TW521286B

TW521286B - Bulk amorphous metal magnetic component

Info

Publication number: TW521286B
Application number: TW090101465A
Authority: TW
Inventors: Nicholas J Decristofaro; Gordon E Fish; Peter J Stamatis
Original assignee: Honeywell Int Inc
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-01-20
Publication date: 2003-02-21
Also published as: HK1058101A1; CN1436352A; EP1269489A1; JP5341290B2; CN1258774C; JP2003530708A; JP2011258959A; KR20030007507A; US6348275B1; KR100784393B1; WO2001078088A1; AU2001226268A1

Description

521286 A7 B7 五發明説明（i 發明背景輿相關申請案的交互春照本申請案件為2001年1月5曰提出之專利申請序號 09/477, 905的部分接續申請案，該案則為1 998年1 1月6曰提出，且標題為「Bulk Amorphous Metal Magnetic Components」之申請專利序號09/1 86,914號的部分連續申請案。 1. 發明领域本發明係關於非晶形金屬磁性組件；更特別言之，係關於一使用於大型電子裝置，例如磁共振成像系統、電視與影像系統，以及電子束與離子束系統，且一般而言為三維的塊狀非晶形金屬磁性組件。 2. 先前技藝描述磁共振成像（MRI)已成為現代醫學中一項重要的非侵入式診斷工具。MRI系統基本上包含一磁場產生裝置。此種場產生裝置中，有些使用永久磁鐵或電磁鐵做為磁動力的來源。場產生裝置通常尚包含一對磁極面，該對磁極面定出一間隙，欲成像的體積則被包含於此間隙内。美國專利第4,672,346號教導一種磁極面，具有實心結構，且包含一平板狀，由磁性材料（例如碳鋼）形成的平板狀質量。美國專利第4,8 1 8,966號教導，以薄片狀磁性平板製造磁極塊的周圍部份，可使磁場產生裝置之兩件磁極塊產生的磁通量集中於兩者之間的間隙。美國專利第4,827,235 號揭示一磁極塊，具有高飽和磁化強度、軟磁性，且比電 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 裝訂

521286 A7 B7 五、發明説明（2 ) 阻為20 μΩ-cm或更高。該專利中教導使用柔軟磁性材料，包括Permalloy、梦鋼、非晶形磁性合金、鐵氧磁體及磁性複合材料。美國專利第5，124,651號教導一具有主磁場磁鐵總成的核磁共振掃描儀。該總成包括鐵磁性的上方與下方磁極塊。每一磁極塊包含複數個狹窄、拉長的鐵磁棒，其長軸與各磁極塊的磁性方向平行對齊排列。磁棒最好由可導磁的合金，例如1008鋼、軟鐵或類似材料製成。各磁棒之間透過一不導電的介質，在橫向上彼此呈電絕緣，以限制在場總成之磁極表面的平面上產生的渦電流。1994年2月1日核發給 Sakurai等人的美國專利第5,283,544號揭示一使用於MRI的磁場產生裝置。該裝置包含一對磁極塊，該對磁極塊係由塊狀之磁極塊成員（由複數個非晶粒取向石夕鋼片製成薄片而形成）構成。雖然有以上之揭示内容所描述的進展，吾人對於製造改良之磁極塊的技藝仍有需求。這是因為這些磁極塊對於改進成像能力與MRI系統的品質乃是必要的。雖然非晶形金屬的磁性效能較非晶粒取向電鋼優越，但由於非晶形金屬的某些物理性質，及其所對應的製造限制，吾人始終認為它們不適合使用於塊狀磁性組件，例如 MRI系統的極面的磚片（tiles)。例如，非晶形金屬較非晶粒取向矽鋼薄且硬，結果將使製造工具及沖模磨損得更快。由此造成加工及製造成本增加，使得以此種技術製造塊狀非晶形金屬磁性組件在商業上不切實際。非晶形金屬很薄 __ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）也表示裝配組件内的薄片數目增加，更進一步地增加非晶形金屬磁性組件的總成本。非晶形金屬典型上是以寬度均勾之連續薄帶的形式供應。然而非晶形金屬為一極硬之材料，很難切割或成形，且一旦被退火而達到峰值磁性質，將變得非常脆。此點令使用傳統方法製造塊狀非晶形金屬磁性組件既困難又昂貴。非晶形金屬的脆性也可能令人關切塊狀磁性組件在諸如M RI系統之應用中的耐久性。塊狀非晶形金屬磁性組件的另一問題為：非晶形金屬材料受到物理應力時，其導磁率會降低。視非晶形金屬材料上的應力強度而定，導磁率的降低可能相當可觀。當塊狀非晶形金屬磁性組件受到應力時，鐵芯將磁通量導向或聚集的效率會降低。這樣會造成磁損耗較高、產生的熱量增加，以及功率降低。由於非晶形金屬的磁致伸縮性質，此種應力敏感性可能是由裝置操作時的磁力造成的應力、因為機械夾持或將塊狀非晶形金屬磁性組件固定於定位而產生的機械應力，或因為熱膨脹及/或由於非晶形金屬材料的磁飽和而產生的内部應力所引起。發明簡述本發明提供一低損耗的塊狀非晶形金屬磁性組件，其形狀為一多面體’且係由複數層鐵磁性非晶形金屬條所組成。本發明亦提供一種製造塊狀非晶形金屬磁性組件的方法。磁性組件可在從大約5 0赫茲到2 0，〇〇〇赫茲的頻率範圍内操作’且右與在相同頻率範圍内操作的碎-鋼磁性組件相 ____ _ 6 . 本紙張尺度適用巾國S家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) " — 521286 ______________B7 五、發明説明（4 ) 比，可呈現改良的效能特性。更特別言之，根據本發明製造，且在激發頻率”Γ，被激發至峰值感應強度㈣性組件，在罜溫時的鐵芯損耗將小於” L，，，其中乙是由公式^ =0.0074f (Bmax)13 + 0 〇〇〇282 fl.5 (Bmax)2.4給出，鐵芯損耗、激發頻率與峰值感應強度的測量單位分別為每公斤瓦特數、赫茲和特斯拉。磁性組件最好（i)在頻率大約6〇 Hz，通量密度大約ι·4特斯拉（τ)的狀沉下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於1瓦特；（ϋ)在頻率大約為1000 Hz，通量密度大約為丨〇 τ的狀況下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於i 2 瓦特，或（iii)在頻率大約為2〇,〇〇〇 Hz，通量密度大約為〇· 30 T的狀況下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於70瓦特。、在本發明的第一具體實施例中，一塊狀非晶形金屬磁性組件包含複數層形狀大致相似的非晶形金屬條，該複數層一同被製成薄片，而形成多面體形狀的部件。本發明亦提供一種製造塊狀非晶形金屬磁性組件的方法。在該方法的第一具體實施例中，非晶形金屬條材料被切割，而形成複數條具有預定長度，且被切割下來的鐵磁性非晶形金屬條。吾人將切割下來的條堆疊在一起，而形成由一堆疊狀鐵磁性非晶形金屬條材料製成的棒，並將其退火，以增強材料的磁性性質。吾人將退火過的堆疊狀棒反入裱氧樹脂内，並使其硬化。鐵磁性非晶形金屬材料的成分最好由配方Fe80BnSi9界定。本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) A7 B7

