JPH08948B2 - Ｆｅ基磁性合金 - Google Patents
Ｆｅ基磁性合金Info
- Publication number
- JPH08948B2 JPH08948B2 JP62302773A JP30277387A JPH08948B2 JP H08948 B2 JPH08948 B2 JP H08948B2 JP 62302773 A JP62302773 A JP 62302773A JP 30277387 A JP30277387 A JP 30277387A JP H08948 B2 JPH08948 B2 JP H08948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- magnetic
- crystal grains
- present
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種トランス、チョークコイル、磁気ヘッ
ド等に用いられるFe基磁性合金に関するものである。
ド等に用いられるFe基磁性合金に関するものである。
従来、高周波トランス、磁気ヘッド、可飽和リアクト
ル、チョークコイル等の磁心材料として、うず電流損が
少ない等の利点を有するフェライトが主に用いられてい
た。しかしフェライトは飽和磁束密度が低く、温度特性
も悪いため、高周波トランスやチョークコイルに用いる
場合磁心を小形化することが困難であるという欠点があ
った。
ル、チョークコイル等の磁心材料として、うず電流損が
少ない等の利点を有するフェライトが主に用いられてい
た。しかしフェライトは飽和磁束密度が低く、温度特性
も悪いため、高周波トランスやチョークコイルに用いる
場合磁心を小形化することが困難であるという欠点があ
った。
近年、従来の磁心材料に対抗するものとして高い飽和
磁束密度を有する非晶質磁性合金が有望視されており、
種々の組成のものが開発されている。非晶質合金は主と
してFe系とCo系に大別され、Fe系の非晶質合金は材料コ
ストがCo系に比べ安くつくという利点がある反面一般的
に高周波においてCo系非晶質合金よりコア損失が大き
く、透磁率も低いという問題がある。これに対しCo系の
非晶質合金は高周波のコア損失が少なく、透磁率も高い
がコア損失や透磁率の経時変化が大きい。さらに高価な
Coを主原料とするため価格的な不利は免れない。
磁束密度を有する非晶質磁性合金が有望視されており、
種々の組成のものが開発されている。非晶質合金は主と
してFe系とCo系に大別され、Fe系の非晶質合金は材料コ
ストがCo系に比べ安くつくという利点がある反面一般的
に高周波においてCo系非晶質合金よりコア損失が大き
く、透磁率も低いという問題がある。これに対しCo系の
非晶質合金は高周波のコア損失が少なく、透磁率も高い
がコア損失や透磁率の経時変化が大きい。さらに高価な
Coを主原料とするため価格的な不利は免れない。
このような状況下でFe基非晶質磁性合金について種々
の提案がなされていた。
の提案がなされていた。
特公昭60-17019号は、74〜84原子％のFeと、８〜24原
子％のＢと、16原子％以下のSi及び３原子％以下のＣの
内の少なくとも１つ、とからなる組成を有し、その構造
の少なくとも85％が非晶質金属素地の形を有し、かつ非
晶質金属素地の全体にわたって不連続に分布された合金
成分の結晶質粒子群の析出物を有しており、結晶質粒子
群は0.05から１μｍの平均粒径及び１〜10μｍの平均粒
子間距離を有しており、粒子群は全体の0.01〜0.3の平
均容積分率を占めていることを特徴とする鉄基含硼素磁
性非晶質合金を開示している。この合金の結晶質粒子群
は磁壁のピンニング点として作用する不連続な分布のα
−（Fe、Si）粒子群であるとされている。
子％のＢと、16原子％以下のSi及び３原子％以下のＣの
内の少なくとも１つ、とからなる組成を有し、その構造
の少なくとも85％が非晶質金属素地の形を有し、かつ非
晶質金属素地の全体にわたって不連続に分布された合金
成分の結晶質粒子群の析出物を有しており、結晶質粒子
群は0.05から１μｍの平均粒径及び１〜10μｍの平均粒
子間距離を有しており、粒子群は全体の0.01〜0.3の平
均容積分率を占めていることを特徴とする鉄基含硼素磁
性非晶質合金を開示している。この合金の結晶質粒子群
は磁壁のピンニング点として作用する不連続な分布のα
−（Fe、Si）粒子群であるとされている。
また特開昭60-52557号はFeaCubBcSid（ただし75≦ａ
≦85、０＜ｂ≦1.5、10≦ｃ≦20、ｄ≦10かつｃ＋ｄ≦3
0）からなる低損失非晶質磁性合金を開示している。こ
の非晶質磁性合金は結晶化温度以下でかつキュリー温度
以上で熱処理される。
≦85、０＜ｂ≦1.5、10≦ｃ≦20、ｄ≦10かつｃ＋ｄ≦3
