JPH0332885B2 - - Google Patents

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JPH0332885B2
JPH0332885B2 JP57206639A JP20663982A JPH0332885B2 JP H0332885 B2 JPH0332885 B2 JP H0332885B2 JP 57206639 A JP57206639 A JP 57206639A JP 20663982 A JP20663982 A JP 20663982A JP H0332885 B2 JPH0332885 B2 JP H0332885B2
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JP
Japan
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core
ribbon
formula
magnetic
cavity
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JP57206639A
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Japanese (ja)
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JPS5996700A (en
Inventor
Masao Shigeta
Teruhiko Oshima
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TDK Corp
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TDK Corp
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Publication date
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Priority to US06/538,886 priority patent/US4558297A/en
Publication of JPS5996700A publication Critical patent/JPS5996700A/en
Publication of JPH0332885B2 publication Critical patent/JPH0332885B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、荷電粒子の加速または制御のための
キヤビテイ用コアに関する。さらに詳しくは、粒
子加速器や粒子線制御器等に用いられ、荷電粒子
の加速または制御のため、パルス電流で励磁さ
れ、低損失にて、大きい磁束変化幅で磁化反転し
て、パルス状の電界、磁界を発生するキヤビテイ
用のコアに関する。 先行技術とその問題点 各種イオン、電子、陽子等の荷電粒子を電界ま
たは磁界を用いて加速し、高い運動エネルギーを
与える粒子加速器としては、コツククロフト形、
バンデグラーフ形等の直流形加速器の他、変化す
る電界または磁界を用いる線形加速器や、サイク
ロトロン、シンクロトロン、ベータトロン等の回
転形加速器が知られている。 このうち、線形加速器は、交番電界で何度も荷
電粒子の加速を繰返し、高エネルギーに達せしめ
るものであり、一般には20〜100MHzの高圧交番
電界を発生させ、その中心を通過する粒子を加速
するものである。 一方、この線形加速器のうち、大電流を加速す
るためのものとして、線形誘導加速器(インダク
シヨン・ライナツク)が知られている(レヴユウ
オヴ サイエンテイフイツク インストウルメ
ンツ 第35巻 886ページ 1964年ほか)。 これは、第1図に示されるように、軟磁性材料
からなるトロイダル状のコアを1ターンの電界変
換器として、パルス発生器からパルス電流iを通
電することにより、トロイダル状のコア1に垂直
方向に電界Vを発生する方式をとるものであり、
核融合の高温プラズマ加熱の手段等として有望視
されているものである。 このようなトロイダル状のキヤビテイ用のコア
1には、下記のような特性が要求される。 まず、コア1は、B−Hループの−BrからBs
(Brは残留磁束密度、Bsは飽和磁束密度)まで励
磁され、荷電粒子に印加されるエネルギーは、△
Bs=|−Br|+Bsに比例するので、△Bsが大き
くなければならない。そして、所望の加速エネル
ギーを与えるに必要なコア体積は、1/(△
Bs)2に比例するものである。 第2には、100nsec以下のパルス電流を印加し
て動作させるため、このような短パルス励磁の際
のエネルギー損失が小さくなければならない。 第3には、特性の経時変化が少ないことが必要
である。 そして、この他、製造の容易性、耐食性等が要
求される。 ところで、各種コア材料として汎用されている
材料としては、フエライトがある。 しかし、フエライトでは、特に、上記第1〜第
3の磁気特性の点で不十分であり、磁心が大型化
し、しかも損失が大きい。 これに対し、非晶質磁性合金の薄帯も磁心形成
材料として実用化されてきているが、通常の組成
のものでは、上記要求特性をすべて満足するもの
ではなく、しかも熱処理が困難である等の欠点が
ある。 発明の目的 本発明は、このような実状に鑑みなされたもの
であつて、その主たる目的は、上記諸要求特性を
全て満足し、しかも熱処理等の点で製造が容易な
非晶質磁性合金からなる荷電粒子の加速または制
御のためのキヤビテイ用コアを提供することにあ
る。 本発明者らは、このような目的につき鋭意研究
を重ねた結果、所定の組成範囲にて、部分的に結
晶質を析出させ、しかも所定の厚さとした非晶質
磁性合金の薄帯を巻回してなる磁心が、このよう
な目的を達成することを見出し、下記第1〜第5
からなる本発明をなすに至つた。 すなわち、第1の発明は、部分的に結晶質を含
み、下記式〔〕で示される組成を有し、厚さ
15μm以下の非晶質磁性合金薄帯を巻回してなる
ことを特徴とする荷電粒子の加速または制御のた
めのキヤビテイ用コアである。 式〔〕 Fex(SipBqy {上記式〔〕において、 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、p+q=100%であり、このうち、pは
40〜75%である。 さらに、y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≦0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7 である。} 第2の発明は、部分的に結晶質を含み、下記式
〔〕で示される組成を有し、厚さ15μm以下の
非晶質磁性合金薄帯を巻回してなることを特徴と
する荷電粒子の加速または制御のためのキヤビテ
イ用コアである。 式〔〕 Fex(SipBqX〓ry {上記式〔〕において、 X〓は、PおよびCの1種または2種を表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 p+q+r=100%であり、このうち、pは40
〜75%、rは0.01〜24%である。 また、y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7 である。} 第3の発明は、部分的に結晶質を含み、下記式
〔〕で示される組成を有し、厚さ15μm以下の
非晶質磁性合金薄帯を巻回してなることを特徴と
する荷電粒子の加速または制御のためのキヤビテ
イ用コアである。 式〔〕 FeaT〓bxXy {上記式〔〕において、 T〓は、Coおよび/またはNiを表わす。 Xは、SiおよびB、またはSiおよびBとPおよ
び/またはCとの組合わせを表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、a+b=100%であり、このうち、bは
0.1〜20%である。 さらに、X中のSiの含有比をp%としたとき、
pは40〜75%であり、しかも、 y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7である。 そして、X中にPおよび/またはCが含まれる
とき、PとCとの総計は、X中の0.01〜24%であ
る。} 第4の発明は、部分的に結晶質を含み、下記式
〔〕で示される組成を有し、厚さ15μm以下の
非晶質磁性合金薄帯を巻回してなることを特徴と
する荷電粒子の加速または制御のためのキヤビテ
イ用コアである。 式〔〕 (T〓cMndxXy {上記式〔〕において、 T〓は、Fe、またはFeならびにCoおよび/もし
くはNiを表わす。 Xは、SiおよびB、またはSiおよびBとPおよ
び/またはCとの組合わせを表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、c+d=100%であり、dは0.1〜10%で
ある。 さらに、T〓中にCoおよび/またはNiが含まれ
るとき、CoとNiとの総計は、T〓中の0.1〜20%
である。 加えて、X中のSiの含有比をp%としたとき、
pは40〜75%であり、しかも、 y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7である。 そして、X中にPおよび/またはCが含まれる
とき、PとCとの総計は、X中の0.01〜24%であ
る。} 第5の発明は、部分的に結晶質を含み、下記式
〔〕で示される組成を有し、厚さ15μm以下の
非晶質磁性合金薄帯を巻回してなることを特徴と
する荷電粒子の加速または制御のためのキヤビテ
イ用コアである。 式〔〕 (T〓eT〓fxXy {上記式〔〕において、 T〓は、Fe、またはFeとCo、NiおよびMnのう
ちの1種以上との組合わせを表わし、 T〓は、B族元素の1種以上を表わし、 Xは、SiおよびB、またはSiおよびBとPおよ
び/またはCとの組合わせを表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、e+f=100%であり、fは0.1〜10%で
ある。 さらに、T〓中にCoおよび/またはNiが含まれ
るとき、CoとNiとの総計は、T〓中の0.1〜20%
であり、 また、T〓中にMnが含まれるとき、MnはT〓中
の0.1〜10%である。 加えて、X中のSiの含有比をp%としたとき、
pは40〜75%であり、しかも、 y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7である。 そして、X中にPおよび/またはCが含まれる
とき、PとCとの総計は、X中の0.01〜24%であ
る。} 発明の具体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明
する。 本発明のキヤビテイ用コアを形成する非晶質磁
性合金の薄帯は、部分的に結晶質を含むものであ
る。 薄帯内において、非晶質中に部分的に含まれる
結晶質は、一般に、微結晶が析出して、非晶質中
に混在しているものである。 従つて、薄帯のX線回折を行うと、回折スペク
トルは、非晶質特有のハローの上に、結晶質の存
在を示すピークが重畳されたパターンを示し、ま
た回折像にはハロー上にスポツトが重畳され、所
定の還径と還幅をもつデバイーシエーラー環が現
われる。 そして、回折スペクトルのハローとピークとの
面積比をとれば、薄帯中の結晶質と非晶質との存
在比が求められるものであるが、このように得ら
れる結晶質/非晶質は、通常、0.1〜50%程度で
あることが好ましい。 また、析出した微結晶は、通常、デバイーシエ
ーラー還の還径と環幅とから、概ね10〜1000A程
度の平均粒径をもつものと考えられるものであ
る。 そして、このように部分的に存在する微結晶を
含む薄帯から本発明の磁心を形成したとき、
100nsec以下のパルス励磁の際のエネルギー損失
は、格段と減少する。また、△Bsが大きくなり、
要求されるコア体積も小さくなる。そして、これ
ら磁気特性の長期間に亘るくりかえし動作や保存
にともなう経時劣化もきわめて少なくなる。 次に、本発明において用いる非晶質磁性合金薄
帯の組成について説明する。 まず、薄帯は、遷移金属成分とガラス化元素成
分とからなる。 遷移金属成分は、Feを必須元素とし、(式
〔〕)、これに、必要に応じCoおよび/またはNi
(式〔〕)、Mnと必要に応じCoおよび/または
Ni(式〔〕)、B族元素(Cr,Mo,W)と必
要に応じCo,NiおよびMnのうちの1種以上(式
〔〕)とを含有する。 他方、ガラス化元素成分は、SiとBとを必須元
素とし(式〔〕)、これに必要に応じ、Pおよ
び/またはCを含有する(式〔〕〜〔〕)。 この場合、SiとB、そして必要に応じPおよ
び/またはCとからなるガラス化元素の含有量y
