DE69313938T2 - Soft magnetic iron-based alloy and manufacturing process - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis und insbesondere eine Legierung mit ausgezeichneten weichmagnetischen Eigenschaften und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The present invention relates to a Fe-based soft magnetic alloy, and more particularly to an alloy having excellent soft magnetic properties and a process for producing the same.
Amorphe magnetische Legierungen auf Fe-Basis mit einer hohen magnetischen Sättigungs-Induktion sind bekannt und werden als magnetische Kernmaterialien für Magnetköpfe, Hochfrequenz-Transformatoren, Magnetverstärker, Drosselspulen usw. verwendet. Obwohl amorphe magnetische Legierungen auf Fe-Basis billiger sind als solche auf Co-Basis, besitzen die zuerst genannten jedoch den Nachteil eines hohen Kernverlusts im Hochfrequenzbereich und einer geringen Permeabilitat. Außerdem ist ihre Sättigungs-Magnetostriktion hoch.Fe-based amorphous magnetic alloys with high saturation magnetic induction are well known and are used as magnetic core materials for magnetic heads, high-frequency transformers, magnetic amplifiers, choke coils, etc. Although Fe-based amorphous magnetic alloys are cheaper than Co-based ones, the former have the disadvantage of high core loss in the high frequency range and low permeability. In addition, their saturation magnetostriction is high.
Eine Fe/B-Systemlegierung ist als übliche amorphe magnetische Fe-Systemiegierung bekannt. Die Legierungen, die B (Bor) enthalten, sind jedoch teuer, da das Element B teuer ist.Fe/B system alloy is known as a common amorphous magnetic Fe system alloy. However, the alloys containing B (boron) are expensive because the element B is expensive.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue weichmagnetische Legierung aufFe- Basis zu entwickeln, die anstelle der oben erwähnten üblichen weichmagnetischen Materialien verwendet werden kann, und die eine niedrige Sattigungs-Magnetostriktion und einen niedrigen Eisenverlust aufweist.An object of the present invention is to develop a novel Fe-based soft magnetic alloy which can be used instead of the above-mentioned conventional soft magnetic materials and which has low saturation magnetostriction and low iron loss.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis zu liefern, die billiger ist.Another object of the invention is to provide a Fe-based soft magnetic alloy that is cheaper.
Intensive Forschungen und Untersuchungen verschiedener weichmagnetischer Legierungen auf Fe-Basis im Hinblick auf die oben erwähnten Ziel haben ergeben, daß der Zusatz spezieller Elemente M, insbesondere Zr, zu einer weichmagnetischen Legierung eines Fe/F-Systems auf Fe-Basis, eine verbesserte weichmagnetische Legierung Fe/SuB/Al auf Fe-Basis mit ausgezeichneten weichmagnetischen Charakteristika, z.B. einer extrem niedrigen Sättigungs-Magnetostriktion ergibt, und daß der Zusatz von Cu zu der weichmagnetischen Legierung Fe/P/M- System auf Fe-Basis wirksam ist, um ausgezeichnete weichmagnetische Eigenschaften der erhaltenen Legierung zu erzielen. Die vorliegende Erfindung beruht auf diesen Feststellungen.Intensive research and investigation of various Fe-based soft magnetic alloys with a view to the above-mentioned objects has revealed that the addition of specific elements M, particularly Zr, to an Fe-based soft magnetic alloy of Fe/F system gives an improved Fe-based soft magnetic alloy Fe/SuB/Al having excellent soft magnetic characteristics, e.g., extremely low saturation magnetostriction, and that the addition of Cu to the Fe-based soft magnetic alloy Fe/P/M system is effective to achieve excellent soft magnetic properties of the resulting alloy. The present invention is based on these findings.
