JPS59179729A - 非晶質合金圧粉磁心 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、非晶質合金磁心、特に交流の変圧器。

＝ｄｉｌＥＩｌ俄、チョーク、ノイズフィルタなどに用
いる非晶質合金圧粉磁心に関する。

〔発明の技術的背景とその間照点〕

従来から交流で使用する変王器＊’ｉｇｊｚ磯、チョー
ク、ノイズフィルタなどに用いるイミ心には、ＦｅＳ　
’　合金＊パーマロイ、フェライトなどの結晶質林料が
それぞれ用途に合わせて使用されている。

しかしながら、）ｉ’　ｅ　　Ｓ　Ｉ合金は比抵抗が小
さく、かつ結晶磁気異方性が零でない為周波数の比較的
部い領域では鉄損が太き（なるという問題点を有してい
る。パーマロイは比抵抗が小さいので高周波での鉄損が
太き（なるという問題点を有している。又、フェライト
は高周波での損失は小さいが磁束密度もせいぜい５００
０　Ｇと小さく、その為大きな動作磁束密度での使用時
にあっては、飽和に近（なり、その結果鉄損が増大する
という問題点を有している。近年、スイノチングレギー
レータに使用される電源トランス等の筒周波で使用され
るトランスにおいては、形状の小型化が望まれているが
、その場合は、動作碩未街度の増大が必要となるため、
フェライトの鉄損増大は実用上火きな問題となる。

高周波における鉄損金車さくしたり、透磁率の周波数特
性を向上させる目的で、上記磁性合金の圧粉体が使用さ
れることもある。これは上記合金の粉末全作製し、それ
を絶縁層を界して固めたものであり、絶縁層としては有
機物が使用されている。これらの磁心は主としてチョー
クやノイズフィルタとして使用されている。

しかしながら、上記磁性合金から成る圧粉体は透磁率が
小さくそのため充分なインダクタンス會得るためには巻
線の数を増やさなければならず。

従って小形化しに（いという欠点があった。

一方、結晶構造を持たない非晶質磁性合金は、高透磁率
、低保磁力等の侵れた軟質砧気特性を示すので、最近注
目を集めている。これらの非晶質磁性合金は鉄（Ｆｅ）
、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎ１）等全基本とし、
これに非晶質化元素（メタロイド）として、リン（Ｐ）
１炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミ
ニラＡ（ＡＪ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等全含有せしめ
たものである。

丈だ、　Ｆｅ、（１：ｏ、、Ｎｉ　とＴ　ｉ　＋Ｚｒ、
Ｈｆ＊Ｎｂ　　などの合金から成る非晶質合金も知られ
ている。

これらの非晶質合金は辿常薄帝の形で倚られ。

それらを磁心として用いるときには薄帯金トロイダル状
やＵ形、Ｅ形に成形した巻１ｔｌＸ　Ｊし、あるいは薄
帯全一定の形状に打体いて積層した積層鉄心として使用
されている。しかしながら０れらの磁）ひは特にＵ形、
Ｅ形においてその作製法が困難であるという点を有して
いた。

上記欠点を解消するため、非晶）Ｒ磁性合金の粉末を作
製し、それ全圧粉成形する方法も試みられている。成形
する際、有機物あるいは無機物を絶縁層として用いた場
合、非晶質合金は硬くて圧縮性に乏しいため無機物ある
いは有１汐物のセｉ　ｆかなり多くしないと成形できず
、それらが多いと透磁率が極めて小さく実用に耐えない
という問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は圧ａ、成形が谷易な非晶質合金粉末から
製造される非晶質合金圧粉磁心全提供することにある。

〔発明の概埜〕

本発明者は、上記の非晶質合金に関する問題点全解決す
るために鋭意研究を重ねた結果、非晶質合金の表面に結
晶性酸化物を含有するば化皮膜を有する非晶質合金粉末
を用いると容易に圧粉、成形できること全見出し、優れ
た磁気特性を有する非晶質合金磁心全製造できることを
見出した。すなわち、非晶質合金の酸化処理を高温、か
つ高圧下で行なうことにより１表面に結晶質酸化物全含
有する酸化皮膜全有する非晶質合金粉末が得られること
全見出し、本発明を完成するに至った。