521286 五、發明説明（ 5 在該方法的第二具體實施例中，吾人以鐵磁性非晶形金屬條材料纏繞心軸，而形成一般而言為矩形的鐵芯，該鐵芯具有一般而言為弧形的角落。接著吾人將一般而言為矩形的鐵芯退火，以增強材料的磁性性質。然後吾人將鐵芯浸入環氧樹脂内，並使其硬化。接著吾人切割矩形鐵芯的短邊，以形成兩個具有預定之三維幾何形狀的磁性組件，邊幾何形狀與該鐵芯（一般而言為矩形）之短邊的大小與形狀相似。吾人從一般而言為矩形之鐵芯的長邊除去弧形角落，並切割一般而言為矩形之鐵芯的長邊，以形成複數個具有預足之二維幾何形狀的多面體磁性組件。非晶形金屬材料的成分最好由配方pe8()BliSi9界定。本發明也是針對根據上述方法製造的塊狀非晶形金屬组件。、根據本發明製造的塊狀非晶形金屬磁性組件特別適合高效能MRI系統；電視和影像系統；以及電子束和離子束系統中之極面磁鐵的非晶形金屬磚片使用。本發明提供的優點包括製造可以簡化、製造時間縮短、製造塊狀非晶形金屬組件時遭遇的應力（例如磁致伸縮）降低，以及完成之非晶开J金屬磁性組件的效能已最佳化。圈式簡述右參照以下對於本發明之較佳具體實施例的詳細說明及附圖知可更70整地解釋本發明，其進一步的優點亦將變得明顯，此處類似的參考號碼在所有圖中均代表類似的元件，且其中：

裝訂

、圈1A為根據本發明製造之塊狀非晶形金屬磁性組件的透视圖，其形狀一般而言為矩形的多面體；、国1 Β為根據本發明製造之塊狀非晶形金屬磁性組件的透视圖，其形狀一般而言為梯形的多面體；、«1C為根據本發明製造之塊狀非晶形金屬磁性組件的透視圖’其形狀為一具有面對面放置之拱形表面的多面體；圈2為-_磁性非晶形金屬條的侧視圖，此捲係放置為、根據本發明進行切割，並堆疊在一起；為-鐵磁性非晶形金屬條製成之棒的透㈣，顯示根 =發明’可產生複數個—般而言為梯形之件的切割線； =為-非晶形金屬條的透視圖，根據本發明，該金屬條 ……軸’而形成一般而言為矩形的鐵芯；以及圈5為一根據本發明而形成，一屬鐵芯的透視圖。 4 ㈣之非晶形金 1〇磁性組件 12 梹形表面 20 鐵磁性非晶形金屬條材料 22 鐵磁性非晶形金屬條材料 3〇捲 4 0 切割鋸片 50 棒 52 線 521286 A7 B7 五、發明説明（7 60 心轴 70 鐵芯 72 虛線 74 短邊 76 形角落 78a 長邊 78b 長邊較佳具II會施例之詳細描述本發明提供一般而言為多面體形狀的低損耗塊狀非晶形金屬組件。該塊狀非晶形金屬組件係根據本發明製造，具有各種幾何形狀，包括（但不限於）矩形、正方形和梯形角柱。此外，先前提到的任何幾何形狀均可能包含至少一個拱形表面，且最好包含兩個面對面放置的弧形表面，以形成一般而言為彎曲或拱形的塊狀非晶形金屬組件。再者，吾人可將完整的磁性裝置製造為根據本發明的塊狀非晶形金屬組件。這些裝置可能具有單一結構，或可能由複數件構成，該複數件共同構成完整的裝置。此外，裝置可能為一複合結構，完全由非晶形金屬部件組成，或由非晶形金屬部件與其他磁性材料的組合一同組成。一磁共振成像（MRI)裝置經常運用一磁極塊（亦稱為磁極面）做為磁場產生構件的一部分。如本技藝中為人所知（例如參閱美國專利第5,283,544號），此種磁場產生構件是用來提供一穩定磁場，以及一疊加上去的時變磁場梯度。為產生高品質、高解析度的MRI影像，穩定磁場在欲研究的整個樣 __-10-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）裝訂

521286 A7 B7 五、發明説明（8 ) 品體積内必須為均勻，且場梯度必須定義明確。使用適當的磁極塊可提高此均勻性。本發明的塊狀非晶形金屬磁性組件適合用於製造此種磁極面。 MRI或其他磁鐵系統的磁極塊被改造，俾使至少一個磁動力（mmf)源產生的磁通量以一預定方式成形及導向。該源可能含有已知的mmf產生構件，包括永久磁鐵及具有正常導電性繞組和超導性繞組的電磁鐵。每一磁極塊可能包含一件或多件此處所描述的塊狀非晶形金屬磁性組件。吾人希望磁極塊呈現良好的直流磁性性質，包括高導磁及高飽和通量密度。對於MRI系統中解析度的提高與操作通量密度更高的需要，對磁極塊施加了更進一步的要求，亦即磁極塊也必須有良好的交流磁性性質。更特別言之，時變梯度場在磁極塊中產生的鐵芯損耗必須降到最低。降低鐵芯損耗可以有利地改進磁場梯度的解析度，且使場梯度可以變化得更快，因此可以縮短成像時間，但不會犧牲影像品質。最早的磁極塊是由固態磁性材料（例如碳鋼或高純度鐵）製成，在此技藝中通常稱為Armco鐵（例如參閱美國專利第 4，672, 346號）。這些材料具有優越的直流性質，但在交流場中，因為巨觀的渦電流，它們的鐵芯損耗非常大。形成薄片狀傳統鋼材的磁極塊，可獲得一些改進，如美國專利第 5,283,544號所揭示。然而吾人對磁極塊的進一步改良仍有需求，此種磁極塊不僅呈現吾人需要的直流性質，也呈現大幅改善的交流性 __- 11 -_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 521286 A7 B7 五、發明説明（9 質；最重要的性質乃是鐵芯損耗較低。製造磁極塊時使用本發明的磁性組件’可提供高磁通量密度、高導磁性及低鐵芯損耗的必要條件組合。現在詳細參考圖式，圈1Α中顯示一塊狀非晶形金屬磁性組件1 0，具有一般而言為矩形的三維形狀。磁性組件丨〇是由複數層形狀大致相似的鐵磁性非晶形金屬條材料20所組成，该複數層*同被製成薄片’並予退火。圈1Β中所緣的磁性組件具有一般而言為梯形的三維形狀，且係由複數層形狀與尺寸大致相似的鐵磁性非晶形金屬條材料2 〇所組成，該複數層一同被製成薄片，並予退火。圈1C中所緣的磁性組件包含兩個面對面放置的拱形表面12。組件1〇是由複數層形狀大致相似的鐵磁性非晶形金屬條材料2 〇所製成，該複數層一同被製成薄片，並予退火。本發明的塊狀非晶形金屬磁性組件一般而言為一爾三維多面體，且一般而言可能為矩形、正方形或梯形角柱。此外，如圖1C所繪，組件10可能具有至少一個拱形表面12，一較佳具體實施例中備有兩個彼此面對面放置的拱形表面。根據本發明製造，且在激發頻率“f，，時被激發至峰值感應強度”的三維磁性組件，在室溫時的鐵芯損耗將小於 “L”，其中 L 是由公式 L = 0.0074 f (β_)ι.3 + 〇〇_82 fl 5 (Bmax)2 4給出，鐵芯損耗、激發頻率與峰值感應強度的測量單位分別為每公斤瓦特數、赫茲和特斯拉。在一較佳具體貫施例中，磁性組件最好（i)在頻率大約6〇 Hz，通量密度 f5i^(CNS) A4 規格(21GX297公爱)_ 五、發明説明（10 )

