带上利用辊涂法等涂布装置,在非晶质金属薄带上形成液状树脂的涂膜,使其干燥,从而在非晶质金属薄带上赋予耐热性树脂层。
步骤2(形状加工步骤)本发明中所谓的形状加工步骤定义为在宽度方向将一片或数片磁性基材或磁性叠层体切断,切断加工成矩形板或所希望的形状。此时,可以选择剪裁切断、模具冲裁加工、光蚀刻加工、冲裁加工、激光切断加工、放电金属线切断加工等方法作为加工方法。在宽度方向的切断优选为剪裁切断。另外,所希望的任意形状的切断优选为模具冲裁加工。
步骤3(重叠步骤)接着,在厚度方向重叠数片加工成矩形或所希望形状的磁性基材。
步骤4(叠层一体化步骤)作为将数片磁性基材叠层一体化的方法,可以为由热压或热辊等使树脂层熔融而粘合金属薄片的叠层一体化的方法,或通过加压填塞材料进行叠层一体化的方法,或利用激光加热使叠层端面熔融进行叠层一体化的方法等。从减低由层间的电导通造成的涡电流损耗、实现低磁损耗材料的方面考虑,优选利用热压或热辊等加压加热手段进行叠层一体化的步骤。重叠的磁性基材是以2片金属平板夹持叠层了所希望片数的磁性基材组而形成的。加压时的温度因赋予非晶质金属薄带的耐热性树脂层种类不同而有所不同,大致而言,优选在高于耐热树脂固化物的玻璃化温度下软化或具有熔融流动性的温度附近进行加压,使非晶质金属薄带间彼此叠层粘合。使非晶质金属层间的树脂熔融后,通过冷却至室温而使非晶质金属薄带彼此固定并一体化。
步骤5(加压热处理步骤)为了缓和非晶质金属的内部应力、表现出优良的磁特性,对经过了叠层一体化步骤的磁性基材叠层体进行表现出非晶质金属磁特性所必须的300~500℃下的热处理。
作为非晶质金属薄带优选以Fe为主成分的材料。
针对主要步骤加以说明。
利用剪裁切断、模具冲裁加工、光蚀刻加工、冲裁加工、激光切断加工、放电金属线切断加工等方法作为加工方法,切断成所希望的形状。特别是能够对由1~10片左右的数片磁性基材构成的叠层体进行模具冲裁加工。另外,通过放电金属线切断加工,能够将由数十片或数十片以上的磁性基材构成的长方体形状的叠层体切断加工成理想的形状。再者,在进行放电金属线切断加工时,优选在叠层体侧面涂布导电性粘合剂,将叠层间的金属材料电连接,再通过将涂布后的导电性粘合剂部分接地至放电金属线切断加工机的接地电极,稳定放电电流,能精密控制火花放电时的能量,可以得到叠层体层间熔融粘合少的加工面。
接着,在厚度方向排列并叠层数片形状加工步骤后的磁性基材。此时,以树脂层与金属层交替排列的方式将涂有树脂的面朝同一方向重叠。
接着,进行叠层一体化步骤。首先,以2片平板模具夹持重叠了所希望的叠层片数的磁性基材组。进而,也可以将夹持了此磁性基材组的组件置于图4中11所示的叠层体防偏移用框架内,进行叠层一体化。另外,作为夹持的平板模具,优选热传导率高、机械强度高的金属。例如,优选为SUS304、SUS430、高速钢、纯铁、铝、铜等。另外,为了施加均等的压力于非晶质金属,平板模具的表面粗糙度优选为1μm或1μm以下,且平板的上下两面相平行。最理想的情况是平板模具的表面粗糙度为0.1μm或0.1μm以下的镜面。
另外,用于施加均等压力的方法可以为:在重叠了所希望的叠层片数的磁性基材组与夹持的平板模具间插入厚度为叠层体厚度公差或公差以上的耐热性弹性薄片。此时,耐热性弹性薄片吸收平板模具与磁性基材的凹凸,以便能施加均等的压力于磁性基材叠层体。耐热性弹性薄片的材质为树脂时,玻璃化温度优选为非晶质金属的热处理温度或热处理温度以上。作为耐热性弹性薄片的材质,可列举聚酰亚胺类树脂、含硅树脂、酮类树脂、聚酰胺类树脂、液晶聚合物、腈类树脂、硫醚类树脂、聚酯类树脂、芳基化物类树脂、砜类树脂、酰亚胺类树脂、酰胺酰亚胺类树脂。其中,优选使用聚酰亚胺类树脂、砜类树脂、酰胺酰亚胺类树脂等高耐热树脂,更优选使用芳香族聚酰亚胺类树脂。
叠层一体化可以使用热压或热辊、高频熔融粘合等方法进行加热、加压。虽然加压时的温度因耐热树脂的种类不同而有所不同,大致上优选在耐热树脂固化物的玻璃化温度以上软化或具有熔融流动性的温度附近进行加压使其叠层粘合。熔融非晶质金属的层间树脂后,经冷却使非晶质金属薄带彼此间粘合并一体化。
加压下的热处理如上所述。根据该方法,可以得到显示上述物性值的磁性基材叠层体。
(实施例)
重量减少率:利用差示热分析·热重量分析计DTA-TG(岛津DT-40系列、DTG-40M),测定在120℃下进行4小时干燥的前处理后,在氮气气氛中、350℃下保持2小时后的重量减少量。
加压力:油压机的压力表压力。
熔融粘度:利用高化式流量测定计(岛津CFT-500),利用直径0.1cm、长度1cm的小孔测定熔融粘度。于既定的温度下持续5分钟后,以100MPa的压力予以挤出。
Tg:利用差示扫描量热计DSC(岛津DSC60)予以测定,求出玻璃化温度。
每单位重量的熔解热:利用差示扫描量热计DSC(岛津DSC60)予以测定,算出树脂中的结晶熔融释放出的熔解热,除以测定所用的树脂的初期重量,算出每单位重量的熔解热。
对数粘度η:于可溶解的溶剂(例如,氯仿、1-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、邻二氯苯、甲酚等)中,以0.5g/100mL的浓度溶解树脂后,于35℃进行测定。
Q值:利用LCR计(Hewlett/Packard公司制4284A),测定电压设为1V。
L值:利用LCR计(Hewlett/Packard公司制4284A),测定电压设为1V。
磁特性评价用环:将在非晶质金属薄带单面上形成了树脂层的磁性基材冲裁成内径25mm、外径40mm的环状,重叠5片,在既定的条件下加热叠层后得到。
比导磁率μ:在频率100kHz(sin波形)、最大外加磁场5mOe(Oersted、奥斯特)的条件下,利用阻抗分析器(YHP4192ALF)加以测定。
磁芯损耗Pc:在频率100kHz、sin波形、最大磁通量密度0.1Tesla(泰斯拉)的条件下,利用B-H分析器(IWATSUSY-8216)加以测定。
抗拉强度:评价树脂的抗拉强度时,利用基于JIS K7127或ASTMD638的方法,另外,评价金属的抗拉强度时,利用基于JIS Z2241(ISO6892)的方法。测试片在氮气气氛中、350℃下,进行2小时热处理,冷却后,在30℃下测定抗拉强度。测定磁性基材叠层体时,将在非晶质金属薄带的单面上形成了树脂层的磁性基材冲裁加工成3号测试片形状,重叠20片,在既定的条件下经加热叠层制成测试片,供测试之用。
(实施例A1)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A(商品名),是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。所使用的聚酰胺酸溶液使用将1,3-双(3-氨基苯氧基)苯与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐以1∶0.97的比例在二甲基乙酰胺溶剂中、室温下经聚缩得到的聚酰胺酸,稀释液使用二甲基乙酰胺,利用E型粘度计测定时的粘度约为0.3Pa·s(25℃)。
在该薄带的整个单面上赋予聚酰胺酸溶液后,在140℃下干燥,然后,在260℃下进行固化,制成在非晶质金属薄带的单面上赋予了约6μm的耐热性树脂(聚酰亚胺树脂)的磁性基材。需要说明的是经固化可以得到用化学式(24)表示的聚酰亚胺树脂(Tg:196℃)。
Figure C0380169300411