(上記式〔〕〜〔〕)は、21.0〜25.5at%であ
る。 上記式〔〕〜〔〕におけるガラス化元素Si
+B(式〔〕)、Si+B+X〓(式〔〕)、X(式
〔〕〜〔〕)の含有量yが25.5at%をこえる
と、エネルギー損失が多くなる。しかも、磁気特
性が劣化し、同一特性を得るためにコア体積を増
加しなければならないという欠点がある。 これに対し、yが21.0at%未満となると、薄帯
化しにくくなり、製造歩留りが悪くなり、また薄
帯の表面性が悪くなる。しかも、結晶化温度が低
下し、前記した微結晶析出のための熱処理の温
度、時間の制限が厳しくなり、熱処理が困難とな
り、前記したように、結晶質を部分的に含有させ
ることが困難となる。 これに対し、yが21.0〜25.5at%の範囲内では、
エネルギー損失はきわめて少なく、その他上記の
欠点は解消する。 これに対し、SiとB、そして必要に応じPおよ
び/またはCとからなるガラス化元素成分中のSi
含有比p(%)は、40〜75%である。 pが40%未満となると、エネルギー損失が増大
する。また、磁気特性の経時変化が大きくなつて
しまう。 これに対し、pが75%をこえると、薄帯化が困
難となり、製造歩留りが悪くなり、薄帯の表面性
が悪化する。 さらに、ガラス化元素の総計の含有量yat%と、
ガラス化元素中のSi含有比p%との間には、z≦
0.5p+1、かつz≦0.1p+19、かつz≦0.3p+2、
かつz≦0.13p+13.7の関係が満足されなければ
ならない。 すなわち、これらの条件を第2図にもとづき説
明するならば、(p,y)の座標で表わしたとき、
点A(40、21.0)、B(45、23.5)、C(65、25.5)、
D(75、25.5)、E(75、24.5)、F(70、23.0)、G
(55、21.0)およびAを順次直線で結び、これら
の直線で囲まれる領域が、この出願の発明におけ
る薄帯の、前記yとpとが満足すべき条件であ
る。 そして、この領域内のみにおいて、エネルギー
損失が格段と減少し、かつコアがきわめて小型化
でき、しかも経時変化が格段と減少するものであ
る。 なお、図示C−D線(y=25.5)上方(y>
25.5)およびG−A線(y=21.0)下方(y<
21.0)ならびにA点左方(p<40)およびD−E
線(p=75)右方(p>75)における不都合につ
いては上述したとおりであるが、図示A−B線
(z=0.5+1)およびB−C線(z=0.1p+19)
上方では、エネルギー損失が増大するとともに、
磁気特性が悪く、コア体積と、キヤビテイ全体と
が大型化してしまい、経時変化も大きい。 また、E−F線(z=0.3p+2)およびF−G
線(z=0.13p+13.7)下方では、高速急冷法に
より、非晶質の薄帯が得られにくくなるという欠
点がある。さらに、E−F線およびF−G線下方
では、微結晶析出のための熱処理条件が厳しく、
結晶質を部分的に存在させることが難しい。 このような基本組成において、ガラス化元素成
分中には、Pおよび/またはCが含有されること
が好ましい。 Pおよび/またはCがガラス化元素成分中に含
有される(式〔〕〜〔〕)ことによつて、コ
ア特性、特にエネルギー損失、△Bs等の経時劣
化がきわめて小さくなるからである。 このように、ガラス化元素成分中に、Pおよ
び/またはCを含有する場合、Pおよび/または
Cのガラス化元素中の含有比は、0.01〜24%であ
ることが好ましい。 0.01%未満ではPおよび/またはCの添加効果
の実効がなく、コア特性の経時劣化が大きくなつ
てしまう。また、薄帯化が困難となる。 このような場合、ガラス化元素成分中には、P
とCとが同時に含有されることが好ましい。 ガラス化元素成分中に、PおよびCが含有され
る場合、ガラス化元素成分中のPの含有比は、
0.01〜5%より好ましくは0.01〜2%であること
が好ましい。0.01%以上となると、エネルギー損
失が減少し、各種磁気特性およびコア特性の経時
劣化が小さくなるが、5%をこえると逆にこれら
の特性が悪くなるからである。 一方、ガラス化元素成分中において、ガラス化
元素成分中のCの含有比を、ガラス化元素成分中
のP含有比で除した値は、0.03〜0.4であること
が好ましい。 0.03%以上となると、エネルギー損失は十分小
さくなり、コア特性の経時変化が十分小さくな
る。ただ、0.4をこえると、薄帯化が困難となり、
エネルギー損失が多くなる。 なお、ガラス化元素成分中には、この他、Al,
Be,Ge,Sb,In等の1種以上がさらに含まれて
いてもよい。ただ、これらのガラス化元素成分中
の含有比は、通常10%以内である。10%をこえる
と、磁気特性が悪くなるからである。 他方、遷移金属成分は、通常Feのみからなる
(式〔〕および〔〕)が、遷移金属成分として
は、Feの他、必要に応じ他の遷移金属元素(Sc
〜Zn,Y−Cd,La〜Hg,Ac以上)が含まれて
いてもよい。 含有されて好ましい遷移金属元素の1つとして
は、鉄族元素であるCoおよびNiのうちの1種ま
たは2種がある。 Coを含有するときには、△Bsが向上し、コア
体積が小さくなる。 また、Niを含有するときには、熱処理が容易
となり、かつ角型性が良好となるので、△Bsが
増大し、コア体積が小さくできる。 このような場合、Coおよび/またはNiをT〓と
したとき、T〓の含有比T〓/(T〓+Fe)×100は、
0.1〜20%であることが好ましい。 0.1%未満となると、これらの効果の実効がな
くなり、20%をこえるとコア特性、特に損失が大
きくなるからである。 なお、Co/(Co+Fe)×100は、0.1〜10%、
(Ni/Ni+Fe)×100は、0.1〜15%であることが
好ましい。 また、含有されて好ましい遷移金属元素の他の
例としては、Mnがある。 Mnは、コア特性に要求される磁気特性の経時
劣化の減少に効果があり、しかも、結晶化温度が
上昇し、微結晶析出のための熱処理に必要な温度
および時間の制限が緩和し、容易に薄帯中に微結
晶を導入することができるようになる。 ただ、遷移金属成分中のMn含有比が10%をこ
えるとBsが減少し、コア特性が悪くなり、経時
劣化が大きくなり、しかも薄帯が作りにくくなる
ため、Mn含有比は0.1〜10%、より好ましくは
0.1〜5%、さらに好ましくは0.1〜3%であるこ
とが好ましい。 さらに、遷移金属成分中には、B族元素
(Cr,Mo,W)の1種以上が含有されることが
好ましい。 B族元素の添加により、コア特性の経時変化
が減少し、耐食性が向上する。 ただ、遷移金属成分中のB族元素の含有比が
10%をこえると、△Bsが急激に減少し、しかも
薄帯化が困難となるため、B族元素の含有比は
0.1〜10%、より好ましくは0.1〜7%、さらに好
ましくは0.1〜4%であることが好ましい。 この他、含有されて好適な遷移金属元素の例と
しては、Cu,Nb,Ti,V,Zr,Ta,Y等があ
る。ただ、その含有比は、コア特性の点から10
%、特に5%以下であることが好ましい。 このような組成からなる非晶質磁性合金の薄帯
は、以上詳述した条件さえ満足すれば、他に特に
制限はない。 ただ、薄帯中に結晶質が部分的に導入された結
果、特に薄帯面内の所定方向に磁気異方性が付与
されると、透磁率が向上したり、エネルギー損失
がより一層減少したり、更には、各種磁気特性の
調整が容易となる点で好ましい。この場合、磁気
異方性は、薄帯面内における所定の一方向に、通
常一軸異方性として導入されることが好ましい。 薄帯長手方向に、薄帯巻回前、あるいは巻回後
に磁場を印加して熱処理することにより、微結晶
を析出させると、薄帯長手方向に、一軸異方性が
付与され、角形比や△Bsなどを所望のごとく調
整することができ、しかもエネルギー損失をより
小さくすることができる。 このような磁気異方性の存在は、常法に従い、
トルク曲線をしたりすることにより容易に検証さ
れる。 このような薄帯は、15μm以下の厚さと、概ね
10〜200cm、特に12.7〜127cm程度の巾をもつ長尺
の薄板である。 この場合、厚さが15μmをこえると、パルス励
磁の際のエネルギー損失が大きくなり、発熱量が
大きくなつてしまう。 薄帯の厚さは15μmより、うすくなればなるほ
ど、エネルギー損失は小さくなる。 ただ、厚さがあまりに薄くなると、製造が困難
となり、歩留りが悪くなるので、厚さは、特に5
〜15μm、より好ましくは8〜12μmであること
が好ましい。 本発明の磁心は、以上詳述したような薄帯を巻
回してなる。 すなわち、通常、薄帯を巻回してなる巻回体自
体から磁心が形成される。 このように巻回体から磁心を構成する場合、巻
回体は薄帯を所定の巻枠、巻心等に巻回し、その
端部を固定して形成される。この場合、磁枠、巻
心等の構造、形状等は種々のものとすることがで
きる。また、その材質は、磁器、ガラス、樹脂等
の他の金属であつてもよく、更に、端部の固定
は、接着剤、溶接、テープ等によつたり、あるい
は、巻枠等に設けられたかしめ爪によつてかしめ
る等によつてもよい。 なお、巻回される薄帯間には各種有機および無
機材料からなる絶縁体を介在させることが好まし
い。そして、この層間絶縁層は0.1〜25μm程度の
厚さとすることが好ましい。 また、上記と異なり、巻枠、巻心等を用いず、
例えば樹脂等を含浸させる等して、その形状を固
定することもできる。加えて、薄帯巻回形状は、
円輪状、角輪状等種々変更可能である。 本発明のキヤビテイ用コアは、通常、以下のよ
うにして作製される。 まず、対応する組成の母合金から、公知の高速
急冷法に従い、ほぼ完全に非晶質の薄帯を得る。 次いで、通常は、この薄帯に、微結晶析出のた
めの処理を施す。 このような処理は、通常、磁場中にて、キユリ
ー点以下の温度で適当な時間加熱し、これを冷
却、例えば空冷することによつて行うことが好ま
しい。加熱温度、加熱時間、冷却速度等は、必要
とする特性値に応じ、容易に実験的に求めること
ができる。なお、このような熱処理の雰囲気は、
空気中、真空中、不活性ガス中、非酸化性ガス中
等のいずれであつてもよい。 このような熱処理の際の磁場は、通常薄帯長手
方向に印加し、印加磁場は、例えば50e以上、特
に100e以上程度とする。そして、このとき、薄帯
面内の長手方向に異方性が付与される。 なお、熱処理を薄帯に磁場とともに張力を印加
しながら行うこともできる。 次いで、上記したように、好ましくは層間絶縁
層を介在させた状態で、この薄帯を巻回し、巻回
体を得、これをそのまま磁心とする。 この場合、層間絶縁層を介在させるには、薄帯
とともに絶縁材料の薄帯を巻回してもよく、ある
いは熱処理の前または後に塗設ないし被着した絶
縁層を有する薄帯を巻回してもよい。 発明の具体的作用 以上のような磁心には、所定の捲線が施され、
その他所定の加工が施され、例えば第1図に示さ
れるような荷電粒子の加速または制御のためのキ
ヤビテイ用コアとされる。 そして、通常は、これらコアの複数個を線形に
配置し、各コアに1ターンの巻線を施し、パルス
発生器と接続して、キヤビテイが形成される。 発明の具体的効果 本発明のコアは、荷電粒子の加速または制御の
ためのキヤビテイ用コアとして、きわめて良好な
特性を与える。 すなわち、角型性が良好で、Br/B10は、0.7以
上であり、可飽和性が良好で、良好な特性を得
る。 また、μsatは1〜10程度と小さく、コア体積を
きわめて小さくできる。 そして、μunsatは大きく、μunsat/μsatは、
500にも及ぶ大きな値を示す。 さらに、Bsはきわめて大きく、しかも△Bs=
|−Br|+Bsもきわめて大きく、25〜32KG程度
である。このため磁心体積はより一層小さなもの
となる。 しかも100nsec以下のパルス巾のパルスによる
励磁の際の損失はきわめて少なく、動作下のエネ
ルギー損失はきわめて少ない。 さらに、コア特性の経時変化も小さい。 そして、熱処理のための条件も広範囲であり、
製造が容易である。さらに耐食性等も良好であ
る。 そして、ガラス化元素成分として、SiおよびB
に加え、Pおよび/またはCを含む第2の発明に
おいては、これらの特性の経時変化はきわめて少
なくなる。 また、遷移金属成分としてCoおよび/または
Niを含む第3の発明では、磁気特性が向上し、
あるいは熱処理条件が緩和して製造が容易とな
る。 さらに、Mnを含む第4の発明では、経時変化
はさらに減少する。 加えて、B族元素を含む第5の発明では、経
時変化が減少し、耐食性が向上する。 発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明を
さらに詳細に説明する。 実施例 1 上記した〔〕に含まれる組成Fe78Si11B11(y
=22at%、p=50%)をもつ非晶質磁性合金薄帯
Aと、上記した式の範囲外の組成Fe78Si13B13(y
=26%,p=50%)をもつ非晶質磁性合金薄帯B
とを高速急冷法により得た。両者は、ほぼ完全に
非晶質であり、ともに厚さ15μm、幅25.4mmであ
る。 次いで、これら薄帯A,Bにつき、それぞれ5
