JPS61149459A - 高飽和磁束密度低損失非晶質合金 - Google Patents
高飽和磁束密度低損失非晶質合金Info
- Publication number
- JPS61149459A JPS61149459A JP59278493A JP27849384A JPS61149459A JP S61149459 A JPS61149459 A JP S61149459A JP 59278493 A JP59278493 A JP 59278493A JP 27849384 A JP27849384 A JP 27849384A JP S61149459 A JPS61149459 A JP S61149459A
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- iron loss
- flux density
- magnetic flux
- saturation magnetic
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高周波チョークコイル用磁心や高周波トランス
用磁心等に好適な高飽和磁束密度低損失非晶質合金に関
するものである。
用磁心等に好適な高飽和磁束密度低損失非晶質合金に関
するものである。
従来、チョークコイル用磁心や高周波トランス用磁心と
しては、主にフェライト、珪素鋼、パーマロイ等が用い
られていた。
しては、主にフェライト、珪素鋼、パーマロイ等が用い
られていた。
しかし、最近の電子機器は益々小型化される傾向にあり
、電子機器に必要な電源も小型化が要求される様になっ
てきている。このためスイッチング電源等は高周波化す
ることにより小型化しようとする動きが活発となってい
る。高周波化すると小型化できるのは、磁性部品やコン
デンサーが小型になるためであるが、従来の磁性材料は
必ずしも十分な特性を有していなかった。
、電子機器に必要な電源も小型化が要求される様になっ
てきている。このためスイッチング電源等は高周波化す
ることにより小型化しようとする動きが活発となってい
る。高周波化すると小型化できるのは、磁性部品やコン
デンサーが小型になるためであるが、従来の磁性材料は
必ずしも十分な特性を有していなかった。
たとえば、フェライトは高周波特に１００ｋＨｚ以上で
は鉄損が比較的小さいが、飽和磁束密度が約５、０００
０程度と低いためチックコイルに用いた場合は十分な直
流重畳特性が得られない。また高周波トランスに用いた
場合は大きな動作磁束密度で駆動できず小型化が十分行
えないという欠点があった。
は鉄損が比較的小さいが、飽和磁束密度が約５、０００
０程度と低いためチックコイルに用いた場合は十分な直
流重畳特性が得られない。また高周波トランスに用いた
場合は大きな動作磁束密度で駆動できず小型化が十分行
えないという欠点があった。
珪素鋼はフェライト等に比べると飽和磁束密度が大きい
ものの高周波の鉄損がひじょうに大きいため、低周波領
域では使用できるが周波数が高くなるに伴って使用が困
難となる。
ものの高周波の鉄損がひじょうに大きいため、低周波領
域では使用できるが周波数が高くなるに伴って使用が困
難となる。
パーマロイは飽和磁束密度の高い５０％Ｎｉ −Ｆｅ合
金等では鉄損が大きく、高周波の用途に適した８０％Ｎ
ｉ−Ｆｅ合金等ではフェライトより飽和磁束密度が高い
ものの１０．０００Ｇ以下の飽和磁束密度でありチョー
クコイル等の用途には十分とはいいがたい。
金等では鉄損が大きく、高周波の用途に適した８０％Ｎ
ｉ−Ｆｅ合金等ではフェライトより飽和磁束密度が高い
ものの１０．０００Ｇ以下の飽和磁束密度でありチョー
クコイル等の用途には十分とはいいがたい。
近年これらの高周波化の要求に応えられる可能性がある
ものとして非晶質合金が注目を集め、スイッチング電源
等の磁性部品に適用されている。
ものとして非晶質合金が注目を集め、スイッチング電源
等の磁性部品に適用されている。
中でも鉄系、特にＦｅ−Ｂ系及びＦ ｅ −５ｔ−Ｂ系
の非晶質合金は高い飽和磁束密度を有する。
の非晶質合金は高い飽和磁束密度を有する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記鉄系の非晶質合金は高周波における
鉄損が大きいので、高周波チョークコイルやトランスに
使用するには適さない。そこで、Ｆｅ−Ｂ系又はＦｅ−
３ｉ−Ｂ系の非晶質合金にＮｂを添加することにより高
周波における鉄損を低下させようという試みも提案され
たが（特開昭５８−４５３５５号）、必ずしも満足すべ
きものではない。
鉄損が大きいので、高周波チョークコイルやトランスに
使用するには適さない。そこで、Ｆｅ−Ｂ系又はＦｅ−
３ｉ−Ｂ系の非晶質合金にＮｂを添加することにより高