非曰曰形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於12瓦特，或（出) 爭公斤非晶形金屬材 ;(ii)在頻率大約為已下操作時，每公斤在頻率大約為2〇，_ Hz，通量密度大約為〇.3〇 τ的狀況下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於7〇瓦特。本發明之組件的鐵芯損耗降,，可有利地改善包含該組件之電氣裝置的效率。 σ 本發明又塊狀磁性組件的鐵芯損耗值低，使其特別適合組件會焚到高頻磁激發（例如在頻率至少]⑽Ηζ時發生的激發）的應用。傳統鋼材在高頻時固有的高鐵芯損耗使其不適合使用於需要高頻激發的裝置中。不論塊狀非晶形金屬組件的特殊幾何形狀如何，這些鐵芯損耗效能值均適用於本發明的各種具體實施例。本發明也提供一種製造塊狀非晶形金屬組件的方法。如圈2所示’吾人使用切割鋸片4()，將—鐵磁性非晶形金屬材料捲30切割成複數個具有相同形狀與尺寸的條2〇。這些條 20被堆s起來’以形成_堆#狀非晶形金屬條材料製成的棒50。棒50被退火，浸入環氧樹脂内，並使其硬化。棒5〇可沿著圈3所繪的線52切割，以產生複數個一般而言為三維㈣件’其形狀_般而言為矩形、正方形或梯形的角柱。此外，組件1〇可包含至少一個拱形表面12，如圈ic所示。在本發明之方法的第二具體實施例中，如圈4和5所示，吾人以單一鐵磁性非晶形金屬條22或一組鐵磁性非晶形金

521286 A7 B7 五、發明説明（u 屬條22纏繞一般而言為矩形的心軸6〇，而形成一般而言為矩形的纏繞鐵芯70。鐵芯70短邊的高度最好大約等於完成之塊狀非晶形金屬磁性組件1 〇所需的長度。鐵芯7 0被退火，浸入環氧樹脂内，並使其硬化。切割短邊74，並使弧形角落76與長邊78a和78b相連，可形成兩個組件10。從長邊7 8a和78b除去弧形角落76，並於虛線72指示的許多位置切割長邊78a和7 8b，可形成額外的磁性組件1〇。在圈5所示的範例中，塊狀非晶形金屬組件1〇的形狀一般而言為三維矩形，但本發明亦考慮其他的三維形狀，例如具有至少一個梯形或正方形面的形狀。吾人可使用各種切割技術，從一堆疊狀非晶形金屬條製成之棒50或纏繞的金屬條切割出本發明的塊狀非晶形金屬磁性組件1 〇。吾人可使用切割鋸片或切割輪，從棒5 〇或鐵心7 0切割出組件J 〇。另外，組件丨〇可使用放電加工法切割’或以噴射水柱切割。根據本發明之塊狀非晶形金屬磁性組件的製造特別適合在高效能MRI系統、電視或影像系統，以及電子束和離子束系統中使用之磁極面磁鐵的碑片。磁性組件的製造變得簡化，且製造時間縮短》以其他方式製造塊狀非晶形2屬組件時會遇到的應力變成最小。完成之組件的磁效能係為最佳化。本發明的塊狀非晶形金屬磁性組件1()可使用各種鐵磁性非晶形金屬合金製造。-般而言，適合使料組件1〇的人金係由配方M7q.85Y5.2qZq.2Q所界t下標為原子的百分比，本紙張尺度適财關家標準(CNS) A4規格(21GX2^i^ -14- 12 12521286 五、發明説明（其中”M”為鐵、鎳、鈷之中至少一種，”γ，，為硼、碳、磷之中至少-種，”Ζ”為石夕、錯、鍺之中至少一種；但附帶條件為⑴最多十（1 0)個原子百分比的，，Μ，，成分可由金屬元素鈦、釩、鉻、錳、銅 '锆、鈮、鉬、姮、銓、銀、金、鈀、鉑和鎢之中至少一種取代，（ii)最多十（10)個原子百分比的（Y + Z)成分可由非金屬元素銦、錫、銻和鉛取代，以及 (ii!)最多-⑴個原子百分比的(χ + γ + ζ)成分可為附帶雜質。此處使用的術語「非晶形金屬合金」是指基本上缺乏任何長距離秩序的金屬合金，且其特徵為χ-射線繞射強度極大值在定性上與液體或無機氧化物玻璃中所觀察到的相似。適合用來賞施本發明的合金，在組件的使用溫度時為鐵磁性。鐵磷性材料的溫度低於該材料的特徵溫度（一般稱為居里度）時，其組成原子的磁矩會呈現強力的遠距離孝禺合及空間對齊排列。在室溫下操作之裝置中使用的材料，其居里溫度最好為至少大約200〇c，若為至少大約^乂則更理想。若裝置所包含的材料具有適當的居里溫度，則該裝置可在其他溫度下操作，包括極低溫或高溫。如本技藝中為人所知，鐵磁性材料的特徵可進一步由其飽和磁感應或等效的飽和磁通量密度或磁化強度來描述。適β本發明使用的合金’其飽和磁感應最好為至少大約丨2 特斯拉（T) ’若其飽和磁感應為至少大約丨5 τ則更為理心β金的電阻率也很高，最好為至少大約1 〇〇 μ Ω - c m，若為至少大約130 μΩ-cm則最為理想。 521286 A7 B7 13 五、發明説明（適合用來實施本發明的非晶形金屬合金在商業上可以購得，其形式一般而言為連續薄條或帶，寬度高達2〇 em或更寬，厚度大約20 - 25 μιη。這些合金係以大致上為完全玻璃質的微結構形成的（例如至少8 〇%的材料體積具有非結晶形結構）。合金最好基本上由100%由具有非結晶形結構的材料構成。非結晶形結構的體積比例可由本技藝中已知的方法，例如X-射線、中子或電子繞射、穿透式電子顯微術、或微差掃描熱分析術來決定。若某合金的” Μ，，為鐵，’’Υ”為硼，且”ζ”為矽，則可用低成本達到最高的磁感應值。基於此一理由，由鐵_硼_矽合金組成的非晶形金屬條較為理想。更明確言之，合金中最好含有原子百分比至少 70的鐵、原子百分比至少5的硼，以及原子百分比至少5的石夕’但附帶條件為硼與矽之總含量的原子百分比至少為 1 5 °最理想的非晶形金屬條的，其成分主要含有原子百分比大約11的硼以及原子百分比大約9的矽，其餘部分為鐵及附τ雜質。此種金屬條的飽和磁感應大約為1 . 5 6 τ，電阻率大約為1 3 7 μ Ω - cm，是由Honeywell國際有限公司以 METLAS®合金2605SA-1的商品名稱銷售。指定使用於本發明之組件丨〇中的非晶形金屬條，可在一溫度下進行熱處理，且時間足以提供必要的增強，但不會改變該條大致上為完全玻璃質的微結構，而增進其磁性質。吾人可在熱處理的至少一部分時間内選擇性地施加一磁場’且最好至少在熱處理的冷卻部分。包含一電磁鐵（具有一個或多個極面磁鐵）的電磁鐵系統通 :丨一 -16 - 本紙張尺度適财國國家標準(CNS) A4規格(2ι〇χ29?公爱）

