JPH0230448B2 - - Google Patents
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- JPH0230448B2 JPH0230448B2 JP56017431A JP1743181A JPH0230448B2 JP H0230448 B2 JPH0230448 B2 JP H0230448B2 JP 56017431 A JP56017431 A JP 56017431A JP 1743181 A JP1743181 A JP 1743181A JP H0230448 B2 JPH0230448 B2 JP H0230448B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/04—Amorphous alloys with nickel or cobalt as the major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/06—Alloys based on chromium
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/36—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
- G01K7/38—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils the variations of temperature influencing the magnetic permeability
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Description
本発明は感温磁性材料に係るものであり、特に
キユリー点近傍で透磁率が急激に変化する感温非
晶質磁性合金を用いた温度検出方法に関するもの
である。 従来から感温磁性材料は炊飯の温度スイツチな
どの温度センサとして広く用いられている。これ
は例えば第１図ａに示す如く熱センサとして用い
る磁心１を励磁し、NL巻線に誘起する電圧がキ
ユリー点以上で消失する性質を利用して設定温度
の検出あるいは回路保護などを行うためのもので
ある。なお第１図ｂは動作を示しtsは磁心１の温
度がキユリー点となつた時を示す。この種の材料
として要求される特性は、一般に飽和磁束密度が
大きく、温度に対する飽和磁束密度、保磁力、透
磁率の値が設定温度で急変し、かつ熱応答の速い
ものが望ましい。設定温度としては通常材料のキ
ユリー点を利用する。従つて材料の組成を変える
ことにより種々のキユリー点が得られることが望
ましい。従来、この種の感温磁性材料としては、
−40℃〜＋15℃のキユリー点を有するフエライト
が用いられている。しかしフエライトの磁束密度
はせいぜい5500Gと小さく、キユリー点近傍の透
磁率もせいぜい10kHzで7000程度であり、このた
めにキユリー点での透磁率の変化が小さいものと
なつていた。またフエライトは熱伝導率が小さい
ため、熱応答が遅いという欠点もある。 また近年結晶構造を持たない非晶質金属が種々
の興味ある特性を有することから注目されてい
る。特にその磁気的性質が高い飽和磁化、高い透
磁率、小さな保磁力を示すことから新規な軟質磁
性材料としてその応用が期待されている。これら
の非晶質合金は、例えば溶融した母合金を約105
℃／秒以上の冷却速度で急冷することにより得ら
れるものである。このうち遷移金属としてFeま
たはCoを主成分とし、半金属元素を含む非晶質
合金は磁性を示し高飽和磁化、高透磁率を有する
ことが知られている。しかし非晶質合金は準安定
状態であるため、一般に結晶化温度よりもかなり
低い一定の温度以上の加熱によりその特性が変化
する。たとえば上記FeあるいはCoを主成分とす
る非晶質合金では300℃以上の温度に長時間さら
されると徐々に結晶化が進行し、機械的にもろく
なつてしまい非晶質合金特有の柔軟性が失なわれ
てしまう。またキユリー点が比較的高い非晶質磁
性合金では300℃以下の温度で加熱されても透磁
率が著しく低下し、保磁力が増大するなど軟質磁
気特性が劣化するため感温体としては適さない。 本発明はこのような点を鑑みなされたもので、
磁束密度が大きく透磁率がキユリー点近傍で大き
く変化し、さらに繰り返しの使用に対しても、迅
速かつ確実に応答する感温非晶質磁性合金を用い
た温度検出方法を提供することを目的とするもの
である。 本発明は（T1-aNia）100-zXz（ただしＸ＝Ｐ、
