KR20200105384A - 철기 금속 유리 합금 분말 - Google Patents
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Abstract
비표면적이 작고 높은 유동성을 가짐으로써 저압 성형법에서도 고충전을 얻을 수 있는 철기 금속 유리 합금 분말을 제공한다.
Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Al을 0.05~5중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말, Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Ca을 0.001~0.03중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말, 및 Al 및 Ca이 첨가되어 있고, Al: 0.05~2중량% 및 Ca: 0.001~0.025중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Al을 0.05~5중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말, Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Ca을 0.001~0.03중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말, 및 Al 및 Ca이 첨가되어 있고, Al: 0.05~2중량% 및 Ca: 0.001~0.025중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
Description
본 발명은 철기 금속 유리 합금 분말에 관한 것이다.
최근에 전원 회로에서 사용되는 파워 인덕터로서는 소형화·저배화(低背化)의 요구로부터 대전류·고주파수로 사용할 수 있는 연자성 재료가 요구되고 있다. 종래 인덕터의 주재료로서 산화물인 페라이트계 재료가 사용되어 왔지만 포화 자화가 낮기 때문에 소형화에는 불리하다. 그래서, 최근에는 포화 자화가 높고 소형·저배화에 유리한 합금계 재료를 사용한 메탈 인덕터가 급증하고 있다. 메탈 인덕터에는 철을 주재료로 한 연자성 합금 분말이 이용되고, 연자성 합금 분말과 수지를 혼합하여 압축 성형한 압분 자심 등이 알려져 있다. 압분 자심의 자기 특성(포화 자화, 투자율, 코어손실, 주파수 특성 등)은 사용하는 연자성 합금 분말의 자기 특성이나 입도 분포, 충전성, 전기 저항에 의존한다.
철기 금속 유리 합금 분말은 압분 성형한 경우에 우수한 자기 특성을 얻을 수 있다. 예를 들어 메탈 인덕터에 이용되는 합금계 재료로서, 전자 재료로서 적합하게 이용할 수 있는 우수한 자기 특성을 갖는 철기 합금 분말이 특허문헌 1에 개시되어 있다. 또한, 합금계 재료로서의 신뢰성 향상을 위해 내식성을 향상시킨 철기 금속 유리 합금 분말이 특허문헌 2에 개시되어 있다. 또한, 난착화성을 부여한 철기 금속 유리 합금 분말이 특허문헌 3에 개시되어 있다.
메탈 인덕터의 제조 방법으로서는 일반적으로 압분 프레스 가공이 이용되고 있다. 그러나, 압분 프레스 가공은 높은 충전율을 얻기 위해 300~600MPa의 높은 압력을 가할 필요가 있으므로 프레스 가공된 압분의 생산성이 낮다. 그 때문에, 저압 성형법인 트랜스퍼 성형(사출 성형)법 등 보다 생산성이 높은 제조 방법에 의해 메탈 인덕터를 제조하고자 하는 수요가 있다. 이를 위해서는 종래보다 분말과 수지를 혼합하였을 때에 보다 높은 슬러리의 유동성이 요구된다. 슬러리의 유동성은 분말의 형상이나 표면 상태에 따라 변화하며, 일반적으로 비표면적이 작은 분말이 요구된다. 나아가 보다 소형화, 고주파화가 요구되는 파워 인덕터 등의 용도에 있어서 보다 손실을 저감하는 것이 요구되고 있다. 즉, 보다 비표면적이 작고 보다 높은 특성을 갖는 철기 금속 유리 분말이 요구되고 있다.
본 발명은 비표면적이 작고 높은 유동성을 가짐으로써 저압 성형법에서도 고충전을 얻을 수 있는 철기 금속 유리 합금 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 여러 가지 연구를 행한 결과, 철기 금속 유리 합금 분말에 Al 및/또는 Ca을 첨가함으로써 놀랍게도 철기 금속 유리 합금 분말의 형상 및 표면 상태가 개선되어 저비표면적화됨으로써 분말의 유동성이 향상되고, 저압 성형법을 이용한 경우에서도 고충전을 얻을 수 있으며, 더욱이 자성 재료로서의 특성이 향상된다는 지견을 얻어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 철기 금속 유리 합금 분말이다:
〔1〕 Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Al을 0.05~5중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말.
〔2〕 Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Ca을 0.001~0.03중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말.
