TWI307517B - Magnetic core and product using the same - Google Patents

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TWI307517B
TWI307517B TW095110638A TW95110638A TWI307517B TW I307517 B TWI307517 B TW I307517B TW 095110638 A TW095110638 A TW 095110638A TW 95110638 A TW95110638 A TW 95110638A TW I307517 B TWI307517 B TW I307517B
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Yuichi Ogawa
Masamu Naoe
Yoshihito Yoshizawa
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Hitachi Metals Ltd
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Description

1307517 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關於以低噪音化爲主要目的之使用F e基非 晶質合金薄帶之磁心，可以利用在馬達、變壓器、阻流線 圈、發電機、感測器等之應用物品。 【先前技術】
Fe基非晶質合金薄帶具有優良之軟磁特性，特別是由 於鐵損低，作爲變壓器、馬達、阻流線圈、感測器等之磁 ®心材料受到重視，各種之磁心和零件，裝置已被實用化。 特別是在Fe基非晶質合金薄帶中，廣泛地使相對之飽和磁 通密度Bs變高，熱穩定性優良之FeSiB系非晶質薄帶。但 是，當與矽鋼板比較時，因爲B s低，故而產生磁心變大和 從磁心產生之噪音變大的問題。在Fe基非晶質合金薄帶中 ，提高Bs之方法，是實施：增加擔任磁化推手之Fe之量 、利用Sn、S等之添加物用來抑制由於增加Fe量造成之熱 穩定性之降低、及添加C和添加C、P等來進行。在日本 ®專利特開平5 - 1 40703號公報中，利用構成FeSiBCSn之組 成，經由添加Sn用來提高高Fe量區域之非晶質形成能’ 藉以進行高Bs化。另外，在日本專利特開2002-285304號 公報中，利用構成FeSiBCP之組成’在Fe' Si、B、C之 受限制之組成範圍，添加P用來大幅地提高F e含有量’藉 以進行高B s化。另一方面’減低噪音用之低磁畸變化’因 爲Fe基非晶質合金薄帶之飽和磁畸變具有與Bs之大致平 方成正比例之關係，所以不能實現高B s而且低磁畸變之F e 1307517 基非晶質合金薄帶。因此噪音會成爲問題之磁心和使用該 磁心之應用物品使用B s較小之低磁畸變非晶質合金薄帶 或奈米結晶合金薄帶。 [專利文獻1]日本專利特開平5-140703號公報（（0008) 〜（0010)，第1圖） [專利文獻2]日本專利特開2002-285304號公報（（0010 〜（0016)，表 1) 【發明內容】 (發明所欲解決之問題） 如上述先前技術之高Bs之Fe基非晶質合金薄帶所構 成之磁心，其飽和磁畸變變大、噪音增加。因此不能實現 可以同時滿足高B s和低噪音之磁心。因此本發明之目的是 提供可以同時滿足高Bs化和大小型低噪音化之使用有Fe 基非晶質合金薄帶之磁心，及使用有該磁心之應用物品。 (解決問題之手段） 在本發明中爲了利用高B s化來實現磁心之小型化和 低噪音化，而對影響噪音之原因進行檢討，發現Fe基非晶 質合金薄帶之方形性，與以該F e基非晶質合金薄帶作爲磁 心時之噪音具有密切之關係，和進行合金和表面附近之組 成和偏析等之最佳化，及表面狀態之改善，可以更進一步 地提高方形性，可以獲得使用先前技術不能達成之低噪音 效果之F e基非晶質合金薄帶之磁心，經由上述之發現產生 本發明。 本發明之磁心是使用有Fe基非晶質合金薄帶之磁心
1307517 ，其特徵在於使該F e基非晶質合金薄帶之飽和磁通密度 Bs成爲1.60T以上’而且磁心之外部磁場爲80A/m時之磁 通密度B8G和Bs之比B8〇/Bs成爲0.90以上。 經由使用該方形性良好之Fe基非晶質合金薄帶作爲 磁心，可以獲得磁通密度爲1 ·4Τ，頻率50Hz之鐵損wm/5〇 成爲0.2 8 W/kg以下之磁心，另外，可以製造磁通密度爲 1.4T、頻率 50Hz、平均磁路長度 Lmm之噪音位準成爲 2〇xlog[(L2xl(T9 + 2xlO_5)/(2xl{r6)]dB 以下之先前技術不能 ®達成之低噪音之製品。在此處之平均磁路長度Lmm是指磁 心之厚度之中心部之周長。例如，磁心爲正圓形狀1平均 直徑（（外徑+內徑）—2)爲R時，成爲L = tiR。該噪音位準之 式是測定本發明和比較例之平均磁路長度與噪音位準之關 係，以近似式表示其境界。 磁心之F e基非晶質合金薄帶 '係使用合金組成爲以 1\3丨1^。<：(1(1[是？6，或包含？6和對？6爲10%以下之（：〇' Ni之至少一種之元素）表示者，最好使用原子％爲76 Sa< • 8 4 %、0 < b S 1 2 %、8 S c S 1 8 %、0.0 1 $ d S 3 %，和不可避免 之雜質構成之高BS材料。Fe基非晶質合金薄帶之厚度使 用5μιη至ΙΟΟμιη者。厚度爲5μιη以下時製造困難，且對表 面之影響變大，不能使特性均一。當厚度超過1〇〇 μιη時， 會產生表面結晶化，使特性容易劣化。 更高BS材料且高方形性之合金組成，最好使用Fe量 爲 81$aS83、Si 量爲 0<b$5、B 量爲 l〇$cS18、C 量 爲0.2 S dS 3之Fe基非晶質合金薄帶。該合金組成範圍在 1307517 該組成fe圍中方形性特尚。利用此種方式可使F e基非晶質 合金薄帶之B s，與磁心之外部磁場8 0 A / m之磁通密度B 8 〇 之比B8〇/Bs成爲0.93以上。 限定組成之理由敘述如下。下面只以％表示者爲原子％。 當Fe量a少於76%時，作爲鐵心材料不能獲得充分之 B s，會使磁心大型化所以不好。另外在8 4 %以上時，熱穩 定性降低’所以不能製造穩定之非晶質合金薄帶。要獲得 高B s時最好使a成爲8 1 %以上8 3 %以下。利用所求得之磁 φ 特性’可以將F e量之1 〇 %以下替換成爲C 〇 ' N i之至少一 種。 爲了利用有助於非晶質形成能之元素來提高Bs時，使 Si量b成爲12%以下。要高Bs化時最好成爲5%以下。 B量c最有助於非晶質形成能，在未滿8%時，熱穩定 性降低，即使添加多於1 8 %時，亦未發現有非晶質形成能 等之改善效果。要保持高B s之非晶質之熱穩定性時最好成 爲10%以上。 φ c可以提高材料之方形性和B s，使磁心小型化，且有 低噪音化之效果。C量d在未滿0.01 %時大多沒有效果，多 於3 %時會脆化和使熱穩定性降低，磁心之製造變爲困難所 以不適合。