JPH0468383B2 - - Google Patents
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- JPH0468383B2 JPH0468383B2 JP61215032A JP21503286A JPH0468383B2 JP H0468383 B2 JPH0468383 B2 JP H0468383B2 JP 61215032 A JP61215032 A JP 61215032A JP 21503286 A JP21503286 A JP 21503286A JP H0468383 B2 JPH0468383 B2 JP H0468383B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は、非晶質合金の改良に関するものであ
り、特に20kHz以上の高い周波数において使用さ
れる高周波トランス、コモンモードチヨークその
他の電子部品の磁心材料として好適な低損失Fe
基非晶質合金に係るものである。 ［従来の技術］ 従来、高周波用のトランス、チヨーク等の磁心
材料としては、高抵抗であつてうず電流損が少な
い等の利点を有するため、フエライトが主に用い
られていた。しかし、フエライトは飽和磁束密度
が低く、温度特性も悪いため、磁心を小形化する
ことが困難であるという欠点があつた。 近年、従来の磁心材料に対抗できる可能性があ
るものとして非晶質磁性合金は高い飽和磁束密度
を有するため、優れた磁心材料として有望視され
ている。しかしながら、Fe系の非晶質合金は一
般的に高周波の鉄損が大きいという問題点があ
る。 このため、Cu，Mo，Nb等を添加することに
より磁歪定数を小さくし、低損失化を図ることが
行なわれている。すなわち、下記のような技術の
流れが低損失FeSiB系非晶質合金にある。 Fe―Ni―Ｐ―Ｂ―Si―Ｃ―Al系（Fe以外の
元素は必須ではなくFeSiB系を包含する。）に
おいて添加元素としてCo，Cr，Mo，Ti，Ｖ，
Cuを加えることにより、誘導形電気機器の軽
量小形化が図れることが知られている（特開昭
55−3695号公報参照）。しかし、各添加元素の
作用効果については、上記公報には具体的に何
の記載もなく、またこれら添加元素のどの程度
の量が損失低減に寄与するかについて示唆する
ものは全くない。 次に、Ｍ―Ｃ―SiB系（ここにＭはFe，Co，
Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，PtでありＣ（炭
素）は必須）に添加元素としてCu，Ag，Au，
Zn，Cd，Hgを加えることにより結晶化温度
Txを向上できることも知られている（特開昭
56−105452号公報）。しかし、この発明は0.01
〜10at％のＣ（炭素）を必須とするものであり
Ｃはアモルフアス形成能を向上するがヒステリ
シス損を増大させるので損失低減の点からする
と好ましくない（CMC発行「応用開発進アモ
ルフアス金属材料」第４頁、昭和57年参照）。 同様にFe―Ｌ―Ｎ系（ここにＬはCo，Niで
あつて必ずしも必須ではなく、ＮはＢ，Si，
Geのうち１種又は２種以上）に添加元素Au，
Ag，Cu，Znを加え、磁気特性、熱安定性を改
善することも知られている。（特開昭58−
151452号公報参照）。しかし、これら添加元素
による損失低減については具体的記載はない。 またFe―Cr―SiB系にCo，Ni，Cu，Nb，
Mo他を添加して疲労特性に加え、電気磁気特
性、耐熱性、耐腐食性および機械的性質を向上
させることも知られている。（特開昭58−
213857号公報参照）。しかし、損失低減に関し
て具体的な言及はない。 最近、Cuの添加効果として高周波における
鉄損減少を開示した発明が出てきた（特開昭60
−52557号公報。これはFe―Si―Ｂ系に1.5at％
以下のCuを添加して、CuがFeに殆ど固溶しな
い性質を利用して析出させ磁区を微細化するこ
とにより鉄損の低減を図つたものである。 また、別の添加元素としてMo又はNbによつ
て低磁歪化を図り、併せて低損失化する試みが
ある（Inomata et al.，J.Appl.Phys.54（11），
Nov.1983第6553〜6557頁）。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これら従来技術によつて低損失化を図
つたものは未だ必ずしも充分な特性を有せず、
Co系非晶質合金に比べると著しく鉄損が大きい
という問題点があつた。 このようにFe系非晶質合金はCo系非晶質合金
に比べて経時変化が小さいという特長を有するも
のの、高周波における鉄損がCo系の合金に比べ
て大きいため、高周波になるに従つて鉄損の増加
による磁心の温度上昇が目立つてくる。このため
Fe系の合金は出来る限り鉄損を低くすることが