Al 및 Ca이 첨가되어 있고,
Al: 0.05~2중량% 및
Ca: 0.001~0.025중량%
를 포함하는 상기 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 의하면
Al: 0.08~1.5중량% 및
Ca: 0.0015~0.025중량%
를 포함하는 상기 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 의하면
철기 금속 유리 합금 분말이 하기 조성식:
(Fe1-s-tCosNit)100-x-y{(SiaBb)m(PcCd)n}x(M1)y(M2)z
[식 중, Fe, Co 및 Ni의 조성 비율이
19≤x≤22,
0≤y≤6.0,
0≤s≤0.35,
0≤t≤0.35 및
s+t≤0.35이고,
Si, B, P 및 C의 조성 비율이
(0.5:1)≤(m:n)≤(6:1),
(2.5:7.5)≤(a:b)≤(5.5:4.5) 및
(5.5:4.5)≤(c:d)≤(9.5:0.5)이며,
M1이 Nb 또는 Mo이고,
M2가 Al 및/또는 Ca이며,
0<z임]
로 나타나는 조성을 갖는 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 의하면 Cr 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 상기 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
본 발명의 일 태양에 의하면 입경(D50)이 0.5~50μm인 상기 철기 금속 유리 합금 분말이 제공된다.
본 발명은 높은 유동성을 가짐으로써 저압 성형법에서도 고충전을 얻을 수 있는 철기 금속 유리 합금 분말을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 44에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 2는 블랭크 2에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 3은 실시예 46에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 4는 블랭크 4에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 2는 블랭크 2에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 3은 실시예 46에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 4는 블랭크 4에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 적절히 변경을 가하여 실시할 수 있다. 또, 이하의 설명에서 「A~B」는 「A 이상 또한 B 이하」를 의미한다.
제1 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 Al 및 Ca이 첨가되어 있고, Al을 0.05~5중량%를 포함한다. 또한, 제2 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Ca을 0.001~0.03중량%를 포함한다.
본 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은
Al 및 Ca이 첨가되고, Al을 0.05~2중량%, 바람직하게는 0.08~1.5중량% 및 Ca을 0.001~0.025중량%, 바람직하게는 0.0015~0.025중량%를 포함한다.
본 명세서에서 철기 금속 유리 합금이란 Fe-P-C계 금속 유리 합금, Fe-B-Si계 금속 유리 합금 등의 종래 공지의 철기 금속 유리 합금이다.
Al 및/또는 Ca이 첨가됨으로써 철기 금속 유리 합금 분말의 형상 및 표면 상태가 개선되어 저비표면적화된다. 철기 금속 유리 합금 분말의 형상 및 표면 상태의 개선이란 철기 금속 유리 합금 분말이 보다 진구에 가까운 형상이 되고 철기 금속 유리 합금 분말의 표면의 기복이 보다 적어 평활화되는 것이다. 즉, 저비표면적화에 의해 철기 금속 유리 합금 분말의 유동성이 향상된다.
나아가 저비표면적화에 따른 철기 금속 유리 합금 분말의 형상 및 표면 상태의 변화에 의해 철기 금속 유리 합금 분말의 자성 특성이 향상된다.
<Al(알루미늄)>
제1 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 Al을 0.05~5중량% 포함한다. 이러한 범위의 Al이 존재함으로써 분말의 형상이 개선된다. 0.05중량% 미만의 경우 상술한 효과가 작고, 또한 5중량%를 초과하면 분말의 형상이 악화되어 자기 특성을 저하시킬 수 있다.
<Ca(칼슘)>
제2 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 Ca을 0.001~0.03중량% 포함한다. 이러한 범위의 Ca이 존재함으로써 분말 중의 산소량을 저감시킨다. 0.001중량% 미만의 경우 상술한 효과가 작고, 또한 0.03중량%를 초과하면 자기 특성을 저하시킬 수 있다.
Al 또는 Ca 중 각각 한쪽만이 철기 금속 유리 합금 분말에 포함되는 경우도 상술한 효과를 나타낼 수 있지만, Al 및 Ca의 두 원소를 복합적으로 함유시킴으로써 놀랍게도 비약적으로 철기 금속 유리 합금 분말이 저비표면적화되고 산소량이 저하된다. 이는 산소와의 친화성이 높은 Al 및 Ca에 의해 합금 분말 제작을 위한 용탕의 표면장력이 변화하는 것이나 용탕의 산소량이 변화하는 것에 의한 결과라고 생각된다. 또, Al 및 Ca과 같이 산소와의 친화성이 높은 원소이면 Al 및 Ca의 경우와 같은 효과를 나타낼 수 있다.
