TWI652356B - Soft magnetic alloy - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種含釤的軟磁合金，包括15 wt%至55 wt%之Co；0.1 wt%至 2.5wt%之Sm；至少一種0.001 wt%至10 wt%之X；以及35 wt%至75 wt%的Fe，其中X係選自由V、B、C、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni、Ti、W、及Si所組成之群組，該Fe-Co-X-Sm合金不僅具有高磁通密度(Bs)，也具有改善的機械性能。
Description
本發明為有關一種含釤(Sm)的軟磁合金，特別是一種具有高磁通密度(high saturated magnetic flux density)的含釤(Sm)的軟磁合金。
目前的軟磁鐵中，如美國專利US 1,739,752中所公開的，Fe-Co合金可能具有最高的磁通密度(Bs)。然而，由於在約730℃下存有a’相，使上述的Fe-Co二元合金非常脆。因此，在1920年代發明的Fe-Co軟磁鐵材料並不適用在板材、片材、棒材、管材及其他需要良好加工性能的產品的製作上。
在1930年代，研究人員發現釩(V)的添加不僅可有效抑制a相至a’相的相轉變，亦可增加Fe-Co合金的電阻率，有助減少材料的渦電流損耗。上述之Fe-Co-V合金公開於美國專利US 1,862,559中，雖然釩(V)的添加具有上述效果，但釩(V)的添加也會降低磁通密度(Bs)。事實上，在Fe-Co合金中添加其他合金元素也會出現類似的不利影響，然而，因為添加釩(V)所導致的磁通密度降低並不明顯，且與其他材料相比，Fe-Co-V合金的整體機械性能及可加工性大幅提升，故Fe-Co-V合金目前已被工業界廣泛接受，用以製造需要高Bs、低渦電流損耗、良好機械性能、以及高加工性的軟磁鐵。在Bs、電阻率及機械性能之間表現出良好平衡的Fe-Co-V合金的組成包括：47wt%至52wt%的Co、約2wt%的V以及不可避免的不純物，其餘為Fe。
關於傳統前述的Fe-Co-V合金，已出現許多改良，以進一步改善上述合金的能量性能、拉伸強度、降伏強度、以及在室溫下的伸長率。例如，美國專利公告號US 5,252,940中，Tanaka教示一種Fe-Co-(2.1 wt%-5wt%)-V合金，可在極大波動的直流條件下經由增加電阻率及減少渦電流來改善能量效率。另Rawlings等人的美國專利US 4,933,026則教示含有 0.1wt%至2wt%的Nb並具有良好延展性的Fe-Co-V合金；美國專利公告號US 7,776,259、US 6,946,097、以及US 6,685,882則教示藉由添加B、C、Mo、Nb、Ni、Ti、及W以提供高強度及高溫抗潛變性能。
傳統的Fe-Co-V軟磁材料在工業中已被廣泛使用。商規的實例為Hiperco 50HS合金，該合金包括48.75wt%的Co、1.90wt%的V、0.30wt%的Nb、0.05wt%的Si、0.05wt%的Mn、0.01wt%的C、其餘為Fe；以及Hiperco 50A合金，該合金包含48.75wt%的Co、2.00wt%的V、0.05wt%的Si、0.05wt%的Mn、0.004wt%的C、其餘為Fe，上述兩種合金均來自Carpenter Technology Corporation。另有來自Vacuumschmelze Gmbh＆Co.的Vacoflux 48合金，包括49wt%的Fe、49wt%的Co、以及2wt%的V；以及Vacodur 49合金，包括49wt%的Fe、49wt%的Co、2wt%的V及Nb。
添加如上所述的其他合金元素的Fe-Co-V可改善合金的電性和機械性能，然而，該些性能的改善往往建立在犧牲磁通密度(Bs)等磁性的基礎上，對於Fe-Co-V合金的應用產生不利的限制。
本發明的主要目的，在於解決習知軟磁合金需犧牲磁通密度(Bs)方能改善合金的電性和機械性能的技術問題。
為達到上述目的，本發明提供一種鐵鈷軟磁合金，其特徵在於含有0.1wt%至2.5wt%的Sm且具有至少2.5T的Bs。該軟磁合金具有良好機械性能的同時也具有良好的Bs。因此，本發明藉由添加釤(Sm)以實現上述目的，且所提供的軟磁合金的Bs甚至超過了目前已知的軟磁材料的Bs值。
為達到上述目的，本發明還提供一種含釤軟磁合金，包括：15wt%至55wt%的Co；0.1wt%至2.5wt%的Sm；至少一種0.001wt%至10wt%的X；以及35wt%至75wt%的Fe，其中X係選自由釩(V)、硼(B)、碳(C)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鎢(W)、及矽(Si)所組成之群組。
本發明的另一目的，在於解決習知Fe-Co-V軟磁合金，在添加其他能改善電性和機械性能的合金元素後，導致磁通密度(Bs)下降的問題。
為達到上述目的，本發明進一步提供一種含釤軟磁合金，包括：15wt%至55wt%的Co；0.1wt%至2.5wt%的Sm；0.001wt%至10wt%的V；以及35wt%至75wt%的Fe。
本發明的軟磁合金具有較高的飽和磁通密度Bs並具有較高的電阻率，而不會如習知的Fe-Co-V合金產生Bs劣化的現象。