分割し、その1つは何ら処理を施さず、又、他の
4つには、下記表1のような温度と時間にて、印
加磁場200eを薄帯の長手方向に印加しながら熱処
理を行い、試料A−1〜A−5および試料B−1
〜B−5を得た。 これら試料A−1〜B−5につき、X線回折を
行つたところ、下記表1に示される結果を得た。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a core for a cavity for the acceleration or control of charged particles. More specifically, it is used in particle accelerators, particle beam controllers, etc., in order to accelerate or control charged particles, it is excited with a pulsed current, magnetization is reversed with a large magnetic flux change width with low loss, and a pulsed electric field is generated. , relates to a core for a cavity that generates a magnetic field. Prior art and its problems Particle accelerators that accelerate charged particles such as various ions, electrons, and protons using electric or magnetic fields and give high kinetic energy include Kotscroft type,
In addition to direct current accelerators such as the Vandegraaf type, linear accelerators that use a changing electric or magnetic field, and rotary accelerators such as the cyclotron, synchrotron, and betatron are known. Among these, linear accelerators repeatedly accelerate charged particles using an alternating electric field to reach high energy. Generally, a high-voltage alternating electric field of 20 to 100 MHz is generated, and particles passing through the center are accelerated. It is something to do. On the other hand, among these linear accelerators, the linear induction accelerator (induction accelerator) is known as one for accelerating large currents (Review of Scientific Instruments Vol. 35, page 886, 1964, etc.) . As shown in Fig. 1, a toroidal core made of a soft magnetic material is used as a one-turn electric field converter, and a pulse current i is applied from a pulse generator perpendicular to the toroidal core 1. It uses a method of generating an electric field V in the direction,
It is seen as a promising means of heating high-temperature plasma for nuclear fusion. The core 1 for such a toroidal cavity is required to have the following characteristics. First, core 1 starts from -Br in the B-H loop to Bs
(Br is the residual magnetic flux density, Bs is the saturation magnetic flux density) and the energy applied to the charged particle is △
Since it is proportional to Bs=|−Br|+Bs, △Bs must be large. Then, the core volume required to give the desired acceleration energy is 1/(△
Bs) is proportional to 2 . Second, since the device is operated by applying a pulse current of 100 nsec or less, energy loss during such short pulse excitation must be small. Thirdly, it is necessary that the characteristics change little over time. In addition, ease of manufacture, corrosion resistance, etc. are also required. By the way, ferrite is a material commonly used as various core materials. However, ferrite is particularly insufficient in the first to third magnetic properties described above, resulting in a large magnetic core and large loss. On the other hand, thin ribbons of amorphous magnetic alloys have been put into practical use as materials for forming magnetic cores, but those with normal compositions do not satisfy all of the above required properties and are difficult to heat treat. There are drawbacks. Purpose of the Invention The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its main purpose is to create an amorphous magnetic alloy that satisfies all of the above-mentioned required properties and is easy to manufacture in terms of heat treatment, etc. The object of the present invention is to provide a cavity core for accelerating or controlling charged particles. As a result of intensive research for this purpose, the inventors of the present invention have developed a method of winding a thin ribbon of an amorphous magnetic alloy with a predetermined composition range, partially precipitated crystalline material, and a predetermined thickness. It was discovered that a magnetic core formed by spinning achieves this purpose, and the following Nos. 1 to 5
The present invention has been completed. That is, the first invention partially contains crystalline material, has a composition represented by the following formula [], and has a thickness of
A core for a cavity for accelerating or controlling charged particles, characterized by being formed by winding an amorphous magnetic alloy ribbon of 15 μm or less. Formula [] Fe x (Si p B q ) y {In the above formula [], x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Also, p+q=100%, of which p is
It is 40-75%. Furthermore, y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≦0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. } The second invention is a charged device characterized by being formed by winding an amorphous magnetic alloy thin ribbon having a thickness of 15 μm or less, which partially contains crystals and has a composition represented by the following formula []. Cavity core for particle acceleration or control. Formula [] Fe x (Si p B q X〓 r ) y {In the above formula [], X〓 represents one or both of P and C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. p+q+r=100%, of which p is 40
~75%, r is 0.01-24%. Further, y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. } The third invention is a charged device comprising a partially crystalline material, having a composition represented by the following formula [], and wound with an amorphous magnetic alloy ribbon having a thickness of 15 μm or less. Cavity core for particle acceleration or control. Formula [] Fe a T〓 b ) x X y {In the above formula [], T〓 represents Co and/or Ni. X represents Si and B, or a combination of Si and B with P and/or C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Also, a+b=100%, of which b is