重要な課題である。 また、Fe系非晶質合金は透磁率についてもCo
系非晶質合金に比べると劣つている。 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、高
周波特に50kHz以上の周波数の用途に用いる高周
波トランスやコモンモードチヨーク用磁心等に好
適な低損失のFe基非晶質合金を提供することを
目的とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、Fe―Si
―Ｂ系非晶質合金にCuを添加し、更にNb又は
Moを複合添加することにより、Co基非晶質合金
と同等程度の低損失特性を有するFe非晶質合金
としたことを特徴とするものである。 すなわち、本発明の非晶質合金は次の組成式で
表わされることを特徴とするものである。 （Fe1-aMa）100-x-y-zCuxSiyBzここで、Ｍは
Ti，Zr，Hf，Ｖ，Ta，Ｗ，Niのうちの１種又
は２種以上であり、ａは0.001〜0.1、ｘは0.1〜
３、ｙは19以下、ｚは５〜25、ｙ＋ｘは15〜30で
ある。 ［作用］ 本発明において、Cuは必須の元素であり、そ
の含有量ｘを0.1〜３原子％の限定したのは、0.1
原子％より小さいとCu添加による鉄損減少の効
果がほとんどなく、一方３原子％より大きいと鉄
損が未添加のものより大きくなるからである。ま
た本発明において特に好ましいｘの範囲は0.2〜
２原子％であり、この範囲では鉄損が特に小さ
い。 また本発明におけるｙおよびｚについての限定
理由は、主として前記ｙが19原子％以下、ｚが５
〜25原子％の範囲を外れると合金の非晶質化が困
難となるためである。しかして、本発明におい
て、ｙのより好ましい範囲は８〜19原子％であ
り、ｚのより好ましい範囲は７〜10原子％であつ
て、ｙ＋ｚの範囲が18〜26原子％の範囲内である
ことが望ましい。この範囲であると鉄損が小さ
く、またその経時変化も小さい。特にｚが８〜
9.5原子％の範囲の場合は鉄損の経時変化が著し
く小さい。 また本発明において、Feの一部を置換する添
加成分Ｍの量ａを0.001〜0.1に限定したのは、
0.001より小さいとＭを添加したことによる鉄損
減少効果がほとんどなく、0.1よりも大きいと飽
和磁束密度の著しい低下を招くとともに脆化しや
すくなり、リボン作製が困難となるためである。 Ｍの添加により、低損失であるだけでなくCo
基の高透磁率材料並の高い透磁率を示す。このた
め、高周波トランスだけでなく、通常のコモンモ
ードチヨーク用磁心に適する。また低周波領域で
の透磁率も高いためMCカートリツジ用昇圧トラ
ンス等にも適している。 なお、本発明の非晶質合金は完全な非晶質であ
る必要はなく、高周波磁気特性を劣化させない程
度の結晶を含んでいてもよい。また不可避不純物
が含まれていても本発明の効果を充分得ることが
できることは勿論である。 また、本発明の非晶質合金は、片ロール法・双
ロール法・その他の公知の液体急冷法により製造
することができるものである。通常、片ロール法
等により製造される非晶質リボンの板厚は８〜
100μm程度であるが、板厚が25μm以下のものが
高周波において使用される磁心材料としてはより
適している。 また、Ｍの一部を必要に応じてNb，Mo，Cr，
Mnの１種又は２種以上で置換してもよい。 特にCr又はMnは低角形比で恒透磁率特性に優
れ、かつ飽和磁界が大きい磁気特性となるため、
フオワードコンバータ用の高周波トランスや高電
圧のパルス状ノイズに対して優れた特性を示すコ
モンモードチヨーク用磁心に適する。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。 （実施例） 第１表は、本発明によるFe基非晶質合金と、
従来の磁心材料であるFe基非晶質合金、Co基非
晶質合金およびMn―Znフエライトの鉄損を比較
した表である。 本実施例において、非晶質合金リボンは片ロー
ル法において作製した。リボン幅は５mm、厚さ約
18μmである。作製した非晶質合金リボンを巻き
回し、内径15mm，外径19mmの巻磁心とした後窒素
ガス雰囲気中で熱処理を行い、Ｕ函数計により磁
束密度の波高値Bmが2KG、周波数ｆが100kHzま
で鉄損W2／100kを測定した。
り、特に20kHz以上の高い周波数において使用さ
れる高周波トランス、コモンモードチヨークその
他の電子部品の磁心材料として好適な低損失Fe
基非晶質合金に係るものである。 ［従来の技術］ 従来、高周波用のトランス、チヨーク等の磁心
材料としては、高抵抗であつてうず電流損が少な
い等の利点を有するため、フエライトが主に用い
られていた。しかし、フエライトは飽和磁束密度
が低く、温度特性も悪いため、磁心を小形化する
ことが困難であるという欠点があつた。 近年、従来の磁心材料に対抗できる可能性があ
るものとして非晶質磁性合金は高い飽和磁束密度