0）からなる低損失非晶質磁性合金を開示している。こ
の非晶質磁性合金は結晶化温度以下でかつキュリー温度
以上で熱処理される。
特公昭60-17019号のFe基軟磁性合金は不連続な結晶粒
子群の存在によりコア損失が減少しているが、磁歪が著
しく大きく、歪により軟磁気特性が劣化するため、高周
波トランスやチョークの磁心用材料としては満足でな
い。
子群の存在によりコア損失が減少しているが、磁歪が著
しく大きく、歪により軟磁気特性が劣化するため、高周
波トランスやチョークの磁心用材料としては満足でな
い。
一方、特開昭60-52557号のFe基非晶質合金はCuを含有
した合金でコア損失が低下しているが、上記結晶質粒子
含有Fe基非晶質合金と同様に磁歪が大きく軟磁性も劣っ
ており満足ではない。さらにコア損失の経時変化、透磁
率等に関しても充分ではないという問題がある。また、
キュリー温度がFe−Si−Al合金やFe−Si合金より低く磁
気特性の熱的安定性も劣る。
した合金でコア損失が低下しているが、上記結晶質粒子
含有Fe基非晶質合金と同様に磁歪が大きく軟磁性も劣っ
ており満足ではない。さらにコア損失の経時変化、透磁
率等に関しても充分ではないという問題がある。また、
キュリー温度がFe−Si−Al合金やFe−Si合金より低く磁
気特性の熱的安定性も劣る。
従って、本発明の目的はコア損失、コア損失の経時変
化、透磁率その他の磁気特性の安定性に優れた磁歪の小
さい新規なFe基磁性合金を提供することである。
化、透磁率その他の磁気特性の安定性に優れた磁歪の小
さい新規なFe基磁性合金を提供することである。
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等はFeと非
晶質形成元素を基本成分とする合金にCu、Agから選ばれ
る少なくとも１種の元素と、Ｖ、Cr、Mnから選ばれる少
なくとも一種の元素とを複合添加することにより、非晶
質合金の適当な熱処理により、組織の大半が微細結晶粒
からなるとともに低磁歪で優れた磁気特性を有するFe基
磁性合金が得られることを発見し、本発明に想到した。
晶質形成元素を基本成分とする合金にCu、Agから選ばれ
る少なくとも１種の元素と、Ｖ、Cr、Mnから選ばれる少
なくとも一種の元素とを複合添加することにより、非晶
質合金の適当な熱処理により、組織の大半が微細結晶粒
からなるとともに低磁歪で優れた磁気特性を有するFe基
磁性合金が得られることを発見し、本発明に想到した。
すなわち本発明の第１の発明は、一般式： Fe100-X-Y-ZAXBYMZ（原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の
元素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素であり、Ｘ、ＹおよびＺはそれぞれ、
0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦25、３≦Ｚ≦20を満たす。）に
より、表わされる組成を有し、組織の少なくとも50％が
微細な結晶粒からなり、前記結晶粒の最大寸法で測定し
た粒径の平均が1000Å以下の平均粒径を有することを特
徴とするFe基磁性合金である。
元素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素であり、Ｘ、ＹおよびＺはそれぞれ、
0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦25、３≦Ｚ≦20を満たす。）に
より、表わされる組成を有し、組織の少なくとも50％が
微細な結晶粒からなり、前記結晶粒の最大寸法で測定し
た粒径の平均が1000Å以下の平均粒径を有することを特
徴とするFe基磁性合金である。
また本発明の第２の発明は、一般式 （Fe1- αＭ′α）100-X-Y-ZAXBYMZ （原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の
元素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素、Ｍ′はCo及び／又はNiであり、Ｘ、
Ｙ、Ｚおよびαはそれぞれ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦2
5、３≦Ｚ≦20、０＜α＜0.5を満たす。）により、表わ
される組成を有することを特徴とするFe基磁性合金であ
る。
元素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素、Ｍ′はCo及び／又はNiであり、Ｘ、
Ｙ、Ｚおよびαはそれぞれ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦2
