JP2013542322A - 強靭鉄系バルク金属ガラス合金 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
他の態様では、該組成物は、原子百分率が 10 〜 13 の P を含むことを特徴とする。
また別の態様では、該組成物は、原子百分率が 4.5 〜 5.5 の C を含む。
また別の態様では、該組成物は、原子百分率が 2 〜 3 の B を含む。
また別の態様では、該組成物は、P、C、及び B を併せて 19 〜 21 の原子百分率で含む。
また別の態様では、該組成物は、Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含む。それの他の態様では、Si の原子百分率が 1 〜 2 である。
また別の態様では、該組成物は、P、C、B、及び Si を併せて 19 〜 21 の原子百分率で含む。
また別の態様では、該組成物は、さらに Mo を 2 〜 8 の原子百分率で含む。それの他の態様では、Mo の原子百分率 4 〜 6 である。それのある態様では、該組成物は、さらに Ni を 3 〜 7 の原子百分率で含む。それの他の態様では、Ni の原子百分率は 4 〜 6 である。また別の態様では、該組成物は、さらに Cr を 1 〜 7 の原子百分率で含む。それの他の態様では、該組成物は、さらに Cr を 1 〜 3 の原子百分率で含む。それのまた別の態様では、該組成物は、さらに Co、Ru、Ga、Al、及び Sb のうちの少なくとも 1 種を 1 〜 5 の原子百分率で含む。
また別の態様では、該組成物は、さらに少なくとも 1 種の微量元素を含み、その全質量画分は 0.02 未満である。
また別の態様では、該合金は 440℃未満のガラス転移点(Tg)を有する。
また別の態様では、該合金は 60 GPa 未満の剛性率(G)を有する。
また別の態様では、該合金は少なくとも 2 mm の臨界棒径を有する。
また別の態様では、該合金は次のうちの 1 つの組成、すなわち Fe80P12.5C5B2.5、Fe80P11C5B2.5Si1.5、Fe74.5Mo5.5P12.5C5B2.5、Fe74.5Mo5.5P11C5B2.5Si1.5、Fe70Mo5Ni5P12.5C5B2.5、Fe70Mo5Ni5P11C5B2.5Si1.5、Fe68Mo5Ni5Cr2P12.5C5B2.5、及び Fe68Mo5Ni5Cr2P11C5B2.5Si1.5 の中の 1 つを有しており、ここで数字は原子百分率を意味している。
また別の態様では、本発明は、本明細書に記載の組成を有するアモルファス合金から形成されている最も小さい寸法で少なくとも 1 ミリメートルの厚さを有する金属ガラス物に向けられている。
さらに、少なくとも Mo 及び Ni、並びに任意で Co 及び Si を含み、
Mo 及び Ni の濃度は、以下、
● Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 4.5 〜 5.5 原子百分率で含み、Ni は次式、
m - k・z
(ここで、m は 4 〜 6 の定数であり、k は 0.5 〜 1 の定数であり、z は Co の原子百分率を表す。)
に従った原子百分率で含み、
● Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 3.5 〜 4.5 の原子百分率で含み、Ni は 2.5 〜 4.5 の原子百分率で含む、
ように Co 及び Si の濃度に従って変化することを特徴とする。
ある態様では、P の原子百分率が 10 〜 13 である。それの他の態様では、P の原子百分率が約 12.5 である。
他の態様では、C の原子百分率が 4.5 〜 5.5 である。それの他の態様では、C の原子百分率が約 5 である。
また別の態様では、B の原子百分率が 2 〜 3 である。それの他の態様では、B の原子百分率が約 2.5 である。
また別の態様では、Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 5 の原子百分率で含むとき、Mo を約 5 の原子百分率で含み、Ni を約 2 〜約 5 の間の原子百分率で含む。