装訂

521286 A7 B7 五、發明説明（14 ) 常用來在電磁鐵的間隙產生一時變磁場。時變磁場可為一純交流場，亦即時間平均值為零的場。時變磁場可選擇性地具有-非零的時間平均值（傳統上稱為場的直流成分）。在電磁鐵系統中，至少有-個極面磁鐵係置於時變磁場中。結果’極面磁鐵额每-激發週期被磁化及去磁化。極面磁鐵内2時變磁場通量密度或磁感應@其中的鐵芯損耗而產生熱量。在極面係由複數個塊狀磁性組件組成的情況下，總知耗乃是鐵芯損耗和伴隨渦電流的損耗兩者的結果’各組件單獨置於相同的通量波形時會產生鐵芯損耗，渦電流則是在各組件之間提供電連通性的路徑中流通。塊狀非晶形磁性組件的磁化及去磁化，將比其他以鐵為基礎的磁性金屬更有效率。塊狀非晶形金屬組件使用為磁極磁鐵時，若與另一由鐵基磁性金屬製成的相當組件在同一磁感應及激發頻率下被磁化，則塊狀非晶形金屬組件產生的熱夏較少。再者，適合使用於本發明的鐵基非晶形金屬，其飽和磁感應遠大於其他低損耗的軟性磁性材料（例如 Permalloy，其飽和磁感應典型上為〇 6 一〇 9 τ)。因此塊狀非晶形金屬組件可設計為：若與其他由鐵基磁性金屬製成的磁性組件比較，丨）可在較低的操作溫度下操作；2)可在較问的磁感應下操作，以減少尺寸和重量；或3 )可在較高的激發頻率下操作，以減少尺寸和重量，或達到較高的信號解析度。美國專利第5，124,651號的教導認為··在含有拉長之鐵磁棒的磁極塊中，若置入不導電的材料，使這些棒彼此呈電 ____-17- 本紙張尺度適用中國國家標準⑴^^) A4規格(21〇x 297公釐） 521286

絕緣，則可降低磁極塊中的滿電流。本發明提供總損耗更進一步的大幅度降低，因為使用此處教導的材料和製造方法，可減少在個別組件中的損耗，此損耗乃是由於在以其他材料或製造方法製造的以往技藝組件中會呈現的損耗而產生。

裝訂

如本技藝中為人所知，當鐵磁性材料的磁化強度隨時間改變時’纟中發生的能量消耗乃是鐵芯損耗。給定磁性組件的鐵芯損耗一般而言係藉由週期性地激發組件而決定。吾人對組件施加一時變磁場，俾於其中產生相對應的磁感應或通量密度的時間變化。為了測量標準化的目的，通常會選擇使磁感應在頻率”f”時隨時間呈正弦變化，且具有峰值振幅”Bmax”的激發。然後使用已知的電氣量測儀器和技術來決定鐵芯損耗。傳統上將損耗報告為每單位質量或體積被激發磁性材料的瓦特數。在本技藝中，吾人知道損耗隨f和Bmax單調增加。大部分用於測試柔軟磁性材料（使用於極面磁鐵的組件中）之鐵芯損耗的標準實驗程序（例如 ASTM標準A912-93和A927 (A927-M94))需要將此種材料的樣品置於一大致上為閉合的磁迴路中，亦即閉合的磁通量線完全包含於樣品體積内的配置。另一方面，運用於諸如極面磁鐵之組件的磁性材料係置於開放磁迴路中，亦即磁通量線必須穿越空氣間隙的配置。由於邊緣場效應與磁場的不均勻性，在開放磁迴路中測試的給定材料通常會呈現較高的鐵芯損耗，亦即每單位質量或體積的瓦特數較閉合磁迴路之測量值高。即使在一開放磁迴路配置中，本發明

521286 A7 B7 五、發明説明（i6 ) 的塊狀磁性組件在一寬廣的通量密度和頻率範圍内亦有利地呈現低鐵芯損耗。在不受任何理論約束的情況下，吾人相信本發明之低損耗塊狀非晶形金屬組件的總鐵芯損耗是由磁滯損耗與渦電流損耗所組成。這兩部份的損耗均為峰值磁感應Bmax與激發頻率f的函數。每一部份的大小更進一步與外在因素有關’包括組件的製造方法及組件中使用之材料的熱學—力子史以往技藝對於非晶形金屬中之鐵芯損耗的分析（例如參閱 G· E· Fish，J· Appl· Phys· 57, 3569 (1985)和 G. E. Fish等人’ J· Appl· Phys. 64, 5370 (1998))—般而言侷限於從閉合磁迴路中的材料獲得的資料。在這些分析中所見的低磁滯損耗與滿電流損耗，部分是被非晶形金屬的高電阻率所驅動。本發明之塊狀磁性組件每單位質量的總鐵芯損耗 L(Bmax，f)可能本質上是由具有下列形式的函數所定義： L(Bmax,f) = Cl f (Bmax)n + c2 fq (Bmax)m 其中係數c !和c 2及指數n、m和q均必須以實驗決定，目前並沒有已知可以精確決定這些值的理論。使用此一公式，可決定本發明在任何需要的操作磁感應和激發頻率時的總鐵芯損耗。一般而言，吾人發現在塊狀磁性組件的特殊幾何形狀中，磁場的空間分佈並非均勻。在本技藝中，吾人已知有限元素模型法可提供峰值通量密度之空間與時間變化的估計值，此估計值密切近似在實際的塊狀磁性組件中測量到的通量密度分佈。若使用可給出「一已知材料在空本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(2ι〇χ297公釐)