Al 및 Ca의 두 원소를 포함하는 일 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 Al을 0.05~2중량%, 바람직하게는 0.08~1.5중량% 및 Ca을 0.001~0.025중량%, 바람직하게는 0.0015~0.025중량% 포함한다.
본 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 철기 금속 유리 합금 분말이 하기 조성식:
(Fe1-s-tCosNit)100-x-y{(SiaBb)m(PcCd)n}x(M1)y(M2)z
[식 중, Fe, Co 및 Ni의 조성 비율이
19≤x≤22,
0≤y≤6.0,
0≤s≤0.35,
0≤t≤0.35 및
s+t≤0.35이고,
Si, B, P 및 C의 조성 비율이
(0.5:1)≤(m:n)≤(6:1),
(2.5:7.5)≤(a:b)≤(5.5:4.5) 및
(5.5:4.5)≤(c:d)≤(9.5:0.5)이며,
M1이 Nb 또는 Mo이고,
M2가 Al 및/또는 Ca이며,
0<z임]
로 나타나는 조성을 갖는 철기 금속 유리 합금 분말인 것이 바람직하다. z는 Al 및 Ca의 함유율에 의존하고, 0<z≤10, 0<z≤7.5, 0<z≤5, 0<z≤2.5, 0<z≤1, 0<z≤0.5, 0<z≤0.25, 0<z≤0.1, 0<z≤0.05 등의 범위일 수 있다.
철기 금속 유리 합금 분말이 상기 조성을 갖는 철기 금속 유리 합금 분말임으로써 저가로 제조할 수 있고 우수한 연자기 특성을 가진다.
본 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 Cr 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 것이 바람직하다. Cr 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함함으로써 철기 금속 유리 합금 분말의 내식성이 개선되고, 나아가 난연성이 향상된다. Cr 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 함유율은 철기 금속 유리 합금 분말의 전중량에 대해 2~6중량%, 바람직하게는 2.8~5.5중량%, 더욱 바람직하게는 2.8~4.0중량%이다.
<그 밖의 원소>
본 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 불가피적 불순물로서 N, S, O 등의 원소를 목적으로 하는 특성에 영향을 주지 않을 정도로 포함할 수 있다.
본 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 입경(D50)이 0.5~50μm인 것이 바람직하다. 「입경」이란 메디안 지름: D50을 의미하고, 종래 공지의 방법, 예를 들어 레이저 회절·산란법에 의해 측정되는 것이다. 상술한 철기 금속 유리 합금 분말의 저비표면적화나 자기 특성의 향상 효과는 폭넓은 입경을 갖는 철기 금속 유리 합금 분말에서 얻을 수 있는데, 입경(D50)이 0.5~50μm, 바람직하게는 0.5~30μm임으로써 특히 높은 효과를 얻을 수 있다.
[제조 방법]
본 실시형태에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 종래 공지의 아토마이즈법에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 예를 들어 원하는 조성으로 조정한 재료를 용해한 용탕에 대해 Al 및 Ca을 첨가하고, 원하는 냉각 조건이나 입경이 되도록 파라미터를 설정한 아토마이즈법에 의해 분말을 얻을 수 있다. Al 및 Ca의 첨가는 금속의 형태인 Al 및 Ca을 용탕에 첨가함으로써 행하고, 첨가하는 순서는 불문한다. Al 및 Ca은 산화물이 되기 쉽기 때문에 목적으로 하는 합금 조성에 대해 어느 정도 과잉량의 Al 및 Ca을 첨가하는 것을 필요로 한다.
그 후, 얻어진 분말을 건조, 분급하고, 필요에 따라 표면 처리를 행하여 목적으로 하는 철기 금속 유리 합금 분말을 얻을 수 있다.
실시예
이하에 본 발명의 실시예를 나타낸다. 본 발명의 내용은 이들 실시예에 의해 한정하여 해석되는 것은 아니다.