重叠该基材,在260℃下施加热压,由此制成厚度0.7mm的叠层体,然后,将此叠层体固定于固定夹具,于400℃下进行1小时热处理后,进行形状加工,制成20×3.5mm的叠层体。将Φ0.1mm的被覆导线卷绕200圈于此磁芯上,在50kHz的频率下测定Q值。
(实施例A2~A5)
变更实施例A1所使用的非晶质金属薄带,由使用组成为
(Co55Fe10Ni35)78Si8B14
Co70.5Fe4.5Si10B15
Co66.8Fe4.5Ni1.5Nb2.2Si10B15
Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12
的非晶质金属薄带的同样的叠层体制成同样的线圈,测定Q值。结果示于表A1。
(比较例A1~A5)
变更实施例A1所使用的非晶质金属薄带,由使用组成为
(Fe30Co70)78Si8B14
(Fe95Co5)78Si8B14
(Fe50Co50)78Si8B14
(Fe80Co10Ni10)78Si8B14
Fe78Si9B13
的非晶质金属薄带的同样的叠层体制成同样的线圈,测定Q值。结果示于表A1。
表A1
  磁芯   组成   Q值(50kHZ)
  实施例A1   Co66Fe4Ni1(BSi)29   24
  实施例A2   (Co55Fe10Ni35)78Si8B14   20
  实施例A3   Co70.5Fe4.5Si10B15   24
  实施例A4   Co66.8Fe4.5Ni1.5Nb2.2Si10B15   22
  实施例A5   Co69Fe4Ni1Mo2B12Si12   22
  比较例A1   (Fe30Co70)78Si8B14   10
  比较例A2   (Fe95Co5)78Si8B14   4
  比较例A3   (Fe50Co50)78Si8B14   8
  比较例A4   (Fe80Co10Ni10)78Si8B14   5
  比较例A5   Fe78Si9B13   7
(实施例A6)
在与实施例A1相同的非晶质金属薄带上,赋予溶解于二甲基乙酰胺的聚醚砜(PES,Tg:225℃,化学式(14)),在230℃下干燥,制成在非晶质金属薄带的单面上赋予了约6μm的耐热性树脂的磁性基材。将该基材与实施例A1相同地制成叠层体,制成相同的叠层体。在50kHz的频率下测定Q值,结果为22。
(实施例A7)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A(商品名),是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。耐热性树脂使用与实施例A1相同的聚酰胺酸溶液,将其赋予非晶质金属薄带,在140℃下干燥后,在非晶质金属薄带的单面上赋予约6μm聚酰亚胺树脂的前体,然后,将此基材叠层(S)至厚度为0.7mm,通过在260℃下施加热压,使其粘合制成叠层体。在400℃下对该叠层体进行1小时热处理后,经形状加工制成20×3.5mm的叠层体磁芯。将Φ0.1mm的被覆导线卷绕200圈于此磁芯上,在50kHz的频率下测定Q值。在实施例A2~A4组成的薄带上同样地赋予树脂,制成叠层体,Q值为21,得到良好的特性。
(实施例G1)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2605S-2(商品名),是宽度约213mm、厚度约25μm、具有Fe78Si9B13(原子%)组成的非晶质金属薄带。在此薄带两面的整个表面上赋予粘度约0.3Pa·s的聚酰胺酸溶液,在150℃下使溶剂挥发后,在250℃下转化为聚酰亚胺树脂,制成在非晶质金属薄带两面上赋予了厚度约2μm的耐热性树脂的磁性基材。使用的耐热性树脂如下得到:使用由二胺(3,3’-二氨基二苯基醚)、四羧酸二酸酐(双(3,4-二羧基苯基)醚二酸酐)得到的作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸,将其溶解于二甲基乙酰胺溶剂中后,涂布于非晶质金属薄带上,将非晶质金属薄带加热,由此得到具有以化学式(25)表示的基本单元结构的聚酰亚胺。
Figure C0380169300441
将该基材冲裁成外径50mm、内径25mm的圆环状,重叠(S)30片,在270℃下实施热压接,使磁性基材熔融粘合,制成叠层体。再在以加压夹具夹住叠层体的状态下,于400℃进行2小时热处理。测定此热处理后的叠层体在10kHz下、外加磁场0.1T中的交流磁滞回线,其顽磁力为0.2Oe。
(实施例G2)
使用日本三井化学制的聚醚砜E2010取代上述具体例中使用的聚酰胺酸溶液,利用二甲基乙酰胺溶剂溶解此树脂,形成15%的溶液,除此之外,与实施例G1同样地赋予两面后,使溶剂干燥,然后制成叠层体,进行热处理。测定此热处理后的叠层体在10kHz下的交流磁滞回线,其顽磁力为0.25Oe。
(比较例G1)
使用作为具有以化学式(19)表示的基本单元结构的聚酰亚胺前体的聚酰胺酸溶液替代实施例G1所使用的聚酰胺酸溶液,涂布于非晶质金属薄带上,与实施例G1同样地制作,在非晶质金属上得到具有所示的基本单元结构的聚酰亚胺。与实施例G1同样地制作此基材,制成实施了热处理的叠层体。其中,叠层粘合时的温度设为330℃。此树脂的Tg为285℃,为高于本发明的Tg范围的树脂。此叠层体在10kHz下的交流顽磁力为0.4Oe,是大于实施例G1的值,实际作为磁芯使用时,损耗变大。
表G1叠层体的交流B-H回线的Hc值(10kHz,0.1T)
  赋予的树脂   交流B-H的Hc
  实施例G1   化学式25   0.2Oe
  实施例G2   化学式14   0.25Oe
  比较例G1   化学式19   0.4Oe
(实施例G3~G5)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2605S-2(商品名),是宽度约213mm、厚度约25μm、具有Fe78Si9B13(原子%)组成的非晶质金属薄带。利用与实施例G1相同的方法,在此薄带两面的整个表面上形成具有以化学式(27)表示的基本单元结构的聚酰亚胺树脂,制成在薄带单面赋予了厚度约5μm的耐热性树脂的磁性基材。
叠层(S)24片该基材,于270℃下施加热压接,然后以加压夹具夹住形状加工成5×20mm的叠层体,在该状态下,于400℃进行2小时热处理。将此热处理后的叠层体在-35~120℃之间进行500次热循环测试,可以得到无剥离的一体化叠层体。
(实施例G4~G15)
替代实施例G3使用的聚酰胺酸溶液,使用通过在涂布后的非晶质金属薄带上加热而转化为具有以化学式(26~37)表示的基本单元结构的聚酰亚胺的、作为二甲基乙酰胺溶剂的聚酰胺酸溶液,与实施例G3同样地制作叠层体。
Figure C0380169300461
(实施例G16、G17)
替代实施例G3使用的聚酰胺酸溶液,使用日本三井化学制的聚醚砜E2010以及Amoco Engineering制的聚砜UDEL P-3500,用二甲基乙酰胺为溶剂溶解此树脂,形成15%的溶液,除此之外,与实施例G3同样地制成叠层体,进行热处理。
(实施例G18)
替代实施例G3使用的聚酰胺酸溶液,使用市售的聚酰胺酰亚胺树脂(日本东洋纺公司制的VYLOMAX HR14ET),涂布溶液后,经干燥、树脂化制成基材,与实施例G3同样地制成叠层体,进行热处理。
