KR20180119614A - 적층 블록 코어, 적층 블록, 및 적층 블록의 제조 방법 - Google Patents

적층 블록 코어, 적층 블록, 및 적층 블록의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd〔여기서,a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편이 적층되어 있는 적층 블록을 구비하는, 적층 블록 코어.

Description

적층 블록 코어, 적층 블록, 및 적층 블록의 제조 방법
본 발명은 적층 블록 코어, 적층 블록, 및 적층 블록의 제조 방법에 관한 것이다.
트랜스, 리액터, 초크 코일, 모터, 노이즈 대책 부품, 레이저 전원, 가속기용 펄스 파워 자성 부품, 발전기 등에 사용되는 자심(코어)의 자성 재료로서 규소강, 페라이트, Fe기 아몰퍼스 합금, Fe기 나노 결정 합금 등이 알려져 있다.
코어로서는, Fe기 아몰퍼스 합금 리본을 사용하여 제작된 토로이달 자심이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
또한 코어로서는, Fe기 나노 결정 합금 리본을 사용하여 제작된 토로이달 자심도 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 2 참조).
일본 특허 공개 제2006-310787호 공보 국제 공개 제2015/046140호
특허문헌 1 및 2에 기재된 토로이달 자심은, 합금 리본을 권회하여 제조하는 점에서 권회 자심 또는 권회 코어라고도 칭해지고 있다.
권회 코어는, 합금 리본을, 원하는 내경 및 외경으로 되도록 권회하고, 그 후 열처리함으로써 제조할 필요가 있다. 이 제조 조건의 제약으로부터, 제조할 수 있는 권회 코어의 사이즈의 범위가 제한되는 경우가 있다. 따라서 권회 코어에는, 코어 사이즈의 설계의 자유도가 부족하다는 문제가 있다.
또한 특허문헌 1에 기재된, Fe기 아몰퍼스 합금 리본을 사용한 토로이달 자심(권회 코어)은, 고온(예를 들어 100℃ 이상 200℃ 이하)에 있어서, 온도 상승에 대한 포화 자속 밀도(Bs)의 저하율이 크다. 이 때문에, 특허문헌 1에 기재된 토로이달 자심은, 고온에 있어서 포화 자속 밀도(Bs)가 낮은 경향이 있다.
또한 특허문헌 2에 기재된, Fe기 나노 결정 합금 리본을 사용한 토로이달 자심(권회 코어)은, 실온에 있어서 포화 자속 밀도(Bs)가 낮은 경향이 있다.
이상의 관점에서, 코어 사이즈의 설계의 자유도가 우수하고, 또한 고온(예를 들어 100℃ 이상 200℃ 이하)을 포함하는 폭넓은 온도 영역에 걸쳐 높은 포화 자속 밀도(Bs)를 유지하는 적층 블록 코어, 그리고 상기 적층 블록 코어의 일 부재로서 적합한 적층 블록 및 그 제조 방법이 요망되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 구체적 수단에는 이하의 양태가 포함된다.
<1> 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편이 적층되어 있는 적층 블록을 구비하는, 적층 블록 코어.
Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd … 조성식 (A)
〔조성식 (A) 중, a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕
<2> 점적률이 85% 이상 92% 이하인, <1>에 기재된 적층 블록 코어.
<3> 상기 나노 결정 합금 리본편의 각각이 직사각 형상을 갖고,
상기 적층 블록이 직방체 형상을 갖고,
상기 적층 블록을 적어도 4개 구비하고,
적어도 4개의 상기 적층 블록이 사각 환형으로 배치되어 있고,
상기 사각 환형으로 배치된 상기 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향이, 상기 사각 환형으로 배치된 상기 적층 블록의 배치면의 법선 방향과 동일한 방향인, <1>또는 <2>에 기재된 적층 블록 코어.
<4> 상기 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 두께가 10㎛ 내지 30㎛이고, 폭이 5㎜ 내지 100㎜이고, 폭에 대한 길이의 비가 1 내지 10인, <1> 내지 <3> 중 어느 한 항에 기재된 적층 블록 코어.
<5> 상기 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 결정립경 1㎚ 내지 30㎚의 나노 결정립을 30체적% 내지 60체적% 포함하는, <1> 내지 <4> 중 어느 한 항에 기재된 적층 블록 코어.
<6> 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편이 적층되어 있는, 적층 블록.
Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd … 조성식 (A)
〔조성식 (A) 중, a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕
<7> <6>에 기재된 적층 블록을 제조하는 방법이며,
상기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 공정과,
상기 아몰퍼스 합금 리본을, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행시키고, 상기 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행하는 상기 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체에, 하기 식 (1)을 만족시키는 조건에서 접촉시킴으로써, 상기 아몰퍼스 합금 리본의 온도를, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역의 평균 승온 속도가 10℃/초 이상으로 되는 승온 속도로 450℃ 이상의 도달 온도까지 승온시켜, 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정과,
상기 나노 결정 합금 리본으로부터 나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 공정과,
상기 나노 결정 합금 리본편을 적층시킴으로써 상기 적층 블록을 얻는 공정
을 포함하는, 적층 블록의 제조 방법.
tc>4/σ … 식 (1)
〔식 (1) 중, tc는, 상기 아몰퍼스 합금 리본의 임의의 1점이 전열 매체에 접촉했을 때부터 상기 임의의 1점이 상기 전열 매체로부터 이격될 때까지의 시간(초)을 나타낸다. σ는, 하기 식 (X)에 의하여 정의되는, 상기 아몰퍼스 합금 리본과 상기 전열 매체의 접촉 압력(㎪)을 나타낸다〕
σ=((F×(sinθ+sinα))/a)×1000 … 식 (X)
〔식 (X) 중, F는, 상기 아몰퍼스 합금 리본에 가해지는 장력(N)을 나타낸다.
a는, 상기 아몰퍼스 합금 리본과 상기 전열 매체의 접촉 면적(㎟)을 나타낸다.
θ는, 상기 전열 매체에 접촉하기 직전의 상기 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 상기 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 상기 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도이며, 3° 이상 60° 이하의 각도를 나타낸다.
α는, 상기 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 상기 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 상기 전열 매체로부터 이격된 직후의 상기 나노 결정 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도이며, 0° 초과 15° 이하의 각도를 나타낸다〕
본 발명에 의하면, 코어 사이즈의 설계의 자유도가 우수하고, 또한 고온(예를 들어 100℃ 이상 200℃ 이하)을 포함하는 폭넓은 온도 영역에 걸쳐 높은 포화 자속 밀도(Bs)를 유지하는 적층 블록 코어, 그리고 상기 적층 블록 코어의 일 부재로서 적합한 적층 블록 및 그 제조 방법이 제공된다.
도 1은 본 실시 형태의 구체예에 따른 적층 블록 코어(적층 블록 코어(100))를 개념적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 실시 형태의 구체예에 따른 적층 블록 코어 중 하나의 적층 블록(적층 블록(10A))을 개념적으로 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선 단면도이다.
도 4는 본 실시 형태의 일 양태에 있어서의, 인라인 어닐 장치의 전열 매체와, 이 전열 매체에 접촉하는 아몰퍼스 합금 리본(전열 매체와의 접촉 후에는 나노 결정 합금 리본)을 개념적으로 도시하는 부분 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
본 명세서에 있어서 「내지」를 사용하여 표시되는 수치 범위는, 「내지」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
또한 본 명세서에 있어서 「공정」이라는 용어는, 독립된 공정뿐 아니라, 다른 공정과 명확히 구별하지 못하는 경우에도 그 공정의 소기의 목적이 달성되면 본 용어에 포함된다.
또한 본 명세서에 있어서 「나노 결정 합금 리본」이란, 나노 결정을 함유하는 긴 합금 리본을 의미한다. 예를 들어 「나노 결정 합금 리본」의 개념에는, 나노 결정만으로 이루어지는 합금 리본뿐 아니라, 아몰퍼스상 중에 나노 결정이 분산되어 있는 합금 리본도 포함된다.
또한 본 명세서에 있어서 「나노 결정 합금 리본편」이란, (긴) 나노 결정 합금 리본으로부터 직사각형으로 잘라내어진, 나노 결정 합금 리본보다도 길이가 짧은 부재를 의미한다.
또한 본 명세서에 있어서, Fe, B, Si, Cu, M(여기서, M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다) 등의 각 원소의 함유량(원자%)은, Fe, B, Si, Cu 및 M의 합계를 100원자%로 한 경우의 함유량(원자%)을 의미한다.