5、３≦Ｚ≦20、０＜α＜0.5を満たす。）により、表わ
される組成を有することを特徴とするFe基磁性合金であ
る。
本発明の第３の発明は、一般式 Fe100-X-Y-Z- βAXSiβBYMZ （原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の
元素、ＭはＶ、CrおよびMnかなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素であり、Ｘ、Ｙ、Ｚおよびβはそれぞ
れ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦25、３≦Ｚ≦20、０＜β≦3
0を満たす。）により、表わされる組成を有することを
特徴とするFe基磁性合金である。
元素、ＭはＶ、CrおよびMnかなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素であり、Ｘ、Ｙ、Ｚおよびβはそれぞ
れ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦25、３≦Ｚ≦20、０＜β≦3
0を満たす。）により、表わされる組成を有することを
特徴とするFe基磁性合金である。
本発明の第４の発明は、一般式 （Fe1- αＭ′α）100-X-Y-Z- βAXSiβBYMZ（原子％）
（ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の
元素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素、Ｍ′はCo及び／又はNiであり、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、αおよびβはそれぞれ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ
≦25、３≦Ｚ≦20、０＜α＜0.5、０＜β≦30を満た
す。）により、表わされる組成を有することを特徴とす
るFe基磁性合金である。
（ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の
元素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少な
くとも１種の元素、Ｍ′はCo及び／又はNiであり、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、αおよびβはそれぞれ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ
≦25、３≦Ｚ≦20、０＜α＜0.5、０＜β≦30を満た
す。）により、表わされる組成を有することを特徴とす
るFe基磁性合金である。
本発明において、CuまたはAgは必須元素であり、その
含有量ｘは0.1〜10原子％の範囲である。0.1原子％より
少ないとCu添加によるコア損失低下、透磁率上昇の効果
がほとんどなく、一方10原子％より多いと飽和磁束密度
の著しい低下を招く。また本発明において特に好ましい
Cuの含有量ｘは0.5〜２原子％であり、この範囲ではコ
ア損失が特に小さく、透磁率も高いものが得られる。
含有量ｘは0.1〜10原子％の範囲である。0.1原子％より
少ないとCu添加によるコア損失低下、透磁率上昇の効果
がほとんどなく、一方10原子％より多いと飽和磁束密度
の著しい低下を招く。また本発明において特に好ましい
Cuの含有量ｘは0.5〜２原子％であり、この範囲ではコ
ア損失が特に小さく、透磁率も高いものが得られる。
本発明のFe基磁性合金は、前記組成の非晶質合金を溶
湯から急冷することにより得る工程、あるいはスパッタ
ー法、蒸着法等の気相急冷法により得る工程と、これを
加熱し微細な結晶粒を形成する熱処理工程に依って通常
得ることができる。
湯から急冷することにより得る工程、あるいはスパッタ
ー法、蒸着法等の気相急冷法により得る工程と、これを
加熱し微細な結晶粒を形成する熱処理工程に依って通常
得ることができる。
CuまたはAgによるコア損失低下、透磁率上昇作用の原
因は明らかではないが次のように考えられる。
因は明らかではないが次のように考えられる。
Cu、AgとFeの相互作用パラメータは正であり、固溶度
が低く分離する傾向があるため非晶質状態の合金を加熱
するとFe原子同志またはCuやAg原子同志が寄り集まり、
クラスターを形成し組成ゆらぎが生じる。このため部分
的に結晶化しやすい領域が多数でき、そこを核とした微
細な結晶粒が生成される。この結晶はFeを主成分とする
ものであり、FeとCu、Agの固溶度はほとんどないため結
晶化によりCu、Agは微細結晶粒の周囲にはき出され、結
晶粒周辺のCu、Ag濃度が高くなる。このため結晶粒は成