[철기 금속 유리 합금 분말의 제조]
이하의 2가지 조성을 갖도록 조제한 원료 혼합물을 고주파 유도로에서 용해하고,
〔조성 1〕(Fe1 -s- tCosNit)100-x- y{(SiaBb)m(PcCd)n}xNby
[식 중, s=0, t=0, x=22, y=0.89, m:n=2.9:1, a:b=3.8:6.2, c:d=7.7:2.3이고, Cr: 3.0wt%를 포함함]
〔조성 2〕(Fe1 -s- tCosNit)100-x- y{(SiaBb)m(PcCd)n}x(M1)y
[식 중, s=0, t=0, x=24.5, y=0, m:n=6.9:1, a:b=5.2:4.8, c:d=0.5:9.5]
물 아토마이즈법을 이용하여 블랭크(비교재)로서의 철기 금속 유리 합금 분말을 제조하였다.
상기 블랭크(비교재)의 철기 금속 유리 합금 분말을 제조하였을 때와 같이 조제한 원료 혼합물을 고주파 유도로에서 용해하고, 표 1에 나타나는 각 목표로 하는 Al, Ca 조성이 되도록 Al, Ca을 첨가하며, 물 아토마이즈법을 이용하여 철기 금속 유리 합금 분말을 얻었다. 물 아토마이즈법의 조건은 이하와 같다.
<물 아토마이즈 조건>
·수압: 100MPa
·수량: 100L/분
·수온: 20℃
·오리피스 지름: φ4mm
·용탕 온도: 1500℃
얻어진 철기 금속 유리 합금 분말을 진동 진공 건조기〔VU-60: 추오카코키 제품〕에 의해 건조시켰다. 건조 조건은 이하와 같다.
<건조 조건>
·온도 100℃
·압력 10kPa 이하
·시간 60분
건조 후의 철기 금속 유리 합금 분말의 조성에 대한 정량 분석을 ICP 발광 분석 장치〔SPS3500DD: 히타치 하이테크사이언스 제품〕로 행하였다.
건조 후의 철기 금속 유리 합금 분말을 기류 분급 장치〔터보 클래시파이어: 닛신 엔지니어링 제품〕에 의해 분급하여 목적으로 하는 철기 금속 유리 합금 분말을 얻었다. 얻어진 철기 금속 유리 합금 분말의 입경(D50)은 습식 입도 분석 장치〔MT3300EX II: 마이크로트랙-벨 제품〕를 이용하여 측정하였다.
상술한 바와 같이 제조한 철기 금속 유리 합금 분말에 대해 이하를 행하였다.
[평가 항목]
1. 형상 관찰
주사형 전자 현미경(SEM)〔JSM7200: 니혼 전자 제품〕을 이용하여 철기 금속 유리 합금 분말의 형상을 관찰하였다.
2.
비표면적
측정
비표면적 측정 장치〔BELSORP-mini: 마이크로트랙-벨 제품〕를 이용하여 철기 금속 유리 합금 분말의 비표면적을 BET법으로 측정하였다.
3. 저항률 평가
분체 저항 측정 유닛〔하이레스타 UX, 로레스타 GX: 미츠비시 케미컬 애널리테크 제품〕을 이용하여 4단자법으로 분체의 저항률을 평가하였다.
4. 충전율 평가
철기 금속 유리 합금 분말과 에폭시 수지를 혼합하여 조립분말을 제작하고, 조립분말을 링형상으로 압분 성형(성형 압력: 5MPa)하여 압분 자심(외경: 15mm, 내경: 9mm, 두께: 3mm)을 제작하여 중량과 외형 치수로부터 충전율을 구하였다.
5. 자기 특성(투자율 측정)
충전율 평가를 행한 압분 자심에 선직경: 0.3mm의 동선을 바이파일러 감은 토로이달 코어를 제작하여 평가 시료로 하였다. BH 애널라이저〔SY8258: 이와츠 계측 제품〕를 이용하여 측정 주파수: 1MHz, 최대 자속 밀도: 25mT의 조건으로 투자율을 측정하였다.
[평가 결과]
평가 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1 중의 「비표면적 이론값 배율」은 하기의 수법으로 구하였다.
·분말이 단일 진구인 경우의 비표면적의 이론값을 이하의 식으로부터 산출한다.
진구 1개의 부피 산출
진구 1개의 부피(μ㎥)=4/3×원주율×진구의 반경(μm)3···[A]
진구 1개의 표면적 산출
진구 1개의 표면적(μ㎡)=4×원주율×진구의 반경(μm)2···[B]
1cm=104μm이므로 1㎤=112μ㎥가 된다.