なお、本発明に係る非晶質合金圧粉磁心は、表面にＣｏ
ｏｌ”ｅ又はＮｉ’ｆｒ主成分とするを含有する酸化皮
膜を有する。Ｃ０９Ｆｅ又はＮｉ金主成分とする非晶質
合金からなることが磁気特性上好ましい。

本発明の非晶質合金圧粉磁心は、以下のようにして製造
することができる。

非晶質合金としては、一般には、次の組成を有するもの
が用いられる。

即ち、原子チ表示で示すと、 （Ｇｏｌ−Ｘ　−ｙ−ｐＦｅＸＮｉＴ）ｌＶＩＹ）　ｕ
’Ｌｏ＋＋−ｕ（式中、ＭはＴｉ’ｓＶｓＣｒｔＭｎ＋
Ｃｕ＋ＺｒｔＮｂ＊ＭｅｔＲｕｍＲｈ＊Ｐｄ、ＡｇｍＨ
ｆ、’ｒａ、ｖＶ、ｔｔｅ、ｐｔ＊Ａｕ４及び希土類元
素からなる群から選はれる少な（とも１種の元素を表わ
し；ＧはＢ　、　Ｃｘ　Ｓｉ、Ｐ及びＱｅからなる杵か
ら選はれる少なくとも１種の元ｇｖ表わし；ＴはＴ　ｉ
　、　Ｚｒ　、ｔ−１ｆ　ｔ　Ｖ＊Ｎｂ　＊Ｔａ　ｔｉ
ｔ　。

ＩＶＩ　Ｏ＊　Ｙ及び希土類元素からなる群からｉｄは
れる少なくとも１橿の元素ヲ表わしＩＸｍ’／＊ｐ＋Ｚ
及びＵはそれぞれ、０≦Ｘ≦１．０≦ｙ≦０．２．０≦
ｐ≦０．８．６５≦２≦９０及び８５≦Ｕ≦９５の関係
を満足する数を表わす。） で示される非晶質合釜が用いられる。

上記ｃｏ又はＮｉ金主成分とする非晶質合金圧粉磁心が
優れた成形性を有するための一要件として。

非晶質合金の表面にＣｏ、Ｆｅ又はＮｉを主成分とす結
晶性酸化物を含有する酸化皮膜含有することが挙げられ
るが、このような非晶質合金粉末を製造するには、高温
、がっ、高圧下において酸化処理を行なうことが必要で
ある。この時の温度はなるべ（尚い方が短時間で結晶性
酸化物が形成されるため望ましいが、あまり温度が高す
ぎると非晶質合金が結晶化するという問題が発生するの
で結晶化温度以下の温度が望ましく、具体的には１５０
〜５００℃であることが好ましく、２５０〜４００　℃
であることが更に好ましい。

高圧化の手段としては、ガス、液体のどちらを用いても
よいが、得られる圧力が４０〜２００気圧であることが
好ましく、６０〜工Ｏｏ気圧であることが更に好ましい
。処理時間は処理温度及び処理圧力にょジ異なるが、一
般には、０．５〜工Ｏ０時間であジ、特に５〜２４時間
であることが好ましい。一般的な手段としてはオートク
レーブ等の高温の水蒸気中で処理するのが好ましい方法
である。

以上のように処理することにょハ形成される酸化皮膜及
びそれに含有される結晶’ｊＬ　ｉ’ｉλ化物は、Ｆｅ
主成分の非晶質合金にあってはＦｅｓ　Ｏ４＋γ−Ｆ”
Ｃ２０。

等が、Ｃｏが主成分である非晶質合金にあってはＣｏｏ
　　あるいはＣＯｓ　Ｏ４が、Ｎｌが主１戎分であると
きにはＮｉＱ　　が形成されることが多いが、これらは
製造条件により異なる。またＣｏとＦｅあるいはＣｏと
Ｉマｉ　、ＦｅとＮｉとをともｔこ含有する非晶質合金
にあってはそれぞれＣｏｌｉ’　ｅ２Ｑ４１　ＣｏＮ　
１２０４１Ｆｅ、Ｎｌ２０４等の酸化物が形成される。

