JPH06287721A - 表面の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯 - Google Patents
表面の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非晶質合金固有の特性を保持したまま、非晶
質合金薄帯の熱的安定性を改善する。 【構成】 主成分に対しＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕのう
ち少なくとも１種を０．０１〜１．０重量％含有した、
片面冷却法で作製される非晶質合金薄帯であって、該薄
帯の表面から１００Ａ以下の層のＳｉの酸化を抑制し、
非晶質マトリックス中に固溶するＳｉの濃度を高めたこ
とを特徴とする非晶質合金薄帯。 【効果】 結晶化開始の起点となる表面層の結晶化を抑
えることにより、非晶質合金の優れた特性を高温まで保
持できる。
質合金薄帯の熱的安定性を改善する。 【構成】 主成分に対しＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕのう
ち少なくとも１種を０．０１〜１．０重量％含有した、
片面冷却法で作製される非晶質合金薄帯であって、該薄
帯の表面から１００Ａ以下の層のＳｉの酸化を抑制し、
非晶質マトリックス中に固溶するＳｉの濃度を高めたこ
とを特徴とする非晶質合金薄帯。 【効果】 結晶化開始の起点となる表面層の結晶化を抑
えることにより、非晶質合金の優れた特性を高温まで保
持できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟磁気特性、高耐蝕
性、高強度など非晶質合金の特性を活かした用途に用い
られる非晶質合金において、その表面層が結晶化に対し
て高い耐性を有する非晶質合金薄帯に関するものであ
る。
性、高強度など非晶質合金の特性を活かした用途に用い
られる非晶質合金において、その表面層が結晶化に対し
て高い耐性を有する非晶質合金薄帯に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】非晶質合金は、原子の配列が不規則な構
造を持つ合金で、特定の組成の合金を液相や気相から急
冷することにより作製できる。液相から急冷する方法
は、一般に液体急冷法と呼ばれ、薄帯をつくる単ロール
急冷法、遠心急冷法、双ロール法、線をつくる液中紡糸
法、粉をつくるアトマイズ法、キャビテーション法が液
体急冷法の代表的な製造法として知られている。
造を持つ合金で、特定の組成の合金を液相や気相から急
冷することにより作製できる。液相から急冷する方法
は、一般に液体急冷法と呼ばれ、薄帯をつくる単ロール
急冷法、遠心急冷法、双ロール法、線をつくる液中紡糸
法、粉をつくるアトマイズ法、キャビテーション法が液
体急冷法の代表的な製造法として知られている。
【０００３】非晶質合金は、原子配列の不規則性によ
り、従来の結晶質合金では得られない特徴的な性質を有
する。軟磁気特性、高耐蝕性、高強度は実用的観点から
も優れた非晶質合金の特性である。この様な非晶質合金
の特性を活かした応用がこれまで数多く提案され、実用
化されている。磁気コア、磁気フィルター、磁気シール
ド、センサー、強度材料、複合材料はその代表例であ
る。
り、従来の結晶質合金では得られない特徴的な性質を有
する。軟磁気特性、高耐蝕性、高強度は実用的観点から
も優れた非晶質合金の特性である。この様な非晶質合金
の特性を活かした応用がこれまで数多く提案され、実用
化されている。磁気コア、磁気フィルター、磁気シール
ド、センサー、強度材料、複合材料はその代表例であ
る。
【０００４】一方、非晶質合金には欠点もある。特に実
用的に問題となるのは、熱安定性である。非晶質合金
は、高温の安定相を凍結した非平衡相であるため、温度
を上げると結晶化して、非晶質本来の優れた性質が失わ
れてしまう。熱的安定性を高めるため、従来とられてき
た手段は、合金組成の適正な選定および結晶化温度を高
める効果を示す元素の添加であった。これらの方法は熱
的安定性を高めるためには有効であるが、目的とする特
性を犠牲にしてバランスをとった組成であった。このた
め、非晶質合金本来の優れた性質は、十分に活用されて
いなかった。
用的に問題となるのは、熱安定性である。非晶質合金
は、高温の安定相を凍結した非平衡相であるため、温度
を上げると結晶化して、非晶質本来の優れた性質が失わ
れてしまう。熱的安定性を高めるため、従来とられてき