1㎤ 중의 진구의 개수 산출
1㎤ 중의 진구의 개수(개)=112(μ㎥)/[A]···[C]
1㎤ 중의 진구의 표면적 산출
1㎤ 중의 진구의 표면적=[B]×[C](μ㎡)···[D]
진구의 비중은 분말의 비중 7.5g/㎤와 동일하다고 생각하면 진구의 비표면적은
[D]/7.5(μ㎡/g)···[E]가 된다.
1㎡=1012μ㎡이므로,
[E]/1012(㎡/g)···[F]에 의해 진구의 비표면적을 구하였다.
·각 입경마다 [F]를 구함으로써 비표면적과 입경(진구의 직경)의 사이에는
진구의 비표면적(㎡/g)=0.8/입경(μm)···[G]의 관계를 얻었다.
·비표면적 이론 배율은 이하의 식으로 산출하였다.
비표면적 이론 배율=측정의 실측값/[G]로부터 산출한 이론값···[H]
[산출예-표 1 중 블랭크-1]
[G]로부터 산출한 이론값=0.8/0.7(μm)
=1.143(㎡/g)
[H]로부터 산출한 비표면적 이론 배율=2.51(㎡/g)/1.143(㎡/g)
=2.20
표 1 중의 「구형화 평가」란 각 Al 및/또는 Ca이 첨가된 시료의 비표면적 이론값 배율의 값을 입경(D50)이 동등한 블랭크(표 1 중의 「비교 시료」)의 비표면적 이론값 배율의 값과 비교하여 비표면적 이론값 배율의 저감률이 50% 이상인 경우가 ◎이고, 20%~50%인 경우가 ○이며, 20% 이내인 경우가 △이고, 악화된 경우가 ×이다.
표 1 중의 「자기 특성 평가」란 각 Al 및/또는 Ca이 첨가된 시료의 투자율의 측정값을 입경(D50)이 동등한 블랭크(표 1 중의 「비교 시료」)의 투자율의 측정값과 비교하여 투자율의 상승률이 30% 이상인 경우가 ◎이고, 10%~30%인 경우가 ○이며, 10% 이내인 경우가 △이고, 악화된 경우가 ×이다.
표 1에 나타나는 바와 같이, 실시예에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 블랭크 및 비교예에 관한 철기 금속 유리 합금 분말에 비해 비표면적이 저하되고 보다 진구에 가까운 분말의 형상을 가지고 있기 때문에 분말의 형상이 개선되며, 또한 충전율이 향상되어 있기 때문에 유동성이 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
나아가 실시예에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 저항률 및 투자율이 향상되어 있다. 즉, 본 발명의 철기 금속 유리 합금 분말은 우수한 자기 특성을 가지고 있고, 각종 전자 부품의 압분 성형용 재료 등으로서 우수한 특성을 가지고 있다고 할 수 있다.
표 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명은 분말의 입경(D50)에 의존하지 않고 철기 금속 유리 합금 분말에 높은 유동성과 자기 특성을 부여하는 효과를 나타내고 있다. 또한, 조성이 다른 분말에 대해서도 마찬가지로 높은 유동성과 자기 특성을 부여하는 것을 알 수 있다. 즉, 다른 조성을 갖는 철기 금속 유리 합금 분말이어도 본원 실시예에 나타나는 효과와 동일한 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.
도 1은 실시예 44에, 도 3은 실시예 46에 관한 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이고, 도 2는 블랭크 2에, 도 4는 블랭크 4에 관한 Al 및 Ca이 첨가되지 않은 철기 금속 유리 합금 분말의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 1 및 도 2, 도 3 및 도 4와의 비교로부터 명백한 바와 같이, 실시예에 관한 철기 금속 유리 합금 분말은 블랭크의 철기 금속 유리 합금 분말에 비해 명백하게 진구에 가까운 형상을 가지고 있고, 표면의 기복이 적어 평활화되어 있으며, 명백하게 다른 형상을 가지고 있다. 표 1에 나타나는 분말 물성 및 자기 물성의 향상은 이 도 1부터 도 4에 나타나는 형상 및 표면 상태의 변화에 의한 것이라고 할 수 있다.
Claims (7)
- Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Al을 0.05~5중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말.