上記のいずれの結晶性酸化物が形成された場合であって
も、著しく成形性が改善されていることが判明した。

得られた非晶質合金粉末は、その酸化皮膜の厚さが、０
．０５〜５μｍであるものが好ましく、０１〜１μｍで
あるものが更に好ましい。この厚さが０．０５μｍ未満
であると、結晶性酸化物の成長が少な（、成形性の向上
があま９児られず５μｍを超えると、結晶質の割合が増
大するため透磁率が低下するので好ましくない。

本発明に用いられる結晶性酸化皮膜全付与させる以前の
非晶質合金粉末は、非晶質合金薄帯全粉砕して得るかあ
るいはアトマイズ法などを用いて最初から粉末状で得る
ことが出来る。

〔発明の効果〕

本発明によフ得られた非晶質合金圧粉磁心は、優れた成
形性を有し、かつ高透磁率である。

〔発明の実施例〕

実施例 単ロール法を用いて幅ＩＱｎｎｍ、厚さ２０μｍの（Ｆ
ｅｏ、、９５Ｃｒαθ５）　８５　Ｃ１ｓ　Ｂ１２非晶
質合金を作製した。

これを水累中で４００℃、３０分加熱後ボールミルを用
いて粉砕した。得られた粉末の粒度は約１０μｍであっ
た。次に該粉末をオートクープを用いて４００℃、１０
５気圧の条伴下に１２時時間−た。

取出したサンプルは表面が黒色になっていた。走査型電
子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて表面状態を観察したところ
、非晶質合金粒内に約１μｍの結晶質酸化物が微細に析
出していた。Ｘ線を用いてこの結晶質酸化物を同定した
ところＦｅ、０．であることが判明した。

上記の如き表面の岐化処８！を施した非晶質合金粉末と
、表面酸化処理全Ｚ痛さない同一組成の非晶質合金とか
ら、それぞれ次のようＶＣして圧粉磁心を作製した。す
なわち、ガラス粉末５ｗｔ％　と残部上記非晶質合金粉
’Ｘｋ混合し、ホントプレス音用いて５　ｔｏｎ　／　
ｃｍ２の出力下で４００℃ｘｉｏ分加熱して圧粉磁心を
作製した。その結果、表面に結晶性酸化皮膜を有してい
ないものは成形性が悪く、形がくずれてしまった。一方
、表面に結晶性酸化皮膜を有しているものは形が（ずれ
ることなく、完全に成形できた。その透磁率の周波数特
性全測定したところ、第１図（ａ）に示すようにＩＫＬ
（、ｚで７００と高（、かつ優れた周波数特性金持って
いた。

なお上記におけるガラス粉末の代りにエポキシ系樹脂等
の有機物接着剤を用いても同様の効果が得られた。

比較例 実施例で用いた表面に結晶性酸化皮膜を有しない非晶質
合金粉末に３０　ｗｔ％のガラス粉末全混合してホント
プレスを用いて１０　ｔｏｎ　／　ｃｍ”　　の圧力下
で４００℃×１０分加熱して圧粉磁心全作製した。

形はくずれることなく完全に成形できた。実施例と同じ
方法分用いて透磁率の周波数特性全測定した。結果は第
１図（ｂｌに示すようにＩＫＨｚで５０と極めて小さか
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の非晶質合金圧粉磁心の透磁率を示す曲
線図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表面に結晶性酸化物全含有する酸化皮膜を有する非晶質
   合金粉末の圧粉成形体からなること全特徴とする非晶質
   合金圧粉磁心。 （２、特許請求の範囲第１項における結晶性酸化物がコ
   バルト、鉄、ニッケルのうち少（とも１欅類の元素金主
   成分とすることを特徴とする非晶質合金圧粉磁心。 （３）爆発圧着あるいは温間圧縮により圧粉成形体とし
   たこと全特徴とする第１項記載の非晶質合金圧粉磁心。 （４）有機物あるいは無機物との接着によジ圧粉成形体
   としたこと全特徴とする第１項記載の非晶質合金圧粉磁
   心。