有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：
本發明提供一種軟磁合金，特別是一種能夠克服習知Fe-Co-V軟磁合金種種限制的軟磁合金。更具體地，本發明關於一種可以解決習知Fe-Co-V軟磁合金在添加其他能改善電性和機械性能的合金元素後，導致磁通密度(Bs)下降的問題的軟磁合金。
於本發明一實施例中，係將Sm加入該軟磁合金中。相較於習知Fe-Co-V軟磁合金，添加Sm之後的軟磁合金不僅具有改善的磁通密度及電阻率，也具有良好的機械特性，故適用在諸如筆記型電腦的觸控墊、高級耳機、電動汽車的高性能馬達、以及先進發電機組等應用中。
於本發明一實施例中，該含釤的軟磁合金含有0.1wt%至2.5wt%的Sm且具有至少約2.5T的磁通密度(Bs)。於另一實施例中，該含釤的軟磁合金可更包含Co及Fe。如此一來，該含釤的軟磁合金不僅具有良好的機械性能及電性，也具有良好的磁性，如，大於2.5T的磁通密度。
於另一實施例，該含釤的軟磁合金可包含：15wt%至55wt%的Co；0.1wt%至2.5wt%的Sm；至少一種0.001wt%至10wt%的X；35wt%至75wt%的Fe，其中X係選自由V、B、C、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni、Ti、W、及Si所組成之群組，且該合金中亦包括不可避免的雜質。
本發明又一實施例進一步提供一種含釤的軟磁合金，包括：15wt%至55wt%的Co；0.1wt%至2.5wt%的Sm；0.001wt%至10wt%的V；至少一種0.001wt%至10wt%的X，其中X係選自由B、C、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni、Ti、W、及Si所組成之群組；以及35wt%至75wt%的Fe。
以下所用以說明本發明的實施例的樣品係利用電弧熔化法製備，但本發明並不限於此，也可以使用其他製造方式製備其他態樣的合金，例如粉末冶金或感應熔煉，然後再進行軋製或鍛造；或者根據本發明揭示的組成製造為粉末、薄膜、奈米晶粒或無晶材料等，本發明對於製造方法及合金的形式並沒有特別的限制。
以下實施例使用低溫超導量子干涉儀(superconducting quantum interference device magnetometer-SQUID-VSM)進行磁化率的測量。電阻率則是使用四點探針法測量，標準的試樣尺寸為4 mm×1.5 mm×0.3 mm。
下表1a及表1b分別顯示了本發明各實施例(S1~S8)及比較例(C1~C8)的重量百分比(wt%)及原子百分比(at%)。
表1a
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td> Fe wt% </td><td> Co wt% </td><td> Sm wt% </td><td> V wt% </td><td> Nb wt% </td><td> Mo wt% </td><td> Mn wt% </td><td> Si wt% </td></tr><tr><td> C1 </td><td> 58.70 </td><td> 41.30 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C2 </td><td> 57.53 </td><td> 40.47 </td><td> 0.0 </td><td> 2.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C3 </td><td> 57.82 </td><td> 40.68 </td><td> 0.0 </td><td> 1.5 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S1 </td><td> 57.67 </td><td> 40.58 </td><td> 0.25 </td><td> 1.5 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C4 </td><td> 58.41 </td><td> 41.09 </td><td> 0.0 </td><td> 0.5 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S2 </td><td> 57.97 </td><td> 40.78 </td><td> 0.75 </td><td> 0.5 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C5 </td><td> 49.64 </td><td> 48.36 </td><td> 0.0 </td><td> 2.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S3 </td><td> 49.14 </td><td> 47.86 </td><td> 1.0 </td><td> 2.