- Al 및 Ca 중 적어도 어느 하나가 첨가되어 있고, Ca을 0.001~0.03중량%를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
Al 및 Ca이 첨가되어 있고,
Al: 0.05~2중량% 및
Ca: 0.001~0.025중량%
를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말. - 청구항 3에 있어서,
Al: 0.08~1.5중량% 및
Ca: 0.0015~0.025중량%
를 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
철기 금속 유리 합금 분말이 하기 조성식:
(Fe1-s-tCosNit)100-x-y{(SiaBb)m(PcCd)n}x(M1)y(M2)z
[식 중, Fe, Co 및 Ni의 조성 비율이
19≤x≤22,
0≤y≤6.0,
0≤s≤0.35,
0≤t≤0.35 및
s+t≤0.35이고,
Si, B, P 및 C의 조성 비율이
(0.5:1)≤(m:n)≤(6:1),
(2.5:7.5)≤(a:b)≤(5.5:4.5) 및
(5.5:4.5)≤(c:d)≤(9.5:0.5)이며,
M1이 Nb 또는 Mo이고,
M2가 Al 및/또는 Ca이며,
0<z임]
로 나타나는 조성을 갖는 철기 금속 유리 합금 분말. - 청구항 5에 있어서,
Cr 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 철기 금속 유리 합금 분말. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
입경(D50)이 0.5~50μm인 철기 금속 유리 합금 분말.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20240066005A (ko) | 2022-11-07 | 2024-05-14 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 비정질 금속 합금 코팅층을 구비하는 무음극 리튬 이차전지, 리튬금속 이차전지, 리튬 이차전지 및 전고체 이차전지 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005290468A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Akihisa Inoue | 鉄基金属ガラス合金 |
JP2014169482A (ja) | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Sintokogio Ltd | 鉄基金属ガラス合金粉末 |
JP2017175831A (ja) | 2016-03-25 | 2017-09-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 制御システム、制御方法及びプログラム |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2672306B2 (ja) * | 1987-09-09 | 1997-11-05 | 日立金属株式会社 | Fe基アモルファス合金 |
JP2000073148A (ja) * | 1998-08-25 | 2000-03-07 | Alps Electric Co Ltd | Fe基軟磁性合金 |
JP3442375B2 (ja) | 2000-11-29 | 2003-09-02 | アルプス電気株式会社 | 非晶質軟磁性合金 |
JP2005076083A (ja) | 2003-08-29 | 2005-03-24 | Sinto Brator Co Ltd | 鉄基アモルファス球状粒子の製造方法及びその鉄基アモルファス球状粒子 |
KR100690281B1 (ko) * | 2004-11-22 | 2007-03-09 | 경북대학교 산학협력단 | 철계 다원소 비정질 합금조성물 |
JP2008095180A (ja) | 2006-09-15 | 2008-04-24 | Hitachi Metals Ltd | 金属球の製造方法 |
CN101603159B (zh) | 2009-07-15 | 2011-05-04 | 北京航空航天大学 | 具有软磁性的Fe-Al-P-C-M块体非晶合金及其制备方法 |
JP6181346B2 (ja) * | 2010-03-23 | 2017-08-16 | 株式会社トーキン | 合金組成物、Fe基ナノ結晶合金及びその製造方法、並びに磁性部品 |
JP5859753B2 (ja) * | 2010-09-06 | 2016-02-16 | ダイハツ工業株式会社 | 磁性材料の製造方法 |
US20130280119A1 (en) * | 2010-09-06 | 2013-10-24 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Magnetic material and method for producing the same |
CN109070205A (zh) * | 2016-04-06 | 2018-12-21 | 新东工业株式会社 | 铁基金属玻璃合金粉末 |
-
2019
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2020
- 2020-02-25 CN CN202010118807.0A patent/CN111618292B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005290468A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Akihisa Inoue | 鉄基金属ガラス合金 |
JP2014169482A (ja) | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Sintokogio Ltd | 鉄基金属ガラス合金粉末 |
JP2017175831A (ja) | 2016-03-25 | 2017-09-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 制御システム、制御方法及びプログラム |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20240066005A (ko) | 2022-11-07 | 2024-05-14 | 한국기술교육대학교 산학협력단 | 비정질 금속 합금 코팅층을 구비하는 무음극 리튬 이차전지, 리튬금속 이차전지, 리튬 이차전지 및 전고체 이차전지 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020139192A (ja) | 2020-09-03 |
CN111618292A (zh) | 2020-09-04 |
CN111618292B (zh) | 2023-09-29 |
TW202102323A (zh) | 2021-01-16 |
JP7367310B2 (ja) | 2023-10-24 |
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