また別の態様では、Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 5 の原子百分率で含むとき、Mo を約 4 の原子百分率で含み、Ni を約 3 の原子百分率で含む。
また別の態様では、前記合金は、少なくとも 1.0 T の磁化(Ms)を有する。
また別の態様では、前記合金は、直径 3 mm 及び高さ 1 mm のディスクサンプル上で振動試料磁力計を用いて測定した際に室温で 210 A/m 未満の保磁力(Hc)を有する。
また別の態様では、前記合金は、直径 3 mm 及び高さ 1 mm のディスクサンプル上で振動試料磁力計を用いて測定した際に室温で 110 x 10-5 T 未満の保持力(Mr)を有する。
また別の態様では、前記組成物は、さらに Ru を 1 〜 5 の原子百分率で含む。
また別の態様では、前記組成物は、少なくとも 1 種の微量元素を含み、その全質量画分は 0.02 未満である。
また別の態様では、前記合金は、440℃未満のガラス転移点(Tg)を有する。
また別の態様では、前記合金は、60 GPa 未満の剛性率(G)を有する。
また別の態様では、前記合金は、少なくとも 3 mm の臨界棒径を有する。
また別の態様では、前記組成物は、Fe70Ni5Mo5P12.5C5B2.5、Fe69Ni4Co2Mo5P12.5C5B2.5、 Fe70Ni3Co2Mo5P12.5C5B2.5、Fe69Ni3Co3Mo5P12.5C5B2.5、Fe68.5Ni2.5Co4Mo5P12.5C5B2.5、Fe68Ni2Co5Mo5P12.5C5B2.5、Fe72Ni4Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe73Ni3Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe71Ni3Co2Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe70Ni3Co3Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe69Ni3Co4Mo4P11.5C5B2.5Si1、及び Fe68Ni3Co5Mo4P11.5C5B2.5Si1 からなる群から選択され、ここで数字は原子百分率を意味している。
● 少なくとも Fe、P、C 及び B を含有する原材料を準備する工程であって、Fe は少なくとも 60 の原子百分率で含み、P は 5 〜 17.5 の原子百分率で含み、C は 3 〜 6.5 の原子百分率で含み、そして B は 1 〜 3.5 の原子百分率で含み、
○ さらに、少なくとも Mo 及び Ni、並びに任意で Co 及び Si を含み、
○ Mo 及び Ni の濃度は、以下、
○ Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 4.5 〜 5.5 原子百分率で含み、Ni は次式、
m - k・z
(ここで、m は 4 〜 6 の定数であり、k は 0.5 〜 1 の定数であり、z は Co の原子百分率を表す。)
に従った原子百分率で含み、
○ Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 3.5 〜 4.5 の原子百分率で含み、Ni は 2.5 〜 4.5 の原子百分率で含む、
ように Co 及び Si の濃度に従って変化する工程、
● 該原材料を溶融状態に溶解する工程、及び、
● 該溶融原材料を、該合金が結晶化するのを防ぐのに十分な冷却速度で焼き入れする工程を含むことを特徴とする。
ある態様では、該方法は、さらに焼き入れ後に金属ガラスを焼きなますことを含む。
● 少なくとも Fe、P、C 及び B を含有する金属ガラス合金から形成される実質を含むが、ここで Fe は少なくとも 60 の原子百分率で含み、P は 5 〜 17.5 の原子百分率で含み、C は 3 〜 6.5 の原子百分率で含み、そして B は 1 〜 3.5 の原子百分率で含み、
● さらに、少なくとも Mo 及び Ni、並びに任意で Co 及び Si を含み、
