JPH04367201A - 非晶質薄帯可飽和磁心 - Google Patents

非晶質薄帯可飽和磁心

Info

Publication number
JPH04367201A
JPH04367201A JP3143603A JP14360391A JPH04367201A JP H04367201 A JPH04367201 A JP H04367201A JP 3143603 A JP3143603 A JP 3143603A JP 14360391 A JP14360391 A JP 14360391A JP H04367201 A JPH04367201 A JP H04367201A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic core
ribbon
squareness ratio
magnetostriction
amorphous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3143603A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2561573B2 (ja
Inventor
Kenichi Baba
健一 馬場
Shun Sato
駿 佐藤
Toshio Yamada
山田 利男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP3143603A priority Critical patent/JP2561573B2/ja
Publication of JPH04367201A publication Critical patent/JPH04367201A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2561573B2 publication Critical patent/JP2561573B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15316Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Co

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング電源に使用
されるマグアンプ(磁気増幅器)など高周波帯域で動作
する非晶質薄帯可飽和磁心に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子計算機やその周辺機器、通信機器な
どの小型化にともない、これらの機器に電力を供給する
電源に対して小型化要請が年々高まっている。現在、こ
れらの電源には主としてスイッチング電源が用いられて
おり、小型化対策としては回路の集積化やスイッチング
周波数の高周波化によるコンデンサや磁性部品の小型化
などが有効である。しかし、スイッチング周波数を上げ
ると磁性部品では磁心損失が大きくなるため、結果とし
て磁心冷却のための冷却ファンや放熱板のスペース増加
を招く。このため、高周波で損失の少ない磁性材料が求
められている。
【0003】高周波において損失の少ない磁心材料とし
て注目されているのは非晶質合金である。非晶質合金は
従来の軟磁性金属に比べて電気抵抗が大きく、板厚の薄
い材料が容易に製造できるため、高周波での磁心損失の
大部分を占める渦電流損失の増加が少ない。なかでも、
ゼロ磁歪Co基非晶質合金は磁心損失の残り部分である
ヒステリシス損失も小さいため、高周波損失が非常に小
さいという優れた特性を持っており、マグアンプやノイ
ズアブソーバ等の可飽和磁心として既に実用化されてい
る。
【0004】可飽和磁心に必要な磁気特性は、一般に低
鉄損と高角形比(飽和磁束密度に対して残留磁束密度の
比が高いこと)の2つである。ゼロ磁歪Co基非晶質合
金は磁界中アニールによって高い角形比が得られること
から、この点からも優れた材料といえる。今日知られて
いるゼロ磁歪Co基非晶質合金はいずれも菊地らの提案
したCoFeSiB合金をベースに各種の補助元素を含
むものである。特公昭63−28483号公報に記載の
合金がその代表である。これは、非晶質CoXSiB合
金薄帯のトロイダルコアを周方向に平行な磁場中でアニ
ールして角形比の高いコアを製造する方法である。ただ
し、XはTi,V,Cr,Mn,Ni,Zr,Nb,M
o,Ru,Hf,Ta,W,Re,Fe,Y,Ce,P
r,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dyの1種または
2種以上である。
【0005】現在マグアンプとして実用化されている磁
心は、上記組成を持つ厚さ20μm前後の非晶質合金薄