た手段は、合金組成の適正な選定および結晶化温度を高
める効果を示す元素の添加であった。これらの方法は熱
的安定性を高めるためには有効であるが、目的とする特
性を犠牲にしてバランスをとった組成であった。このた
め、非晶質合金本来の優れた性質は、十分に活用されて
いなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、非晶質合金
の優れた特性と熱安定性をともに保持する非晶質合金薄
帯を提供することを目的とする。
の優れた特性と熱安定性をともに保持する非晶質合金薄
帯を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記の通りである。Ｍa Ｘb Ｓｉc Ｂd Ｃe を主
成分とし、片面冷却法で作製され、該主成分に対しＳ
ｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０
１〜１．０重量％含有した非晶質合金薄帯であり、該薄
帯最表面に構成元素のうちいくつかが酸化された酸化物
を含む層を持ち、該薄帯表面から深さ方向に１００オン
グストローム以下の表面層において、酸化物中のＳｉの
平均の重量％をＷso、Ｓｕ，Ｓｂ，ＰおよびＣｕの平均
の重量％をＷao、非晶質合金マトリックス中のＳｉの平
均の重量％をＷsmおよびＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，ＰおよびＣｕ
の平均の重量％をＷam、としたときに、 Ｗso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗam であることを特徴とする結晶化耐性を高めた非晶質合金
薄帯。但し、Ｍは、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの少なくとも
１種、Ｘは、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ、ＶおよびＭ
ｎの少なくとも１種であり、ａ：６０〜９０（原子％、
以下同じ）、ｂ：０〜６、ｃ：１〜１９、ｄ：７〜２
０、ｅ：０〜４であって、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
である。即ち、本発明の非晶質合金は、薄帯表面のＳｉ
の酸化を抑制し、非晶質合金マトリックス中に固溶する
Ｓｉの濃度を高めたことを特徴とする。
ろは、下記の通りである。Ｍa Ｘb Ｓｉc Ｂd Ｃe を主
成分とし、片面冷却法で作製され、該主成分に対しＳ
ｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０
１〜１．０重量％含有した非晶質合金薄帯であり、該薄
帯最表面に構成元素のうちいくつかが酸化された酸化物
を含む層を持ち、該薄帯表面から深さ方向に１００オン
グストローム以下の表面層において、酸化物中のＳｉの
平均の重量％をＷso、Ｓｕ，Ｓｂ，ＰおよびＣｕの平均
の重量％をＷao、非晶質合金マトリックス中のＳｉの平
均の重量％をＷsmおよびＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，ＰおよびＣｕ
の平均の重量％をＷam、としたときに、 Ｗso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗam であることを特徴とする結晶化耐性を高めた非晶質合金
薄帯。但し、Ｍは、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの少なくとも
１種、Ｘは、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ、ＶおよびＭ
ｎの少なくとも１種であり、ａ：６０〜９０（原子％、
以下同じ）、ｂ：０〜６、ｃ：１〜１９、ｄ：７〜２
０、ｅ：０〜４であって、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
である。即ち、本発明の非晶質合金は、薄帯表面のＳｉ
の酸化を抑制し、非晶質合金マトリックス中に固溶する
Ｓｉの濃度を高めたことを特徴とする。
【０００７】以下に、本発明を詳細に説明する。非晶質
合金は、結晶化温度以上に加熱すると結晶化する。しか
し、結晶化は合金全体で同時に進行するのではなく、薄
帯の表面から開始する。この事例は、Fiedler 著のIEEE
Transaction on Magnetics, vol MAG-18 No.6 Novembe
