JP6024831B2 - Fe基ナノ結晶合金の製造方法及びFe基ナノ結晶合金磁心の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態によるFe基ナノ結晶合金の製造方法は、ナノ結晶化可能なFe基非晶質合金リボンを、結晶化温度領域に加熱し、冷却する熱処理工程を含み、前記熱処理工程において、示差走査熱量計での結晶化開始温度の50℃低温から結晶化開始温度の20℃高温までの温度範囲の少なくとも一部を含み、且つ前記結晶化開始温度の50℃高温を超えない昇温期間中の温度範囲で、すなわち、前記の昇温期間中の温度範囲において選択的に、前記合金リボンの幅方向に磁場を印加する。
本発明の実施形態による磁心の製造方法は、ナノ結晶化可能なFe基非晶質合金リボンを巻回または積層した後、結晶化温度領域に加熱し、冷却する熱処理工程を含み、これによって巻回または積層されたFe基ナノ結晶合金リボンを備える磁心を製造する方法であって、前記熱処理工程において、示差走査熱量計での結晶化開始温度の50℃低温から結晶化開始温度の20℃高温までの温度範囲を少なくとも一部を含み、且つ前記結晶化開始温度の50℃高温を超えない昇温期間中の温度範囲で、すなわち、前記の昇温期間中の温度範囲において選択的に、前記磁心の高さ方向に磁場を印加する。
原子%で、Cu:1%、Nb:3%、Si:15.5%、B:6.5%、残部Fe及び不可避不純物からなる合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅50mm、厚さ13μmのFe基非晶質合金リボンを得た。このFe基非晶質合金リボンを、幅3mmにスリットした後、外径20mm、内径10mmに巻回し、トロイダル磁心を10ヶ作製した。示差走査熱量計(DSC)で測定したところ、この合金の結晶化開始温度は500℃であった。
実施例1と同様の組成およびサイズを有するFe基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図5に示すように、磁場印加をすることなく(無磁場で)、図1に示した実施例1の温度プロファイルと同じプロファイルに従って熱処理を行った。
実施例1と同様のFe基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図2に示す温度及び磁場印加のプロファイルで熱処理及び磁場印加を行った。磁場印加の温度範囲のみが実施例1(図1)と異なっており、他の条件は実施例1と同様である。磁場の印加は、480〜520℃の温度範囲(結晶化開始温度の20℃低温から結晶化開始温度の20℃高温の温度範囲)である。
実施例1と同様のFe基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図3に示す温度及び磁場印加のプロファイルでの熱処理及び磁場印加を行った。磁場印加の磁場強度のみが実施例2(図2)と異なっており、他の条件は実施例2と同様である。磁場は昇温時、磁場強度60kA/mを印加した。
実施例1と同様のFe基非晶質合金を用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図4に示す温度及び磁場印加のプロファイルでの熱処理及び磁場印加を行った。磁場印加の磁場強度のみが実施例2(図2)と異なっており、他の条件は実施例2と同様である。磁場は昇温時、磁場強度240kA/mで印加した。
実施例1と同様のFe基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図6に示す温度及び磁場印加のプロファイルで熱処理及び磁場印加を行った。比較例2では、磁場印加における磁場強度及び印加時間は、実施例1及び2(図1及び図2)と同様であるが、磁場印加の温度範囲が、560℃から、最高等到達温度580℃を経て冷却に至るものである。この温度範囲は、磁場印加開始温度が、結晶化開始温度の60℃高温である。
実施例1と同様のFe基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図7に示す温度及び磁場印加のプロファイルで、熱処理工程の全期間に対して磁場を印加をした。印加した磁場強度は290kA/mとした。
原子%で、Cu:1%、Nb:2.5%、Si:13.5%、B:7.2%、残部Fe及び不可避不純物からなる合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅60mm、厚さ18μmのFe基非晶質合金リボンを得た。このFe基非晶質合金リボンを、幅3mmにスリットした後、外径20mm、内径10mmに巻回し、トロイダル磁心を10ヶ作製した。この合金の結晶化開始温度を測定したところ480℃であった。
実施例5と同様のFe基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図6に示す温度及び磁場印加のプロファイルで、磁場印加をすることなく(無磁場で)熱処理を行った。