○ Mo 及び Ni の濃度は、以下、
○ Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 4.5 〜 5.5 原子百分率で含み、Ni は次式、
m - k・z
(ここで、m は 4 〜 6 の定数であり、k は 0.5 〜 1 の定数であり、z は Co の原子百分率を表す。)
に従った原子百分率で含み、
○ Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 3.5 〜 4.5 の原子百分率で含み、Ni は 2.5 〜 4.5 の原子百分率で含む、
ように Co 及び Si の濃度に従って変化することを特徴とする。
ある態様では、対象物は、電力を発生又は変換する際に用いられる磁気コアである。
他の態様では、該磁気コアが平面形状、トロイダル(torroidal)形状、環状形状、U形状、C形状、I形状、E形状、又はこれらの形状の組み合わせである。
また別の態様では、該磁気コアが 1 以上の構成要素を含み、各構成要素の横断面の厚さが、少なくとも 0.5 mm である。
また別の態様では、該磁気コアがモノリシックである。
また別の態様では、磁性物がインダクタ、トランス、クラッチ及び DC/AC 変換器からなる群から選択される。
発明の詳細な説明
定義
説明
[Fe,X]a[(P,C,B,Z)]100-a (式 1)
ここで、
・ a は 79 と 81 の間で、好ましくは、a は 80 である。
・ P の原子百分率は 5 と 17.5 の間で、好ましくは 11 と 12.5 の間; C の原子百分率は 3 と 6.5 の間であり、好ましくは 5; B の原子百分率は 1 と 3.5 の間であり、好ましくは 2.5 である。
・ X は、Mo、Ni、Co、Cr、Ru、Al、及び Ga から選択される最適な金属又は金属の組み合わせ、好ましくは、X は Mo、Ni、及び Cr の組み合わせであり、ここで、Mo の原子百分率は 2 と 8 の間で、好ましくは 5 であり、Ni の原子百分率は 3 と 7 の間で、好ましくは 5 であり、Cr の原子百分率は 1 と 3 の間で、好ましくは 2 である。
・ Z は、Si 及び Sb から選択される最適な半金属であり、ここで、Z の原子百分率は 0.5 と 2.5 の間で、好ましくは 1.5 である。
・ 他の微量元素は、全質量画分が 0.02 未満で提案された組成式に追加されてもよい。
まず、B や C のような侵入型半金属はガラス形成能を上昇させるが、剛性率も上昇させるから、それらは硬度を低下させる。剛性率を上昇させ硬度を低下させる B 及び C の効果は、従来型の(結晶構造の)鋼合金において起こることも知られている。本発明においては、これらの半金属の画分をきつく制御することによって、ガラス形成と硬度の間の最適なバランスを達成することが可能となることが発見された。その 1 つの態様では、本発明の合金は P、C、B 及び任意に Z を含む半金属部分を含有し、ここで Z は、Si 及び Sb の 1 種又は両方であり、合計の原子百分率 (P + C + B + Z) が 19 〜 21 である。そのような態様では、C の原子百分率が 3 〜 6.5、好ましくは 4 〜 6 であり、B の原子百分率が 1 〜 3.5、好ましくは 2 〜 3 であり、そして、Z の原子百分率が 0.5 〜 2.5、好ましくは 1 〜 2 である。
他の代わりの態様では、Fe 含有量の一部分は、他の金属の組み合わせで置き換えられてもよい。そのような態様では、60 以上、好ましくは 68 〜 75 の原子百分率の濃度の Fe は、2 〜 8、好ましくは 5 の原子百分率の濃度の Mo で置き換えられる。そのような Mo 置換合金においては、Fe はさらに 3 〜 7 の原子百分率、好ましくは 5 の原子百分率の Ni で置換されてもよい。そのような Mo 及び Ni 置換合金においては、Fe はさらに 1 〜 3、好ましくは 2 の原子百分率の Cr で置換されてもよい。
代わりに、Fe は 1 〜 5 の原子百分率の Co、Ru、Al 及び Ga の少なくとも 1 種と置換されてもよい。