周波における鉄損を低下させようという試みも提案され
たが（特開昭５８−４５３５５号）、必ずしも満足すべ
きものではない。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、高周波の用
途に用いるチョークコイル用磁心や高周波トランス用磁
心等に好適な高飽和磁束密度低損失非晶質合金を提供す
ることを目的とする。
途に用いるチョークコイル用磁心や高周波トランス用磁
心等に好適な高飽和磁束密度低損失非晶質合金を提供す
ることを目的とする。
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、Ｆｅ−
３ｉ−Ｂ系非晶質合金にＣｕを添加し、飽和磁束密度の
低下を低くおさえつつ高周波の鉄損を低下させたもので
ある。
３ｉ−Ｂ系非晶質合金にＣｕを添加し、飽和磁束密度の
低下を低くおさえつつ高周波の鉄損を低下させたもので
ある。
本発明の非晶質合金は以下の組成を有する。
Ｆ ｅ １００−ｘ−ｙ−２ＣｕｘＳ ｔｙＢｚ（ただ
し、Ｘは０．１乃至３原子％、ｙは１９原子％以下、２
は５乃至２５原子％であり、ｙ＋ｚは１５乃至３０原子
％である。） Ｘを０．１乃至３原子％に限定したのは、０．１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、
３より大きいと飽和磁束密度が低くなりすぎるとともに
鉄損が未添加のものより大きくなるからである。好まし
いＸの範囲は０．１〜２である。この範囲では鉄損は一
層小さい。またｙ及び２に関する限定理由は、上記範囲
をはずれると合金の非晶化が困難となることである。ｙ
の好ましい範囲は８〜１７であり、２の好ましい範囲は
７〜１０である。またｙ＋ｚの好ましい範囲は１８〜２
６である。これらの範囲だと鉄損が小さく、またその経
時変化も小さい、さらに飽和磁束密度も高い。
し、Ｘは０．１乃至３原子％、ｙは１９原子％以下、２
は５乃至２５原子％であり、ｙ＋ｚは１５乃至３０原子
％である。） Ｘを０．１乃至３原子％に限定したのは、０．１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、
３より大きいと飽和磁束密度が低くなりすぎるとともに
鉄損が未添加のものより大きくなるからである。好まし
いＸの範囲は０．１〜２である。この範囲では鉄損は一
層小さい。またｙ及び２に関する限定理由は、上記範囲
をはずれると合金の非晶化が困難となることである。ｙ
の好ましい範囲は８〜１７であり、２の好ましい範囲は
７〜１０である。またｙ＋ｚの好ましい範囲は１８〜２
６である。これらの範囲だと鉄損が小さく、またその経
時変化も小さい、さらに飽和磁束密度も高い。
特に２が８〜９．５の範囲の場合、鉄損の経時変化は著
しく小さい。
しく小さい。
本発明の非晶質合金は片ロール法や双ロール法等の公知
の液体急冷法により作製することができる。通常製造さ
れる非晶質合金リボンの板厚は８μＩ１１〜１００μ蒙
程度であるが、板厚が２５μ請以下のものが特に本発明
の目的に適している。
の液体急冷法により作製することができる。通常製造さ
れる非晶質合金リボンの板厚は８μＩ１１〜１００μ蒙
程度であるが、板厚が２５μ請以下のものが特に本発明
の目的に適している。
本発明による非晶質合金は必ずしも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相
を含んでいても良い。しかし結晶質部分が余り多くなり
すぎると合金は脆くなり加工が困難となるばかりでなく
、磁気特性も低下するので、結晶質部分はできるだけ少
ない方が望ましい０以上の通りであるので、本明細書に
おいて「非晶質」とは少量の結晶質部分を含んでいても
よいものと理解すべきである。
必要はなく高周波磁気特性を劣化させない程度の結晶相
を含んでいても良い。しかし結晶質部分が余り多くなり
すぎると合金は脆くなり加工が困難となるばかりでなく
、磁気特性も低下するので、結晶質部分はできるだけ少
ない方が望ましい０以上の通りであるので、本明細書に
おいて「非晶質」とは少量の結晶質部分を含んでいても
よいものと理解すべきである。
また不可避不純物が含まれていても本発明の効果は十分
得ることが可能であり、本発明に含まれることはもちろ
んである。
得ることが可能であり、本発明に含まれることはもちろ
んである。
液体急冷法により作製した非晶質合金リボンは打ち抜き
やトロイダル状に巻くことにより用途に適した形状にし
、次いで不活性ガス中、真空中又は酸化雰囲気中で熱処
理する。熱処理は結晶化温度より低い温度で行う。ここ
で結晶化温度とは、示差熱量計により１０℃／分の昇温
速度で観察したときに発熱ピークが発生する温度である
。熱処理温度は一般に３５０℃〜５００℃であり、好ま