将实施例G4~G18中热处理后的叠层体以试样数20在-30与120℃间进行20次处理以及累计500次的热循环测试,均可以得到无剥离等的一体化叠层体。其中,循环500次后,实施例G12、13、18在n=1时发生剥离,但是仅为微小的剥离,实用上没有问题。
(比较例G2、G3)
替代实施例G3使用的聚酰胺酸溶液,使用通过在涂布后的非晶质金属薄带上加热而转化成具有化学式(19)及化学式(37)表示的基本单元结构的聚酰亚胺、以二甲基乙酰胺为溶剂的前体聚酰胺酸溶液,与实施例G3同样地制成叠层体。其中,叠层粘合时的温度设为330℃。
(比较例G4)
替代实施例G3使用的聚酰胺酸溶液,使用聚苯硫醚(PPS)(化学式(38)),将粉末状的树脂赋予在薄带上,夹于特富龙(Teflon注册商标)薄片间,通过施加热压而在一侧表面上附着树脂。与实施例G3同样地对基材进行热处理,制成叠层体。其中,热压时的温度设为320℃。
(比较例G5)
替代实施例G3使用的聚酰胺酸溶液,使用将聚酯酰亚胺类树脂(基本结构单元化学式(39))溶解于二甲基乙酰胺中得到的溶液,与比较例2同样地进行热处理制成叠层体。
Figure C0380169300483
(比较例G2~G5)
将上述叠层体与实施例G3同样地在-30与120℃间实施20次及累计500次的热循环测试,结果为实施例G3~G18无变化且不存在问题,而任意一个比较例的叠层体在20次后的阶段中显著出现剥离、厚度增加等变形、或是膨胀等发生率高的问题。结果示于表2。
表2叠层体热处理后实施热循环测试的结果
  化学式   ηinh   重量减少量(%)  抗拉强度(MPa)   Tg(℃)
  实施例G3   24   0.55   0.22  100   205
  实施例G4   26   0.62   0.15  110   186
  实施例G5   27   0.54   0.15  100   168
  实施例G6   28   0.55   0.15  110   191
  实施例G7   29   0.59   0.2  120   233
  实施例G8   30   0.61   0.1  100   196
  实施例G9   24   0.6   0.25  110   247
  实施例G10   31   0.52   0.1  110   219
  实施例G11   32   0.56   0.15  100   215
  实施例G12   33   0.55   0.2  100   221
  实施例G13   34   0.61   0.15  110   201
  实施例G14   35   0.56   0.2  120   239
  实施例G15   36   0.55   0.26  100   217
  实施例G16   24   0.58   0.1  90   225
  实施例G17   15   0.63   0.3  120   190
  实施例G18   -   -   0.3  85   250
  比较例G2   19   0.63   0.2  200   285
  比较例G3   37   0.55   0.2  150   190
  比较例G4   38   -   4  10   90
  比较例G5   39   0.56   1.5  20   180
表2叠层体热处理后实施热循环测试的结果(续)
 熔融粘度1万泊的温度(℃)   熔解热(J/g)   m-比例   20次循环   500次循环
  实施例G3  305   0   50   0/20   0/20
  实施例G4  310   0   60   0/20   0/20
  实施例G5  300   0   60   0/20   0/20
  实施例G6  305   0   60   0/20   0/20
  实施例G7  320   0   50   0/20   0/20
  实施例G8  305   0   60   0/20   0/20
  实施例G9  330   0   25   0/20   0/20
  实施例G10  320   0   25   0/20   0/20
  实施例G11  310   0   55.6   0/20   0/20
  实施例G12  310   0   75   0/20   1/20
  实施例G13  330   0   16.7   0/20   1/20
  实施例G14  335   0   50   0/20   0/20
  实施例G15  370   0   -   0/20   0/20
  实施例G16  350   0   -   0/20   0/20
  实施例G17  320   0   -   0/20   0/20
  实施例G18  340   0   -   0/20   1/20
  比较例G2  420   0   -   13/20   15/20
  比较例G3  390   35   -   12/20   15/20
  比较例G4  370   39   -   20/20   20/20
  比较例G5  250   0   -   12/20   17/20
(实施例G19)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2605S-2(商品名),是宽度约213mm、厚度约25μm、具有Fe78Si9B13(原子%)组成的非晶质金属薄带。在此薄带两面的整个表面上赋予约0.3Pa·s粘度的聚酰胺酸溶液,在150℃下使溶剂挥发后,在250℃下转化为聚酰亚胺树脂,制成在非晶质金属薄带两面赋予了厚度约2μm的耐热性树脂(聚酰亚胺树脂)的磁性基材。使用由二胺(3,3’-二氨基二苯醚)、四羧酸二酸酐(双(3,4-二羧基苯基)醚二酸酐)得到的作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸,将其溶解于二甲基乙酰胺溶剂中后,涂布于非晶质金属薄带上,在非晶质金属薄带上加热,得到具有以化学式(25)表示的基本单元结构的聚酰亚胺。
将此基材冲裁成外径40mm、内径25mm的圆环状,重叠(S)30片,在270℃下进行热压粘合,使磁性基材熔融粘合,制成叠层体。再以加压夹具夹住叠层体,保持该状态,在外加压力3MPa、365℃的条件下进行2小时热处理。测定此热处理后的叠层体在10kHz、外加磁场0.1T条件下的交流磁滞回线,其顽磁力为0.1Oe,确认为良好的磁特性。
(实施例B1)
使用与实施例A1相同种类的非晶质金属薄带,冲裁成比导磁率及磁芯损耗测试用环状、抗拉强度测定用的JIS规格的测试片状。以相同方向重叠环状材料5片、测试片状材料20片,使用热压机(Toyoseiki Mini Test Press Type WCH),在压力1MPa、温度400℃、时间60分钟的条件下,同时进行叠层粘合及用于提高磁特性的热处理。需要说明的是为了在氮气气氛中进行处理,使用Tanken SealSeiko公司制的机体架,边以每分钟0.5L的流量导入氮气,边实施热处理。测定磁特性的结果比导磁率为15740、磁芯损耗为10.7W/kg,相较于以相同条件处理的仅有非晶质金属薄带时的磁特性,也具有优良的性能。另外,无法测定抗拉强度。
(实施例B2)
与实施例B1同样地在表B1所示的压力、温度条件下实施热处理,结果示于表B1。
表B1
  加压热处理条件   磁特性
 压力(MPa)   温度(℃)   时间(分)   比导磁率   磁芯损耗(W/kg)
