JPS63161142A

JPS63161142A - 磁性材料およびその製造方法

Info

Publication number: JPS63161142A
Application number: JP61306638A
Authority: JP
Inventors: Shuji Moriuchi; 森内　修二; Yasuo Tanaka; 泰夫田中
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1988-07-04
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2621151B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は鉄系アモルファス磁性合金およびその熱処理
物からなる磁性材料、特に高周波におけるコアロスの小
さい磁性材料に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より高周波で使用する磁性材料として、Ｎｎ−Ｚｎ
フェライト、ケイ素鋼板、パーマロイなどがあるが、比
抵抗が小さいため高周波特性が悪く、高周波におけるコ
アロスが大きい、この点を解決する磁性材料として、高
周波におけるコアロスの小さいアモルファス磁性合金が
提案されている（例えば特公昭５５−１９９７６号）。

ここで開示されているアモルファス磁性合金は。

式：ＭａＹｂＺ。

（式中１Ｍは鉄、ニッケル、クロム、コバルトおよびバ
ナジウムからなる群から選択される金属またはそれらの
混合物；Ｙはリン、炭素およびホウ素から選択される非
金属、またはそれらの混合物；Ｚはアルミニウム、シリ
コン、スズ、アンチモン、ゲルマニウム、インジウムお
よびベリリウムからなる群から選択される元素、または
それらの混合物；ａ、ｂおよびＣはそれらの和が１００
になるという条件下でそれぞれ６０〜９０．　ｔｏ〜３
０．０．１〜１５の原子百分率である。）で示される熱安定性アモルファス合金である。

このうち鉄系アモルファス合金であるＦｅ、　、　Ｂ□、　ＳＬ、が特に高周波特性が良く、
高周波におけるコアロスが小さいとされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の磁性材料の高周波におけるコアロスは、周波数ｆ
　：　５０ｋＨｚ、磁束密度Ｂ　：　０．３Ｔの場合、
　Ｍｎ−Ｚｎフェライトが１５０ｗ八ｇ、ケイ素鋼板、
パーマロイが１００ＯＶ／ｋｇ、高周波特性が良い鉄系
アモルファス合金のＦＶ７Ｊ１＠Ｓ１ｇは７Ｈ／ｋｇ程
度である。鉄系アモルファス合金は従来の磁性材料に比
較して高周波におけるコアロスが小さいが、さらにコア
ロスの小さい磁性材料が要望されている。

この発明は上記要望に応えるためのもので、高周波にお
けるコアロスの小さい磁性材料を得ることを目的として
いる。

ｃ問題点を解決するための手段〕この発明は次の磁性材料である。

（１）一般式％式％（１）（式中、ＭはＮｉ、　Ｃｏ、　Ｎｏ、　Ｒｅ、　Ｒｕお
よびＺｒの少なくとも１種の金属原子を示し、ａ、ｂ、
ｃ、ｄ、ｅおよびｆは各元素のグラム原子％を示し、Ｘ
はＢｉの分率を示す。そして、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００
゜７０≦ａ≦８５．０．５≦ｂ≦１０．０．０１≦Ｃ≦
０．５．１０≦ｄ≦２０．０≦ｅ≦５，０≦ｆ≦５およ
び１５≦ｄ　＋　ｅ≦２５、Ｏ≦Ｘ≦０．６である。）で表わされる鉄系アモルファス磁性合金からなる磁性材
料。

（２）一般式％式％（１）（式中、ＭはＮｉ、　Ｃｏ、　Ｎｏ、　Ｒｅ、Ｒｕおよ
びＺｒの少なくとも１種の金属原子を示し、ａ、ｂ、ｃ
、ｄ、ｅおよびｆは各元素のグラム原子％を示し、Ｘは
Ｂｉの分率を示す、そして、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝＝１００
゜７０≦ａ≦８５．０．５≦ｂ≦１０．０．０１≦Ｃ≦
０．５．１０≦ｄ≦ｚＯ１０≦ｅ≦５，０≦ｆ≦５およ
び１５≦ｄ＋ｅ≦２５、Ｏ≦Ｘ≦０．６である。）で表わされる鉄系アモルファス磁性合金を、その合金の
キュリ一温度ないし結晶化温度の範囲の温度において５
磁場中で熱処理を施した後、無磁場中不活性ガス雰囲気
および酸素含有ガス雰囲気中で交互に熱処理を施した熱
処理物からなる磁性材料。

本発明の磁性材料を構成する鉄系アモルファス磁性合金
は前記一般式（１）で示される組成を有するものである
。一般式（１）において７ＭはＮｉ、　Ｃｏ。

Ｎｏ、　Ｒａ、　ＲｕおよびＺｒの少なくとも１種の金
属原子の単独または複数の併用の場合があり、いずれの
場合もほぼ同等の特性を示すが、特にＭとしてはＮｉ、
Ｃｏ、Ｍｏが望ましい＠　ａ−ｆおよびＸの望ましい範
囲は、７４≦ａ≦８０．０．５≦ｂ≦５．０．０１≦Ｃ
≦（１，１，１０≦ｄ≦２０，０≦ｅ≦５、Ｏ≦ｆ≦２
．１７≦ｄ＋ｅ≦２２，０≦Ｘ≦０．６である。

