JPS63171823A - 非晶質磁性材料の熱処理方法 - Google Patents
非晶質磁性材料の熱処理方法Info
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
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、非晶質（アモルファス）磁性材料の熱処理方
法に関し、特に可飽和リアクトルコア。
法に関し、特に可飽和リアクトルコア。
トランスコア等として使用される非晶質磁性材料の熱処
理方法に関する。
理方法に関する。
周知のように、可飽和リアクトルコアを形成する磁性材
料としては、電圧制御の点からＢ−８曲線が優れた角形
比（Ｂｒ／Ｂｓ）を呈する磁性材料を使用することが必
要である。また、可飽和リアクトルコアを形成する磁性
材料は、そのコア損失が大きいと温度上昇が大きくなる
ので、コア損失が小さいこと、換言すれば保磁力（Ｈｅ
）が小さいことも要求される。
料としては、電圧制御の点からＢ−８曲線が優れた角形
比（Ｂｒ／Ｂｓ）を呈する磁性材料を使用することが必
要である。また、可飽和リアクトルコアを形成する磁性
材料は、そのコア損失が大きいと温度上昇が大きくなる
ので、コア損失が小さいこと、換言すれば保磁力（Ｈｅ
）が小さいことも要求される。
従来、可飽和リアクトルコアを形成する磁性材料として
は、パーマロイや非晶質磁性材料などが使用されている
が、パーマロイはコア損失が小さいもののＢ−８曲線の
角形比が小さく出力制御性に問題があり、ごく一部で用
いられていたにすぎない、これに対して、非晶質磁性材
料は、角形比が大きく、またパーマロイに比べて低コア
損失であり、かつ磁歪がほぼ零であるので衝撃による特
性劣化が小さいという特長がある。
は、パーマロイや非晶質磁性材料などが使用されている
が、パーマロイはコア損失が小さいもののＢ−８曲線の
角形比が小さく出力制御性に問題があり、ごく一部で用
いられていたにすぎない、これに対して、非晶質磁性材
料は、角形比が大きく、またパーマロイに比べて低コア
損失であり、かつ磁歪がほぼ零であるので衝撃による特
性劣化が小さいという特長がある。
しかし、非晶質磁性材料は、準安定物質であるので磁気
特性の経時変化については十分注意する必要があり、特
に可飽和リアクトルコアのように５０ＫＨｚ以上の高周
波で駆動されるスイッチング電源に対して使用される場
合には最高使用温度が１２０℃以上に高くなり、さらに
磁路方向に磁化される使い方の場合には磁路方向に誘導
磁気異方性が生じていた。
特性の経時変化については十分注意する必要があり、特
に可飽和リアクトルコアのように５０ＫＨｚ以上の高周
波で駆動されるスイッチング電源に対して使用される場
合には最高使用温度が１２０℃以上に高くなり、さらに
磁路方向に磁化される使い方の場合には磁路方向に誘導
磁気異方性が生じていた。
また、コア損失を重視して角形比の小さな非晶質磁性材
料を使用すると、初期のコア損失は小さくとも実用時間
が長くなるにつれて角形比が大きくなり、コア損失゛も
増大するという経時変化が生じていた。
料を使用すると、初期のコア損失は小さくとも実用時間
が長くなるにつれて角形比が大きくなり、コア損失゛も
増大するという経時変化が生じていた。
このような非晶質磁性材料の特性劣化を改善するために
、従来から非晶質磁性材料に対して熱処理を加えること
が行われている０例えば、非晶質磁性材料の熱処理方法
として、所定の磁気特性を得るためにキュリー温度以下
で熱処理すること、磁界を印加しながら熱処理すること
などが知られていた。
、従来から非晶質磁性材料に対して熱処理を加えること
が行われている０例えば、非晶質磁性材料の熱処理方法
として、所定の磁気特性を得るためにキュリー温度以下
で熱処理すること、磁界を印加しながら熱処理すること
などが知られていた。
しかし、従来の非晶質磁性材料の熱処理方法では、例え
ば磁界中アニール（焼鈍し）の場合には角形特性に優れ
たものが得られるが、逆に保磁力が増大してコア損失が
大きくなるという問題点があった。
ば磁界中アニール（焼鈍し）の場合には角形特性に優れ
たものが得られるが、逆に保磁力が増大してコア損失が
大きくなるという問題点があった。
一方、コア損失が小さく保磁力も小さい非晶質磁性材料
の熱処理方法としては、水焼入れ（ウォータクエンチ）
およびリボン状にしてなる非晶質磁性材料の幅方向への
磁界中アニールがあるが、これらの方法による場合には
非晶質磁性材料の角形比が著しく低下するという問題点
があった。
の熱処理方法としては、水焼入れ（ウォータクエンチ）