一般的に言えば、ガラス金属においては、4 までの原子百分率の他の遷移金属は受け入れることができる。ガラス形成合金は偶然の又は混入した原料と考えられる相当量のいくつかの元素について許容可能であることも注目される。例えば、相当量の酸素は、優位な結晶化曲線のシフトなしに金属ガラス中に溶解するだろう。ゲルマニウム又は窒素のような他の偶然の元素は、全量で約 2 原子百分率未満、好ましくは全量で約 1 原子百分率未満だけ存在するだろう。
合金インゴットは、適当量の Fe (99.95%)、Mo (99.95%)、 Ni (99.995%)、Cr (99.99%)、B 結晶 (99.5%)、 黒鉛粉末 (99.9995%)、及び P (99.9999%) の混合物を、高純度アルゴン雰囲気下で密封された石英管中で誘導溶融することで調製した。厚さ 50 mm のガラス状 Fe80P12.5C7.5 ホイルは、エドモンド・ビューラー(Edmund Buhler)D-7400 スプラット冷却機を用いて調製した。他のすべての合金は、壁厚 0.5 mm の石英管中で高純度アルゴン雰囲気下において合金インゴットを再溶融し、素早く水で焼き入れすることで、ガラス状の円筒形棒に成型された。Cu-Ka 照射による X 線回析は、ガラス状ホイル及び棒のアモルファス特性を検証するために行われた。各合金の転移点を決定するために、20 K/min のスキャン速度で示差走査熱量測定が行われた。
2 mm より大きい直径を有するアモルファス棒を形成できる本発明の合金の切欠靱性試験が行われた。硬度試験では、(Fe74.5Mo5.5)P12.5(C5B2.5)、(Fe70Mo5Ni5)P12.5(C5B2.5)、及び (Fe68Mo5Ni5Cr2)P12.5(C5B2.5) の直径 2 mm のガラス状の棒が利用された。前記棒は、合金インゴットを壁厚 0.5 mm の 2-mm ID 石英管中で高純度アルゴン雰囲気下において再溶融し、素早く水で焼き入れることによって調製した。前記棒は、底半径 90 mm の線鋸を用いて、棒径の半分の深さまで切込みを入れられた。切込みを入れられた試料は、スパン距離 12.7 mm の 3 点折り曲げ具に取り付けられ、切込み側が下を向くように注意深く並べられた。臨界破壊荷重は、ねじ式インストロン試験フレームを用いて、0.1 mm/min の一定のクロスヘッド速度で単調増加荷重を適用して測定された。各合金に対して、少なくとも 3 回の試験が行われた。試料の破断面は、LEO 1550VP 電界放射型走査電子顕微鏡を利用することによって試験された。
この組成検査に基づいて開発された合金が、関連する臨界棒径とともに以下の表 1 に記載されている。熱走査は図 2 に示されており、各合金の Tg は表 1 に記載されている。測定された剛性率及び体積弾性率もまた、(Fe74.5Mo5.5)P12.5(C5B2.5)、(Fe70Mo5Ni5)P12.5(C5B2.5)、及び (Fe68Mo5Ni5Cr2)P12.5(C5B2.5) のモル体積とともに表 1 に記載されている。表 1 に見られるように、実施例の鉄系合金は、本発明に記載の基準に従って、直径 0.5 mm 〜 6 mm の範囲のガラス状棒を形成することができ、60 GPa 未満の剛性率を示す。
†〜3000 MPa という報告された一軸降伏強度及び 0.0267 という普遍的なせん断弾性限界を利用して予測。(上で引用された、Johnson WL & Samwer K. Phys Rev Lett 2005、及び Masumoto T & Kimura H. Sci Rep Res Inst Tohoku Univ 1975 を参照。)
‡「ズボンの脚(trouser-leg)」型せん断試験によって測定された平面応力破壊靱性(上で引用された Kimura H & Masumoto T. Scripta Metall 1975:9;211 を参照。)
