TWI702297B - 軟磁性合金及磁性零件 - Google Patents

Abstract

本發明的課題在於提供具有高飽和磁通密度及低矯頑磁力的的軟磁性合金等。 本發明的解決手段係一種軟磁性合金，其特徵在於：其係以組成式(Fe_{(1-(α+ β ))} X1_α X2_β )_{(1-(a+b+c+d+e+f))} M_a P_b Si_c Cu_d X3_e B_f 所構成的軟磁性合金，X1係選自由Co及Ni所組成之族群之1種以上，X2係選自由Ti、V、Mn、Ag、Zn、Al、Sn、As、Sb、Bi及稀土元素所組成之族群之1種以上，X3係選自由C及Ge所組成之族群之1種以上，M係選自由Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及W所組成之族群之1種以上，0.030≦a≦0.120，0.010≦b≦0.150，0≦c≦0.050，0≦d≦0.020，0≦e≦0.100，0≦f≦0.030，α≧0，β≧0，0≦α+β≦0.55。

Description

軟磁性合金及磁性零件

本發明係關於軟磁性合金及磁性零件。

近幾年，奈米結晶材料逐漸成為磁性零件軟磁性材料，特別是功率電感器用軟磁性材料的主流。例如，在專利文獻1，記載具有細微的結晶粒徑的Fe基軟磁性合金。奈米結晶材料，與先前的FeSi等的結晶性材料、FeSiB等的非晶系材料等比較，可得較高的飽和磁束密度等。

但是，現在隨著磁性零件，特別是功率電感器的進一步高頻化及小型化的推進，要求兼具更高的直流重疊特性及低鐵心損耗(磁力損失)的磁心的軟磁性合金。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］

專利文獻1：日本特開2002-322546號公報

［發明所欲解決的課題］

再者，降低上述磁心的鐵心損耗的方法，特別是可考慮降低構成磁心的磁體的矯頑磁力。此外，得到高直流重疊特性的方法，特別是可考慮提升構成磁心的磁體的飽和磁通密度。

本發明係以提供具有高飽和磁通密度及低矯頑磁力的軟磁性合金等為目標。 ［用於解決課題的手段］

為達成上述目標，關於本發明的軟磁性合金，其特徵在於：其係以組成式(Fe_{(1-(α+ β ))} X1_α X2_β )_{(1-(a+b+c+d+e+f))} M_a P_b Si_c Cu_d X3_e B_f 所構成的軟磁性合金， X1係選自由Co及Ni所組成之族群之1種以上， X2係選自由Ti、V、Mn、Ag、Zn、Al、Sn、As、Sb、Bi及稀土元素所組成之族群之1種以上， X3係選自由C及Ge所組成之族群之1種以上， M係選自由Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及W所組成之族群之1種以上， 0.030≦a≦0.120 0.010≦b≦0.150 0≦c≦0.050 0≦d≦0.020 0≦e≦0.100 0≦f≦0.030 α≧0 β≧0 0≦α+β≦0.55。

關於本發明的軟磁性合金，藉由具有上述特徵，容易具有藉由熱處理容易成為Fe基奈米結晶合金的結構。再者，具有上述特徵的Fe基奈米結晶合金，可成為具有飽和磁通密度高且矯頑磁力低的較佳的軟磁特性的軟磁性合金。