およびリボン状にしてなる非晶質磁性材料の幅方向への
磁界中アニールがあるが、これらの方法による場合には
非晶質磁性材料の角形比が著しく低下するという問題点
があった。
本発明の目的は、上述の点に鑑み、高角形比で低保持力
および低コア損失の非晶質磁性材料を得ることができる
非晶質磁性材料の熱処理方法を提供することにある。
および低コア損失の非晶質磁性材料を得ることができる
非晶質磁性材料の熱処理方法を提供することにある。
本発明の非晶質磁性材料の熱処理方法は、非晶質磁性材
料をキ；リ一温度と結晶化温度との間の第１の温度にて
一定時間保持した後に水焼入れする第１の工程と、水焼
入れした後の前記非晶質磁性材料を前記第１の温度に比
べて低温の第２の温度にて磁界を印加しながら一定時間
保持して焼鈍しする第２の工程とを含むことを特徴とす
る。
料をキ；リ一温度と結晶化温度との間の第１の温度にて
一定時間保持した後に水焼入れする第１の工程と、水焼
入れした後の前記非晶質磁性材料を前記第１の温度に比
べて低温の第２の温度にて磁界を印加しながら一定時間
保持して焼鈍しする第２の工程とを含むことを特徴とす
る。
本発明の非晶質磁性材料の熱処理方法では、第１の工程
で非晶質磁性材料がキエリ一温度と結晶化温度との間の
第１の温度にて一定時間保持された後に水焼入れされ、
第１の工程で水焼入れされた後の非晶１ｔＭｉ性材料が
第１の温度に比べて低温の第２の温度にて磁界を印加さ
れながら一定時間保持されて焼鈍しされる。
で非晶質磁性材料がキエリ一温度と結晶化温度との間の
第１の温度にて一定時間保持された後に水焼入れされ、
第１の工程で水焼入れされた後の非晶１ｔＭｉ性材料が
第１の温度に比べて低温の第２の温度にて磁界を印加さ
れながら一定時間保持されて焼鈍しされる。
次に、本発明について図面を参照しながら説明する。
まず、非晶質磁性材料としてＣｏ系零磁歪材料を２０μ
ｍの厚さにリボン状にしたものを約Ｉｍ（約１．５ ｇ
）用意し、これをリボン間に絶縁紙を挟みながら巻回
してトロイダル状試料１ （第２図参照）を作成する。
ｍの厚さにリボン状にしたものを約Ｉｍ（約１．５ ｇ
）用意し、これをリボン間に絶縁紙を挟みながら巻回
してトロイダル状試料１ （第２図参照）を作成する。
次に、第１の工程として、第１図に示すように、トロイ
ダル状試料１をキエリ一温度と結晶化温度との間である
例えば４００℃で１時間保持し、しかる後にウォータク
エンチ（Ｗ、Ｑ、）を行う。
ダル状試料１をキエリ一温度と結晶化温度との間である
例えば４００℃で１時間保持し、しかる後にウォータク
エンチ（Ｗ、Ｑ、）を行う。
続いて、第２の工程として、第２図に示すように、ウォ
ータクエンチ後のトロイダル状試料１に磁路方向に銅線
２を１０ターン巻回して通電を行った状態で、すなわち
例えば１ 、１０．２５０ ｅ等の磁界を磁化容易軸方
向に印加した状態で例えば１５０’ｃ、 １７５℃、
２００℃等の最大使用温度以上の比較的低温にて一定時
間保持して磁界中アニールを行う。
ータクエンチ後のトロイダル状試料１に磁路方向に銅線
２を１０ターン巻回して通電を行った状態で、すなわち
例えば１ 、１０．２５０ ｅ等の磁界を磁化容易軸方
向に印加した状態で例えば１５０’ｃ、 １７５℃、
２００℃等の最大使用温度以上の比較的低温にて一定時
間保持して磁界中アニールを行う。
このような本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法を適
用した結果、トロイダル状試料ｌの各温度磁界（ｌｏｅ
、１０Ｏｅ）における保磁力および角形比の周波数依存
性を比較すると、第３図および第４図に示すようになっ
た。これらの図からもわかるように、第２の工程におけ
る熱処理温度が２００℃のときには弱磁界においても角
形比は容易に向上するが、同時に熱劣化により磁気特性
は著しく低下してしまう、一方、第２の工程における熱
処理温度が１５０℃では、かなり角形比は改善されるが
大きな磁場依存性がみられる。また、保磁力については
、ウォータクエンチ後に近い特性を示し、低コア損失と
なっている。
用した結果、トロイダル状試料ｌの各温度磁界（ｌｏｅ
、１０Ｏｅ）における保磁力および角形比の周波数依存
性を比較すると、第３図および第４図に示すようになっ
た。これらの図からもわかるように、第２の工程におけ
る熱処理温度が２００℃のときには弱磁界においても角
形比は容易に向上するが、同時に熱劣化により磁気特性
は著しく低下してしまう、一方、第２の工程における熱
処理温度が１５０℃では、かなり角形比は改善されるが
大きな磁場依存性がみられる。また、保磁力については