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S4 </td><td> 48.83 </td><td> 47.57 </td><td> 1.6 </td><td> 2.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C6 </td><td> 45.26 </td><td> 51.74 </td><td> 0.0 </td><td> 3.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S5 </td><td> 44.79 </td><td> 51.21 </td><td> 1.0 </td><td> 3.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S6 </td><td> 44.32 </td><td> 50.68 </td><td> 2.0 </td><td> 3.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C7 </td><td> 48.83 </td><td> 47.57 </td><td> 0.0 </td><td> 2.0 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S7 </td><td> 48.07 </td><td> 46.83 </td><td> 1.5 </td><td> 2.0 </td><td> 0.8 </td><td> 0.8 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C8 </td><td> 49.39 </td><td> 48.11 </td><td> 0.0 </td><td> 1.8 </td><td> 0.3 </td><td> 0.3 </td><td> 0.05 </td><td> 0.05 </td></tr><tr><td> S8 </td><td> 48.07 </td><td> 46.83 </td><td> 1.3 </td><td> 1.8 </td><td> 0.3 </td><td> 0.3 </td><td> 0.05 </td><td> 0.05 </td></tr></TBODY></TABLE>
表1b
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td> Fe at% </td><td> Co at% </td><td> Sm at% </td><td> V at% </td><td> Nb at% </td><td> Mo at% </td><td> Mn at% </td><td> Si at% </td></tr><tr><td> C1 </td><td> 60.00 </td><td> 40.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C2 </td><td> 58.66 </td><td> 39.11 </td><td> 0.0 </td><td> 2.24 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C3 </td><td> 58.99 </td><td> 39.33 </td><td> 0.0 </td><td> 1.68 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S1 </td><td> 58.93 </td><td> 39.29 </td><td> 0.10 </td><td> 1.68 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C4 </td><td> 59.66 </td><td> 39.78 </td><td> 0.0 </td><td> 0.56 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S2 </td><td> 59.49 </td><td> 39.66 </td><td> 0.29 </td><td> 0.56 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C5 </td><td> 50.83 </td><td> 46.92 </td><td> 0.0 </td><td> 2.24 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S3 </td><td> 50.63 </td><td> 46.73 </td><td> 0.38 </td><td> 2.26 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S4 </td><td> 50.50 </td><td> 46.62 </td><td> 0.61 </td><td> 2.27 