(Fe74.5Mo5.5)P12.5(C5B2.5)、(Fe70Mo5Ni5)P12.5(C5B2.5)、及び (Fe68Mo5Ni5Cr2)P12.5(C5B2.5) の測定された切欠靱性 KQ は、値の標準偏差を表す誤差(quoted errors)を伴って表 1 に示されている。これらのガラスの比較的小さな塑性領域サイズをしばしば上回る処理欠陥に起因する比較的大きい不確定範囲にもかかわらず、データは、最も控えめなものから最良のガラス形成剤になるに従って、KQ が単調減少傾向にあることを明らかにした。(例えば、Nouri AS, et al., Phil. Mag. Lett. 2008:88;853 を参照。この開示は参照により本明細書に組み込まれる。)この傾向はまた、図 3 の顕微鏡写真に示されている被験試料の破断面の形態にも反映されている。これらの合金の破断面は、亀裂伝播の初期過程では荒い「ギザギザ」パターンを示し、その後、もろいガラス状金属破壊に典型的な独特のぐぼみパターンを示す。(例えば、Suh JY. PhD Dissertation, California Institute of Technology 2009, を参照。この開示は参照により本明細書に組み込まれる。)典型的なくぼみ形態の前のギザギザ領域の範囲は、実体のある塑性流動が壊滅的な破壊の前に起こったことを示唆しており、これは比較的高い KQ 値を裏付けている。より興味深いことには、ギザギザ領域の幅(図 3 の矢印で近似)は、丈夫な合金からもろい合金になるにつれて減少し、このことは、ギザギザ領域の幅が KQ と、より適切には、材料に特有の塑性領域サイズと大体比例することを示唆している。このような比例関係の存在は、Suh (上で引用)でも指摘されている。
図 4 では、(Fe74.5Mo5.5)P12.5(C5B2.5) について、臨界棒径 dc に対して切欠靱性 KQ をプロットすることで、ガラス形成能が上昇するにつれて硬度が低下する傾向が例証されている。興味深いことに、該プロットはこの傾向がおおよそ線形であることを明らかにする。私たちは同じプロット上に、Poon 及び共働者によって開発された鉄系ガラス状合金(上で引用)並びに Lewandowski 及び共働者によって研究された鉄系ガラス状合金(上で引用)における KQ 対 dc のデータも示す。データから線形回帰すると、硬度対ガラス形成能の相関関係は類似した傾きであるが、今回のデータが示す相関関係はよく下側に位置している。
他の実施例では、合金の磁気特性が研究された。特に、今回の実施例では、高い硬度及びガラス形成能を維持しつつ軟質磁気特性を向上させるための、バルク強磁性合金組成の最適化が研究された。
背景
パワーエレクトロニクスでの使用のための材料を選択する際に考慮しなければならない磁気特性がいくつかある。第一に、材料がどれだけ磁化されたかを決定する飽和磁化 (Ms) は、磁束密度ひいてはエネルギー密度に比例する。このようにして、高い Ms はより小さく軽い部品をもたらすことができ、このことは、重量が燃費の主要な要因となる自動車や航空電子工学エレクトロニクスにおいては特に重要である。第二に、材料の磁化をゼロに戻すために求められる適用された磁力である保磁力 (Hc)、及び、外部の磁場が除去された後の材料の磁化である残留磁気 (Mr) は、どちらも磁気ヒステレシス又はそのスイッチング損失と比例する。高いスイッチング周波数の用途においては特に、低い Hc 及び Mr は、低いスイッチング損失及び高い燃料効率を意味している。低い損失はまた低い作動温度につながり、電力系統の熱の消散のためのヒートシンクのサイズを減少させ、次にはシステム全体のコスト及び効率を向上させるだろう。
目的
(Fe80-x-y-zMoxNiyCoz)(Pl2.5-aSia)C5B2.5 (式 2)
ここで、0 ≦ a ≦ 1.5 及び 0 ≦ z ≦ 6 であるが、0 ≦ a < 0.5 である場合には、4.5 < x < 5.5 及び y = m - kz(ただし、4 < m < 6 及び 0.5 ≦ k ≦ 1)であり、0.5 ≦ a ≦ 1.5 である場合には、3.5 < x < 4.5 及び 2.5 ≦ y ≦ 4.5 である。
方法
ガラス形成
y = 5 - kz (式 3)
ここで、k は 0.5 〜 1 であり、好ましくは 0.5 である。