爲了獲得高Bs、高方形性，以0.2%以上爲較佳 ，以0.5%以上爲更佳。 雖然將Fe量之10%以下替換成爲Ni、Co之一種或二 種可以提高B s ’且有助於磁心之小型化但是因爲含有之高 成本之原料多於1 〇 %，所以現實上不實用。另外Μ η利用 微量添加，多少具有提高Bs之效果，但是添加〇,50at%以 1307517 上時反而使B s降低’所以最好爲0 _ 1 %以上、0.3 %以下。 另外，亦可以使Cr、Mo、Zr、Hf、Nb之一種以上之 元素包含0.01〜5%’不可避免之雜質使用S、P、Sn、Cu 、Al、Ti中之至少一種以上之元素，含有〇.5〇°/❶以下。 下面具體地說明提高方形性之手段。第1圖表示〗·4Τ 、50Hz'磁心平均直徑30mm之環狀磁心之B8G與噪音位 準之關係。當B 8 〇之値變大時’開始產生噪音（背景噪音位 準以上），磁通密度之値朝向高磁通密側移位。要提高磁心 φ 之B 8 Q時，薄帶之B s之上升和磁心之方形性之提高變成非 常重要。控制在磁場中進行退火之溫度、時間，可使提高 磁心之方形性的控制爲可能。磁場之施加是以直流或交流 磁場強度200 A/m以上，在平行於磁束之長度方向的方向上 (磁心周圍方向）施加。以平均升溫速度爲〇 . 3〜6 0 0 °C /m i η 、保持溫度25 0-45 0°C、保持時間0.05h以上進行升溫，以 平均冷卻速度0.3-600 °C /min程度進行冷卻。最好以升溫速 度卜20°C/min、保持溫度270-370°C、〇.5h以上進行升溫。 φ 雖然環境氣體最好爲N2、Ar等之惰性氣體，但是亦可以在 大氣中進行。另外，2段熱處理以2 5 0 °C以下之低溫進行長 時間熱處理等亦可以獲得同樣之效果。在磁心之大小變大 ，熱容量變大之情況時，可暫時以比作爲目標之保持溫度 更低之溫度加以保持’然後升溫至目標溫度，繼續保持， 然後進行冷卻的處理型態進行熱處理。施加之磁場亦可以 使用直流、交流、重複之脈波磁場之任一方。施加之磁場 可以很大以使磁心產生磁飽和，通常其有效値爲8 0 A/m以 上。更佳爲400 A/m以上，特佳爲800 A/m以上。經由進行 -9- 1307517 此種熱處理可以實現噪音更小之磁心。熱處理通常最好在 露點爲-30 °C以下之惰性氣體環境中進行，當在露點爲-60°C 以下之惰性氣體環境中進行熱處理時，可以獲得變動更小 之良好結果。 要更進一步提高方形性時，Fe基非晶質合金薄帶，最 好使用從自由面和/或滾筒面之表面在朝向深度方向2〜 2 Onm具有C偏析層之尖峰値者。經由使用該Fe基非晶質 合金薄帶，可以獲得磁心之外部磁場8 0 A/m之磁通密度B 8 〇 •和Fe基非晶質合金薄帶之飽和磁通密度Bs之比B8Q/BS成 爲0.9 5以上之磁心。 一般當添加C時，C偏析層產生在薄帶表面，變成脆 化和熱性不穩定，增加高磁通密度之鐵損，所以並不積極 使用C之添加。本發明檢查添加量和表面之C分布之動作 ，控制C量和S i量之比和表面狀態，使C偏析層之位置和 偏析層之尖峰位置在一定範圍內，可以提高方形性和抑制 脆化及熱穩定性之降低。經由產生C偏析層可以在低溫引 ®起表面附近之構造緩和，對應力緩和非常有效。經由使應 力緩和度提高時，方形性亦變高，可以減小高磁通密度區 域之噪音和鐵損。但是，要利用C偏析層獲得效果時，使 C偏析層在一定之位置內和使尖峰値在一定範圍內成爲非 常重要。利用空氣袋等使表面粗度變大時，氧化層之厚度 變成不均一 ’伴隨地亦使C偏析層在深度方向之位置和厚 度亦變成不均一。因此使構造緩和變成不均一，相反地而 產生部分變脆之部分。