It is 0.1-20%. Furthermore, when the content ratio of Si in X is p%,
p is 40 to 75%, and y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. When P and/or C are included in X, the total amount of P and C is 0.01 to 24% of X. } The fourth invention is a charged device comprising a wound amorphous magnetic alloy thin ribbon having a thickness of 15 μm or less and having a composition represented by the following formula [], which partially contains crystals. Cavity core for particle acceleration or control. Formula [] (T〓 c Mn d ) x X y {In the above formula [], T〓 represents Fe or Fe and Co and/or Ni. X represents Si and B, or a combination of Si and B with P and/or C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Moreover, c+d=100%, and d is 0.1 to 10%. Furthermore, when Co and/or Ni are included in T, the total amount of Co and Ni is 0.1 to 20% of T
It is. In addition, when the content ratio of Si in X is p%,
p is 40 to 75%, and y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. When P and/or C are included in X, the total amount of P and C is 0.01 to 24% of X. } The fifth invention is a charged device comprising a wound amorphous magnetic alloy ribbon having a thickness of 15 μm or less, which partially contains crystals and has a composition represented by the following formula []. Cavity core for particle acceleration or control. Formula [] (T〓 e T〓 f ) x X y {In the above formula [], T〓 represents Fe or a combination of Fe and one or more of Co, Ni and Mn, and T〓 represents one or more B group elements, X represents Si and B, or a combination of Si and B with P and/or C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Further, e+f=100%, and f is 0.1 to 10%. Furthermore, when Co and/or Ni are included in T, the total amount of Co and Ni is 0.1 to 20% of T
And, when Mn is included in T〓, Mn is 0.1 to 10% in T〓. In addition, when the content ratio of Si in X is p%,
p is 40 to 75%, and y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. When P and/or C are included in X, the total amount of P and C is 0.01 to 24% of X. } Specific Configuration of the Invention The specific configuration of the present invention will be described in detail below. The amorphous magnetic alloy ribbon forming the cavity core of the present invention partially contains crystalline material. In the ribbon, the crystalline material partially contained in the amorphous material is generally precipitated microcrystals and mixed in the amorphous material. Therefore, when a ribbon is subjected to X-ray diffraction, the diffraction spectrum shows a pattern in which a peak indicating the presence of crystalline material is superimposed on a halo characteristic of amorphous materials, and the diffraction image shows a pattern in which peaks indicating the presence of crystalline materials are superimposed on a halo characteristic of amorphous materials. The spots are superimposed and a Debye-Schiler ring with a predetermined diameter and width appears. Then, by taking the area ratio between the halo and the peak of the diffraction spectrum, the abundance ratio of crystalline and amorphous in the ribbon can be determined. , usually preferably about 0.1 to 50%. Further, the precipitated microcrystals are generally considered to have an average grain size of approximately 10 to 1000 A, based on the Debye-Scherer ring diameter and ring width. When the magnetic core of the present invention is formed from a ribbon containing partially existing microcrystals as described above,
Energy loss during pulse excitation of 100 nsec or less is significantly reduced. Also, △Bs increases,
The required core volume is also reduced. Furthermore, deterioration of these magnetic properties over time due to repeated operations and storage over a long period of time is extremely reduced. Next, the composition of the amorphous magnetic alloy ribbon used in the present invention will be explained. First, the ribbon consists of a transition metal component and a vitrification element component. The transition metal component includes Fe as an essential element (formula []), and Co and/or Ni as necessary.
(formula []), Mn and optionally Co and/or
Contains Ni (formula []), group B elements (Cr, Mo, W) and, if necessary, one or more of Co, Ni, and Mn (formula []). On the other hand, the vitrification element component includes Si and B as essential elements (formula []), and optionally contains P and/or C (formulas [] to []). In this case, the content y of vitrifying elements consisting of Si and B, and optionally P and/or C
(Formula [] to [] above) is 21.0 to 25.5 at%. Vitrification element Si in the above formulas [] to []
When the content y of +B (formula []), Si+B+X (formula []), and X (formula [] to []) exceeds 25.5 at%, energy loss increases. Moreover, the magnetic properties deteriorate and the core volume must be increased to obtain the same properties. On the other hand, when y is less than 21.0 at%, it becomes difficult to form a thin ribbon, the manufacturing yield becomes poor, and the surface properties of the ribbon deteriorate. Moreover, the crystallization temperature decreases, and the temperature and time limits for heat treatment for precipitation of microcrystals described above become difficult, making heat treatment difficult, and as described above, it becomes difficult to partially contain crystalline material. Become. On the other hand, when y is in the range of 21.0 to 25.5at%,
Energy losses are extremely low and other disadvantages mentioned above are eliminated. On the other hand, Si in the vitrification elemental component consisting of Si, B, and P and/or C as necessary.
