JPS5837147A - 非晶質合金 - Google Patents

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】 本発明は非晶質合金材料にかかわり、時に高飽和磁束密
度、高透磁率である非晶質強磁性合金に関する。

通常、合金は固体状態で結晶構造を有するが、液体状態
から急冷するなど特殊な条件下でをζ固体状態でも液体
に類似した結晶構造をもたない原子構造が得られる。こ
のような合金は非晶質合金とよけれ、その成分組成によ
っては機械的特性や耐食性、磁気特性が非常に優れたも
のであることが近年明らかになっている。中でもＣＯを
基体にするものでは、飽和磁。歪定数λＳが零に近い組
成が存在しており、％に磁気ヘッド用途として応用への
検討が盛んに行われている。

従来からよく知られているように、非晶質合金のキ為す
一温度Ｔｃ　、結晶化温度Ｔｘ　、及び磁束密度はメタ
ロイドの含有量によって変化する。メタロイド量を低減
すれば磁束密度は上昇する。同時Ｋ　Ｔｃも上昇する。

しかし、一方でＴｘが低下していく為に、Ｔｃ）Ｔｘと
なり、高透磁率化するために必要なＴＣぐＩ’ａ（Ｔｘ
なるＴａでの保持とひき続く急冷処理が困難となるとさ
れている。Ｔｃ）Ｔｘとなる組成で高透磁率を得るため
に１回転する磁場中で熱処理する方法（Ｔａ（Ｔｃ）が
提案されているが、方法が繁雑であり、量産的でない。

このような理由によって現状での磁歪零ＣＯ基高透磁率
材の磁束密度には上限があり、それはＢｓで９．５ＫＧ
程度とされている・ 本発明は、このような従来材料の欠点を克服し、高い飽
和磁束密度を有しつつ、かつ高透磁率であるＣｏ基非晶
質合金を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、高飽和磁束密度を
有するＣｏ−Ｆｅ−Ｍｎ−メタロイド系に１通常の方法
で測定したＴｘ以上の温度で極く知時間の熱処理を施し
たことを特徴とするものである。

本発明者らは、組成式（Ｃｏ＋−ａ−ｂｐｅａＭｎｂ　
）ｘＭｙ’Ｉ’ｚ（式中、Ｍは半金属より選ばれた少な
くとも一つであり、Ｔは遷移金属、プルカリ金属、アル
カリ土類金属、希土類金属より選ばれた少なくとも一つ
であり、ｘ＋ｙ＋ｚ−１００）で示される非晶質合金、
％に上記式において、０≦ａ≦α１０．０≦ｂ≦α１５
゜１５≦ｙ≦２８ＩＯ≦２≦８なる条件を満足する非晶
質合金をＴｘＲｋＫ保持された炉内で結晶の体積率が１
０−未満となる範囲で、極く短時間熱処理することによ
りて、高い飽和磁束密度、具体的には８，０００Ｇ以上
の値を有しつつ、Ｉ　ＫＨｚ　Ｋおける実効透磁率が５
．０００以上となるような材料を見い比し本発明を成し
たものである。

以下本発明において、主要構成元素として、Ｃ。

の他にＦｅ、Ｍｎを含むのは、飽和磁歪定数λＳを低め
ると共に、飽和磁束密度Ｂａの向上を図るためである。

特にＣｏ　、　Ｆｅ　、　Ｍｎの５元素中の構成比がＦ
ｅ／（Ｃ。

＋Ｆｅ＋Ｍｎ　）は０から１１０　、　Ｍｎ／　（Ｃｏ
十Ｆｅ十Ｍｎ　）は０からα１５の範囲内であるときλ
８は零に近づくとともＫ　Ｂｌの向上が期待される。Ｆ
ｅ／　（Ｃｏ＋Ｆｅ＋Ｍｎ　）はα１０を超えると磁歪
定数が＋１０−６をこえてしまうので好ましくないｅ　
Ｍｎ／（Ｃｏ＋Ｆｅ十Ｍｎ　）は０．１５をこえると非
晶質化が困ａｈなる０Ｍで示される半金属及び非金属は
非晶質形成能素として必須のものであり、主として、Ｂ
ｅ　Ｃｍｋｔ、　８１．　Ｐ、　Ｑｅから成る。しかし
、非晶質形成能、熱安定性、靭性の点からＳｉとＢの組
合せが最も好ましい。この場合Ｍの総量が２８チ以上に
なると飽和磁束密度が著しく低下すると共に耐湿性が低
下し、１３％未満では非晶質化が困難となるＯ 本発明ではさらにＴで示す遷移金属、アルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、および希土類金属より選ばれた少なく
とも一種以上を総量で８チまで含むことができる。これ
らの元素のうち特に下に示すものは特に有効である。Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆｔま耐食性および耐摩耗性の向上に寄与
する。Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｎｉは特に１Ｌｓ未満では磁束密度を
さほど低減せずに熱処理後の透磁率を大きく向上させる
のに効果があるとともに、耐食性、耐摩耗性および透磁
率の安定性に効果がある。白金族元素曇マ耐食性及び耐
摩耗性の向上に寄与する。希土類元素は熱的安定性、磁
性の安定性を高める。その他の元素も合わせて総量で８
−以上となるとＢｓの大巾な低下をきたし、本発明の目
的を損なう。このよ５に限定された組成の非晶質合金は
、Ｂｓをａ、ｏ　ｏ　。

