JPH0258342B2 - - Google Patents
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- JPH0258342B2 JPH0258342B2 JP56142250A JP14225081A JPH0258342B2 JP H0258342 B2 JPH0258342 B2 JP H0258342B2 JP 56142250 A JP56142250 A JP 56142250A JP 14225081 A JP14225081 A JP 14225081A JP H0258342 B2 JPH0258342 B2 JP H0258342B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は電磁気装置の磁心に用いて有効な低損
失非晶質合金に関し、更に詳しくは高周波領域で
鉄損低下、熱安定性向上の磁気特性を有しスイツ
チングレギユレータなど高周波用磁心に好適な低
損失非晶質合金に関する。 従来から、スイツチングレギユレータなど高周
波で使用する磁心としては、パーマロイ、フエラ
イトなどの結晶質材料が用いられている。 しかしながら、パーマロイは比抵抗が小さいの
で高周波での鉄損が大きくなる。また、フエライ
トは高周波での損失は小さいが、磁束密度もせい
ぜい5000Gと小さく、そのため、大きな動作磁束
密度での使用時にあつては、飽和に近くなりその
結果鉄損が増大する。近時、スイツチングレギユ
レータに使用される電源トランスなど高周波で使
用されるトランスにおいては、形状の小型化が望
まれているが、その場合、動作磁束密度の増大が
必要となるため、フエライトの鉄損増大は実用上
大きな問題となる。 一方、結晶構造を持たない非晶質磁性合金は、
高透磁率、低保磁力など優れた軟質磁性特性を示
すので最近注目を集めている。これらの非晶質磁
性合金は、Fe、Co、Niなどを基本とし、これに
非晶質化元素（メタロイド）としてＰ、Ｃ、Ｂ、
Si、Al、Geなどを包含するものである。 しかしながら、これら非晶質磁性合金の全てが
高周波領域で鉄損が小さいというわけではない。
例えば、Fe系非晶質合金は、50〜60Hzの低周波
領域ではケイ素鋼の約1/4という非常に小さい鉄
損を示すが、10〜50KHzという高周波領域にあつ
ては著しく大きな鉄損を示し、とてもスイツチン
グレギユレータ等の高周波領域での使用に適合す
るものではない。また、従来のFe系非晶質合金
にあつて、低損失を得るためには該合金を磁場中
で熱処理することが必要であり、そのため処理工
程が複雑化するなどの製造上の煩雑さや、その結
晶化温度が低いため熱安定性にも欠けるという難
点があつた。 従来、非晶質合金の作製にあたつて、ニオブ
（Nb）を添加すると、得られた非晶質合金の特性
において、キユーリ温度、飽和磁化の低下するこ
とが知られている。しかしながら、Nbの鉄損、
熱安定性など技術的磁気特性に与える影響につい
ては知られていない。 本発明者らは、上記のような非晶質合金に関す
る難点の解消のため鋭意研究を重ねた結果、Fe
の一部を所定の原子％量のNbで置換して成る非
晶質合金は、高周波領域においても鉄損が小さ
く、熱安定性にも優れ、かつ無磁場中で熱処理し
て製造することができるとの事実を見出し、本発
明非晶質合金を開発するに到つた。 本発明は、高周波領域において鉄損低下、熱安
定性向上の磁気特性を有する非晶質合金の提供を
目的とする。 本発明の非晶質合金は、 次式：（Fe1-aNba）100-bXb （式中、ＸはＢ又はＢとSi（ただし、Siは10原子
％以下）を表わし、ａ、ｂはそれぞれ0.02≦ａ≦
0.075、15≦ｂ≦21の関係を満足する数を表わ
す。） で示されることを構成上の特徴とするものであ
る。 本発明非晶質合金において、Nbは高周波領域
での鉄損の低下、結晶化温度の上昇に寄与する成
分で、その包含される量：ａは原子％で表示し
て、0.02≦ａ≦0.075に設定される。ａが0.02未満
の場合には上記の効果があまりなく、また0.075
を超えると合金のキユーリ温度が低下して実用性
が喪失する。 Ｘは非晶質化のために不可欠の元素を表わし、
Ｂ又はＢとSiである。ＢとSiの両者を包含させた