原子%でNi:5%、Cu:0.8%、Nb:2.8%、Si:11%、B:9.8%、残部Fe及び不可避不純物からなる合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅50mm、厚さ13μmのFe基非晶質合金リボンを得た。このFe基非晶質合金リボンを、幅3mmにスリットした後、外径20mm、内径10mmに巻回し、トロイダル磁心を10ヶ作製した。この合金の結晶化開始温度を測定したところ480℃であった。
実施例6と同様のFe基非晶質合金を用いて、同様にトロイダル磁心を10ヶ作製した。作製した磁心に対して、図6に示す温度及び磁場印加のプロファイルで、磁場印加をすることなく(無磁場で)熱処理を行った。
実施例1と同様の合金組成(結晶化開始温度:500℃)の合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅50mm、厚さ18μmのFe基非晶質合金リボンを得た。このFe基非晶質合金リボンを、幅15mmにスリットした後、外径31mm、内径21mmに巻回し、トロイダル磁心を4ヶ作製した。
Claims (5)
- ナノ結晶化可能なFe基非晶質合金リボンを、結晶化温度領域に加熱し、冷却する熱処理工程を含むFe基ナノ結晶合金の製造方法であって、
前記Fe基非晶質合金リボンは、一般式:(Fe 1-a M a ) 100-x-y-z-α-β-γ Cu x Si y B z M’ α M” β X γ (原子%)(ただし、MはCo及び/又はNiであり、M’はNb,Mo,Ta,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mn及びWからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M”はAl,白金族元素,Sc,希土類元素,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、XはC,Ge,P,Ga,Sb,In,Be,Asからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であり、a,x,y,z,α,β及びγはそれぞれ0≦a≦0.5,0.1≦x≦3,0≦y≦30,0≦z≦25,5≦y+z≦30,0≦α≦20,0≦β≦20及び0≦γ≦20を満たす。)により表される組成の合金からなり、
前記熱処理工程において、
前記合金リボンを結晶化開始温度の50℃高温を超える最高到達温度まで昇温後、冷却し、
昇温期間中、示差走査熱量計での結晶化開始温度の50℃低温から結晶化開始温度の20℃高温までの温度範囲の少なくとも一部を含み、且つ前記結晶化開始温度の50℃高温を超えない温度範囲において、前記合金リボンの幅方向に50kA/m以上の磁場強度の磁場を印加し、
前記昇温期間および前記冷却を行う冷却期間中、前記結晶化開始温度の50℃高温を超える温度範囲において前記磁場を印加しない、Fe基ナノ結晶合金の製造方法。 - 前記合金リボンの幅方向に、磁場強度50kA/m以上300kA/m以下の磁場を印加する、請求項1に記載の製造方法。
- ナノ結晶化可能なFe基非晶質合金リボンを巻回または積層した後、結晶化温度領域に加熱し、冷却する熱処理工程を含む、Fe基ナノ結晶合金リボンを巻回または積層した磁心の製造方法であって、
前記Fe基非晶質合金リボンは、一般式:(Fe 1-a M a ) 100-x-y-z-α-β-γ Cu x Si y B z M’ α M” β X γ (原子%)(ただし、MはCo及び/又はNiであり、M’はNb,Mo,Ta,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mn及びWからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M”はAl,白金族元素,Sc,希土類元素,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、XはC,Ge,P,Ga,Sb,In,Be,Asからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であり、a,x,y,z,α,β及びγはそれぞれ0≦a≦0.5,0.1≦x≦3,0≦y≦30,0≦z≦25,5≦y+z≦30,0≦α≦20,0≦β≦20及び0≦γ≦20を満たす。)により表される組成の合金からなり、
前記熱処理工程において、
前記合金リボンを結晶化開始温度の50℃高温を超える最高到達温度まで昇温後、冷却し、
昇温期間中、示差走査熱量計での結晶化開始温度の50℃低温から結晶化開始温度の20℃高温までの温度範囲を少なくとも一部を含み、且つ前記結晶化開始温度の50℃高温を超えない温度範囲において、前記磁心の高さ方向に50kA/m以上の磁場強度の磁場を印加し、
前記昇温期間および前記冷却を行う冷却期間中、前記結晶化開始温度の50℃高温を超える温度範囲において前記磁場を印加しない、Fe基ナノ結晶合金磁心の製造方法。 - 前記磁心の高さ方向に、磁場強度50kA/m以上300kA/m以下の磁場を印加する、請求項3に記載の製造方法。
- 前記Fe基ナノ結晶合金リボンは、
厚さが15μm以下であり、幅が250mm以下である、請求項3または4に記載の製造方法。
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