しくは４００〜４５０℃である。熱処理中必要に応じて
磁場を印加することができる。
やトロイダル状に巻くことにより用途に適した形状にし
、次いで不活性ガス中、真空中又は酸化雰囲気中で熱処
理する。熱処理は結晶化温度より低い温度で行う。ここ
で結晶化温度とは、示差熱量計により１０℃／分の昇温
速度で観察したときに発熱ピークが発生する温度である
。熱処理温度は一般に３５０℃〜５００℃であり、好ま
しくは４００〜４５０℃である。熱処理中必要に応じて
磁場を印加することができる。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
種々の組成の合金溶湯を片ロール法により超急冷し、幅
５１１１１、厚さ２０μｍのリボンを作製した。
５１１１１、厚さ２０μｍのリボンを作製した。
得られたリボンをトロイダル巻きして内径１５ｍ、外径
２５１ｍの巻磁心を作製し、これに２０ターンの巻線及
び１０ターンの巻線を巻回し、トランスを作製した。こ
れを用いて、合金の飽和磁束密度ＢＳ及び１００ｋＨｚ
、 ２ ｋＧにおける鉄損Ｗ ２ ／ １００ｋを測定
した。結果を第１表に示す。
２５１ｍの巻磁心を作製し、これに２０ターンの巻線及
び１０ターンの巻線を巻回し、トランスを作製した。こ
れを用いて、合金の飽和磁束密度ＢＳ及び１００ｋＨｚ
、 ２ ｋＧにおける鉄損Ｗ ２ ／ １００ｋを測定
した。結果を第１表に示す。
第１表
上記表から明らかな通り、本発明の非晶質合金はＣｕを
含有しない従来のＦｅ系非晶質合金に比べて鉄損が著し
く小さく、かつ飽和磁束密度はほとんど変わらない。こ
れから、本発明の非晶質合金はチョークコイルや高周波
トランスに好適であることがわかる。
含有しない従来のＦｅ系非晶質合金に比べて鉄損が著し
く小さく、かつ飽和磁束密度はほとんど変わらない。こ
れから、本発明の非晶質合金はチョークコイルや高周波
トランスに好適であることがわかる。
害１副虹り
組成式Ｆａ Ｃｕ５ｉＢ を有しＸ７７．５−
ｘ ｘ １０．５ ９の値を種々変え
た合金から゛、実施例１と同様の方法で非晶質リボンを
作製し、飽和磁束密度Ｂｓ及び鉄損Ｗ ２ ／ １００
Ｋを測定した。Ｂｓ及びＷ２／１００にとＣｕ量（ｘ）
との関係を第１図に示す。
ｘ ｘ １０．５ ９の値を種々変え
た合金から゛、実施例１と同様の方法で非晶質リボンを
作製し、飽和磁束密度Ｂｓ及び鉄損Ｗ ２ ／ １００
Ｋを測定した。Ｂｓ及びＷ２／１００にとＣｕ量（ｘ）
との関係を第１図に示す。
第１図から明らかな通り、Ｃｕの添加により鉄損は急激
に低下する。鉄損はＣｕが０．１％のとき明らかに低下
しており、１％のとき鉄損は最低となる。それからＸの
増加とともに鉄損も増大し、はぼ３％を超えるとＣｕ無
添加の場合より鉄損は大きくなる。一方、飽和磁束密度
ＢｓはＣｕ量（ｘ）の増加につれに除々に低下している
。
に低下する。鉄損はＣｕが０．１％のとき明らかに低下
しており、１％のとき鉄損は最低となる。それからＸの
増加とともに鉄損も増大し、はぼ３％を超えるとＣｕ無
添加の場合より鉄損は大きくなる。一方、飽和磁束密度
ＢｓはＣｕ量（ｘ）の増加につれに除々に低下している
。
実施例３
組成式Ｆｅ Ｃｕ５ｉＢ を有し、８５．５−
ｚ １ １０．５ ｚ２の値を種々変
えた合金溶湯を用いて、実施例１と同様の方法により非
晶質リボンを作製した。このリボンから実施例１の方法
によりトランスを作製し、１ｏＯｋｌｌｚ、２ＫＧの条
件で鉄損を測定した。これをＷｏとする。次に、トラン
スを１５０℃で２４時間保持した後間−条件で鉄損を測
定した。この鉄損をＷ とする。これから鉄損の経時変
化率（Ｗ２４ Ｗｏ）／Ｗｏを求めた。鉄損の経時変
化率とＢ量（ｚ）との関係を第２図に示す。
ｚ １ １０．５ ｚ２の値を種々変
えた合金溶湯を用いて、実施例１と同様の方法により非
晶質リボンを作製した。このリボンから実施例１の方法
によりトランスを作製し、１ｏＯｋｌｌｚ、２ＫＧの条
件で鉄損を測定した。これをＷｏとする。次に、トラン
スを１５０℃で２４時間保持した後間−条件で鉄損を測
定した。この鉄損をＷ とする。これから鉄損の経時変
化率（Ｗ２４ Ｗｏ）／Ｗｏを求めた。鉄損の経時変
化率とＢ量（ｚ）との関係を第２図に示す。
第２図から明らかな通り、Ｂ量（ｚ）が変化しても鉄損
の経時変化率は大きく変動せず、特に２が８乃至９．５
の範囲では経時変化率はほとんどＯである。
の経時変化率は大きく変動せず、特に２が８乃至９．５
の範囲では経時変化率はほとんどＯである。
実施例４
Ｆｅ７６．５Ｃｕｌ ５ｉ１０．５ Ｂ９の非晶質合金
（Ａ＞及びＦｅ Ｓｉ Ｂ の非晶質合金（
Ｂ）に７７．５ １０．５ ９ ついて、鉄損の周波数依存性を調べた。鉄損は２ＫＧ及
び４ＫＧの条件で２０乃至２００ｋＨｚの範囲で測定し
た。結果を第３図に示す。