關於本發明的軟磁性合金，亦可b≧c。

關於本發明的軟磁性合金，亦可0≦f≦0.010。

關於本發明的軟磁性合金，亦可0≦f＜0.001是也可以。

關於本發明的軟磁性合金，亦可0.730≦1-(a+b+c+d+e+f)≦0.930。

關於本發明的軟磁性合金，亦可0≦α{1-{a+b+c+d+e+f)}≦0.40。

關於本發明的軟磁性合金，亦可α=0。

關於本發明的軟磁性合金，亦可0≦β{1-{a+b+c+d+e+f)}≦0.030。

關於本發明的軟磁性合金，亦可β=0。

關於本發明的軟磁性合金，亦可α=β=0。

關於本發明的軟磁性合金，亦可具有初期微結晶存在於非晶質中的奈米異質結構。

關於本發明的軟磁性合金，上述初期微結晶的平均粒徑可為0.3~10nm。

關於本發明的軟磁性合金，亦可具有由Fe基奈米結晶構成的構造。

關於本發明的軟磁性合金，上述Fe基奈米結晶的平均粒徑可為5~30nm。

關於本發明的軟磁性合金，亦可為薄帶形狀。

關於本發明的軟磁性合金，亦可為粉末形狀。

此外，關於本發明的磁性零件，係由上述軟磁性合金構成。

以下說明關於本發明的實施形態。

關於本實施形態的軟磁性合金，係由組成式(Fe_{(1-(α+ β ))} X1_α X2_β )_{(1-(a+b+c+d+e+f))} M_a P_b Si_c Cu_d X3_e B_f 所構成的軟磁性合金，其具有： X1係選自由Co及Ni所組成之族群之1種以上， X2係選自由Ti、V、Mn、Ag、Zn、Al、Sn、As、Sb、Bi及稀土元素所組成之族群之1種以上， X3係選自由C及Ge所組成之族群之1種以上， M係選自由Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及W所組成之族群之1種以上， 0.030≦a≦0.120 0.010≦b≦0.150 0≦c≦0.050 0≦d≦0.020 0≦e≦0.100 0≦f≦0.030 α≧0 β≧0 0≦α+β≦0.55的組成。

具有上述組成的軟磁性合金，係由非晶質構成，容易作成不含粒徑較15nm大的結晶所構成的結晶相的軟磁性合金。然後，熱處理這種軟磁性合金時，容易析出Fe基奈米結晶。然後，包含Fe基奈米結晶的軟磁性合金，容易具有高的飽和磁通密度、低的矯頑磁力及高的比電阻。

換言之，具有上述組成的軟磁性合金，容易作成使Fe基奈米結晶析出的軟磁性合金的出發原料。

所謂Fe基奈米結晶，係指粒徑為奈米等級，Fe的結晶結構為bcc(體心立方晶格結構)的結晶。在本實施形態，以使之析出平均粒徑為5~30nm的Fe基奈米結晶為佳。析出如此的Fe基奈米結晶的軟磁性合金，飽和磁通密度會變高，矯頑磁力容易變低。再者，比電阻亦容易變高。

再者，熱處理前的軟磁性合金，亦可完全僅由非晶質構成，惟以非晶質及粒徑在15nm以下的初期微結晶所構成，而具有上述初期微結晶存在於上述非晶質中的奈米異質結構為佳。藉由具有初期微結晶存在於非晶質中的奈米異質結構，容易在熱處理時使Fe基奈米結晶析出。再者，在本實施形態，上述初期微結晶的平均粒徑，以0.3~10nm為佳。

以下，詳細說明關於本實施形態的軟磁性合金的各成分。

M係選自由Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及W所組成之族群之1種以上。此外，M的種類，以僅由選自由Nb、Hf及Zr所組成之族群之1種以上組成為佳。藉由M的種類係選自由Nb、Hf及Zr所組成之族群之1種以上，飽和磁通密度容易變高，矯頑磁力容易變低。

M的含量(a)，滿足0.030≦a≦0.120。M的含量(a)，以0.050≦a≦0.100為佳。a較小時，容易在熱處理前的軟磁性合金產生粒徑較15nm大的結晶所構成的結晶相，無法以熱處理使Fe基奈米結晶析出，而矯頑磁力容易變高。a較大時，飽和磁通密度容易變低。

P的含量(b)，滿足0.010≦b≦0.150。P的含量(b)，以滿足0.018≦b≦0.131為佳，更佳為滿足0.026≦b≦0.105。b較小時，容易在熱處理前的軟磁性合金產生粒徑較15nm大的結晶所構成的結晶相，無法以熱處理使Fe基奈米結晶析出，而矯頑磁力容易變高，比電阻容易變低。b較大時，飽和磁通密度容易變低。