The content ratio p (%) is 40 to 75%. When p is less than 40%, energy loss increases. Moreover, the change in magnetic properties over time becomes large. On the other hand, when p exceeds 75%, it becomes difficult to form a thin ribbon, the manufacturing yield becomes poor, and the surface properties of the ribbon deteriorate. Furthermore, the total content of vitrification elements yat%,
Between the Si content ratio p% in the vitrification element, z≦
0.5p+1, and z≦0.1p+19, and z≦0.3p+2,
And the relationship z≦0.13p+13.7 must be satisfied. That is, to explain these conditions based on Figure 2, when expressed in coordinates (p, y),
Point A (40, 21.0), B (45, 23.5), C (65, 25.5),
D (75, 25.5), E (75, 24.5), F (70, 23.0), G
(55, 21.0) and A are successively connected by straight lines, and the area surrounded by these straight lines is the condition where the above-mentioned y and p of the ribbon in the invention of this application are satisfied. Only within this region, energy loss is significantly reduced, the core can be made extremely compact, and changes over time are significantly reduced. In addition, above the illustrated C-D line (y=25.5) (y>
25.5) and G-A line (y=21.0) downward (y<
21.0) and left of point A (p<40) and D-E
The disadvantages on the right side (p>75) of the line (p=75) are as described above, but the illustrated line A-B (z=0.5+1) and line B-C (z=0.1p+19)
Above, energy loss increases and
The magnetic properties are poor, the core volume and the entire cavity become large, and the change over time is large. Also, the E-F line (z=0.3p+2) and the F-G line
Below the line (z = 0.13p + 13.7), there is a drawback that it is difficult to obtain an amorphous ribbon using the high-speed quenching method. Furthermore, below the E-F line and the F-G line, the heat treatment conditions for microcrystal precipitation are severe;
Difficult to have crystalline material partially present. In such a basic composition, it is preferable that P and/or C be contained in the vitrification element component. This is because by containing P and/or C in the vitrification element component (formulas [] to []), deterioration over time of core properties, especially energy loss, ΔBs, etc., becomes extremely small. In this way, when P and/or C are contained in the vitrification element component, the content ratio of P and/or C in the vitrification element is preferably 0.01 to 24%. If the content is less than 0.01%, the effect of adding P and/or C will not be effective, and the core properties will deteriorate significantly over time. In addition, it becomes difficult to form a thin ribbon. In such a case, P is included in the vitrification element component.
It is preferable that C and C be contained at the same time. When P and C are contained in the vitrification element component, the content ratio of P in the vitrification element component is
It is preferably 0.01 to 5%, more preferably 0.01 to 2%. This is because when it exceeds 0.01%, energy loss decreases and deterioration of various magnetic properties and core properties over time becomes smaller, but when it exceeds 5%, these properties deteriorate. On the other hand, in the vitrification element component, the value obtained by dividing the C content ratio in the vitrification element component by the P content ratio in the vitrification element component is preferably 0.03 to 0.4. When it is 0.03% or more, energy loss becomes sufficiently small and changes in core properties over time become sufficiently small. However, if it exceeds 0.4, it becomes difficult to make it into a thin ribbon.
Energy loss increases. In addition, the vitrification element components include Al,
One or more of Be, Ge, Sb, In, etc. may be further included. However, the content ratio of these vitrification elements in the components is usually within 10%. This is because if it exceeds 10%, the magnetic properties will deteriorate. On the other hand, the transition metal component usually consists of only Fe (formulas [] and []), but in addition to Fe, the transition metal component may also contain other transition metal elements (Sc
~Zn, Y-Cd, La~Hg, Ac or more) may be included. One of the transition metal elements preferably contained is one or two of Co and Ni, which are iron group elements. When containing Co, ΔBs is improved and the core volume becomes smaller. Furthermore, when Ni is contained, heat treatment becomes easier and the squareness becomes better, so ΔBs increases and the core volume can be reduced. In such a case, when Co and/or Ni are T〓, the content ratio of T〓 T〓/(T〓+Fe)×100 is,
It is preferably 0.1 to 20%. This is because when it is less than 0.1%, these effects become ineffective, and when it exceeds 20%, the core characteristics, especially the loss, become large. In addition, Co/(Co+Fe)×100 is 0.1 to 10%,
(Ni/Ni+Fe)×100 is preferably 0.1 to 15%. Further, another example of a transition metal element that is preferably included is Mn. Mn is effective in reducing the aging deterioration of magnetic properties required for core properties, and also increases the crystallization temperature, easing the temperature and time restrictions required for heat treatment for microcrystal precipitation, making it easier. This makes it possible to introduce microcrystals into the ribbon. However, if the Mn content ratio in the transition metal component exceeds 10%, Bs will decrease, core properties will deteriorate, deterioration over time will increase, and it will be difficult to form a ribbon, so the Mn content ratio should be 0.1 to 10%. , more preferably
It is preferably 0.1 to 5%, more preferably 0.1 to 3%. Further, it is preferable that the transition metal component contains one or more of group B elements (Cr, Mo, W). Addition of group B elements reduces changes in core properties over time and improves corrosion resistance. However, the content ratio of group B elements in the transition metal components is
When it exceeds 10%, △Bs decreases rapidly and it becomes difficult to form a thin ribbon, so the content ratio of group B elements is
It is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.1 to 7%, even more preferably 0.1 to 4%. In addition, examples of suitable transition metal elements include Cu, Nb, Ti, V, Zr, Ta, and Y. However, the content ratio is 10% from the point of view of core properties.
%, particularly preferably 5% or less. The amorphous magnetic alloy ribbon having such a composition is not particularly limited as long as it satisfies the conditions detailed above. However, as a result of partially introducing crystalline material into the ribbon, especially when magnetic anisotropy is imparted in a predetermined direction within the ribbon surface, magnetic permeability is improved and energy loss is further reduced. Furthermore, it is preferable because it facilitates adjustment of various magnetic properties. In this case, it is preferable that the magnetic anisotropy be introduced in one predetermined direction within the plane of the ribbon, usually as uniaxial anisotropy. When microcrystals are precipitated in the longitudinal direction of the ribbon by applying a magnetic field and heat-treating it before or after winding the ribbon, uniaxial anisotropy is imparted to the longitudinal direction of the ribbon, and the squareness ratio and ΔBs etc. can be adjusted as desired, and energy loss can be further reduced. The existence of such magnetic anisotropy is explained by the conventional method,
This can be easily verified by drawing a torque curve. Such ribbons have a thickness of less than 15 μm and approximately
It is a long thin plate with a width of 10 to 200 cm, especially 12.7 to 127 cm. In this case, if the thickness exceeds 15 μm, the energy loss during pulse excitation will increase and the amount of heat generated will increase. The thinner the thin ribbon is than 15 μm, the smaller the energy loss. However, if the thickness becomes too thin, it will be difficult to manufacture and the yield will be low.
It is preferable that it is ~15 μm, more preferably 8-12 μm. The magnetic core of the present invention is formed by winding a ribbon as detailed above. That is, the magnetic core is usually formed from the wound body itself, which is formed by winding a thin ribbon. When constructing a magnetic core from a wound body in this way, the wound body is formed by winding a ribbon around a predetermined winding frame, winding core, etc., and fixing the ends thereof. In this case, the structure, shape, etc. of the magnetic frame, winding core, etc. can be varied. The material may be other metals such as porcelain, glass, and resin, and the ends may be fixed by adhesive, welding, tape, etc., or by being provided on the winding frame, etc. It may also be caulked with a caulking nail. Note that it is preferable to interpose an insulator made of various organic and inorganic materials between the wound ribbons. The thickness of this interlayer insulating layer is preferably about 0.1 to 25 μm. Also, unlike the above, it does not use a winding frame or core, etc.