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線 521286 A7 B7 五、發明説明（17 ) 間分佈為均勾的通量密度下的磁性鐵芯損耗」的適當實驗公式做為輸入，這些技術可讓吾人能夠以合理的準確度預測已知組件在其操作配置下對應的實際鐵芯損耗。本發明之磁性組件的鐵芯損耗可使用本技藝中已知的各種方法進行測量。一特別適合測量本組件的方法包括形成一含有本發明之磁性組件和一通量閉合結構構件的磁迴路。該磁迴路可選擇性地包含複數個本發明的磁性組件和一通量閉合結構構件。通量閉合結構構件最好由具備高導磁率的柔軟磁性材料製成，且其飽和通量密度至少等於欲測試組件時的通量密度。柔軟磁性材料的飽和通量密度最好至少等於組件的飽和通量密度。通量方向（組件將沿著此方向進行測試）一般而言會界定出組件中彼此相對的第一和第二表面。通量線一般而言是以與第一相對表面垂直的方向進入組件。通量線一般而言會沿著非晶形金屬條的平面行進。通量閉合結構構件一般而言包含一通量閉合磁性組件，此組件最好根據本發明製造，但亦可以本技藝中已知的其他方法和材料製造。通量閉合磁性組件也有彼此相對的第一和第二表面，通量線一般而言沿著垂直各平面的方向進入或穿出這些表面。通量閉合磁性組件之相對表面的大小與形狀，大致上與實際測試期間和該通量閉合磁性組件配對之磁性組件的各表面相同。通量閉合磁性組件係以配對關係放置，其第一表面與第二表面緊密貼近，且大致上分別貼近本發明之磁性組件的第一和第二表面。吾人在圍繞本發明之磁性組件或通量閉合磁性組件的第一繞組中

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線 -20-

521286 A7 B7 五、發明説明（18 通電流’而施加磁動力。所造成的通量密度可利用法拉第定律，從圍繞欲測試之磁性組件的第二繞組内感應的電壓來決定。施加的磁場可利用安培定律，從磁動力決定。然後吾人以傳統方法，從施加的磁場及造成的通量密度計算鐵芯損耗。參閱圈5，其中顯示一組件丨〇，其鐵芯損耗可立即由以下所描述的試驗方法決定。鐵芯的長邊7 8 b被指定為進行鐵芯損耗試驗的磁性組件1 〇。鐵芯7 〇的其餘部份的功用為通量閉合結構構件，通常為C形，且包含四個一般而言為弧形的角落76、短邊74和長邊78a。分隔弧形角落76、短邊74和長邊78a的每一切割面72均非必要。最好只進行將長邊78b 與鐵芯70的其餘部份分隔開的切割。切割鐵芯7〇，以除去長邊78b而形成的切割表面界定了磁性組件的相對表面，以及通量閉合磁性組件的相對表面。^進行試驗，長邊78b的表面緊密貼近切割面界定的對應表面，且與其平行。長邊 78b的表面’其大小與形狀大致上與通量閉合磁性組件相同。有兩個銅線繞組（未顯示）圍繞長邊78b。吾人在第一繞組中通過適當大小的交流電，以提供在所f頻率與學值^ 量密度下激發長邊78b的磁動力。長邊m與通量閉合磁性組件内的通量線-般而言係在條22的平面内，且其指向係沿著周I第二繞組中感應的電壓，指示長邊川内有隨時間變化的通量密度。吾人從測量到的兩 jI判扪弘壓和電流值，以傳統的電子構件決定鐵芯損耗。吾人提供以下範例，俾更完整地描述本發明。為說明本

521286 A7 B7 五、發明説明（19 ) 發明之原理與實施而提出的特定技術、條件、材料、比例與所報告的資料乃是示範性的，且不應視為限制本發明的範圍。範例1 非晶形金屬矩形角柱的製備與電磁測試吾人以大約60 mm寬、0.022 mm厚的FesoBuSig鐵磁性非晶形金屬帶纏繞尺寸大約為25 mm X 9 0 mm的心轴或捲筒。心軸或捲筒上大約纏繞了 800圈鐵磁性非晶形金屬帶，結果產生一矩形鐵芯形式，其内尺寸大約25 mmx 9 0 mm，建造厚度大約20 mm。鐵芯/捲筒總成在一氮氣環境中退火。退火程序包括：1)將總成加熱至365°C ; 2)將溫度維持於大約365°C大約2小時；以及3)將總成冷卻至室溫。吾人從鐵芯/捲筒總成中取出矩形的纏繞非晶形金屬鐵芯。鐵芯在真空中浸入環氧樹脂溶液内。捲筒被更換掉，重新製造，且浸潰環氧樹脂的鐵芯/總筒總成在120。C下硬化大約 4.5小時。完全硬化時，吾人再度從鐵芯/捲筒總成中取出鐵芯。所產生被環氧樹脂黏合的矩形纏繞非晶形金屬鐵芯大約重2100 g。吾人以1.5 mm厚的切割鋸片，從被環氧樹脂黏合的非晶形金屬鐵芯切割下一 60 mm長、40 mm寬、20 mm厚（大約 800層）的矩形角柱。矩形角柱的切割表面及鐵芯的其餘部份在一硝酸/水溶液内触刻，然後在氫氧化按/水溶液内清潔。鐵芯的其餘部份在一硝酸/水溶液内姓刻，然後在氫氧化铵/ 水溶液内清潔。然後矩形角柱與鐵芯的其餘部份將重新組 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝訂

521286 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 合為一完整、切開的鐵芯形式。初級與次級電繞組固定於鐵芯的其餘部份。切開的鐵芯形式在60 Hz、1，〇〇〇 Hz、 5,000 Hz和20,000 Hz下進行電試驗，並與其他鐵磁性材料在類似測試條件設定下的目錄值比較（National-Arnold Magnetics，17030, Muskrate Avenue, Adelanto, CA 92301 (1995))。結果匯編於以下的表1、2、3、4。表1 60 Hz時的鐵芯損耗（W/kg) 材料通量非晶形結晶形結晶形結晶形結晶形密度 F esoB 11S19 Fe-3%Si Fe-3%Si Fe-3%Si Fe-3%Si (22 um、 (25 μπι) (50 μχη) (175 μπι) (275 μπι) National-Amold National-Amold National-Amold National-Amold Magnetics Magnetics Magnetics Magnetics Silectron Silectron Silectron Silectron 0.3 T 0.10 0.2 0.1 0.1 0.06 0.7 T 0.33 0.9 0.5 0.4 0.3 0.8 T 1.2 0.7 0.6 0.4 1.0T 1.9 1.0 0.8 0.6 1.1 T 0.59 1.2T 2.6 1.5 U 0.8 1.3 T 0.75 1.4 T 0.85 3.3 1.9 1.5 1.1 ____ -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X297公釐） 521286 A7 B7 五、發明説明（21 ) 表2 1，000 Hz時的鐵芯損耗（W/kg)

裝表3 5,000 Hz時的鐵芯損耗（W/kg) 材料通量密度非晶形 Fe8〇BiiSi9 (22 μπι) 結晶形 Fe-3%Si (25 μιη) 結晶形 Fe-3%Si (50 μιη) 結晶形 Fe-3%Si (175 μιη) National-Arnold Magnetics Silectron National-Arnold Magnetics Silectron National-Arnold Magnetics Silectron 0.04 T 0.25 0.33 0.33 1.3 0.06 T 0.52 0.83 0.80 2.5 0.08 Τ 0.88 1.4 1.7 4.4 0.10Τ 1.35 2.2 2.1 6.6 0.20 Τ 5 8.8 8.6 24 0.30 Τ 10 18.7 18.7 48 訂

材料通量密度非晶形 Fe8〇BnSi9 (22 μιη) 結晶形 Fe-3%Si (25 μιη) 結晶形 Fe-3%Si (50 μιη) 結晶形 Fe-3%Si (175 μιη) 結晶形 Fe-3°/〇Si (275 μιη) National-Arnold Magnetics Silectron National- Amold Magnetics Silectron National- Arnold Magnetics Silectron National-Arnold Magnetics Silectron 0.3 T 1.92 2.4 2.0 3.4 5.0 0.5 T 4.27 6.6 5.5 8.8 12 0.7 T 6.94 13 9.0 18 24 0.8 T 9.92 20 17 28 41 1.0 T 11.51 24 20 31 46 1.1 T 13.46 1.2 T 15.77 33 28 1.3 T 17.53 1.4 T 19.67 44 35 -24- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 521286 A7 B7 五、發明説明（22 ) 表4 20,000 Hz時的鐵芯損耗（W/kg) 材料通量密度非晶形 Fe8〇BnSi9 (22 μπι) 結晶形 Fe-3°/〇Si (25 μπι) 結晶形 Fe-3%Si (50 μπι) 結晶形 Fe-3%Si (175 μιη) National-Arnold Magnetics Silectron National-Amold Magnetics Silectron National-Amold Magnetics Silectron 0.04 T 1.8 2.4 2.8 16 0.06 T 3.7 5.5 7.0 33 0.08 T 6.1 9.9 12 53 0.10T 9.2 15 20 88 0.20 T 35 57 82 0.30 T 70 130 如表3、4中的資料所示，激發頻率為5,000 Hz或更高時，鐵芯損耗特別低。因此，本發明的磁性組件特別適合使用於磁極面磁鐵。範例2 非晶形金屬梯形角柱的製備吾人將大約4 8 mm寬和0.022 mm厚的F e 8 〇 B丨丨S i 9鐵磁性非晶形金屬帶切割成大約300 mm的長度。大約有3，800層切割下來的鐵磁性非晶形金屬帶被堆疊起來，形成大約4 8 mm寬和300 mm長的棒，建造厚度大約96 mm。該棒在一氮氣環境中退火。退火程序包括：1)將該棒加熱至365。C ; 2) 將溫度維持於大約365° C大約2小時；以及3 )將該棒冷卻至室溫。該棒在真空中浸入環氧樹脂溶液内，並於120°C下硬化大約4.5小時。所產生被環氧樹脂黏合的堆疊狀非晶形金屬棒大約重9000 g。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 521286 A7 B7 五、發明説明（23 ) 吾人以1.5 mm厚的切割蘇片，從被環氧樹脂黏合的堆疊狀非晶形金屬棒切割下一梯形角柱。角柱之梯形表面的底為52 mm和62 mm，高度為48 mm。梯形角柱的厚度為96 mm (3,800層）。梯形角柱的切割表面及鐵芯的其餘部份在一硝酸/水溶液内姓刻，然後在氫氧化兹1 /水溶液内清潔。梯形角柱在1000 Hz被激發至1.0 T的峰值感應強度時，其鐵芯損耗低於11.5 W/kg。範例3 具有孤形橫截面之多邊形塊狀非晶形金屬组件的製備吾人將大約50 mm寬和0.022 mm厚的Fe8〇BnSi9鐵磁性非晶形金屬帶切割成大約300 mm的長度。大約有3,800層切割下來的鐵磁性非晶形金屬帶被堆疊起來，形成大約5 0 mm寬和 3 0 0 mm長的棒’建造厚度大約9 6 mm。該棒在一氮氣環境中退火。退火程序包括：1)將該棒加熱至365°C ; 2)將溫度維持於大約365。(：大約2小時；以及3)將該棒冷卻至室溫。該棒在真空中浸入環氧樹脂溶液内，並於120。C下硬化大約 4.5小時。所產生被環氧樹脂黏合的堆疊狀非晶形金屬棒大約重9200 g。吾人使用放電機器加供工技術切割被環氧樹脂黏合的堆疊狀非晶形金屬棒，以形成一三維的弧形塊。該塊的外直徑大約96 mm。該塊的内直徑大約13 mm。孤長大約為9 0。。該塊的厚度大約為96 mm。吾人以大約20 mm寬、0.022 mm厚的Fe8〇BnSi9鐵磁性非晶形金屬帶纏繞外直徑大約19 mm的圓形心軸或捲筒。心軸或 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 裝訂