Ｂ、Ｃ、Siの少なくとも一種、Ｔ＝CoまたはFe、
15≦ｚ≦30、0.2≦ａ≦0.8（Ｔ＝Co）または0.4≦
ａ≦0.9（Ｔ＝Fe））からなる200℃以下のキユリー
点を有する感温非晶質磁性合金の磁性特性の温度
変化を利用した温度検出方法である。また前記感
温非晶質磁性合金において特にCoまたはFeを５
原子％未満のCrで置換した場合には透磁率が増
大し、キユリー点近傍における透磁率の変化が大
きなものとなる。 つまり、本発明は結晶構造を持たず準安定状態
である非晶質合金が特定温度（キユリー点）近傍
までの加熱によりその特性が変化する事に着目し
特に本発明の組成に係る非晶質合金がキユリー点
近傍で透磁率が大幅に変化し、さらに繰り返しの
使用に対しても迅速かつ確実に応答する感温性を
有することを見出したものである。 なお、本発明においてNiは応答温度、つまり
キユリー点を調整するのに有効な元素であり、そ
の量がCoとの組合せにおいてはａ＝0.2未満では
キユリー点が200℃より大きくなり、繰り返しの
使用における熱的安定性が悪く、キユリー点近傍
における透磁率の変動が大きく実用的でなく、ａ
＝0.8を越えるとキユリー点が液体窒素温度以下
となり実用的でない。さらに実用上はａを0.5〜
0.7の範囲とする事が好ましい。 また、NiのFeとの組合せにおいてはａ＝0.4未
満ではキユリー点が200℃より大きくなり、繰返
しの使用における熱的安定性が悪く、キユリー点
近傍における透磁率の変動が大きく実用的でな
く、ａ＝0.9を越えるとキユリー点が液体窒素温
度以下となり実用的でない。Crは透磁率を増大
させ、耐食性を向上させるとともにキユリー点の
調整に有効な元素であるが、その量がFeあるい
はCoに対して５原子％を越えると非晶質合金の
製造がより難になる。さらに実用上はａを0.6〜
0.8の範囲とする事が好ましい。 Ｘは非晶質化に不可欠な元素であるが、本発明
の範囲外では非晶質化が困難となる。さらに実用
上はｚを20〜25の範囲とする事が好ましい。 以下本発明を具体的実施例を用いて詳細に説明
する。 実施例 １ （Co1-aNia）75Si10B15から成る厚さ30μｍの非
晶質合金を双ロール法を用いて作製した。その一
部を切り取り400℃で10分歪取り焼鈍後試料振動
型磁力計（VSM）を用いて磁化の温度変化を測
定し、キユリー点（Tc）を求めた。TcとNi量の
関係を第２図に示す。第２図よりNi量とともに
キユリー点は単調に減少することがわかる。次に
第２図の各組成に対して10kHzにおける実効透磁
率μ′10kの温度変化を測定した。その結果を代表
例として（Co0.35Ni0.65）78Si8B14の場合について
第３図に示す。Tc近傍における透磁率は80000を
示しフエライトの7000よりもはるかに大きいこと
がわかる。またμ′10kの最大値を示す温度とTcの
温度差が30℃と小さく、わずかの温度差で急激に
変化する。同材料につき室温からキユリー点（５
℃）までの温度サイクルを100回くり返したが透
磁率の経時変化、キユリー点の経時変化は特に認
められず熱的に安定であることがわかつた。第２
図に示した種々のNiを含有する非晶質合金につ
き、同様の温度サイクルをくり返し透磁率および
キユリー点Tcの変化を求めたところ、本発明範
囲を逸脱する非晶質合金では、数回の温度サイク
ルでキユリー点の変化、透磁率の劣化が生じ、感
温磁性材料として適当でないことが確認された。 実施例 ２ （Fe1-aNia）75B25から成る厚さ30μｍの非晶質
合金を双ロール法を用いて作製し400℃で15分熱
処理後実施例１と同様にしてTcのNi依存性を求
め第４図の結果を得た。第４図の各組成に対して
μ′10kを測定した。その結果を代表例として
（Fe0.25Ni0.75）80B20の場合について第５図に示す。
Tc（75℃）近傍におけるμ′10kは20000を示しフエ
ライトの7000よりもずつと大きいことがわかる。
同材料につき室温からTcまでの温度サイクルを
100回くり返したが透磁率の経時変化、キユリー
点の経時変化は特に認められず、熱的に安定であ
つた。同様に第４図に示した種々のNiを含有す
る非晶質合金につき室温からTcまでの温度サイ
クルをくり返し、透磁率およびキユリー点Tcの
変化を求めたところ、本発明範囲を逸脱する非晶
質合金では数回の温度サイクルでTcの経時変化、
透磁率の劣化（経時変化）が生じ、感温磁性材料
として適当でないことが判明した。 実施例 ３ 第１表に示す非晶質合金を双ロール法を用いて
作製し、実施例１と同様にしてTcおよびμ′10kの
Tc近傍における値を求めた結果を合わせて第１
表に示す。
