JPS6043899B2 - 高実効透磁率非品質合金 - Google Patents

高実効透磁率非品質合金

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JPS6043899B2
JPS6043899B2 JP52157274A JP15727477A JPS6043899B2 JP S6043899 B2 JPS6043899 B2 JP S6043899B2 JP 52157274 A JP52157274 A JP 52157274A JP 15727477 A JP15727477 A JP 15727477A JP S6043899 B2 JPS6043899 B2 JP S6043899B2
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JP
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magnetic permeability
magnetic
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effective magnetic
permeability
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浩一郎 猪俣
専治 島貫
迪雄 長谷川
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は磁気記録に使用されるビデオ用又はオーディオ
用磁気ヘッド等の磁気ヘッド、磁気シールド、変成器及
びその他の磁気装置に用いられる高実効透磁率非晶質合
金に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕従来、磁気ヘッド、
磁気シールド、変成器及びその他の磁気装置に用いられ
る高実効透磁率金属材料としては結晶構造を有するFe
−Si合金、Fe−Ni合金、Fe−Al合金、Fe−
Si−Al合金などがありそれぞれの特性に応じて使用
されているが、これらの合金にはまだそれぞれ特性及び
製造上に問題を残している。
Fe−Si合金は変成器、モータ等のコアとして使用さ
れてるが実効透磁率はせいぜい500ぐらいで低い。
Fe−Ni合金においては特にNiを78原子%を有す
るパーマロイは実効透磁率が高いが硬度が実用上充分で
ないため磁気ヘッドとして使用する場合耐摩耗性が問題
となつている。
又、磁気ヘッドとして使用する場合合成樹脂でモールド
するがこれによつて実効透磁率は大幅に低下する欠点が
ある。Fe−Al及びFe−Al−Si合金では高い実
効透磁率を有する組成のものは脆いため塑性加工が非常
に困難て用途がきわめて限られている。
最近、結晶構造を持たない非晶質合金においてすぐれた
磁気的及び機械的特性が見い出された。
非晶質合金とは通常の結晶質とは異なり、結晶の周期性
のない合金であり、種々の作製法により得られる。現在
までのところ蒸着法、電着法、無電解メッキ法、スパッ
ター法及び液体急冷法などにより非晶質合金が得られて
いる。特に液体急冷法により得られる非晶質合金は他の
方法により得られるものが薄膜であるのに対してバルク
状であり機械的にすぐれた強度、硬さ及び柔軟性をもつ
ているため磁気ヘッド、コア及び磁気シールド用非晶質
合金として推賞されるものである。しかし一般に急冷状
態の非晶質合金の実効透磁率は低く、高い実効透磁率を
得るには熱処理を必要とする。最近、非晶質合金におい
て含有されるCOとFeの原子比が94:6附近の極近
傍におけるCO,Fe,sl及びBによりなる組成の非
晶質合金は磁歪が0附近になり、実効透磁率が高いこと
が知られているが、急冷したままの状態で実効透磁率の
高い組成範囲は非常に狭く、製造上再現性が悪く、さら
に実用上充分な硬度が得られないなどの欠点を有してい
た。非晶質磁性合金としては、例えば特開昭51−73
9加号が知られている。
しかしながらこの特開昭51−7392鰻は最大透磁率
の向上を目的としたものであり、実効透磁率に関しては
何等示唆するところはない。実効透磁率は、最大透磁率
とは全く異なる特性てある初透磁率と同等てあり、最大
透磁率とは全く異なる特性てある。
電力用変圧器ては、飽和磁化の大きさも要求されるが、
飽和磁化の80%程まで磁化するため、その特性を表す