또한 본 명세서에 있어서, 2개의 선분이 이루는 각도(구체적으로는 θ 및 α)로서는, 2가지로 정의되는 각도 중 작은 쪽의 각도(0° 이상 90° 이하의 범위의 각도)를 채용한다.
〔적층 블록, 적층 블록 코어〕
본 실시 형태의 적층 블록은, 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편이 적층되어 있는 적층 블록이다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어는 상기 적층 블록을 구비한다.
Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd … 조성식 (A)
〔조성식 (A) 중, a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕
본 실시 형태의 적층 블록 코어에 의하면, 권회 코어에 있어서의, 코어 사이즈의 설계의 자유도가 부족하다는 문제가 해결된다. 즉, 본 실시 형태의 적층 블록 코어는, 코어 사이즈의 설계의 자유도가 높다. 예를 들어 본 실시 형태의 적층 블록 코어에서는, 적층 블록의 사이즈 및 적층 블록을 조합하는 수 중 적어도 한쪽을 변경함으로써 다양한 사이즈의 적층 블록 코어를 실현할 수 있다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록 코어에 의하면, 권회 코어에 있어서의 기타 문제, 예를 들어 와전류 손실이 커지기 쉽거나, 원하는 곡률로 굽힘 변형시키기 위하여 제조 공정이 번잡화되기 쉽다는 등의 문제도 해결된다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록 코어에서는, 나노 결정 합금 리본편이 사용된다. 이 때문에 본 실시 형태의 적층 블록 코어는, 아몰퍼스 합금을 사용한 코어와 비교하여 높은 포화 자속 밀도(Bs)(예를 들어 1.70T 이상의 Bs)를 갖는다.
또한 본 명세서 중에 있어서, 포화 자속 밀도(Bs)는, 적층 블록 코어에 포함되는 리본편에 대하여, VSM(Vibrating Sample Magnetometer)에 의하여 측정된 값을 의미한다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록 코어에 의하면, 아몰퍼스 합금을 사용한 코어의 문제(구체적으로는 온도 상승에 대한 포화 자속 밀도(Bs)의 저하율이 크기 때문에 특히 고온 환경 하에 있어서 자기 특성이 열화되기 쉽다는 문제)도 해결된다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어에서는, 온도 상승에 대한 Bs의 저하율을, 예를 들어 10℃ 이상 200℃ 이하의 온도 범위에서 -0.0004T/℃ 내지 0.0007T/℃로 억제할 수 있다. 이 Bs의 저하율은, Fe80Si9B11의 조성(첨자는 원자%)의 아몰퍼스 합금 리본을 사용한 적층 블록 코어에 있어서의 값의 약 1/2이다.
따라서 본 실시 형태의 적층 블록 코어에서는, 고온(예를 들어 100℃ 이상 200℃ 이하, 나아가 150℃ 이상 200℃ 이하)을 포함하는 폭넓은 온도 영역에 걸쳐 높은 포화 자속 밀도(Bs)를 유지한다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록 코어에 포함되는 나노 결정 합금 리본편은, 상기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는다.
이 조성은, 76.4(=100-a-b-c-d=100-17.0-5.0-1.1-0.5)원자% 이상의 Fe를 포함하는 조성이다.
이러한 높은 Fe의 함유량(76.4원자% 이상)에 기인하여, 본 실시 형태의 적층 블록 코어에 포함되는 나노 결정 합금 리본편은 높은 퀴리 온도(Tc)(예를 들어 680℃ 이상 720℃ 이하)를 갖는다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어의 점적률은, 코어의 단면적을 저감시키는 관점에서 85% 이상인 것이 바람직하고, 86% 이상인 것이 보다 바람직하다.
한편, 본 실시 형태의 적층 블록 코어의 점적률은, 제조 적성의 관점에서 92% 이하인 것이 바람직하고, 90% 이하인 것이 보다 바람직하다.
이상의 관점에서 본 실시 형태의 적층 블록 코어의 점적률은 85% 이상 92% 이하인 것이 바람직하고, 86% 이상 90% 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록의 점적률의 바람직한 범위는, 본 실시 형태의 적층 블록 코어의 점적률의 바람직한 범위와 마찬가지이다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어의 바람직한 양태로서,
나노 결정 합금 리본편의 각각이 직사각 형상을 갖고,
적층 블록이 직방체 형상을 갖고,
적층 블록을 적어도 4개 구비하고,
적어도 4개의 적층 블록이 사각 환형으로 배치되어 있고,
사각 환형으로 배치된 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향이, 사각 환형으로 배치된 적층 블록의 배치면의 법선 방향과 동일한 방향인 양태를 들 수 있다.
이러한 양태에서는, 사각 환형으로 배치된 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향을 모두, 이들 적층 블록의 배치면의 법선 방향과 동일한 방향으로 정렬시키고 있다(예를 들어 후술하는 도 1 및 도 3 참조). 이 때문에, 적층 블록끼리의 인접 부분에 주목하면, 이 인접 부분에 있어서, 특정한 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 단부면을 포함하는 면과, 상기 특정한 적층 블록에 인접하는 다른 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 단부면을 포함하는 면이 대향하고 있다. 이 때문에, 상기 특정한 적층 블록과 상기 인접하는 다른 적층 블록 사이에 걸쳐지는, 자속의 누설이 억제된 폐자로가 형성된다. 이러한 폐자로가 형성됨으로써 코어 손실이 저감되어, 투자율의 저하가 억제된다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어에 있어서, 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 두께가 10㎛ 내지 30㎛인 것이 바람직하다.
두께가 10㎛ 이상이면, 나노 결정 합금 리본편의 기계적 강도가 확보되어, 나노 결정 합금 리본편의 파단이 억제된다. 나노 결정 합금 리본편의 두께는, 15㎛ 이상인 것이 바람직하고, 20㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다.
두께가 30㎛ 이하이면, 나노 결정 합금 리본편의 원료인 아몰퍼스 합금 리본에 있어서, 안정한 아몰퍼스 상태가 얻어진다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어에 있어서, 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 폭이 5㎜ 내지 100㎜인 것이 바람직하다.
나노 결정 합금 리본편의 폭이 5㎜ 이상이면 제조 적성이 우수하다.
나노 결정 합금 리본편의 폭이 100㎜ 이하이면 생산 안정성을 확보하기 쉽다. 생산 안정성을 보다 향상시키는 관점에서 나노 결정 합금 리본편의 폭은 70㎜ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어에 있어서, 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 폭에 대한 길이의 비(길이/폭)가 1 내지 10인 것이 바람직하다.
폭에 대한 길이의 비가 1 내지 10이면, 적층 블록 코어의 코어 사이즈의 설계의 자유도가 보다 향상된다.
본 명세서 중에 있어서, 나노 결정 합금 리본편의 길이는, 나노 결정 합금 리본편의 길이방향 길이(나노 결정 합금 리본편이 직사각 형상을 갖는 경우에는 긴 변 길이)를 의미하고, 나노 결정 합금 리본편의 폭은, 나노 결정 합금 리본편의 폭방향 길이(나노 결정 합금 리본편이 직사각 형상을 갖는 경우에는 짧은 변 길이)를 의미한다.
나노 결정 합금 리본편의 각각은, 두께가 10㎛ 내지 30㎛이고, 폭이 5㎜ 내지 100㎜이고, 폭에 대한 길이의 비가 1 내지 10인 것이 바람직하다. 두께, 폭, 및 폭에 대한 길이의 비의 각각의 바람직한 범위는 각각 전술한 바와 같다.
본 실시 형태의 적층 블록 코어에 있어서, 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 결정립경 1㎚ 내지 30㎚의 나노 결정립을 30체적% 내지 60체적% 포함하는 것이 바람직하다.
이것에 의하여 적층 블록 코어의 자기 특성이 보다 향상된다.
나노 결정 합금 리본편의 각각은, 결정립경 1㎚ 내지 30㎚의 나노 결정립을 40체적% 내지 50체적% 포함하는 것이 보다 바람직하다.
또한 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 평균 입경이 5㎚ 내지 20㎚인 나노 결정립을 30체적% 내지 60체적% 포함하는 것이 바람직하고, 40체적% 내지 50체적% 포함하는 것이 보다 바람직하다.
<적층 블록 및 적층 블록 코어의 구체예>
다음으로, 본 실시 형태의 적층 블록 및 적층 블록 코어의 구체예에 대하여 도 1 내지 3을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태의 구체예에 따른 적층 블록 코어(적층 블록 코어(100))를 개념적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는, 본 실시 형태의 구체예에 따른 적층 블록 코어 중 하나의 적층 블록(적층 블록(10A))을 개념적으로 도시하는 사시도이며, 도 3은 도 1의 A-A 선 단면도 및 그 부분 확대도(원으로 둘러싼 부분)이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 적층 블록 코어(100)는 4개의 적층 블록(적층 블록(10A 내지 10D))을 구비하고 있으며, 이들 적층 블록(10A 내지 10D)이 사각 환형으로 배치되어 있다.