521286 A7 B7 五、發明説明（24 捲筒上大約纏繞了 ^00圈鐵磁性非晶形金屬帶，結果產生一圓形鐵芯形式，内直徑大约19 mm，外直徑大約48 mm。鐵芯的建造厚度大約20 mm。鐵芯在一氮氣環境中退火。退火程序包括：1)將鐵芯加熱至365aC ; 2)將溫度維持於大約 365〇C大約2小時；以及3)將鐵芯冷卻至室溫。鐵芯在真空中浸入裱氧樹脂溶液内，並於12〇。c下硬化大約4 5小時。所產生被環氧樹脂黏合的纏繞非晶形金屬鐵芯大約重7丨名。吾人使用噴射水柱，將被環氧樹脂黏合的纏繞非晶形金屬鐵芯切割成半圓形的三維形狀物體。半圓形物體的内直徑^約19mm，外直徑大約48mm，厚度大約2〇mm。夕面體的切割表面與具有弧形橫截面的塊狀非晶形金屬組件在一硝酸/水溶液内蝕刻，然後在氫氧化銨/水溶液内清潔。每個多面體塊狀非晶形金屬組件在1〇〇〇 Hz被激發至J 〇 T的锋值感應強度時，其鐵芯損耗低於旧w/kg。範例4 五低損耗塊狀非晶形金屬組件的高頻行為、口人使用傳統的非線性迴歸方法分析以上範例丨中所取的鐵芯損耗資料。吾人確定：由Fe8〇B"si9非晶形金屬帶组成《低損耗塊狀非晶形金屬組件的鐵芯損耗，基本上可由具有以下形式〇 + C2 Γ (Bmax) 的：數來定義。，吾人選擇係數以及指數…和c 、田值以界疋塊狀非晶形金屬組件的磁性損耗的上陌

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線 521286 A7 _______Β7 五、發明説明（25 ) 表5列舉範例1的組件測得的損耗，以及上述公式預測的損耗，其測量單位均為每公斤瓦特數。吾人使用係數c ^ = 0.0074 和 c2 = 〇·000282，以及指數 ^ = 1 3，m = 2 4*q = 1.5。範例1的塊狀非晶形金屬組件測得的損耗比公式預測的對應損耗低。表5 點 Bmax (特斯拉）頻率 (Hz) 測量到的鐵芯損耗 (W/kg) 預測的鐵芯損耗 CW/k〇) 1 0.3 60 0.1 ----\ y ▼ / _ 0.10 2 0.7 60 0.33 0.33 3 1.1 60 0.59 0.67 4 1.3 60 0.75 0.87 5 1.4 60 0.85 0.98 6 0.3 1000 J 1.92 2.04 7 0.5 1000 4.27 4.69 8 0.7 1000 6.94 8.44 9 0.9 1000 9.92 13.38 10 1 1000 11.51 16.32 11 1.1 1000 13.46 19.59 12 1.2 1000 15.77 23.19 13 1.3 1000 17.53 27.15 14 1.4 1000 J 19.67 31.46 15 0.04 5000 0.25 — 0.61 16 0.06 5000 0.52 1.07 17 0.08 5000 0.88 1.62 18 0.1 5000 J 1.35 2.25 19 0.2 5000 5 6.66 20 0.3 5000 ] 10 13.28 21 0.04 20000 」 1.8 2.61 22 0.06 20000~~" 3.7 4.75 23 0.08 20000 6.1 7.41 24 0.1 20000 j 9.2 10.59 25 0.2 20000 35 35.02 26 0.3 20000 70 75.29 如此以相當完整的細節描述本發明後，吾人將瞭解此種 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 521286 A7 B7 五、發明説明（26 ) 細節並不需要嚴格遵守，且熟悉本技藝之人士可能會想到各種變化與修改，這些都落在如最後附加的申請專利範圍所定義的本發明之範圍内。 -29- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

Claims

521286 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 1 · 一種低拍耗塊狀非晶形金屬磁性組件，包含複數層形狀大致相似的鐵磁性非晶形金屬條，該複數層一同被製成薄片，而形成多面體形狀的部件，其中該低損耗塊狀非晶形金屬磁性組件在激發頻率” f”下被操作至峰值磁感應強度Bmax時，其鐵芯損耗小於”L，，，其中L是由公式 0.0074 f (Bmax)13 + 0.000282 f1.5 (Bmax)2 4 給出，該鐵芯損耗、該激發頻率與該峰值感應強度的測量單位分別為每公斤瓦特數（Watts)、赫茲和特斯拉（Teslas)。 2.如申請專利範圍第1項之塊狀非晶形金屬磁性組件，每一該鐵磁性非晶型金屬條的成分主要由以下配方所界定·· M7〇-85Y5-2〇z0-2〇，下標為原子百分比，其中，，M，，為鐵、鎳、鈷之中至少一種，，，γ”為硼、碳、磷之中至少一種，Ζ，為石夕、鋁、錯之中至少一種；但附帶條件為 (i)最多10個原子百分比的” Μ”成分可由金屬元素鈦、釩、鉻、錳、銅、锆 '鈮、鉬、鋰、銓、銀、金、鈀、鉑和鎢之中至少一種取代，（ii)最多1〇個原子百分比的 (Y + Z)成分可由非金屬元素銦、錫、銻和錯取代，以及 (iii)最多一（1)個原子百分比的（χ + γ + ζ)成分可為附帶雜質。 f 3·如申請專利範圍第2項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中每一該鐵磁性非晶形金屬條的成分含有至少7〇原子百分比的鐵，至少5原子百分比的硼，以及至少5原子百分比的矽，但附帶條件為硼與矽之總含量的原子百分比至少為1 5。刀 -30-

心丄286

4·如申請專利範園第3項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中每一該鐵磁性非晶形金屬條的成分主要是由配方 Fe8〇BuSi9 所界定。 5·如申請專利範圍第！項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中该組件的形狀為一三維多面體，且具有至少一矩形橫截面。 6·如申請專利範圍第丨項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中孩組件的形狀為一三維多面體，且具有至少一梯形橫截面。 7.如申請專利範圍第丨項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中邊組件的形狀為一三維多面體，且具有至少一正方形 k截面。 8·如申請專利範圍第丨項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該組件含有至少一拱形表面。 9·如申請專利範圍第丨項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該磁性組件在頻率大約60 Hz，且通量密度大約14 τ 的狀況下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於1瓦特。 10.如申請專利範圍第丨項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該磁性組件在頻率大約UOOHz，且通量密度大約 10 τ的狀況下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於12瓦特。 U.如申請專利範圍第1項之塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該磁性組件在頻率大約20,〇〇〇 Hz，且通量密度大約 -31 _ 本紙張尺度適财目a家料(CNS) α·^(21()Χ297公董) -:------ 521286 A BCD 、申請專利範圍請τ的狀況下操作時，每公斤非晶形金屬材料的鐵芯損耗小於或大約等於7 0瓦特。 ^ 12·種製造塊狀非晶形金屬磁性組件組件的方法，列步驟： ϋ下 (a) 切割鐵磁性非晶形金屬，以形成複數個具有預定長度的切割條； (b) 將孩切割條疊在一起，以形成一堆疊式鐵磁性非晶形金屬條材料條； (c) 將該堆疊狀棒退火； (d) 將該堆疊狀棒浸入環氧樹脂内，並使其硬化；以及 (e) 將該堆疊狀棒切割為適當長度，以提供複數個具有預足之二維幾何形狀的多面體磁性組件。 1 *"·如申請專利範圍第1 2項之製造塊狀非晶形金屬磁性组件的方法，其中該步騾（a)包含使用切割鎢片、切割輪、噴射水柱或一放電加工機器切割鐵磁性非晶形金屬條材料。 1 4.如申請專利範圍第1 2項之方法製造的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該低損耗塊狀非晶形金屬磁性組件在激發頻率「f」下被激發至峰值磁感應強度Bmax時，其鐵芯損耗小於「L」，其中L是由公式L = 0.0074 f (Bmax)13 + 0.000282 f1.5 (Bmax)2·4給出，該鐵芯損耗、該激發頻率與該峰值感應強度的測量單位分別為每公斤瓦特數、赫兹和特斯拉。 15·如申請專利範圍第14項的塊狀非晶形金屬磁性組件， -32- 本紙張尺度相中® S家標準(CNS) A4規格(210X297公爱)