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C6 </td><td> 46.38 </td><td> 50.25 </td><td> 0.0 </td><td> 3.37 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S5 </td><td> 46.19 </td><td> 50.04 </td><td> 0.38 </td><td> 3.39 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S6 </td><td> 45.99 </td><td> 49.83 </td><td> 0.77 </td><td> 3.41 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C7 </td><td> 50.32 </td><td> 46.44 </td><td> 0.0 </td><td> 2.26 </td><td> 0.50 </td><td> 0.48 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> S7 </td><td> 50.00 </td><td> 46.16 </td><td> 0.58 </td><td> 2.28 </td><td> 0.50 </td><td> 0.48 </td><td> 0.0 </td><td> 0.0 </td></tr><tr><td> C8 </td><td> 50.69 </td><td> 46.78 </td><td> 0.0 </td><td> 2.02 </td><td> 0.18 </td><td> 0.18 </td><td> 0.05 </td><td> 0.10 </td></tr><tr><td> S8 </td><td> 50.41 </td><td> 46.53 </td><td> 0.50 </td><td> 2.04 </td><td> 0.19 </td><td> 0.18 </td><td> 0.05 </td><td> 0.10 </td></tr></TBODY></TABLE>
實施例S1至S8為根據本發明所製得的樣品，主要組成包括有Fe、Co、V、Sm，並包含其它如Mn、Mo、Nb及Si等元素，其中，Sm的含量少於2.5wt%，較佳為0.25wt%至2.0wt%。相較之下，比較例C1至C8除了不含Sm外，其餘組成大致相同。以下將說明Sm對磁性及電阻率的影響。順帶一提的是，本領域具有通常知識者應理解，因為樣品之間的微量變化，上表及本說明書所列的值可為近似值，譬如，Sm 的量可為0.25wt%至2.0wt%，誤差範圍是±σ，其中的σ可以通過實驗確定。在一非限制性實例中，σ可以等於0.1至0.5 wt%，但並不僅限於此。
表1a可分為四組：第一組、第二組、第三組、及第四組。其中，第一組是Fe系，Fe含量大於50wt%，如S1、S2；第二組中，Fe及Co的含量都不超過50wt%，如S3、S4；第三組為Co系，Co含量大於 50wt%，如S5、S6；第四組則是以前三組任一為基準，但另外添加其他元素，如Nb、Mo、Mn、 或Si，以改善機械性能，譬如，實施例S7、S8。
比較例C1-C8除了不含Sm外，組成成分可各自約略地對應實施例S1-S8。其中，C1為Fe-Co合金，組成包括58.70wt%的Fe、41.30wt%的Co，C1的Fe/Co的原子比為60/40(或1.5)。C1的Bs和電阻率分別為2.50T(Tesla)及0.15μΩ•m。材料的磁通密度對應於將穿過材料表面的磁場線的量。因此，磁通密度與通過一材料的特定表面的磁場大小及一表面的面積(以及該表面相對於法線的角度)有關。材料的電阻率代表所述材料允許電流流動的程度。材料的電阻可與材料的電阻率和材料長度與面積的比率等因素有關。
第一組比較
比較例C2係以C1為基礎加入2wt%的V，組成包括57.53wt%的Fe、40.47wt%的Co以及2.00wt%的V，在C2中，Fe/Co的原子比(58.66/39.11)維持接近1.5。請參考圖1，比較例C1與比較例C2相比，Bs從比較例C1的2.5T降至比較例C2的2.29T，電阻率由0.15μΩ•m增加至0.34μΩ•m。推測上述電阻率增加是因為溶解在合金中的元素變多而提高其電阻率，高電阻率具有減少渦電流損耗的優點。
比較例C3的組成包括57.82 wt%的Fe、40.68 wt%的Co以及1.5 wt%的V；而實施例S1係以比較例C3為基礎並加入0.25 wt%的Sm，實施例S1的組成包括57.67 wt%的Fe、40.58 wt%的Co、1.50 wt%的V以及0.25 wt%的Sm。由圖1結果可發現，在加入0.25 wt%的Sm後，Bs由比較例C3的2.28T增加到實施例S1的2.90T。電阻率也從比較例C3的0.33 μΩ•m增加到實施例S1 的0.38 μΩ•m。綜上可知實施例S1的Bs的增加歸因於Sm的添加。