Speziell liefert die Erfindung eine weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis mit einer Zusammensetzung der Formel:Specifically, the invention provides a Fe-based soft magnetic alloy having a composition of the formula:
Fe100-a-b-c-dPaMbM'cCud,Fe100-a-b-c-dPaMbM'cCud,
in der M mindestens ein Element ist, ausgewählt aus Zr, Hf, Nb, Mo, W, Ta, Ti, V, Cr, Mn, Y und Ce, M' mindestens ein Element ist, ausgewählt aus Si, Al, Ga, Ge, Ru, Co, Ni, Sn, Sb und Pd, a, b, c und d jeweils Atom-% sind und den folgenden Beziehungen entsprechen: 0 < a ≤ 25, 0 < b ≤ 15, 0 ≤ c ≤ 20 und 0 ≤ d ≤ 5. Insbesondere ist es erwünscht, daß mindestens 30 % der Legierungsstruktur von fein-kristallinen Teilchen eingenommen werden, und die kristallinen Teilchen sollten günstigerweise aus einer festen bcc-Lösung, umfassend hauptsächlich Fe, bestehen.wherein M is at least one element selected from Zr, Hf, Nb, Mo, W, Ta, Ti, V, Cr, Mn, Y and Ce, M' is at least one element selected from Si, Al, Ga, Ge, Ru, Co, Ni, Sn, Sb and Pd, a, b, c and d are each atomic % and satisfy the following relationships: 0 < a ≤ 25, 0 < b ≤ 15, 0 ≤ c ≤ 20 and 0 ≤ d ≤ 5. In particular, it is desirable that at least 30% of the alloy structure is occupied by fine crystalline particles, and the crystalline particles should desirably consist of a bcc solid solution comprising mainly Fe.
P (Phosphor) ist ein wesentliches Element, das die erfindungsgemäße Legierung bildet, und der Zusatz einer bestimmten Menge P (mehr als 0 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-%) ermöglicht die Ausweitung des Bereichs der Bildung von amorphen Legierungen nach dem Abschrecken, ohne die Verwendung des teuren Elements B (Bor). Dadurch können die Kosten der Herstellung der Legierung vermindert werden.P (phosphorus) is an essential element constituting the alloy of the present invention, and the addition of a certain amount of P (more than 0 atomic % and not more than 25 atomic %) enables the range of formation of amorphous alloys after quenching to be expanded without using the expensive element B (boron). This can reduce the cost of producing the alloy.
Der Gehalt (a) von P beträgt mehr als 0 Atom-% und nicht mehr als 25 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 15 Atom-%, insbesondere 2 bis 12 Atom-%.The content (a) of P is more than 0 atomic% and not more than 25 atomic%, preferably 1 to 15 atomic%, especially 2 to 12 atomic%.
Es wird angenommen, daß das zu der weichmagnetischen Legierung auf Fe-Basis nach der Erfindung zugesetzte Element/die Elemente M die Kristallisation von Fe/P-System-Kristallen verhindert/verhindern, die die weichmagnetischen Eigenschaften der Legierung behindert oder die Kristallisationstemperatur erhöht. Wie erwähnt ist M mindestens eines, d.h. eines oder mehrere der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zr, Hf, Nb, Mo, W, Ta, Ti, V, Cr, Mn, Y und Ce. Besonders Zr ist bevorzugt. Der Zusatz des Elements/der Elemente M ist außerdem wirksam, daß die Kristallkömer fein werden sowie zur Verbesserung der Fähigkeit, die amorphe Phase der Legierung in der Fe/P-System-Legierung zu bilden.It is believed that the element(s) M added to the Fe-based soft magnetic alloy of the invention prevent the crystallization of Fe/P system crystals, which impairs the soft magnetic properties of the alloy or increases the crystallization temperature. As mentioned, M is at least one, i.e., one or more of the elements selected from the group consisting of Zr, Hf, Nb, Mo, W, Ta, Ti, V, Cr, Mn, Y and Ce. Particularly, Zr is preferred. The addition of the element(s) M is also effective for making the crystal grains fine and for improving the ability to form the amorphous phase of the alloy in the Fe/P system alloy.