帯を使用したもので、低損失特性を活かすため主として
スイッチング周波数が50kHz以上の電源で使用され
ている。しかし、300kHz以上の高い周波数で使用
する場合は、動作磁束密度にもよるが一般に損失の増加
による発熱が大きく、冷却ファンや放熱板などによる温
度上昇防止対策が必要となる。磁心の発熱を抑えるには
、薄帯厚みの減少による渦電流損低減が有効と考えられ
るが、薄帯厚みが15μmを下回ると板厚の減少に伴っ
て角形比が低下するという問題が生じた。このため、こ
のような高い周波数において低鉄損且つ角形比の高い非
晶質薄帯可飽和磁心を得ることは困難であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は300kHz
以上の高周波においても低鉄損、高角形比の要求を満足
する非晶質薄帯可飽和磁心を提供することを目的とする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の要旨
とするところは、磁歪の小さいCo基非晶質合金からな
る可飽和磁心において、組成がCoa Feb Moc
 Snd Sie Bfであり、且つ磁歪が−0.1×
10−6〜−1×10−6の範囲にある厚み15μm以
下の非晶質合金薄帯を使用したことを特徴とする非晶質
薄帯可飽和磁心にある。ここで、a=67〜72(原子
%、以下同じ)、b=3〜5、c=1〜3、d=0.0
5〜1.0、e=5〜19、f=7〜16、且つa+b
+c+d+e+f=100である。
【0008】すなわち、本発明の骨子は従来から知られ
ているCoFeSiB合金をベースにMoとSnを複合
添加し、且つ磁歪を−0.1×10−6〜−1×10−
6の範囲にすることにより、15μm以下という薄い非
晶質合金薄帯を使用しながら、高い角形比の可飽和磁心
を得ることにある。以下に本発明についてさらに詳細に
説明する。
【0009】一般に、非晶質薄帯磁心の鉄損の大部分を
占める渦電流損失低減には、薄帯の薄手化が有効である
ことが知られている。しかし、本発明者らは従来の磁心
では薄帯をある板厚以下に薄くすると板厚減少とともに
角形比が低下するという現象に遭遇した。その具体例を
図1に示す。この図は、組成が(CoFe)72 Mo
2 (SiB)26 で磁歪が0.2×10−6の薄帯
を巻回し、周方向磁場中でアニールして作製した可飽和
磁心について、薄帯厚みを変えた場合の保磁力Hcと角
形比の測定結果を示したものである。この図から、鉄損
の指標となる保磁力Hcは薄帯厚みにほぼ比例的に減少
し、薄手化が鉄損低減に有効であることがわかる。しか
し、15μm以下の厚みでは角形比が低下するため、低
鉄損と高角形比を同時に達成することはできない。この
角形比低下の原因は明らかではないが、表面の薄い酸化
層または部分結晶化層による応力効果あるいは表面の凹
凸の影響が板厚が薄くなると顕著になるためと推察され
る。そこで、本発明者らは低鉄損と高角形比を同時に達
成することを目的に種々検討を行った結果、合金組成の
選択と磁歪の適正化により上記の問題点の解決が可能で
あることを見出し、本発明の完成に到ったのである。
【0010】次に、本発明の合金組成を限定する理由に
ついて述べる。Snは本発明の目的とする薄手材での高
角形特性を付与するための必須元素で、0.05〜1.
0%(原子%、以下同じ)の範囲に限定した。その理由
は0.05%未満では本発明が目的とするSnの効果が
顕著に発現せず、また1.0%を超えて添加しても著し
い効果は認められないからである。なお、Sn添加のも
たらす効果はSnの表面改質作用のためと思われる。そ
の根拠として、図2に示すようにSn添加非晶質合金薄
帯の表面にSiが異常に濃縮されるという本発明者ら自
身が見出した現象がある。すなわち、Siの異常な表面
偏析が薄帯表面の状態を変化させ、後述する磁歪の範囲
において表面部分の影響による角形比低下を抑制してい
るものと推察される。
【0011】Moは非晶質合金の熱的安定性、非晶質形
成能を高めるとともに、高周波における磁気特性を改善
する効果を持つ元素で、その範囲を1〜3%に限定した
。1%を下回ると上記の添加効果が不十分なため下限を
1%とし、3%を超えると飽和磁束密度が低下するので
上限を3%とした。Co、Fe、Si、Bの4元素の組
成範囲は添加するSnとMoの量を考慮して次の条件を
満足するように決められた。第1の条件は磁歪が−0.
1×10−6〜−1×10−6、第2の条件は飽和磁束
密度が0.45T以上、第3の条件は磁心の周方向に印
加した磁場中アニール後の100kHzにおける交流磁
気特性が10μmの薄帯を使用した場合に角形比Br/
Bm>0.95、保磁力Hc<12A/m、好ましくは
角形比Br/Bm>0.97、保磁力Hc<10A/m
である(Br=残留磁束密度、Bm=印加最大磁場にお