キユリー点近傍で透磁率が急激に変化する感温非
晶質磁性合金を用いた温度検出方法に関するもの
である。 従来から感温磁性材料は炊飯の温度スイツチな
どの温度センサとして広く用いられている。これ
は例えば第１図ａに示す如く熱センサとして用い
る磁心１を励磁し、NL巻線に誘起する電圧がキ
ユリー点以上で消失する性質を利用して設定温度
の検出あるいは回路保護などを行うためのもので
ある。なお第１図ｂは動作を示しtsは磁心１の温
度がキユリー点となつた時を示す。この種の材料
として要求される特性は、一般に飽和磁束密度が
大きく、温度に対する飽和磁束密度、保磁力、透
磁率の値が設定温度で急変し、かつ熱応答の速い
ものが望ましい。設定温度としては通常材料のキ
ユリー点を利用する。従つて材料の組成を変える
ことにより種々のキユリー点が得られることが望
ましい。従来、この種の感温磁性材料としては、
−40℃〜＋15℃のキユリー点を有するフエライト
が用いられている。しかしフエライトの磁束密度
はせいぜい5500Gと小さく、キユリー点近傍の透
磁率もせいぜい10kHzで7000程度であり、このた
めにキユリー点での透磁率の変化が小さいものと
なつていた。またフエライトは熱伝導率が小さい
ため、熱応答が遅いという欠点もある。 また近年結晶構造を持たない非晶質金属が種々
の興味ある特性を有することから注目されてい
る。特にその磁気的性質が高い飽和磁化、高い透
磁率、小さな保磁力を示すことから新規な軟質磁
性材料としてその応用が期待されている。これら
の非晶質合金は、例えば溶融した母合金を約105
℃／秒以上の冷却速度で急冷することにより得ら
れるものである。このうち遷移金属としてFeま
たはCoを主成分とし、半金属元素を含む非晶質
合金は磁性を示し高飽和磁化、高透磁率を有する
ことが知られている。しかし非晶質合金は準安定
状態であるため、一般に結晶化温度よりもかなり
低い一定の温度以上の加熱によりその特性が変化
する。たとえば上記FeあるいはCoを主成分とす
る非晶質合金では300℃以上の温度に長時間さら
されると徐々に結晶化が進行し、機械的にもろく
なつてしまい非晶質合金特有の柔軟性が失なわれ
てしまう。またキユリー点が比較的高い非晶質磁
性合金では300℃以下の温度で加熱されても透磁
率が著しく低下し、保磁力が増大するなど軟質磁
気特性が劣化するため感温体としては適さない。 本発明はこのような点を鑑みなされたもので、
磁束密度が大きく透磁率がキユリー点近傍で大き
く変化し、さらに繰り返しの使用に対しても、迅
速かつ確実に応答する感温非晶質磁性合金を用い
た温度検出方法を提供することを目的とするもの
である。 本発明は（T1-aNia）100-zXz（ただしＸ＝Ｐ、
Ｂ、Ｃ、Siの少なくとも一種、Ｔ＝CoまたはFe、
15≦ｚ≦30、0.2≦ａ≦0.8（Ｔ＝Co）または0.4≦
ａ≦0.9（Ｔ＝Fe））からなる200℃以下のキユリー
点を有する感温非晶質磁性合金の磁性特性の温度
変化を利用した温度検出方法である。また前記感
温非晶質磁性合金において特にCoまたはFeを５
原子％未満のCrで置換した場合には透磁率が増
大し、キユリー点近傍における透磁率の変化が大
きなものとなる。 つまり、本発明は結晶構造を持たず準安定状態
である非晶質合金が特定温度（キユリー点）近傍
までの加熱によりその特性が変化する事に着目し
特に本発明の組成に係る非晶質合金がキユリー点
近傍で透磁率が大幅に変化し、さらに繰り返しの
使用に対しても迅速かつ確実に応答する感温性を
有することを見出したものである。 なお、本発明においてNiは応答温度、つまり
キユリー点を調整するのに有効な元素であり、そ
の量がCoとの組合せにおいてはａ＝0.2未満では
キユリー点が200℃より大きくなり、繰り返しの
使用における熱的安定性が悪く、キユリー点近傍
における透磁率の変動が大きく実用的でなく、ａ
＝0.8を越えるとキユリー点が液体窒素温度以下
となり実用的でない。さらに実用上はａを0.5〜
0.7の範囲とする事が好ましい。 また、NiのFeとの組合せにおいてはａ＝0.4未
満ではキユリー点が200℃より大きくなり、繰返
しの使用における熱的安定性が悪く、キユリー点
近傍における透磁率の変動が大きく実用的でな
く、ａ＝0.9を越えるとキユリー点が液体窒素温
度以下となり実用的でない。Crは透磁率を増大
させ、耐食性を向上させるとともにキユリー点の
調整に有効な元素であるが、その量がFeあるい
はCoに対して５原子％を越えると非晶質合金の
製造がより難になる。さらに実用上はａを0.6〜
0.8の範囲とする事が好ましい。 Ｘは非晶質化に不可欠な元素であるが、本発明