長しにくいと考えられる。
が低く分離する傾向があるため非晶質状態の合金を加熱
するとFe原子同志またはCuやAg原子同志が寄り集まり、
クラスターを形成し組成ゆらぎが生じる。このため部分
的に結晶化しやすい領域が多数でき、そこを核とした微
細な結晶粒が生成される。この結晶はFeを主成分とする
ものであり、FeとCu、Agの固溶度はほとんどないため結
晶化によりCu、Agは微細結晶粒の周囲にはき出され、結
晶粒周辺のCu、Ag濃度が高くなる。このため結晶粒は成
長しにくいと考えられる。
CuまたはAg添加により結晶核が多数できることと、結
晶粒が成長しにくいため結晶粒微細化が起こると考えら
れるが、この作用はＶ、Cr、Mn等の存在により特に著し
く強められると考えられる。
晶粒が成長しにくいため結晶粒微細化が起こると考えら
れるが、この作用はＶ、Cr、Mn等の存在により特に著し
く強められると考えられる。
Ｖ、Cr、Mn等が一定量以上含まれない場合は結晶粒は
あまり微細化されず軟磁気特性も悪い。
あまり微細化されず軟磁気特性も悪い。
また本発明はFeを主成分とする微細結晶相が生ずるた
めFe基非晶質合金に比べ磁歪が小さくなっており、磁歪
が小さくなることにより、内部応力−歪による磁気異方
性が小さくなることも軟磁気特性が改善される理由の１
つと考えられる。
めFe基非晶質合金に比べ磁歪が小さくなっており、磁歪
が小さくなることにより、内部応力−歪による磁気異方
性が小さくなることも軟磁気特性が改善される理由の１
つと考えられる。
CuあるいはAgを添加しない場合は結晶粒は微細化され
にくく、化合物相が形成しやすいため結晶化により磁気
特性は劣化する。
にくく、化合物相が形成しやすいため結晶化により磁気
特性は劣化する。
本発明において、ＭはCuまたはAgとの複合添加により
析出する結晶粒を微細化する作用を有するものであり、
Ｖ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少なくとも１種
の元素である。Ｖ等は合金の結晶化温度を上昇させる作
用を有するが、クラスターを形成し結晶化温度を低下さ
せる作用を有するCuとの相互作用により結晶粒の成長を
抑え析出する結晶粒が微細化するものと考えられる。Ｍ
の含有量Ｚは３≦Ｚ≦20の範囲が望ましい。Ｚは３原子
％未満では軟磁気特性が十分ではなく、20原子％を越え
ると飽和磁束密度の著しい低下を招くためである。好ま
しいＺの範囲は７≦Ｚ≦15であり、この範囲で特に優れ
た軟磁性が得られる。
析出する結晶粒を微細化する作用を有するものであり、
Ｖ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少なくとも１種
の元素である。Ｖ等は合金の結晶化温度を上昇させる作
用を有するが、クラスターを形成し結晶化温度を低下さ
せる作用を有するCuとの相互作用により結晶粒の成長を
抑え析出する結晶粒が微細化するものと考えられる。Ｍ
の含有量Ｚは３≦Ｚ≦20の範囲が望ましい。Ｚは３原子
％未満では軟磁気特性が十分ではなく、20原子％を越え
ると飽和磁束密度の著しい低下を招くためである。好ま
しいＺの範囲は７≦Ｚ≦15であり、この範囲で特に優れ
た軟磁性が得られる。
Si、Ｂは合金の微細化および磁歪調整に有用な元素で
ある。本発明の合金は、好ましくは、一旦Si、Ｂ等の添
加効果により非晶質合金とした後で、熱処理により微細
結晶粒を形成することにより得られる。Si含有量βの限
定理由は、βが30原子％を超えると軟磁気特性が劣化し
好ましくないためである。Ｂの含有量Ｙの限定理由は、
Ｙが３原子％未満では均一な結晶粒組織が得にくく軟磁
気特性が劣化し好ましくなく、Ｙが25原子％を超えると
軟磁気特性が劣化し好ましくないためである。
ある。本発明の合金は、好ましくは、一旦Si、Ｂ等の添
加効果により非晶質合金とした後で、熱処理により微細
結晶粒を形成することにより得られる。Si含有量βの限
定理由は、βが30原子％を超えると軟磁気特性が劣化し
好ましくないためである。Ｂの含有量Ｙの限定理由は、
Ｙが３原子％未満では均一な結晶粒組織が得にくく軟磁
気特性が劣化し好ましくなく、Ｙが25原子％を超えると
軟磁気特性が劣化し好ましくないためである。
さらに本発明ではＸ（Ｃ、Ge、Ｐ、Ga、Sb、In、Be、
Asからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素）を同
様の目的のために添加することもできる。Ｘの含有量γ
は20％以下が望ましい。これは、軟磁気特性が著しく劣
化するためであるが、より好ましくは10％以下である。
Asからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素）を同
様の目的のために添加することもできる。Ｘの含有量γ