I 丁六、申請專利範圍其中每一該切割條.的成分主要由以下配方所界定：M7Q. 85 Υ5·2〇Ζ〇·2〇，下標為原子百分比，其中”Μ”為鐵、鎳、鈷之中至少一種，” Υ”為硼、碳、磷之中至少一種，’’Ζ”為矽、鋁、鍺之中至少一種；但附帶條件為⑴ 最多10個原子百分比的，，Μ”成分可由金屬元素鈦、釩、鉻、錳、銅、錘、鈮、鉬、鉅、銓、銀、金、鈀、銷和鎢之中至少一種取代，（ii)最多10個原子百分比的 (Y + Z)成分可由非金屬元素銦、錫、銻和錯取代，以及 (ill)最多一（1)個原子百分比的（X + Y + Z)成分可為附帶雜質。如申請專利範圍第15項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中每一該切割條的成分含有原子百分比至少7 0的鐵，原子百分比至少5的硼，以及原子百分比至少5的石夕，但附帶條件為硼與矽之總含量的原子百分比至少為 15 〇 17·如申請專利範圍第16項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中每一該切割條的成分主要是由配方FesoBnSig所界定' 18·如申請專利範圍第15項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該組件的形狀為一三維多面體，且具有至少一矩形横截面。 19·如申請專利範圍第17項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該組件的形狀為一三維多面體，且具有至少一梯形橫截面。 -33- 本紙張；^^^國家標準(CNS)八4規格 X 297公釐)

20.如申請專利範圍第· 14項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該組件的形狀為一三維多面體，且具有至少一正方形橫截面。 21·如申請專利範圍第14項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該組件含有至少一拱形表面。 2 ·種製造塊狀非晶形金屬磁性組件組件的方法，包含下列步騾： (a) 以鐵磁性非晶形金屬條材料纏繞心軸，而形成一般而言為矩形的鐵芯，該鐵芯具有一般而言為弧形的角落； (b) 將該矩形纏繞鐵芯退火； (Ο將該矩形纏繞鐵芯浸入環氧樹脂内，並使其硬化； (d) 切割該一般而言為矩形之鐵芯的短邊，以形成兩個具有預定之三維幾何形狀的多面體形狀磁性組件，該幾何形狀與該鐵芯（一般而言為矩形）之短邊的大小與形狀相似； (e) 從該一般而言為矩形之鐵芯的長邊除去弧形角落；以及 (f) 切割該一般而言為矩形之鐵芯的長邊，以形成複數個具有預定之三維幾何形狀的多面體磁性組件。 2 3 ·如申請專利範圍第2 2項之製造塊狀非晶形金屬磁性組件的方法，其中該步驟（d)和（f)至少其中之一包含使用切割鋸片、切割輪、噴射水柱或一放電加工機器切割鐵磁性非晶形金屬條材料。 :297公釐） -34

2 4 如申清專利範圍第· 2 2項之方法製造的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中該低損耗塊狀非晶形金屬磁性組件在激發頻率「f」下被激發至峰值磁感應強度Bmax時，其鐵心知耗小於「L」，其中L是由公式l = 〇〇〇74 f (Bmax)1·3 + 0·000282 f1·5 (Bmax)2·4 給出，該鐵芯損耗、该激發頻率與該峰值感應強度的測量單位分別為每公斤瓦特數、赫茲和特斯拉。 5·如申清專利範圍第24項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中孩鐵磁性非晶型金屬條材料的成分主要由以下配方所界定· ，下標為原子百分比，其中其中M”為鐵、鎳、姑之中至少一種，” γ，，為硼、碳、磷之中至少一種，”Z”為矽、鋁、鍺之中至少一種；但附贡條件為（i)最多10個原子百分比的” M”成分可由金屬元素欽、飢、路、短、銅、鍺、說、鉬、起、給、銀、金、鈀、鉑和鎢之中至少一種取代，（Η)最多1〇個原子百分比的（Y + Z)成分可由非金屬元素銦、錫、銻和鉛取代’以及（iii)最多一（1)個原子百分比的（X + Y+ Z)成分可為附帶雜質。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中孩鐵磁性非晶型金屬條材料的成分含有原子百分比至少7 0的鐵，原子百分比至少5的硼，以及原子百分比至少5的矽，但附帶條件為硼與矽之總含量的原子百分比至少為1 5。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項的塊狀非晶形金屬磁性組件， -35- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) A8 B8

的成分主要是由配方其中該鐵磁性非晶型金屬條材料 PewBuSig所界定。 28·=請專利範圍$ 24項的塊狀非晶形金屬磁性組件，〃中该預足的三維幾何形狀—般而言為矩形。 &如中請㈣範圍帛24項的塊狀非晶形金屬磁性組件，其中该預定的三維幾何形狀一般而言為正方形。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 申請曰期案號類別 ( 以上久如屯士広说上、/ A4 C4 91. Ι〇·2Β 中文說明書修正本(91年10月） Γ月、$!名稱發明創作人三、申請人專利説明書 521286 塊狀非晶形金屬磁性組件

中文英文姓名國籍住、居所姓名 (名稱）國籍 BULK AMORPHOUS metal magnetic component L尼可拉斯j.戴克瑞多夫羅NICHOLAS J. DECRISTOFARO 2. ，尹 E.費雪 GORDON E· FISH 3. 彼得J·史塔馬蒂斯pETER j stAMATIS 均美國US 1·，國纽澤西州嘉森市林寇路33號 2·#國紐澤西州優伯蒙克爾市勞瑞尼路1〇3號 3 ·美國紐澤西州摩里斯鎮華盛頓路1〇7號美商哈尼威爾國際公司 HONEYWELL INTERNATIONAL INC. 美國US 美國紐澤西州摩里斯鎮哥倫比亞路101號羅傑H.克里斯 ROGER H. CRISS 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）裝訂線