r 1982年pp1388〜1390に示されている。片面冷却法で作
製された薄帯の場合、自由面（冷却基板に接する面と反
対の面）から結晶化する。自由面が基板側の面より冷却
速度が遅いためと考えられる。自由面であれ基板面であ
れ、結晶化を開始する温度は、その非晶質合金の結晶化
温度よりかなり低い。Fujinami等は、メスバウアー分析
法を用いてＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ非晶質合金の結晶化挙動
を解析し、表面層の結晶化は、示差熱分解で求められる
通常のバルクの結晶化温度に比べて５０℃も低い温度で
開始することを明らかにした（Journal of Non-Crystal
line Solidsvol.69 P361(1985年発行））。
合金は、結晶化温度以上に加熱すると結晶化する。しか
し、結晶化は合金全体で同時に進行するのではなく、薄
帯の表面から開始する。この事例は、Fiedler 著のIEEE
Transaction on Magnetics, vol MAG-18 No.6 Novembe
r 1982年pp1388〜1390に示されている。片面冷却法で作
製された薄帯の場合、自由面（冷却基板に接する面と反
対の面）から結晶化する。自由面が基板側の面より冷却
速度が遅いためと考えられる。自由面であれ基板面であ
れ、結晶化を開始する温度は、その非晶質合金の結晶化
温度よりかなり低い。Fujinami等は、メスバウアー分析
法を用いてＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃ非晶質合金の結晶化挙動
を解析し、表面層の結晶化は、示差熱分解で求められる
通常のバルクの結晶化温度に比べて５０℃も低い温度で
開始することを明らかにした（Journal of Non-Crystal
line Solidsvol.69 P361(1985年発行））。
【０００８】表面層が内部より低い温度で結晶化する結
果として、非晶質合金は結晶化温度よりもかなり低い温
度で本来の特性が劣化する。これを防止するために、従
来は熱的安定性を高める元素を数％添加したり、主成分
の組成を変更する方法に頼っていた。しかし、この方法
では熱的安定性以外の要求特性を阻害することとなる。
果として、非晶質合金は結晶化温度よりもかなり低い温
度で本来の特性が劣化する。これを防止するために、従
来は熱的安定性を高める元素を数％添加したり、主成分
の組成を変更する方法に頼っていた。しかし、この方法
では熱的安定性以外の要求特性を阻害することとなる。
【０００９】本発明者等は、特願平３−２４８０９４号
において、表面層の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯
を提案している。それは、薄帯表面に結晶化を抑制する
薄いＳｎの偏析層を付与したことを特徴としている。そ
の後鋭意研究を重ねた結果、薄帯の表面結晶化の抑制の
メカニズムがより明確になった。それによると、Ｓｎの
偏析層は表面結晶化の抑制に直接作用するわけではな
い。非晶質薄帯表面は、最表面から、幾つかの構成元素
が酸化された酸化物からなる層、該酸化物と非晶質合金
が共存する層および非晶質合金だけの層からなってい
る。上記の表面に偏析したＳｎは、酸素と反応し酸化物
となっている。このことにより、主構成元素の一つであ
るＳｉは、酸化物となる割合が減少し、非晶質合金マト
リックス中に濃度低下することなく残留することができ
る。非晶質合金層に固溶するＳｉの濃度は、それが低下
した場合、非晶質合金層の結晶化温度の低下を招き、結
晶化を容易にすると考えられるので、結晶化の抑制には
重要である。
において、表面層の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯
を提案している。それは、薄帯表面に結晶化を抑制する
薄いＳｎの偏析層を付与したことを特徴としている。そ
の後鋭意研究を重ねた結果、薄帯の表面結晶化の抑制の
メカニズムがより明確になった。それによると、Ｓｎの
偏析層は表面結晶化の抑制に直接作用するわけではな
い。非晶質薄帯表面は、最表面から、幾つかの構成元素
が酸化された酸化物からなる層、該酸化物と非晶質合金
が共存する層および非晶質合金だけの層からなってい
る。上記の表面に偏析したＳｎは、酸素と反応し酸化物
となっている。このことにより、主構成元素の一つであ
るＳｉは、酸化物となる割合が減少し、非晶質合金マト