の範囲外では非晶質化が困難となる。さらに実用
上はｚを20〜25の範囲とする事が好ましい。 以下本発明を具体的実施例を用いて詳細に説明
する。 実施例 １ （Co1-aNia）75Si10B15から成る厚さ30μｍの非
晶質合金を双ロール法を用いて作製した。その一
部を切り取り400℃で10分歪取り焼鈍後試料振動
型磁力計（VSM）を用いて磁化の温度変化を測
定し、キユリー点（Tc）を求めた。TcとNi量の
関係を第２図に示す。第２図よりNi量とともに
キユリー点は単調に減少することがわかる。次に
第２図の各組成に対して10kHzにおける実効透磁
率μ′10kの温度変化を測定した。その結果を代表
例として（Co0.35Ni0.65）78Si8B14の場合について
第３図に示す。Tc近傍における透磁率は80000を
示しフエライトの7000よりもはるかに大きいこと
がわかる。またμ′10kの最大値を示す温度とTcの
温度差が30℃と小さく、わずかの温度差で急激に
変化する。同材料につき室温からキユリー点（５
℃）までの温度サイクルを100回くり返したが透
磁率の経時変化、キユリー点の経時変化は特に認
められず熱的に安定であることがわかつた。第２
図に示した種々のNiを含有する非晶質合金につ
き、同様の温度サイクルをくり返し透磁率および
キユリー点Tcの変化を求めたところ、本発明範
囲を逸脱する非晶質合金では、数回の温度サイク
ルでキユリー点の変化、透磁率の劣化が生じ、感
温磁性材料として適当でないことが確認された。 実施例 ２ （Fe1-aNia）75B25から成る厚さ30μｍの非晶質
合金を双ロール法を用いて作製し400℃で15分熱
処理後実施例１と同様にしてTcのNi依存性を求
め第４図の結果を得た。第４図の各組成に対して
μ′10kを測定した。その結果を代表例として
（Fe0.25Ni0.75）80B20の場合について第５図に示す。
Tc（75℃）近傍におけるμ′10kは20000を示しフエ
ライトの7000よりもずつと大きいことがわかる。
同材料につき室温からTcまでの温度サイクルを
100回くり返したが透磁率の経時変化、キユリー
点の経時変化は特に認められず、熱的に安定であ
つた。同様に第４図に示した種々のNiを含有す
る非晶質合金につき室温からTcまでの温度サイ
クルをくり返し、透磁率およびキユリー点Tcの
変化を求めたところ、本発明範囲を逸脱する非晶
質合金では数回の温度サイクルでTcの経時変化、
透磁率の劣化（経時変化）が生じ、感温磁性材料
として適当でないことが判明した。 実施例 ３ 第１表に示す非晶質合金を双ロール法を用いて
作製し、実施例１と同様にしてTcおよびμ′10kの
Tc近傍における値を求めた結果を合わせて第１
表に示す。
【表】
【表】
以上の如く本発明の感温非晶質磁性合金はキユ
リー点近傍の透磁率の温度変化が大きく、かつそ
の変化の温度領域が狭いため急峻に透磁率を変化
させられること、そして金属材料でしかも薄板で
あるために熱伝導が大きく熱応答が速いこと、さ
らには組成、特にNi量を調整することにより容
易にキユリー点を変化させることが出来、設定温
度を200℃以下の自由な温度に変えられることな
ど優れた感温特性を有し温度センサーとして工業
上優れた感温磁性材料である。 本感温磁性材料は第１図に示す如くトロイダル
コアとして設定温度の検出を行うことができるほ
か、長尺の線状のまま温度センサーとして使用す
ることも出来る。
リー点近傍の透磁率の温度変化が大きく、かつそ
の変化の温度領域が狭いため急峻に透磁率を変化
させられること、そして金属材料でしかも薄板で
あるために熱伝導が大きく熱応答が速いこと、さ
らには組成、特にNi量を調整することにより容
易にキユリー点を変化させることが出来、設定温
度を200℃以下の自由な温度に変えられることな
ど優れた感温特性を有し温度センサーとして工業
上優れた感温磁性材料である。 本感温磁性材料は第１図に示す如くトロイダル
コアとして設定温度の検出を行うことができるほ
か、長尺の線状のまま温度センサーとして使用す
ることも出来る。
第１図は感温磁性材料を磁心に用いて温度制御
を行う際の構成例を示す原理図、第２図および第
４図はキユリー点の組成依存性を示す曲線図、第
３図および第５図は透磁率の温度変化を示す曲線
図。
を行う際の構成例を示す原理図、第２図および第
４図はキユリー点の組成依存性を示す曲線図、第
３図および第５図は透磁率の温度変化を示す曲線
図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ （T1-aNia）100-zXz 〔ただし、Ｘ＝Ｐ、Ｂ、Ｃ及びSiの少なくとも一