  参考例B1  未处理   7280   25.4
  实施例B1  1   400   60   15740   10.7
  实施例B2  5   400   60   13450   11.5
  参考例B2  0   400   60   10130   12.6
  参考例B3  120   400   60   9800   25.1
(参考例B1)
将美国Honeywell公司制的非晶质金属薄带Metglas:2714A(元素比Co∶Fe∶Ni∶Si∶B=66∶4∶1∶15∶14)冲裁成比导磁率及磁芯损耗测试用环状,测定未经任何处理的材料的比导磁率及磁芯损耗。其结果,比导磁率为7280、磁芯损耗为25.4W/kg。另外,抗拉强度为1020MPa。结果示于表B2及B3。
(参考例B2)
将美国Honeywell公司制的非晶质金属薄带Metglas:2714A(元素比Co∶Fe∶Ni∶Si∶B=66∶4∶1∶15∶14)冲裁成比导磁率及磁芯损耗测试用环状,在无压力、温度400℃、时间60分钟的条件下,进行退火处理。热处理使用一般的管型加热炉,为了在氮气气氛中进行处理,边以每分钟0.5L的流量导入氮气,边实施热处理。需要说明的是,由于并非形成了树脂层的磁性基材,因此实际上并不粘合,未成为叠层体。重叠5片薄带后加以测定。结果示于表1。比导磁率为10130、磁芯损耗为12.6W/kg。另外,由于只有非晶质金属薄带,因此得到的薄带非常脆弱,若不慎重处理,则容易破损,无法测定抗拉强度。
表B2
  加压热处理条件   特性
  压力(MPa)   温度(℃)   时间(分)   比导磁率   磁芯损耗(W/kg)  抗拉强度(MPa)
  实施例B3   1   400   60   21680   7.3  110
  实施例B4   0.1   400   60   15800   10.3  102
  实施例B5   10   400   60   12270   11.9  108
  实施例B6   1   400   60   12510   11.8  109
  实施例B7   1   400   60   19500   7.7  98
  实施例B8   1   400   10   16100   8.7  110
  实施例B9   1   400   200   19100   8.3  108
  比较例B1   0.005   400   60   9800   13.3  15
  比较例B2   120   400   60   7600   25.1  87
  比较例B3   1   280   60   9000   22.5  102
  比较例B4   1   510   60   10200   14.2  24
  比较例B5   1   400   0.5   8300   19.1  25
  比较例B6   1   400   800   9200   17  23
(参考例B3)
与实施例B1同样地在压力120MPa、温度400℃、时间60分钟的条件下,同时进行叠层粘合以及用于提高磁特性的热处理。测定磁特性的结果,比导磁率为9800、磁芯损耗为25.1W/kg,相较于仅有以相同条件处理的非晶质金属薄带情况下的磁特性,也具有优良的性能。另外,抗拉强度无法测定。结果示于表B1。
表B3
  叠层粘合条件  加压热处理条件
  压力(MPa)   温度(℃)   时间(分)  压力(MPa)   温度(℃)   时间(分)
  参考例B1   未处理  未处理
  实施例B10   10   250   60  0   420   60
  实施例B11   0.1   250   60  0   420   60
  实施例B12   200   250   60  0   420   60
  实施例B13   10   250   60  0   420   60
  实施例B14   10   250   60  0   400   60
  实施例B15   10   250   60  1   400   60
  比较例B7   0.005   250   60  0   400   60
  比较例B8   600   250   60  0   400   60
  比较例B9   100   250   60  0   400   60
  比较例B10   10   250   60  0   400   60
  比较例B11   10   250   0.5  0   400   60
表B3(续)
  特性
  比导磁率   磁芯损耗(W/kg)  抗拉强度(MPa)
  参考例B1   7280   25.4  1020
  实施例B10   14780   9.9  102
  实施例B11   15020   9.8  98
  实施例B12   13880   10.8  107
  实施例B13   14740   9.9  110
  实施例B14   12070   10.6  107
  实施例B15   21680   7.3  107
  比较例B7   15010   10  20
  比较例B8   11450   13.8  78
  比较例B9   7680   16.9  101
  比较例B10   14870   10.1  18
  比较例B11   14440   10.8  17
(实施例B3)
在与实施例A1相同种类的非晶质金属薄带的单面涂布与实施例A1相同的聚酰胺酸,通过加热除去溶剂并进行热酰亚胺化。所得到的磁性基材宽度为50mm,合金层平均厚度为16.5μm、酰亚胺树脂层平均厚度为4μm。将其冲裁成比导磁率及磁芯损耗测试用环状、抗拉强度测定用JIS规格的测试片状。在相同方向重叠环状薄片5片、测试片状薄片20片,使用热压机(Toyoseiki Mini Test Press TypeWCH),在压力1MPa、温度400℃、时间60分钟的条件下,同时进行叠层粘合及用于提高磁特性的热处理。需要说明的是为了在氮气气氛中进行处理,使用Tanken Seal Seiko公司制的机体架,边以每分钟0.5L的流量导入氮气,边实施热处理。测定磁特性的结果,比导磁率为21680、磁芯损耗为7.3W/kg,相较于仅有以相同条件处理后的非晶质金属薄带的磁特性,也具有优良的性能。另外,抗拉强度为110MPa,机械强度优良。结果示于表B3。
(实施例B4~B9)
与实施例B3同样地在表B2所示的条件下,同时进行叠层粘合及用于提高磁特性的热处理,进行评价。结果示于表B3。
(比较例B1~B6)
与实施例B3同样地在表B2所示的条件下,同时进行叠层粘合及用于提高磁特性的热处理,进行评价。结果示于表B3。
(实施例B10)
将实施例B3的磁性基材冲裁成比导磁率及磁芯损耗测试用环状、抗拉强度测定用JIS规格的测试片状。在相同方向重叠环状薄片5片、测试片状薄片20片,使用热压机(Toyoseiki Mini Test Press TypeWCH),在压力10MPa、温度250℃、时间30分钟的条件下,进行叠层粘合,得到叠层体。需要说明的是为了在氮气气氛中进行处理,使用Tanken Seal Seiko公司制的机体架,边以每分钟0.5L的流量导入氮气,边实施热处理。经一次冷却后,接着在未施加压力、温度420℃、时间60分钟的条件下,进行热处理。此热处理使用一般的管型加热炉,为了在氮气气氛中进行处理,边以每分钟0.5L的流量导入氮气,边实施热处理。测定磁特性的结果,比导磁率为14780、磁芯损耗为9.9W/kg,与仅具有以相同条件处理后的非晶质金属薄带情况下的磁特性处于同样水平,具有优良的性能。另外,抗拉强度为102MPa,机械强度也优良。结果示于表B3。
