JP7434164B2 - Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法、磁心の製造方法、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯、及び磁心 - Google Patents

Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法、磁心の製造方法、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯、及び磁心 Download PDF

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Description

本開示は、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法、磁心の製造方法、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯、及び磁心に関する。
Ｆｅ基ナノ結晶合金は、低損失かつ高透磁率という優れた磁気特性を有するため、磁性部品（例えば磁心）の素材として使用されている。
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を含む磁心は、例えば、Ｆｅ基合金溶湯を単ロール法によって急冷凝固させてＦｅ基アモルファス合金薄帯を得、得られたＦｅ基アモルファス合金薄帯を、巻回又は積層させた後に熱処理し、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の合金組織内にナノ結晶粒を析出させてＦｅ基ナノ結晶合金薄帯とすることによって製造される（例えば、特許文献１参照）。
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を含む磁心として、例えば、特許文献２には、高周波加速空胴用磁心に使用される低損失の高周波加速空胴用磁心として、単ロール法によるロール接触面と自由面とを有するＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回された形状を有する高周波加速空胴用磁心であって、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯における自由面には、所定の形状の突起が分散すると共に、上記突起は、その頂部が研磨され鈍化されていることを特徴とする高周波加速空胴用磁心が開示されている。
特許文献１：特公平４－４３９３号公報
特許文献２：特開２０１５－１６７２２８号公報
特許文献２には、従来の１５μｍを超える厚さの合金薄帯の厚さを薄くした場合、合金薄帯の片側主面に突起が存在し、この突起の部分には絶縁層が形成されず、その結果、磁心において、絶縁層を介して隣接している合金薄帯間で接触及び導通が起こり、絶縁性が低下するという問題が記載されている。特許文献２には、上記問題を、突起の頂部を研磨して鈍化することによって解決できることが記載されている。
しかしながら、特許文献２に記載されている、突起の頂部を研磨して鈍化する方法では、生産工数が増加するという問題がある。また、研磨能力の維持管理工数も大きいという問題がある。また、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯のほぼ全面にわたり、偏ることなく、効果的な上記研磨を継続して行うことは困難であり、このため、継続的に安定して高い絶縁性を確保することには限界がある。
従って、厚さが薄い（具体的には厚さが１５μｍ以下である）Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の突起を改善するための技術として、突起の頂部を研磨する技術に頼らずに、突起の発生自体を抑制する技術が求められる。
本開示の第１態様の課題は、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯であって、自由凝固面における突起の発生が抑制されたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を製造できる、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法を提供することである。
本開示の第２態様の課題は、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体を含む磁心であって、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れた磁心を製造できる、磁心の製造方法を提供することである。
本開示の第３態様の課題は、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯であって、自由凝固面における突起の発生が抑制されたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を提供することである。
本開示の第４態様の課題は、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体を含む磁心であって、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れた磁心を提供することである。
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
＜１＞ 回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、前記冷却ロール上に供給された前記Ｆｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程と、
前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理してＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程と、を含み、
前記冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、前記外周部の熱伝導率が７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法。
＜２＞ 前記外周部のビッカース硬さが、２５０ＨＶ以上である＜１＞に記載のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法。
＜３＞ 前記Ｆｅ基合金溶湯が、下記組成式（Ａ）で表される合金組成を有する＜１＞又は＜２＞に記載のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法。
Ｆｅ１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅＣｕａＳｉｂＢｃＮｂｄＣｅ … 組成式（Ａ）
組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
＜４＞ Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃを含む磁心を製造する方法であって、
回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、前記冷却ロール上に供給された前記Ｆｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程と、
前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の前記自由凝固面上に前記絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層が形成された前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を巻回することにより、前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が前記絶縁層を介して巻回されている巻回体Ａを得る工程と、
前記巻回体Ａを熱処理することにより前記巻回体Ｃを得る工程と、
を含み、
前記冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、前記外周部の熱伝導率が７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、
磁心の製造方法。
＜５＞ 前記外周部のビッカース硬さが、２５０ＨＶ以上である＜４＞に記載の磁心の製造方法。
＜６＞ 前記Ｆｅ基合金溶湯が、下記組成式（Ａ）で表される合金組成を有する＜４＞又は＜５＞に記載の磁心の製造方法。
Ｆｅ１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅＣｕａＳｉｂＢｃＮｂｄＣｅ … 組成式（Ａ）
組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
＜７＞ 自由凝固面及びロール接触面を有し、
前記自由凝固面における、中央部に窪みを有する突起Ｐの個数が、面積１００ｍｍ２当たり１．２個以下であり、
幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下である、
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯。
＜８＞ 幅方向における反りが、幅１０ｍｍ当たり０．３０ｍｍ以下である＜７＞に記載のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯。
＜９＞ 下記組成式（Ａ）で表される合金組成を有する＜７＞又は＜８＞に記載のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯。
Ｆｅ１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅＣｕａＳｉｂＢｃＮｂｄＣｅ … 組成式（Ａ）
組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
＜１０＞ ＜７＞～＜９＞のいずれか１つに記載のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ１を含む磁心。
＜１１＞ 下記式（１）で表される絶縁率ＲＩが、８０％以上である＜１０＞に記載の磁心。
ＲＩ＝Ｒｒ／（Ｒｕ・Ｌｒ）×１００（％） … 式（１）
式（１）中、