另外，由於表面之凹凸使冷卻能降 -10- - 屯 1307517 低之附近之c偏析層，會促進表面結晶化而降低方形性。 因此使控制表面粗度之c偏析層之尖峰位置，形成在距離 表面2至20nm之均一深度位置變成非常重要。其有效方法 是在鑄造中對滾筒吹噴C02、He或Ar氣體，或是吹噴CO 氣體進行燃燒還原。當使噴嘴前端之噴出口附近之氧濃度 成爲大約1 〇 %以下時’可以大幅改善表面粗度，可以將C 偏析層之尖峰位置控制在2至20nm。當在大氣環境中使噴 嘴前端噴出口之氧濃度成爲大約1 0 %以下時，如第2圖所 示，可以使氣體有效地吹噴在噴出口後方之滾筒部。當氣 體直接接觸在流出液之流出鰭部（paddle)時，會影響到流出 鰭部形狀，使合金薄帶之厚度產生變動，和由於氣體之捲 入，在合金薄帶表面產生凹凸，表面粗度變大，C偏析層 在內部偏離，更進一步地發生邊緣不良。因此，吹噴氣體 接觸在滾筒2，以不會影響流出鰭部之方式吹噴。調整滾 筒表面和吹噴氣體口之角度、至噴出口之距離、氣體壓力 ，且調整使噴出口之滾筒表面附近之氣體壓力成爲〇.20MPa 以下、噴出口之氧濃度爲10%以下，當進行製造時，可控 制成表面粗度爲0.60μηι以下，而且距離合金薄帶表面之C 偏析層之尖峰位置爲2至20nm。當噴出口滾筒表面附近之 氣體壓力大於0.2 0 Μ P a時，會影響到流出鰭部’ C偏析層 之尖峰位置從20nm向內部偏離。當非晶質合金薄帶之幅度 變大時，因爲在幅度方向之氧濃度分布使表面粗度變動’ 所以調整成使氧濃度容易變大的邊緣部分附近之氧濃度成 爲1 0%以下。依照此種方式控制成使噴出口之氧濃度在1 0°/。 l3〇7517 以下時，可大幅地減小表面粗度，c偏析層之位置、厚度 亦可大致爲均一，提高應力緩和度、方形性，可以減小使 用該Fe基非晶質合金薄帶之磁心和使用該磁心之零件的 噪音和鐵損，可以抑制表面結晶化、脆化，可以充分地產 生添加C之效果。 另外除了控制表面狀態外，使Si量對C量作成在一定 値以下，可以具有更進一步之效果。雖與C量具有相關性 ’但對於一定之C量，使b/d變小可以提高效果。第3圖 ®係表示對C量、Si量之應力緩和度和最大畸變之關係。在 Fe82at%(Fe82SixB 丨8.X-YCY)之結果，b各 5xdi/3，應力緩和度 爲90%以上（區域「I」）。其原因被認爲是在同一 C量中， 當S i量減少時，C偏析層之尖峰値變高。亦即，對於C量 ，利用S i量控制尖峰値可以使應力緩和度變化。另外，當 C量d大於3 %時，最大畸變成爲0.020以下（區域「II」） ，產生熱穩定性之問題。經由使C量d成爲3 %以下，可以 提高應力緩和度，成爲高飽和磁通密度之組成，可以提高 鲁方形性並減小噪音。另外，可以抑制如同高C量添加時之 脆化和表面結晶化，並可抑制熱穩定性之降低。
Fe基非晶質合金薄帶亦可以依照需要進行含浸或塗膜 等。可以利用環氧樹脂或丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂等之 樹脂進行含浸，或是接著合金等作爲捲繞磁心半環形芯子 或疊層磁心。磁心使用時’一般是放入到樹脂殼體等，或 是進行塗膜。 (發明之效果） 如上所述’藉使用高B S材料和提高b 8 〇 / B s，可以獲得 -12- 1307517 低噪音、低鐵損，和可以抑制脆化和熱穩定性之降低之磁 心。另外，使用容易有效提高B8Q/BS之合金組成，可以提 供B8Q/BS爲0.93以上之低噪音之更佳磁心。