도 1 내지 도 3에서는, 사각 환형으로 배치되어 있는 적층 블록(10A 내지 10D)의 배치면을 xy 평면(x축 및 y축을 포함하는 평면)이라 하고, 이 배치면의 법선 방향을 z 축 방향이라 한다.
적층 블록 코어(100)에 포함되는 적층 블록(10A)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 긴 평판 형상의 나노 결정 합금 리본편(12A)이 적층된 구조를 갖는 장방체 형상의 블록이다. 또한 도시는 생략하지만, 복수의 나노 결정 합금 리본편(12A) 간에는 아크릴 수지, 에폭시 수지 등의 수지가 함침되어 경화되어 있다. 이 경화된 수지에 의하여 복수의 나노 결정 합금 리본편(12A)끼리가 고정되어, 적층 블록(10A)의 직방체 형상이 유지되고 있다.
적층 블록(10B 내지 10D)의 구성도 적층 블록(10A)의 구성과 마찬가지이다.
단, 각 적층 블록의 사이즈는 각각 적층 블록 코어(100)의 사이즈에 따라 적절히 설정된다. 이 때문에 각 적층 블록의 사이즈(특히 길이방향 길이)는 서로 상이해도 된다.
또한 도 1 내지 도 3에서는, 나노 결정 합금 리본편을 일부만 도시하고 나머지 나노 결정 합금 리본편의 도시를 생략하고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 적층 블록 코어(100)에서는, 적층 블록(10A 내지 10D)에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향이 모두, 사각 환형으로 배치되어 있는 적층 블록(10A 내지 10D)의 배치면(xy 평면)의 법선 방향(z 축 방향)과 동일한 방향으로 되어 있다. 이 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이, 적층 블록(10A)과 적층 블록(10B)의 인접 부분에서는, 적층 블록(10A)에 있어서의 나노 결정 합금 리본편(12A)의 단부면을 포함하는 면과, 적층 블록(10B)에 있어서의 나노 결정 합금 리본편(12B)의 단부면을 포함하는 면이 대향하고 있다. 이것에 의하여, 적층 블록(10A)과 적층 블록(10B)에 통하는 자로 M1이 형성되어 있다. 이와 같이 적층 블록 코어(100)에서는, 인접하는 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 단부면을 포함하는 면끼리가 대향하고 있다. 이것에 의하여, 적층 블록 코어(100)에서는, 인접하는 적층 블록 간에서의 누설 자속이 억제되며, 그 결과, 코어 손실의 저하 및 투자율의 저하가 억제된다.
또한 도시는 생략하지만, 그 외의 적층 블록끼리의 인접 부분에 있어서도, 나노 결정 합금 리본편의 단부면을 포함하는 면끼리가 대향하고 있다.
이들 구조를 가짐으로써, 적층 블록 코어(100)에서는, 적층 블록(10A 내지 10D)을 통하여 일주하는 폐자로가 형성된다. 이러한 폐자로에 의하여 코어 손실이 저감되어, 투자율의 저하가 억제된다.
본 구체예와는 달리, 사각 환형을 구성하는 4개의 적층 블록을, 이들 4개의 적층 블록의 배치면의 법선 방향과, 각 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향이, 직교하도록 배치시키는 것도 가능하기는 하다(이하, 이 배치를 「배치 C」라 한다). 그러나 이 배치 C에서는, 2개의 적층 블록의 인접 부분에 있어서, 한쪽 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 단부면을 포함하는 면(이하, 「적층 블록의 단부면」이라고도 한다)과, 다른 쪽 적층 블록의 나노 결정 합금 리본편의 주면(즉, 나노 결정 합금 리본편의 두께 방향에 대하여 직교하는 면)이 대향한다. 따라서 이 양태에서는, 한쪽 적층 블록의 단부면과, 다른 쪽 적층 블록의 나노 결정 합금 리본편의 주면 사이에서, 자속의 누설이 매우 크다. 즉, 상기 배치 C에서는, 인접하는 적층 블록 간에서의 누설 자속이 크기 때문에, 본 구체예와 비교하여 코어 손실이 크고 투자율이 낮다.
도 1로 되돌아가, 적층 블록 코어(100)의 바람직한 사이즈에 대하여 설명한다. 단, 본 실시 형태의 적층 블록 코어의 사이즈는, 이하의 바람직한 사이즈에 한정되지는 않는다.
적층 블록 코어(100)의 길이방향 길이 L은 50㎜ 내지 1000㎜가 바람직하고, 100㎜ 내지 500㎜가 보다 바람직하다.
적층 블록 코어(100)의 폭방향 길이 W는 10㎜ 내지 200㎜가 바람직하고, 15㎜ 내지 100㎜가 보다 바람직하다.
적층 블록 코어(100)의 두께 T는 3㎜ 내지 100㎜가 바람직하고, 5㎜ 내지 50㎜가 보다 바람직하다. 또한 적층 블록 코어(100)의 두께 T는 나노 결정 합금 리본편의 적층 두께에 대응한다.
적층 블록 코어(100)의 프레임 폭 W1은 나노 결정 합금 리본편의 폭에 대응한다. 프레임 폭 W1은, 적층 블록 코어(100)의 4변에 있어서, 동일해도 되고 상이해도 된다. 프레임 폭 W1의 바람직한 범위는, 나노 결정 합금 리본편의 폭의 바람직한 범위로서 이미 나타낸 바와 같다.
적층 블록 코어(100)에 있어서의 적층 수(적층된 나노 결정 합금 리본편의 수)는 100 내지 4000이 바람직하고, 200 내지 3000이 보다 바람직하다.
적층 블록 코어(100)의 점적률은, 전술한 바와 같이 85% 이상 92% 이하인 것이 바람직하고, 86% 이상 90% 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 명세서 중에 있어서 「사각 환형」이란, 직방체에 대하여, 이 직방체의 6면 중 서로 평행인 2면 간을 관통하는 직방체 형상의 개구부(즉, 공간부)가 마련된 형상 전반을 의미한다.
예를 들어 적층 블록 코어(100)의 형상은 사각 통형의 형상으로 되는 경우(예를 들어 적층 블록(10A 내지 10D)의 적층 수가 많은 경우 등)도 있을 수 있지만, 이러한 사각 통형의 형상도 본 명세서에서 말하는 「사각 환형」에 포함된다.
이상의 구체예는, 4개의 적층 블록이 사각 환형으로 배치되어 있는 예이지만, 본 실시 형태는 상기 구체예에 한정되지는 않는다.
예를 들어 본 실시 형태의 적층 블록 코어는, 5개 이상의 적층 블록이 사각 환형으로 배치된 것이어도 된다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록 코어는,
상술한 적층 블록 코어(100)인 제1 적층 블록 코어와,
(제1 적층 블록 코어를 구성하는 적층 블록과는 다른) 적어도 4개의 본 실시 형태의 적층 블록이 제1 적층 블록 코어(적층 블록 코어(100))의 내주면측을 일주하도록 배치되어 있는 제2 적층 블록 코어
를 구비하는 복합체여도 된다.
이 복합체에 있어서, 제1 적층 블록 코어에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향, 및 제2 적층 블록 코어에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향은, 동일한 방향인 것이 바람직하다. 또한 이 복합체에 있어서, 제1 적층 블록 코어의 내주면과 제2 적층 블록 코어의 외주면이 접하는 것이 바람직하다.
또한 코어에서는, 외주측의 자속 밀도보다도 내주측의 자속 밀도 쪽이 높아지는 경향이 있다. 이 때문에, 상기 복합체에 있어서, 이 복합체를 자기 포화되기 어렵게 하는 관점에서, 외주측에 위치하는 제1 적층 블록 코어에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 Bs보다도, 내주측에 위치하는 제2 적층 블록 코어에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 Bs 쪽이 높은 것이 바람직하다.
또한 본 실시 형태의 적층 블록 코어는, 사각 환형으로 배치되어 있는 적층 블록에 더하여, 추가로 적층 블록(사각 환형의 형성에 관여하지 않는 적층 블록)을 구비하고 있어도 된다.