一般式（１）で示される鉄系アモルファス磁性合金の代
表的な例をあげると、Ｆｃ、、Ｗ、　（ｏｉ、　（ａｉｔｏａ））ａ　、５Ｂ
ｉｓ　、、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、、Ｆｅ７＠　ｗ１Ｂｌ＠
　、２　（Ｂｉ、０．　）ａ　、　３　’Ｂｔｓ　、　
ｓ　Ｓｉ、　ＮｘｚＣｒ、　−Ｆｅ、、＋１．Ｂ１Ｂ１
．．４．Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、などがある。

一般式（１）において、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆおよび
Ｘが前記範囲の数値に限定される理由は次の通りである
。すなわちａが７０未満または８５を越える場合は、ア
モルファス合金ができなくなる。

ｂが０．５未満または１０を越える場合は、交互熱処理
効果がなくなる。Ｃが０．０１未満の場合は、コアロス
が多くなり、Ｃが０．５を越える場合は、飽和磁束密度
が低下するようになる。ｄが１０未満または２０を越え
る場合は、アモルファス合金ができなくなる。ｅが５を
越える場合は、アモルファス合金ができなくなり、ｆが
５を越える場合は、飽和磁束密度が低くなる。またＸが
０．６を越える場合は、透磁率が著しく低下するように
なる。

上記の鉄系アモルファス磁性合金は、一般式（１）の組
成に調整した溶融金属を、高速で回転する冷却ロール等
の冷却面に噴射し、冷却面上で溶融金属を１０５〜１０
’に／秒程度の速い冷却速度で急冷する急冷法その他の
方法により、金属結晶の成長を抑制して固化させ製造さ
れる。こうして製造される鉄系アモルファス磁性合金は
通常は薄帯であり、そのままトロイダルコアに巻いて磁
性材料として使用できるが、熱処理を行うことにより高
周波特性が改善される。

またＢｉとＢｉ、Ｏ，の混合物を含む合金から調製した
鉄系アモルファス磁性合金は、再現性良くコアロスの小
さい磁性材料となる。すなわちＢｉのみから合金を製造
する場合、Ｂｉが揮散し易いとともに酸化され易いので
１組成が均一になりにくいが、ＢｉとＢｉ、　Ｏ，の混
合物から合金を製造すると、組成が均一になり易いと同
時に、熱処理効果が大きくなる。

熱処理の方法は、上記磁性合金をそのまままたはコアを
形成した状態で、合金のキュリ一温度ないし結晶化温度
の範囲において、磁場中で熱処理を施した後、さらに無
磁場中不活性ガス雰囲気および酸素含有ガス雰囲気中で
交互に熱処理を施す。

この場合熱処理の温度は順次高くして行くのが好ましい
。不活性ガスとしてはＮ２ガスが一般的であるが、　Ａ
ｒその他のガスでもよい。また酸素含有ガスとしては空
気が一般的であるが、酸素濃度の異なるガスでもよい、
各段階の熱処理時間は特に制限されないが、５〜３０分
間程度が適当である。また磁場中での熱処理の場合の磁
束密度も特に制限はないが、５〜２０Ｇ程度が適当であ
る。

こうして得られる鉄系アモルファス磁性合金の熱処理物
は、熱処理前のものに比べて高周波特性が改善され、高
周波におけるコアロスは従来の鉄系アモルファス磁性合
金よりも小さいものが得られる。適用周波数に制限はな
いが、　１０〜１００ｋＨｚの高周波に適用して低コア
ロスの磁性材料として使用でき、特に５０ｋＨｚ以上の
高周波用の磁性材料に適している。また従来のものは磁
束密度０．５Ｔ以上ではコアロスが大きくなって使用困
難であったが、上記磁性材料は０．５Ｔ以上でも使用可
能であり、薄帯の厚さを従来の１７２にし、テープ間に
絶縁処理をすると、磁束密度０．９７でも使用可能であ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一般式（りで示される鉄系アモルファ
ス磁性合金またはその熱処理物を成分としたので、高周
波におけるコアロスの小さい磁性材料が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

出発原料をＢｉ粉（試料１　）、　Ｂｉ、Ｏ，粉（試料
２）およびＢｉ粉とＢｉ、　Ｏ，粉の混合（Ｂｉ濃度で
１対１）物（試料３）の３種を使用し。

Ｆｅ７６Ｗ１Ｂｌｏ　−Ｊｘｉ　、５ｓｌｉＮｉｚｃｒ
ｚの組成となるように各成分を石英管内で溶融し、この
溶融金属を高速回転している銅製の冷却単ロール上にＡ
ｒガスにより噴出し、液体急冷法により鉄系アモルファ
ス磁性合金からなる薄帯を製造した。こうして製造した
薄帯約１ｋｇを直径約１５＋ｍｍのトロイダルコアに巻
き、１次および２次コイルを巻回して測定用コアを形成
した。