０以上とすることができるが、ＴｃとＴｘとの関係がＴ
ｃ≧Ｔｘとなっても差支えない。但し、ここでのＴｘと
は通常の方法、即ち５℃／分゛程度の昇温速度で昇温し
たときの結晶化開始温度を意味しており、とれよりも高
い温度で保持すると一般的に（ま結晶化が進行し、磁性
が劣化する。しかし、通常の方法で測定したＴｘ以上の
温度で、結晶の体積率カー１０チ未満となるよう極く短
時間熱処理することにより１例えばＩ　ＫＨｚ　Ｋおけ
る実効透磁率が５，０００以上とすることが出来、通常
のＴｃ（Ｔａ（Ｔｘとなるｌ’ａでの熱処理と同様の結
果を得ることが可能である。

われわ糺は既に特願昭５６−６２０２６にお〜・て、こ
の熱処理方法を提案している。

以下本発明の詳細を実施例に基づ〜１て説明する。

実施例１ 昇温速度５℃／分で測定したＴｘが４６０℃ｅ　ＴＣｆ
ＪＺ４８１℃である（ＣＯＯ０Ｉ、４Ｆ〜、。）ｙｙ８
　ｉｔｓ、ｓ帖の非晶質合金の熱処理条件と１ＫＨ１，
印加磁場５　ｒｎＯｅにおける実効透磁率の等高線゛を
第１図に示す。この合金のＢｓｅ１８、ＩＩＫＧで磁気
ヘッド用材料としてはほぼ十分な値を有すものである。

縦軸は炉内温度、横軸を家試料装入後の時間である。試
料は板厚５０μｍのリボンカ蔦らなる内径６■、外径１
０ｍ＋のリング試片を打抜き、１０枚で１試料とした。

いずれも各時間経過後、水中へ急冷した。第１図に示す
ように従来Ｔｃ）Ｔｘの関係であってもＴｘよりもおよ
そ１１０°以上の５８５℃付近で１分間程度の装入時間
でＺ５００が得られている。

この合金の５８５℃における１分間の熱処理中の試料の
温度と透磁率の変化を＃！２図に示す。実線は透磁率、
破線はＣ，Ａの熱超電力である。曲線■は途中で水焼入
れしない場合の連続的な変化であり、曲線■はＴｃ近傍
からの焼入後の変化である。

曲線０において、温度の上昇とともＶＣＩＪｅの変化を
みると、一定時間で熱処理する場合のμｅの熱処理温度
依存性とよく似た曲線を示す。非常に短時間の間にその
μｅの変化が再現されているのが明らかである。即ち、
Ｔｃに近づくにつれ、μｅは急倣に上昇し、鋭いピーク
を示した後、急激に低下して。

結晶化後平坦となる。

一方、温度の上昇は２分間経過後も飽和していない。明
らかに試料の質料と温度の効果による大きな時間の遅れ
が存在している。μｅと温度のカーブから実際に結晶化
したのはＴｃよりも高い温度に藷いてであることが知ら
れる。

Ｔｃ近傍からの水焼入によって高いμがもたらされる。

（実線■） これらの結果から、Ｔｘ以上に維持された炉中で短時間
の熱処理によりμが高まる原因が理解される。即ち、 ｔ　真の結晶化温度までに時間の遅れがある。

２　結晶化温度が急速加熱により高温側ヘズレこむ。

第２図かられかるようＫ、装入後の温度の真の上昇は直
線的ではないが、簡単の為に等速加熱の過程について考
えてみる。結晶化温度、正確には結晶化開始温度は、昇
温速度αにより変化する。

一般に、αの対数とＴｘの逆数が直線関係にあるとされ
ている。

第５　図ハ（Ｃｏ、Ｆｅｅ　）Ｊｉｌｓ、ｓ＆、Ｉ　Ｋ
おけるプロットである。さらに良い直線を得るにはα／
Ｔｘ”の対数とＴｘの逆数のプロットをとればよい。（
キラシンジャの方法）。この方法で勾配が結晶化の活−
性化エネルギーそのものである。第５図から予想される
ように、険しい勾配即ち高い活性化エネルギ。

