JPWO2015190528A1 - Ｆｅ基ナノ結晶合金コア、及びＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法 - Google Patents

Abstract

Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンを巻回して得られるコアであって、コアのインピーダンス比透磁率μｒｚが、周波数１０ｋＨｚで９０，０００以上、周波数１００ｋＨｚで４０，０００以上、周波数１ＭＨｚで８，５００以上であるＦｅ基ナノ結晶合金コアであり、示差走査熱量計での結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までに相当する昇温期間中の温度範囲内に限定して、１０分以上６０分以下でコアの高さ方向に磁場を印加する磁場印加工程を有する熱処理工程を経て作製される。

Description

本発明は、Ｆｅ基ナノ結晶合金を巻回したＦｅ基ナノ結晶合金コア、及びＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法に関する。

Ｆｅ基ナノ結晶合金は、高い飽和磁束密度Ｂｓと高い比透磁率μｒとを両立できる優れた軟磁気特性を備えているため、コモンモードチョークコイル、高周波トランス等のコアに使用されている。

Ｆｅ基ナノ結晶合金の組成としては、特許文献１に記載されているＦｅ−Ｃｕ−Ｍ’−Ｓｉ−Ｂ（Ｍ’は、Ｎｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏからなる群から選択される少なくとも１種の元素）系の組成が代表的である。

Ｆｅ基ナノ結晶合金は、融点以上の温度に熱せられた液相の合金を急冷凝固することによって得られた非晶質合金を、熱処理によって微結晶化（ナノ結晶化）することにより得られる。液相から急冷凝固する方法としては、例えば、生産性に優れる単ロール法が採用される。急冷凝固により得られた合金は、薄帯状・リボン状の形態となる。

Ｆｅ基ナノ結晶合金は、熱処理時の温度プロファイルや、熱処理時に磁場を特定の方向に印加することにより、比透磁率μや角形比等の磁気特性が異なってくる。

例えば、特許文献２では、初比透磁率μｉが７０，０００以上、角形比が３０％以下のＦｅ基ナノ結晶合金を得るために、合金リボンの幅方向（コアの高さ方向）に磁場を印加しながら熱処理することが提案されている。特許文献２における熱処理の具体的な例としては種々のプロファイルが提案されているが、大別して、熱処理の最高到達温度域において磁場を印加しながら保持するもの、昇温過程から最高到達温度域を経て冷却過程にかけて磁場を印加しながら保持するもの、最高到達温度域から冷却過程にかけて磁場を印加しながら保持するものがある。

特公平４−４３９３号公報 特開平７−２７８７６４号公報

前述の特許文献２に開示されている熱処理方法は、角形比を低下させる手段として有効であると考えられる。

ところで、コモンモードチョークとして使用される周波数帯域として、低い周波数から高い周波数に対応できる用途、具体的には１０ｋＨｚ帯から１ＭＨｚ帯に対応できる用途が求められている。

コモンモードチョークとしての特性指標として、インピーダンス比透磁率μｒｚを使用することが多い。インピーダンス比透磁率μｒｚについては、例えばＪＩＳ規格Ｃ２５３１（１９９９年改正）に記載されている。インピーダンス比透磁率μｒｚは、以下の式に示すように、複素比透磁率（μｒ’−ｉμｒ’’）の絶対値に等しいものとして考えることができる（例えば、「磁性材料選択のポイント」、１９８９年１１月１０日発行、編者：太田恵造）。
μｒｚ＝（μｒ’²＋μｒ”²）^1/2

上記式における複素比透磁率の実数部μｒ’は、磁界に対して位相の遅れがない磁束密度成分を表し、一般に、低周波数域におけるインピーダンス比透磁率μｒｚの大きさに対応する。一方、虚数部μｒ’’は磁界に対する位相の遅れを含む磁束密度成分を表し、磁気エネルギーの損失分に相当する。高周波数域（例えば、５０ｋＨｚ以上）においては、虚数部μｒ’’が高いほどノイズ抑制の効果が高くなる。

上記の式で表されるインピーダンス比透磁率μｒｚは、広い周波数帯域に対するノイズ抑制効果を評価する指標として用いられる。インピーダンス比透磁率μｒｚが、広い周波数帯域で高い値であれば、コモンモードノイズの吸収・除去能力に優れていることになる。