リックス中に濃度低下することなく残留することができ
る。非晶質合金層に固溶するＳｉの濃度は、それが低下
した場合、非晶質合金層の結晶化温度の低下を招き、結
晶化を容易にすると考えられるので、結晶化の抑制には
重要である。
【００１０】従って、上述のように、Ｓｎを添加しても
表面結晶化を抑制する効果が充分現れない場合があっ
た。これは表面から１００オングストロームの範囲の表
面層で、酸化物中のＳｉの濃度Ｗsoに対して非晶質合金
層の固溶Ｓｉの濃度Ｗsmが小さく、 Ｗso／Ｗsm＞Ｗao／Ｗam の時であった。ここで、Ｗsmは非晶質マトリックス中の
Ｓｎの平均の重量％であり、またＷaoは酸化物中のＳｎ
の平均の重量％である。
表面結晶化を抑制する効果が充分現れない場合があっ
た。これは表面から１００オングストロームの範囲の表
面層で、酸化物中のＳｉの濃度Ｗsoに対して非晶質合金
層の固溶Ｓｉの濃度Ｗsmが小さく、 Ｗso／Ｗsm＞Ｗao／Ｗam の時であった。ここで、Ｗsmは非晶質マトリックス中の
Ｓｎの平均の重量％であり、またＷaoは酸化物中のＳｎ
の平均の重量％である。
【００１１】本発明の非晶質合金は、これらの知見を基
に、表面から深さ方向に１００オングストロームの表面
層において、非晶質合金マトリックス中に固溶するＳｉ
の濃度を高めたことを特徴としている。具体的には、主
成分に微量のＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕを添加した非晶
質合金であり、酸化物中のＳｉの平均の重量％をＷso、
Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの平均の重量％をＷao、非晶
質合金マトリックス中のＳｉの平均の重量％をＷsm、Ｓ
ｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの平均の重量％をＷamとしたと
きに、 Ｗso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗam である非晶質合金薄帯である。この条件を満足しない
時、非晶質合金マトリックス中のＳｉ濃度が減少し、結
晶化温度が低くなり、表面結晶化を誘発し易くなる。
に、表面から深さ方向に１００オングストロームの表面
層において、非晶質合金マトリックス中に固溶するＳｉ
の濃度を高めたことを特徴としている。具体的には、主
成分に微量のＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕを添加した非晶
質合金であり、酸化物中のＳｉの平均の重量％をＷso、
Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの平均の重量％をＷao、非晶
質合金マトリックス中のＳｉの平均の重量％をＷsm、Ｓ
ｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの平均の重量％をＷamとしたと
きに、 Ｗso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗam である非晶質合金薄帯である。この条件を満足しない
時、非晶質合金マトリックス中のＳｉ濃度が減少し、結
晶化温度が低くなり、表面結晶化を誘発し易くなる。
【００１２】必要なＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの添加量
は、０．０１〜１．０重量％、好ましくは０．１〜０．
５重量％の微量であるから主成分の所要特性をほとんど
損なわない。むしろ、磁気特性や耐食性は、著しく向上
する副次的効果を生む。また、上記元素を添加すること
によって、必ずしもＷso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗamが満足され
ると限らないことは、上述した通りである。後述するよ
うに、非晶質製造時の急冷速度、急冷雰囲気などが適当
な条件になければならない。
は、０．０１〜１．０重量％、好ましくは０．１〜０．
５重量％の微量であるから主成分の所要特性をほとんど
損なわない。むしろ、磁気特性や耐食性は、著しく向上
する副次的効果を生む。また、上記元素を添加すること
によって、必ずしもＷso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗamが満足され
ると限らないことは、上述した通りである。後述するよ
うに、非晶質製造時の急冷速度、急冷雰囲気などが適当