を有するため、優れた磁心材料として有望視され
ている。しかしながら、Fe系の非晶質合金は一
般的に高周波の鉄損が大きいという問題点があ
る。 このため、Cu，Mo，Nb等を添加することに
より磁歪定数を小さくし、低損失化を図ることが
行なわれている。すなわち、下記のような技術の
流れが低損失FeSiB系非晶質合金にある。 Fe―Ni―Ｐ―Ｂ―Si―Ｃ―Al系（Fe以外の
元素は必須ではなくFeSiB系を包含する。）に
おいて添加元素としてCo，Cr，Mo，Ti，Ｖ，
Cuを加えることにより、誘導形電気機器の軽
量小形化が図れることが知られている（特開昭
55−3695号公報参照）。しかし、各添加元素の
作用効果については、上記公報には具体的に何
の記載もなく、またこれら添加元素のどの程度
の量が損失低減に寄与するかについて示唆する
ものは全くない。 次に、Ｍ―Ｃ―SiB系（ここにＭはFe，Co，
Ni，Ru，Rh，Pd，Os，Ir，PtでありＣ（炭
素）は必須）に添加元素としてCu，Ag，Au，
Zn，Cd，Hgを加えることにより結晶化温度
Txを向上できることも知られている（特開昭
56−105452号公報）。しかし、この発明は0.01
〜10at％のＣ（炭素）を必須とするものであり
Ｃはアモルフアス形成能を向上するがヒステリ
シス損を増大させるので損失低減の点からする
と好ましくない（CMC発行「応用開発進アモ
ルフアス金属材料」第４頁、昭和57年参照）。 同様にFe―Ｌ―Ｎ系（ここにＬはCo，Niで
あつて必ずしも必須ではなく、ＮはＢ，Si，
Geのうち１種又は２種以上）に添加元素Au，
Ag，Cu，Znを加え、磁気特性、熱安定性を改
善することも知られている。（特開昭58−
151452号公報参照）。しかし、これら添加元素
による損失低減については具体的記載はない。 またFe―Cr―SiB系にCo，Ni，Cu，Nb，
Mo他を添加して疲労特性に加え、電気磁気特
性、耐熱性、耐腐食性および機械的性質を向上
させることも知られている。（特開昭58−
213857号公報参照）。しかし、損失低減に関し
て具体的な言及はない。 最近、Cuの添加効果として高周波における
鉄損減少を開示した発明が出てきた（特開昭60
−52557号公報。これはFe―Si―Ｂ系に1.5at％
以下のCuを添加して、CuがFeに殆ど固溶しな
い性質を利用して析出させ磁区を微細化するこ
とにより鉄損の低減を図つたものである。 また、別の添加元素としてMo又はNbによつ
て低磁歪化を図り、併せて低損失化する試みが
ある（Inomata et al.，J.Appl.Phys.54（11），
Nov.1983第6553〜6557頁）。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これら従来技術によつて低損失化を図
つたものは未だ必ずしも充分な特性を有せず、
Co系非晶質合金に比べると著しく鉄損が大きい
という問題点があつた。 このようにFe系非晶質合金はCo系非晶質合金
に比べて経時変化が小さいという特長を有するも
のの、高周波における鉄損がCo系の合金に比べ
て大きいため、高周波になるに従つて鉄損の増加
による磁心の温度上昇が目立つてくる。このため
Fe系の合金は出来る限り鉄損を低くすることが
重要な課題である。 また、Fe系非晶質合金は透磁率についてもCo
系非晶質合金に比べると劣つている。 本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、高
周波特に50kHz以上の周波数の用途に用いる高周
波トランスやコモンモードチヨーク用磁心等に好
適な低損失のFe基非晶質合金を提供することを
目的とするものである。 ［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、Fe―Si
―Ｂ系非晶質合金にCuを添加し、更にNb又は
Moを複合添加することにより、Co基非晶質合金
と同等程度の低損失特性を有するFe非晶質合金
としたことを特徴とするものである。 すなわち、本発明の非晶質合金は次の組成式で
表わされることを特徴とするものである。 （Fe1-aMa）100-x-y-zCuxSiyBzここで、Ｍは
Ti，Zr，Hf，Ｖ，Ta，Ｗ，Niのうちの１種又
は２種以上であり、ａは0.001〜0.1、ｘは0.1〜
３、ｙは19以下、ｚは５〜25、ｙ＋ｘは15〜30で
ある。 ［作用］ 本発明において、Cuは必須の元素であり、そ
の含有量ｘを0.1〜３原子％の限定したのは、0.1
原子％より小さいとCu添加による鉄損減少の効
果がほとんどなく、一方３原子％より大きいと鉄
損が未添加のものより大きくなるからである。ま
た本発明において特に好ましいｘの範囲は0.2〜
２原子％であり、この範囲では鉄損が特に小さ
い。 また本発明におけるｙおよびｚについての限定