Si的含量(c)，滿足0≦c≦0.050。即，亦可不含Si。Si的含量(c)，以滿足0.005≦c≦0.040為佳。c較大時，飽和磁通密度容易變低。此外，含有Si時，與不含Si的情形比較，熱處理前的軟磁性合金不容易產生粒徑較15nm大的結晶所構成的結晶相。

再者，以b≧c為佳。b≧c時，特別是矯頑磁力容易變低。

Cu的含量(d)，滿足0≦d≦0.020。即，亦可不含Cu。Cu的含量越少飽和磁通密度會變高，Cu的含量越多矯頑磁力有變低的趨勢。d過大時，容易在熱處理前的軟磁性合金，產生由粒徑較15nm大的結晶所構成的結晶相，而無法藉由熱處理使Fe基奈米結晶析出，而飽和磁通密度容易變低，矯頑磁力容易變高。

X3係選自由C及Ge所組成之族群之1種以上。X3的含量(e)，滿足0≦e≦0.100。即，亦可不含X3。X3的含量(e)，以0≦e≦0.050為佳。X3的含量過多時，飽和磁通密度容易變低，矯頑磁力容易變高。

B的含量(f)，滿足0≦f≦0.030。即，亦可不含B。再者，以0≦f≦0.010為佳，實質上不含B更佳。再者，實質上不含B，係指0≦f＜0.001的情形。B的含量較多時，飽和磁通密度容易變低，矯頑磁力容易變高。

關於Fe的含量(1-(a+b+c+d+e+f))，並無特別限制，滿足0.730≦1-(a+b+c+d+e+f)≦0.930為佳。亦可滿足0.780≦1-(a+b+c+d+e+f)≦0.930。滿足上述範圍時，容易提升飽和磁通密度，容易降低矯頑磁力。

此外，關於本實施形態的軟磁性合金，亦可將Fe的一部分以X1及/或X2取代。

X1係選自由Co及Ni所組成族之群之1種以上。X1的含量(α)，可為α=0。即，亦可不含X1。此外，X1的原子數，以組成全體的原子數為100at%，以40at%以下為佳。即，滿足0≦α{1-(a+b+c+d+e+f)}≦0.40為佳。

X2係由選自由Ti、V、Mn、Ag、Zn、Al、Sn、As、Sb、Bi及稀土元素所組成之族群之1種以上。X2的含量(β)亦可為β=0。即，亦可不含X2。此外，以組成全體的原子數為100at%，X2的原子數以3.0at%以下為佳。即，滿足0≦β{1-(a+b+c+d+e+f)}≦0.030為佳。

將Fe以X1及/或X2取代的取代量的範圍，為0≦α+β≦0.55。α+β＞0.55時，難以藉由熱處理作成Fe基奈米結晶合金，即使作成Fe基奈米結晶合金，矯頑磁力容易變高。

再者，關於本實施形態的軟磁性合金，亦可含有上述以外的元素作為不可避免雜質。例如，亦可對軟磁性合金100重量%，含有1重量%以下。

以下，說明關於本實施形態的軟磁性合金的製造方法

關於本實施形態的軟磁性合金的製造方法，並無特別限定。例如有藉由單輥輪法製造關於本實施形態的軟磁性合金的薄帶的方法。此外，薄帶可為連續薄帶。

在單輥輪法，首先，準備包含於最終所得軟磁性合金的各金屬元素的純金屬，秤量與最終所得軟磁性合金相同的組成。然後，將各金屬元素的純金屬熔解，混合製作母合金。再者，熔解上述純金屬的方法並無特別限制，例如在腔體內抽真空之後，以高頻加熱熔解的方法。再者，母合金與最終所得由Fe基奈米結晶所構成的軟磁性合金，通常會成為相同的組成。