另外，控制組 成和表面狀態，使用將C偏析層之位置和尖峰値作成在一 定範圍內之非晶質合金薄帶，可以提供B8〇/Bs爲0.95以上 之低噪音化之更佳之磁心。使用該等之磁心可以提供低噪 音、低鐵損、和可以抑制脆化和熱穩定性之降低之應用物 品。 • 【實施方式】 下面利用實施例用來具體地說明本發明，但是本發明 並不只限於該等之實施例。 (實施例1) 製作組成之母合金200g，將1 300°C 之高頻熔解之熔融金屬液，噴出到以25〜3 Om/sec旋轉之 Cu-Be合金滾筒，而製作板厚23〜25μπι、幅度5mm之非晶 質合金薄帶。另外，在Cu滾筒之噴出口後方10cm之位置 •，設置C02氣體吹噴口，對滾筒表面形成45°，調整C02 氣之噴壓，使噴出口滾筒附近之氣體壓力成爲〇(無氣體吹 噴）、0.1、0.3MPa之方式進行鑄造。在噴出口附近（距離熔 融金屬液和滾筒之接觸位置3cm以內）之氧濃度分別成爲 20.5、8.5、7.5%。使噴出口滾筒附近之氣體壓力爲O.IMPa (噴出口附近之氧爲8. 5%)而製造之非晶質合金薄帶，測定 結果確認爲C偏析層之尖峰位置在距離表面2至20nm之 位置。在使該非晶質合金薄帶截斷成爲5mm幅度之後，製 作內徑/外徑爲2 0 / 2 5、2 5 / 3 5、7 0 / 7 5 m m之3個之環狀磁心 -13- 1307517 ，且測定其特性。非晶質合金薄帶爲寬度5mm '厚度23〜 2 5μηι，磁心之退火是在升溫速度爲5。(： /min，在300〜3 70°C 保持1小時後’在氬氣環境中，於磁心周圍方向施加磁場 1 5 00 A/m而進行’與鐵損最小之退火溫度之特性進行比較 。其特性如表1所示。Bs是以振動型試料型磁力計（VSM) 對單板試料施加5kOe之磁場之測定結果，對環狀磁心測定 B8〇、1.3T頻率50Hz之鐵損w13/5C、磁通密度1.4T頻率 5〇Hz之鐵損Wm/so。測定噪音位準，在距離環狀磁心10cm 鲁之位置設置微音器’在背景噪音爲12~14dB之無響室，以 磁通密度爲1 ·4Τ頻率50Hz之條件進行測定。應力緩和度 之算出是在石英環捲繞單板試料，使初期之直徑成爲R〇 (捲繞在石英環時之試料之直徑），使退火後從石英環取下 後之試料之直徑成爲R，以RG/Rx 1 〇〇算出。滾筒面之表面 粗度爲0.30〜0·50μιη。表示方形性之b8G/bs全部在9.5以 上，該方形性之數値越高，表示獲得噪音位準之數値越小 之結果。 樣本 No 磁路長度 (mm) Ββο (Τ) Bs (Τ) Bgo/Bs xlOO(°/〇) 應力緩 和度(％) W13/50 (W/kg) w 14/50 (W/kg) 噪音位準 (dB) 實施例1 1 70.7 1.59 1.67 95.3 95 0.15 0.23 18 實施例1 2 94.2 1.60 1.67 95.9 95 0.15 0.21 17 實施例1 3 227.7 1.61 1.67 96.5 95 0.15 0.21 25 實施例1 4 345.4 1.62 1.67 97.1 95 0.15 0.20 29 實施例1 5 628.0 1.59 1.67 95.3 95 0.16 0.24 33 (比較例1) 利用與實施例1同樣之條件，使退火條件成爲3 2 0 °c無 -14- 1307517