、ウォータクエンチ後に近い特性を示し、低コア損失と
なっている。
第５図は、第２の工程での熱処理条件が１５０℃×１時
間の場合における角形比と保磁力との磁場□依存性を調
べた結果を示す特性図である。この図からもわかるよう
に、弱磁界領域では角形比は著しく改善されるが、外部
磁界が５０ｓ以上になると角形比の向上は緩やかとなる
。一方、保持力は、磁界が強くなるにつれてわずかずつ
増加する傾向がある。
間の場合における角形比と保磁力との磁場□依存性を調
べた結果を示す特性図である。この図からもわかるよう
に、弱磁界領域では角形比は著しく改善されるが、外部
磁界が５０ｓ以上になると角形比の向上は緩やかとなる
。一方、保持力は、磁界が強くなるにつれてわずかずつ
増加する傾向がある。
第６図は、第２の工程での各熱処理温度における角形比
と保持力との熱処理保持時間依存性を示す特性図である
。この図からもわかるように、角形比は保持時間を長く
してもほとんど向上してゆく様子がみられない、しかし
、保持力は、保持時間を長くしていくと磁性劣化が進ん
で増加していく。
と保持力との熱処理保持時間依存性を示す特性図である
。この図からもわかるように、角形比は保持時間を長く
してもほとんど向上してゆく様子がみられない、しかし
、保持力は、保持時間を長くしていくと磁性劣化が進ん
で増加していく。
第７図は、第２の工程での熱処理条件が外部磁界１０Ｏ
ｅと２５Ｏｅで、１５０℃×１時間の場合における角形
比と保持力とを従来の熱処理をしていない非晶質磁性材
と比較した特性図である。外部磁界が１０Ｏｅの条件下
においては、角形比は０．９程度であるが、保磁力は低
い値を示す０次に、外部磁界が２５００の条件下におい
ては、角形比は０．９５にも達し、一方、保磁力はわず
かに増加傾向を示しているが、実用上問題ではない。
ｅと２５Ｏｅで、１５０℃×１時間の場合における角形
比と保持力とを従来の熱処理をしていない非晶質磁性材
と比較した特性図である。外部磁界が１０Ｏｅの条件下
においては、角形比は０．９程度であるが、保磁力は低
い値を示す０次に、外部磁界が２５００の条件下におい
ては、角形比は０．９５にも達し、一方、保磁力はわず
かに増加傾向を示しているが、実用上問題ではない。
以上の結果を総合すると、高角形比および低コア損失を
得る非晶質磁性材料の熱処理方法として、通常の熱処理
後の急冷（ウォータクエンチ）に加えて磁界中アニール
を行い、磁界中アニールの温度１時間、磁界等のパラメ
ータを適宜選定することにより、従来の可飽和リアクト
ルコアを形成する非晶質磁性材料に比べて高角形比およ
び低コア損失の非晶質磁性材料を実現することができる
ことになる。
得る非晶質磁性材料の熱処理方法として、通常の熱処理
後の急冷（ウォータクエンチ）に加えて磁界中アニール
を行い、磁界中アニールの温度１時間、磁界等のパラメ
ータを適宜選定することにより、従来の可飽和リアクト
ルコアを形成する非晶質磁性材料に比べて高角形比およ
び低コア損失の非晶質磁性材料を実現することができる
ことになる。
なお、第２の工程の熱処理条件としては、例えば１５０
℃×１時間×１０〜２５Ｏｅが好ましい。
℃×１時間×１０〜２５Ｏｅが好ましい。
本発明の非晶質磁性材料の熱処理方法は、実用上止じう
る使用温度よりもさらに高い温度での磁界中アニールに
より強制的に経時変化を進行させてお（ことに相当する
ので、第８図に示すように、非晶質磁性材料の磁気特性
の経時的な変化は少なく、可飽和リアクトルの信鎖性を
高めるための有効な方法であるといえる。
る使用温度よりもさらに高い温度での磁界中アニールに
より強制的に経時変化を進行させてお（ことに相当する
ので、第８図に示すように、非晶質磁性材料の磁気特性
の経時的な変化は少なく、可飽和リアクトルの信鎖性を
高めるための有効な方法であるといえる。
なお、上記実施例では、非晶質磁性材料としてＣｏ系零
磁歪材料を用いた場合について説明したが、非晶質磁性
材料は鉄−シリコン−ボロン系などの他の非晶質磁性材
料であっても本発明は同様に適用可能である。
磁歪材料を用いた場合について説明したが、非晶質磁性
材料は鉄−シリコン−ボロン系などの他の非晶質磁性材
料であっても本発明は同様に適用可能である。
また、本発明の熱処理方法が適用された非晶質磁性材料
の使用目的として可飽和リアクトルコアを例にとって説
明したが、非晶質磁性材料の使用目的はトランスコア等
の他のものであってもよいことはいうまでもない。
の使用目的として可飽和リアクトルコアを例にとって説
明したが、非晶質磁性材料の使用目的はトランスコア等
の他のものであってもよいことはいうまでもない。