接著，將製作的母合金加熱熔融，得到熔融金屬(熔湯)。熔融金屬的溫度，並無特別限制，可例如為1200~1500℃。

在單輥輪法，主要在後述的熱處理前的時間點，薄帶係不含粒徑較15nm大的結晶的非晶質。藉由對非晶質的薄帶，施以後述的熱處理，可得Fe基奈米結晶合金。

再者，可藉由調整熱處理前的軟磁性合金的薄帶輥輪的轉速來調整所得薄帶的厚度，惟例如亦可藉由調整噴嘴與輥輪的間隔、熔融金屬的溫度等來調整所得薄帶的厚度。薄帶的厚度，並無特別限制，可例如為5~30μm。

確認是否包含粒徑較15nm大的結晶的方法，並無特別限制。例如關於有無粒徑較15nm大的結晶，可藉由通常的X射線繞射測定確認。

此外，熱處理前的薄帶，可完全不含粒徑未滿15nm的初期微結晶，惟以含有初期微結晶為佳。即，熱處理前的薄帶，較佳為由非晶質及存在於該非晶質中的該初期微結晶所構成的奈米異質結構。再者，初期微結晶的粒徑，並無特別限制，平均粒徑以0.3~10nm的範圍內為佳。

此外，關於有無上述初期微結晶及平均粒徑的觀察方法，並無特別限制，例如對藉由離子研磨(ion milling)而薄片化的試料，使用穿透式電子顯微鏡，得到選區繞射影像、奈米束繞射影像、明場影像或高解析度影像而確認。使用選區繞射影像或奈米束繞射影像時，相對於非晶質在繞射圖案形成環狀的繞射，在不是非晶質時會形成起因於結晶結構的繞射點。此外，使用明場影像或高解析度影像時，可以在倍率1.00×10⁵ ~3.00×10⁵ 倍以目視觀察，可觀察到有無初期微結晶及平均粒徑。

輥輪的溫度、轉速及腔體內部的氣氛並無特別限制。輥輪的溫度，為了非晶質化而以4~30℃為佳。輥輪的轉速越快，初期微結晶的平均粒徑有變小的趨勢，以30-40m/sec.因為可得平均粒徑0.3~10nm的初期微結晶而較佳。腔體內部的氣氛，考慮成本以大氣為佳。

此外，用於製造Fe基奈米結晶合金的熱處理條件，並無特別限制。根據軟磁性合金的組成，較佳的熱處理條件不同。通常，較佳的熱處理溫度，大致在400~600℃，較佳的熱處理時間大致在10分鐘~10小時。但是，有些組成亦有較佳的熱處理溫度及熱處理時間存在於偏離上述範圍的情形。此外，熱處理時的氣氛並無特別限制。可在如大氣中等的活性氣氛下進行，亦可在如Ar氣體中等的惰性氣氛下進行。

此外，算出所得Fe基奈米結晶合金的平均粒徑的方法，並無特別限制。例如，可使用穿透式電子顯微鏡觀察算出。此外，確認結晶結構為bcc(體心立方晶格結構)的方法，亦無特別限制。可使用例如，X射線繞射測定確認。

此外，得到關於本實施形態的軟磁性合金的方法，在上述單輥輪法以外，亦有例如藉由水噴霧法或氣體噴霧法得到關於本實施形態的軟磁性合金的粉狀體的方法。以下說明關於氣體噴霧法。

在氣體噴霧法，與上述單輥輪法同樣地得到1200~1500℃的熔融合金。之後，將上述熔融合金在腔體內噴射，製作粉體。

此時，藉由使氣體噴射溫度為4~30℃，使腔體內的蒸汽壓為1hPa以下，容易得到上述較佳的奈米異質結構。

以氣體噴霧法製作粉狀體之後，藉由以400~600℃進行熱處理0.5~10分鐘，可一邊防止各粉體相互燒結使粉體粗大化、一邊促進元素的擴散，可在短時間到達熱力學的平衡狀態，可去除應變、應力等，而容易得到平均粒徑為10~50nm的Fe基軟磁性合金。