は20％以下が望ましい。これは、軟磁気特性が著しく劣
化するためであるが、より好ましくは10％以下である。
Si、ＢとＸの総和量β＋Ｙ＋γの値に関しては、β＋
Ｙ＋γが10原子％未満では非晶質化が困難になり磁気特
性が劣化に好ましくなく、一方、β＋Ｙ＋γが35原子％
を超えると飽和磁束密度の著しい低下および軟磁気特性
の劣化がある。より好ましいSi、Ｂ含有量の範囲は６≦
β≦25、３≦Ｙ≦15、14≦β＋Ｙ＋γ≦30であり、この
範囲では軟磁気特性に優れた合金が得られやすい。
Ｙ＋γが10原子％未満では非晶質化が困難になり磁気特
性が劣化に好ましくなく、一方、β＋Ｙ＋γが35原子％
を超えると飽和磁束密度の著しい低下および軟磁気特性
の劣化がある。より好ましいSi、Ｂ含有量の範囲は６≦
β≦25、３≦Ｙ≦15、14≦β＋Ｙ＋γ≦30であり、この
範囲では軟磁気特性に優れた合金が得られやすい。
特に好ましくは11≦β≦24、３≦Ｙ≦９、18≦β＋Ｙ
＋γ≦27であり、この範囲では特に低磁歪の合金が得ら
れやすい。
＋γ≦27であり、この範囲では特に低磁歪の合金が得ら
れやすい。
残部は不純物を除いて実質的にFeが主体であるが、Fe
の一部は成分Ｍ′（Co及び／又はNi）により置換されて
いてもよい。Ｍ′の含有量αは０＜α＜0.5であるが、
好ましくは、０＜α≦0.3である。
の一部は成分Ｍ′（Co及び／又はNi）により置換されて
いてもよい。Ｍ′の含有量αは０＜α＜0.5であるが、
好ましくは、０＜α≦0.3である。
αが0.3を超えると、コア損失が増加する場合がある
ためである。より好ましくは、０＜α≦0.1である。
ためである。より好ましくは、０＜α≦0.1である。
また本発明においてはＭ″（Al、白金属元素、Sc、
Ｙ、希土類元素、Au、Zn、Sn、Reからなる群から選ばれ
た少なくとも１種の元素）を耐食性の改善、磁気特性の
改善、又は磁歪調整効果の目的で添加することもでき
る。Ｍ″が15原子％を越えると飽和磁束密度低下が著し
く好ましくない。
Ｙ、希土類元素、Au、Zn、Sn、Reからなる群から選ばれ
た少なくとも１種の元素）を耐食性の改善、磁気特性の
改善、又は磁歪調整効果の目的で添加することもでき
る。Ｍ″が15原子％を越えると飽和磁束密度低下が著し
く好ましくない。
さらに本発明においてはＹ（Li、Mg、Ca、Sr、Ba、C
d、Pb、Bi、Ｎ、Ｏ、Ｓ、SeおよびTeからなる群から選
ばれた少なくとも１種の元素）は磁気特性の安定性を増
す効果の目的で添加することができが、２原子％を越え
ると軟磁気特性が劣化し好ましくない。
d、Pb、Bi、Ｎ、Ｏ、Ｓ、SeおよびTeからなる群から選
ばれた少なくとも１種の元素）は磁気特性の安定性を増
す効果の目的で添加することができが、２原子％を越え
ると軟磁気特性が劣化し好ましくない。
より好ましいＹの添加量は0.5原子％以下である。ま
たNb、Ｗ、Ta、Zr、Hf、Ti、Moから選ばれる少なくとも
１種の元素を0.1at％以下含んでいても同様の特性が得
られ本発明と同一とみなすことができる。
たNb、Ｗ、Ta、Zr、Hf、Ti、Moから選ばれる少なくとも
１種の元素を0.1at％以下含んでいても同様の特性が得
られ本発明と同一とみなすことができる。
本発明合金はbcc構造の鉄固溶体を主体とする合金で
あるが、非晶質相やFe2B、Fe3B、Ｖ等の遷移金属の化合
物Fe3Si規則相等を含む場合もある。これらの相は磁気
特性を劣化させる場合がある。特にFe2B等の化合物相は
軟磁気特性を劣化させやすい。したがってこれらの相は
できるだけ存在しない方が望ましい。
あるが、非晶質相やFe2B、Fe3B、Ｖ等の遷移金属の化合
物Fe3Si規則相等を含む場合もある。これらの相は磁気
特性を劣化させる場合がある。特にFe2B等の化合物相は
軟磁気特性を劣化させやすい。したがってこれらの相は
できるだけ存在しない方が望ましい。
本発明合金は1000Å以下の粒径を超微細な均一に分布
した結晶粒からなるが、特に優れた軟磁性を示す合金の
場合はその粒径が500Å以下であり、より好ましくは20
〜200Åの平均粒径を有する場合が多い。
した結晶粒からなるが、特に優れた軟磁性を示す合金の
場合はその粒径が500Å以下であり、より好ましくは20
〜200Åの平均粒径を有する場合が多い。
この結晶粒はbcc−Fe固溶体を主体とするものでSiや
Ｂ等が固溶していると考えられる。合金組織のうち微細
結晶粒の周囲の部分は主に非晶質である。なお微細結晶
粒の割合が実質的に100％になっても本発明に係るFe基
磁性合金は十分に優れた磁気特性を示す。
Ｂ等が固溶していると考えられる。合金組織のうち微細
結晶粒の周囲の部分は主に非晶質である。なお微細結晶
粒の割合が実質的に100％になっても本発明に係るFe基
磁性合金は十分に優れた磁気特性を示す。