本発明者は、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い帯域において、前記インピーダンス比透磁率μｒｚをより高くするための検討を行った。その結果、特許文献１や特許文献２に記載の熱処理プロファイルでは、広い周波数帯域で高いインピーダンス比透磁率μｒｚを得るのが困難であることを認識した。

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い周波数帯域において、高いインピーダンス比透磁率μｒｚを有するＦｅ基ナノ結晶合金コア、及びＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、Ｆｅ基非晶質合金を熱処理により微結晶化（ナノ結晶化）させる際、その昇温期間中の特定温度範囲内に限定して磁場を印加することにより、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い帯域において、高いインピーダンス比透磁率μｒｚを有するＦｅ基ナノ結晶合金コアが得られることを見出し、本発明に到達した。

＜１＞Ｆｅ基ナノ結晶合金コア
本発明の実施形態によるコアは、ナノ結晶化可能なＦｅ基非晶質合金リボンを巻回した後、結晶化温度領域に加熱し、冷却する、熱処理工程を経て作製されるコアであって、
前記コアのインピーダンス比透磁率μｒｚが、
周波数１０ｋＨｚで、９０，０００以上、
周波数１００ｋＨｚで、４０，０００以上、かつ、
周波数１ＭＨｚで、８，５００以上、
である。

また、本発明のある実施形態において、
前記コアのインピーダンス比透磁率μｒｚは、
周波数１０ｋＨｚで、１０５，０００以上、
周波数１００ｋＨｚで、４５，０００以上、かつ、
周波数１ＭＨｚで、９，０００以上、
であることが好ましい。

また、本発明のある実施形態において、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの厚さは、９μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。

＜２＞Ｆｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法
本発明の実施形態によるコアの製造方法は、ナノ結晶化可能なＦｅ基非晶質合金リボンを巻回した後、結晶化温度領域に加熱し、冷却する、熱処理工程を有し、前記熱処理工程は、示差走査熱量計での結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までに相当する昇温期間中の温度範囲内に限定して、１０分以上６０分以下で前記コアの高さ方向に磁場を印加する磁場印加工程を有する。

本発明のある実施形態による製造方法において、前記熱処理工程は、示差走査熱量計での結晶化開始温度の３０℃高温から結晶化開始温度の５０℃高温までの前記昇温期間中の温度範囲内に限定して、１５分以上４０分以下で前記コアの高さ方向に磁場を印加する磁場印加工程を有することが好ましい。

また、本発明の実施形態による製造方法において、前記磁場印加工程では、コアの高さ方向に、磁場強度５０ｋＡ／ｍ以上３００ｋＡ／ｍ以下の磁場を印加することが好ましい。

また、本発明の実施形態による製造方法では、厚さが９μｍ以上２０μｍ以下のＦｅ基ナノ結晶合金リボンを用いることが好ましい。

また、本発明の実施形態において、Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの製造方法は、ナノ結晶化可能なＦｅ基非晶質合金リボンを用意する工程と、前記Ｆｅ基非晶質合金リボンを巻回して巻回体を形成する工程と、前記巻回体を結晶化温度領域に加熱し、冷却する熱処理工程と、前記熱処理工程中に、前記巻回体に対して磁場を印加する工程とを包含し、前記磁場を印加する工程は、前記熱処理工程の昇温期間中における、示差走査熱量計が示す結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までの温度範囲内の少なくとも一部の期間において所定の強度（例えば、５０ｋＡ／ｍ）以上の磁場を前記巻回体の高さ方向（合金リボンの幅方向）に沿って印加し、かつ、前記昇温期間中の一部の期間において前記所定の強度以上の磁場を前記巻回体に印加しない。より具体的には、前記結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までの温度範囲内に内に限定して、１０分以上６０分以下の時間だけ磁場を印加するとともに、昇温期間中の上記温度範囲以外の温度域では磁場の印加を行わない。この工程において、前記結晶化開始温度以下の昇温期間中や、熱処理工程の最高温度（結晶化開始温度よりも６０℃超高温の温度である）到達時には前記所定の強度以上の磁場を印加しない。