以上，雖然說明了關於本發明的一實施形態，惟本發明並非限定於上述實施形態。

關於本實施形態的軟磁性合金的形狀，並無特別限制。如上所述，可例示薄帶形狀、粉末形狀等，此外亦可考慮團塊形狀等。

關於本實施形態的軟磁性合金(Fe基奈米結晶合金)的用途，並無特別限制。可舉例如，磁性零件，其中特別可舉磁芯。電感器用，特別是可適用於功率電感器用的磁芯。關於本實施形態的軟磁性合金，在磁芯之外亦可適用於薄膜電感器、磁頭。

以下，說明由關於本實施形態的軟磁性合金得到磁性零件，特別是磁芯及電感器的方法，惟由關於本實施形態的軟磁性合金得到磁芯及電感器的方法，並非限定於下述方法。此外，磁芯的用途，在電感器之外，可舉變壓器及馬達等。

由薄帶形狀的軟磁性合金得到磁芯的方法，可舉例如，將薄帶形狀的軟磁性合金捲繞的方法、層積的方法等。在層積薄帶形狀的軟磁性合金時隔著絕緣體層積，可得進一步提升特性的磁芯。

由粉末形狀的軟磁性合金得到磁芯的方法，可舉例如，與適當膠合劑混合之後，使用金屬模具成形的方法。此外，與膠合劑混合之前，藉由對粉末表面施以氧化處理、絕緣覆膜等，提升比電阻，而成為更適合高頻區域的磁芯。

成形方法並無特別限制，可例示使用金屬模具的成形、鑄模成形等。膠合劑的種類並無特別限制，可例示矽酮樹脂。軟磁性合金粉末與膠合劑的混合比例，亦無特別限制。例如對軟磁性合金粉末100質量%，混合1~10質量%的膠合劑。

例如，對軟磁性合金粉末100質量%，混合1~5質量%的膠合劑，藉由使用金屬模具壓縮成形，可得空間因數(粉末填充率)70%以上、施加1.6×10⁴ A/m的磁場時的磁通密度為0.45T以上、且比電阻為1Ω‧cm以上的磁芯。上述特性，與一般的鐵氧體磁芯為同等以上的特性。

此外，例如對軟磁性合金粉末100質量%，混合1~3質量%的膠合劑，藉由在膠合劑的軟化點以上的溫度條件下，以金屬模具壓縮成形，可得空間因數80%以上、施加1.6×10⁴ A/m的磁場時的磁束密度為0.9T以上、且比電阻為0.1Ω‧cm以上的壓粉磁芯。上述的特性，係較一般的壓粉磁芯更優良的特性。

再者，藉由對形成上述的磁芯的成形體，在成形後施以熱處理作為去應變熱處理，進一步降低鐵芯損耗，提高可用性。再者，磁芯的鐵芯損耗，可藉由降低構成磁芯的磁體矯頑磁力而下降。

此外，藉由對上述磁芯施以捲線，可得電感器零件。施以捲線的方法及電感器零件的製造方法，並無特別限制。可舉例如，對以上述方法所製造的磁芯，捲繞至少1圈的捲線方法。

再者，使用軟磁性合金粒子時，有藉由使捲線線圈內建在磁體的狀態而加壓成形一體化，而製造電感器零件的方法。此時，容易得到可對應高頻且大電流的電感器零件。

再者，使用軟磁性合金粒子時，將軟磁性合金糊料及導體糊料交互印刷層積之後，藉由加熱鍛燒，可得電感器零件，其中上述軟磁性合金糊料是將對軟磁性合金粒子添加膠合劑及溶劑而糊料化而成，上述導體糊料是對線圈用的導體金屬添加膠合劑及溶劑而糊料化而成。或者，使用軟磁性合金糊料製作軟磁性合金板片，在軟磁性合金板片的表面上印刷導體糊料，藉由將其層積鍛燒，可得線圈內建磁體的電感器零件。