ける磁束密度)。本発明においてはCoを67〜72%
、Fe3〜5%、Si5〜19%、B7〜16%に規定
する。Co、Feは規定した範囲を外れると磁歪および
飽和磁束密度に対する条件を満足しなくなる。また、S
iとBが規定した範囲を外れると非晶質合金の形成が困
難になるとともに所定の交流磁気特性を満足しなくなる
【0012】次に磁歪を限定した理由を述べる。図3は
組成が(CoFe)72 Mo2 Sn0.2(SiB
)25.8 の合金についてCoとFeのバランスを変
えて磁歪の異なる非晶質合金薄帯を板厚約10μmで作
製し、巻き磁心に加工して角形比を測定した結果である
。この図から明らかなように、磁歪が正の場合に比較し
て負の場合には角形比の低下現象が軽減されている。こ
のことから、磁歪の上限を−0.1×10−6とした。 また、−1×10−6より負側になると保磁力Hcが大
きくなり鉄損の増大を招くため下限を−1×10−6と
した。
【0013】次に本発明の実施態様について述べる。ま
ず、上述の組成範囲となるように配合した原料あるいは
母合金を溶解し、通常の液体急冷法で非晶質の連続薄帯
とする。このとき使用するノズルは、薄手材の製造に適
する単一スリットノズルが望ましい。鋳造する雰囲気は
大気中、不活性ガス中、真空中のいずれでもよい。以上
説明した非晶質薄帯の製造方法は特に限定するものでは
なく、他の方法を採用することもできる。
【0014】非晶質薄帯は所定の寸法の巻き磁心に成形
された後、周方向の磁場中でアニールされる。磁界の強
さは合金の保磁力の10倍あれば十分である。アニール
温度は合金の結晶化開始温度をTxとするとき、Tx−
120℃からTx−20℃の範囲、保持時間は30〜1
20分が適当である。
【0015】
【実施例】表1に示す化学組成の薄帯を単ロール急冷法
を用いて作製した。薄帯の幅は5mm、板厚は約10〜
20μmである。作製した薄帯はX線回折法により非晶
質であることが確認された。また、磁歪は三端子静電容
量法によって測定した。この薄帯をそれぞれ内径12m
m、外径18mmの巻き磁心に成形した後、約400A
/mの直流磁界をかけながらAr気流中でアニールした
。アニール条件は、保持時間を1時間に固定し、温度は
400〜480℃の範囲で変化させた。アニールした磁
心は樹脂コーティングした後、交流磁気特性を測定した
。表1に各々の最適アニール温度における磁気特性を示
した。この表から明らかなように本発明による磁心は板
厚に関係なく高い角形比が得られている。これに対して
、比較材の場合は15μm以下で角形比が低下しており
、目標特性を満足できないことが判る。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明による非晶質薄帯可飽和磁心は、
高周波においても低鉄損と高角形比という要求をともに
満足できる。このため、300kHz以上のスイッチン
グ電源においてマグアンプなどに使用した場合、従来の
ものに比較して磁心発熱が小さく、電源の小型化や冷却
方法の簡素化が可能となり、その工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のSn添加なしの組成の非晶質合金薄帯で
作製した巻き磁心について薄帯厚みと保磁力Hc、角形
比Br/Bmの関係を示す図である。
【図2】グロー放電発光分析法(GDS)で分析した、
薄帯表面深さ方向の元素濃度を比較する図(ただし、(
a)は本発明のSnを含有する非晶質合金、(b)はS
nを含まない非晶質合金)である。
【図3】本発明磁心(Snを添加した組成の非晶質合金
薄帯で作製)についての角形比の磁歪依存性を示す図で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  磁歪の小さいCo基非晶質合金からな
    る可飽和磁心において、組成がCoa Feb Moc
     Snd Sie Bf であり、且つ磁歪が−0.1
    ×10−6〜−1×10−6の範囲にある厚み15μm
    以下の非晶質合金薄帯を使用したことを特徴とする非晶
    質薄帯可飽和磁心。 ここで、a=67〜72(原子%、以下同じ)、b=3
    〜5、c=1〜3、d=0.05〜1.0、e=5〜1
    9、f=7〜16、且つa+b+c+d+e+f=10
    0である。
JP3143603A 1991-06-14 1991-06-14 非晶質薄帯可飽和磁心 Expired - Lifetime JP2561573B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3143603A JP2561573B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 非晶質薄帯可飽和磁心