場合、Siの量は10原子％以下であり、Siが10原子
％を超えると得られた合金の鉄損が大きくなる。 Ｘの量：ｂは15≦ｂ≦21を満足する範囲に設定
され、ｂが15未満の場合には合金の非晶質化が困
難となり、また21を超えると鉄損に対するNb添
加の効果が顕著ではなくなる。ｂが17≦ｂ≦19を
満足する場合には、高周波領域における鉄損が一
層低下するので好ましい。 本発明の非晶質合金は、上記したFe、Nb、Ｘ
（Ｂ又はＢとSi）の各成分を所定の割合いで混合
した後、溶融し、これを常法（例えば溶湯急冷
法）によつて非晶質合金化し、これを無磁場中で
400〜500℃の温度域で加熱処理することによつて
容易に作製することができる。 以下に本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例 １ 表に示した組成の非晶質合金を圧延急冷法で作
製した。すなわち、２個の高速回転するロールの
間に石英管ノズルから上記組成の溶融合金をアル
ゴンガス圧（1.0〜2.0Kg／cm2）で噴出させ、得ら
れた薄体を急冷して幅２mm厚み30μｍ長さ10ｍの
薄帯試料を作製した。この試料から長さ100cmを
切り取り、これを直径20mmのアルミナ製ボビンに
巻回した後、全体を無磁場中で430℃、10分間熱
処理した。これに１次及び２次コイルを施し（巻
き数、いずれも70回）、磁束密度Bm＝3KGにお
ける鉄損（ｍＷ／c.c.）をワツトメータを用いて周
波数10KHz、20KHz、50KHz、100KHzを用いて測
定した。 また、飽和磁化は試料振動形磁力計を用い、結
晶化温度はDTA（示差熱分析法）を用いて測定し
た。これらの結果を、各組成の非晶質合金に対応
させて一括して示した。 なお、比較のために、従来からスイツチング電
源用に使用されているMn−Znフエライトの結果
も併記した。
失非晶質合金に関し、更に詳しくは高周波領域で
鉄損低下、熱安定性向上の磁気特性を有しスイツ
チングレギユレータなど高周波用磁心に好適な低
損失非晶質合金に関する。 従来から、スイツチングレギユレータなど高周
波で使用する磁心としては、パーマロイ、フエラ
イトなどの結晶質材料が用いられている。 しかしながら、パーマロイは比抵抗が小さいの
で高周波での鉄損が大きくなる。また、フエライ
トは高周波での損失は小さいが、磁束密度もせい
ぜい5000Gと小さく、そのため、大きな動作磁束
密度での使用時にあつては、飽和に近くなりその
結果鉄損が増大する。近時、スイツチングレギユ
レータに使用される電源トランスなど高周波で使
用されるトランスにおいては、形状の小型化が望
まれているが、その場合、動作磁束密度の増大が
必要となるため、フエライトの鉄損増大は実用上
大きな問題となる。 一方、結晶構造を持たない非晶質磁性合金は、
高透磁率、低保磁力など優れた軟質磁性特性を示
すので最近注目を集めている。これらの非晶質磁
性合金は、Fe、Co、Niなどを基本とし、これに
非晶質化元素（メタロイド）としてＰ、Ｃ、Ｂ、
Si、Al、Geなどを包含するものである。 しかしながら、これら非晶質磁性合金の全てが
高周波領域で鉄損が小さいというわけではない。
例えば、Fe系非晶質合金は、50〜60Hzの低周波
領域ではケイ素鋼の約1/4という非常に小さい鉄
損を示すが、10〜50KHzという高周波領域にあつ
ては著しく大きな鉄損を示し、とてもスイツチン
グレギユレータ等の高周波領域での使用に適合す
るものではない。また、従来のFe系非晶質合金
にあつて、低損失を得るためには該合金を磁場中
で熱処理することが必要であり、そのため処理工
程が複雑化するなどの製造上の煩雑さや、その結
晶化温度が低いため熱安定性にも欠けるという難
点があつた。 従来、非晶質合金の作製にあたつて、ニオブ
（Nb）を添加すると、得られた非晶質合金の特性
において、キユーリ温度、飽和磁化の低下するこ
とが知られている。しかしながら、Nbの鉄損、
熱安定性など技術的磁気特性に与える影響につい
ては知られていない。 本発明者らは、上記のような非晶質合金に関す
る難点の解消のため鋭意研究を重ねた結果、Fe
の一部を所定の原子％量のNbで置換して成る非
晶質合金は、高周波領域においても鉄損が小さ
く、熱安定性にも優れ、かつ無磁場中で熱処理し