在此，使用軟磁性合金粒子製造電感器零件時，使用最大粒徑在篩徑45μm以下，中心粒徑(D50)在30μm以下的軟磁性合金粉末，在得到優良的Q特性上較佳。為使最大粒徑在篩徑45μm以下，可使用網目為45μm的篩網，僅使用透過篩網的軟磁性合金粉末。

最大粒徑使用較大的軟磁性合金粉末，有使高頻區域的Q值下降的傾向，特別是使用最大粒徑，以篩徑超過45μm的軟磁性合金粉末時，有使高頻區域的Q值大大地下降的情形。但是，在不重視高頻區域的Q值時，可以使用離散較大的軟磁性合金粉末。離散較大的軟磁性合金粉末，由於製造相對較廉價，使用離散較大的軟磁性合金粉末時，可降低成本。 ［實施例］

以下，基於實施例，具體說明本發明。

為了達成下表所示各實施例及比較例的合金組成，秤量原料金屬，以高頻加熱熔解，製作母合金。

之後，將製作的母合金加熱使之熔融，作成1300℃的熔融狀態的金屬之後，在大氣中，將20℃的輥輪以轉速40m/sec.，使用單輥輪法向輥輪噴射上述金屬，製作薄帶。薄帶的厚度為20~25μm，薄帶的寬度約15mm，薄帶的長度約10m。

對所得的薄帶進行X射線繞射測定，確認有無粒徑較15nm大的結晶。然後，不存在粒徑較15nm大的結晶的情況，設為由非晶相構成；存在粒徑較15nm大的結晶的情況，設為由結晶相構成。

之後，對各實施例及比較例的薄帶，以550℃進行熱處理60min。對熱處理後的各薄帶，測定飽和磁通密度及矯頑磁力。飽和磁通密度(Bs)係使用振動試料型磁力計(VSM)，以磁場1000kA/m測定。矯頑磁力(Hc)係使用直流BH追蹤儀，以磁場5kA/m測定。比電阻(ρ)係以4探針法的電阻率測定測定。在本實施例，飽和磁通密度以1.30T以上為良好，以1.50T以上更良好。矯頑磁力以10.0A/m以下為良好，以5.0A/m以下更良好。比電阻(ρ)係對以組成為Fe₉₀ Zr₇ B₃ 的點以外，以與實施例3同樣的製法製作的薄帶(以下，亦稱為Fe₉₀ Zr₇ B₃ 薄帶)的比電阻(ρ)，上升20%以上、未滿40%以下的情形為良好，上升40%以上的情形更良好。在以下所示表，比電阻從Fe₉₀ Zr₇ B₃ 薄帶的比電阻上升40%以上時為◎，從Fe₉₀ Zr₇ B₃ 薄帶的比電阻上升20%以上、未滿40%時為○，與Fe₉₀ Zr₇ B₃ 薄帶的比電阻相同或上升未滿20%時為△，較Fe₉₀ Zr₇ B₃ 薄帶的比電阻低時為×。再者，比電阻(ρ)即使並非良好，亦可達成本案發明的目標。

再者，只要在以下所示實施例沒有特別記載，使用X射線折繞射測定及穿透式電子顯微鏡的觀察中確認，全部具有平均粒徑在5~30nm，結晶結構為bcc的Fe基奈米結晶。此外，在下述表19以外的表所記載的所有實施例及比較例，並不含X1及X2。

[表1] 表1

[表2] 表2

[表3] 表3

[表4] 表4

[表5] 表5

[表6] 表6

[表7] 表7

[表8] 表8

[表9] 表9

[表10] 表10

[表11] 表11

[表12] 表12

[表13] 表13

[表14] 表14

[表15] 表15

[表16] 表16

[表17] 表17

[表18] 表18

[表19] 表19

[表20] 表20

[表21] 表21

表1係記載M僅為Zr，在不含Si、Cu、X3及B的情形，改變Zr的含量(a)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例1~6，飽和磁通密度Bs及矯頑磁力Hc良好。