For example, the shape can be fixed by impregnating it with a resin or the like. In addition, the ribbon winding shape is
Various modifications are possible, such as a circular ring shape and a square ring shape. The cavity core of the present invention is usually produced as follows. First, a nearly completely amorphous ribbon is obtained from a master alloy having a corresponding composition according to a known high-speed quenching method. This ribbon is then usually subjected to a treatment for precipitation of microcrystals. Such treatment is usually preferably carried out by heating in a magnetic field at a temperature below the Curie point for an appropriate period of time, followed by cooling, for example air cooling. The heating temperature, heating time, cooling rate, etc. can be easily determined experimentally depending on the required characteristic values. The atmosphere for such heat treatment is
It may be in air, vacuum, inert gas, non-oxidizing gas, etc. The magnetic field during such heat treatment is usually applied in the longitudinal direction of the ribbon, and the applied magnetic field is, for example, about 50e or more, particularly about 100e or more. At this time, anisotropy is imparted in the longitudinal direction within the ribbon surface. Note that the heat treatment can also be performed while applying a magnetic field and tension to the ribbon. Next, as described above, this ribbon is wound, preferably with an interlayer insulating layer interposed, to obtain a wound body, which is used as a magnetic core. In this case, to provide an interlayer insulating layer, a thin strip of insulating material may be wound together with the thin strip, or a thin strip having an insulating layer applied or adhered to it before or after heat treatment may be wound. good. Specific effects of the invention The magnetic core as described above is wound in a predetermined manner,
Other predetermined processing is performed to form a core for a cavity for accelerating or controlling charged particles, as shown in FIG. 1, for example. Usually, a cavity is formed by arranging a plurality of these cores linearly, winding each core with one turn, and connecting it to a pulse generator. Specific Effects of the Invention The core of the present invention provides extremely good characteristics as a core for a cavity for accelerating or controlling charged particles. That is, the squareness is good, the Br/B 10 is 0.7 or more, the saturability is good, and good characteristics are obtained. In addition, μsat is as small as about 1 to 10, allowing the core volume to be extremely small. And μunsat is large, μunsat/μsat is
It shows a large value of up to 500. Furthermore, Bs is extremely large, and △Bs=
|−Br|+Bs is also extremely large, approximately 25 to 32 kg. Therefore, the magnetic core volume becomes even smaller. Moreover, the loss during excitation with pulses with a pulse width of 100 nsec or less is extremely small, and the energy loss during operation is extremely low. Furthermore, changes in core properties over time are also small. And the conditions for heat treatment are wide-ranging,
Easy to manufacture. Furthermore, corrosion resistance etc. are also good. Si and B are used as vitrification element components.
In the second invention containing P and/or C in addition to P and/or C, changes in these properties over time are extremely small. In addition, Co and/or
In the third invention containing Ni, the magnetic properties are improved,
Alternatively, the heat treatment conditions may be relaxed to facilitate manufacturing. Furthermore, in the fourth invention containing Mn, the change over time is further reduced. In addition, in the fifth invention containing a group B element, changes over time are reduced and corrosion resistance is improved. Specific Examples of the Invention Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown and the present invention will be explained in further detail. Example 1 Composition Fe 78 Si 11 B 11 (y
= 22 at%, p = 50%) and a composition Fe 78 Si 13 B 13 (y
= 26%, p = 50%) Amorphous magnetic alloy ribbon B
was obtained by a high-speed quenching method. Both are almost completely amorphous, and both have a thickness of 15 μm and a width of 25.4 mm. Next, for each of these ribbons A and B, 5
One of them was not subjected to any treatment, and the other four were heat treated while applying an applied magnetic field of 200 e in the longitudinal direction of the ribbon at the temperature and time shown in Table 1 below. , samples A-1 to A-5 and sample B-1
~B-5 was obtained. When X-ray diffraction was performed on these samples A-1 to B-5, the results shown in Table 1 below were obtained.

【表】 ーク
[Table]

【表】 次いで、上記各薄帯A−1〜B−5を用い、
各々厚さ10μmポリエチレンテレフタレートフイ
ルム(PFT)を層間に介して、内径9インチ、
外径11インチ、高さ7インチのトロイダル状に巻
回し、計10個の巻回体を得た。 このようにして得たコアA−1〜B−5に各各
1ターンの巻線を施し、キヤビテイを得た。 次いで、各コアA−1〜B−5を、特願昭57−
174795号にて提案した磁気スイツチをパルス発生
器として、これと接続して、コア特性を調べた。 なお、各コアのインダクタンスは、数〜数十
μHの範囲であつた。 磁気スイツチにより、250KV、60nsecのパル
スを発生して、その際のエネルギー損失を測定し
た。結果を表2に示す。
[Table] Next, using each of the above ribbons A-1 to B-5,
Each layer is made of polyethylene terephthalate film (PFT) with a thickness of 10 μm, with an inner diameter of 9 inches,
It was wound into a toroidal shape with an outer diameter of 11 inches and a height of 7 inches to obtain a total of 10 wound bodies. Each of the cores A-1 to B-5 thus obtained was wound with one turn to form a cavity. Next, each core A-1 to B-5 was
We connected the magnetic switch proposed in No. 174795 as a pulse generator and investigated the core characteristics. Note that the inductance of each core was in the range of several to several tens of μH. A 250KV, 60nsec pulse was generated using a magnetic switch, and the energy loss at that time was measured. The results are shown in Table 2.

【表】 さらに、テストに用いた磁心A−1〜B−5を
120℃恒温槽中に1000時間保持した後、上記と同
様にエネルギー損失を測定し、特性の経時変化を
評価した。 結果を上記表2に併記する。表中×は大きな変
化があつたこと、△は変化があつたこと、〇は変
化がほとんどなかつたことを表わす。 表2に示される結果から、上記した式に示され
る組成をもち、部分的に結晶質を含むこの出願の
発明の薄帯を、磁気スイツチ用磁心として用いる
ときのすぐれた効果が明らかである。 実施例 2 上記式〔〕において、ガラス化元素成分量y
と、ガラス化元素成分中のSi含有比pとを、それ
ぞれ変化させて、各種薄帯を作製した。 次いで、実施例1と同様に、印加磁場200eを薄
帯の長手方向に印加しながら400℃、2時間の熱
処理を行い試料を得た。 このようにして行つた熱処理の結果、各薄帯の
X線回折スペクトルには、いずれもハローとピー
クとが存在していた。 次にこのようにして得た薄帯につき、各々厚さ
10μmのPETを層間に介して、実施例1と同様の
内径9インチ、外径11インチ、高さ7インチのト
ロイダル状に巻回し、コアを作製した。 次いで、実施例1と同一の条件にて、磁気スイ
ツチから、250KV、60nsecのパルスを発生して
励磁して、コアのエネルギー損失を調べた。 このときのコアのインダクタンスは、数〜数十
μHの範囲であつた。 エネルギー損失を測定した結果を第3図に示
す。第3図には、薄帯中のガラス化元素成分中の
Si含有比pを横軸にとり、ガラス化元素成分量Y
を縦軸にとり、yおよびpの異なる各種薄帯から
得られた磁心において、そのエネルギー損失が、
それぞれ1.3J、1.9J、2.6Jである組成線が示され
る。 第3図に示される結果から、A−B−C−D−
E−F−G−Aで囲まれる領域内の組成をもつこ
の出願の薄帯から得られる磁心は、ほぼ1.9J以下
のエネルギー損失しか示さず、これに対し、上記
領域外の薄帯から得られる磁心では、エネルギー
損失が増大してしまうことがわかる。 次いで、各磁心につき、コア両端に印加される
電圧Vを測定し、下記表にて磁心の△Bsを測定
した。 ∫Vdt≒<V>×τ=N・A・△Bs V;コアに印加された電圧 <V>;コアに印加された電圧の平均値 τ;電圧の印加された時間 N;コアの巻線、ここでは、N=2ターン A;コア断面積 また、算出された△Bsから同一のエネルギー
を電送するのに必要なコア体積の関係 (エネルギー)/(コア体積)∝(△Bs)2から、
△Bs=3Tでのコア体積に対するコア体積の相対
百分率を求めた。 △Bsと相対磁心体積の組成線を第4図に示す。
なお、通常のMn−Zn系フエライトの△Bsは
0.5Tである。 第4図に示される結果から、本発明のコアはき
わめて高い△Bsを示し、コア体積も小さくでき
ることがわかる。 さらに実施例1と同様に、コアを120℃、1000
時間時効した後のエネルギー損失の経時変化を測
定した。 結果を第5図に示す。第5図に示される結果か
ら、本発明によれば、極めて良好な経時変化特性
を示すことがわかる。 加えて、各組成ごとに120分間の熱処理にて、
エネルギー損失が1.9J以下で、かつ経時変化が10
%未満の特性を得るための熱処理温度Tanの許容
巾△Tanを求めた。 △Tanがそれぞれ25℃および50℃である組成線
を第6図に示す。 第6図に示される結果から、本発明のA−B−
C−D−E−F−G−Aで囲まれる領域内の組成
をもつ薄帯は、25℃以上の熱処理温度許容巾を示
すことがわかる。 なお、A−B−C−D−E−F−G−Aで囲ま
れる領域内の組成をもつ薄帯は、いずれもすぐれ
た耐食性を示した。 実施例 3 実施例1に用いた非晶質磁性合金組成Aの厚さ
を下記表3のように変化させて、実施例1と同一
のコア寸法にて、A−4の熱処理を施して可飽和
インダクタ−L3用磁心を作製し、実施例1と同
様にエネルギー損失を測定した。結果を表3に示
す。
[Table] Furthermore, the magnetic cores A-1 to B-5 used in the test are
After being kept in a constant temperature bath at 120°C for 1000 hours, energy loss was measured in the same manner as above to evaluate changes in characteristics over time. The results are also listed in Table 2 above. In the table, × indicates that there was a large change, △ indicates that there was a change, and ○ indicates that there was almost no change. From the results shown in Table 2, it is clear that the ribbon of the invention of this application, which has the composition shown by the above formula and partially contains crystalline materials, has an excellent effect when used as a magnetic core for a magnetic switch. Example 2 In the above formula [], the amount of vitrification element component y
Various thin ribbons were produced by changing the Si content ratio p in the vitrification element component and the Si content ratio p in the vitrification element components. Next, in the same manner as in Example 1, heat treatment was performed at 400° C. for 2 hours while applying an applied magnetic field of 200 e in the longitudinal direction of the ribbon to obtain a sample. As a result of the heat treatment performed in this manner, a halo and a peak were present in the X-ray diffraction spectrum of each ribbon. Next, the thickness of each thin strip obtained in this way is
A core was prepared by winding 10 μm PET between layers into a toroidal shape with an inner diameter of 9 inches, an outer diameter of 11 inches, and a height of 7 inches, similar to that in Example 1. Next, under the same conditions as in Example 1, a pulse of 250 KV and 60 nsec was generated from a magnetic switch to excite the core, and the energy loss in the core was examined. The inductance of the core at this time was in the range of several to several tens of μH. Figure 3 shows the results of measuring energy loss. Figure 3 shows the vitrification element components in the ribbon.