또한 상기 구체예는 사각 환형의 「단상 2각 코어」의 예이지만, 본 실시 형태의 적층 블록 코어는, 사각 환형의 「단상 2각 코어」를 2개 배열한 「3상 3각 코어」의 양태여도 된다.
<나노 결정 합금 리본편>
다음으로, 본 실시 형태에 있어서의 나노 결정 합금 리본편에 대하여 보다 상세히 설명한다.
또한 이하의 나노 결정 합금 리본편의 조성의 설명은, 나노 결정 합금 리본편이 잘라내어지는 (긴) 나노 결정 합금 리본, 및 나노 결정 합금 리본의 원료인 아몰퍼스 합금 리본에도 적용된다.
나노 결정 합금 리본편은, 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는다.
하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편은, 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 아몰퍼스 합금 리본을 열처리하여 나노 결정 합금 리본으로 하고, 이어서 나노 결정 합금 리본을 절단함으로써 제조할 수 있다. 이 열처리의 바람직한 양태는, 후술하는 제법 P에 있어서의 「나노 결정 합금 리본을 얻는 공정」의 양태이다. 후술하는 제법 P에 있어서의 「나노 결정 합금 리본을 얻는 공정」에 의하면, 굴곡, 주름 및 휨이 억제된 나노 결정 합금 리본이 얻어진다. 그 결과, 이들 굴곡, 주름 및 휨에 기인하는, 점적률의 저하 및 자기 특성의 열화가 억제된, 적층 블록이 얻어진다.
Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd … 조성식 (A)
〔조성식 (A) 중, a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕
이하, 상기 조성식 (A)에 대하여 보다 상세히 설명한다.
조성식 (A) 중의 100-a-b-c-d(즉, Fe의 원자%)는 이론상 76.4 이상이다.
Fe는 나노 결정 합금 리본편의 주성분이며, 당연하지만 자기 특성에 기여하는 원소이다.
100-a-b-c-d는 78.0 이상이 바람직하고, 80.0 이상이 보다 바람직하고, 80.0 초과가 더 바람직하고, 80.5 이상이 더욱 바람직하고, 81.0 이상이 특히 바람직하다.
100-a-b-c-d의 상한은 a, b, c 및 d에 따라 결정된다.
조성식 (A) 중의 a(즉, B의 원자%)는 13.0 이상 17.0 이하이다.
B는, 나노 결정 합금 리본편의 원료인 아몰퍼스 합금 리본에 있어서, 아몰퍼스 상태를 안정적으로 유지함으로써, 제조되는 나노 결정 합금 리본편 중에 있어서 나노 결정립의 존재 밀도의 균일성을 향상시키는 기능을 갖는다.
본 실시 형태에서는, 조성식 (A) 중의 a가 13.0 이상임으로써 B의 상기 기능이 효과적으로 발휘된다. 또한 조성식 (A) 중의 a가 13.0 이상임으로써, 나노 결정 합금 리본편의 원료인 아몰퍼스 합금 리본을 주조할 때의 아몰퍼스상의 형성 능력이 향상되고, 이것에 의하여, 열처리에 의하여 형성되는 나노 결정립의 조대화가 억제된다.
한편, 조성식 (A) 중의 a가 17.0 이하임으로써 Fe의 함유량이 확보되므로, 나노 결정 합금 리본편의 Bs를 보다 향상시킬 수 있다.
조성식 (A) 중의 b(즉, Si의 원자%)는 3.5 이상 5.0 이하이다.
Si는, 나노 결정 합금 리본편의 원료인 아몰퍼스 합금 리본의 결정화 온도를 상승시키고, 또한 강고한 표면 산화막을 형성시키는 기능을 갖는다.
본 실시 형태에서는, 조성식 (A) 중의 b가 3.5 이상임으로써 Si의 상기 기능이 효과적으로 발휘된다. 따라서 보다 고온에서의 열처리가 가능해지므로, 효율적으로 치밀하고 미세한 나노 결정 조직을 형성하기 쉬워진다. 그 결과, 제조되는 나노 결정 합금 리본편의 Bs가 보다 향상된다.
한편, 조성식 (A) 중의 b가 5.0 이하임으로써 Fe의 함유량이 확보되므로, 나노 결정 합금 리본편의 Bs가 향상된다.
조성식 (A) 중의 c(즉, Cu의 원자%)는 0.6 이상 1.1 이하이다.
Cu는, 아몰퍼스 합금 리본을 열처리하여 나노 결정 합금 리본을 얻는 과정에 있어서, Cu 클러스터를 형성함으로써, Cu 클러스터를 중심으로 한 나노 결정화를 효율적으로 진행시키는 기능을 갖는다.
본 실시 형태에서는, 조성식 (A) 중의 c가 0.6 이상임으로써 Cu의 상기 기능이 효과적으로 발휘된다. 또한 조성식 (A) 중의 c가 0.6 이상임으로써, 나노 결정립의 핵으로 되는 Cu 클러스터가 합금 조직 내에 분산된 상태로 형성되기 쉬워지며, 이것에 의하여, 열처리에 의하여 형성되는 나노 결정립의 조대화가 억제되고, 또한 상기 나노 결정립의 입도 분포의 변동이 억제된다.
한편, 조성식 (A) 중의 c가 1.1 이하임으로써, 아몰퍼스 합금 리본의 제작 단계(액체 급랭 단계)에 있어서의, Cu의 클러스터 형성 및 나노 결정립의 석출을 보다 억제할 수 있다. 이 때문에, 열처리에 의하여 나노 결정 합금 리본을 보다 재현성 좋게 제작할 수 있다.
또한 후술하는 제법 P에 의하면, 나노 결정화의 진행에 기여하는 Cu가 1.1원자% 이하이더라도 나노 결정화를 진행시키기 쉽다.
조성식 (A) 중의 d(즉, 조성식 (A) 중의 M으로 표시되는, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소의 원자%)는 0 이상 0.5 이하이다.
M은 임의의 첨가 원소이며, M의 함유량은 0원자%여도 된다(즉, 조성식 (A) 중의 d는 0이어도 된다).
그러나 M은, 나노 결정 합금 리본편의 원료인 아몰퍼스 합금 리본에 있어서, 아몰퍼스 상태를 안정적으로 유지함으로써, 제조되는 나노 결정 합금 리본편 중에 있어서 나노 결정립의 존재 밀도의 균일성을 향상시키는 기능을 갖는다. M의 상기 기능을 발휘시키는 관점에서 조성식 (A) 중의 d는 0 초과가 바람직하다. 상기 M의 기능을 보다 효과적으로 발휘시키는 관점에서 조성식 (A) 중의 d는 0.1 이상이 바람직하고, 0.2 이상이 보다 바람직하다.
한편, 조성식 (A) 중의 d는 0.5 이하인 것이 바람직하다.
조성식 (A) 중의 d가 0.5 이하이면 연자성의 저하가 보다 억제된다.
이상의 관점에서 조성식 (A) 중의 d는 0 초과 0.5 이하가 바람직하고, 0.1 이상 0.5 이하가 보다 바람직하고, 0.2 이상 0.5 이하가 특히 바람직하다.
나노 결정 합금 리본편은, 상술한 Fe, B, Si, Cu 및 M 이외의 불순물을 함유해도 된다.
불순물로서는, Ni, Mn 및 Co로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 들 수 있다. 단, 연자성의 저하를 보다 억제하는 관점에서 이들 원소의 총 함유량은, 나노 결정 합금 리본편의 전체 질량에 대하여 0.4질량% 이하가 바람직하고, 0.3질량% 이하가 보다 바람직하고, 0.2질량% 이하가 특히 바람직하다.
또한 불순물로서는, Re, Zn, As, In, Sn 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소도 들 수 있다. 단, 포화 자속 밀도(Bs)를 보다 향상시키는 관점에서 이들 원소의 총 함유량은, 나노 결정 합금 리본편의 전체 질량에 대하여 1.5질량% 이하가 바람직하고, 1.0질량% 이하가 보다 바람직하다.
불순물로서는, 상술한 원소 이외의 원소, 예를 들어 O, S, P, Al, Ge, Ga, Be, Au, Ag 등도 들 수 있다.
나노 결정 합금 리본편에 있어서의 불순물의 총 함유량은, 나노 결정 합금 리본편의 전체 질량에 대하여 1.5질량% 이하가 바람직하고, 1.0질량% 이하가 보다 바람직하다.
나노 결정 합금 리본편의 두께, 폭 등의 바람직한 양태에 대해서는 전술한 바와 같다.
〔적층 블록의 제조 방법(제법 P)〕
본 실시 형태의 적층 블록을 제조하는 방법에는 특별히 제한은 없지만, 이하에 나타내는 제법 P가 적합하다.
