JP2020070469A - 軟磁性合金薄帯および磁性部品 - Google Patents
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Description
組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる主成分を有する軟磁性合金薄帯であって、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1つ以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1つ以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,W,TiおよびVからなる群から選択される1つ以上であり、
0≦a≦0.140
0.020≦b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.090
0≦e≦0.030
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,cおよびdのうち少なくとも一つ以上が0より大きく、
前記軟磁性合金薄帯はFe基ナノ結晶からなる構造を有し、
前記軟磁性合金薄帯は、厚さ方向に垂直な剥離面および自由面を有し、
前記軟磁性合金薄帯は、幅方向に沿ってエッジ部および中央部を有し、
前記剥離面において幅方向に沿って算術平均粗さを測定する場合に、前記中央部における算術平均粗さの平均値をRac、前記エッジ部における算術平均粗さの平均値をRaeとして、
0.85≦Rae/Rac≦1.25
を満たす。
本実施形態の軟磁性合金薄帯の寸法は任意である。例えば、図3に示す形状の軟磁性合金薄帯24にあっては、厚さ(z軸方向の長さ)が15〜30μm、幅(y軸方向の長さ)が100〜1000mmであってもよい。
本実施形態の軟磁性合金薄帯24は、組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる主成分を有し、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1つ以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1つ以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,W,TiおよびVからなる群から選択される1つ以上であり、
0≦a≦0.140
0.020≦b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.090
0≦e≦0.030
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,cおよびdのうち少なくとも一つ以上が0より大きく、Fe基ナノ結晶からなる構造を有する。
X=100−(Ic/(Ic+Ia)×100)…(1)
Ic:結晶性散乱積分強度
Ia:非晶性散乱積分強度
一般的に、図1、図2に示す単ロール法など、ロール23を用いる方法で軟磁性合金薄帯24を製造する場合、軟磁性合金薄帯24の表面形態は、剥離面24a(ロール23の表面に接した面)と自由面24b(ロール23の表面に接しなかった面)とで異なるものとなる。なお、剥離面24aおよび自由面24bは厚さ方向に垂直な面であり、剥離面24aと自由面24bとの区別は目視により行うことができる。
本実施形態に係る軟磁性合金薄帯24は、剥離面24aにおいて幅方向(y軸方向)に沿って算術平均粗さRaを測定する場合に、中央部43におけるRaの平均値をRac、エッジ部41におけるRaの平均値をRaeとして、0.85≦Rae/Rac≦1.25を満たす。以下、Rae/Racのことを単に表面粗さ比と呼ぶことがある。
本実施形態に係る軟磁性合金薄帯24は、自由面24bにおける表面粗さは任意である。ただし、x軸方向(鋳造方向)に沿って最大平均粗さRzを測定する場合に、中央部43におけるRzの平均値をRzcとして、Rzcが4.3μm以下であることが好ましい。Rzcを小さくすることにより、軟磁性合金薄帯24の飽和磁束密度をさらに向上させやすくなる。なお、Rzcの下限は存在しないが、後述する単ロール法によりRzcが0.1μm未満である軟磁性合金薄帯24を製造しようとする場合には、ロールが過剰に研磨される場合がある。軟磁性合金薄帯24の製造安定性の観点からRzcが0.1μm以上であってもよい。
以下、本実施形態の軟磁性合金薄帯の製造方法について説明する。
本実施形態に係る磁性部品、特にコアおよびインダクタは本実施形態に係る軟磁性合金薄帯から得られる。以下、本実施形態に係るコアおよびインダクタを得る方法について説明するが、軟磁性合金薄帯からコアおよびインダクタを得る方法は下記の方法に限定されない。また、コアの用途としては、インダクタの他にも、トランスおよびモータなどが挙げられる。
Fe0.84Nb0.07B0.09の合金組成となるように原料金属を秤量し、高周波加熱にて溶解し、母合金を作製した。
実験例2では、下表に示す各実施例および比較例の合金組成となるように原料金属を秤量し、高周波加熱にて溶解し、母合金を作製した点以外は実験例1と同条件で実施した。なお、ロール温度は70℃、射出圧力は50kPaとした。結果を表2〜表22に示す。
実験例2の試料20(比較例)および試料39(実施例)について、熱処理前後での構造、表面粗さおよび保磁力の変化を観察した。
22… 溶融金属
23… ロール
24… (軟磁性合金)薄帯
24a… 剥離面
24b… 自由面
25… チャンバー
26… 剥離ガス噴射装置
41…エッジ部
43…中央部
Claims (11)
- 組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる主成分を有する軟磁性合金薄帯であって、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1つ以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1つ以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,W,TiおよびVからなる群から選択される1つ以上であり、
0≦a≦0.140
0.020≦b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.090
0≦e≦0.030
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,cおよびdのうち少なくとも一つ以上が0より大きく、
前記軟磁性合金薄帯はFe基ナノ結晶からなる構造を有し、
前記軟磁性合金薄帯は、厚さ方向に垂直な剥離面および自由面を有し、
前記軟磁性合金薄帯は、幅方向に沿ってエッジ部および中央部を有し、
前記剥離面において幅方向に沿って算術平均粗さを測定する場合に、前記中央部における算術平均粗さの平均値をRac、前記エッジ部における算術平均粗さの平均値をRaeとして、
0.85≦Rae/Rac≦1.25
を満たす軟磁性合金薄帯。 - 前記Fe基ナノ結晶の平均粒径が5〜30nmである請求項1に記載の軟磁性合金薄帯。
- 0.73≦1−(a+b+c+d+e+f)≦0.91である請求項1または2に記載の軟磁性合金薄帯。
- 0≦α{1−(a+b+c+d+e+f)}≦0.40である請求項1〜3のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- α=0である請求項1〜4のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- 0≦β{1−(a+b+c+d+e+f)}≦0.030である請求項1〜5のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- β=0である請求項1〜6のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- α=β=0である請求項1〜7のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- Racが0.50μm以下である請求項1〜8のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- 前記自由面において鋳造方向に沿って最大高さ粗さを測定する場合に、最大高さ粗さの平均値が0.43μm以下である請求項1〜9のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の軟磁性合金薄帯からなる磁性部品。
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