Taking the Si content ratio p as the horizontal axis, the amount of vitrification element component Y
is taken as the vertical axis, and the energy loss in magnetic cores obtained from various ribbons with different y and p is
Composition lines are shown that are 1.3J, 1.9J, and 2.6J, respectively. From the results shown in Figure 3, A-B-C-D-
The magnetic core obtained from the ribbon of this application having a composition within the region surrounded by E-F-G-A exhibits an energy loss of approximately 1.9 J or less, whereas the core obtained from the ribbon outside the above region shows an energy loss of approximately 1.9 J or less. It can be seen that the energy loss increases with the magnetic core. Next, for each magnetic core, the voltage V applied to both ends of the core was measured, and the ΔBs of the magnetic core was measured according to the table below. ∫Vdt≒<V>×τ=N・A・△Bs V: Voltage applied to the core <V>: Average value of the voltage applied to the core τ: Time during which the voltage is applied N: Winding of the core , Here, N = 2 turns A: Core cross-sectional area Also, from the calculated △Bs, the relationship between the core volume required to transmit the same energy (energy) / (core volume) ∝ (△Bs) 2 ,
The relative percentage of the core volume to the core volume at ΔBs=3T was determined. Figure 4 shows the composition line of ΔBs and relative magnetic core volume.
In addition, △Bs of ordinary Mn-Zn ferrite is
It is 0.5T. From the results shown in FIG. 4, it can be seen that the core of the present invention exhibits extremely high ΔBs, and the core volume can also be made small. Furthermore, as in Example 1, the core was heated at 120℃ and 1000℃.
Changes in energy loss over time after time aging were measured. The results are shown in Figure 5. From the results shown in FIG. 5, it can be seen that the present invention exhibits extremely good aging characteristics. In addition, by heat treatment for 120 minutes for each composition,
Energy loss is 1.9J or less and aging is 10
The allowable width △Tan of the heat treatment temperature Tan to obtain properties of less than % was determined. Figure 6 shows composition lines where ΔTan is 25°C and 50°C, respectively. From the results shown in FIG. 6, it can be seen that A-B- of the present invention
It can be seen that the ribbon having a composition within the region surrounded by C-D-E-F-G-A exhibits an allowable heat treatment temperature range of 25° C. or higher. Note that all ribbons having compositions within the region surrounded by A-B-C-D-E-F-G-A exhibited excellent corrosion resistance. Example 3 The thickness of the amorphous magnetic alloy composition A used in Example 1 was changed as shown in Table 3 below, and the heat treatment of A-4 was performed with the same core dimensions as in Example 1. A magnetic core for saturated inductor L3 was produced, and energy loss was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

【表】 表3に示される結果から、薄帯の厚さは、15μ
mをこえるとエネルギー損失が増大し、15μm以
下でなければならないことがわかる。 実施例 4 下記表4に示される組成の非晶質磁性合金薄帯
を得た。これらの薄帯を用い、実施例1と同様に
コアを形成して、コアとしての各種特性、すなわ
ち、エネルギー損失、△Bs、同一加速エネルギ
ー伝達に必要な相対磁心体積、エネルギー損失の
経時変化、熱処理温度の許容巾△Tanを測定し
た。結果を表4に示す。 なお、いずれの場合も、X線回折の結果、ハロ
ーとピークとが存在していた。 また、本実施例では、耐食性試験も行つた。 試験条件は温度55℃、湿度95%の環境下にて
1000時間時効とし、薄帯表面のサビの有無を調べ
た。 結果を表4に示した。表4中△は10%以下のサ
ビが生じたこと、〇はサビが認められなかつたこ
とを示す。 さらに、経時変化において◎は、実施例1の条
件下にて、まつたく変化がなかつたことを示す。 また、熱処理温度の許容巾△Tanは実施例2と
同様に測定し、〇は△Tan<25℃、△は25℃≦△
Tan<50℃、×は50℃<△Tanであることを示す。 加えて、相対磁心体積は、本実施例中での相対
値である。 なお、表4中には、Mn−Znフエライトの結果
が併記されている。
[Table] From the results shown in Table 3, the thickness of the ribbon is 15μ
It can be seen that the energy loss increases when the thickness exceeds m, so the thickness must be 15 μm or less. Example 4 An amorphous magnetic alloy ribbon having the composition shown in Table 4 below was obtained. Using these ribbons, a core was formed in the same manner as in Example 1, and various characteristics of the core were examined, namely energy loss, ΔBs, relative magnetic core volume required for the same acceleration energy transfer, change in energy loss over time, The allowable range of heat treatment temperature △Tan was measured. The results are shown in Table 4. In addition, in both cases, a halo and a peak were present as a result of X-ray diffraction. Further, in this example, a corrosion resistance test was also conducted. Test conditions were at a temperature of 55℃ and humidity of 95%.
The ribbon was aged for 1000 hours and the presence or absence of rust on the surface of the ribbon was examined. The results are shown in Table 4. In Table 4, △ indicates that less than 10% rust occurred, and ○ indicates that no rust was observed. Furthermore, in the change over time, ◎ indicates that there was no significant change under the conditions of Example 1. In addition, the allowable range of heat treatment temperature △Tan was measured in the same manner as in Example 2, 〇 means △Tan < 25℃, △ means 25℃≦△
Tan<50°C, × indicates 50°C<△Tan. Additionally, the relative core volume is a relative value in this example. Note that Table 4 also includes the results for Mn-Zn ferrite.