Ｒｒは、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯における、最内周の一端と最外周の他端との２端間の直流電気抵抗値（Ω）であり、
Ｒｕは、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の長手方向の長さ１ｍ当たりの直流電気抵抗値（Ω）であり、
Ｌｒは、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の長手方向の長さ（ｍ）である。
本開示の第１態様によれば、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯であって、自由凝固面における突起の発生が抑制されたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を製造できる、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法が提供される。
本開示の第２態様によれば、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体を含む磁心であって、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れた磁心を製造できる、磁心の製造方法が提供される。
本開示の第３態様によれば、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯であって、自由凝固面における突起の発生が抑制されたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が提供される。
本開示の第４態様によれば、厚さが薄いＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体を含む磁心であって、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れた磁心が提供される。
比較例１のＦｅ基アモルファス合金薄帯における２個の突起Ｐ（即ち、中央部に窪みを有する突起Ｐ）を、自由凝固面に対して垂直な方向から観察した場合のレーザー顕微鏡像（倍率５０倍）である。 図１の３Ｄ表示図である。
本開示において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において、「ナノ結晶合金」とは、ナノ結晶相（即ち、ナノ結晶粒からなる相）を含む合金を意味する。「ナノ結晶合金」は、ナノ結晶相以外の相（例えばアモルファス相）を含んでいてもよい。
本開示において、「Ｆｅ基」とは、主成分（即ち、含有質量が最も大きい成分）がＦｅであることを意味する。
〔Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法〕
本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法は、
回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、冷却ロール上に供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程と、
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理してＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程と、
を含み、
冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、外周部の熱伝導率が、７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法は、必要に応じ、その他の工程を含んでいてもよい。
本開示において、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面とは、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の２つの主面のうち、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を製造する段階において、冷却ロールに接触せず、雰囲気に暴露されていた主面を意味する。Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理して得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の自由凝固面の意味も同様である。
本開示において、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯のロール接触面とは、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の２つの主面のうち、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を製造する段階において、冷却ロールに接触していた主面を意味する。Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理して得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯のロール接触面の意味も同様である。
合金薄帯が自由凝固面及びロール接触面を有することは、その合金薄帯が、単ロール法によって得られる合金薄帯であることを意味する。
本発明者等の検討により、回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有するＦｅ基アモルファス合金薄帯を得（以下、ここまでの操作を「鋳造」ともいう）、得られたＦｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理してＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る場合において、特に、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の厚さが１５μｍ以下であり、かつ、冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、この外周部の熱伝導率が２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）超である場合に、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の自由凝固面に突起が発生しやすいことが判明した。
この理由は明らかではないが、以下のように推測される。
上述したＦｅ基アモルファス合金薄帯の鋳造は、通常、冷却ロールの外周面（即ち、外周部の表面）を研磨しながら行う。この外周面の研磨は、通常、鋳造されたＦｅ基アモルファス合金薄帯が上記外周面から剥離されてから、この外周面に対し、次のＦｅ基合金溶湯が供給されるまでの間に行われる。ここで、冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、かつ、上記外周部の熱伝導率が２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）超である場合、上記外周部のビッカース硬さが低い傾向がある。その結果、冷却ロールの外周面を研磨する際、外周部に深い傷が入って粗大な研磨粉が生じ、生じた研磨粉が外周面に付着しやすくなると考えられる。研磨粉が付着した外周面上にＦｅ基合金溶湯が供給された場合、供給されたＦｅ基合金溶湯に空気が巻き込まれやすくなり、その結果、局所的に、冷却速度が不足して結晶化しやすい部分が発生し、この部分が突起となると考えられる。鋳造しようとするＦｅ基アモルファス合金薄帯の厚さが薄い（具体的には１５μｍ以下である）場合には、研磨粉の影響をより受けやすいので、突起がより発生しやすくなると考えられる。発生した突起が、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理して得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の自由凝固面においても維持されると考えられる。
上述した問題に関し、本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法では、厚さが１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を鋳造するにも関わらず、自由凝固面における突起の発生を抑制できる。
自由凝固面における突起の発生を抑制する効果には、冷却ロールの外周部（即ち、Ｃｕ合金で構成される外周部）の熱伝導率が２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが寄与している。詳細には、外周部の熱伝導率が２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることにより、外周部のビッカース硬さが高くなり（即ち、外周部が硬くなり）、上述した粗大な研磨粉の発生が抑制され、その結果、突起の発生が抑制されると考えられる。
以下、本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法の各工程について説明する。
＜Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程＞
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程は、回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、冷却ロール上に供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程である。
（Ｆｅ基合金溶湯の好ましい合金組成）
Ｆｅ基合金溶湯の好ましい合金組成は、熱処理によって合金組織中にナノ結晶相を形成させやすい点で、下記組成式（Ａ）で表される合金組成である。
本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法における各工程は、合金の合金組成には影響を及ぼさない。
従って、Ｆｅ基合金溶湯の合金組成は、Ｆｅ基合金溶湯を用いて製造されるＦｅ基アモルファス合金薄帯及びＦｅ基ナノ結晶合金薄帯においてもそのまま維持される。