のに最大透磁率を用いることが一般的てある(参考資料
1P910〜P9ll参照)。
すなわち、磁化か非可逆的に起こる領域の磁界を用いる
ときは最大透磁率が考慮される。これに対し、高周波イ
ンダクター(例えば、磁気ヘッド等)に用いる磁心の特
性は、歪みを嫌う.ため線形性が要求され、また使用す
る際の磁界の強さが弱いので、磁化が可逆的に起こる領
域での値てある初透磁率と同等の実効透磁率で表わすの
が一般的である。
すなわち高周波インダクターに用いられる磁心では、実
効透磁率の大きいことが−要求される。このように、用
途により最大透磁率の大きいことが要求される楊合と、
実効透磁率の大きいことが要求される場合がある。例え
ば、角形比の良い材料は非常に大きな最大透磁率を示す
が、実効透磁率は、ほぼ1(透磁率の最小値)に近い値
を示す。
実効透磁率の大きいことが要求される場合、最大透磁率
の大きい材料でもこの様に実効透磁率の小さな材料は不
適当である。また、実効透磁率が大きくても最大透磁率
の小さい材料は、電力用トランス等、磁界の強い領域で
用いられる場合には不適当である。このように最大透磁
率と実効透磁率とは、全く異なる特性である。磁気ヘッ
ド、磁気シールド、ピツクアlノブ等の昇圧トランス等
の高周波インダクターは磁界が弱い領域で用いられるた
め、実効透磁率の大きいことが要求される。しかしなが
ら、従来の非晶質合金では実効透磁率に関しては広い組
成に亘つて優れた特性を有するものは得られていない。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑み、高硬度で機械的特性に優れ、
さらに、組成的に広範囲にわたつて高実効透磁率を示し
、製造上に再現性が著しく改善された高実効透磁率非晶
質合金を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は(T1−ェー,NbxNi,)1−2X2(た
だしTは、CO,Feの少なくとも1種、XはBまたは
B+S1なおSiは25原子%以下、Xは0.005〜
0.1へyは0.005〜0.301又は0.15〜0
.35)からなる高透磁率非晶質合金であり、特に、T
=CO+Feとした際にFeの含有量をCO,Fe,N
b,Ni含有量の4〜15原子%とすることにより磁気
特性がさらに改善されるというものである。
本発明者等は実効透磁率の優れた組成系について鋭意研
究を進めた結果、上記の如く、NbおよびNiを同時含
有せしめることにより、広い組成範囲に亘つて優れた機
械的特性及び磁気特性を有することを見い出した。
さらに本発明に係る高実効透磁率非晶質合金は組み立て
工程などにおける熱処理(200金程度まで)による透
磁率の低下もほとんどない。
つまり磁性材料を磁気ヘッドなどに用いる際に製造工程
において100〜150℃に加熱されることがしばしば
ある。この時、従来の磁性材料では、実効透磁率に大き
な劣化を生じていた。これに対し、本発明においては、
第1図に示す如く200℃程度までほとんど劣化せず、
製造上大きな利点となつている。なお第1図において曲
線aは本発明に係る(COO.88FeO.O6NlO
.O3NbO.O3)5Si1025からなる非晶質合
金曲線bは比較例として(COO.9lFeO.O6)
7.Si10B15の非晶質合金の熱処理温度に対する
実効透磁率の変化を示す。
また、本発明の非晶質合金における各成分の含有量を限
定する理由は次の如くである。BおよびS1は非晶質組
成とすることを助成する元素であるが、これらのうち少
くとも1種の含有量が15原子%未満の場合と35原子
%以上の場合あるいはSiが25原子%を超える場合で
は非晶質合金の製造が困難なばかりか高実効透磁率をも
つことが不可能となるためこの範囲とした。
Nbは急冷状態で高実効透磁率を得るのに不可欠の元素
でありCO,Fe,Ni,Nb合計量に対して、Nbが
0.5原子%未満では実効透磁率の増加および保磁力(
Hc)の減少の効果が現われず、Nbが10原子%を越
える場合には、非常に脆くなり実用上使用困難となるた
めこの範囲とした。 ま た こ の
こ と は(COOI92−XFeO−06
N10−02NbX)75Si10B15においてNb
の含有量Xに対する実効透磁率(μmKHz)を示す第
2図からも明らかである。
またNiはCO,Fe,Nj,Nb合計量に対して0.