本発明の実施形態によれば、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い周波数帯域において、高いインピーダンス比透磁率μｒｚを有するＦｅ基ナノ結晶合金コアを得ることができる。また、前記Ｆｅ基ナノ結晶合金コアを製造することができる。このため、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い周波数帯域での特性が重要となるコモンモードチョーク等に最適である。

本発明実施例１の熱処理と磁場の印加のプロファイルを説明する図である。 本発明実施例２の熱処理と磁場の印加のプロファイルを説明する図である。 比較例１の熱処理と磁場の印加（無磁場）のプロファイルを説明する図である。 比較例２の熱処理と磁場の印加のプロファイルを説明する図である。 実施例１に記載のＦｅ基非晶合金リボンの示差走査熱量計（ＤＳＣ）での測定結果を示す図である。 熱処理中の磁場印加の態様が異なることによって、インピーダンス比透磁率μｒｚの周波数特性が変化することを示すグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳しく説明する。

本発明の実施形態においては、巻回したリボンの幅方向（コアとしては高さ方向）に磁場を印加してＦｅ基ナノ結晶合金を得る際、昇温期間の特定温度範囲内に限定して磁場を印加しながら熱処理工程を行う。

具体的には、本発明の実施形態による熱処理工程では、示差走査熱量計での結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までの昇温期間中の温度範囲内に限定して、１０分以上６０分以下の時間だけコアの高さ方向に磁場を印加する磁場印加工程を行う。

このように本発明の実施形態によるコアの製造は、昇温期間のうちの特定期間においてのみ磁場を印加するものとしており、熱処理の最高温度到達時や、最高温度を経て冷却過程にかけての期間には磁場を印加しない。なお、本発明の実施形態において、熱処理の最高温度は、典型的には、結晶化開始温度の６０℃高温の温度よりも高い温度である。

本明細書において、「昇温期間」とは、最高到達温度に達するよりも前の期間を意味するものであり、最高到達温度に達する前であれば、昇温、降温、一定の温度保持の状態を含んでいても良い。例えば、上記の結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までの昇温期間中の温度範囲内という場合において、熱処理は、上記温度範囲内の特定の温度で一定時間保持を行うように行われても良い。また、温度を単調に一定の昇温速度で昇温させても良いし、途中で昇温速度を変更しても良い。

ここで、本発明者が、上記のように熱処理工程における昇温期間中の特定温度範囲内でのみ磁場を印加することを想起するに至った理由を説明する。

図６は、本発明者の実験によって得られたインピーダンス比透磁率の周波数特性を示すグラフであり、熱処理中に磁場の印加を行わなかったときのコア（コアＣ１）のインピーダンス比透磁率の周波数特性と、熱処理期間中の全体にわたって磁場の印加を行ったときのコア（コアＣ２）のインピーダンス比透磁率の周波数特性とを示している。

図６からわかるように、例えば１００ｋＨｚ以下の低周波域においては、コアＣ１（磁場無印加）のインピーダンス比透磁率μｒｚが、コアＣ２（常時磁場印加）のインピーダンス透磁率μｒｚを大きく上回る。一方で、１ＭＨｚを超える高周波域では、コアＣ２のインピーダンス透磁率μｒｚが、コアＣ１のインピーダンス透磁率μｒｚよりも高くなることが観察される。このことから、熱処理中に磁場を印加してコアに磁気異方性を付与すると、低周波域でのインピーダンス比透磁率μｒｚ（本発明者の実験によると、特に複素比透磁率の実数部μｒ’）が低下する傾向があり、一方で、高周波域でのインピーダンス比透磁率μｒｚは向上させ得る傾向があることが確認できた。

このように、本発明者は、低周波側のインピーダンス比透磁率μｒｚの向上と高周波側のインピーダンス比透磁率μｒｚの向上は相反するものという認識を持っていた。しかし、本発明者等が磁場中の熱処理について種々の実験を繰り返すうちに、低温、短時間の熱処理において低周波側のインピーダンス比透磁率の低下の少ない条件の存在を確認し、さらに鋭意検討をおこなった。