接下來針對比較例C4以及實施例S2進行比較。其中，比較例C4的組成包括58.41 wt%的Fe、41.09 wt%的Co以及0.50 wt%的V；而實施例S2係以比較例C4為基礎並加入0.75 wt%的Sm，實施例S2具有57.97 wt%的Fe、40.78 wt%的Co、0.50 wt%的V以及0.75 wt%的Sm。圖1顯示，比較例C4的Bs為2.28T，而實施例S2的Bs增加至2.86T；至於電阻率則由比較例C4的0.24 μΩ•m增加到實施例S2的0.31 μΩ•m。
上述比較例C3、C4及實施例S1、S2均為第一組的Fe系Fe-Co-V材料，並具有1.5的Fe/Co原子比。實施例S1及S2的高飽和磁通密度和高電阻率的結果證明了在Fe-Co-V合金中添加少量Sm的有利效果。
第二組比較
接下來，針對第二組，即Fe和Co都不超過50 wt%的比較例及實施例進行比較。
比較例C5的組成包括49.64 wt%的Fe、48.36 wt%的Co以及2.00 wt%的V，其中Fe/Co的原子比(50.83/46.92)為1.083=52/48。該材料類似Vacoflux 48合金，因為具有良好的磁性及機械性能，而為工業上廣泛使用。
實施例S3係以比較例C5為基礎添加1 wt%的Sm，實施例S3的成分包括49.14 wt%的Fe、47.86 wt%的Co、2.00 wt%的V以及1.00 wt%的Sm；實施例S4則是以比較例C5為基礎添加1.60 wt%的Sm，實施例S4的成分包括48.83 wt%的Fe、47.57 wt%的Co、2.00 wt%的V以及1.60 wt%的Sm。
如圖1所示，比較例C5的Bs和電阻率分別為2.47T及0.39μΩ。相比之下，實施例S3及S4的Bs值分別增加到2.89T及2.74T，電阻率分別增加到0.52 μΩ•m及0.61 μΩ•m。實施例S3及S4的Bs及電阻率均高於比較例C5。
然而，增加越多的Sm不必然持續增加磁通密度。當在比較例C5中添加2.5 wt%Sm時，Bs值為2.48T，與C5相近，當在比較例C5中添加3.0 wt%Sm時，Bs值降低至2.05T，顯見Sm的添加量需在適當的範圍內方可獲得本發明所述之優點。
值得注意的是，實施例S1至S4的Bs值超過2.5T，這已是目前習知Fe-Co、Fe-Co-V合金及其它已知軟磁材料的最高數值，比較例C5和實施例S3及S4之間的比較顯示加入Sm對Fe-Co-V合金的Bs值提升具有正面影響。
第三組比較
接下來針對第三組，即Co含量大於 50 wt%的比較例及實施例進行比較。
比較例C6的組成包括45.26 wt%的Fe、51.74 wt%的Co及3.00 wt%的V，Bs為2.32T。實施例S5及S6以比較例C6為基礎分別添加1 wt%的Sm及2 wt%的Sm。
圖1顯示當加入Sm後，實施例S5及S6的Bs值分別增加至2.58T及2.35T。然而，當3 wt%的Sm被添加到比較例C6時，Bs反而會降低到2.14T，顯示在Fe-Co-V合金中加入適量的Sm可以提高Bs。
第四組比較
最後，針對第四組的比較例及實施例進行比較。
為了改善Fe-Co-V合金的機械性能(譬如，脆性)，習知技術中會在Fe-Co-V合金中添加少量如Al、C、Cr、Mn、Mo、Nb、Si、Ta、Ti、及/或W等元素。
比較例C7的組成包括48.83 wt%的Fe、47.57 wt%的Co、2.00 wt%的V、0.8 wt%的Nb、以及0.8 wt%的Mo。比較例C7的Fe/Co原子比設計為接近52/48(或1.083)。實施例S7以比較例C7為基礎並加入1.5 wt%的Sm，組成包括48.07 wt%的Fe、46.83 wt%的Co、1.5 wt%的Sm、2.00 wt%的V、0.8 wt%的Nb、以及0.8 wt%的Mo，Bs由比較例C7的2.36T增加至實施例S7的2.57T，如圖1所示。
比較例C8組成包括49.39 wt%的Fe、48.11 wt%的Co、1.8 wt%的V、0.3 wt%的Nb、0.3 wt%的Mo、0.05 wt%的Mn、以及0.05 wt%的Si，比較例C8的Fe/Co原子比設計為接近52/48(或1.083)。實施例S8以比較例C8為基礎並加入1.3 wt%的Sm，組成包括48.07 wt%的Fe、46.83 wt%的Co、1.3 wt%的Sm、1.8 wt%的V、0.3 wt%的Nb、0.3 wt%的Mo、0.05 wt%的Mn、以及0.05wt%的Si，Bs值由比較例C8的2.49增加到實施例S8的2.79T。
一般情況下，當在習知Fe-Co-V合金中添加包括B、C、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni、Ti、W、及Si在內的元素來提高可加工性時，Bs通常會減少。具體商規合金的實例來自Carpenter Technology Corporation的Hiperco系列以及來自 Vacuumschmelze Gmbh＆Co.的Vacoflux及Vacodur 系列。然而，本發明發現將Sm加入Fe-Co-V合金中即可避免該Fe-Co-V合金因上述其它元素的添加所產生Bs降低的問題，且更發現當Sm添加量小於2.5wt%，更具體地，在0.25 wt%至2.0 wt%之間的情況下有最佳的效果。與習知無添加Sm的Fe-Co-V合金相比，實施例S1至S8的飽和磁通密度和電阻率都高於無添加Sm的Fe-Co-V合金的比較例，證明了添加Sm所能帶來的優點。