磁場、2 5 0 °c無磁場、在3 2 0 °c周方向之垂直方向（磁心軸方 向）施加磁場、變化B8G/BS而製作出0.90未滿之試料。其特 性以表2表示。噪音位準係從低磁通密度區域增加，在1 .4丁 不隨B8G/BS減少，而增加至24dB、28dB、3 5dB。表示方形 性之B8〇/Bs全部未滿〇.90，確認該磁心之噪音位準之數値 ，高於本發明所決定之 20xlog[(L2xl(T9 + 2xl0_5)/(2xl{r6)]dB 【表2】 樣本 No 磁路長度 (mm) Ββο (Τ) Bs (Τ) Bso/Bs χ100(%) 應力緩 和度(％) W]3；50 (W/kg) W14/50 (W/kg) 噪音位準 (dB) 比較例1 6 94.2 1.45 1.67 86.9 95 0.21 0.32 24 比較例1 7 94.2 1.33 1.67 79.7 95 0.28 0.39 28 比較例1 8 94.2 1.00 1.67 59.9 95 0.26 0.35 35 比較例1 9 227.7 1.46 1.67 87.5 95 0.20 0.33 33 比較例1 10 345.4 1.48 1.67 88.7 95 0.21 0.35 39 (實施例2 ) 製作表3所示之組成之母合金200g，與實施例1同樣 地製作幅度5mm之非晶質合金薄帶，測定內徑/外徑爲25/ 3 5mm之環狀磁心之特性。其特性以表3表示，利用堀場製 作所製造之GD-OES (輝光放電發光表面分析裝置）作定量 測定。C偏析層位置在滾筒面表面之表面深度方向之元素 分析。另外，C偏析層位置和C尖峰値中之偏析C濃度係 將大於內部之均一濃度之部分視爲偏析，而讀取其中之濃 度最高部分之位置和値。噪音位準與B8G之相關性非常強 ，經由提高B s和方形比可以減小噪音，又，C添加對方形 性和噪音具有效果當可明白。 -15- 1307517
【e嗽】
噪音位準 (dB) ON 00 00 00 00 〇〇 ON 0 卜 00 卜 〇 W14/5O (W/kg) (N 〇 o (N o 〇 rs 0 ίΝ Ο 〇 (N 〇 <N 〇 CM (N 〇 0 (N CS 〇 fNj CS 〇 (N 〇 ο 〇 (N 〇 Ο d v〇 (N 〇 m CN 〇 d W13/50 (W/kg) 00 o 卜 o 00 o 卜 o 00 ο 卜 C> 00 0 Os o 宕 o 〇〇 〇 卜 〇 〇 CN 〇 On Ο <N 〇 ON 〇 卜 Ο ON 0 ON c> ON H O ο c尖峰値 (at%) rn 00 o rn 0 Ον 〇〇 ΓΛ 〇 Γ-* 〇 Ο OO 〇 卜 o cn CN : ΓΟ (N c偏析層 尖峰位置 (nm) O oo m Ο (Ν 寸 o d ir> d 00 ON 〇s 0 0 (N r— 00 卜 Ο m d \T\ 0 00 d d 應力緩 和度(％) ON 00 (N On (N Os § § as ON <N Os 00 oc SS v〇 OO ss 00 00 ss 00 Beo/Bs (T) On ON 寸 in s( (N On 00 Os \6 Os 寸 〇\ (N ON 'O On 卜 Os <N On m On σί 0 ν-> as 0 窆 寸 rn ON 00 〇s Ov On (Λ CQ b (N VO r-^ cn v〇 VO VO s SO v〇 VO SO 55 Ό *««« (^) VO <N S § v〇 V£> Ό VD \q *-«< »·< Ο X*—s m b m 寸 in so 卜 S OS ON in ON § 卜 in 们 κη ? 寸 l〇 v〇 00 v〇 in in »r^ in ur> 組成(at%) FegiSisB^.gCiMno i Fe8i.95Si2Bi5.9C〇.