제법 P는,
상술한 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 공정과,
아몰퍼스 합금 리본을, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행시키고, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체에, 하기 식 (1)을 만족시키는 조건에서 접촉시킴으로써, 아몰퍼스 합금 리본의 온도를, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역의 평균 승온 속도가 10℃/초 이상으로 되는 승온 속도로 450℃ 이상의 도달 온도까지 승온시켜, 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정과,
나노 결정 합금 리본으로부터 나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 공정과,
나노 결정 합금 리본편을 적층시킴으로써 적층 블록을 얻는 공정
을 포함한다.
tc>4/σ … 식 (1)
〔식 (1) 중, tc는, 아몰퍼스 합금 리본의 임의의 1점이 전열 매체에 접촉했을 때부터 상기 임의의 1점이 상기 전열 매체로부터 이격될 때까지의 시간(초)을 나타낸다. σ는, 후술하는 식 (X)에 의하여 정의되는, 아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 압력(㎪)을 나타낸다〕
제법 P에 있어서의 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에 의하면, 굴곡, 주름 및 휨이 억제된 나노 결정 합금 리본이 얻어지므로, 이들 굴곡, 주름 및 휨에 기인하는, 점적률의 저하 및 자기 특성의 열화가 억제된, 적층 블록이 얻어진다.
나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에 의하여, 굴곡, 주름 및 휨이 억제된 나노 결정 합금 리본이 얻어지는 이유로서는, 본 공정에 의하여, 굴곡, 주름 및 휨의 원인으로 되는, 나노 결정립의 존재 밀도의 변동을 저감시킬 수 있기 때문이라고 생각된다.
나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에 의하여 나노 결정립의 존재 밀도의 변동을 저감시킬 수 있는 이유로서는 이하의 이유가 생각된다. 단, 본 발명은 이하의 이유에 의하여 한정되지는 않는다.
일반적으로, 아몰퍼스 합금 리본을 열처리하여 나노 결정 합금 리본을 제조하는 경우, 열처리를 위한 승온 과정, 특히 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역을 승온하는 과정에서, 원자의 이동에 의하여 원자끼리의 집합체인 클러스터(아몰퍼스 합금 리본에 Cu가 함유되어 있는 경우에는 주로 Cu 클러스터)가 형성된다고 생각된다. 그리고 450℃ 이상의 온도 영역에 있어서, 상술한 클러스터를 핵으로 하여 나노 결정립이 성장함으로써 나노 결정 합금 리본이 제조된다고 생각된다. 이하, 나노 결정립이 성장하는 것을 「나노 결정화」라고도 한다.
이 경우에 있어서, 클러스터의 사이즈가 지나치게 커지는 조건(즉, 원자의 이동 시간이 비교적 긴 조건)에서는, 리본 중의 위치에 따라 클러스터의 존재 밀도의 변동이 커진다고 생각된다. 그 결과, 클러스터를 핵으로 하여 성장하는 나노 결정립의 존재 밀도도 변동이 커진다고 생각된다.
이상의 점에 비추어, 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에서는, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역(즉, 클러스터가 형성되는 온도 영역)의 평균 승온 속도(이하, 「평균 승온 속도 R350-450」이라고도 한다)가 10℃/초 이상으로 되는 승온 속도로 아몰퍼스 합금 리본의 온도를 450℃ 이상의 도달 온도까지 승온시킨다(즉, 이 조건에서 아몰퍼스 합금 리본을 열처리한다). 이것에 의하여, 클러스터 형성을 위한 원자의 이동 시간이 짧아져, 나노 결정의 핵으로 되는 클러스터의 사이즈가 지나치게 커지는 현상이 억제되고, 나아가 클러스터의 존재 밀도의 변동이 억제된다고 생각된다.
또한 본 공정에서는, 아몰퍼스 합금 리본의 상기 승온(즉 열처리)을 위하여, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체에, 식 (1)을 만족시키는 조건에서 접촉시킨다. 상세하게는, 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본의 임의의 1점이 전열 매체에 접촉했을 때부터 상기 임의의 1점이 상기 전열 매체로부터 이격될 때까지의 시간 tc(즉, 상기 임의의 1점이 전열 매체와 접촉하면서 이 전열 매체를 통과하는 시간)를 4/σ 초과로 한다. 이것에 의하여, 전열 매체로부터의 아몰퍼스 합금 리본으로의 전열이 충분히 이루어져 아몰퍼스로부터 나노 결정화가 충분히 진행되어, 나노 결정 합금 리본이 얻어진다. 게다가 전술한 바와 같이, 평균 승온 속도 R350-450을 10℃/초 이상으로 한 것에 의하여, 나노 결정립의 핵으로 되는 클러스터의 존재 밀도의 변동이 억제된다고 생각된다.
요컨대, 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에 의하면, 평균 승온 속도 R350-450을 10℃/초 이상으로 함으로써 클러스터가 성장하는 시간을 짧게 하면서, tc(초)를 4/σ 초과로 함으로써 나노 결정화의 시간을 확보함으로써, 나노 결정립의 존재 분포의 균일성이 향상된 나노 결정 합금 리본을 얻을 수 있다.
본 명세서 중에 있어서, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역에 있어서의 평균 승온 속도(평균 승온 속도 R350-450)란, 450℃와 350℃의 차(즉, 100℃)를, 아몰퍼스 합금 리본의 임의의 1점의 온도가 350℃에 도달했을 때부터 450℃에 도달했을 때까지의 시간(초)에 의하여 나눈 값을 의미한다.
나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에 있어서, 평균 승온 속도 R350-450은 10℃/초 이상이다.
평균 승온 속도 R350-450이 10℃/초 미만이면, 클러스터의 성장을 위하여 원자가 이동하는 시간이 길어져 클러스터의 존재 밀도의 변동이 커지며, 그 결과, 나노 결정화의 균일성이 저하되어, 얻어지는 나노 결정 합금 리본에 있어서 굴곡, 주름 및 휨이 발생하기 쉬워진다.
평균 승온 속도 R350-450은, 얻어지는 나노 결정 합금 리본에 있어서의, 굴곡, 주름 및 휨의 발생을 보다 억제하는 관점에서, 100℃/초 이상인 것이 바람직하다.
평균 승온 속도 R350-450의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 상한으로서, 예를 들어 10000℃/초, 900℃/초, 800℃/초 등을 들 수 있다.
또한 식 (1) 중의 σ는, 하기 식 (X)로 정의되는, 아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 압력이다.
σ=((F×(sinθ+sinα))/a)×1000 … 식 (X)
〔식 (X) 중, F는, 상기 아몰퍼스 합금 리본에 가해지는 장력(N)을 나타낸다.
a는, 아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 면적(㎟)을 나타낸다.
θ는, 전열 매체에 접촉하기 직전의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도이며, 3° 이상 60° 이하의 각도를 나타낸다.
α는, 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 전열 매체로부터 이격된 직후의 나노 결정 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도이며, 0° 초과 15° 이하의 각도를 나타낸다〕
이하, 식 (X)에 대하여 보다 상세히 설명한다.
나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에서는, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역을 전열 매체에 접촉시킨다. 즉, 장력 F가 가해진 상태의 아몰퍼스 합금 리본이 전열 매체를, 이 전열 매체와의 접촉을 유지하면서 통과하도록 하여 연속 주행한다. 아몰퍼스 합금 리본은 전열 매체를 통과함으로써 나노 결정 합금 리본으로 된다.
아몰퍼스 합금 리본에 장력 F가 가해지고 있음으로써, 전열 매체에 접촉하기 직전의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향, 전열 매체에 접촉하고 있을 때의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향, 및 전열 매체로부터 이격된 직후의 나노 결정 합금 리본의 주행 방향은, 모두 직선 형상으로 된다.
단, 아몰퍼스 합금 리본은, 「전열 매체에 접촉하기 직전」보다도 주행 방향 상류측에 있어서는, 반송 롤러 등을 경유하면서 사행 주행하고 있어도 된다. 마찬가지로, 아몰퍼스 합금 리본으로부터 얻어진 나노 결정 합금 리본은, 「전열 매체로부터 이격된 직후」보다도 주행 방향 하류측에 있어서는, 반송 롤러 등을 경유하면서 사행 주행하고 있어도 된다.
식 (X)에 있어서, 전열 매체에 접촉하기 직전의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도 θ(도 4 참조; 이하, 「진입 각도 θ」라고도 한다)는 3° 이상 60° 이하이다.