以上説明したように、本発明によれば、以下に列挙する
ような効果が得られる。
ような効果が得られる。
■ 非晶質磁性材料の低コア損失および低保磁力を保ち
ながら、角形比を９０〜９５％以上とすることができる
。
ながら、角形比を９０〜９５％以上とすることができる
。
■ 非晶質磁性材料の角形比がよくなるので、可飽和リ
アクトルコアとしての温度上昇を小さくすることができ
る。この結果、可飽和リアクトルを小型化することがで
き、特に高周波用に適した可飽和リアクトルを製造する
ことができ、集積回路等の熱に弱い部品の近傍に配置す
ることが可能となる。
アクトルコアとしての温度上昇を小さくすることができ
る。この結果、可飽和リアクトルを小型化することがで
き、特に高周波用に適した可飽和リアクトルを製造する
ことができ、集積回路等の熱に弱い部品の近傍に配置す
ることが可能となる。
■ 最大使用温度以上で熱処理済なので自己発熱による
経時変化が生ぜず、誘導磁気異方性がつかず高信頼性が
得られる。
経時変化が生ぜず、誘導磁気異方性がつかず高信頼性が
得られる。
第１図は、本発明の一実施例の非晶質磁性材料の熱処理
方法の工程を示すグラフ、 第２図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法が適
用された試料の一例を示す斜視図、第３図は、本実施例
の非晶質磁性材料の熱処理方法により得られた非晶質磁
性材料の保磁力および角形比の周波数依存性を調べた結
果を示す特性図・ 第４図は、同じく本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方
法により得られた非晶質磁性材料の保磁力および角形比
の周波数依存性を調べた結果を示す特性図、 第５図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法によ
り得られた非晶質磁性材料の角形比と保磁力との磁場依
存性を調べた結果を示す特性図、第６図は、本実施例の
非晶質磁性材料の熱処理方法により得られた非晶質磁性
材料の角形比と保持力との熱処理保持時間依存性を調べ
た結果を示す特性図、 第７図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法によ
り得られた非晶質磁性材料の角形比と保持力とを従来の
非晶質磁性材料と比較した結果を示す特性図、 第８図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法によ
り得られた非晶質磁性材料の磁気特性の経時変化を従来
の非晶質磁性材料と比較して示す特性図である。 図において、 １・・・トロイダル状試料、 ２・・・ｗ４ｖＡである。
方法の工程を示すグラフ、 第２図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法が適
用された試料の一例を示す斜視図、第３図は、本実施例
の非晶質磁性材料の熱処理方法により得られた非晶質磁
性材料の保磁力および角形比の周波数依存性を調べた結
果を示す特性図・ 第４図は、同じく本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方
法により得られた非晶質磁性材料の保磁力および角形比
の周波数依存性を調べた結果を示す特性図、 第５図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法によ
り得られた非晶質磁性材料の角形比と保磁力との磁場依
存性を調べた結果を示す特性図、第６図は、本実施例の
非晶質磁性材料の熱処理方法により得られた非晶質磁性
材料の角形比と保持力との熱処理保持時間依存性を調べ
た結果を示す特性図、 第７図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法によ
り得られた非晶質磁性材料の角形比と保持力とを従来の
非晶質磁性材料と比較した結果を示す特性図、 第８図は、本実施例の非晶質磁性材料の熱処理方法によ
り得られた非晶質磁性材料の磁気特性の経時変化を従来
の非晶質磁性材料と比較して示す特性図である。 図において、 １・・・トロイダル状試料、 ２・・・ｗ４ｖＡである。
Claims (3)
- （１）非晶質磁性材料をキュリー温度と結晶化温度との
間の第１の温度にて一定時間保持した後に水焼入れする
第１の工程と、 水焼入れした後の前記非晶質磁性材料を前記第１の温度
に比べて低温の最大使用温度以上の第２の温度にて磁界
を印加しながら一定時間保持して焼鈍しする第２の工程