〇5Mn〇 1 Feg2Sio.1B17 7Co.1Mno j Feg2Si1Bi6.8Co.1Mno 1 Feg2Si2Bi5.8C〇 ιΜη〇.ι Feg2SiiBi5.9C]Mn〇 1 Feg2Si3Bi3.9CiMn〇.i Fes2Si4Bi2.9CiMn〇.i Fe82Si〇.iBi5.8C2Mn〇.i Feg2Si4Bn.9C2Mn〇 1 Fes3Si3Bi2.9CiMn〇 1 Fe83Si5Bn.8C〇.iMn〇.i FegoCO2Si2B15.gCo.1Mno 1 Fe72Ni9si5BU.8co.lMno」 Fe80Ni2Si2Bi5.8C0.lMn。」 Feg2sio.8B166co.5Mno] F^Sio.gB 166C〇.5Cr〇 1 Feg2Si0.gBi6.6C0.5MO0.] Fe82Sio.8Bi6.6Co.5Zro,! Fe82SiogBi6.6Co.5Hfo 1 樣本 No Z： (N Γ**ΐ 寸 v〇 卜 〇〇 0 (N (N 00 (N ON (N -16- 1307517 (實施例2-2) 與實施例1同樣地製作表4所示組成之非晶質合金薄 帶，測定內徑/外徑爲2 5/3 5mm之環狀磁心之特性。其特性 以表4所示。當添加4 %之C時，由於保磁力之增加使非晶 質合金薄帶之鐵損變大。另外，非晶質合金薄帶變脆’在 製造磁心時有產生問題之顧慮。另外，當添加〇.7at%之Μη 時，Bs降低且方形性亦降低，保磁力亦增加，鐵損增加。 C、Μ η —起多量添加時，噪音値亦增加。
【表4】 樣本 No Fe I Si ί 成(at0/ B i) C Mn Bs〇 (T) Bs (T) B8〇/Bs (T) 應力 緩和 (%) W13/50 (W/kg) W14/50 (W/kg) 噪音 位準 (dB) 實施例 2-2 31 82.0 2.0 11.9 4.0 0.1 1.52 1.62 93.8 95 0.23 0.34 23 實施例 2-2 32 82.0 2.0 13.3 2.0 0.7 1.49 1.60 92.8 91 0.21 0.32 22 (參考例1) 利用在實施例1所製作之非晶質合金薄帶中，使噴出 口滾筒表面附近之氣體壓力爲0、0.3 OMPa所鑄造之試料， 製作內徑/外徑爲25/3 5mm之環狀磁心，評估其特性，其結 果以表5所示。樣本No.33是以氣體壓力0MPa(氧濃度 2 0.5%)製作之試料，No. 34是以氣體壓力0.3MPa製作之試 料’滾筒面之表面粗度分別爲0.64〜0.70、0.63〜0.82μηι ° C偏析層尖峰位置係在範圍外，方形性、鐵損、噪音位 準均劣化。第4圖和第5圖表示樣本2、33之滾筒面之表 面深度方向之元素分析結果。
-17- 1307517 【表5】 樣本 No Ββο (Τ) Bs (Τ) B8〇/Bs χ100(°/〇) 應力 緩和度 (%) C偏析層 尖峰位置 (nm) C尖峰値 (at%) W13/5O (W/kg) W14/50 (W/kg) 噪音 位準 (dB) 實施例 2 1.60 1.67 95.9 95 10.1 3.2 0,15 0.21 17 參考例 1 33 1.54 1.67 92.4 91 20.5 2.7 0.17 0.29 21 參考例 I 34 1.53 1.67 91.8 88 21.5 2.1 0.17 0.33 21 (實施例3 ) φ 在該樣本2之環狀磁心和內徑/外徑爲90/ 1 20mm之磁 心上，捲繞1次、2次繞組，評估特性之結果，B8Q/BS改 善3 %，噪音位準降低3〜5 dB，可以確認非常適於作爲變 壓器、馬達、電感器之磁心。 (產業上之利用可能性） 本發明係關於提供藉由控制熱處理、表面粗度、C添 加量和S i量與C量之比，可以提高磁心之方形性，且高磁 通密度且低噪音、低鐵損之磁芯，及使用此種磁心之應用 φ 物品，可以利用作爲變壓器、馬達、阻流線圏用磁心。 【圖式簡單說明】 第1圖表示磁心之外部磁場爲80A/m時之磁通密度 B 8 〇和磁通密度1 · 4 T、5 0 Η z、磁心直徑爲3 0 m m之環狀磁 心之噪音位準之關係。 第2圖是鑄造時氣體吹噴位置之槪略圖。其中符號2 表示滾筒、6表示吹噴氣體口、4表示熔融金屬液、8表示 氧濃度、氣體壓力之測定點。 第3圖表示Fe82SixB18-x.YCY之C-Si濃度之應力緩和 -1 8 - Λ) 1307517 度 和 破 壞 畸 變 之 關 係。其中區域I表示應力緩和 90°/。以上 之 組 成 > 丨品- 域 II 表 示破壞畸變爲〇 . 0 2 0以下之組 成。 第 4 圖 是 樣 本 2之滾筒面之表面分析結果。 第 5 圖 是 樣 本 3 3之滾筒面之表面分析結果。 [ 主 要 元 件 符 號 說 明】 2 滾 筒 4 熔 融 金 屬液 6 吹 噴 氣 體口 8 氧 濃 度 、氣體壓力之測定點
-19-

Claims (1)

1307517 第 95110638 號 Hi- fL，:：： iv- L............， *...·.- ： -----------------»··...。+·-......-...-一 「磁心及使用此種磁心之應用物品」專利案 (2008年12月12日修正） 十、申請專利範圍： 1 . 一種磁心，使用有Fe基非晶質合金薄帶，其特徵在於使
用該Fe基非晶質合金薄帶之合金組成係以TaSibBeCd(其 中之1'爲包含卩6，或？6和對？6爲10%以下之<：〇、：^ 之至少一種之元素）表示，由原子％爲8lSaS83%、0< b$5%、10ScS18%、0_.2SdS3%和不可避免之雜質構 成，且在距離薄帶表面爲2〜20nm深度之範圍內，存在 有C之濃度分布之偏析層之尖峰値者，使該F e基非晶質 合金薄帶之飽和磁通密度B s成爲1 . 6 0 T以上，而且磁心 之外部磁場爲8 0 A/m時之磁通密度B 8 〇與F e基非晶質合 金薄帶之飽和磁通密度Bs之比B8G/BS成爲0.90以上。 2 .如申請專利範圍第1項之磁心，其中在磁通密度1.4T、 頻率50Hz下之鐵損W14/5G係爲〇.28W/kg以下。 3 ·如申請專利範圍第1項之磁心，其中在磁通密度1 .4 T、
頻率50Hz、平均磁路長度爲Lmm之噪音位準係爲2〇xlog [(L2xl(T9 + 2xl〇-5)/(2xl〇-6)]dB 以下。 4 .如申請專利範圍第1項之磁心，其中磁心之外部磁場爲 80A/m時之磁通密度B8G與Fe基非晶質合金薄帶之飽和 磁通密度Bs之比B8Q/BS係爲0.93以上。 5 ·如申請專利範圍第1項之磁心，其中薄帶之表面粗度爲 0.6 0 μιη 以下。 6 .如申請專利範圍第1項之磁心，其中磁心之外部磁場爲 1307517 1V iv 80A/m之磁通密度B8Q，與Fe基非晶質合金薄帶之飽和 磁通密度Bs之比B8G/BS係爲0.95以上。 7 . —種應用物品，其係使用申請專利範圍第1至6項中任 一項之磁心。
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