て製造することができるとの事実を見出し、本発
明非晶質合金を開発するに到つた。 本発明は、高周波領域において鉄損低下、熱安
定性向上の磁気特性を有する非晶質合金の提供を
目的とする。 本発明の非晶質合金は、 次式：（Fe1-aNba）100-bXb （式中、ＸはＢ又はＢとSi（ただし、Siは10原子
％以下）を表わし、ａ、ｂはそれぞれ0.02≦ａ≦
0.075、15≦ｂ≦21の関係を満足する数を表わ
す。） で示されることを構成上の特徴とするものであ
る。 本発明非晶質合金において、Nbは高周波領域
での鉄損の低下、結晶化温度の上昇に寄与する成
分で、その包含される量：ａは原子％で表示し
て、0.02≦ａ≦0.075に設定される。ａが0.02未満
の場合には上記の効果があまりなく、また0.075
を超えると合金のキユーリ温度が低下して実用性
が喪失する。 Ｘは非晶質化のために不可欠の元素を表わし、
Ｂ又はＢとSiである。ＢとSiの両者を包含させた
場合、Siの量は10原子％以下であり、Siが10原子
％を超えると得られた合金の鉄損が大きくなる。 Ｘの量：ｂは15≦ｂ≦21を満足する範囲に設定
され、ｂが15未満の場合には合金の非晶質化が困
難となり、また21を超えると鉄損に対するNb添
加の効果が顕著ではなくなる。ｂが17≦ｂ≦19を
満足する場合には、高周波領域における鉄損が一
層低下するので好ましい。 本発明の非晶質合金は、上記したFe、Nb、Ｘ
（Ｂ又はＢとSi）の各成分を所定の割合いで混合
した後、溶融し、これを常法（例えば溶湯急冷
法）によつて非晶質合金化し、これを無磁場中で
400〜500℃の温度域で加熱処理することによつて
容易に作製することができる。 以下に本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例 １ 表に示した組成の非晶質合金を圧延急冷法で作
製した。すなわち、２個の高速回転するロールの
間に石英管ノズルから上記組成の溶融合金をアル
ゴンガス圧（1.0〜2.0Kg／cm2）で噴出させ、得ら
れた薄体を急冷して幅２mm厚み30μｍ長さ10ｍの
薄帯試料を作製した。この試料から長さ100cmを
切り取り、これを直径20mmのアルミナ製ボビンに
巻回した後、全体を無磁場中で430℃、10分間熱
処理した。これに１次及び２次コイルを施し（巻
き数、いずれも70回）、磁束密度Bm＝3KGにお
ける鉄損（ｍＷ／c.c.）をワツトメータを用いて周
波数10KHz、20KHz、50KHz、100KHzを用いて測
定した。 また、飽和磁化は試料振動形磁力計を用い、結
晶化温度はDTA（示差熱分析法）を用いて測定し
た。これらの結果を、各組成の非晶質合金に対応
させて一括して示した。 なお、比較のために、従来からスイツチング電
源用に使用されているMn−Znフエライトの結果
も併記した。
【表】
【表】
結果から明らかなように、本発明の非晶質合金
は磁束密度がフエライトよりも大きく、かつフエ
ライトよりも鉄損が小さい。また、比較例の非晶
質合金に比べて結晶化温度も上昇し、その熱安定
性が向上する。 実施例 ２ Nbの添加量を変化させて実施例１と同様の方
法で、（Fe1-aNba）81Si6B13の非晶質合金を作製
した。これを、Bm＝3KGの磁束密度下におい
て、10KHz、20KHz、50KHz、100KHzの周波数で
鉄損を測定した。その結果を、Nb添加量の関係
として図に示した。 図から明らかなように、0.02≦ａ≦0.075の範
囲においてその鉄損が特に小さくなることが判明
した。 以上、本発明の非晶質合金は磁束密度がフエラ
イトよりも大きく、高周波での鉄損がフエライト
よりも優れており、しかも鉄を主体にした材料で
あるため低価格であり、高周波トランスなどの小
形化が可能となるため、工業上有益なものであ
る。
は磁束密度がフエライトよりも大きく、かつフエ
ライトよりも鉄損が小さい。また、比較例の非晶
質合金に比べて結晶化温度も上昇し、その熱安定
性が向上する。 実施例 ２ Nbの添加量を変化させて実施例１と同様の方
法で、（Fe1-aNba）81Si6B13の非晶質合金を作製
した。これを、Bm＝3KGの磁束密度下におい
て、10KHz、20KHz、50KHz、100KHzの周波数で