材料がガラス状態から液体状態に推移し、最終的には結晶状態にまで推移し始める点である Tg は、磁性材料の作動温度の上限を表しており、418℃ から 435℃の範囲である。Si 含有及び不含の両方の合金において、Tg が 3% Co で頂点に達することは、図 10 から明らかである。同様に、図 11 及び 12 に示されているように、Si 含有及び不含の合金の Ts 及び Tl は 2 〜 4% Co 付近で頂点に達する。
磁気特性
結論
均等論
Claims (28)
- 少なくとも Fe、P、C 及び B を含有する強磁性鉄系金属ガラス組成物であって、Fe は少なくとも 60 の原子百分率で含み、P は 5 〜 17.5 の原子百分率で含み、C は 3 〜 6.5 の原子百分率で含み、そして B は 1 〜 3.5 の原子百分率で含み、
さらに、少なくとも Mo 及び Ni、並びに任意で Co 及び Si を含み、
Mo 及び Ni の濃度は、以下、
(1)Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 4.5 〜 5.5 原子百分率で含み、Ni は次式、
m - k・z
(ここで、m は 4 〜 6 の定数であり、k は 0.5 〜 1 の定数であり、z は Co の原子百分率を表す。)
に従った原子百分率で含み、
(2)Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 3.5 〜 4.5 の原子百分率で含み、Ni は 2.5 〜 4.5 の原子百分率で含む、
ように Co 及び Si の濃度に従って変化することを特徴とする、強磁性鉄系金属ガラス組成物。 - P の原子百分率が 10 〜 13 である、請求項1に記載の金属ガラス。
- P の原子百分率が約 12.5 である、請求項1に記載の金属ガラス。
- C の原子百分率が 4.5 〜 5.5 である、請求項1に記載の金属ガラス。
- C の原子百分率が約 5 である、請求項1に記載の金属ガラス。
- B の原子百分率が 2 〜 3 である、請求項1に記載の金属ガラス。
- B の原子百分率が約 2.5 である、請求項1に記載の金属ガラス。
- Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 5 の原子百分率で含むとき、Mo を約 5 の原子百分率で含み、Ni を約 2 〜約 5 の間の原子百分率で含む、請求項1に記載の金属ガラス。
- Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 5 の原子百分率で含むとき、Mo を約 4 の原子百分率で含み、Ni を約 3 の原子百分率で含む、請求項1に記載の金属ガラス。
- 鋳放しの合金が、室温で少なくとも 1.0 T の磁化(Ms)を有する、請求項1に記載の金属ガラス。
- 鋳放しの合金が、直径 3 mm 及び高さ 1 mm のディスクサンプル上で振動試料磁力計を用いて測定した際に室温で 210 A/m 未満の保磁力(Hc)を有する、請求項1に記載の金属ガラス。
- 鋳放しの合金が、直径 3 mm 及び高さ 1 mm のディスクサンプル上で振動試料磁力計を用いて測定した際に室温で 110 x 10-5 T 未満の保持力(Mr)を有する、請求項1に記載の金属ガラス。
- さらに、Ru を 1 〜 5 の原子百分率で含む、請求項1に記載の金属ガラス。
- さらに、少なくとも 1 種の微量元素を含み、その全質量画分は 0.02 未満である、請求項1に記載の金属ガラス。
- 前記合金が 440℃未満のガラス転移点(Tg)を有する、請求項1に記載の金属ガラス。
- 前記合金が 60 GPa 未満の剛性率(G)を有する、請求項1に記載の金属ガラス。
- 前記合金が少なくとも 3 mm の臨界棒径を有する、請求項1に記載の金属ガラス。