(实施例B11~B15)
与实施例B10同样地在表B3所示的条件下进行叠层粘合,接着进行用于提高磁特性的热处理,进行评价。结果示于表B3。
(比较例B7~B11)
与实施例B10同样地在表B2所示的条件下进行叠层粘合,接着进行用于提高磁特性的热处理,进行评价。结果示于表B3。
(实施例C1)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A,是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。在该薄带单面的整个表面上赋予用E型粘度计测定的粘度约为0.3Pa·s的聚酰胺酸溶液,利用外径50mm的凹版涂布头在单面的整个表面上涂布漆液,于140℃下干燥后、于260℃下进行固化,在非晶质金属薄带的单面上赋予约6μm的聚酰亚胺树脂(化学式(24)),制成基材。
聚酰胺酸溶液是将3,3’-二氨基二苯醚与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐以1∶0.98的比例于室温下在二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而成的聚酰胺酸,用二甲基乙酰胺稀释后使用。重叠25片该基材,于260℃下通过施加热压制成厚度0.7mm的叠层体,然后,利用图4所示的热压装置,将此叠层体在400℃、外加压力10MPa的条件下实施1小时的热处理,然后,使用切割机,用0.2mm厚的切刀,进行形状加工,制成20×2.5mm的叠层磁芯。将绝缘性粘合薄膜(日本日东电工制、型号NO.360VL、薄膜厚度25μm)贴付于除去长轴方向端面的侧面,接着,将Φ0.1mm的被覆导线卷绕800圈于该磁芯,在60kHz的频率下测定Q值与L值。Q值与L值的测定中,使用LCR计(HP制4284A),测定电压设为1V。该磁芯Q值高,且特性优良。另外,因热处理时的外加压力高,能实现表面凹凸小、平坦性优良的叠层体。
(实施例C2)
与实施例C1同样地制作叠层体,得到的磁芯用图4所示的热压装置,在400℃、外加压力35MPa的条件下进行1小时的热处理。通过对该非晶质金属薄带叠层体进行加压冲裁加工,将其加工成与实施例C1同样的形状,贴付绝缘胶带后,进行绕线,测定厚度、Q值与L值。测定值示于表C1。该磁芯Q值高,特性优良。另外,因热处理时的外加压力高,而能实现表面凹凸小、平坦性优良的叠层体。
(实施例C3)
与实施例C1同样地制作叠层体,对得到的磁芯利用图4所示的热压装置在温度400℃、外加压力20MPa的条件下进行1小时的热处理。通过对该非晶质金属薄带叠层体进行放电金属线加工,将其加工成与实施例C1同样的形状,贴付绝缘胶带后,进行绕线,测定厚度、Q值与L值。测定值示于表C1。该磁芯Q值高,且特性优良。另外,因热处理时的外加压力高,能实现表面凹凸小、平坦性优良的叠层体。
(实施例C4)
在与实施例A1相同种类的非晶质金属薄带的单面上涂布与实施例A1相同的能够转变成化学式(24)的耐热性树脂的聚酰胺酸,通过加热除去溶剂并进行热酰亚胺化。以表C1所示的条件作为热处理时的外加压力、温度,与实施例C1同样地制作叠层体,结果示于表C。
(比较例C1)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A,是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。将此薄带冲裁加工成20×2.5mm后,在400℃下进行1小时的热处理,含浸环氧树脂制得叠层磁芯。另外,将绝缘性粘合薄膜(日本日东电工公司制、型号NO.360VL、薄膜厚度25μm)贴付于除去长轴方向端面的侧面,接着,将Φ0.1mm的被覆导线卷绕800圈于该磁芯,在60kHz的频率下测定Q值与L值。结果为相较于实施例C1~C3的特性,该磁芯的Q值变低,与实施例C1~C3相比损耗大。
另外,制作时重叠热处理后的薄带时,因在处理过程中出现薄带开裂等现象,造成成品率下降。另外,由于热处理后的薄带在脆弱的状态下进行叠层一体化,因此含浸固化时无法施加足够的压力,从而相较于实施例,表面的凹凸程度变大,形状稳定性变差。
(比较例C2)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A,是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。制成在此薄带上赋予了环氧树脂的基材,重叠25片此基材,在150℃、0.1MPa的条件下进行叠层粘合后,在200℃下进行热处理,制成叠层体,使用0.2mm厚的切刀进行形状加工,制成20×2.5mm的叠层磁芯。与实施例C1同样地进行绕线,在60kHz的频率下测定Q值与L值。其结果为相较于实施例C1~C3的特性,该磁芯的Q值变低,相较于实施例C1~C3,该磁芯的损耗大。另外,由于叠层粘合后的热处理中并不加压,因此相较于实施例,热处理后表面的凹凸变大,形状稳定性变差。
(比较例C3~C4)
与实施例C1同样地以表C1所示的条件为热处理时的外加压力、温度条件,进行制作,同样地将结果示于表C1。外加压力为0及500MPa时,得到Q值低、特性差的结果。
表C1
  磁芯  外加压力(MPa)   温度(℃)   Q值   L[mH]   叠层体的表面性(凹凸)
  实施例C1  10   400   90   10   ○
  实施例C2  35   400   92   10   ○
  实施例C3  20   400   92   10   ○
  实施例C4  35   380   91   10   ○
  实施例C5  30   400   93   10   ○
  比较例C1  0   400   65   10   △
  比较例C2  0.1   200   60   10   △
  比较例C3  0   400   65   10   ○
  比较例C4  550   400   58   10   ○
(实施例D1)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A(商品名),是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。在此薄带单面的整个表面上赋予利用E型粘度计测定的粘度约为0.3Pa·s的聚酰胺酸溶液,在140℃下干燥后,在260℃下进行固化,在非晶质金属薄带的单面上赋予约6μm的聚酰亚胺树脂,制成磁性基材。
在此实施例中使用的聚酰胺酸溶液使用酰亚胺化后具有化学式(24)所示的基本结构单元的聚酰胺酸溶液。在溶剂中用二甲基乙酰胺稀释后使用。此聚酰胺酸是将3,3’-二氨基二苯醚与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐以1∶0.98的比例在室温下二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得到的。
重叠25片该基材,在260℃下通过施加热压而制成厚度0.55mm的叠层体,然后,将此叠层体固定于固定夹具,在400℃下进行1小时热处理后,进行形状加工,制成25×4mm的叠层体。将Φ0.1mm的被覆导线卷绕200圈于此磁芯,在60kHz的频率下测定Q值。利用LCR计(HP制4284A)测定Q值,测定电压设为1V。
另外,使用化学式(28)、(31)、(34)的聚酰亚胺树脂作为耐热性树脂,用与实施例D1同样的方法制作非晶质金属薄带的天线磁芯,进行绕线,测定Q值。
(实施例D2~D4)
与实施例D1同样地在表D1的条件下制作叠层体,同样地进行绕线,测定Q值。
(实施例D5)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A(商品名),是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。耐热性树脂使用酰亚胺化后成为化学式(19)所示聚酰亚胺的作为前体的聚酰胺酸溶液,将其赋予非晶质金属薄带,在140℃下干燥后,在非晶质金属薄带的单面赋予约6μm的聚酰亚胺树脂的前体后,叠层(S)25片该基材,在260℃下通过施加热压使其粘合,制成叠层体。对此叠层体在400℃下进行1小时热处理后,进行形状加工,制成25×4mm的叠层体磁芯,与实施例D1同样地测定Q值。
(实施例D6)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2714A(商品名),是宽度约50mm、厚度约15μm、具有Co66Fe4Ni1(BSi)29(原子%)组成的非晶质金属薄带。耐热性树脂使用将日本三井化学制的聚醚砜E2010用二甲基乙酰胺溶剂溶解得到的溶液,将其赋予非晶质金属薄带,在230℃下使其干燥后,在非晶质金属薄带的单面赋予约6μm的耐热树脂,制成磁性基材。
重叠该基材,通过在260℃下施加热压制成厚度0.55mm的叠层体后,将此叠层体固定于固定夹具,于400℃下进行1小时热处理后,进行形状加工,制成25×4mm的叠层体。将Φ0.1mm的被覆导线卷绕200圈于此磁芯,在50kHz的频率下测得Q值为22,获得良好的特性。
(比较例D1)
热处理后,用特富龙板(注册商标)夹住薄带,含浸环氧树脂。处理经热处理的薄带以及加压特富龙(注册商标)板时,往往发生薄带开裂。另外,不提高加压压力,而施加100g/cm2的压力,厚度变为0.62mm。
(比较例D2、D3)
在薄带上涂布环氧树脂(Three Bond公司制环氧树脂2287)(比较例D2)以及硅粘合剂(比较例D3),将此薄带叠层(S),边在150℃下加压,边使其固化,将得到的叠层体固定于夹具,与实施例D1同样地进行热处理。对热处理后的叠层体与实施例D1同样地实施切断加工,但是因为粘合强度不足,发生薄带剥离、裂开等问题。
(比较例D4)
在薄带上涂布环氧树脂(Three Bond公司制环氧树脂2287),将此薄带叠层(S),边在150℃下加压,边使其固化,将得到的叠层体固定于夹具,在150℃下,进行4小时热处理。与实施例D1同样地对此热处理后的叠层体进行切断加工,与实施例D1同样地测定Q值。
表D1
  磁芯   树脂   厚度(mm)   Q   叠层数   热处理温度
  实施例D1   化学式30   0.55   31   25   400℃
  实施例D2   化学式28   0.55   32   25   400℃
  实施例D3   化学式31   0.55   32   25   400℃
  实施例D4   化学式34   0.55   30   25   400℃
  实施例D5   化学式26   0.55   30   25   400℃
  实施例D6   聚醚砜   0.55   28   25   270℃
  比较例D1   环氧树脂   0.62   13   25   400℃
  比较例D2   环氧树脂   0.6   15   25   400℃
  比较例D3   硅树脂   0.6   20   25   400℃
  比较例D4   环氧树脂   0.58   22   25   200℃
表D1(续)
  磁芯   操作性
  实施例D1   无裂开、刮伤等,作业性良好
  实施例D2   无裂开、刮伤等,作业性良好
  实施例D3   无裂开、刮伤等,作业性良好
  实施例D4   无裂开、刮伤等,作业性良好
  实施例D5   无裂开、刮伤等,作业性良好
  实施例D6   无裂开、刮伤等,作业性良好
  比较例D1   发生薄带的裂开、刮伤
  比较例D2   发生薄带的裂开、刮伤,在切断加工时尤为显著
  比较例D3   发生薄带的裂开、刮伤,在切断加工时尤为显著
  比较例D4   无裂开、刮伤等,作业性良好
(实施例E1)
非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2605TCA(商品名),是宽度约170mm、厚度约25μm、具有Fe78Si9B13(原子%)组成的非晶质金属薄带。在此薄带两面的整个表面上赋予粘度约0.3Pa·s的聚酰胺酸溶液,于150℃下使溶剂挥发后,在250℃下转化为聚酰亚胺树脂,制成在非晶质金属薄带两面赋予了厚度约2μm的聚酰亚胺树脂(化学式25)的磁性基材。作为聚酰亚胺树脂,使用如下得到的聚酰亚胺:使用由二胺(3,3’-二氨基二苯醚)、四羧酸二酸酐(双(3,4-二羧基苯基)醚二酸酐)得到的作为聚酰亚胺前体的聚酰胺酸,将其溶解于二甲基乙酰胺溶剂中后,涂布于非晶质金属薄带上,通过在非晶质金属薄带上进行加热,得到具有以化学式(25)表示的基本单元结构的聚酰亚胺。
由此薄带制成图5所示形状的电动机用定子,冲裁成外径50mm、内径40mm的圆环状,叠层(S)200片,于270℃进行热压接,使非晶质金属薄带的树脂层熔融粘合,制成叠层体。其结果:厚度为5.5mm、体积占有率为91%。
需要说明的是,体积占有率由如下定义的式子加以计算。
(体积占有率(%))=(((非晶质金属薄带厚度)×(叠层片数))/(叠层后的叠层体厚度))×100
再在以加压夹具夹住叠层体的状态下,于350℃进行2小时的热处理。热处理后,叠层体无剥离、弯曲等现象,体积占有率维持91%,另外,使用剪刀将其剪裁成JIS H7153的「非晶质金属磁芯的高频磁芯损耗测试方法」中规定的磁芯大小(外径50mm、内径40mm)的圆环,利用与上述电动机用定子同样的处理,制作叠层了200片的环状,由外加400Hz交流磁场1T时的BH交流磁滞回线,测定铁损耗。其结果,铁损耗为3.3W/kg,相较于现有电动机中使用的硅钢板,铁损耗为其1/2~1/3,确认为低损耗,并实现良好的磁特性。
(实施例E2)
与实施例E1同样地在非晶质金属薄带上涂布耐热性树脂,接着,将其切割成长度10cm,重叠200片,在270℃进行热压接,使其叠层一体化,在加压夹具夹住叠层体的状态下,于350℃进行2小时的热处理后,利用放电金属线切割机,进行形状加工,得到外径50mm、内径40mm的圆环状发电机用定子(图5)。
除此之外,为了测定铁损耗,与实施例E1同样地将其用剪刀剪裁成JIS H7153的「非晶质金属磁芯的高频磁芯损耗测试方法」中规定的磁芯大小(外径50mm、内径40mm)的圆环,制作叠层了200片的环状,由外加400Hz交流磁场1T时的磁滞回线测定铁损耗。其结果,铁损耗为3.5W/kg,相较于现有电动机中使用的硅钢板,铁损耗为其1/2~1/3,确认为低损耗,实现良好的磁特性。
(比较例E1)
代替实施例E1所用的聚酰胺酸溶液,使用环氧树脂、双酚A型环氧树脂、部分皂化褐煤酸酯蜡、改性聚酯树脂、酚丁缩醛树脂分别溶解于二甲基乙酰胺得到的溶液,用与实施例E1同样的方法,在氮气气氛中经2小时处理后,制作定子形状(外径50mm、内径40mm、厚度5.5mm(25μm×200片))的叠层体,测定于氮气气氛中400℃下经2小时热处理后是否发生剥离、剥落等变形、体积占有率,再由圆环状试样测定铁损耗。
其结果示于表E1。使用环氧树脂、双酚A型环氧树脂、部分皂化褐煤酸酯蜡、改性聚酯树脂、酚丁缩醛树脂时,400℃下经2小时的热分解,往往显著发生剥离、厚度增加等变形。另外,其结果,除了本实施例E1的聚酰亚胺以外,使用其他树脂时,热处理前的体积占有率为90%,热处理后降至80%左右。认为在电动机或发电机中使用时发生的层间剥离是由于难以维持对应于旋转时的应力的机械强度,实用上存在问题。
表E1
  树脂   热处理前(*1)   热处理后(*2)   热处理后体积占有率   铁损耗(*3)   综合评价
  比较例1   环氧树脂   有   有   85%   3.6   ×
  比较例2   双酚A型环氧树脂   有   有   84%   3.5   ×
  比较例3   部分皂化褐煤酸酯蜡   有   有   80%   3.3   ×
  比较例4   改性聚酯树脂   有   有   85%   3.4   ×
  比较例5   酚丁缩醛树脂   有   有   83%   3.6   ×
  实施例E1   聚酰亚胺(25)   有   无   91%   3.3   ○
(*1)加压冲裁时有无裂开
(*2)有无剥离、变形
(*3)400Hz、1.0T
(实施例F1)
利用使用本发明磁性基材的叠层体构成的图7所示环状电感对本发明加以说明。
针对本发明电感的构成材料及其制作方法加以描述。首先,非晶质金属薄带使用Honeywell公司制的Metglas:2605S2(商品名),是宽度约140mm、厚度约25μm、具有Fe78B13Si9(原子%)组成的非晶质金属薄带。于此薄带单面的整个表面,由凹版涂布法将利用E型粘度计测定的粘度约为0.3Pa·s的聚酰胺酸溶液赋予非晶质金属薄带的整个表面,于140℃将溶剂DMAC(二甲基乙酰胺)干燥后,于260℃进行固化,于非晶质金属薄带的单面赋予约4μm的耐热树脂(聚酰亚胺树脂),制成基材。
在此实施例中使用的聚酰胺酸溶液使用在酰亚胺化后具有化学式(24)表示的基本结构单元的聚酰胺酸溶液。在溶剂中使用二甲基乙酰胺进行稀释。此聚酰胺酸是将3,3’-二氨基二苯醚与双(3,4-二羧基苯基)醚二酸酐以1∶0.98的比例在室温下于二甲基乙酰胺溶剂中缩聚而得到的。
通过模具冲裁加压,将此基材冲裁成外径40mm、内径25mm的环状,叠层500片,制成图7所示的环状叠层体。再利用图4所示的热压装置,在260℃、30分钟、5MPa的条件下进行叠层一体化,制成厚度14.5mm的叠层体。更进一步,为了表现出磁特性而在大气中、温度365℃、压力1.5MPa的条件下,进行2小时加压加热处理。
为了评价此变压器的磁特性,导磁率使用Hewlett Packard公司制4192测定电感值,算出比导磁率。另外,利用日本岩通电气制BH分析器8127测定铁损耗。
其结果,铁损耗在频率1kHz、最大磁通量密度1T的条件下为8W/kg。另外,比导磁率为1500。
另外,利用基于JIS Z2214的方法,以同样过程制作宽度12.5mm、长度150mm的抗拉强度测试片,抗拉强度为700MPa,确认能确保适用于高速旋转型电动机等转子的足够强度。
另外,利用于JIS C2550中定义的方法,测定体积占有率。其结果,体积占有率为87%,不仅适用于电动机等,而且实用上已达足够的水平。
(实施例F2)(加压时于平板模具与非晶质金属板间设置耐热性弹性层)
使用与实施例F1同样的磁性基材,叠层500片同样的环状基材。在本实施例中,将500片基材重叠而成的叠层板夹在由作为耐热性弹性片材的、厚度100μm的聚酰亚胺薄膜(日本宇部兴产制UPILEX)10片重叠而成的片材之间,进一步夹在由厚度1cm、10cm见方的SUS304构成的镜面板之间,以图4所示的结构,进行热压而予以叠层一体化。
在大气中、温度260℃、压力5MPa的条件下,予以叠层一体化,制成厚度14.5mm的叠层体。进一步,为了表现出磁特性,而在大气中、温度365℃、压力1.5MPa的条件下,进行2小时加热加压。为了比较实施例F1与实施例F2中的耐热性弹性片材,制作N=20个该环状磁芯。
为了评价此变压器的磁特性,比导磁率使用Hewlett Packard公司制4192测定电感值,算出比导磁率。另外,利用日本岩通电气制BH分析器8127测定铁损耗。其结果,铁损耗在频率1kHz、最大磁通量密度1T的条件下为10W/kg。另外,比导磁率为1500。
另外,在同样的叠层体制作过程中,利用基于JIS Z2214的方法,制作宽度12.5mm、长度150mm的抗拉强度测试片,测定抗拉强度。其结果,抗拉强度为700MPa,确认能确保适用于电动机等转子的足够强度。另外,测定值的差异(最大值与最小值)示于下表F3。测定夹层耐热性弹性片材而制成的试样的磁特性。确认其结果的差异小。
另外,与实施例F1同样地测定体积占有率。其结果,体积占有率为87%,不仅适用于电动机等,而且达到实用上没有问题的水平。
(实施例F3)(电动机)
使用与本实施例F1同样的磁性基材,利用模具加压冲裁,加工成转子形状与定子形状,以与实施例F1的环状磁芯同样的材料以及处理过程,将1000片形状加工后的磁性基材叠层一体化,在大气中、365℃的条件下进行2小时的热处理。制作由厚度30mm、直径100mm的磁性叠层体构成的电动机的转子及定子,再制成图6所示结构的同步磁阻电动机。本转子与定子的结构示于图6。测定本发明的电动机特性。结果示于表F1。测定的结果,最大转数以及输出功率均为现有发明专利的磁性基材的2倍左右。另外,电动机效率((机械输出能量/输入电功率能量)×100)则提高了2%。
(实施例F4)(电动机)
制作使用与本实施例F1同样的非晶质金属的磁性基材。其中,涂布的树脂使用以化学式(24)表示的聚酰亚胺树脂。本聚酰亚胺树脂的制法为使用将1,3-双(3-氨基苯氧基)苯与3,3’,4,4’-联苯四酸二酐以1∶0.97的比例在室温下于二甲基乙酰胺溶剂中缩聚得到的聚酰胺酸,使用二甲基乙酰胺作为稀释液,在此薄带单面的整个表面上赋予聚酰胺酸溶液后,于140℃干燥后,于260℃进行固化而制得。制作于非晶质金属薄带的单面上赋予了约4μm以化学式(24)表示的耐热性树脂(聚酰亚胺树脂)的磁性基材,使用本磁性基材,利用模具加压冲裁,加工成转子形状与定子形状,以与实施例F1的环状磁芯同样的材料以及处理过程,将1000片形状加工后的磁性基材叠层一体化,在大气中、365℃下进行2小时的热处理。再制作由与实施例F3同样形状、结构、厚度30mm、直径100mm的磁性叠层体构成的电动机转子及定子,制成图6所示结构的同步磁阻电动机。测定本发明的电动机特性。结果示于表F3。测定的结果为最大旋转数以及输出功率均与实施例F3同样地达到现有发明专利的磁性材料的2倍左右。另外,电动机效率((机械输出能量/输入电功率能量)×100)则提高了2%。
(比较例F1)(加压大)
比较例F1利用使用与实施例F1同样的非晶质金属薄带与耐热树脂制成的磁性基材。通过模具冲裁加压,将此基材冲裁成外径40mm、内径25mm的环状,与薄带方向一致地重叠500片基材。通过热压,在260℃、30分钟、5MPa的条件下,进行叠层一体化,制成厚度14.5mm的叠层体。进而,为了表现出磁特性,在大气中,温度365℃、压力为20MPa的条件下,进行2小时加热加压。
为了评价此变压器的磁特性、机械强度与体积占有率,首先与实施例F1同样地测定比导磁率、铁损耗。其结果,比导磁率为800,较实施例F1降低50%,另外,铁损耗在频率1kHz、最大磁通量密度1T的条件下为17W/kg,相较于实施例F1,损耗大约增加1倍左右。接着与实施例F1同样地制作抗拉强度测试片,测定抗拉强度。其结果示于下表F1。抗拉强度为700MPa,具有与实施例F1同样的抗拉强度。
与实施例F1同样地测定体积占有率。其结果,体积占有率为87%,不仅适用于电动机等,而且达到实用上没有问题的水平。
(比较例F2)(加压少)
比较例F2利用使用与实施例F1同样的非晶质金属薄带与耐热树脂制成的磁性基材。通过模具冲裁加压,将此基材冲裁成外径40mm、内径25mm的环状,与薄带方向一致地重叠500片基材。通过热压,在260℃、30分钟、5MPa的条件下,进行叠层一体化,制成厚度14.5mm的叠层体。进而,为了表现出磁特性,在大气中、温度365℃、不外加压力于叠层体而是于一大气压的条件下,进行2小时加压热处理。
评价此变压器的磁特性、机械强度与体积占有率。
首先与实施例F1同样地测定比导磁率、铁损耗。其结果,铁损耗在频率1kHz、最大磁通量密度1T的条件下为11W/kg,比导磁率为1500,大致与实施例F1相等。另外,接着与实施例F1同样地制作抗拉强度测试片,测定抗拉强度。其结果,抗拉强度为300MPa,降低至实施例F1的一半左右。
再与实施例F1同样地测定体积占有率。其结果,体积占有率为78%,相较于实施例F1出现大幅降低。另外,观察层间时发现层间出现膨胀、弯曲等现象,叠层体内形成空隙。由于局部产生空隙等机械性脆弱的部分,因此认为抗拉强度降低。
(比较例F3)(电动机)
在与实施例F1同样结构的电动机转子及定子中,使用与比较例2所示相同的叠层体,制作电动机,与实施例F1同样地评价电动机特性。与实施例F3的比较结果示于下表F3。其结果,由于机械强度低,因此在转数为10000rpm时发生破损,可知相较于本发明难以得到高输出功率化。
表F1热处理时的外加压力的比较
  热处理温度(℃)   外加压力(MPa)   有无耐热弹性片材   比导磁率   铁损耗(W/kg)频率1kHz磁通量密度(1T)   机械强度(MPa)   体积占有率   评价
  实施例F1   365   3   无   1500   8   700   87%   ○
  比较例F1   365   20   无   800   17   700   87%   △
  比较例F2   365   无   无   1500   11   300   78%   △
表F2耐热弹性片材的效果比较
  热处理温度(℃)   外加压力(MPa)   有无耐热弹性片材   比导磁率(N=20)   铁损耗(W/kg)频率1kHz磁通量密度(1T)(N=20)   机械强度(MPa)   评价
  实施例F1   365   3   无   1500±300   10±1   700   ○
  实施例F2   365   3   有   1500±100   10±0.5   700   ◎
表F3使用本发明磁性叠层体的电动机的比较
  铁损耗(W/kg)频率1kHz磁通量密度1T   比导磁率   电动机效率(%)   最大转数(rpm)   输出功率(kW)   评价
  实施例F3   8   1500   93   14000   4   ○
  实施例F4   7.9   1600   93   14000   4   ○
  比较例F3   11   1500   91   10000   2   △
由于本发明的磁性基材及其叠层体兼具优良的磁特性与机械强度,因此可以应用于各种磁应用产品,例如,电感、扼流圈、高频变压器、低频变压器、电抗器、脉冲变压器、升压变压器、噪声过滤器、变压器用变压器、磁阻抗元件、磁致伸缩振子、磁传感器、磁头、电磁屏蔽、屏蔽连接器、屏蔽套、电波吸收体、电动机、发电机用磁芯、天线用磁芯、磁盘、磁搬运系统、磁铁、电磁螺线管、驱动器用磁芯、打印机导线基板等构件或部件。
特别是从薄形化、小型化、节省能量等方面考虑,作为将电波变换成电讯号的组件,可以应用于电波表用天线、RFID用天线、车载麻醉器用天线、收音机、携带机器用小型天线等。另外,作为电动机的应用,可以应用于附DC刷的电动机、无刷电动机、步进式电动机、AC感应电动机、AC同步电动机、电动机或发电机中使用的转子或定子。
该磁性基材及其叠层体是通过在加压下对非晶质金属薄带进行热处理而实现的。

Claims (8)

1.一种磁性基材,在以通式(Co(1-c)Fec)100-a-bXaYb表示的非晶质金属薄带的单面或双面的至少一部分赋予耐热性树脂及/或耐热性树脂的前体,式中的X表示由Si、B、C、Ge中选出的至少1种或1种以上的元素,Y表示由Zr、Nb、Ti、Hf、Ta、W、Cr、Mo、V、Ni、P、Al、Pt、Rh、Ru、Sn、Sb、Cu、Mn或稀土类元素中选出的至少1种或1种以上的元素,c、a、b分别为:0≤c≤1.0、10<a≤35、0≤b≤30,a、b表示原子%,其特征为,该耐热性树脂含有具备以下特性的树脂:
①在氮气气氛中、350℃下,由经历2小时热处理时发生的热分解造成的重量减少率为1重量%或1重量%以下;
②在氮气气氛中、350℃下,经历2小时热处理后的抗拉强度为30MPa或30MPa以上;
③玻璃化温度为120~250℃;
④熔融粘度为1000Pa·s时的温度为250℃或250℃以上、400℃或400℃以下;及
⑤以0.5℃/分的一定速度由400℃降温至120℃,然后,加热至400℃时的熔解热为10J/g或10J/g以下。
2.如权利要求1所述的磁性基材,其中,上述通式中的c满足0.3<c≤1.0。
3.如权利要求1所述的磁性基材,其中,上述通式中的c满足0≤c≤0.3。
4.权利要求1所述的磁性基材的叠层体,其特征为,所述非晶质金属薄带是通过利用耐热性树脂及/或耐热性树脂的前体进行叠层而形成的。
5.如权利要求4所述的磁性基材的叠层体,其特征为,在闭合磁路中测定的频率100kHz下该非晶质金属薄带叠层体的比导磁率μ为12000或12000以上,磁芯损耗为12W/kg或12W/kg以下,该非晶质金属薄带叠层体的抗拉强度为30MPa或30MPa以上。
6.如权利要求4或5所述的磁性基材的叠层体,其特征为:
该叠层体的铁损耗、最大磁通量密度与抗拉强度满足以下特性:
(1)JIS C2550中规定的铁损耗W10/1000为15W/kg或15W/kg以下;
(2)最大磁通量密度Bs为1.0T或1.0T以上、2.0T或2.0T以下;
(3)JIS Z2241中规定的抗拉强度为500MPa或500MPa以上。
7.权利要求1所述的磁性基材的制造方法,其特征为:在对非晶质金属薄带赋予了耐热性树脂之后,于压力为0.01~500MPa的加压条件下,在200~500℃下进行加热处理。
8.一种磁应用部件,其中,该磁应用部件构成为包括权利要求1~6中任一项记载的磁性基材及/或磁性基材的叠层体。
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