σ를 보다 효과적으로 확보하는 관점에서, 진입 각도 θ는 5° 내지 60°가 바람직하고, 10° 내지 60°가 보다 바람직하고, 15° 내지 50°가 특히 바람직하다.
식 (X)에 있어서, 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 전열 매체로부터 이격된 직후의 나노 결정 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도 α(도 4 참조; 이하, 「퇴출 각도 α」라고도 한다)는 0° 초과 15° 이하이다.
퇴출 각도 α는 0.05° 이상 10° 이하가 바람직하고, 0.05 이상 5° 이하가 보다 바람직하다.
또한 본 공정에 있어서, 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역과 전열 매체의 접촉은, 아몰퍼스 합금 리본에 장력 F가 가해지는 상태에서 행해진다.
즉, 식 (X)에 있어서의 장력 F는 0N 초과이다.
본 공정에서는, 장력 F가 0N 초과이고, sinθ가 0 초과이며(상세하게는 θ가 3° 이상 60° 이하이며), sinα가 0초과이다(상세하게는 α가 0° 초과 15° 이하이다). 이 때문에 접촉 압력(σ)도 0㎪ 초과이다. 접촉 압력(σ)이 0㎪ 초과임으로써, 전열 매체로부터의 아몰퍼스 합금 리본으로의 전열이 효과적으로 이루어진다.
장력 F로서는 1.0N 내지 40.0N이 바람직하고, 2.0N 내지 35.0N이 보다 바람직하고, 3.0N 내지 30.0N이 특히 바람직하다.
장력 F가 1.0N 이상이면, 제조되는 나노 결정 합금 리본에 있어서의, 굴곡, 주름 및 휨의 발생을 보다 억제할 수 있다.
장력 F가 40.0N 이하이면, 아몰퍼스 합금 리본 또는 나노 결정 합금 리본의 파단을 보다 억제할 수 있다.
식 (X) 중, 아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 면적 a는, 나노 결정화를 보다 효과적으로 진행시키는 관점에서 500㎟ 이상이 바람직하고, 1000㎟ 이상이 보다 바람직하다. 접촉 면적 a의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 생산성의 관점에서 접촉 면적 a의 상한은, 예를 들어 10000㎟이며, 바람직하게는 8000㎟ 이하이다.
또한 아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 부분의 리본 주행 방향의 길이는 아몰퍼스 합금 리본의 폭에 따라 상이하지만, 나노 결정화를 보다 효과적으로 진행시키는 관점에서 30㎜ 이상이 바람직하고, 50㎜ 이상이 보다 바람직하다.
상기 접촉 부분의 리본 주행 방향의 길이의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 생산성의 관점에서 상기 접촉 부분의 리본 주행 방향의 길이의 상한은, 예를 들어 1000㎜이며, 바람직하게는 500㎜이다.
식 (X) 및 식 (1) 중, σ는 0.1㎪ 이상인 것이 바람직하고, 0.4㎪ 이상인 것이 바람직하다.
σ가 0.1㎪ 이상이면, 상술한 평균 승온 속도 R350-450(10℃/초 이상)을 보다 달성하기 쉽다. 또한 σ가 0.1㎪ 이상이면, 보자력(Hc) 저감의 관점에서도 유리하다.
σ의 상한에는 특별히 제한은 없지만, 상한으로서는, 예를 들어 20㎪을 들 수 있다.
또한 식 (1) 중, 아몰퍼스 합금 리본의 임의의 1점이 전열 매체에 접촉했을 때부터 상기 임의의 1점이 상기 전열 매체로부터 이격될 때까지의 시간(tc)의 상한에는 특별히 제한은 없지만, tc는 300초 이하인 것이 바람직하고, 100초 이하인 것이 보다 바람직하고, 50초 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10초 이하인 것이 특히 바람직하다.
tc가 300초 이하이면, 나노 결정 합금 리본의 생산성이 보다 향상된다.
또한 tc가 300초 이하인 경우에는, 나노 결정 합금 리본의 연자기 특성(보자력(Hc), 포화 자속 밀도(Bs) 등)을 열화시킬 수 있는 Fe-B 화합물의 석출 빈도를 보다 저감시킬 수 있다.
또한 식 (1)을 만족시키는 한, tc의 하한에는 특별히 제한은 없다. 생산 안정성의 관점에서 보면 tc는 0.5초 이상이 바람직하다.
또한 상술한 바와 같이, 본 공정에서는 식 (1)(tc>4/σ)이 만족된다.
본 공정에서는, (4/σ)에 대한 tc의 비(tc/(4/σ))가 1.1 이상인 것이 바람직하고, 1.2 이상인 것이 보다 바람직하다.
본 공정에서는, tc와 (4/σ)의 차(tc-(4/σ))가 0.3 이상인 것이 바람직하고, 0.5 이상인 것이 보다 바람직하다.
이하, 제법 P의 바람직한 양태에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
<아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 공정>
본 공정은, 상술한 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 것을 포함한다.
상기 아몰퍼스 합금 리본은 나노 결정 합금 리본의 원료이다.
상기 아몰퍼스 합금 리본은, 축 회전하는 냉각 롤에 합금 용탕을 분출하는 액체 급랭법 등의 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다. 단, 아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 공정은, 반드시 아몰퍼스 합금 리본을 제조하는 공정일 필요는 없으며, 미리 제조된 아몰퍼스 합금 리본을 단순히 준비하는 공정이어도 된다.
상기 아몰퍼스 합금 리본의 폭 및 두께의 바람직한 범위는, 나노 결정 합금 리본편의 폭 및 두께의 바람직한 범위와 마찬가지이다.
아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 공정은, 상기 아몰퍼스 합금 리본의 권회체를 준비하는 것을 포함하고 있어도 된다.
이 경우, 이하의 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에서는, 아몰퍼스 합금 리본의 권회체로부터 권출된 아몰퍼스 합금 리본을, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행시킨다.
<나노 결정 합금 리본을 얻는 공정>
본 공정은, 아몰퍼스 합금 리본을, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행시키고, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체에, 상기 식 (1)을 만족시키는 조건에서 접촉시킴으로써, 아몰퍼스 합금 리본의 온도를, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역의 평균 승온 속도가 10℃/초 이상으로 되는 승온 속도로 450℃ 이상의 도달 온도까지 승온시켜, 나노 결정 합금 리본을 얻는 것을 포함한다.
나노 결정 합금 리본을 얻는 공정의 바람직한 양태의 일부에 대해서는 이미 설명한 바와 같다.
전열 매체로서는 플레이트, 트윈 롤 등을 들 수 있다.
전열 매체의 재질로서는 구리, 구리 합금(청동, 놋쇠 등), 알루미늄, 철, 철 합금(스테인리스 등) 등을 들 수 있으며, 구리, 구리 합금, 또는 알루미늄이 바람직하다.
전열 매체는, Ni 도금, Ag 도금 등의 도금 처리가 실시되어 있어도 된다.
전열 매체의 온도는 전술한 바와 같이 450℃ 이상이다. 이것에 의하여, 리본의 조직에 있어서 나노 결정화가 진행된다.
전열 매체의 온도는 450℃ 내지 550℃가 바람직하다.
전열 매체의 온도가 550℃ 이하인 경우에는, 나노 결정 합금 리본의 연자기 특성(Hc, Bs, 등)을 열화시킬 수 있는 Fe-B 화합물의 석출 빈도를 보다 저감시킬 수 있다.
또한 본 공정에서는, 아몰퍼스 합금 리본을 450℃ 이상의 도달 온도까지 승온시킨다. 이것에 의하여, 리본의 조직에 있어서 나노 결정화가 진행된다.
도달 온도는 450℃ 내지 550℃가 바람직하다.
도달 온도가 550℃ 이하인 경우에는, 나노 결정 합금 리본의 연자기 특성(Hc, Bs, 등)을 열화시킬 수 있는 Fe-B 화합물의 석출 빈도를 보다 저감시킬 수 있다.
또한 도달 온도는 전열 매체의 온도와 동일한 온도인 것이 바람직하다.
또한 본 공정에서는, 승온 후, 전열 매체 상에서 나노 결정 합금 리본의 온도를 일정 시간 유지해도 된다.
또한 본 공정에서는, 얻어진 나노 결정 합금 리본을 (바람직하게는 실온까지) 냉각하는 것이 바람직하다.
또한 본 공정은, 얻어진 나노 결정 합금 리본(바람직하게는 상기 냉각 후의 나노 결정 합금 리본)을 권취함으로써 나노 결정 합금 리본의 권회체를 얻는 것을 포함해도 된다.