−を有する合金は結晶化までに長い時間の遅れを有し、
それだけ高いμが得られる可能性がある。

われわれの検討では、　ＴｃとＴｘの差が開いていても
高い活性化エネルギーを有する組成で通常のＴｘ以上の
熱処理が可能である。特に結晶化の活性化エネルギーと
しては、２．０ＯｅＶ以上あることが有効である。

実施例２ 第１表に本発明合金の合金の最適処理後のＩＫＨｚにお
ける実効透磁率の値を示す。表中、本発明例の■〜■に
おいては、いずれもＴｘ　（通常の方法で決定したＴｘ
　）以上の炉中での短時間の保持と引き続く急冷処理に
よって高い透磁率を得た。■〜■の組成ではＴｃ＞Ｔｘ
であっても５，０００以上の透磁率が得られている■、
■のような場合でもｈ以上の短時間処ＩＩＩ”Ｑ高い値
が得られている。比較例の■は■と同組成だがＴｃで１
０分間の処理では■の（Ｔｃ＋４０℃）で１分の場合よ
°り値が低いことがわかる。また、ｏ、ｏは■と同組成
でＴｃ−Ｔｘ＝５０℃、。

◎はｈ以下０はＴｘ以下での回転磁場中処理の結果であ
るが、■のへ以上の短時間処理が有効であることが明白
である。■〜■の熱処理済み試料を光学顕微鏡および透
過電子顕微鏡で組織観察したところ全試料ともほとんど
全面非晶質であるが、■〜■の一部試料の極く表面ｌＣ
Ｃｏｍ　Ｂ系と思われる最大数分のトばクロンの結晶が
敬具された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の（ｃｏｏ、ｅａＦ’ｅ０．０１　）ｖ
ｙｓｉｔａ、ｓ　Ｂｅ、ｓの熱処理条件とＩ　ＫＨｚの
透磁率の関係を示す図、第２図は、上記合金の５７５℃
×１分の熱処理中の試料の温度と透磁率の変化を示す図
、第５図は上記合金の５の加熱速度依存性を示す図であ
る。 特許庁長官殿 ル件の表示 昭　和５６年　特許願第　１３３７４７　じ−発明の名
称　非晶質合金 補市をする者 名　＃１５０８１　１’ｌ−″Ｌ金属株式会社代　表　
ｈ　河、野　　典　夫 代　　　理　　　人 端正命令の日付　　　昭和ｆｉ？年１月２６日（発送日
）補ＩＩ：、の対象 （内容に変更なし） 手続補正書（自発） 、、、、、、　５？、９．．２０ ↑１°許庁長宮殿 ・Ｂ　ｆ’ｌのノー示 昭和５６ｆ１七↑ｊ”ｌｉ’ｌ’ｌｐＪ’ｉ第１３３７
４７　　′Ｉン補１１をする者 ・Ｉ＋ｆ＋との関ｆイ　　　持　許　出　宿１　人Ｉｆ
−１７東京都丁−代Ｉ１１区丸の内２１’ｌｌｌ＋％’
２シ；ヒ　Ｊ４ｆ６０８（ｌｌ　＋°４公属株式会社代
　　）Ｉ　　古　　　　河　　　野　　　　　　１ｌＩ
Ｌ　　　　　ノ（代　　　理　　　人 補！１−１の内容 補正の内容 Ｌ　明細書の「発明の詳細な説明」の欄の記＊１−下記
の通り訂正する。 （１）明細書第７頁第７行の「熱超電力」を「熱起電力
」とする。 （２）同厳同頁第１８行の「質料」を「賀意」とする。 （１）　ｌ１ｆｌ　４１　第１１　ｆｉ第７行の「トミ
クロン」を「１ミクロン」とする。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　組成式（Ｃｏ＋−ａ−ｂＦｅａＭｎｂ　）ｘＭｙＴ
   ｚで示され、Ｍは半金属、非金属より選ばれた少くとも
   一つであり、Ｔは遷移金属、アルカリ金属、アルカリ土
   類金属、および希土類金属より選ばれた少なくとも一つ
   であり、 ０　≦ａ　≦Ｌ］、１（１，０≦ｂ≦０．１５．１５≦
   ｙ≦２８゜０≦２≦８　、　ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ を満足し、通常の方法で測定した結晶化温度′ｈ以上の
   温度で、結晶の体積率が１０ｑ６未満となるよ５極く短
   時間熱処理することにより、１１Ｇ（ｚにおける実効透
   磁率がｓ、ｏｏｏ以上となり、かつ飽和磁束密［Ｂｓが
   ８ＫＧ以上であることを特徴とする非晶質合金。