（Ａ＞及びＦｅ Ｓｉ Ｂ の非晶質合金（
Ｂ）に７７．５ １０．５ ９ ついて、鉄損の周波数依存性を調べた。鉄損は２ＫＧ及
び４ＫＧの条件で２０乃至２００ｋＨｚの範囲で測定し
た。結果を第３図に示す。
合金Ａ及びＢの比較から、本発明の非晶質合金（Ａ）の
方が従来の非晶質合金（Ｂ）より広範な周波数範囲にお
いて小さな鉄損を示すことがわかる。
方が従来の非晶質合金（Ｂ）より広範な周波数範囲にお
いて小さな鉄損を示すことがわかる。
幅５．５１１１１、厚さ１８μ鶴の非晶質リボンを作成
し、これをトロイダル巻きして内径１２鶴及び外径２１
１１１１１の巻磁心を形成し、これに巻線（４０ターン
）を施して平滑用チョークを作製した。この磁心の直流
重畳特性を測定した。同様の測定をパーマロイ圧粉磁心
についても行った。結果を第４図に示す。
し、これをトロイダル巻きして内径１２鶴及び外径２１
１１１１１の巻磁心を形成し、これに巻線（４０ターン
）を施して平滑用チョークを作製した。この磁心の直流
重畳特性を測定した。同様の測定をパーマロイ圧粉磁心
についても行った。結果を第４図に示す。
第４図から、本発明の非晶質合金の磁心（Ｃ）はパーマ
ロイ圧粉磁心（Ｄ）より、広範なＨの範Ｃ 囲にわたってμ△の変化が小さく、直流重畳特性が優れ
ていることがわかる。
ロイ圧粉磁心（Ｄ）より、広範なＨの範Ｃ 囲にわたってμ△の変化が小さく、直流重畳特性が優れ
ていることがわかる。
実施例６
本発明のＦｅＣｕ５ｉ Ｂ 非晶質台７６．５
１ １０．５ ９金を用い、４０ｋＨｚ用
高周波トランスを作製し、そのコア体積と温度上昇を測
定した。同様の測定をＦｅ７７５ｉ１０．５Ｂ９非晶質
合金及びＭｎＺｎ系フェライト （Ｆ ｅ２ ｏｎ ５
０．０１Ｍｎ０３６．５． Ｚｎ１０．５モル％）につ
いて行った。結果を第２表に示す。
１ １０．５ ９金を用い、４０ｋＨｚ用
高周波トランスを作製し、そのコア体積と温度上昇を測
定した。同様の測定をＦｅ７７５ｉ１０．５Ｂ９非晶質
合金及びＭｎＺｎ系フェライト （Ｆ ｅ２ ｏｎ ５
０．０１Ｍｎ０３６．５． Ｚｎ１０．５モル％）につ
いて行った。結果を第２表に示す。
第２表から明らかな通り、本発明の非晶質合金のトラン
スはフェライトコアのトランスと比較して著しく小さな
コア体積ですみ、また従来のＦｅ−３ｉ−Ｂ系非晶質合
金製トランスと比較して温度上昇を低く抑えることがで
きる。
スはフェライトコアのトランスと比較して著しく小さな
コア体積ですみ、また従来のＦｅ−３ｉ−Ｂ系非晶質合
金製トランスと比較して温度上昇を低く抑えることがで
きる。
上述の通り本発明の非晶質合金は従来の非晶質合金と比
較して飽和磁束密度はほとんど変わらないが、高周波に
おける鉄損は著しく少なくなっている。またこのために
磁心の小型化も達成することができる。このような特性
のために、本発明の非晶質合金の磁心はチョークコイル
や高周波トランス等に好適である。
較して飽和磁束密度はほとんど変わらないが、高周波に
おける鉄損は著しく少なくなっている。またこのために
磁心の小型化も達成することができる。このような特性
のために、本発明の非晶質合金の磁心はチョークコイル
や高周波トランス等に好適である。
第１図は本発明の非晶質合金の飽和磁束密度ＢＳ及び鉄
損Ｗ ２ ／ １００ＫとＣｕ量（ｘ）との関係を示す
グラフであり、第２図は本発明の非晶質合金の鉄損の経
時変化率Ｗ ２４− Ｗ ｏ ／ Ｗ ｏとＢ量（ｚ）
との関係を示すグラフであり、第３図は本発明の非晶質
合金及び従来の非晶質合金の鉄損の周波数依存性を示す
グラフであり、第４図は本発明の非晶質合金により作製
した平滑チョーク用磁心とパーマロイ圧粉磁心との直流
重畳特性を示すグラフである。 手続補正口 槓 事件の表示
２昭和５９年 特許願 第２７８４９３号発明の名称
高飽和磁束密度低損失非晶質合金 ３補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸ノ内二丁目１番２号名称 （５
０８）日立金属株式会社 代表者 河 野 典 夫
損Ｗ ２ ／ １００ＫとＣｕ量（ｘ）との関係を示す
グラフであり、第２図は本発明の非晶質合金の鉄損の経
時変化率Ｗ ２４− Ｗ ｏ ／ Ｗ ｏとＢ量（ｚ）
との関係を示すグラフであり、第３図は本発明の非晶質
合金及び従来の非晶質合金の鉄損の周波数依存性を示す
グラフであり、第４図は本発明の非晶質合金により作製
した平滑チョーク用磁心とパーマロイ圧粉磁心との直流
重畳特性を示すグラフである。 手続補正口 槓 事件の表示
２昭和５９年 特許願 第２７８４９３号発明の名称
高飽和磁束密度低損失非晶質合金 ３補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区丸ノ内二丁目１番２号名称 （５