その結果、熱処理工程において、示差走査熱量計での結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までに相当する昇温期間中の温度範囲内に限定して、１０分以上６０分以下の時間だけ前記コアの高さ方向に磁場を印加することによって、低周波域でのインピーダンス比透磁率μｒｚの低下を抑制しながら、高周波域でのインピーダンス比透磁率μｒｚを向上させることができることを見出した。特に、上記の温度範囲内において上記の時間だけ磁場を印加すれば、低周波域でのインピーダンス透磁率μｒｚの低下を抑制できることのみならず、磁場無印加の場合よりも向上させる可能性があることを見出した。これにより、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い周波数帯域において、高いインピーダンス比透磁率μｒｚを有するコアを得ることができた。

上記のように、昇温期間中における特定の温度範囲内に限定して特定の時間だけ磁場印加を行う熱処理方法によれば、周波数１０ｋＨｚにおけるμｒｚが９０，０００〜１１５，０００、周波数１００ｋＨｚにおけるμｒｚが４０，０００〜４９，０００、かつ、周波数１ＭＨｚにおけるμｒｚが８，５００〜１５，０００であるコアを得ることができる。

なお、前記昇温期間のある温度範囲内に限定した磁場印加によれば、周波数１０ｋＨｚから１ＭＨｚの広い周波数帯域におけるインピーダンス比透磁率μｒｚの極大化が可能となったと推測される。しかしながら、昇温期間のある温度範囲内に限定した磁場印加が、μ’、μ”のそれぞれへどのように寄与しているかについてのメカニズムは、解明できていない。

また、上記の結晶化開始温度は、示差走査熱量計により定められる。真の結晶化開始温度を正確に測定するのは困難であり、示差走査熱量計（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）による同定が有効である。昇温時、ナノ結晶化の開始による発熱反応が検出される温度を結晶化開始温度とした（図５参照）。本明細書において、結晶化開始温度は、示差走査熱量計の測定条件を昇温速度１０℃／分で行ったときのものを意味する。

熱処理温度の制御は、熱処理炉の容量や、熱処理される非晶質合金リボンが結晶化することによる発熱量を考慮しながら、実際の熱処理炉内の温度分布がプラスマイナス５℃以下になるように制御することが好ましい。これにより、熱処理後の合金の磁気特性を安定させることができる。

印加する磁場の強度は、５０ｋＡ／ｍ以上３００ｋＡ／ｍ以下とすることが好ましい。印加する磁場が弱すぎると、実作業条件での誘導磁気異方性の付与が難しくなり、また、高すぎると誘導磁気異方性が付与されすぎる傾向になる。より好ましい範囲は、６０ｋＡ／ｍ以上２８０ｋＡ／ｍである。

なお、印加する磁場が５０ｋＡ／ｍ未満の比較的弱い磁場であれば、熱処理工程の任意の期間に印加したとしてもインピーダンス比透磁率にはほとんど影響が及ばないことが本願発明者によって確認された。したがって、本発明の実施形態において、５０ｋＡ／ｍ未満の弱い磁場の印加は、磁場を印加していないものと見なしてよい。

ナノ結晶化可能なＦｅ基非晶質合金としては、例えば、一般式：（Ｆｅ_1-aＭ_a）_100-x-y-z-α_-β_-γＣｕ_xＳｉ_yＢ_zＭ’αＭ”βＸγ（原子％）（ただし、ＭはＣｏ及び／又はＮｉであり、Ｍ’はＮｂ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ及びＷからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ”はＡｌ，白金族元素，Ｓｃ，希土類元素，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｒｅからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはＣ、Ｇｅ、Ｐ、Ｇａ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｂｅ、Ａｓからなる群から選ばれた少なくとも１種の元素、ａ，ｘ，ｙ，ｚ，α，β及びγはそれぞれ０≦ａ≦０．５，０．１≦ｘ≦３，０≦ｙ≦３０，０≦ｚ≦２５，５≦ｙ＋ｚ≦３０、０≦α≦２０，０≦β≦２０及び０≦γ≦２０を満たす。）により表される組成の合金を使用することができる。