即ち、下記組成式（Ａ）で表される合金組成は、Ｆｅ基合金溶湯の好ましい化学組成であり、かつ、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の好ましい化学組成であり、かつ、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の好ましい化学組成である。
Ｆｅ１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅＣｕａＳｉｂＢｃＮｂｄＣｅ … 組成式（Ａ）
組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
以下、組成式（Ａ）で表される合金組成について説明する。
以下、各元素の含有量を示す原子％は、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を意味する。
Ｆｅは、軟磁性特性の主体をなす元素である。
高い飽和磁束密度Ｂｓを得る観点から、Ｆｅの含有量（原子％）（即ち、組成式（Ａ）中の「１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ」）は、好ましくは７２．００原子％以上であり、より好ましくは７４．００原子％以上である。
Ｃｕは、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理してＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る際、ナノ結晶粒の核となる元素である。この熱処理により、合金組織内に、ナノ結晶粒が析出する。
かかる効果の観点から、Ｃｕの含有量（即ち、組成式（Ａ）中の「ａ」）は、０．３０原子％以上であり、好ましくは０．８０原子％以上であり、より好ましくは０．９０原子％以上である。
他方、Ｃｕの含有量が２．００原子％を超えると、熱処理前のＦｅ基アモルファス合金薄帯中に、ナノ結晶核が存在する可能性が高くなり、熱処理によりナノ結晶核とした結晶が大きく成長し、粗大化し、磁気特性が劣化するおそれがある。従って、Ｃｕの含有量は、２．００原子％以下であり、好ましくは１．５０原子％以下であり、より好ましくは１．３０原子％以下である。
Ｓｉは、Ｆｅの結晶磁気異方性を低下させて軟磁気特性を向上させ、Ｂ（ホウ素）と共にアモルファス形成能に有効な元素である。
Ｓｉの含有量が１３．００原子％以上であれば、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯作製において高いアモルファス形成能が得られる。また、熱処理によって得られたナノ結晶合金薄帯において、低い飽和磁歪を得ることができる。従って、Ｓｉの含有量（即ち、組成式（Ａ）中の「ｂ」）は、１３．００原子％以上であり、好ましくは１３．４０原子％以上であり、より好ましくは１３．５０原子％以上である。
他方、Ｓｉの含有量が１６．００原子％を超えると、合金溶湯の粘度が低下するため、合金溶湯を冷却ロール外周面上に吐出し、急冷凝固させてＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る際、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面の平滑性が劣化するおそれがある。従って、Ｓｉの含有量は、１６．００原子％以下であり、好ましくは１５．５原子％以下である。
Ｂ（ホウ素）は、前述の通り、Ｓｉと共にアモルファス形成能に有効な元素である。また、熱処理によって合金組織にナノ結晶相（即ち、ナノ結晶粒からなる相）が形成される際、結晶化しない相であるアモルファス相の体積分率を決定する元素である。つまり、Ｂは、熱処理後のナノ結晶相とアモルファス相との体積比率を決定する元素である。
ナノ結晶相の磁歪が負であるのに対して、アモルファス相は正であり、両者の比率から合金全体の磁歪が決定される。Ｂの含有量が多いと熱処理後のナノ結晶相に比べて、アモルファス相の体積分率が多くなり飽和磁歪が大きくなる。飽和磁歪としては、５×１０－６以下が、好ましいとされる。飽和磁歪５×１０ －６ 以下を得る観点から、Ｂの含有量（即ち、組成式（Ａ）中の「ｃ」）は、１１．００原子％以下であり、好ましくは９．００原子％以下である。飽和磁歪が小さい場合には、作製した磁心をケース等に格納する際、又は、磁心に巻線を巻回してコイルを形成する際に、磁心が機械的応力を受けたとしても、磁気特性の劣化が抑制される。
他方、Ｂの含有量が少ないと、合金溶湯を急冷して合金薄帯を作製した際、安定してアモルファス相が得られにくくなる。安定してアモルファス相を得る観点から、Ｂの含有量は、６．００原子％以上であり、好ましくは６．５０原子％以上である。
Ｎｂは、熱処理後に析出するナノ結晶粒を合金組織内に均一に分布させ、かつ、粗大な結晶粒の生成を抑制して、微細なナノ結晶粒を析出させることに有効な元素である。
かかる効果の観点から、Ｎｂの含有量（即ち、組成式（Ａ）中の「ｄ」）は２．００原子％以上であり、好ましくは２．４０原子％以上であり、より好ましくは２．５０原子％以上であり、更に好ましくは２．８０原子％以上である。
他方、Ｎｂは磁気特性に対しての寄与はないため、好ましくは４．００原子％以下であり、より好ましくは３．５０原子％以下であり、更に好ましくは３．２０原子％以下である。
Ｃ（炭素）は、Ｆｅ基合金溶湯の粘度の安定化に有効である。かかる効果の観点から、Ｃの含有量（即ち、組成式（Ａ）中の「ｅ」）は０．０４原子％以上であり、好ましくは０．０５原子％以上であり、より好ましくは０．１０原子％以上であり、更に好ましくは０．１２原子％以上である。
他方、合金薄帯の脆化抑制の観点から、Ｃの含有量は、好ましくは０．４０原子％以下であり、より好ましくは０．３５原子％以下であり、更に好ましくは０．３０原子％以下である。
組成式（Ａ）で表される合金組成を有するＦｅ基合金溶湯は、この合金組成に加えて不純物元素を少なくとも１種含有してもよい（組成式（Ａ）で表される合金組成を有するＦｅ基アモルファス合金薄帯、及び、組成式（Ａ）で表される合金組成を有するＦｅ基ナノ結晶合金薄帯も同様である）。
ここで、不純物元素とは、組成式（Ａ）で表される合金組成における各元素以外の元素を意味する。
組成式（Ａ）で表される合金組成全体（即ち、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計）を１００原子％とした場合の不純物元素の総含有量は、０．２０原子％以下が好ましく、０．１０原子％以下がより好ましい。
（冷却ロール）
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程では、Ｆｅ基合金溶湯を冷却ロール上に供給し、冷却ロール上に供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷することにより、上記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る。
冷却ロールの外周部（即ち、外周面を含む部分）は、Ｃｕ合金で構成される。
Ｃｕ合金で構成される外周部の熱伝導率は、７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
Ｃｕ合金で構成される外周部の熱伝導率が２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることにより、最終的に得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の自由凝固面における突起の発生が抑制される。
突起の発生をより抑制する観点から、外周部の熱伝導率は、好ましくは２２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、より好ましくは２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、更に好ましくは１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、更に好ましくは１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、更に好ましくは１３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
他方、冷却ロール上に供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷する性能の観点から、外周部の熱伝導率は７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。上記性能をより向上させる観点から、外周部の熱伝導率は、好ましくは９０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、より好ましくは１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。
外周部の熱伝導率は、外周部を構成するＣｕ合金における、Ｃｕ以外の含有金属元素の種類及び量によって制御できる。
例えば、Ｃｕ－Ｂｅ合金では、Ｂｅ含有量によって制御できる。熱伝導率が７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下のＣｕ合金としては、例えば、Ｂｅを、Ｃｕ－Ｂｅ合金全体に対して１．６～２．２質量％含有するＣｕ－Ｂｅ合金が挙げられる。
上記Ｃｕ－Ｂｅ合金において、Ｂｅを除いた残部は、Ｃｕ及び不純物である。Ｃｕ－Ｂｅ合金における不純物は、Ｃｕ及びＢｅ以外の元素のうちの少なくとも１種である。Ｃｕ－Ｂｅ合金における不純物としては、Ｎｉ、Ｃｏ等が挙げられる。不純物の総含有量は、例えば１．０質量％以下である。
更に、外周部を構成するＣｕ合金としては、Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ合金、等も挙げられる。これらのＣｕ合金にも、不純物が含まれていてもよい。不純物としては、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｇ、Ｚｒ、等が挙げられる。
冷却ロールの外周部のビッカース硬さは、２５０ＨＶ以上であることが好ましい。これにより、自由凝固面における突起の発生がより抑制される。
自由凝固面における突起の発生をさらに抑制する観点から、冷却ロールの外周部のビッカース硬さは、より好ましくは２６０ＨＶ以上であり、更に好ましくは３００ＨＶ以上である。
冷却ロールの外周部のビッカース硬さの上限は、特に制限する必要はない。
冷却ロールの外周部のビッカース硬さは、例えば、４００ＨＶ以下とすることができる。これにより、鋳造中（即ち、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の製造中）における冷却ロールの外周部の研磨がより容易となり、冷却ロールの外周面（即ち、外周部の外表面）に付着した溶着物の除去性がより向上し、溶着物に起因するＦｅ基アモルファス合金薄帯の結晶化がより抑制される。