5原子%未満では高透磁率化に特に効果がなく、30原
子%を越えると急冷状態の実効透磁率が低下するためこ
の範囲とした ま た こ の こ
と は(COO−♀−YFeO−06NiyNb0
・02)75Si10B15においてNi含有量に対す
る実効透磁率(μm1KHz)を示す第3図からも明ら
かである。さらにT=CO+Feとした際には、Feの
含有量をCO,Fe,Nb,Ni合計含有量の4〜15
原子%としたのは、この範囲で実効透磁率、保磁力など
の磁気的特性及び硬度機械的特性が著しく改善されるた
めである。
〔発明の実施例〕以下実施例について説明する。
(実施例1) 非晶質合金は圧延急冷法を用いて作製した。
即ち2つの高速回転するロール間に石英管ノズルより溶
融合金をアルゴンガス圧によつて噴出させ急冷して幅2
wn1厚さ40μ、長さ約10n1のリボン状試料を作
製した。このときのロールの回転数は、3000r′P
mlガス圧1.6気圧、用いた試料の成分組成は(CO
O・92Fe0−1Nb0−01N10−01)75S
i10B15であるOこの材料を直径217mのアルミ
ナの巻枠に加回巻き1KHz〜100KHzではマツク
スウエルブリツジ、1MHz〜10MHzでは変成器ブ
リッジを用いる実効透磁率を測定した。また保磁力(H
c)は直流B−Hトレーサーにより測定した。硬度(H
■)は分銅500gを加重させマイクロビッカース硬度
計で測定した。得られた非晶質合金はX線回折により完
全な非晶質であることが確認された。この材料について
急冷状態の1KHzの実効透磁率(μmKHz)975
01保磁力0.0140eおよび硬度980が得られた
。また実施例−1と同様にして得た他の実施例についた
実効透磁率、保磁力および硬度を測定し、比較例と併せ
て第1表に示す。 特 に (COO◆(至)〜o●94Fe0◆04〜0・09N
10◆01〜O◆02Nb0−o〜o◆1)66〜90
Si5〜17B5〜17とした場合急冷状態の実効透磁
ノ率(μmKHz)が4400以上で、さらに磁束密度
(100eの印加磁場における値)が6000G以上と
なるため優れている。
第1表から明らかな如く、本発明に係る高透磁率非晶質
合金は、実効透磁率、保磁力などの磁気一的特性および
硬度などの機械的特性について、広範囲の組成範囲に亘
つて優れた特性を有することが明らかである。
また特にFe含有量を4〜15原子%とした実施例3乃
至17て優れた特性を有している。なお比較例3は高い
実効透磁率を示すが、実用上充分な硬度が得られず、さ
らに高い実効透磁率も狭域の組成範囲のみで得られるも
のであり、実用上、調整が極めて困難であつた。
〔発明の効果〕
以上の如く本発明に係る高実効透磁率非晶質合金は実効
透磁率などの磁気的特性に優れ、かつ高強度であるため
耐摩耗性などが向上し、磁気ヘッドなどの高周波用の磁
気装置に極めて有効なものと言える。
また製造工程においても原料金属を急冷した状態で、熱
処理を施すことなく優れた特性を有しまた原料金属の組
成比も広範囲に亘つて優れた特性を示すなど再現性に優
れ工業上有効なものと言える。
さらに実効透磁率の熱安定性が良好であるため、非晶質
合金を用いた素子の製造における条件、又、鉄心等の素
子使用時の条件等が緩和されるため、磁気装置としての
用途が拡大する等実用j上の効果は大なるものである。
図面の簡単な説明第1図乃至第3図は本発明に係る非晶
質合金の諸特性を表わす曲線図。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (T_1_−_x_−_yNb_xNi_y)_1
    _−_zX_zただし、TはCo、Feの少なくとも一
    種XはBまたはB+Si (なおSiは25原子%以下) xは0.005〜0.10 yは0.005〜0.30 zは0.15〜0.35 からなることを特徴とした高実効透磁率非晶質合金。 2 T=Co+Feとし、Feの含有量をCo、Fe、
    Nb、Ni合計量の4〜15原子%としたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の高実効透磁率非晶質合
    金。
JP52157274A 1977-12-28 1977-12-28 高実効透磁率非品質合金 Expired JPS6043899B2 (ja)

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