本発明の鉄基磁性合金は、単ロール法、双ロール法、
遠心急冷法等により非晶質薄帯を作製後熱処理を行ない
微細な結晶粒を形成する方法、蒸着法、スパッター法や
イオンプレーティング等により非晶質膜を作製後熱処理
し結晶化させる方法、アトマイズ法やキャビテーション
法により非晶質粉を得た後熱処理し結晶化させる方法や
回転液中紡糸法やガラス被覆紡糸法により、非晶質線を
得た後熱処理し結晶化させる方法等いろいろな方法で作
製することができる。したがって、本発明合金は粉末、
線、薄膜、膜などいろいろな形状のものができ、圧接等
を行なえばバルク体も得ることができる。
遠心急冷法等により非晶質薄帯を作製後熱処理を行ない
微細な結晶粒を形成する方法、蒸着法、スパッター法や
イオンプレーティング等により非晶質膜を作製後熱処理
し結晶化させる方法、アトマイズ法やキャビテーション
法により非晶質粉を得た後熱処理し結晶化させる方法や
回転液中紡糸法やガラス被覆紡糸法により、非晶質線を
得た後熱処理し結晶化させる方法等いろいろな方法で作
製することができる。したがって、本発明合金は粉末、
線、薄膜、膜などいろいろな形状のものができ、圧接等
を行なえばバルク体も得ることができる。
本合金を得る際行われる熱処理は内部歪を小さくする
ことと、微細結晶粒組織とし軟磁気特性を向上させると
ともに磁歪を小さくする目的で行われる。
ことと、微細結晶粒組織とし軟磁気特性を向上させると
ともに磁歪を小さくする目的で行われる。
熱処理は通常真空中または水素ガス、窒素ガス、アル
ゴンガス等の不活性ガス雰囲気中において行なわれる。
しかし場合によっては大気中で行っても良い。
ゴンガス等の不活性ガス雰囲気中において行なわれる。
しかし場合によっては大気中で行っても良い。
熱処理温度及び時間は非晶質合金リボンからなる磁心
の形状、サイズ、組成により異なるが一般的に450℃〜7
00℃で５分から24時間程度が望ましい。
の形状、サイズ、組成により異なるが一般的に450℃〜7
00℃で５分から24時間程度が望ましい。
熱処理の際の昇温や急冷の条件は状況に応じて任意に
変えることができる。また同一温度または異なる温度で
複数回にわけ熱処理を行ったり、多段の熱処理パターン
で熱処理を行なうこともできる。更には、本合金は熱処
理を直流あるいは交流の磁場中で行なうこともできる。
磁場中熱処理により本合金の磁気異方性を生じさせるこ
とができる。本合金からなる磁心の磁路方向に磁場を印
加し熱処理した場合は、Ｂ−Ｈカーブの角形成が良いも
のが得られ、可飽和リアクトル、磁気スイッチ、パルス
圧縮用コア、スパイク電圧防止用リアクトル等に好適な
特性が得られ、一方磁路と直角方向に磁場を印加し熱処
理した場合は、Ｂ−Ｈカーブが傾斜し、低角形比で恒透
磁率に優れた特性が得られ、トランスやノイズフィルタ
ー、チョークコイル等に好適となる。
変えることができる。また同一温度または異なる温度で
複数回にわけ熱処理を行ったり、多段の熱処理パターン
で熱処理を行なうこともできる。更には、本合金は熱処
理を直流あるいは交流の磁場中で行なうこともできる。
磁場中熱処理により本合金の磁気異方性を生じさせるこ
とができる。本合金からなる磁心の磁路方向に磁場を印
加し熱処理した場合は、Ｂ−Ｈカーブの角形成が良いも
のが得られ、可飽和リアクトル、磁気スイッチ、パルス
圧縮用コア、スパイク電圧防止用リアクトル等に好適な
特性が得られ、一方磁路と直角方向に磁場を印加し熱処
理した場合は、Ｂ−Ｈカーブが傾斜し、低角形比で恒透
磁率に優れた特性が得られ、トランスやノイズフィルタ
ー、チョークコイル等に好適となる。
磁場は熱処理の間中かける必要はなく、合金のキュリ
ー温度Tcより低い温度だけ印加しても十分な効果が得ら
れる。本発明合金のキュリー温度は非晶質の場合より主
相のキュリー温度が上昇しており、非晶質合金のキュリ
ー温度より高い温度でも磁場中熱処理が適用できる。ま
た回転磁場中熱処理を行ない軟磁気特性を更に改善する
こともできる。また、熱処理の際合金に電流を流した
り、高周波磁界を印加し合金を発熱させることにより合
金を熱処理することもできる。
ー温度Tcより低い温度だけ印加しても十分な効果が得ら
れる。本発明合金のキュリー温度は非晶質の場合より主
相のキュリー温度が上昇しており、非晶質合金のキュリ
ー温度より高い温度でも磁場中熱処理が適用できる。ま
た回転磁場中熱処理を行ない軟磁気特性を更に改善する
こともできる。また、熱処理の際合金に電流を流した
り、高周波磁界を印加し合金を発熱させることにより合
金を熱処理することもできる。
また応力下で熱処理し磁気特性を調整することもでき
る。特に本発明の合金は低磁歪の特徴を有するため、合
金表面に絶縁層を形成したり、含浸やコーティングを行
っても磁気特性の劣化が小さい特徴があり、優れた特徴
のモールドコアやカットコア、コーティングコア、磁気