本開示において、ビッカース硬さは、試験荷重２０ｋｇｆにて測定された値を意味する。
冷却ロールは、冷却ロールの内部に、外周部を冷却する構造を備えることが好ましい。これにより、Ｆｅ基合金溶湯との接触による外周面の温度上昇がより抑制され、外周面における冷却能力がより効果的に維持される。
外周部を冷却する構造としては、外周部の冷却ロール回転軸側（即ち、外周部の内表面）に、温度制御された水を接触させて循環させる構造が好ましい。
この場合、冷却ロールにおいて、外周部からみて冷却ロール回転軸側に位置する部分の素材は、別の合金を用いることが構造上好ましい。別の合金については、特に熱伝導率を考慮する必要はない。別の合金としては、ステンレス、鋳鉄等が挙げられる。
冷却ロールの外周部の厚さは、Ｆｅ基合金溶湯に対する冷却能を確保する観点、及び、冷却ロールの外周面の表面状態を維持管理しやすい観点から、好ましくは１５ｍｍ以上４０ｍｍ以下である。
外周部の厚さは、より好ましくは１７ｍｍ以上であり、更に好ましくは２０ｍｍ以上である。
また、外周部の厚さは、より好ましくは３０ｍｍ以下である。
冷却ロールの直径は、冷却ロール本体の維持管理の点で、好ましくは３００ｍｍ以上であり、より好ましくは４００ｍｍ以上である。
また、冷却ロールの直径は、１０００ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは９００ｍｍ以下である。
また、冷却ロールの幅は、Ｆｅ基合金溶湯の冷却能をより安定的に得る観点から、製造するＦｅ基アモルファス合金薄帯の最大幅の２．５倍以上が好ましい。冷却ロールの幅は、より好ましくはＦｅ基アモルファス合金薄帯の最大幅の３．０倍以上である。
他方、冷却ロールの幅は、冷却ロールの外周面の表面状態の維持管理の点で、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の最大幅の１０．０倍以下が好ましい。
Ｆｅ基合金溶湯の冷却速度をより向上させ、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯をより安定的に製造する観点から、回転する冷却ロールの外周の周速は、２０ｍ／秒以上３５ｍ／秒以下が好ましい。回転する冷却ロールの外周の周速は、より好ましくは２５ｍ／秒以上３５ｍ／秒以下であり、更に好ましくは２７ｍ／秒以上３０ｍ／秒以下である。
（Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅及び厚さ）
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程では、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅及び厚さは、後述の熱処理が施されることによっては変化しない。従って、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が熱処理されて得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の幅も、５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の厚さも１０μｍ以上１５μｍ以下である。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の厚さが１５μｍ以下であることにより、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を用いて製造される磁心において、渦電流損失が抑制される。
また、前述したとおり、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の厚さが１５μｍ以下である場合には、自由凝固面に突起が発生しやすい傾向となる。しかし、本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法によれば、厚さが１５μｍ以下であるにもかかわらず、自由凝固面における突起の発生が抑制されたＦｅ基アモルファス合金薄帯及びＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が得られる。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の厚さは、好ましくは１４．７μｍ以下であり、より好ましくは１４．５μｍ以下であり、更に好ましくは１４μｍ以下であり、更に好ましくは１３．５μｍ以下である。
他方、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の厚さは、１０μｍ以上である。これにより、長尺のＦｅ基アモルファス合金薄帯及び長尺のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が安定して得られる。更に、後工程でのハンドリング等による破断を抑制するための機械的強度が確保される。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の厚さは、好ましくは１１μｍ以上である。
また、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅が６５ｍｍ以下であることにより、長尺のＦｅ基アモルファス合金薄帯及び長尺のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が安定して得られる。Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅は、好ましくは６３ｍｍ以下であり、より好ましくは６０ｍｍ以下であり、更に好ましくは５５ｍｍ以下である。
他方、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅が５ｍｍ以上であることにより、生産性（経済合理性）が確保される。Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅は、好ましくは１０ｍｍ以上であり、より好ましくは１５ｍｍ以上である。
本工程では、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯をスリットすることにより、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅を５ｍｍ以上６５ｍｍ以下に調整してもよい。
また、スリットにより、５ｍｍ以上６５ｍｍ以下の幅のＦｅ基アモルファス合金薄帯を複数条得てもよい。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅及び厚さは、それぞれ、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理して得られたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯においても維持される。
従って、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の幅及び厚さの好ましい範囲は、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅及び厚さの好ましい範囲と同様である。
（Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反り）
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りは、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅１０ｍｍ当たり０．３０ｍｍ以下が好ましい。
これにより、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯に絶縁層を形成する場合において、絶縁層の厚さの均一性（詳細には、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅方向の均一性）がより向上する。
その結果、絶縁層が形成されたＦｅ基アモルファス合金薄帯（又は熱処理によって得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯）からの絶縁層の脱落がより抑制される。
これにより、後述する磁心において、隣接するＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間での絶縁性の低下（即ち、絶縁層の脱落に起因する絶縁性の低下）が効果的に抑制される。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅１０ｍｍ当たりのＦｅ基アモルファス合金薄帯の反りは、より好ましくは０．２５ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．２０ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．１０ｍｍ以下である。
冷却ロールの外周部の熱伝導率が、７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることは、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りの低減にも寄与する。
冷却ロールの外周部のビッカース硬さが２５０ＨＶ以上である場合には、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りがより低減される。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りは、定盤上に、反りの凸側を上面にしてＦｅ基アモルファス合金薄帯を置き、レーザー光発光部及びレーザー光受光部を有する装置を用いて測定する。
装置としては、例えば、株式会社キーエンス製のＬＢ－３００を用いる。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りは、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理して得られたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯においても維持される。
従って、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の反りの好ましい範囲は、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りの好ましい範囲と同様である。
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の反りの測定方法は、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の反りの測定方法と同様である。
＜Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程＞
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程では、上述したＦｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理してＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る。
熱処理により、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の合金組織の少なくとも一部がナノ結晶化し（即ち、ナノ結晶粒が生成され）、その結果、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が得られる。
本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法では、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程で得られたＦｅ基アモルファス合金薄帯をそのまま熱処理してもよいし、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程で得られたＦｅ基アモルファス合金薄帯を、積層又は巻回し、得られた積層体又は巻回体を熱処理してもよい。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を巻回して得られた巻回体を熱処理する態様には、後述する本開示の磁心の製造方法が包含される。
熱処理における最高温度は、５００℃以上７００℃以下が好ましく、５５０℃以上６００℃以下がより好ましい。
熱処理において、最高温度での保持時間は、０．３時間以上５時間以下が好ましく、０．５時間以上３時間以下がより好ましく、１時間以上２時間以下が更に好ましい。
熱処理における雰囲気は、窒素等の非酸化性雰囲気であってもよいし、大気雰囲気でもよいが、品質安定化の観点から、非酸化性雰囲気が好ましい。
熱処理は、例えば、熱処理炉を使用して行う。
熱処理は、磁場中で行われてもよい。
〔磁心の製造方法〕
本開示の磁心の製造方法は、
Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃを含む磁心を製造する方法であって、
回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、冷却ロール上に供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程と、
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面上に絶縁層を形成する工程と、
絶縁層が形成されたＦｅ基アモルファス合金薄帯を巻回することにより、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ａを得る工程と、
巻回体Ａを熱処理することにより巻回体Ｃ（即ち、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ）を得る工程と、
を含み、
冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、外周部の熱伝導率が、７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。
本開示の磁心の製造方法は、必要に応じ、その他の工程を含んでいてもよい。
本開示の磁心の製造方法における、絶縁層を形成する工程、巻回体Ａを得る工程、及び巻回体Ｃを得る工程の全体は、前述した本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法における「Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程」の概念に包含される。
本開示の磁心の製造方法は、この点以外は、前述した本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法と同様である。
本開示の磁心の製造方法における「Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程」は、前述した本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法における「Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程」と同様である。従って、本開示の磁心の製造方法における「Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程」においても、自由凝固面における突起の発生が抑制されたＦｅ基アモルファス合金薄帯が得られる。
本開示の磁心の製造方法では、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ａを熱処理する。この熱処理により、巻回体Ａ中のＦｅ基アモルファス合金薄帯がＦｅ基ナノ結晶合金薄帯となり、その結果、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃを含む磁心が得られる。
巻回体Ａ中のＦｅ基アモルファス合金薄帯では、前述のとおり、自由凝固面における突起の発生が抑制されている。このため、巻回体Ｃ中において、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性の低下が抑制される。
以上のように、本開示の磁心の製造方法によって製造される磁心では、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れる。
このため、本開示の磁心の製造方法によって製造される磁心では、渦電流損失が低減される。
一般に、磁心の損失は、ヒステリシス損失と渦電流損失とによって決定される。
渦電流損失は周波数依存性があり、適用される周波数が高くなるにつれて大きくなる傾向が顕著である。
以上の観点から、本開示の磁心の製造方法は、高周波条件（特に、ＭＨｚオーダー以上の高周波条件）で使用される磁心を製造する方法として特に好適である。
渦電流損失をより抑制する観点から、本開示の磁心の製造方法によって製造される磁心は、後述する絶縁率ＲＩが８０％以上であることを満足することが好ましい。絶縁率ＲＩのより好ましい範囲は、後述する本開示の一例に係る磁心における絶縁率ＲＩのより好ましい範囲と同様である。
以下、本開示の磁心の製造方法における、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程以外の工程について説明する。
＜絶縁層を形成する工程＞
本開示の磁心の製造方法における絶縁層を形成する工程では、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面上に絶縁層を形成する。
絶縁層は、熱処理シリカ（酸化ケイ素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、及びマグネシア（酸化マグネシウム）等の金属酸化物を含むことが好ましい。
この場合、絶縁層に含有される金属酸化物は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよい。
絶縁層が金属酸化物を含有する場合には、巻回体Ｃを得る工程における熱処理の絶縁層に対する影響がより低減される。
例えば、最高温度５５０℃～６００℃での熱処理の最高温度は、高分子等の有機物の耐熱温度を超える。この最高温度での熱処理を行う場合においても、絶縁層が金属酸化物を含有する場合には、絶縁層に対する熱処理の影響が低減され、絶縁層の絶縁性が効果的に得られる。
絶縁層の厚さは、１．５～２．５μｍであることが好ましい。
絶縁層は、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面及びロール接触面の両方に設けられていてもよいが、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面に設けられ、かつ、ロール接触面に設けられないことが好ましい。これにより、巻回体を得る工程及びそれ以降における、絶縁層同士の接触が防止され、その結果、絶縁層同士の接触に起因する絶縁層の脱落がより抑制される。
絶縁層は、例えば、以下のようにして形成できる。
アルコール等の有機溶剤に粉体の金属酸化物（以下、金属酸化物粉ともいう）を懸濁させた懸濁液を調製する。得られた懸濁液中に、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を一定時間浸漬させてＦｅ基アモルファス合金薄帯に懸濁液を付着させ、次いで、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯に付着している懸濁液を乾燥させることにより、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面及びロール接触面に、絶縁層を形成できる。
絶縁層の厚さは、懸濁液中の金属酸化物粉の含有量、浸漬時間等を制御することにより、決定できる。
ここで、取り出し後であって乾燥前に、ロール接触面に付着した懸濁液を除去した場合には、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面のみに絶縁層を形成できる。
＜巻回体Ａを得る工程＞
巻回体Ａを得る工程では、絶縁層が形成されたＦｅ基アモルファス合金薄帯を巻回することにより、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ａを得る。
絶縁層が形成されたＦｅ基アモルファス合金薄帯の巻回は、公知の方法に従って行うことができる。
この際、巻回体Ａを、直径０．５ｍｍ程度のＣｕ線等で仮固定して形状を維持してもよい。
＜巻回体Ｃを得る工程＞
巻回体Ｃを得る工程では、巻回体Ａを熱処理することにより、巻回体Ｃ（即ち、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ）を得る。