<나노 결정 합금 리본을 얻는 공정의 바람직한 일 양태(양태 X)>
나노 결정 합금 리본을 얻는 공정의 바람직한 일 양태로서, 전열 매체를 구비한 인라인 어닐 장치를 사용하여, 상기 아몰퍼스 합금 리본을 전열 매체에 접촉시켜 열처리함으로써 나노 결정 합금 리본을 제작하는 양태(이하, 「양태 X」라 한다)를 들 수 있다.
도 4는, 양태 X에 있어서의, 인라인 어닐 장치의 전열 매체와, 이 전열 매체에 접촉하는 아몰퍼스 합금 리본(전열 매체와의 접촉 후에는 나노 결정 합금 리본)을 개념적으로 도시하는 부분 측면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 양태 X에서는, 블록 화살표의 방향으로 연속 주행하는 아몰퍼스 합금 리본(200A)을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체(210)에 접촉시킴으로써, 아몰퍼스 합금 리본(200A)을 연속적으로 열처리한다. 이하, 이 열처리의 상세에 대하여 편의상, 단계적으로 설명하지만, 이하의 열처리는 연속적으로 행해지는 것이다.
먼저, 텐셔너(도시하지 않음)에 의하여 장력 F가 가해진 상태의 아몰퍼스 합금 리본(200A)을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체(210)에 진입 각도 θ로 진입시킨다. 이것에 의하여 전열 매체(210)에 아몰퍼스 합금 리본(200A)을 접촉시킨다.
이어서, 아몰퍼스 합금 리본(200A)을 전열 매체(210)에 의하여 열처리함으로써 나노 결정 합금 리본(200B)을 얻는다. 상세하게는, 전열 매체(210)에, 상기 식 (1)(tc>4/σ)을 만족시키는 조건에서 접촉시킴으로써, 아몰퍼스 합금 리본(200A)을, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역의 평균 승온 속도 R350-450이 10℃/초 이상으로 되는 조건에서 450℃ 이상의 온도까지 승온시킴으로써, 나노 결정 합금 리본(200B)을 얻는다.
평균 승온 속도 R350-450, 그리고 상기 식 (1) 중의 tc 및 σ의 바람직한 범위는 전술한 바와 같다.
열처리 후, 나노 결정 합금 리본(200B)을 전열 매체(210)로부터 퇴출 각도 α로 퇴출시키고, 이어서 실온까지 냉각(공랭)한다. 그 후, 도시하지 않은 권취 롤에 의하여 나노 결정 합금 리본(200B)을 권취한다.
<나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 공정>
본 공정은, 상술한 나노 결정 합금 리본으로부터 나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 것을 포함한다.
여기서, 나노 결정 합금 리본으로부터 나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 것은, 나노 결정 합금 리본을, 원하는 길이방향 길이(예를 들어 목적으로 하는 적층 블록의 긴 변 길이)로 되도록 절단함으로써 행할 수 있다.
목적으로 하는 적층 블록의 짧은 변 길이가 나노 결정 합금 리본의 폭과 동일한 경우에는, 본 공정에서는, 상술한, 원하는 길이방향 길이로의 절단만을 행하면 된다.
또한 목적으로 하는 적층 블록의 짧은 변 길이가 나노 결정 합금 리본의 폭보다도 짧은 경우에는, 상술한, 원하는 길이방향 길이로의 절단을 행한 후, 원하는 폭방향 길이(예를 들어 제조하고자 하는 적층 블록의 짧은 변 길이)로의 가공(절단 및 연마 중 적어도 한쪽)을 행하면 된다.
나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 것(즉, 나노 결정 합금 리본의 절단)은, 지석, 다이아몬드 커터 등 공지된 절단 수단을 사용하여 행할 수 있다.
상술한 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정에 있어서, 나노 결정 합금 리본을 권취하여 권회체로 한 경우에는, 나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 공정에서는, 나노 결정 합금 리본의 권회체로부터 나노 결정 합금 리본을 권출하고, 권출된 나노 결정 합금 리본으로부터 나노 결정 합금 리본편을 잘라낸다.
<적층 블록을 얻는 공정>
본 공정은, 나노 결정 합금 리본편을 적층시킴으로써 적층 블록을 얻는 것을 포함한다.
본 공정은, 나노 결정 합금 리본편을 적층시키고, 적층된 나노 결정 합금 리본편 사이의 적어도 일부에 수지(예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지, 등)를 함침시키고, 이어서 이 수지를 경화시키는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
함침된 수지를 경화시킴으로써 복수의 나노 결정 합금 리본편이 고정되므로, 적층 블록의 형상(예를 들어 직방체 형상)을 유지하기 쉽다.
본 공정은, 적층 블록에 있어서의 적층된 나노 결정 합금 리본편의 단부면을 연마하는 것, 절단면에 있어서의 잔류 가공 응력을 제거하기 위하여 산 등에 의하여 에칭 제거하는 것 등을 포함하고 있어도 된다.
제법 P는, 상술한 공정 이외의 기타 공정을 포함하고 있어도 된다.
기타 공정으로서는, 적층 블록을 복수(바람직하게는 4개 이상) 조합하여 적층 블록 코어를 얻는 공정을 들 수 있다.
적층 블록 코어에 있어서의 복수의 적층 블록의 배치의 바람직한 양태는 전술한 바와 같다.
복수의 적층 블록은 접착제 등에 의하여 접착해도 된다. 또한 복수의 적층 블록은, 각 적층 블록의 접속 부분이 확실히 접촉하도록 소정 형상의 플라스틱 케이스에 저장함으로써 고정해도 된다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예를 나타내지만, 본 발명은 이하의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
〔실시예 1〕
<적층 블록의 제작>
축 회전하는 냉각 롤에 합금 용탕을 분출하는 액체 급랭법에 의하여, Fe81.3B13.8Si4.0Cu0.7Mo0.2의 조성(첨자는 원자%)을 갖는, 폭 19㎜, 두께 23㎛의 아몰퍼스 합금 리본을 제조하였다.
X선 회절 및 투과형 전자 현미경(TEM) 관찰의 결과, 아몰퍼스 합금 리본의 아몰퍼스상 중에는 나노 결정의 석출은 확인되지 않았다.
다음으로, 상술한 양태 X에 의하여, 전열 매체를 구비한 인라인 어닐 장치를 사용하여, 상기 아몰퍼스 합금 리본을 전열 매체에 접촉시켜 열처리함으로써 나노 결정 합금 리본을 제작하였다. 얻어진 나노 결정 합금 리본을 전열 매체로부터 퇴출시키고, 이어서 실온까지 냉각(공랭)한 후, 권취하여 나노 결정 합금 리본의 권회체로 하였다.
본 실시예 1에 있어서의 제조 조건은 이하와 같다.
-실시예 1에 있어서의 제조 조건-
전열 매체: 브론즈제 플레이트
전열 매체의 온도: 510℃
아몰퍼스 합금 리본에 가하는 장력 F: 30N
아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 면적 a: 1880㎟
진입 각도 θ: 45°
아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 압력 σ: 12.7㎪(상술한 식 (X)에 기초하는 산출값).
4/σ: 0.3(상술한 σ에 기초하는 산출값)
아몰퍼스 합금 리본과 전열 매체의 접촉 시간 tc: 0.9초
퇴출 각도 α: 5°
평균 승온 속도 R350-450: 200℃/초 초과
도달 온도 Ta: 510℃
상기 냉각 후의 나노 결정 합금 리본의 단면을 TEM으로 관찰한 바, 상기 냉각 후의 나노 결정 합금 리본은 나노 결정립을 포함하고 있었다. 상세하게는, 냉각 후의 나노 결정 합금 리본에 있어서의, 결정립경 1㎚ 이상 30㎚ 이하의 나노 결정립의 함유량은 45체적%였다. 잔부는 아몰퍼스상이었다.
또한 본 실시예에서는, 시야 면적 1㎛×1㎛의 TEM상 전체에서 차지하는, 결정립경 1㎚ 이상 30㎚ 이하의 나노 결정립의 면적의 비율(%)을 구하고, 이 면적의 비율(%)을 나노 결정 합금 리본에 있어서의 나노 결정립상의 함유량(체적%)으로 하였다.
또한 ICP 발광 분광 분석에 의하여, 상기 냉각 후의 나노 결정 합금 리본은, 원료인 아몰퍼스 합금 리본과 동일한 조성인 것이 확인되었다.