前記組成の合金を、融点以上に溶融し、単ロール法により、急冷凝固することで、長尺状の非晶質合金リボン（薄帯）を得ることができる。

非晶質合金リボンの厚さは、９μｍ以上３０μｍ以下が好ましい。９μｍ未満では、リボンの機械的強度が不十分でハンドリングの際に破断しやすい。３０μｍを超えると、非晶質状態を安定に得られにくくなる。また、非晶質合金リボンをナノ結晶化後、コアとして高周波用途に使用する場合、リボンには渦電流が発生するが、前記渦電流による損失は、リボンが厚いほど、大きくなる。そのため、より好ましい厚さは、９μｍ〜２０μｍであり、１５μｍ以下の厚さがさらに好ましい。

非晶質合金リボンの幅は、コアの実用的な形状から、１０ｍｍ幅以上が好ましい。広幅の合金リボンをスリットする（裁断する）ことにより低コスト化が可能となるので、広幅が好ましいが、合金リボンの安定した製造には２５０ｍｍ幅以下が好ましい。より安定に製造するためには７０ｍｍ幅以下がより好ましい。

ナノ結晶化のための熱処理は、窒素などの不活性ガス中で行うのが好ましく、最高到達温度としては５６０℃超６００℃以下が好ましい。５６０℃以下または６００℃を超える場合は、磁歪が大きくなるため好ましくない。最高到達温度での保持時間は、特に設定せず０分（保持時間無し）であってもナノ結晶化させることができる。熱処理する合金全体量の熱容量と特性の安定性を考慮して、３時間以下の間で保持することもできる。

熱処理の温度プロファイルとしては、室温からナノ結晶化が開始する温度近傍まで（典型的には、結晶化開始温度よりも２０℃低温まで）は、例えば３〜５℃／分の昇温速度で比較的急速に昇温し、その後、上記ナノ結晶化開始温度近傍からナノ結晶化の開始温度の６０℃高温まで（あるいは、最高到達温度まで）は、平均０．２〜１．０℃／分の緩やかな昇温速度で昇温することで、安定したナノ結晶化を行うことができる。尚、最高到達温度から２００℃までは、２〜５℃／分の冷却速度で冷却することが好ましい。通常１００℃以下で、合金を大気中に取り出すことができる。

磁性部品として使用する場合は、ナノ結晶化可能なＦｅ基非晶質合金リボンを巻回して環状体を作製した後、結晶化温度領域に加熱し、冷却する、熱処理工程を行えばよい。この時の磁場の印加は、前記環状体（コア）の高さ方向とすることで、所定の誘導磁気異方性を付与することができる。

（実施例１）
原子％で、Ｃｕ：１％、Ｎｂ：３％、Ｓｉ：１５．５％、Ｂ：６．５％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅５０ｍｍ、厚さ１３μｍのＦｅ基非晶合金リボンを得た。このＦｅ基非晶合金リボンを、幅１５ｍｍにスリット（裁断）した後、外径３１ｍｍ、内径２１ｍｍに巻回し、トロイダルコアを作製した（高さ１５ｍｍ）。図５に示すように、示差走査熱量計（ＤＳＣ）での測定により、この合金の結晶化開始温度は５００℃であった。

作製したコアに対して、図１に示す温度及び磁場印加のプロファイルで熱処理及び磁場印加を行った。磁場の印加は、５３０〜５５０℃の温度範囲（結晶化開始温度の３０℃高温から結晶化開始温度の５０℃高温の温度範囲）で３０分間行っている。磁場印加方向は合金リボンの幅方向すなわちコアの高さ方向とした。磁場強度は、２８０ｋＡ／ｍとした。尚、熱処理における最高到達温度は５８０℃である。

熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚを測定した。結果を表１に示す。

インピーダンス比透磁率μｒｚの測定は、アジレレントテクノロジー社製ＨＰ４１９４Ａを用いて、オシレーションレベル０．５Ｖ、アベレージ１６の条件で行った。絶縁被覆導線を、トロイダルコアの中央部に貫通させて、入出力端子に接続し測定した。