巻回体Ｃを得る工程では、巻回体Ａ中のＦｅ基アモルファス合金薄帯が熱処理されてＦｅ基ナノ結晶合金薄帯となる。この点は、前述した本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法における「Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程」と同様である。
巻回体Ｃを得る工程における熱処理の好ましい条件は、前述した本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法における「Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程」における熱処理の好ましい条件と同様である。
前述のとおり、熱処理は、磁場中で行われてもよい。
磁場の方向としては、磁心の周方向と磁心の高さ（合金薄帯の幅）方向との２方向が好ましい。
印加磁場の強さ及び／又は磁場印加する温度領域は、磁心の用途に応じて適宜適正化できる。
更に、上記２つの磁場方向を順に変えてもよい。
〔Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯、磁心〕
本開示の一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯は、
自由凝固面及びロール接触面を有し、
前記自由凝固面における、中央部に窪みを有する突起Ｐの個数が、面積１００ｍｍ２当たり１．２個以下であり、
幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下である。
このように、本開示の一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯では、自由凝固面における突起の発生が抑制されている。
本開示の一例に係る磁心は、本開示の一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ１を含む。
本開示の一例に係る磁心は、絶縁層を介して隣接しているＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れる。
前述のとおり、厚さ１５μｍ以下のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯では、自由凝固面に突起が生じやすいが、突起の中でも、特に、中央部に窪みを有する突起Ｐが生じやすい。
本発明者等の検討により、厚さ１５μｍ以下のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の自由凝固面における突起Ｐを、面積１００ｍｍ２当たり１．２個以下に制限することにより、上記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ１を含む磁心において、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性が顕著に向上することが明らかとなった。
本一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯及び磁心は、かかる知見に基づいてなされたものである。
本開示において、「Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体」（巻回体Ｃ１、巻回体Ｃ）は、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている状態となっている巻回体を意味する。
従って、「Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体」は、絶縁層が形成されたＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を巻回して得られた巻回体には限定されない。
例えば、前述した本開示の磁心の製造方法のように、絶縁層が形成されたＦｅ基アモルファス合金薄帯を巻回して得られた巻回体を所定の条件で熱処理することにより、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている状態となっている巻回体が得られる。このような巻回体も、「Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体」の概念に包含される。
本一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯及び磁心を製造する方法には特に制限はない。
例えば、前述した本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法によれば、本一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を好適に製造することができる。
特に、前述した本開示の磁心の製造方法によれば、本一例に係る磁心を好適に製造することができる。この場合、本開示の磁心の製造方法における巻回体Ｃとして、本一例に係る磁心における巻回体Ｃ１が得られる。
本一例において、中央部に窪みを有する突起Ｐ（以下、単に「突起Ｐ」ともいう）とは、自由凝固面に対して垂直な方向から観察した場合に、中央部に窪みを有する突起を意味する。
本一例において、面積１００ｍｍ２当たりの突起Ｐの個数を求めるための観察は、実体顕微鏡を用い、倍率４０倍にて行う。
自由凝固面の面積１００ｍｍ２当たりの突起Ｐの個数は、前述のとおり１．２個以下である。上記突起Ｐの個数は、０個であってもよい。
上記突起Ｐの個数は、磁心におけるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性を更に向上させる観点から、１．０個以下であることが好ましい。
本一例に係るＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の好ましい態様（例えば、合金組成、幅、厚さ、反り等の好ましい態様）は、本開示のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法で得られるＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の好ましい態様と同様である。
本一例に係る磁心の好ましい態様は、本開示の磁心の製造方法で得られる磁心の好ましい態様と同様である。
＜絶縁率ＲＩ＞
本一例に係る磁心は、前述のとおり、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯間の絶縁性に優れる。これにより、渦電流損失が低減される。
渦電流損失をより低減する観点から、本一例に係る磁心は、下記式（１）で表される絶縁率ＲＩが８０％以上であることが好ましい。
ＲＩ＝Ｒｒ／（Ｒｕ・Ｌｒ）×１００（％） … 式（１）
式（１）中、
Ｒｒは、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯における、最内周の一端と最外周の他端との２端間の直流電気抵抗値（Ω）であり、
Ｒｕは、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の長手方向の１ｍ長さ当たりの直流電気抵抗値（Ω）であり、
Ｌｒは、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の長さ（ｍ）である。
以下、式（１）で表される絶縁率ＲＩについて説明する。
本一例に係る磁心において、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯間が完全に絶縁されている場合は、式（１）中のＲｕとＬｒとの積（即ち、「Ｒｕ・Ｌｒ」）が、式（１）中のＲｒと同じ値になる。この場合、絶縁率ＲＩは１００％である。
他方、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯間において、絶縁が破壊されている箇所（即ち、短絡されている箇所）が存在する場合には、Ｒｒが「Ｒｕ・Ｌｒ」よりも小さくなる。この場合、絶縁率ＲＩは１００％未満である。
式（１）中のＲｕは、本一例に係る磁心の直径に基づき、この磁心の最外周端部から１ｍの位置を見積もり、最外周端部と、最外周端部から１ｍの位置と、の間での直流電気抵抗値（Ω）を測定することによって求める。
渦電流損失をより低減する観点から、本一例に係る磁心における絶縁率ＲＩは、好ましくは８５％以上であり、更に好ましくは９０％以上である。
また、本一例に係る磁心における絶縁率ＲＩは、１００％であってもよいが、磁心の製造適性（製造し易さ）の観点から、好ましくは１００％未満である。
以下、本開示の実施例を示すが、本開示は以下の実施例には限定されない。
（実施例１）
－Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の製造（鋳造）－
Ｆｅｂａｌ．Ｃｕ０．９８Ｓｉ１４．９９Ｂ６．６８Ｎｂ２．８９Ｃ０．０５（原子％）で表される合金組成を有するＦｅ基合金溶湯（９．１ｋｇ）を、回転する冷却ロール上に供給し、供給されたＦｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が２５ｍｍであり、厚さが１３．４μｍであるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得た。
ここで、「ｂａｌ．」（balance）は、組成式（Ａ）中の「１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ」に対応する値である。
得られたＦｅ基合金薄帯が、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯であること、即ち、合金組織がアモルファス相からなることは、薄帯の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察して確認した。
本実施例の全工程を通じ、Ｆｅ基合金の合金組成は変化しない。従って、Ｆｅ基合金溶湯、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯、及び後述のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯の合金組成は同一である。
また、本実施例の全工程において、薄帯のサイズ（厚さ、幅、及び長さ）は変化しない。従って、後述するＦｅ基ナノ結晶合金薄帯のサイズ（厚さ、幅、及び長さ）は、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯のサイズ（厚さ、幅、及び長さ）と同一である。
