JPH01228652A - 非晶質合金薄帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子機器用磁心材料、磁気記録ヘット等の高
周波用高透磁率材料に適した。非常に薄い非晶質合金薄
帯の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 非晶質合金は、高透磁率、低保磁力、高電気抵抗１機械
的強度が大きく、耐摩耗性に優れる等の特性をもち、ユ
ニークな軟磁性材料として注目されている。これらの特
性を利用して磁気記録用ヘッド材料、トランス、各種イ
ンダクタ用磁心材料等の高周波用高透磁率材料として利
用されている。

近年の電子技術の発展により、各種高周波用磁性材料に
要求される性能の水準が高くなってきており、現状以上
の低を員失、高透磁率、高周波領域での透磁率の低下の
少ないこと等が要求されている。これらの条件を満足す
る材料を得るために種々の方法が検討されており、その
１つとして、非品質合金）Ｗ帯のＩＩさを従来よりも薄
くする方法が挙げられる。

非晶質合金薄帯を作製するには、液体急冷法のうち、単
ロール法、双ロール法、遠心法が通している（アモルフ
ァス合金　その物性と応用　第６〜１１頁　アグネ発行
）。いずれの方法も、電気炉あるいは高周波炉により合
金を溶融させ１合金の溶湯をガス圧によりノズルから噴
出させ、回転する冷却用回転体の表面上で接触凝固させ
る方法であり、均一形状の連続薄帯を短時間で作製する
ことが可能である。

しかしながら、非晶質合金薄帯の厚さは、ノズル孔径及
び噴出圧力に依存する溶湯の噴出量と冷却用回転体の周
速との相互関係に大きく依存しており、これらの条件を
ＡＪｆｌ　整することで、１５〜１００μｒｎの厚さの
薄帯を作製できるが、１５μｍ以下の厚さの薄帯を均一
かつ連続的に得ることは非常に難しい。

すなわち１通常の方法で１５μｍより薄い薄帯を得よう
としても、？８場と冷却用回転体表面間の気泡の巻き込
みによって、薄帯表面に凹″凸や不規則が生じたり、ま
た、ノズル孔径を小さくすると。

吹き出しの際にノズルが非常に詰まりやすくなる等の困
難が生ずる。

一方、非晶質合金薄帯は１通常；非晶質合金単相である
が、特開昭６１−８９８３８号公報には。

非晶質合金薄帯の自由凝固表面に、厚さが１〜２μｍの
Ａｇ被膜が非晶質合金からの２相分離により形成された
非晶質合金系複合材料が開示されている。これは、Ａｇ
と非晶質合金を複合化することを目的としたものであり
１本発明のように、非晶質合金薄帯自体の厚さを薄くす
ることを目的としたものではない。さらにこの公幸Ｕに
は、３０〜５０μｍの薄板を容易に形成できることが記
載されており、その実施例には、３０μｍ厚の薄帯が示
されているだけで、２相分離を利用して非晶質合金自体
の厚さを薄（するということは全（示唆されていない。

また、特開昭６１−４１７３３号公報には、特定の２相
分離する合金の溶湯を液体急冷法で急冷凝固させて、非
晶質母相中に微細な第２相金属粒子を分散させる第２相
金属粒子分散型非晶質合金の製造法が開示されているが
、第２相となる金属元素の比率が１〜１０原子％と少な
いため、第２相は非晶質母相中に粒子として分散し、非
晶質合金薄帯の厚さを薄くするということは開示されて
いない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は１通常の液体急冷の薄帯作製装置及び作製条件
によりながら、従来の方法では得られなかった非常に薄
い非晶質合金薄帯の製造方法を提供することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検
討を重ねた結果、特定の２相分離する合金の溶湯を液体
急冷法で急冷凝固させると、従来の方法では得られなか
った非常に薄い非晶質合金薄帯を得ることができること
を見出し１本発明に到達した。

すなわら１本発明は、第１相を形成するｘ、ｙ。

（ここで、ＸはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉからなる群より選ばれ
た１種又は２種以上の元素、ＹはＢ、　Ｃ。

Ｓｉ、Ｐ、Ｇｅからなる群より選ばれた１種又は２種以
上の元素であり、ａはｔｏｏ−ｂで与えられる原子％、
ｂは１０〜４０原子％である）成分と、第２相を形成す
るＺ（ここで、ＺはＡｇ。

Ｃｕ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｂａからなる群より選ばれた
１種又は２種以上の元素である）成分とから構成され、
Ｚの比率が４０〜９０原子％である２相分離する合金の
溶湯を、液体急冷法で急冷凝固させて、非晶質合金から
なる第１相と、該非晶質合金と相分離する金属又は合金
からなる第２相とが層状に積層した薄帯を得１次いで、
得られた薄帯中の第２相を除去することを特徴とする非
晶質合金薄帯の製造方法を要旨とするものである。