理由は、主として前記ｙが19原子％以下、ｚが５
〜25原子％の範囲を外れると合金の非晶質化が困
難となるためである。しかして、本発明におい
て、ｙのより好ましい範囲は８〜19原子％であ
り、ｚのより好ましい範囲は７〜10原子％であつ
て、ｙ＋ｚの範囲が18〜26原子％の範囲内である
ことが望ましい。この範囲であると鉄損が小さ
く、またその経時変化も小さい。特にｚが８〜
9.5原子％の範囲の場合は鉄損の経時変化が著し
く小さい。 また本発明において、Feの一部を置換する添
加成分Ｍの量ａを0.001〜0.1に限定したのは、
0.001より小さいとＭを添加したことによる鉄損
減少効果がほとんどなく、0.1よりも大きいと飽
和磁束密度の著しい低下を招くとともに脆化しや
すくなり、リボン作製が困難となるためである。 Ｍの添加により、低損失であるだけでなくCo
基の高透磁率材料並の高い透磁率を示す。このた
め、高周波トランスだけでなく、通常のコモンモ
ードチヨーク用磁心に適する。また低周波領域で
の透磁率も高いためMCカートリツジ用昇圧トラ
ンス等にも適している。 なお、本発明の非晶質合金は完全な非晶質であ
る必要はなく、高周波磁気特性を劣化させない程
度の結晶を含んでいてもよい。また不可避不純物
が含まれていても本発明の効果を充分得ることが
できることは勿論である。 また、本発明の非晶質合金は、片ロール法・双
ロール法・その他の公知の液体急冷法により製造
することができるものである。通常、片ロール法
等により製造される非晶質リボンの板厚は８〜
100μm程度であるが、板厚が25μm以下のものが
高周波において使用される磁心材料としてはより
適している。 また、Ｍの一部を必要に応じてNb，Mo，Cr，
Mnの１種又は２種以上で置換してもよい。 特にCr又はMnは低角形比で恒透磁率特性に優
れ、かつ飽和磁界が大きい磁気特性となるため、
フオワードコンバータ用の高周波トランスや高電
圧のパルス状ノイズに対して優れた特性を示すコ
モンモードチヨーク用磁心に適する。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。 （実施例） 第１表は、本発明によるFe基非晶質合金と、
従来の磁心材料であるFe基非晶質合金、Co基非
晶質合金およびMn―Znフエライトの鉄損を比較
した表である。 本実施例において、非晶質合金リボンは片ロー
ル法において作製した。リボン幅は５mm、厚さ約
18μmである。作製した非晶質合金リボンを巻き
回し、内径15mm，外径19mmの巻磁心とした後窒素
ガス雰囲気中で熱処理を行い、Ｕ函数計により磁
束密度の波高値Bmが2KG、周波数ｆが100kHzま
で鉄損W2／100kを測定した。
【表】
【表】
第１表からわかるように本発明非晶質合金の鉄
損は、従来のFe基非晶質合金やフエライト等に
比べて鉄損が小さく優れている。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明のFe基非晶質合金は、
従来のFe基非晶質合金より高周波における損失
が低く透磁率が優れているため、高周波トランス
コモンモードチヨーク等に用いた場合優れた特性
が得られるものである。
損は、従来のFe基非晶質合金やフエライト等に
比べて鉄損が小さく優れている。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明のFe基非晶質合金は、
従来のFe基非晶質合金より高周波における損失
が低く透磁率が優れているため、高周波トランス
コモンモードチヨーク等に用いた場合優れた特性
が得られるものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ その組成が、一般式 （Fe1-aMa）100-x-y-zCuxSiyBz 〔ここで、ＭはTi，Zr，Hf，Ｖ，Ta，Ｗ，Ni
のうちの１種又は２種以上であり、かつ0.001≦
ａ≦0.1，0.1≦ｘ≦３，ｙ≦19，５≦ｚ≦25，15
≦ｙ＋ｚ≦30〕であることを特徴とする低損失
Fe基非晶質合金。 ２ 上記組成式において、0.001≦ａ≦0.1，0.2≦
ｘ≦２，８≦ｙ≦19，７≦ｚ≦10，18≦ｙ＋ｚ≦
26であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の低損失Fe基非晶質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215032A JPS62167852A (ja) | 1986-09-13 | 1986-09-13 | 低損失Ｆｅ基非晶質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61215032A JPS62167852A (ja) | 1986-09-13 | 1986-09-13 | 低損失Ｆｅ基非晶質合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60127179A Division JPS61288048A (ja) | 1985-06-13 | 1985-06-13 | 低損失Ｆｅ基非晶質合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167852A JPS62167852A (ja) | 1987-07-24 |