以下において、単に「薄帯」との語は、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯又はＦｅ基アモルファス合金薄帯という意味である。
冷却ロールの回転速度は、外周の周速として２８ｍ／秒とした。
冷却ロールとしては、以下のものを用いた。
この冷却ロールは、内部に、外周部を冷却する構造として、冷却水を循環させる水路を備えている。
－冷却ロール－
・直径：８００ｍｍ
・幅：１５０ｍｍ
・外周部の厚さ：２０ｍｍ
・外周部の素材：Ｃｕ－Ｂｅ合金（Ｂｅ：１．９質量％、残部：Ｃｕ及び不純物）
・外周部の熱伝導率：１２４Ｗ／（ｍ・Ｋ）
－外周部のビッカース硬さ－
外周部のビッカース硬さを、ビッカース硬さ試験機を用いて試験荷重２０ｋｇｆで測定した。
結果を表１に示す。
－自由凝固面における面積１００ｍｍ２当たりの突起Ｐの個数の測定－
得られたＦｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面における突起Ｐの個数を評価するため、自由凝固面を、実体顕微鏡にて、倍率４０倍で３０視野（面積１１５４ｍｍ２）観察した。
観察した結果に基づき、面積１００ｍｍ２当たりの突起Ｐの個数を求めた。
結果を表１に示す。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯（即ち、熱処理前の薄帯）の自由凝固面における突起Ｐの個数は、この後の工程において変化しない。
即ち、後述するＦｅ基ナノ結晶合金薄帯（即ち、熱処理後の薄帯）の自由凝固面における突起Ｐの個数は、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯（即ち、熱処理前の薄帯）の自由凝固面における突起Ｐの個数と同一である。
－幅方向における反り－
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅方向における反りを、以下のようにして測定した。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の鋳造始め側の端部及び鋳造終わり側の端部から、それぞれ、長さ１００ｍｍのサンプルを１枚ずつ採取した。
定盤上に、各サンプルを、反りの凸側が上面側となるように配置し、この状態で、サンプルの上面の最上部の高さを測定した。最上部の高さの測定は、株式会社キーエンス製ＬＢ－３００を用いて行った。
２枚のサンプルにおける最上部の高さの最大値は、０．１０ｍｍであった。
サンプルの幅が２５ｍｍであることから、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の幅方向における反りは、幅１０ｍｍ当たり０．０４ｍｍと求められた（表１参照）。
－絶縁層の形成－
以下のようにして、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面上に、厚さ２．１μｍの絶縁層を形成した。
イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）中に、平均粒径０．５μｍのシリカ粉末を懸濁させた懸濁液を準備した。
この懸濁液中に、上記で得られたＦｅ基アモルファス合金薄帯を通し、その後、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯のロール接触面に付着した懸濁液を除去した。
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の自由凝固面に付着した懸濁液を乾燥させることにより、厚さ２．１μｍの絶縁層を得た。
－巻回体Ａの作製－
絶縁層が形成されたＦｅ基アモルファス合金薄帯（長さ２６４ｍ）を巻回することにより、内径６０．５ｍｍ、外径１００．０ｍｍの巻回体Ａ（即ち、Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ａ）を得た。
－巻回体Ｃ（磁心）の作製－
上記巻回体Ａを、最高保持温度５８０℃、保持時間２時間の条件で熱処理することにより、磁心として、巻回体Ｃ（即ち、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ）を得た。
巻回体Ｃ中のＦｅ基合金薄帯が、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯であること、即ち、合金組織中にナノ結晶粒が生成されていることは、巻回体Ｃ中の薄帯の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察して確認した。
－絶縁率ＲＩの測定－
上記で得られた磁心の絶縁率ＲＩ（即ち、式（１）で表される絶縁率ＲＩ）を、前述した方法によって測定した。
結果を表１に示す。
（実施例２～４及び比較例１）
Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の製造条件（Ｆｅ基合金溶湯の合金組成を含む）を、表１に示すように変更したこと以外は実施例１と同様の操作を行った。
但し、実施例３及び４については、更に、巻回体Ａに対する熱処理の最高保持温度を５５０℃に変更した。
結果を表１に示す。
実施例２では、以下の冷却ロールを用いた。
実施例２の冷却ロールも、内部に、外周部を冷却する構造として、冷却水を循環させる水路を備えている。
－実施例２の冷却ロール－
・直径：８００ｍｍ
・幅：１５０ｍｍ
・外周部の厚さ：２０ｍｍ
・外周部の素材：Ｃｕ－Ｂｅ合金（Ｂｅ：２．０質量％、残部：Ｃｕ及び不純物）
・外周部の熱伝導率：１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
実施例３では、以下の冷却ロールを用いた。
実施例３の冷却ロールも、内部に、外周部を冷却する構造として、冷却水を循環させる水路を備えている。
－実施例３の冷却ロール－
・直径：４５０ｍｍ
・幅：３００ｍｍ
・外周部の厚さ：１７ｍｍ
・外周部の素材：Ｃｕ－Ｎｉ合金（Ｃｕ：９０質量％以上、残部：不純物（Ｎｉ、Ｓｉ及びＣｒを含む））
・外周部の熱伝導率：１６８Ｗ／（ｍ・Ｋ）
実施例４では、以下の冷却ロールを用いた。
実施例４の冷却ロールも、内部に、外周部を冷却する構造として、冷却水を循環させる水路を備えている。
－実施例４の冷却ロール－
・直径：６５０ｍｍ
・幅：３００ｍｍ
・外周部の厚さ：１７ｍｍ
・外周部の素材：Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ合金（Ｃｕ：９０質量％以上、Ｎｉ：７質量％、Ｂｅ：０．３質量％、残部：不純物（Ａｇ、Ｃｒ及びＺｒを含む））
・外周部の熱伝導率：２１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）
比較例１では、以下の冷却ロールを用いた。
比較例１の冷却ロールも、内部に、外周部を冷却する構造として、冷却水を循環させる水路を備えている。
－比較例１の冷却ロール－
・直径：８００ｍｍ
・幅：１５０ｍｍ
・外周部の厚さ：２０ｍｍ
・外周部の素材：Ｃｕ－Ｂｅ合金（Ｂｅ：０．３質量％、残部：Ｃｕ及び不純物）
・外周部の熱伝導率：２４０Ｗ／（ｍ・Ｋ）
表１に示すように、冷却ロールの外周部の熱伝導率が７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である実施例１～４では、薄帯の自由凝固面の面積１００ｍｍ２当たりの突起Ｐの個数が低減され、かつ、磁心の絶縁率ＲＩに優れていた。
これに対し、冷却ロールの外周部の熱伝導率が２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）超である比較例１では、薄帯の自由凝固面１００ｍｍ２当たりの突起Ｐの個数が大幅に増加し、かつ、磁心の絶縁率ＲＩが大幅に劣化していた。






図１は、比較例１のＦｅ基アモルファス合金薄帯における２個の突起Ｐ（即ち、中央部に窪みを有する突起Ｐ）を、自由凝固面に対して垂直な方向から観察した場合のレーザー顕微鏡像（倍率５０倍）であり、図２は、図１の３Ｄ（Three Dimension）表示図である。ここで、レーザー顕微鏡としては、キーエンス社製のレーザー顕微鏡「ＶＫ－８７１６」を用い、三次元イメージを得るための解析は、同社製の解析ソフト「VK Analayzer ver.2.4.0.0」を用いた。
比較例１では、このような突起Ｐが多数発生していたが、実施例１～４では、このような突起Ｐが低減されていた。
２０１８年９月２６日に出願された日本国特許出願２０１８－１８００３１号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。

Claims (5)

  1. 回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、前記冷却ロール上に供給された前記Ｆｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程と、
    前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を熱処理してＦｅ基ナノ結晶合金薄帯を得る工程と、を含み、
    前記冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、前記外周部の熱伝導率が、１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、
    前記外周部のビッカース硬さが、２５０ＨＶ以上４００ＨＶ以下であり、
    前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯は、前記自由凝固面における、中央部に窪みを有する突起Ｐの個数が、面積１００ｍｍ ２ 当たり１．２個以下であり、幅方向における反りが、幅１０ｍｍ当たり０．３０ｍｍ以下であり、
    前記Ｆｅ基合金溶湯が、下記組成式（Ａ）で表される合金組成を有する、
    Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の製造方法。
    Ｆｅ １００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ Ｃｕ ａ Ｓｉ ｂ Ｂ ｃ Ｎｂ ｄ Ｃ ｅ … 組成式（Ａ）
    組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
  2. Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃを含む磁心を製造する方法であって、