根據本發明的含Sm的Fe-Co-V合金適用於高性能變壓器、發動機的先進發電機組、筆記型電腦的手滑墊、高級電磁閥等。由於發明合金之磁性質佳，在相同磁性規格下，使用本發明合金可減少重量的優點，對於航太用及電動車之發動機、電磁閥、馬達等相關應用尤其重要。
『圖2』為本發明一實施例中形成軟磁合金的流程圖，上述之流程200可由步驟202開始。在步驟202中係獲得一第一含量的Co，舉例來說，可獲得一定量的Co使得一合金包含有15 wt%至55 wt%的Co；步驟204可獲得一第二含量的Sm，舉例來說，可獲得一定量的Sm，使該合金包含0.1 wt%至2.5 wt%的 Sm。在步驟206中係獲得一第三含量的Fe，舉例來說，可以獲得一定量的Fe，使該合金可包含35 wt%至75wt%的Fe。在步驟208係獲得一第四含量的至少一個元素X，舉例來說，可獲得至少一種元素X，使該合金可包含0.001 wt%至10 wt%的X。在一些實施方案中，元素X可為一選自由包括V、B、C、Cr、Mn、Mo、Nb、Ni、Ti、W及Si所組成的群組。在步驟210係形成一包括Co、Sm、Fe及X的軟磁合金。在一實施例中，可使用電弧熔合以形成該軟磁合金；在另一實施例中，可以經由粉末冶金和感應熔煉後進行軋製或鍛造而形成該軟磁合金。
以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。
200‧‧‧流程
202、204、206、208、210‧‧‧步驟
『圖1』為本發明的Fe-Co-V-Sm合金與Fe-Co-V合金在磁通密度Bs方面的比較實驗結果。 『圖2』為本發明一實施例中形成軟磁合金的流程圖。
Claims (12)
- 一種含釤軟磁合金，包括： 15wt%至55wt%的鈷(Co)； 0.1wt%至2.5wt%的釤(Sm)； 至少一種0.001wt%至10wt%的X；以及 35wt%至75wt%的鐵(Fe)； 其中X係選自由釩(V)、硼(B)、碳(C)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鎢(W)、及矽(Si)所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之含釤軟磁合金，更包括至少一選自由0.001 wt%至10 wt%的釩(V)、0.001 wt%至0.1 wt%的碳(C)、0.001 wt%至0.1 wt%的硼(B)、0.05 wt%至10.0 wt%的鉻(Cr)、0.02 wt%至1.0 wt%的錳(Mn)、0.2 wt%至2 wt%的鉬(Mo)、0.5 wt%至2 wt%的鈮(Nb)、0.05 wt%至2 wt%的鎳(Ni)、0.05 wt%至1 wt %的鈦(Ti)、0.05 wt%至1 wt%的鎢(W)、及0.02 wt%至1.0 wt%的矽(Si)所組成之群組。
- 如申請專利範圍第1項所述之含釤軟磁合金，其中，釤(Sm)的含量係介於0.25 wt%至2.0 wt%。
- 如申請專利範圍第1項所述之含釤軟磁合金，其中，該軟磁合金具有一至少2.5特斯拉(Tesla，T)的磁通密度(Bs)。
- 一種含釤軟磁合金，包括： 15wt%至55wt%的鈷(Co)； 0.1wt%至2.5wt%的釤(Sm)； 0.001wt%至10wt%的釩(V)；以及 35wt%至70wt%的鐵(Fe)。
- 如申請專利範圍第5項所述之含釤軟磁合金，更包括至少一元素X，該元素X係至少一選自由0.001 wt%至0.1 wt%的碳(C)、0.001 wt%至0.1 wt%的硼(B)、0.05 wt%至10.0 wt%的鉻(Cr)、0.02 wt%至1.0 wt%的錳(Mn)、0.2 wt%至2 wt%的鉬(Mo)、0.5 wt%至2 wt%的鈮(Nb)、0.05 wt%至2 wt%的鎳(Ni)、0.05 wt%至1 wt %的鈦(Ti)、0.05 wt%至1wt%的鎢(W)、及0.02 wt%至1.0 wt%的矽(Si)所組成之群組。
- 如申請專利範圍第5項所述之含釤軟磁合金，其中，釤(Sm)的含量係介於0.25 wt%至2.0 wt%。
- 如申請專利範圍第6項所述之含釤軟磁合金，其中，該軟磁合金具有一至少2.5特斯拉(Tesla，T)的磁通密度(Bs)。
- 一種鐵鈷軟磁合金，包括： 0.1 wt%至2.5 wt%的釤(Sm)；以及 一具有至少2.5特斯拉(Tesla，T)的磁通密度(Bs)。
- 如申請專利範圍第9項所述之鐵鈷軟磁合金，更包括15 wt%至55 wt%的鈷(Co)以及35wt%至75wt%的鐵(Fe)。
- 如申請專利範圍第9項所述之鐵鈷軟磁合金，更包括至少一種0.001wt%至10wt%的元素X，且X係至少一選自由釩(V)、硼(B)、碳(C)、鉻(Cr)、錳(Mn)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鎢(W)、及矽(Si)所組成之群組。
- 如申請專利範圍第9項所述之鐵鈷軟磁合金，其中，釤(Sm)的含量係介於0.25 wt%至2.0 wt%。
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