鉄損を測定した。その結果を、Nb添加量の関係
として図に示した。 図から明らかなように、0.02≦ａ≦0.075の範
囲においてその鉄損が特に小さくなることが判明
した。 以上、本発明の非晶質合金は磁束密度がフエラ
イトよりも大きく、高周波での鉄損がフエライト
よりも優れており、しかも鉄を主体にした材料で
あるため低価格であり、高周波トランスなどの小
形化が可能となるため、工業上有益なものであ
る。
図は本発明の非晶質合金におけるNbの添加量
と磁束密度Bm＝3KGにおける各周波数での鉄損
との関係図である。
と磁束密度Bm＝3KGにおける各周波数での鉄損
との関係図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 次式：（Fe1-aNba）100-bXb （式中、ＸはＢ又はＢとSi（ただし、Siは10原子
％以下）を表わし、ａ、ｂはそれぞれ0.02≦ａ≦
0.075、15≦ｂ≦21の関係を満足する数を表わ
す。） で示される低損失非晶質合金。 ２ ｂが17≦ｂ≦19を満足する数である特許請求
の範囲第１項記載の低損失非晶質合金。 ３ 無磁場中において、結晶化温度以下の温度で
熱処理されて成る特許請求の範囲第１項又は第２
項記載の低損失非晶質合金。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142250A JPS5845355A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 低損失非晶質合金 |
| US06/415,489 US4462826A (en) | 1981-09-11 | 1982-09-07 | Low-loss amorphous alloy |
| EP82108364A EP0074640B1 (en) | 1981-09-11 | 1982-09-10 | Low-loss amorphous alloy |
| DE8282108364T DE3275103D1 (en) | 1981-09-11 | 1982-09-10 | Low-loss amorphous alloy |
| KR8204102A KR870000040B1 (ko) | 1981-09-11 | 1982-09-11 | 저철손 비정질합금 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56142250A JPS5845355A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 低損失非晶質合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5845355A JPS5845355A (ja) | 1983-03-16 |
| JPH0258342B2 true JPH0258342B2 (ja) | 1990-12-07 |
Family
ID=15310935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56142250A Granted JPS5845355A (ja) | 1981-09-11 | 1981-09-11 | 低損失非晶質合金 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845355A (ja) |
| KR (1) | KR870000040B1 (ja) |
-
1981
- 1981-09-11 JP JP56142250A patent/JPS5845355A/ja active Granted
-
1982
- 1982-09-11 KR KR8204102A patent/KR870000040B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5845355A (ja) | 1983-03-16 |
| KR840001643A (ko) | 1984-05-16 |
| KR870000040B1 (ko) | 1987-02-07 |
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