    回転する冷却ロール上にＦｅ基合金溶湯を供給し、前記冷却ロール上に供給された前記Ｆｅ基合金溶湯を急冷凝固させることにより、自由凝固面及びロール接触面を有し、幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であるＦｅ基アモルファス合金薄帯を得る工程と、
    前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯の前記自由凝固面上に前記絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層が形成された前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯を巻回することにより、前記Ｆｅ基アモルファス合金薄帯が前記絶縁層を介して巻回されている巻回体Ａを得る工程と、
    前記巻回体Ａを熱処理することにより前記巻回体Ｃを得る工程と、
    を含み、
    前記冷却ロールの外周部がＣｕ合金で構成され、前記外周部の熱伝導率が、１１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上２２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であり、
    前記外周部のビッカース硬さが、２５０ＨＶ以上であり４００ＨＶ以下であり、
    前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯は、前記自由凝固面における、中央部に窪みを有する突起Ｐの個数が、面積１００ｍｍ ２ 当たり１．２個以下であり、幅方向における反りが、幅１０ｍｍ当たり０．３０ｍｍ以下であり、
    前記Ｆｅ基合金溶湯が、下記組成式（Ａ）で表される合金組成を有する、磁心の製造方法。
    Ｆｅ １００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ Ｃｕ ａ Ｓｉ ｂ Ｂ ｃ Ｎｂ ｄ Ｃ ｅ … 組成式（Ａ）
    組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
  3. 自由凝固面及びロール接触面を有し、
    前記自由凝固面における、中央部に窪みを有する突起Ｐの個数が、面積１００ｍｍ２当たり１．２個以下であり、
    幅が５ｍｍ以上６５ｍｍ以下であり、
    厚さが１０μｍ以上１５μｍ以下であり、
    幅方向における反りが、幅１０ｍｍ当たり０．３０ｍｍ以下であり、
    下記組成式（Ａ）で表される合金組成を有する、
    Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯。
    Ｆｅ １００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ Ｃｕ ａ Ｓｉ ｂ Ｂ ｃ Ｎｂ ｄ Ｃ ｅ … 組成式（Ａ）
    組成式（Ａ）中、１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｅ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、及びＣの合計を１００原子％とした場合の各元素の原子％を示し、かつ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、及びｅは、それぞれ、０．３０≦ａ≦２．００、１３．００≦ｂ≦１６．００、６．００≦ｃ≦１１．００、２．００≦ｄ≦４．００、及び、０．０４≦ｅ≦０．４０を満足する。
  4. 請求項３に記載のＦｅ基ナノ結晶合金薄帯が絶縁層を介して巻回されている巻回体Ｃ１を含む磁心。
  5. 下記式（１）で表される絶縁率ＲＩが、８０％以上である請求項４に記載の磁心。
    ＲＩ＝Ｒｒ／（Ｒｕ・Ｌｒ）×１００（％） … 式（１）
    式（１）中、
    Ｒｒは、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯における、最内周の一端と最外周の他端との２端間の直流電気抵抗値（Ω）であり、
    Ｒｕは、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の長手方向の長さ１ｍ当たりの直流電気抵抗値（Ω）であり、
    Ｌｒは、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯の長手方向の長さ（ｍ）である。
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CN113774284A (zh) * 2021-09-07 2021-12-10 青岛云路先进材料技术股份有限公司 超薄纳米晶合金带材、磁芯及制备方法
CN117747285B (zh) * 2023-12-25 2024-08-20 东莞市昱懋纳米科技有限公司 一种获得低磁导率纳米晶磁芯的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006281317A (ja) 2005-03-11 2006-10-19 Nippon Steel Corp 均厚性に優れた非晶質磁性薄帯の製造方法及び製造装置
WO2012033682A1 (en) 2010-09-09 2012-03-15 Metglas, Inc. Ferromagnetic amorphous alloy ribbon with reduced surface protrusions, method of casting and application thereof
JP2015167228A (ja) 2014-02-17 2015-09-24 日立金属株式会社 高周波加速空胴用磁心、及びその製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57139453A (en) 1981-02-25 1982-08-28 Hitachi Ltd Continuous producing device for metallic ribbon
JPS57146453A (en) * 1981-03-02 1982-09-09 Hitachi Ltd Rolling roll
JPS6479342A (en) 1986-12-15 1989-03-24 Hitachi Metals Ltd Fe-base soft magnetic alloy and its production
JP2698369B2 (ja) 1988-03-23 1998-01-19 日立金属株式会社 低周波トランス用合金並びにこれを用いた低周波トランス
CA2130597A1 (en) * 1993-08-23 1995-02-24 Nippon Chemi-Con Corporation Process for producing an amorphous alloy ribbon
EP1045402B1 (en) 1999-04-15 2011-08-31 Hitachi Metals, Ltd. Soft magnetic alloy strip, manufacturing method and use thereof
JP3594123B2 (ja) 1999-04-15 2004-11-24 日立金属株式会社 合金薄帯並びにそれを用いた部材、及びその製造方法
JP3494371B2 (ja) * 2001-02-14 2004-02-09 日立金属株式会社 アモルファス合金薄帯の製造方法、およびこれを用いたナノ結晶合金薄帯の製造方法
US6749700B2 (en) * 2001-02-14 2004-06-15 Hitachi Metals Ltd. Method for producing amorphous alloy ribbon, and method for producing nano-crystalline alloy ribbon with same
US7291231B2 (en) * 2002-05-17 2007-11-06 Metglas, Inc. Copper-nickel-silicon two phase quench substrate
JP4969808B2 (ja) 2005-07-04 2012-07-04 新日本製鐵株式会社 磁気特性に優れた鉄系非晶質薄帯の製造方法及び製造装置
JP5182601B2 (ja) * 2006-01-04 2013-04-17 日立金属株式会社 非晶質合金薄帯、ナノ結晶軟磁性合金ならびにナノ結晶軟磁性合金からなる磁心
KR101138596B1 (ko) * 2007-09-25 2012-05-10 가부시키가이샤 알박 2 차 냉각 장치, 주조 장치
CN102314985B (zh) * 2011-09-29 2013-01-09 安泰科技股份有限公司 一种铁基非晶合金宽带及其制造方法
KR20200010574A (ko) * 2012-03-15 2020-01-30 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 아몰퍼스 합금 박대
US9978497B2 (en) * 2013-03-13 2018-05-22 Hitachi Metals, Ltd. Wound magnetic core and method of producing the same
CN106030732B (zh) 2014-02-17 2018-09-04 日立金属株式会社 高频变压器磁芯及其制造方法
JP2018180031A (ja) 2017-04-04 2018-11-15 株式会社東京スコープ ドットサイト

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006281317A (ja) 2005-03-11 2006-10-19 Nippon Steel Corp 均厚性に優れた非晶質磁性薄帯の製造方法及び製造装置
WO2012033682A1 (en) 2010-09-09 2012-03-15 Metglas, Inc. Ferromagnetic amorphous alloy ribbon with reduced surface protrusions, method of casting and application thereof
JP2015167228A (ja) 2014-02-17 2015-09-24 日立金属株式会社 高周波加速空胴用磁心、及びその製造方法

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