ヘッド等を作製できる。
る。特に本発明の合金は低磁歪の特徴を有するため、合
金表面に絶縁層を形成したり、含浸やコーティングを行
っても磁気特性の劣化が小さい特徴があり、優れた特徴
のモールドコアやカットコア、コーティングコア、磁気
ヘッド等を作製できる。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１ 原子％でCu1％、Si13.5％、B9％、V7％及び残部実質
的にFeからなる組成の溶湯から、単ロール法により幅5m
m、厚さ18μｍのリボンを作製した。このリボンのＸ線
回折を行ったところ非晶質合金に典型的なハローパター
ンが得られた。得られた結果を第１表に示す。この非晶
質合金の結晶化温度は（示差熱量計）DSCにより10℃/mi
nの昇温温度で測定したところ497℃であった。
的にFeからなる組成の溶湯から、単ロール法により幅5m
m、厚さ18μｍのリボンを作製した。このリボンのＸ線
回折を行ったところ非晶質合金に典型的なハローパター
ンが得られた。得られた結果を第１表に示す。この非晶
質合金の結晶化温度は（示差熱量計）DSCにより10℃/mi
nの昇温温度で測定したところ497℃であった。
次にこの非晶質合金薄帯を外径19mm、内径15mmに巻回
しトロイダル形状としN2ガス雰囲気中540℃に１時間保
持後室温まで空冷した。
しトロイダル形状としN2ガス雰囲気中540℃に１時間保
持後室温まで空冷した。
次にこの磁心をフェノール樹脂製のケースに入れ磁気
特性を測定した。
特性を測定した。
Bsは11.3kG、Hcは0.085Oe、1kHzにおける実効透磁率
μe1Kは10200、100kHz、2kGにおけるコア損失380mW/cc
であった。
μe1Kは10200、100kHz、2kGにおけるコア損失380mW/cc
であった。
また飽和磁歪λｓは＋1.2×140-6であった。次に熱処
理した合金のＸ線回折および透過電子顕微鏡による組織
観察を行った。
理した合金のＸ線回折および透過電子顕微鏡による組織
観察を行った。
Ｘ線回折パターンを、第１図（ａ）、ミクロ組織の模
式図を第１図（ｂ）に示す。
式図を第１図（ｂ）に示す。
Ｘ線回折の結果より本合金はbcc Fe固溶体主体の合金
であり、著しく小さい100〜300Å程度の粒径の結晶粒組
織からなることが確認された。
であり、著しく小さい100〜300Å程度の粒径の結晶粒組
織からなることが確認された。
実施例２ 第１表に示す組成の幅5mm、板厚18μｍの非晶質合金
薄帯を単ロール法により作製し、外径19mm、内径15mmの
トロイダル状に巻き、結晶化温度以上の温度で熱処理後
100kHz、2kGのコア損失を測定した。
薄帯を単ロール法により作製し、外径19mm、内径15mmの
トロイダル状に巻き、結晶化温度以上の温度で熱処理後
100kHz、2kGのコア損失を測定した。
本発明合金は磁歪が著しく小さく、コア損失も従来の
Fe基アモルファス合金と同等あるいはそれ以下であり、
非常に優れた軟磁性を示す。
Fe基アモルファス合金と同等あるいはそれ以下であり、
非常に優れた軟磁性を示す。
実施例３ 第２表に示す組成の厚さ３μｍの非晶質合金膜をマグ
ネトロンスパッタ装置によりホトセラム基板上に作製
後、結晶化温度以上の温度で熱処理後、1MHzにおける実
効透磁率μe1Mと飽和磁歪λｓを測定した。
ネトロンスパッタ装置によりホトセラム基板上に作製
後、結晶化温度以上の温度で熱処理後、1MHzにおける実
効透磁率μe1Mと飽和磁歪λｓを測定した。
得られた結果を第２表に示す。なお、ミクロ組織は実
施例１とほぼ同様であった。
施例１とほぼ同様であった。
本発明合金膜は従来のFe−Si膜やFe基アモルファス膜
に比べ高い透磁率を示し、磁歪もFe基アモルファス合金
膜より小さく磁気ヘッド材等にも適している。
に比べ高い透磁率を示し、磁歪もFe基アモルファス合金
膜より小さく磁気ヘッド材等にも適している。
本発明によれば、低磁歪で優れた軟磁気特性を示すFe
基磁性合金を得ることができるためその効果は著しいも
のがある。
基磁性合金を得ることができるためその効果は著しいも
のがある。
第１図（ａ）は本発明合金のＸ線回折パターンの一例を
示した図、第１図（ｂ）は透過電子顕微鏡により観察し
た本発明合金のミクロ組織の模式図である。
示した図、第１図（ｂ）は透過電子顕微鏡により観察し
た本発明合金のミクロ組織の模式図である。
Claims (4)
- 【請求項１】一般式 Fe100-X-Y-ZAXBYMZ（原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の元
素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素であり、Ｘ、ＹおよびＺはそれぞれ、0.