種 Ｔ＝CoまたはFe 15≦ｚ≦30 0.2≦ａ≦0.8（Ｔ＝Co） 0.4≦ａ≦0.9（Ｔ＝Fe）〕 からなる非晶質合金で、200℃以下のキユリー温
度を有する感温非晶質磁性合金の磁気特性の温度
変化を検出することを特徴とする温度検出方法。 ２ ｛（T1-bCrb）1-aNia｝100-zXz 〔ただし、Ｘ＝Ｐ、Ｂ、Ｃ及びSiの少なくとも一
種 Ｔ＝CoまたはFe 15≦ｚ≦30 0.2≦ａ≦0.8（Ｔ＝Co） 0.4≦ａ≦0.9（Ｔ＝Fe） ０＜ｂ＜0.05〕 からなる非晶質合金で、200℃以下のキユリー温
度を有する感温非晶質磁性合金の磁気特性の温度
変化を検出することを特徴とする温度検出方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56017431A JPS57169050A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
| US06/346,952 US4517017A (en) | 1981-02-10 | 1982-02-08 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
| DE8282100932T DE3271853D1 (en) | 1981-02-10 | 1982-02-09 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
| EP82100932A EP0057935B1 (en) | 1981-02-10 | 1982-02-09 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
| KR8200547A KR870000064B1 (ko) | 1981-02-10 | 1982-02-09 | 감온 비정질 자성합금(感溫非晶質磁性合金) |
| US06/543,053 US4537517A (en) | 1981-02-10 | 1983-10-18 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56017431A JPS57169050A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57169050A JPS57169050A (en) | 1982-10-18 |
| JPH0230448B2 true JPH0230448B2 (ja) | 1990-07-06 |
Family
ID=11943829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56017431A Granted JPS57169050A (en) | 1981-02-10 | 1981-02-10 | Temperature sensitive amorphous magnetic alloy |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP0057935B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57169050A (ja) |
| KR (1) | KR870000064B1 (ja) |
| DE (1) | DE3271853D1 (ja) |
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- 1981-02-10 JP JP56017431A patent/JPS57169050A/ja active Granted
-
1982
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- 1982-02-09 DE DE8282100932T patent/DE3271853D1/de not_active Expired
- 1982-02-09 KR KR8200547A patent/KR870000064B1/ko active
- 1982-02-09 EP EP82100932A patent/EP0057935B1/en not_active Expired
-
1983
- 1983-10-18 US US06/543,053 patent/US4537517A/en not_active Expired - Fee Related
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