と、 を含むことを特徴とする非晶質磁性材料の熱処理方法。 - （２）前記第１の工程における熱処理が、４００℃にて
１時間行われることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の非晶質磁性材料の熱処理方法。 - （３）前記第２の工程における熱処理が、１０〜２５Ｏ
ｅの磁界中で１５０℃にて１時間行われることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の非晶質磁性材料の熱処
理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001918A JP2619243B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 非晶質磁性材料の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001918A JP2619243B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 非晶質磁性材料の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63171823A true JPS63171823A (ja) | 1988-07-15 |
| JP2619243B2 JP2619243B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=11514967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62001918A Expired - Lifetime JP2619243B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 非晶質磁性材料の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2619243B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59170248A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-26 | Hitachi Ltd | 非晶質合金の熱処理方法 |
| JPS6075563A (ja) * | 1983-09-30 | 1985-04-27 | Toshiba Corp | 非晶質磁性合金の熱処理方法 |
| JPS6132388A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-15 | 松下電器産業株式会社 | 高周波加熱装置 |
| JPS6133242A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-17 | 株式会社 サタケ | 小型精米装置 |
| JPS6396252A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Tokin Corp | トロイダル型非晶質磁芯の熱処理方法 |
-
1987
- 1987-01-09 JP JP62001918A patent/JP2619243B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| JPS59170248A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-26 | Hitachi Ltd | 非晶質合金の熱処理方法 |
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| JPS6133242A (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-17 | 株式会社 サタケ | 小型精米装置 |
| JPS6396252A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-27 | Tokin Corp | トロイダル型非晶質磁芯の熱処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2619243B2 (ja) | 1997-06-11 |
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