本発明でいう２相分離合金とは、急冷凝固後に第２相形
成用金属と非晶質合金とが２相分離するような合金をい
い、その組成については、非晶質合金からなる第１相を
形成する合金をＸ、Ｙ、、第２相を形成する金属又は合
金をＺと表し説明すると、ＸａＹｂにおいてＸは、Ｆｅ
、Ｃｏ、Ｎｉからなる群より選ばれた１種又は２種以上
の元素であり、非晶質合金を構成する主要金属元素であ
る。

主要金属元素は、非晶質合金の磁気的性質、電気的性質
を決定する。例えば、Ｆｅ基の非晶質合金は、飽和磁束
密度が大きく、低保磁力、高角型性。

低鉄損の特性を有しており、トランス磁心材料に適して
いる。Ｃｏ基の零磁歪組成の非晶質合金は。

磁気ヘッド材料に適している。

Ｙは、Ｂ、Ｃ，Ｓｉ、Ｐ、Ｇｅからなる群より選ばれた
１種又は２種以上の元素であり、非晶質化元素である。

ａは１００−ｂで与えられる原子％、ｂは１０〜４０原
子％であり、１０原子％未満、４０原子％を超える場合
には、非晶質形成能が低下するため、非晶質合金相は結
晶し、脆（なる。好ましい範囲は、１５〜３０原子％で
ある。

Ｙは１種の元素よりも２種間時に添加した方が非晶質化
の効果は大きく、特に、ＢとＳｉの組み合わせが効果的
である。

また、必要ならば、非晶質合金薄帯の耐食性。

耐庁耗性、磁気特性等を改善するために、非晶質形成能
を低下させない範囲中でＣｒ、Ｍｏ、Ｍｎ。

Ｖ、Ｎｂ等の元素を添加してもよく、その添加量として
は、１５原子％以下が好ましい。

Ｚは、非晶質合金と相分離する金属又は合金であり、非
晶質合金の主要金属元素がＦｃ、Ｃｏ。

Ｎｉの場合には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｂｉ。

Ｂａからなる群より選ばれた１種又は２種以上の元素で
ある。非晶質合金との分離傾向、融点の差等を考慮する
と、Ａｇ、Ａｇ−Ｃｕ合金が好ましい。Ｚの比率は４０
〜９０原子％であり、４０原子％未溝の場合には、非晶
質合金が薄くなる効果が十分に現れない。また、９０原
子％を超える場合には、非晶質合金相が連続に、しかも
均一になりにくい。

本発明に用いられる液体急冷法としては２例えば、非晶
質合金薄帯を作るための通常の単ロール法、双ロール法
、遠心法等が挙げられる。

例えば、単ロール法を用いて本発明を実施する場合、先
端に孔をあけた熔湯噴出用ノズルに所定の組成に調整し
た２相分離合金を入れ、高周波炉等を用いて溶融させる
。この場合、？′ｇ湯の混合具合を調整するための堰、
セラミックフィルター等を溶湯噴出用ノズル内に設置し
てもかまわない。

次に、溶湯を２０００〜８０００ｒｐｍで回転している
直径１０〜３０ｃｍの銅ロールあるいは鋼ロール等に吹
き出して急冷凝固させると、厚さ２０〜３０μｍ程度の
薄帯が得られる。この薄帯の断面を光学顕微鏡で観察す
ると、第１相と第２相の２相に分離しており、各相が層
状に積層した構造となっている。薄帯全体の厚さは従来
の薄帯と変わらないが、第２相が存在する分だけ非晶質
合金相である第１相の厚さは５〜１０μｍと薄くなる。

本発明では、非晶質形成用合金と第２相形成用金属又は
合金の両方の溶湯を１つのノズル孔から一緒に吹き出す
ことが重要であり、非晶質形成用合金の溶湯と第２相形
成用金属の溶湯をそれぞれ別々のノズルから吹き出す方
法では１層状の薄帯は得られるが、非晶質合金部分を薄
（する本発明の効果が現れない。

次に、このようにして作製された２相分離した薄帯から
第２相を除去すると、非常に薄い非晶質合金薄帯が得ら
れる。第２相を除去するには３例えば、炭化ケイ素、酸
化アルミニウム等の研磨剤やそれらの研磨剤を用いた６
００〜１２００番程度の研磨紙等で第２相を研磨して除
去する物理的な方法で行えばよい。また、第２相を酸等
で溶かして除去する化学的な方法も適用することができ
る。

こうして得られた非晶質合金薄帯に、必要ならば結晶化
が起こらない条件で熱処理を施してもよい。特に、磁気
特性を向上させる熱処理が有用であり、このような熱処
理には、内部歪を取るだめの焼鈍、キュリー温度以上で
焼鈍して水焼き入れもしくは磁場中冷却２回転磁場中焼
鈍等の方法で行えばよい。