Der Gehalt (b) an dem Element/den Elementen M beträgt mehr als 0 Atom-% und nicht mehr als 15 Atom-%, vorzugsweise 2 bis 15 Atom-%, insbesondere 3 bis 12 Atom-%.The content (b) of the element(s) M is more than 0 atomic % and not more than 15 atomic %, preferably 2 to 15 atomic % and in particular 3 to 12 atomic %.
Das Element/Die Elemente M', das/die zu der erfindungsgemäßen weichmagnetischen Legierung auf Fe-Basis zugesetzt wird/werden, ist eines oder mehrere der Elemente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Si, Al, Ga, Ge, Ru, Co, Ni, Sn, Sb und Pd. Es wird angenommen, daß diese Elemente in der festen Lösung auf Fe-Basis gelöst werden, da sie einen negativen Wechselwirkungs-Parameter, bezogen auf Fe, besitzen, d.h. es wird angenommen, daß die Elemente als Ersatz für das Fe-Atom in der kristallinen α-Fe-Struktur vorhanden sind, wobei sie den bcc-Kristall stabilisieren. So wird angenommen, daß die Kristallkörner mit einer eigenen magne tokristallinen Anisotropie von bcc-Kristallen oder einer niedrigen Magnetostriktions-Konstante gebildet werden und ausgezeichnete weichmagnetische Eigenschaften besitzen.The element(s) M' added to the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention is one or more of the elements selected from the group consisting of Si, Al, Ga, Ge, Ru, Co, Ni, Sn, Sb and Pd. These elements are considered to be dissolved in the Fe-based solid solution because they have a negative interaction parameter with respect to Fe, that is, the elements are considered to be present as a substitute for the Fe atom in the α-Fe crystalline structure, stabilizing the bcc crystal. Thus, the crystal grains are considered to be provided with their own magnetic tocrystalline anisotropy of bcc crystals or a low magnetostriction constant and possess excellent soft magnetic properties.
Der Gehalt (c) an dem Element/den Elementen M' beträgt 0 Atom-% bis 20 Atom-%, vorzugsweise 1 bis 15 Atom-%.The content (c) of the element(s) M' is 0 atomic % to 20 atomic %, preferably 1 to 15 atomic %.
Cu (Kupfer) in der erfindungsgemäßen Legierung ist wirksam zur Bildung der kristallinen Teilchen, die erhalten werden durch Wärmebehandlung der amorphen Feinteilchen. Ferner verbessert es die magnetischen Eigenschaften der Legierung, da die effektive magnetische Anisotropie- Energie geringer wird als die eigene magnetokristalline Anisotropie-Energie, wenn die Teilchen fein werden. Der Kupfergehalt sollte jedoch nicht mehr als 5 Atom-% betragen im Hinblick auf die Herstellung der Legierung, da die eben abgeschreckte Legierung dazu neigt, brüchig zu werden. Folglich beträgt der Gehalt (d) an Cu 0 bis 5 Atom-%, vorzugsweise 0,5 bis 3 Atom-%.Cu (copper) in the alloy of the present invention is effective for forming the crystalline particles obtained by heat-treating the amorphous fine particles. Furthermore, it improves the magnetic properties of the alloy because the effective magnetic anisotropy energy becomes smaller than the inherent magnetocrystalline anisotropy energy as the particles become fine. However, the copper content should not be more than 5 atomic % in view of the manufacture of the alloy because the just-quenched alloy tends to become brittle. Accordingly, the content (d) of Cu is 0 to 5 atomic % and preferably 0.5 to 3 atomic %.
Legierungen, die gegebenenfalls zusätzlich unvermeidliche Verunreinigungen wie N, S, O usw. in einer Menge enthalten, daß diese Elemente die Eigenschaften der Legierung nicht schädigen, fallen ebenfalls in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.Alloys which may additionally contain unavoidable impurities such as N, S, O etc. in an amount such that these elements do not damage the properties of the alloy also fall within the scope of the present invention.
Die erfindungsgemäße weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis besitzt eine Legierungsstruktur, bei der mindestens 30 % (30 % bis 100 %) aus fein kristallinen Teilchen bestehen, wobei der Rest der Struktur eine amorphe Phase ist oder andere Kristalle sind als die oben erwähnten fein kristallinen Teilchen. Der Bereich der Menge der fein kristallinen Teilchen in der Struktur verleiht der Legierung ausgezeichnete (weich) magnetische Eigenschaften. Gemäß der vorliegenden Erfindung behält die Legierung, selbst wenn die kristallinen Teilchen im wesentlichen 100 % der Struktur ausmachen, ausreichend gute magnetische Eigenschaften. Vorzugsweise bestehen mindestens 50 %, insbesondere 70 % oder mehr, der Legierungsstruktur aus den fein kristallinen Teilchen im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften.The Fe-based soft magnetic alloy of the present invention has an alloy structure in which at least 30% (30% to 100%) is composed of fine crystalline particles, with the remainder of the structure being an amorphous phase or other crystals than the above-mentioned fine crystalline particles. The range of the amount of the fine crystalline particles in the structure gives the alloy excellent (soft) magnetic properties. According to the present invention, even if the crystalline particles account for substantially 100% of the structure, the alloy retains sufficiently good magnetic properties. Preferably, at least 50%, particularly 70% or more, of the alloy structure is composed of the fine crystalline particles in view of the magnetic properties.
Die kristallinen Teilchen der erfindungsgemäßen Legierung besitzen hauptsächlich eine bcc-Struktur, und es wird angenommen, daß Fe die Hauptkomponente ist, in der angenommen wird, daß M, M' und eine kleine Menge P gelöst sind.The crystalline particles of the alloy of the present invention mainly have a bcc structure, and Fe is considered to be the main component in which M, M' and a small amount of P are considered to be dissolved.
Es ist bevorzugt, daß die in der erfindungsgemäßen Legierung zu bildenden kristallinen Teilchen eine Teilchengröße von 1000 Å oder darunter, vorzugsweise 500 Å oder darunter, insbesondere 50 bis 300 Å, aufweisen. Die Teilchengröße von 1000 Å oder darunter, vorzugsweise 500 Å oder darunter, insbesondere 50 bis 300 Å, ergibt die erfindungsgemäße Legierung mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften.It is preferred that the crystalline particles to be formed in the alloy of the present invention have a particle size of 1000 Å or less, preferably 500 Å or less, particularly 50 to 300 Å. The particle size of 1000 Å or less, preferably 500 Å or less, particularly 50 to 300 Å, gives the alloy of the present invention excellent magnetic properties.
Bevorzugte erfindungsgemäße weichmagnetische Legierungen auf Fe-Basis besitzen eine Säffigungs-Magnetostriktion (λs) im Bereich von +10 x 10&supmin;&sup6; bis -5 x 10&supmin;&sup6;.Preferred Fe-based soft magnetic alloys according to the invention have a saturation magnetostriction (λs) in the range of +10 x 10⁻⁶ to -5 x 10⁻⁶.
Der Anteil der kristallinen Körner, bezogen auf die gesamte Legierungsstruktur in der Legierung nach der vorliegenden Erfindung, kann experimentell bestimmt werden durch ein Röntgenbeugungsverfahren oder ähnliches. Kurz gesagt kann auf der Basis des Standardwertes der Röntgenbeugungsintensität des Kristalls auf Fe-Basis in vollständig kristallisiertem Zustand (gesättigte Röntgenbeugungsintensität) der Anteil der Röntgenbeugungs-Intensität der Probe des zu untersuchenden magnetischen Legierungsmaterial, bezogen auf den Standardwert, experimentell erhalten werden.The proportion of the crystalline grains relative to the entire alloy structure in the alloy of the present invention can be experimentally determined by an X-ray diffraction method or the like. In short, based on the standard value of the X-ray diffraction intensity of the Fe-based crystal in a fully crystallized state (saturated X-ray diffraction intensity), the proportion of the X-ray diffraction intensity of the sample of the magnetic alloy material to be tested relative to the standard value can be experimentally obtained.
Die mittlere Größe der kristallinen Teilchen wird aus der Scheller-Gleichung (t = 0,9 λ/β cosθ) unter Anwendung der Reflexion des bcc-Peaks des Röntgenbeugungsmusters bestimmt (Element of X-ray Diffraction (2. Auflage), S. 91-94, B.D. Cullity).The mean size of the crystalline particles is determined from the Scheller equation (t = 0.9 λ/β cosθ) using the reflection of the bcc peak of the X-ray diffraction pattern (Element of X-ray Diffraction (2nd edition), pp. 91-94, B.D. Cullity).
Die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis nach der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden durch eine Wärmebehandlung eines amorphen Metalls mit einer bestimmten Form, die erhalten wird nach einem üblichen Verfahren zur Formung eines amorphen Metalls. Zum Beispiel wird eine amorphe Legierung zunächst in Form eines Bandes, Pulvers, einer Faser oder einer dünnen Folie durch ein Schmelzabschreck-Verfahren, wie ein Einzelwalzen- oder Doppelwalzen- Verfahren, ein Dünnfilm-Bildungsverfahren, wie ein Hohlsog-Verfahren, ein Sputter- oder ein Dampfabscheidungs-Verfahren oder ein Pulverform-Verfahren, wie eine mechanische Legierungsbildung oder ähnliches, gebildet werden. Die erhaltene amorphe Legierung wird gegebenenfalls geformt und zu der gewünschten Form verarbeitet und wird dann wärmebehandelt, so daß mindestens ein Teil, vorzugsweise 30 % oder mehr der ganzen Probe kristallisieren, um die erfindungsgemäße Legierung zu erhalten.The Fe-based soft magnetic alloy of the present invention can be prepared by heat-treating an amorphous metal having a certain shape obtained by a conventional method for forming an amorphous metal. For example, an amorphous alloy is first formed in the form of a ribbon, powder, fiber or thin sheet by a melt quenching method such as a single roll or double roll method, a thin film forming method such as a cavitation method, a sputtering or vapor deposition method, or a powder forming method such as mechanical alloying or the like. The obtained amorphous alloy is optionally shaped and processed into the desired shape and is then heat-treated so that at least a part, preferably 30% or more of the whole sample is crystallized to obtain the alloy of the present invention.
Die Struktur der Legierung nach dem schnellen Abschrecken ist vorzugsweise amorph, aber sie kann teilweise kristallisiert sein bis zu dem Ausmaß, daß die erhaltene Legierung nach der Wärmebehandlung weichmagnetische Eigenschaften zeigt.The structure of the alloy after rapid quenching is preferably amorphous, but it may be partially crystallized to the extent that the resulting alloy after heat treatment exhibits soft magnetic properties.
Allgemein wird ein Band aus einer abgeschreckten Legierung nach einem Einzelwalz- Verfahren hergestellt, und dieses wird zu der gewünschten Form, wie einem spirawörmigen magnetischen Kern geformt und dann wärmebehandelt Die Wärmebehandlung wird im Vakuum in einer Inertgasatmosphäre, wie einer Argon- oder Stickstoffatmosphäre, in einer reduzierenden Gasatmosphäre, wie H&sub2;, oder in einer oxidierenden Gasatmosphäre, wie Luft, durchgeführt. Vorzugsweise wird sie im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt. Die Temperatur der Wärmebehandlung beträgt etwa 200 bis 800ºC, vorzugsweise etwa 300 bis 700ºC, insbesondere 350 bis 700ºC, und vor allem 400 bis 700ºC. Die Zeit der Wärmebehandlung liegt innerhalb von 24 h, vorzugsweise etwa bei 0,5 bis 5 h. Die Wärmebehandlung kann entweder in Abwesen heit oder in Gegenwart eines magnetischen Feldes durchgeführt werden. Die Anwendung eines magnetischen Feldes verleiht der Legierung magnetische Anisotropie.Generally, a quenched alloy strip is produced by a single rolling process, and this is formed into a desired shape such as a spiral magnetic core and then heat treated. The heat treatment is carried out in vacuum in an inert gas atmosphere such as an argon or nitrogen atmosphere, in a reducing gas atmosphere such as H₂, or in an oxidizing gas atmosphere such as air. Preferably, it is carried out in vacuum or in an inert gas atmosphere. The temperature of the heat treatment is about 200 to 800°C, preferably about 300 to 700°C, more preferably 350 to 700°C, and most preferably 400 to 700°C. The time of the heat treatment is within 24 hours, preferably about 0.5 to 5 hours. The heat treatment can be carried out either in the absence of or in the presence of a magnetic field. The application of a magnetic field imparts magnetic anisotropy to the alloy.
Durch die Wärmebehandlung der amorphen Legierung, die in dem oben erwähnten Bereich der Temperaturen und innerhalb des oben erwähnten Zeitbereichs durchgeführt wird, wird eine weichmagnetische Legierung mit ausgezeichneten Eigenschaften erhalten.By heat treating the amorphous alloy within the above-mentioned range of temperatures and within the above-mentioned time range, a soft magnetic alloy with excellent properties is obtained.
Fig. 1 ist eine Kurve, die das Röntgenbeugungsmuster der weichmagnetischen Legierung auf Fe-Basis nach der vorliegenden Erfindung nach der Wärmebehandlung zeigt.Fig. 1 is a graph showing the X-ray diffraction pattern of the Fe-based soft magnetic alloy according to the present invention after heat treatment.
Im folgenden werden Beispiele für die vorliegende Erfindung beschrieben.Examples of the present invention are described below.
Eine Probe in Form eines abgeschreckten Bandes (dünne Folie) mit einer Breite von etwa 1,5 mm und einer Dicke von etwa 15-24 µm wurde aus einer Schmelze, enthaltend Fe, P, Zr und (Cu), in Argonatmosphäre unter einem Druck von einer Atmosphäre, nach einem Einwalzen-Verfahren hergestellt. Die Probe wurde dann bei der in Tabelle 1 angegebenen Temperatur etwa 1 h in Gegenwart von Stickstoffgas und in Abwesenheit eines Magnetfeldes wärmebehandeltA sample in the form of a quenched ribbon (thin foil) with a width of about 1.5 mm and a thickness of about 15-24 µm was prepared from a melt containing Fe, P, Zr and (Cu) in an argon atmosphere under a pressure of one atmosphere by a single roll process. The sample was then heat treated at the temperature given in Table 1 for about 1 h in the presence of nitrogen gas and in the absence of a magnetic field.
Der Eisenverlust (Pc W/kg) jeder Probe wurde unter den Bedingungen einer Frequenz von 100 kHz und einer maximalen magnetischen Induktion von 0,1 T bestimmt. Die Permeabilität (µ) (1 kHz) unter den Bedingungen einer Frequenz von 1 kHz und einem maximalen Anregungs- Magnetfeld von 5 moe, wurden auch die Sättigungs-Magnetisierung Ms (emu/g) und die Sättigungs-Magnetostriktionskonstante λs (x 10&supmin;&sup6;) jeder Probe bestimmt. Die Zusammensetzung der Legierungsproben, der Gehalt an den fein-kristallinen Teilchen in der Legierung und die mittlere Teilchengröße sind unten in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 The iron loss (Pc W/kg) of each sample was determined under the conditions of a frequency of 100 kHz and a maximum magnetic induction of 0.1 T. The permeability (µ) (1 kHz) under the conditions of a frequency of 1 kHz and a maximum excitation magnetic field of 5 moe, the saturation magnetization Ms (emu/g) and the saturation magnetostriction constant λs (x 10-6) of each sample were also determined. The composition of the alloy samples, the content of the fine crystalline particles in the alloy and the average particle size are shown in Table 1 below. Table 1
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, beträgt der Gehalt an fein kristallinen Teilchen 60 % oder mehr bei allen Proben. Die Zusammensetzung der Legierung wurde durch IPC-Analyse bestimmt.As shown in Table 1, the content of fine crystalline particles is 60% or more in all samples. The composition of the alloy was determined by IPC analysis.
Die magnetischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 angegeben.The magnetic properties are given in Table 2.
Als Vergleichsproben wurde eine schnell abgeschreckte Legierung von Fe&sub7;&sub8;Si&sub9;B&sub1;&sub3; (Vergleichsbeispiel, handelsübliches Produkt) unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, und der Eisenverlust, die Permeabilität, die Sättigungs-Magnetisierung und die Sättigungs-Magnetostriktion dieser Proben sind ebenfalls in Tabelle 2 unten angegeben. Tabelle 2 As comparative samples, a rapidly quenched alloy of Fe78Si9B13 (comparative example, commercial product) was prepared under the same conditions as in Example 1, and the iron loss, permeability, saturation magnetization and saturation magnetostriction of these samples are also given in Table 2 below. Table 2
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 2 oben hervorgeht, sind der Eisenverlust und die Permeabilität der Legierungsproben nach der Erfindung nahezu die gleichen, wie bei der Probe des Vergleichsbeispiels, und es zeigt sich, daß die erfindungsgemaße Legierung hinreichend praktisch anwendbar ist als magnetisches Material anstelle der amorphen weichmagnetischen Fe/B- Legierung.As is clear from the results of Table 2 above, the iron loss and the permeability of the alloy samples of the invention are almost the same as those of the sample of the comparative example, and it is found that the alloy of the invention is sufficiently practically applicable as a magnetic material in place of the amorphous soft magnetic Fe/B alloy.
Fig. 1 zeigt die Röntgenbeugungskurven der Legierung Fe&sub8;&sub8;Zr&sub9;P&sub2;Cu&sub1; (Atom-%) (Beispiel 3), erhalten durch Wärmebehandlung der abgeschreckten Legierung, die nach einem Einwalzen-Verfahren bei 620ºC während 1 h in Gegenwart von Argon erhalten worden war. Wie aus der Figur hervorgeht, ist die Struktur der durch Wärmebehandlung erhaltenen Legierung überwiegend eine bcc-Struktur.Fig. 1 shows the X-ray diffraction curves of the alloy Fe88Zr9P2Cu1 (atomic %) (Example 3) obtained by heat treating the quenched alloy obtained by a single-rolling process at 620°C for 1 hour in the presence of argon. As can be seen from the figure, the structure of the alloy obtained by heat treatment is predominantly a bcc structure.
Wie aus den Ergebnissen der oben erwähnten Beispiele hervorgeht, zeigt die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis nach der voriiegenden Erfindung ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, wie einen geringen Eisenverlust, hohe Permeabilität und niedrige Sättigungs-Magnetostriktion, durch Zusatz spezieller Elemente, insbesondere von Zr zusammen mit Cu, zu der Fe/P-System-Legierung. Folglich kann die erfindungsgemäße Legierung verbreitet angewandt werden für Magnetköpfe, Hochfrequenz-Transformatoren, Magnetverstärker, Drosselspulen und ähnliches als magnetische Material als Ersatz für die weichmagnetische Fe/B-System-Legierung.As is clear from the results of the above-mentioned examples, the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention exhibits excellent magnetic properties such as low iron loss, high permeability and low saturation magnetostriction by adding specific elements, particularly Zr together with Cu, to the Fe/P system alloy. Consequently, the alloy of the present invention can be widely applied to magnetic heads, high frequency transformers, magnetic amplifiers, choke coils and the like as a magnetic material as a substitute for the Fe/B system soft magnetic alloy.
Außerdem kann die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis nach der vorliegenden Erfindung billiger hergestellt werden, da sie Phosphor (P) anstelle von Bor (B) verwendet.In addition, the Fe-based soft magnetic alloy according to the present invention can be manufactured more cheaply because it uses phosphorus (P) instead of boron (B).
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