相對於此，Zr的含量過小的比較例1，熱處理前的薄帶係由結晶相構成，熱處理後的矯頑磁力Hc顯著提高，而比電阻ρ變低。此外，Zr的含量過大的比較例2，飽和磁通密度下降。

表2係記載M僅為Nb，不含Si、Cu、X3及B的情形，改變Nb的含量(a)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例7~11，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，Nb的含量過小的比較例3，熱處理前的薄帶係由結晶相構成，熱處理後的矯頑磁力Hc顯著提高，而比電阻ρ變低。此外，Nb的含量過大的比較例5，飽和磁通密度下降。

表3係記載M僅為Zr，不含Si、Cu、X3及B的情形，改變P的含量(b)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例12~17，飽和磁通密度Bs及矯頑磁力Hc良好。

相對於此，P的含量過小的比較例6，熱處理前的薄帶係由結晶相構成，熱處理後的矯頑磁力Hc顯著提高，而比電阻ρ變低。P的含量過多的比較例7，飽和磁通密度Bs下降。

表4係記載M僅為Zr，不含Si、X3及B的情形，改變Cu的含量(d)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例18~21，飽和磁通密度Bs及矯頑磁力Hc良好。

相對於此，Cu的含量過大的比較例8，熱處理前的薄帶係由結晶相構成，熱處理後的矯頑磁力Hc顯著提高。再者，飽和磁通密度Bs變低。

表5係記載M僅為Zr，不含Si、Cu及B的情形，改變X3的種類及含量(e)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例22~28，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，X3的含量過大的比較例9及10飽和磁通密度Bs會降低，而矯頑磁力Hc變高。

表6係記載M僅為Zr，不含Si、Cu及X3的情形，改變B的含量(f)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例29~31，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，B的含量過大的比較例12，矯頑磁力Hc變高。

表7係記載M僅為Nb，不含Si、Cu及X3的情形，改變B的含量(f)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例33~36飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，B的含量過大的比較例13，飽和磁通密度Bs變低，而矯頑磁力Hc變高。

表8係記載從實施例3改變M的種類的實施例。

即使改變M的種類，各成分的含量在既定範圍內的實施例37~41，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

表9係記載M僅為Zr，不含Cu、X3及B的情形，固定P的含量(b)與Si的含量(c)的和，改變P與Si的比例的實施例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例42~48，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。特別是b≧c的實施例42~46，與b＜c的實施例47及48比較，結果飽和磁通密度Bs及矯頑磁力Hc較優良。

表10係記載M僅為Zr，不含Cu、X3及B的情形，改變Si的含量(c)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例49~54，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，Si的含量過大的比較例14，飽和磁通密度Bs會降低。

表11係記載M僅為Zr，不含Cu、X3及B的情形，改變Zr的含量(a)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例56~60，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，Zr的含量過大的比較例15飽和磁通密度Bs會降低。

表12係記載M僅為Nb，不含Cu、X3及B的情形，改變Nb的含量(a)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例61~66，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，Nb的含量過小的比較例16，熱處理前的薄帶係由結晶相構成，熱處理後的矯頑磁力Hc顯著提高。此外，Nb的含量過大的比較例17飽和磁通密度Bs會降低。

表13係記載M僅為Zr，不含Cu、X3及B的情形，同時改變P的含量(b)及Si的含量(c)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例67~73，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，P含量過小的比較例18，熱處理前的薄帶係由結晶相構成，熱處理後的矯頑磁力Hc顯著提高。再者，比電阻ρ亦降低。此外，Zr的含量過大的比較例17，矯頑磁力Hc會變大。

表14係記載M僅為Zr，不含有X3及B的情形，改變Cu的含量(d)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例74~77，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，Cu的含量過大的比較例20，飽和磁通密度Bs會變小。