な条件になければならない。
【００１３】次に、本発明の非晶質合金の構成について
詳しく説明する。主成分は、Ｍa Ｘb Ｓｉc Ｂd Ｃe で
表示される。但し、Ｍは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくと
も１種、Ｘは、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ、Ｖ，Ｍｎ
の少なくとも１種であり、ａ：６０〜９０（原子％、以
下同じ）、ｂ：０〜６、ｃ：１〜１９、ｄ：７〜２０、
ｅ：０〜４であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００であ
る。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉは、要求特性に合わせて６０〜９
０原子％の範囲で選択する。例えば、高い磁束密度が要
求される磁性材料の場合、Ｆｅを主成分とし、必要に応
じてＣｏ，Ｎｉを１〜１５原子％の範囲でＦｅと置換す
る。高い透磁率を必要とする際は、Ｃｏを主成分とし、
これにＦｅおよびＭｉを１〜１０原子％の範囲でＣｏと
置換する。
詳しく説明する。主成分は、Ｍa Ｘb Ｓｉc Ｂd Ｃe で
表示される。但し、Ｍは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの少なくと
も１種、Ｘは、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ、Ｖ，Ｍｎ
の少なくとも１種であり、ａ：６０〜９０（原子％、以
下同じ）、ｂ：０〜６、ｃ：１〜１９、ｄ：７〜２０、
ｅ：０〜４であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００であ
る。Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉは、要求特性に合わせて６０〜９
０原子％の範囲で選択する。例えば、高い磁束密度が要
求される磁性材料の場合、Ｆｅを主成分とし、必要に応
じてＣｏ，Ｎｉを１〜１５原子％の範囲でＦｅと置換す
る。高い透磁率を必要とする際は、Ｃｏを主成分とし、
これにＦｅおよびＭｉを１〜１０原子％の範囲でＣｏと
置換する。
【００１４】Ｘ元素は、特性改善および副次的効果を目
的として添加する。例えば、バルクの結晶化温度の向
上、耐蝕性の向上、機械的性質の向上を図るものであ
る。本発明においては、０〜６原子％の範囲に限定す
る。上限は主として改善効果と経済性の観点から規定し
た。半金属のＳｉ，Ｂ，Ｃは、非晶質形成に不可欠な構
成元素である。上述の金属元素の種類と量に応じて、Ｓ
ｉ：１〜１９原子％、Ｂ：７〜２０原子％、Ｃ：０〜４
原子％の範囲から選定する。この範囲を外れると非晶質
化が極めて困難になる。
的として添加する。例えば、バルクの結晶化温度の向
上、耐蝕性の向上、機械的性質の向上を図るものであ
る。本発明においては、０〜６原子％の範囲に限定す
る。上限は主として改善効果と経済性の観点から規定し
た。半金属のＳｉ，Ｂ，Ｃは、非晶質形成に不可欠な構
成元素である。上述の金属元素の種類と量に応じて、Ｓ
ｉ：１〜１９原子％、Ｂ：７〜２０原子％、Ｃ：０〜４
原子％の範囲から選定する。この範囲を外れると非晶質
化が極めて困難になる。
【００１５】本発明のＷso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗamである非
晶質薄帯を製造する方法は、０．０１〜１．０重量％の
Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕのうち少なくとも一種を添加
した合金を、片面冷却法を用いて急冷することからな
る。この様に、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｇａ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの添加
量を規定する理由は、次の通りである。０．０１重量％
未満ではＳｉが酸化され非晶質合金マトリックス中のＳ
ｉ濃度が低下してしまい、結晶化耐性が不十分である。
また、１．０重量％を越えると非晶質合金マトリックス
中のＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕ濃度が高くなりすぎ、基
本成分が本来有する優れた性質が失われるからである。