（作　用） 本発明によれば、相分離の現象を利用することにより、
非常に薄い非晶質合金薄帯が得られる。

薄帯の製造条件によって定まるのは、７；す帯全体の１
７さであり２本発明のように２相に分離し各相が層状に
積層された薄帯が得られれば、相分離した第２相の１１
さの分だけ非晶質合金相の厚さは薄（なる。この方法に
より、従来の方法では得られなかった非常に薄い非晶質
合金薄帯を容易に得ることができる。

（実施例） 次に２本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１〜６．比較例１〜５ 第１表に示す各種合金相成約Ｌｏｇを１石英管中でアル
ゴン雰囲気にて溶解した後、孔径０．５ｍｍの石英ノズ
ルを用い、アルゴン噴出圧１．５ｋｇ／ｃＩ１１で４０
００ｒｐ、ｍで回転している銅ロール（直径２０ｃｍ）
に噴出して急冷凝固させて２幅約１龍の薄帯を得１次い
で得られた薄帯の両面を１０００番の炭化ケイ素の研磨
紙（日木研紙社製）で研暦して第２相を除去し、非晶質
合金薄帯を取り出した〈実施例１〜６．比較例１，２）
。

また２比較のため、第２相を形成する金属又は合金を含
まない合金相成約Ｌｏｇを、実施例と同様に石英管中で
アルゴン雰囲気にて溶融した後。

アルゴン噴出圧、ロール回転数、ノズル孔径を変化させ
て非晶質合金薄帯を作製した（比較例３〜５）。

上記で作製した薄帯の長さ及び厚さの結果を第１表に示
す。ここで、非晶質合金薄帯の）Ｉさは。

レーザー測定機によって　ｎｌＪ帯を５０ｍ走行させ。

連続的な平均厚さを測定することにより求めた。

第１表より明らかなごとく、比較例１は八ｇｅｔが少な
いため、薄い非晶質合金薄帯は得られず。

比較例２はＡｇ量が多いため、厚さが均一で、かつ連続
的な非晶質合金薄帯が得られない。

これに対し、実施例１〜６のように、第２相を形成する
金属又は合金の含有量が本発明における組成範囲内であ
れば、厚さが５〜１０μｍの非常に薄い非晶質合金薄帯
が得られた。

しかし、第２相を形成する金属又は合金を含まない合金
組成で作製した比較例３〜５は、薄帯のとぎれやノズル
詰まりを生じ、厚さが均一で、かつ連続した非晶質合金
薄帯は得られなかった。

次に、このようにして得られた実施例２の非晶質合金薄
帯及び比較例１の非晶質合金薄帯に。

４３０℃で３分焼きなまし後、水焼き入れの熱処理を行
って、透磁率をインピーダンスアナライザー４１９２Ａ
（横河ヒューレットバッカード社製）を用いて測定した
。

その結果を第１図に示す。第１図は１周波数と透磁率と
の関係を示す図で１本発明によって得られた非晶質合金
薄帯は、厚さが薄いので、高周波域での透６ｆｆ率の低
下が少ないことがわかる。

（発明の効果） 本発明によれば、従来の方法では得られなかった非常に
薄い（例えば、厚さ５〜ｌＯμｍ）非晶質合金の薄帯を
得ることができる。このような薄帯は、高周波域での透
磁率の低下が少なく、磁気ヘッド、インダクタンス磁心
等の高周波用高透磁率材料として工業上非常に有益であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の製造方法で得た薄帯及び従来の方法
で得た薄帯の周波数と透磁率との関係を示す図である。 特許出願人　　増　　　本　　　　　健ユニ子力株式会
社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１相を形成するＸ＿ａＹ＿ｂ（ここで、ＸはＦ
   ｅ、Ｃｏ、Ｎｉからなる群より選ばれた１種又は２種以
   上の元素、ＹはＢ、Ｃ、Ｓｉ、Ｐ、Ｇｅからなる群より
   選ばれた１種又は２種以上の元素であり、ａは１００−
   ｂで与えられる原子％、ｂは１０〜４０原子％である）
   成分と、第２相を形成するＺ（ここで、ＺはＡｇ、Ｃｕ
   、Ｐｂ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｂａからなる群より選ばれた１種
   又は２種以上の元素である）成分とから構成され、Ｚの
   比率が４０〜９０原子％である２相分離する合金の溶湯
   を、液体急冷法で急冷凝固させて、非晶質合金からなる
   第１相と、該非晶質合金と相分離する金属又は合金から
   なる第２相とが層状に積層した薄帯を得、次いで、得ら
   れた薄帯中の第２相を除去することを特徴とする非晶質
   合金薄帯の製造方法。