表15係記載M僅為Zr，不含Cu及B的情形，改變X3的種類及含量(e)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例78~85，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，X3的含量過大的比較例21，飽和磁通密度Bs會變小。

表16係記載M僅為Zr，不含Cu及X3的情形，改變B的含量(f)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例86~89，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，B的含量過大的比較例22，矯頑磁力Hc會變大。

表17係記載M僅為Hf，不含Cu及X3的情形，改變B的含量(f)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例90~94，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，B的含量過大的比較例23，矯頑磁力Hc會變大。

表18係記載M僅為Hf，不含Cu及X3的情形，改變B的含量(f)的實施例及比較例。

各成分的含量在既定範圍內的實施例96~99，飽和磁通密度Bs、矯頑磁力Hc及比電阻ρ良好。

相對於此，B的含量過大的比較例24，飽和磁通密度Bs變小，矯頑磁力Hc會變大。

表19係記載針對實施例43，將Fe的一部分以X1及/或X2取代的實施例。

將Fe的一部分以X1及/或X2取代，亦顯示良好的特性。惟，α+β超過0.50的比較例25，矯頑磁力會上升。

表20係記載針對實施例3，藉由改變輥輪的轉速、熱處理溫度及/或熱處理時間，改變初期微結晶的平均粒徑及Fe基奈米結晶合金的平均粒徑的實施例及比較例。表21係記載針對實施例43，改變輥輪的轉速、熱處理溫度及/或熱處理時間，改變初期微結晶的平均粒徑及Fe基奈米結晶合金的平均粒徑的實施例。

即使改變初期微結晶的平均粒徑及Fe基奈米結晶合金的平均粒徑，在熱處理前的薄帶不存在粒徑較15nm大的結晶時顯示良好的特性。相對於此，熱處理前的薄帶存在粒徑較15nm大的結晶時，即熱處理前的薄帶係由結晶相構成時，熱處理後的Fe基奈米結晶的平均粒徑會顯著地變大，而矯頑磁力Hc顯著地變高。

無。

無。

Claims (17)

1. 一種軟磁性合金，其特徵在於：其係以組成式(Fe_(1-(α+β))X1_αX2_β)_{(1-(a+b+c+d+e+f))}M_aP_bSi_cCu_dX3_eB_f所構成的軟磁性合金，X1係選自由Co及Ni所組成之族群之1種以上，X2係選自由Ti、V、Mn、Ag、Zn、Al、Sn、As、Sb、Bi及稀土元素所組成之族群之1種以上，X3係選自由C及Ge所組成之族群之1種以上，M係選自由Zr、Nb、Hf、Ta、Mo及W所組成之族群之1種以上，0.050≦a≦0.100 0.010≦b≦0.150 0≦c≦0.050 0≦d≦0.020 0≦e≦0.100 0≦f≦0.020 α≧0 β≧0 0≦α+β≦0.55。
2. 如申請專利範圍第1項之軟磁性合金，其中b≧c。
3. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中0≦f≦0.010。
4. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中0≦f≦0.001。
5. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中0.730≦1-(a+b+c+d+e+f)≦0.930。
6. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中0≦α{1-{a+b+c+d+e+f)}≦0.40。
7. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中α=0。
8. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中0≦β{1-{a+b+c+d+e+f)}≦0.030。
9. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中β=0。
10. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中α=β=0。
11. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中具有初期微結晶存在於非晶質中的奈米異質結構。
12. 如申請專利範圍第11項之軟磁性合金，其中上述初期微結晶的平均粒徑為0.3~10nm。
13. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其中上述軟磁性合金具有由Fe基奈米結晶構成的構造。
14. 如申請專利範圍第13項之軟磁性合金，其中上述Fe基奈米結晶的平均粒徑為5~30nm。
15. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其係薄帶形狀。
16. 如申請專利範圍第1或2項之軟磁性合金，其係粉末形狀。
17. 一種磁性零件，係由申請專利範圍第1至16項之任何一項之軟磁性合金構成。