実施例１では、インピーダンス比透磁率μｒｚは、１０ｋＨｚで９８，０００であり、１００ｋＨｚで４２，０００であり、１ＭＨｚで８，６００であった。

（実施例２）
実施例１に記載のＦｅ基非晶質合金を用いて、同様にトロイダルコアを作製した。作製したコアに対して、図２に示す温度及び磁場印加のプロファイルで熱処理及び磁場印加を行った。磁場印加の温度範囲と磁場強度のみが実施例１（図１）と異なっており、他の条件は実施例１と同様である。

磁場の印加は、５４０〜５５０℃の温度範囲（結晶化開始温度の４０℃高温から結晶化開始温度の５０℃高温の温度範囲）で１５分間行っている。磁場強度は、１６０ｋＡ／ｍとした。熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚの測定結果を表１に示す。

実施例２ではインピーダンス比透磁率μｒｚは、１０ｋＨｚで１０９，０００であり、１００ｋＨｚで４７，０００であり、１ＭＨｚで９，５００であった。つまり、実施例１に比べて１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚの各周波数で、より高いインピーダンス比透磁率μｒｚを得ることができていた。

（実施例３）
原子％で、Ｃｕ：１％、Ｎｂ：３％、Ｓｉ：１５．５％、Ｂ：６．５％、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなる合金溶湯（実施例１と同様）を単ロ−ル法により急冷し、幅５０ｍｍ、厚さ１０μｍのＦｅ基非晶合金リボンを得た。この厚さ１０μｍ（実施例１では１３μｍ）のＦｅ基非晶合金リボンを用いて、同様にトロイダルコアを作製した。作製したコアに対して、実施例２と同様に、図２に示す温度及び磁場印加のプロファイルで熱処理及び磁場印加を行った。熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚの測定結果を表１に示す。

実施例３では、インピーダンス比透磁率μｒｚは、１０ｋＨｚで９１，０００であり、１００ｋＨｚで４６，０００であり、１ＭＨｚで９，３００であった。

（実施例４）
実施例１に記載の厚さ１３μｍのＦｅ基非晶質合金リボンを用いて、同様にトロイダルコアを作製した。作製したコアに対して、熱処理温度が５３０℃〜５４０℃の範囲で、１５分間、１６０ｋＡ／ｍの強度で磁場を印加した。熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚの測定結果を表１に示す。

実施例４では、インピーダンス透磁率μｒｚは、１０ｋＨｚで９０，０００であり、１００ｋＨｚで４６，０００であり、１ＭＨｚで１０，０００であった。

（比較例１）
実施例１に記載のＦｅ基非晶質合金を用いて、同様にトロイダルコアを作製した。作製したコアを図３に示す温度及び磁場印加のプロファイルで、磁場印加をすることなく（無磁場で）熱処理を行った。図３からわかるように、比較例１における温度プロファイルは、実施例１と同様である。

熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚの測定結果を表１に示す。

磁場を印加しない比較例１と、実施例１及び２とを比較すると、各周波数で、比較例１のインピーダンス比透磁率μｒｚの値は、実施例１及び２の値未満である。

（比較例２）
実施例１に記載のＦｅ基非晶質合金を用いて、同様にトロイダルコアを作製した。作製したコアを図４に示す温度及び磁場印加のプロファイルで熱処理及び磁場印加を行った。図４からわかるように、比較例２における温度プロファイルは、実施例１と同様である。

比較例２では、磁場印加における磁場強度は、実施例１（図１）と同様であるが、磁場印加の温度範囲が、熱処理開始時から、最高等到達温度５８０℃を経て冷却に至るものである。この磁場印加の温度範囲は、本発明の範囲外である。

熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚの測定結果を表１に示す。

比較例２と、実施例１及び２とを比較すると、各周波数で、比較例２のインピーダンス比透磁率μｒｚの値は、実施例１及び２の値未満である。

（参考例）
参考例として、実施例２と同様の組成および形状を有するトロイダルコアに対して、熱処理工程の昇温期間において、より低い温度域でより長い時間、磁場印加を行った時のインピーダンス比透磁率について説明する。

本参考例において、磁場の印加は、４８０〜５２０℃の温度範囲（結晶化開始温度の２０℃低温から結晶化開始温度の２０℃高温の温度範囲）にわたって約６０分間継続的に行った。また、磁場印加方向は合金リボンの幅方向すなわちコアの高さ方向であり、磁場強度は１２０ｋＡ／ｍであった。