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3143603A JP2561573B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 非晶質薄帯可飽和磁心

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04367201A true JPH04367201A (ja) 1992-12-18
JP2561573B2 JP2561573B2 (ja) 1996-12-11

Family

ID=15342568

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3143603A Expired - Lifetime JP2561573B2 (ja) 1991-06-14 1991-06-14 非晶質薄帯可飽和磁心

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2561573B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110983112A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 华南理工大学 一种精密电流检测用钴基非晶软磁合金及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5858707A (ja) * 1981-08-24 1983-04-07 Hitachi Metals Ltd 磁性材料の熱処理方法
JPS61292301A (ja) * 1985-06-20 1986-12-23 Hitachi Metals Ltd 巻磁心

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5858707A (ja) * 1981-08-24 1983-04-07 Hitachi Metals Ltd 磁性材料の熱処理方法
JPS61292301A (ja) * 1985-06-20 1986-12-23 Hitachi Metals Ltd 巻磁心

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110983112A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 华南理工大学 一种精密电流检测用钴基非晶软磁合金及其制备方法
CN110983112B (zh) * 2019-12-30 2021-11-02 华南理工大学 一种精密电流检测用钴基非晶软磁合金及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2561573B2 (ja) 1996-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3233313B2 (ja) パルス減衰特性に優れたナノ結晶合金の製造方法
EP0042525B2 (en) Amorphous magnetic alloy
JP6669082B2 (ja) Fe基軟磁性合金薄帯およびそれを用いた磁心
US5211767A (en) Soft magnetic alloy, method for making, and magnetic core
JPH07278764A (ja) ナノ結晶合金およびその製造方法ならびにそれを用いた磁心
US6031341A (en) Miniaturized transformer and inverter circuit and discharge tube glow circuit including such miniaturized transformer
JPH04367201A (ja) 非晶質薄帯可飽和磁心
JPH08153614A (ja) 磁 心
JP2698769B2 (ja) 高透磁率磁心の製造方法
JP2719978B2 (ja) 高周波磁心用非晶質合金
JP3374981B2 (ja) 短パルス特性に優れたナノ結晶軟磁性合金および磁心
JP4688029B2 (ja) コモンモードチョークコイル用コアおよびその製造方法
JPH06163235A (ja) トランス
JP4445195B2 (ja) アモルファス合金薄帯およびそれを用いた磁心
JP3638291B2 (ja) 低損失磁心
JP2005187917A (ja) 軟磁性合金並びに磁性部品
JP3533237B2 (ja) 可飽和コアおよびそれを用いた磁気増幅器
JP3121641B2 (ja) スイッチング電源
JP2000252111A (ja) 高周波用可飽和磁心ならびにこれを用いた装置
JPH05132744A (ja) 高飽和磁束密度非晶質合金薄帯および非晶質合金鉄心の製造方法
JPH0257683B2 (ja)
JPH05117821A (ja) 高周波磁心用非晶質合金および高周波磁心
JP3294929B2 (ja) 積層磁心
JPH0747800B2 (ja) 高周波磁心用非晶質合金
JPS61295601A (ja) コモンモ−ドチヨ−ク用アモルフアス磁心

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19960604

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070919

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 15

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919

Year of fee payment: 15