| JPH0468383B2 true JPH0468383B2 (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=16665621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61215032A Granted JPS62167852A (ja) | 1986-09-13 | 1986-09-13 | 低損失Ｆｅ基非晶質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62167852A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2713711B2 (ja) * | 1987-11-17 | 1998-02-16 | 日立金属株式会社 | 防犯センサ用マーカ |
| JP2778697B2 (ja) * | 1988-06-13 | 1998-07-23 | 株式会社東芝 | Ｆｅ基軟磁性合金 |
| JPH05222494A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-08-31 | Nippon Steel Corp | 磁束密度の大きなトランス鉄心用非晶質合金薄帯 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633453A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-03 | Takeshi Masumoto | Iron-base amorphous alloy having high magnetic flux density and small magnetostriction |
| JPS5669360A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-10 | Tdk Corp | Amorphous magnetic alloy material and its manufacture |
| JPS5964740A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-12 | Takeshi Masumoto | 非晶質金属フイラメント及びその製造方法 |
| JPS61288048A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-18 | Hitachi Metals Ltd | 低損失Ｆｅ基非晶質合金 |
-
1986
- 1986-09-13 JP JP61215032A patent/JPS62167852A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633453A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-03 | Takeshi Masumoto | Iron-base amorphous alloy having high magnetic flux density and small magnetostriction |
| JPS5669360A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-10 | Tdk Corp | Amorphous magnetic alloy material and its manufacture |
| JPS5964740A (ja) * | 1982-10-05 | 1984-04-12 | Takeshi Masumoto | 非晶質金属フイラメント及びその製造方法 |
| JPS61288048A (ja) * | 1985-06-13 | 1986-12-18 | Hitachi Metals Ltd | 低損失Ｆｅ基非晶質合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62167852A (ja) | 1987-07-24 |
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