熱処理後のコアの１０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、１ＭＨｚでのインピーダンス比透磁率μｒｚの測定結果を表１に示す。

図６は、本発明の実施形態（実施例２と同様）によるコア（コアＥ１）および上記の参考例によるコア（コアＲ１）におけるインピーダンス比透磁率μｒｚの周波数特性を示す。また、図６には、比較例１に対応する磁場無印加の場合のコア（コアＣ１）、および、上記比較例２に対応する磁場を印加し続けた場合のコア（コアＣ２）も示している。

図６からわかるように、コアＲ１のように、結晶化開始温度の２５℃高温よりも低い結晶化開始温度近傍での温度域において、約６０分間磁場を印加すると、磁場無印加の場合（コアＣ１）に比べて低周波域でのインピーダンス比透磁率μｒｚが低下する場合がある。ただし、１００ｋＨｚよりも高い高周波域では、コアＣ１よりもコアＲ１の方がインピーダンス比透磁率が高くなる傾向がある。

一方で、本発明の実施形態（コアＥ１）のように結晶化開始温度の２５℃以上６０℃以下（典型的には最高温度到達時には磁場を印加しない）において比較的短い時間だけ磁場を印加すると、高周波域だけでなく、低周波域においてもインピーダンス比透磁率μｒｚの向上が確認された。このように、本発明の実施形態では、最高到達温度以前の特定期間において磁場を印加する形態のなかでも、低周波域のインピーダンス比透磁率μｒｚをも向上させるという特異な効果が奏される。

本発明の実施形態によれば、広い周波数帯域に対応して高いインピーダンス比透磁率μｒｚを示すコアが提供され、コモンモードチョークコイルや高周波トランス等において好適に用いられる。

Claims (8)

1. Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンを巻回したコアであって、
   前記コアのインピーダンス比透磁率μｒｚが、
   周波数１０ｋＨｚで、９０，０００以上、
   周波数１００ｋＨｚで、４０，０００以上、かつ、
   周波数１ＭＨｚで、８，５００以上、
   である、Ｆｅ基ナノ結晶合金コア。
2. 前記コアのインピーダンス比透磁率μｒｚが、
   周波数１０ｋＨｚで、１０５，０００以上、
   周波数１００ｋＨｚで、４５，０００以上、かつ、
   周波数１ＭＨｚで、９，０００以上、
   である、請求項１に記載のＦｅ基ナノ結晶合金コア。
3. 前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの厚さが、９μｍ以上２０μｍ以下である、請求項１または２に記載のＦｅ基ナノ結晶合金コア。
4. ナノ結晶化可能なＦｅ基非晶質合金リボンを巻回した後、結晶化温度領域に加熱し、冷却する熱処理工程を有する、Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンを巻回したコアの製造方法であって、
   前記熱処理工程は、
   示差走査熱量計での結晶化開始温度の２５℃高温から結晶化開始温度の６０℃高温までに相当する昇温期間中の温度範囲内に限定して、１０分以上６０分以下で前記コアの高さ方向に磁場を印加する磁場印加工程を有する、
   Ｆｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法。
5. 前記熱処理工程は、
   示差走査熱量計での結晶化開始温度の３０℃高温から結晶化開始温度の５０℃高温までに相当する前記昇温期間中の温度範囲内に限定して、１５分以上４０分以下で前記コアの高さ方向に磁場を印加する磁場印加工程を有する、請求項４に記載のＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法。
6. 前記コアの高さ方向に、磁場強度５０ｋＡ／ｍ以上３００ｋＡ／ｍ以下の磁場を印加する、請求項４または５に記載のＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法。
7. 前記Ｆｅ基ナノ結晶合金リボンの厚さが、９μｍ以上２０μｍ以下である、請求項４から６のいずれかに記載のＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法。
8. 製造されたコアのインピーダンス比透磁率μｒｚが、
   周波数１０ｋＨｚで、９０，０００以上、
   周波数１００ｋＨｚで、４０，０００以上、かつ、
   周波数１ＭＨｚで、８，５００以上、
   である、請求項４から７のいずれかに記載のＦｅ基ナノ結晶合金コアの製造方法。

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