０８）日立金属株式会社 代表者 河 野 典 夫
Claims (2)
- （１）一般式：Ｆｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−
＿ｚＣｕ＿ｘＳｉ＿ｙＢ＿ｚただし０．１≦ｘ≦３、ｙ
≦１９、 ５＜ｚ＜２５、１５＜ｙ＋ｚ＜３０（原子パーセント）
で表わされる組成を有することを特徴とする高飽和磁束
密度低損失非晶質合金。 - （２）一般式：Ｆｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−
＿ｚＣｕ＿ｘＳｉ＿ｙＢ＿ｚただし０．１≦ｘ≦２、８
≦ｙ≦１７、 ７≦ｚ≦１０、１８≦ｙ＋ｚ≦２６（原子パーセント）
で表わされる組成を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の高飽和磁束密度低損失非晶質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59278493A JPH068491B2 (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 高飽和磁束密度低損失非晶質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59278493A JPH068491B2 (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 高飽和磁束密度低損失非晶質合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149459A true JPS61149459A (ja) | 1986-07-08 |
| JPH068491B2 JPH068491B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=17598085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59278493A Expired - Lifetime JPH068491B2 (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 高飽和磁束密度低損失非晶質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068491B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178689A (en) * | 1988-05-17 | 1993-01-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fe-based soft magnetic alloy, method of treating same and dust core made therefrom |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6052557A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-25 | Matsushita Electric Works Ltd | 低損失非晶質磁性合金 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59278493A patent/JPH068491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6052557A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-03-25 | Matsushita Electric Works Ltd | 低損失非晶質磁性合金 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5178689A (en) * | 1988-05-17 | 1993-01-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fe-based soft magnetic alloy, method of treating same and dust core made therefrom |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH068491B2 (ja) | 1994-02-02 |
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