- 前記組成物が、Fe70Ni5Mo5P12.5C5B2.5、Fe69Ni4Co2Mo5P12.5C5B2.5、 Fe70Ni3Co2Mo5P12.5C5B2.5、Fe69Ni3Co3Mo5P12.5C5B2.5、Fe68.5Ni2.5Co4Mo5P12.5C5B2.5、Fe68Ni2Co5Mo5P12.5C5B2.5、Fe72Ni4Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe73Ni3Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe71Ni3Co2Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe70Ni3Co3Mo4P11.5C5B2.5Si1、Fe69Ni3Co4Mo4P11.5C5B2.5Si1、及び Fe68Ni3Co5Mo4P11.5C5B2.5Si1 からなる群から選択され、数字は原子百分率を意味する、請求項1に記載の金属ガラス。
- 金属ガラス組成物を製造する方法であって、以下の工程、
1.少なくとも Fe、P、C 及び B を含有する原材料を準備する工程であって、Fe は少なくとも 60 の原子百分率で含み、P は 5 〜 17.5 の原子百分率で含み、C は 3 〜 6.5 の原子百分率で含み、そして B は 1 〜 3.5 の原子百分率で含み、
さらに、少なくとも Mo 及び Ni、並びに任意で Co 及び Si を含み、
Mo 及び Ni の濃度は、以下、
(1)Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 4.5 〜 5.5 原子百分率で含み、Ni は次式、
m - k・z
(ここで、m は 4 〜 6 の定数であり、k は 0.5 〜 1 の定数であり、z は Co の原子百分率を表す。)
に従った原子百分率で含み、
(2)Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 3.5 〜 4.5 の原子百分率で含み、Ni は 2.5 〜 4.5 の原子百分率で含む、
ように Co 及び Si の濃度に従って変化する工程、
2.該原材料を溶融状態に溶解する工程、及び、
3.該溶融原材料を、該合金が結晶化するのを防ぐのに十分な冷却速度で焼き入れする工程、
を有することを特徴とする方法。 - 前記組成物が Si を含む場合には、溶融合金は焼き入れ前にフラックスされる、請求項19に記載の方法。
- フラックス剤が酸化ホウ素である、請求項20に記載の方法。
- 焼き入れ後に金属ガラスを焼きなますことを含む、請求項19に記載の方法。
- 磁性金属ガラス物であって、
少なくとも Fe、P、C 及び B を含有する金属ガラス合金から形成される実質を含み、Fe は少なくとも 60 の原子百分率で含み、P は 5 〜 17.5 の原子百分率で含み、C は 3 〜 6.5 の原子百分率で含み、そして B は 1 〜 3.5 の原子百分率で含み、
さらに、少なくとも Mo 及び Ni、並びに任意で Co 及び Si を含み、
Mo 及び Ni の濃度は、以下、
(1)Si を 0 〜 0.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 4.5 〜 5.5 原子百分率で含み、Ni は次式、
m - k・z
(ここで、m は 4 〜 6 の定数であり、k は 0.5 〜 1 の定数であり、z は Co の原子百分率を表す。)
に従った原子百分率で含み、
(2)Si を 0.5 〜 1.5 の原子百分率で含み、Co を 0 〜 6 の原子百分率で含むときは、Mo は 3.5 〜 4.5 の原子百分率で含み、Ni は 2.5 〜 4.5 の原子百分率で含む、
ように Co 及び Si の濃度に従って変化することを特徴とする、磁性金属ガラス物。 - 電力を発生又は変換する際に用いられる磁気コアである、請求項23に記載の磁性金属ガラス物。
- 前記磁気コアが、平面形状、トロイダル形状、環状形状、U形状、C形状、I形状、E形状、又はこれらの形状の組み合わせである、請求項24に記載の磁性金属ガラス物。
- 前記磁気コアが、1 以上の構成要素を含み、各構成要素の横断面の厚さが、少なくとも 0.5 mm である、請求項24に記載の磁性金属ガラス物。
- 前記磁気コアが、モノリシックである、請求項24に記載の磁性金属ガラス物。
- インダクタ、トランス、クラッチ及び DC/AC 変換器からなる群から選択される用途を有する、請求項23に記載の磁性金属ガラス物。
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