次に上記コアについて、ＬＯＧの磁場中かっＮ、ガス中
３５０℃で２０分間熱処理し、次に無磁場中１０℃間隔
で、３７０℃まではＮ２ガス中２０分間熱処理、その後
４４０℃まではＮ２ガス中および空気中で各２０分間交
互に熱処理を行った。

熱処理前および各温度で熱処理終了後、コアロスＰ　（
ｆ　：　５０ｋＨｚ、　Ｂ　：　０．３Ｔ）および透磁
率μを測定し、コアロスが最小となる温度を最適熱処理
温度とした。結果を表１に示す。

各鉄系アモルファス磁性合金のＤＳＣ（示差走査熱量）
曲線を図面に示す。

表　　１表１より、本発明の磁性材料は優れた高周波特性を有し
ており、特に熱処理によりコアロスの小さい磁性材料が
得られることがわかる。

図面において、ＥＸＯは発熱量を示し、Ｂｉ粉から調製
したアモルファス合金は、ＢｉとＢｉ、　Ｏ，の混合物
から調製したアモルフス合金に近いことがわかる。

【図面の簡単な説明】

図面は実施例のＤＳＣ曲線を示すグラフである。代理人　弁理士　柳　原　　　成；ｋ　／ｌ　（”Ｃ）特許庁長官　　黒　１）明　雄　　殿１、事件の表示昭和６１年特許願第３０６６３８号２、発明の名称磁性材料３、補正をする者事件との関係　　特許出願人代表者　竹林省吾４、代理人　〒１０５電話４３６−４７００６、補正の
対象　　明細書の発明の詳細な説明の欄７、補正の内容（１）明細書第６頁第１４行ｒｏ、ＩＪをｒｏ、４Ｊに
、「２、」を「４、」に訂正する。（２）同第１０頁第１２行ｒ１ｋｇＪをｒｌｏｇＪに訂
正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一般式Ｆｅ＿ａＷ＿ｂＣＢｉ＿（＿１＿−＿ｘ＿）（Ｂｉ＿２
Ｏ＿３）＿ｘ）＿ｃＢ＿ｄＳｉ＿ｅＭ＿ｆ…（Ｉ）（式
中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｅ、ＲｕおよびＺｒの少
なくとも１種の金属原子を示し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅお
よびｆは各元素のグラム原子％を示し、ｘはＢｉの分率
を示す、そして、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００、７０≦ａ≦
８５、０．５≦ｂ≦１０、０．０１≦ｃ≦０．５、１０
≦ｄ≦２０．０≦ｅ≦５、０≦ｆ≦５および１５≦ｄ＋
ｅ≦２５、０≦ｘ≦０．６である。）で表わされる鉄系アモルファス磁性合金からなる磁性材
料。
（２）鉄系アモルファス磁性合金がＦｅ＿７＿６Ｗ＿１〔Ｂｉ＿２（Ｂｉ＿２Ｏ＿３）〕＿
０＿．＿５Ｂ＿１＿３＿．＿５Ｓｉ＿５Ｎｉ＿２Ｃｒ＿
２である特許請求の範囲第１項記載の磁性材料。
（３）一般式Ｆｅ＿ａＷ＿ｂ（Ｂｉ＿（＿１＿−＿ｘ＿）（Ｂｉ＿２
Ｏ＿３）＿ｘ）＿ｃＢ＿ｄＳｉ＿ｅＭ＿ｆ…（Ｉ）（式
中、ＭはＮｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｒｅ、ＲｕおよびＺｒの少
なくとも１種の金属原子を示し、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅお
よびｆは各元素のグラム原子％を示し、ｘはＢｉの分率
を示す、そして、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００、７０≦ａ≦
８５、０．５≦ｂ≦１０、０．０１≦ｃ≦０．５、１０
≦ｄ≦２０、０≦ｅ≦５、０≦ｆ≦５および１５≦ｄ＋
ｅ≦２５、０≦ｘ≦０．６である。）で表わされる鉄系アモルファス磁性合金を、その合金の
キュリー温度ないし結晶化温度の範囲の温度において、
磁場中で熱処理を施した後、無磁場中不活性ガス雰囲気
および酸素含有ガス雰囲気中で交互に熱処理を施した熱
処理物からなる磁性材料。
（４）鉄系アモルファス磁性合金がＦｅ＿７＿６Ｗ＿１〔Ｂｉ＿２（Ｂｉ＿２Ｏ＿３）〕＿
０＿．＿５Ｂ＿１＿３＿．＿５Ｓｉ＿５Ｎｉ＿２Ｃｒ＿
３である特許請求の範囲第３項記載の磁性材料。