【表】 表4に示される結果から、この出願の第1〜第
5の発明の効果があきらかである。
[Table] From the results shown in Table 4, the effects of the first to fifth inventions of this application are clear.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明のコアを用いる荷電粒子の加
速または制御のためのキヤビテイの回路を示す図
である。第2図は本発明におけるガラス化元素成
分中Si含有比pとガラス化元素成分量yとの関係
を説明するためのp−y座標図である。第3図〜
第6図は、それぞれ、上記p−y座標におけるエ
ネルギー損失(第3図)、△Bsおよび同一エネル
ギー伝達に必要な相対磁心体積(第4図)、エネ
ルギー損失の経時変化(第5図)、ならびに熱処
理温度の許容巾(△Tan)の組成線(第6図)を
示すグラフである。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a cavity for accelerating or controlling charged particles using the core of the present invention. FIG. 2 is a p-y coordinate diagram for explaining the relationship between the Si content ratio p in the vitrification element component and the amount y of the vitrification element component in the present invention. Figure 3~
Figure 6 shows the energy loss in the p-y coordinate (Figure 3), ΔBs and the relative magnetic core volume required for the same energy transfer (Figure 4), the change in energy loss over time (Figure 5), It is also a graph showing the composition line (FIG. 6) of the allowable range of heat treatment temperature (ΔTan).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 部分的に結晶質を含み、下記式〔〕で示さ
れる組成を有し、厚さ15μm以下の非晶質磁性合
金薄帯を巻回してなることを特徴とする荷電粒子
の加速または制御のためのキヤビテイ用コア。 式〔〕 Fex(SipBqy {上記式〔〕において、 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、p+q=100%であり、このうち、pは
40〜75%である。 さらに、y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7 である。} 2 厚さが5〜15μmである特許請求の範囲第1
項に記載の荷電粒子の加速または制御のためのキ
ヤビテイ用コア。 3 部分的に結晶質を含み、下記式〔〕で示さ
れる組成を有し、厚さ15μm以下の非晶質磁性合
金薄帯を巻回してなることを特徴とする荷電粒子
の加速または制御のためのキヤビテイ用コア。 式〔〕 Fex(SipBqX〓ry {上記式〔〕において、 X〓は、PおよびCの1種または2種を表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 p+q+r=100%であり、このうち、pは40
〜75%、rは0.01〜24%である。 また、y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7 である。} 4 XがPおよびCであり、 X〓r=PsCt,s+t=rの条件下、 Pの含有比sが0.01〜5%であり、Cの含有比
tをqで除した値t/qが0.03〜0.4である特許
請求の範囲第3項に記載の荷電粒子の加速または
制御のためのキヤビテイ用コア。 5 部分的に結晶質を含み、下記式〔〕で示さ
れる組成を有し、厚さ15μm以下の非晶質磁性合
金薄帯を巻回してなることを特徴とする荷電粒子
の加速または制御のためのキヤビテイ用コア。 式〔〕 FeaT〓bxXy {上記式〔〕において、 T〓は、Coおよび/またはNiを表わす。 Xは、SiおよびB、またはSiおよびBとPおよ
び/またはCとの組合わせを表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、a+b=100%であり、このうち、bは
0.1〜20%である。 さらに、X中のSiの含有比をp%としたとき、
pは40〜75%であり、しかも、 y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7である。 そして、X中にPおよび/またはCが含まれる
とき、PとCとの総計は、X中の0.01〜24%であ
る。} 6 部分的に結晶質を含み、下記式〔〕で示さ
れる組成を有し、厚さ15μm以下の非晶質磁性合
金薄帯を巻回してなることを特徴とする荷電粒子
の加速または制御のためのキヤビテイ用コア。 式〔〕 (T〓cMndxXy {上記式〔〕において、 T〓は、Fe、またはFeならびにCoおよび/もし
くはNiを表わす。 Xは、SiおよびB、またはSiおよびBとPおよ
び/またはCとの組合わせを表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、c+d=100%であり、dは0.1〜10%で
ある。 さらに、T〓中にCoおよび/またはNiが含まれ
るとき、CoとNiとの総計は、T〓中の0.1〜20%
である。 加えて、X中のSiの含有比をp%としたとき、
pは40〜75%であり、しかも、 y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7である。 そして、X中にPおよび/またはCが含まれる
とき、PとCとの総計は、X中の0.01〜24%であ
る。} 7 部分的に結晶質を含み、下記式〔〕で示さ
れる組成を有し、厚さ15μm以下の非晶質磁性合
金薄帯を巻回してなることを特徴とする荷電粒子
の加速または制御のためのキヤビテイ用コア。 式〔〕 (T〓eT〓fxXy {上記式〔〕において、 T〓は、Fe、またはFeとCo、NiおよびMnのう
ちの1種以上との組合わせを表わし、 T〓は、B族元素の1種以上を表わし、 Xは、SiおよびB、またはSiおよびBとPおよ
び/またはCとの組合わせを表わす。 x+y=100at%であり、このうち、yは21〜
25.5at%である。 また、e+f=100%であり、fは0.1〜10%で
ある。 さらに、T〓中にCoおよび/またはNiが含まれ
るとき、CoとNiとの総計は、T〓中の0.1〜20%
であり、 また、T〓中にMnが含まれるとき、MnはT〓中
の0.1〜10%である。 加えて、X中のSiの含有比をp%としたとき、
pは40〜75%であり、しかも、 y≦0.5p+1、 y≦0.1p+19、 y≧0.3p+2かつ y≧0.13p+13.7である。 そして、X中にPおよび/またはCが含まれる
とき、PとCとの総計は、X中の0.01〜24%であ
る。}
[Claims] 1. A charged device comprising a partially crystalline material, having a composition represented by the following formula [], and formed by winding an amorphous magnetic alloy ribbon with a thickness of 15 μm or less. Cavity core for particle acceleration or control. Formula [] Fe x (Si p B q ) y {In the above formula [], x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Also, p+q=100%, of which p is
It is 40-75%. Furthermore, y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. } 2 Claim 1 whose thickness is 5 to 15 μm
A core for a cavity for accelerating or controlling charged particles as described in Section 1. 3. A device for accelerating or controlling charged particles, which is formed by winding an amorphous magnetic alloy ribbon with a thickness of 15 μm or less, which partially contains crystals and has a composition represented by the following formula []. Core for cavity. Formula [] Fe x (Si p B q X〓 r ) y {In the above formula [], X〓 represents one or both of P and C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. p+q+r=100%, of which p is 40
~75%, r is 0.01-24%. Further, y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. } 4 X is P and C , and under the conditions of The core for a cavity for accelerating or controlling charged particles according to claim 3, wherein t/q is 0.03 to 0.4. 5. A method for accelerating or controlling charged particles, which is formed by winding an amorphous magnetic alloy ribbon with a thickness of 15 μm or less, which partially contains crystals and has a composition represented by the following formula []. Core for cavity. Formula [] Fe a T〓 b ) x X y {In the above formula [], T〓 represents Co and/or Ni. X represents Si and B, or a combination of Si and B with P and/or C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Also, a+b=100%, of which b is
It is 0.1-20%. Furthermore, when the content ratio of Si in X is p%,
p is 40 to 75%, and y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. When P and/or C are included in X, the total amount of P and C is 0.01 to 24% of X. } 6. Acceleration or control of charged particles characterized by winding an amorphous magnetic alloy ribbon with a thickness of 15 μm or less, which partially contains crystals and has a composition represented by the following formula [] Core for cavity. Formula [] (T〓 c Mn d ) x X y {In the above formula [], T〓 represents Fe or Fe and Co and/or Ni. X represents Si and B, or a combination of Si and B with P and/or C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Moreover, c+d=100%, and d is 0.1 to 10%. Furthermore, when Co and/or Ni are included in T, the total amount of Co and Ni is 0.1 to 20% of T
It is. In addition, when the content ratio of Si in X is p%,
p is 40 to 75%, and y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. When P and/or C are included in X, the total amount of P and C is 0.01 to 24% of X. } 7. Acceleration or control of charged particles characterized by winding an amorphous magnetic alloy ribbon with a thickness of 15 μm or less, which partially contains crystals and has a composition represented by the following formula [] Core for cavity. Formula [] (T〓 e T〓 f ) x X y {In the above formula [], T〓 represents Fe or a combination of Fe and one or more of Co, Ni and Mn, and T〓 represents one or more B group elements, X represents Si and B, or a combination of Si and B with P and/or C. x+y=100at%, of which y is 21~
It is 25.5at%. Further, e+f=100%, and f is 0.1 to 10%. Furthermore, when Co and/or Ni are included in T, the total amount of Co and Ni is 0.1 to 20% of T
And, when Mn is included in T〓, Mn is 0.1 to 10% in T〓. In addition, when the content ratio of Si in X is p%,
p is 40 to 75%, and y≦0.5p+1, y≦0.1p+19, y≧0.3p+2, and y≧0.13p+13.7. When P and/or C are included in X, the total amount of P and C is 0.01 to 24% of X. }
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