JP2009120927A - 軟磁性非晶質合金 - Google Patents
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Abstract
【課題】 非晶質形成能が高い上に飽和磁束密度も比較的高く、しかも高価な元素の使用量を少なくした、比較的安価な軟磁性非晶質合金を提供する。
【解決手段】 不可避不純物を除いた合金組成が、
組成式:(Fe1-aMa)100-w-x-y-zSiwBxCyLzで表され、前記組成式の構成元素のうち、MはCo、Niの中から選択される1種類以上の元素であり、LはAl、Cr、Moの中から選択される1種類以上の元素であり、0≦a≦0.3、4原子%≦w≦10原子%、10原子%≦x≦18原子%、1原子%≦y≦7原子%、0.3原子%≦z≦5原子%の組成比率の軟磁性非晶質合金であって、さらに、過冷却液体領域の温度範囲が20℃以上、飽和磁束密度が1.2T以上の全ての条件を満たすことを条件とする。
【選択図】 図2
Description
組成式:(Fe1-aMa)100-w-x-y-zSiwBxCyLzで表され、前記組成式の構成元素のうち、MはCo、Niの中から選択される1種類以上の元素であり、LはAl、Cr、Moの中から選択される1種類以上の元素であり、0≦a≦0.3、4原子%≦w≦10原子%、10原子%≦x≦18原子%、1原子%≦y≦7原子%、0.3原子%≦z≦5原子%の組成比率の軟磁性非晶質合金であって、結晶化開始温度Txとガラス遷移温度Tgの温度差ΔTx(ΔTx=Tx−Tg)が20℃以上であり、かつ飽和磁束密度が1.2T以上であることを特徴とする軟磁性非晶質合金である。
Fe、Co、Ni、Si、B、C、Mo、Al、Crの純度99.5%以上の原料を用い、下記の表1に記載の本発明の実施例1〜13、および比較例1〜9の合金組成となるようそれぞれ秤量し、高周波加熱装置の真空チャンバー内にアルミナ坩堝の中に入れて配置して真空引きを行い、その後減圧Ar雰囲気中で高周波加熱により溶解して母合金を作製した。この母合金を金型鋳造法および単ロール法にてそれぞれ処理し、鋳造棒材と薄帯を得た。図1に金型鋳造法により鋳造棒材を作製する際に用いた金型鋳造装置の概略図を示す。金型鋳造装置は先端に小孔2を有する石英ノズル3、石英ノズル3を取り囲んで設置された高周波発生コイル4、および石英ノズル3の先端の小孔2の直下に配置された銅製金型6などからなり、周囲は減圧Ar雰囲気である。
Fe、Si、B、C、Mo、Crの純度99.5%以上の原料を用い、本発明の実施例2、11の2種類の合金組成となるようそれぞれ秤量し、高周波加熱装置の真空チャンバー内にアルミナ坩堝の中に入れて配置して真空引きを行い、その後減圧Ar雰囲気中で高周波加熱により溶解してそれぞれ母合金を作製した。その後溶解したこれらの母合金を用い、水アトマイズ法により平均粒径が10μmである軟磁性非晶質合金粉末を作製した。この時の平均粒径はレーザー回折式粒子径分布測定装置にて測定を行ったもので、合金粉末の粒径分布の中で最も度数が高い度数範囲の中央値を平均粒径と定義している。また水アトマイズ法により作製される合金粉末は比較的球形に近いことから、各々の合金粉末の粒径はその合金粉末の各方位の直径を平均した値である。本発明の実施例2と同じFe72Si7B13C4Mo4の組成の合金粉末を実施例14、本発明の実施例11と同じFe73Si8B13C3Mo2Cr1の組成の合金粉末を実施例15とした。
前記実施例2、11にて作製した合金と同一組成の粉末をそれぞれ作製し、これらの軟磁性非晶質合金粉末にシリコーン系樹脂を加えて混合、造粒した。造粒物に添加されたシリコーン系樹脂の量は、有機バインダを除いた全体の重量に対して5重量%の割合としている。その後10トンの圧力によるプレス成形を室温にて行い、外径(直径)18mm、内径12mm、厚み3mmのリング状の圧粉磁芯を作製し、熱処理により硬化処理を行った。また比較例として、純鉄およびFe−Si−Cr合金(Fe84Si8Cr8)の水アトマイズ法による金属粉末をそれぞれ作製し、同様に有機バインダに溶解したシリコーン系樹脂を5重量%の割合で加えて混合、造粒した後に10トンプレスを行い、外径18mm、内径12mm、厚み3mmのリング状の圧粉磁芯を作製し、同じく熱処理により硬化処理を行った。
Fe、Si、B、C、Mo、Crの純度99.5%以上の原料を用い、本発明の実施例2、11の2種類の合金組成となるようそれぞれ秤量し、高周波加熱装置の真空チャンバー内にアルミナ坩堝の中に入れて配置して真空引きを行い、その後減圧Ar雰囲気中で高周波加熱により溶解してそれぞれ母合金を作製した。その後この母合金を単ロール法により厚み100μmを目標とした薄帯を作製した。薄帯の厚みの調整は、単ロールのロールの回転数を制御することにより実施している。製造する薄帯の厚みを増加させる場合にはロールの回転数が小さくなるよう制御する。従ってこの場合は従来の20μm程度の厚みの薄帯を作製する場合よりも母合金の冷却速度が小さくなる。ここで組成が実施例2と同一であるFe72Si7B13C4Mo4の薄帯を実施例18、組成が実施例11と同一であるFe73Si8B13C3Mo2Cr1の薄帯を実施例19とした。
2 小孔
3 石英ノズル
4 高周波発生コイル
5 孔
6 銅製金型
Claims (5)
- 不可避不純物を除いた組成が、
組成式:(Fe1-aMa)100-w-x-y-zSiwBxCyLzで表され、前記組成式の構成元素のうち、MはCo、Niの中から選択される1種類以上の元素であり、LはAl、Cr、Moの中から選択される1種類以上の元素であり、0≦a≦0.3、4原子%≦w≦10原子%、10原子%≦x≦18原子%、1原子%≦y≦7原子%、0.3原子%≦z≦5原子%の組成比率の軟磁性非晶質合金であって、
結晶化開始温度Txとガラス遷移温度Tgの温度差ΔTx(ΔTx=Tx−Tg)が20℃以上であり、かつ飽和磁束密度が1.2T以上であることを特徴とする軟磁性非晶質合金。 - 水アトマイズ法により作製されたことを特徴とする請求項1に記載の軟磁性非晶質合金の粉末。
- 請求項2に記載の軟磁性非晶質合金の粉末と結合材とを含む混合物を成形してなることを特徴とする圧粉磁芯。
- 請求項3に記載の圧粉磁芯と、コイルとを含み構成されることを特徴とするインダクタ。
- 単ロール法または双ロール法により作製され、厚みが0.1mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の軟磁性非晶質合金の薄帯。
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