1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦25、３≦Ｚ≦20を満たす。）によ
り、表わされる組成を有し、組織の少なくとも50％が微
細な結晶粒からなり、前記結晶粒の最大寸法で測定した
粒径の平均が1000Å以下の平均粒径を有することを特徴
とするFe基磁性合金。 - 【請求項２】一般式 Fe1- αＭ′α）100-X-Y-ZAXBYMZ（原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の元
素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素、Ｍ′はCo及び／又はNiであり、Ｘ、
Ｙ、Ｚおよびαはそれぞれ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦2
5、３≦Ｚ≦20、０＜α＜0.5を満たす。）により、表わ
される組成を有し、組織の少なくとも50％が微細な結晶
粒からなり、前記結晶粒の最大寸法で測定した粒径の平
均が1000Å以下の平均粒径を有することを特徴とするFe
基磁性合金。 - 【請求項３】一般式 Fe100-X-Y-Z- βAXSiβBYMZ（原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の元
素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素であり、Ｘ、Ｙ、Ｚおよびβはそれぞ
れ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ≦25、３≦Ｚ≦20、０≦β≦3
0を満たす。）により、表わされる組成を有し、組織の
少なくとも50％が微細な結晶粒からなり、前記結晶粒の
最大寸法で測定した粒径の平均が1000Å以下の平均粒径
を有することを特徴とするFe基磁性合金。 - 【請求項４】一般式 Fe2- αＭ′α）100-X-Y-Z- βAXSiβBYMZ（原子％） （ただし、ＡはCu、Agから選ばれる少なくとも１種の元
素、ＭはＶ、CrおよびMnからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素、Ｍ′はCo及び／又はNiであり、Ｘ、
Ｙ、Ｚ、αおよびβはそれぞれ、0.1≦Ｘ≦10、３≦Ｙ
≦25、３≦Ｚ≦20、０＜α＜0.5、０＜β≦30を満た
す。）により、表わされる組成を有し、組織の少なくと
も50％が微細な結晶粒からなり、前記結晶粒の最大寸法
で測定した粒径の平均が1000Å以下の平均粒径を有する
ことを特徴とするFe基磁性合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302773A JPH08948B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Ｆｅ基磁性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62302773A JPH08948B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Ｆｅ基磁性合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01142049A JPH01142049A (ja) | 1989-06-02 |
| JPH08948B2 true JPH08948B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=17912954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62302773A Expired - Lifetime JPH08948B2 (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | Ｆｅ基磁性合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08948B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102274935A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-12-14 | 云南大泽电极科技有限公司 | 铅合金板水平连铸制造方法 |
| JP6041207B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2016-12-07 | 日立金属株式会社 | ナノ結晶軟磁性合金及びこれを用いた磁性部品 |
| CN103668006B (zh) * | 2013-12-19 | 2015-12-02 | 南京信息工程大学 | 无镍合金及其制备方法 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62302773A patent/JPH08948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01142049A (ja) | 1989-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR910003977B1 (ko) | Fe-기본 연질 자성합금 및 이의 제조방법 | |
| JP4210986B2 (ja) | 磁性合金ならびにそれを用いた磁性部品 | |
| JPH044393B2 (ja) | ||
| JP2710938B2 (ja) | 高飽和磁束密度軟磁性合金 | |
| JP2672306B2 (ja) | Ｆｅ基アモルファス合金 | |
| JP2573606B2 (ja) | 磁心およびその製造方法 | |
| JPH0734207A (ja) | パルス減衰特性に優れたナノ結晶合金ならびにチョークコイルならびにこれを用いたノイズフィルタおよびその製法 | |
| JPH01242755A (ja) | Ｆｅ基磁性合金 | |
| JP2008231534A5 (ja) | ||
| JP3231149B2 (ja) | ノイズフィルタ | |
| JP2667402B2 (ja) | Ｆｅ基軟磁性合金 | |
| JP2868121B2 (ja) | Ｆｅ基磁性合金磁心の製造方法 | |
| JPH0711396A (ja) | Ｆｅ基軟磁性合金 | |
| JP2713373B2 (ja) | 磁 心 | |
| JPH0768604B2 (ja) | Ｆｅ基磁性合金 | |
| JP2713714B2 (ja) | Ｆｅ基磁性合金 | |
| JP2000119821A (ja) | 恒透磁率性に優れた高飽和磁束密度低損失磁性合金ならびにそれを用いた磁性部品 | |
| JPH08948B2 (ja) | Ｆｅ基磁性合金 | |
| JPH1046301A (ja) | Ｆｅ基磁性合金薄帯ならびに磁心 | |
| JP4310738B2 (ja) | 軟磁性合金並びに磁性部品 | |
| JPH0610105A (ja) | Ｆｅ基軟磁性合金 | |
| JP2934471B2 (ja) | 超微結晶磁性合金およびその製法 | |
| JP4003166B2 (ja) | Ｃｏ基磁性合金ならびにそれを用いた磁性部品 | |
| JPH0353048A (ja) | Ｆｅ基磁性合金 | |
| JPH0578794A (ja) | 超微結晶合金薄帯及び粉末並びにこれを用いた磁心 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |