DE2915765A1 - Amorphe metallegierung im wesentlichen ohne magnetostriktion und band daraus - Google Patents

Amorphe metallegierung im wesentlichen ohne magnetostriktion und band daraus

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Fred Everett Luborsky
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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Description

- 3 Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Legierungen und im besonderen auf neue amorphe Metallegierungen im wesentlichen ohne Magnetostriktion sowie daraus hergestellte Bänder und andere brauchbare Gegenstände.
Amorphe Metalle mit einer nur geringen oder keiner Magnetostriktion könnten möglicherweise bedeutsam für die Verwendung in magnetischen Geräten sein. Auch gibt es unter den kristallinen Legierungen solche ohne Magnetostriktion bei etwa 80Ni-20Pe und 95Co - 5Fe. Die Zugabe von Glasbildnern zu der 80Ni-20Fe-Zusammensetzung führt zu amorphen Legierungen, die bei Zimmertemperatur nicht magnetisch sind. Auch die 95 Co - 5Pe Legierung kann amorph gemacht werden, doch enthält sie das teuere und seltene Kobalt. Soweit bekannt, hat es bisher keine amorphe Legierung mit hohem Eisengehalt gegeben, die im wesentlichen keine Magnetostriktion zeigt.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine neue Klasse amorpher Metalle im wesentlichen ohne Magnetostriktion geschaffen. Allgemein sind dies Eisen/Silizium-Legierungen, die einen weiteren Glasbildner enthalten, der Bor, Kohlenstoff, Aluminium, Phosphor oder irgendeine Mischung daraus sein kann. Die Anteile der Bestandteile dieser Legierungen ausgedrückt in Atom-# sind 70 - 90 Eisen, 5-20 Silizium und 5-20 von dem zweiten Glasbildner (nachfolgend G bezeichnet), Während andere Elemente in diesen erfindungsgemäßen Legierungen vorhanden sein können, ohne die Magnetostriktion oder irgendeine andere erwünschte Eigenschaft nachteilig zu beeinflussen, sind die vorgenannten wesentlichen Bestandteile in den oben gegebenen Proportionsbereichen vorhanden.
909845/0747
Diese neuen Legierungen können dazu benutzt werden, amorphe Metallbänder daraus herzustellen, die gleichermaßen im wesentlichen keine Magnetostriktion zeigen und die folglich eine besondere Brauchbarkeit bei der Konstruktion und dem Betrieb magnetischer Geräte haben. Darüber hinaus können diese neuen Bänder nach Verfahren und unter Anwendung von Mitteln hergestellt werden, wie sie bei der Herstellung von Bändern amorpher Metalle üblich sind.
Die Erfindung^) e ruht auf der Beobachtung, daß gewisse kristalline Eisen/Silizium-Legierungen mit einem Siliziumgehalt in der Nähe von 12 Atom-/? keine Magnetostriktion zeigen und sie beruht weiter auf dem Konzept der Zugabe eines oder mehrerer anderer Glasbildner als Silizium zu solchen Legierungszusammensetzungen zur Herstellung amorpher Legierungen unter Beibehaltung der Eigenschaft, daß die Legierung im wesentlichen keine Magnetostriktion zeigt. Bei der Entwicklung dieses Konzeptes wurde festgestellt, daß es wichtig ist, die Bestandteile der neuen Legierungen innerhalb der oben angegebenen Bereichsgrenzen zu halten. Ist Eisen zu weniger als 70 Atom-$ vorhanden, dann sind die magnetischen Eigenschaften des erhaltenen Legierungsbandes für die meisten Zwecke zu schlecht und schließt daher die Möglichkeit der Herstellung eines amorphen Metallbandes aus. In ähnlicher Weise schließt auch die Anwesenheit von mehr als 90 Atom-S? Eisen die Möglichkeit der Herstellung eines amorphen Metallbandes aus ebenso wie dies bei weniger als 5 Atom-J? der anderen Glasbildner als Silizium der Fall ist. Auch die Anwesenheit von weniger als 5 Atom-£ Silizium führt zu einer beträchtlichen Magnetostriktion in dem hergestellten Band.
Bei der Ausführung der Erfindung werden die neuen Legierungen geeigneter Weise durch Vermischen der Legierungsbestandteile in den erforderlichen Anteilen in Form von Pulvern, Schmelzen der Mischung und Gießen des Bandes der gewünschten Abmessungen hergestellt und verarbeitet. Das Abkühlen erfolgt nach dem Gießen mit einer solchen Geschwindigkeit, daß ein amorphes Material entsteht.
909845/074?
Während Variationen bei den Schmelztemperaturen der verschiedenen Legierungen nach der vorliegenden Erfindung Variationen beim Schmelzen der Legierung und beim Gießen bedingen können, kann die Herstellung und Verarbeitung dieser Legierungen mit gleichmäßig befriedigenden Ergebnissen unter Anwendung der obigen Prozedur und Verwendung der beschriebenen Ausrüstung ausgeführt werden. In anderen Worten sind die Ergebnisse der vorliegenden Erfindung routinemäßig reproduzierbar, solange die Zusammensetzungsgrenzen bei der Herstellung der Legierungen strikt eingehalten werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel I
Durch Richten eines Stromes der Legierung Fen0Si .Bq auf die Oberfläche einer sich rasch drehenden Kühltrommel oder Rolle wurde ein Band mit einer Dicke von etwa 0,0025 cm und einer Breite von 0,13 cm hergestellt.
Die amorphe Natur des Bandes wurde durch Röntgenstrahldiffraktion-, Differentialabtastcalorimetrie oder durch Messung magnetischer und physikalischer Eigenschaften bestätigt. Die Tatsache, daß das Band wenig oder keine Magnetostriktion zeigt, kann durch direkte Messung oder durch Anwenden von Zug auf die Testprobe unter Beobachtung des Hystereseschleifenverhaltens bestätigt werden.
Beispiel II
In der in Beispiel I beschriebenen Weise wurde ein Band aus FepoSi B Al^, hergestellt und mit den gleichen Ergebnissen getestet.
Beispiel III
Nach dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren wurde ein Band aus der amorphen Metallegierung FenhSi,-BoCp hergestellt und mit im wesentlichen den gleichen Ergebnissen getestet.
90984S/074?
Beispiel IV
Nach Beispiel I wurde ein Band aus PeOp-Si10P1- hergestellt und mit im wesentlichen den gleichen Ergebnissen getestet.
Beispiel V
Nach dem in Beispiel I beschriebenen Verfahren wurde ein Band aus Fe7J-Si1J-B10 hergestellt und mit den gleichen Ergebnissen des Beispiels I getestet.
909845/0747

Claims (8)

Patentansprüche
1. Amorphe Eisen/Siliziumlegierung im wesentlichen ohne Magnetostriktion, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus 70 - 90 Atom-# Eisen, 5 - 20 Atom-Silizium und 5-20 Atom-# eines glasbildenden Elementes (G) besteht, das ausgewählt ist aus Bor, Kohlenstoff, Aluminium Phosphor und deren Mischungen.
2. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Formel Fe^Si G .
3. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Formel FegQSi QB G
4. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Formel FeghSigBgGp.
909845/0747
5. Legierung nach Anspruch I3 gekennzeichnet durch die Formel FeOt-Si10G1-.
6. Legierung nach Anspruch I3 gekennzeichnet durch die Formel Fe71-Si .,-G .„.
7. Band aus der amorphen Legierung nach Anspruch 1.
8. Band mit der Zusammensetzung des Anspruches 2.
909845/0747
DE19792915765 1978-04-20 1979-04-19 Amorphe metallegierung im wesentlichen ohne magnetostriktion und band daraus Withdrawn DE2915765A1 (de)

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