다음으로, 나노 결정 합금 리본의 권회체로부터 나노 결정 합금 리본을 권출하고, 권출된 나노 결정 합금 리본을 절단함으로써, 길이방향 길이가 86㎜인 나노 결정 합금 리본편을 1320매 잘라내었다. 나노 결정 합금 리본의 절단은, 회전 지석을 구비하는 커터 날을 사용하여 행하였다.
상기 1320매의 나노 결정 합금 리본편을 적층시켜 적층체로 하고, 이어서 적층체에 있어서의 나노 결정 합금 리본편 사이에 아크릴 수지를 진공 함침에 의하여 함침시키고, 이어서 아크릴 수지를 경화시켰다.
다음으로, 적층체의 단부면(나노 결정 합금 리본편의 단부면을 포함하는 면)을 연마하고, 이어서 수 ㎛ 정도 에칭 제거함으로써 적층 블록을 얻었다.
이상의 조작에 의하여 길이 85㎜, 폭 18㎜, 두께(적층 두께) 35㎜의 적층 블록을 2개 제작하였다.
또한 잘라내는 나노 결정 합금 리본편의 길이방향 길이를 64㎜로 변경한 것 이외에는 상기와 마찬가지로 하여 길이 63㎜, 폭 18㎜, 두께(적층 두께) 35㎜의 적층 블록을 2개 제작하였다.
또한 각 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 수(어느 적층 블록에 있어서도 1320매)에 기초하여, 각 적층 블록에 있어서의 점적률(즉, 후술하는 적층 블록 코어에 있어서의 점적률)을 구한 바, 점적률은 87%였다. 점적률의 산출식을 이하에 나타낸다.
점적률(%)=((23×1320)/35000)×100
<적층 블록 코어의 제작>
상기 4개의 적층 블록을 전술한 적층 블록(10A 내지 10D)(도 1)과 마찬가지로 배치시켜, 전술한 적층 블록 코어(100)과 마찬가지의 구성의 사각 환형의 적층 블록 코어를 얻었다.
제작된 적층 블록 코어의 사이즈는, 길이방향 길이 L이 121㎜이고, 폭방향 길이 W가 63㎜이고, 두께 T가 35㎜이며, 프레임 폭 W1이 18㎜였다.
<적층 블록 코어의 자기 특성의 측정>
본 실시예 1의 적층 블록 코어에 대하여, 자기 특성으로서 나노 결정 합금 리본편의 Bs(T) 및 Hc(A/m)를 각각 측정하였다. 또한 전술한 바와 같이 Bs는, 적층 블록 코어에 포함되는 나노 결정 합금 리본편의 VSM 측정에 의하여 구하였다(후술하는 실시예 2에 있어서의 Bs도 마찬가지이다).
그 결과, 본 실시예 1의 적층 블록 코어에 있어서, 나노 결정 합금 리본편의 Bs는 1.71T이고 Hc는 4.0A/m이었다.
이상과 같이 본 실시예 1의 적층 블록 코어는, 후술하는 비교용 적층 블록 코어와 비교하여 우수한 자기 특성을 갖고 있었다.
〔실시예 2〕
원료인 아몰퍼스 합금 리본의 조성을 Fe81.8B13.3Si3.8Cu0.8Mo0.3의 조성(첨자는 원자%)으로 변경하고 전열 매체의 온도를 498℃로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 조작을 행하였다.
본 실시예 1의 적층 블록 코어에 대하여, 자기 특성으로서 나노 결정 합금 리본편의 Bs(T) 및 Hc(A/m)를 각각 측정하였다.
그 결과, Bs는 1.72T이고 Hc는 4.0A/m이었다.
이상과 같이 본 실시예 2의 적층 블록 코어는, 후술하는 비교용 적층 블록 코어와 비교하여 우수한 자기 특성을 갖고 있었다.
〔비교예 1〕
나노 결정 합금 리본을 Fe80Si9B11의 조성(첨자는 원자%)의 아몰퍼스 합금 리본으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 아몰퍼스 합금 리본편이 적층되어 있는 구조의 비교용 적층 블록 코어를 제작하였다.
비교용 적층 블록 코어에 있어서, 아몰퍼스 합금 리본편의 Bs는 1.56T였다.
2016년 2월 29일에 출원된 미국 가특허 출원 62/300,937의 개시는, 그 전체가 참조에 의하여 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 기재된 모든 문헌, 특허 출원 및 기술 규격은, 개개의 문헌, 특허 출원 및 기술 규격이 참조에 의하여 도입되는 것이 구체적이고 또한 개개에 기재된 경우와 동일한 정도로 본 명세서 중에 참조에 의하여 원용된다.

Claims (7)

  1. 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편이 적층되어 있는 적층 블록을 구비하는, 적층 블록 코어.
    Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd … 조성식 (A)
    〔조성식 (A) 중, a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕
  2. 제1항에 있어서,
    점적률이 85% 이상 92% 이하인, 적층 블록 코어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 나노 결정 합금 리본편의 각각이 직사각 형상을 갖고,
    상기 적층 블록이 직방체 형상을 갖고,
    상기 적층 블록을 적어도 4개 구비하고,
    적어도 4개의 상기 적층 블록이 사각 환형으로 배치되어 있고,
    상기 사각 환형으로 배치된 상기 적층 블록에 있어서의 나노 결정 합금 리본편의 적층 방향이, 상기 사각 환형으로 배치된 상기 적층 블록의 배치면의 법선 방향과 동일한 방향인, 적층 블록 코어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 두께가 10㎛ 내지 30㎛이고, 폭이 5㎜ 내지 100㎜이고, 폭에 대한 길이의 비가 1 내지 10인, 적층 블록 코어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 나노 결정 합금 리본편의 각각은, 결정립경 1㎚ 내지 30㎚의 나노 결정립을 30체적% 내지 60체적% 포함하는, 적층 블록 코어.
  6. 하기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 나노 결정 합금 리본편이 적층되어 있는, 적층 블록.
    Fe100-a-b-c-dBaSibCucMd … 조성식 (A)
    〔조성식 (A) 중, a, b, c 및 d는 모두 원자%이며, 각각 13.0≤a≤17.0, 3.5≤b≤5.0, 0.6≤c≤1.1, 및 0≤d≤0.5를 만족시킨다. M은, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo 및 W로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소를 나타낸다〕
  7. 제6항에 기재된 적층 블록을 제조하는 방법이며,
    상기 조성식 (A)로 표시되는 조성을 갖는 아몰퍼스 합금 리본을 준비하는 공정과,
    상기 아몰퍼스 합금 리본을, 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행시키고, 상기 장력 F가 가해지는 상태에서 연속 주행하는 상기 아몰퍼스 합금 리본의 일부 영역을, 450℃ 이상의 온도로 유지된 전열 매체에, 하기 식 (1)을 만족시키는 조건에서 접촉시킴으로써, 상기 아몰퍼스 합금 리본의 온도를, 350℃로부터 450℃까지의 온도 영역의 평균 승온 속도가 10℃/초 이상으로 되는 승온 속도로 450℃ 이상의 도달 온도까지 승온시켜, 나노 결정 합금 리본을 얻는 공정과,
    상기 나노 결정 합금 리본으로부터 나노 결정 합금 리본편을 잘라내는 공정과,
    상기 나노 결정 합금 리본편을 적층시킴으로써 상기 적층 블록을 얻는 공정
    을 포함하는, 적층 블록의 제조 방법.
    tc>4/σ … 식 (1)
    〔식 (1) 중, tc는, 상기 아몰퍼스 합금 리본의 임의의 1점이 전열 매체에 접촉했을 때부터 상기 임의의 1점이 상기 전열 매체로부터 이격될 때까지의 시간(초)을 나타낸다. σ는, 하기 식 (X)에 의하여 정의되는, 상기 아몰퍼스 합금 리본과 상기 전열 매체의 접촉 압력(㎪)을 나타낸다〕
    σ=((F×(sinθ+sinα))/a)×1000 … 식 (X)
    〔식 (X) 중, F는, 상기 아몰퍼스 합금 리본에 가해지는 장력(N)을 나타낸다.
    a는, 상기 아몰퍼스 합금 리본과 상기 전열 매체의 접촉 면적(㎟)을 나타낸다.
    θ는, 상기 전열 매체에 접촉하기 직전의 상기 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 상기 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 상기 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도이며, 3° 이상 60° 이하의 각도를 나타낸다.
    α는, 상기 전열 매체와 접촉하고 있을 때의 상기 아몰퍼스 합금 리본의 주행 방향과, 상기 전열 매체로부터 이격된 직후의 상기 나노 결정 합금 리본의 주행 방향이 이루는 각도이며, 0° 초과 15° 이하의 각도를 나타낸다〕
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