晶質薄帯を製造する方法は、０．０１〜１．０重量％の
Ｓｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕのうち少なくとも一種を添加
した合金を、片面冷却法を用いて急冷することからな
る。この様に、Ｓｎ，Ｓｂ，Ｇａ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕの添加
量を規定する理由は、次の通りである。０．０１重量％
未満ではＳｉが酸化され非晶質合金マトリックス中のＳ
ｉ濃度が低下してしまい、結晶化耐性が不十分である。
また、１．０重量％を越えると非晶質合金マトリックス
中のＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，Ｐ，Ｃｕ濃度が高くなりすぎ、基
本成分が本来有する優れた性質が失われるからである。
【００１６】本発明で採用する片面冷却法は、公知の単
ロール急冷法であるが、ベルト法、遠心急冷法などを用
いることもできる。所定の組成をもつ合金は、融点以上
に加熱され、溶解されたのち、ノズルを介して移動する
冷却基板の上に噴出せしめられる。ノズルはスリットノ
ズル、多重スリットノズルあるいはラップした多孔ノズ
ルを用いることができる。多重スリットノズルは、５０
μｍ以上の厚肉材の製造に有効である。急冷の際の冷却
速度は、１０5 Ｋ／ｓ以上でなければならない。また、
鋳造する雰囲気は大気中、不活性ガス中、真空中のいず
れでも良いが、特に露点は５℃以下でなければならな
い。冷却速度が１０5 Ｋ／ｓ以下の場合や露点が５℃以
上の場合は、合金が所定の組成であってもＷso／Ｗsm≦
Ｗao／Ｗamである非晶質薄帯が得られない。これはＳｉ
が酸化し、非晶質合金マトリックス中のＳｉ濃度が低下
するためと推定される。
ロール急冷法であるが、ベルト法、遠心急冷法などを用
いることもできる。所定の組成をもつ合金は、融点以上
に加熱され、溶解されたのち、ノズルを介して移動する
冷却基板の上に噴出せしめられる。ノズルはスリットノ
ズル、多重スリットノズルあるいはラップした多孔ノズ
ルを用いることができる。多重スリットノズルは、５０
μｍ以上の厚肉材の製造に有効である。急冷の際の冷却
速度は、１０5 Ｋ／ｓ以上でなければならない。また、
鋳造する雰囲気は大気中、不活性ガス中、真空中のいず
れでも良いが、特に露点は５℃以下でなければならな
い。冷却速度が１０5 Ｋ／ｓ以下の場合や露点が５℃以
上の場合は、合金が所定の組成であってもＷso／Ｗsm≦
Ｗao／Ｗamである非晶質薄帯が得られない。これはＳｉ
が酸化し、非晶質合金マトリックス中のＳｉ濃度が低下
するためと推定される。
【００１７】以上説明した製造方法は、板厚に対して幅
が広い形状の薄帯あるいは箔状の繊維に対して適用する
ものであるが、本発明は、噴霧した液滴を冷却基板に衝
突させて得られるフレーク状の薄片あるいは粉末にも適
用できる。本発明で規定されるＷam、Ｗsm、Ｗao、Ｗso
は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）などの表面分析法によ
って測定できる。また、表面の組成分布を測定するグロ
ー放電発光分光法（ＧＤＳ）などを併用することによ
り、より定量的にこれらの値を求めることができる。
が広い形状の薄帯あるいは箔状の繊維に対して適用する
ものであるが、本発明は、噴霧した液滴を冷却基板に衝
突させて得られるフレーク状の薄片あるいは粉末にも適
用できる。本発明で規定されるＷam、Ｗsm、Ｗao、Ｗso
は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）などの表面分析法によ
って測定できる。また、表面の組成分布を測定するグロ
ー放電発光分光法（ＧＤＳ）などを併用することによ
り、より定量的にこれらの値を求めることができる。
【００１８】急冷された本発明の非晶質合金は、用途に
よっては熱処理される。従来の熱処理は、合金のバルク
の結晶化温度よりかなり低い温度で行われるが、表面結
晶化耐性の優れた本発明の材料では従来より高い温度を
採用できる。この結果、急冷による残留歪みの開放が十
分になされるため磁気特性は、従来より大幅に向上す
る。
よっては熱処理される。従来の熱処理は、合金のバルク
の結晶化温度よりかなり低い温度で行われるが、表面結
晶化耐性の優れた本発明の材料では従来より高い温度を
採用できる。この結果、急冷による残留歪みの開放が十
分になされるため磁気特性は、従来より大幅に向上す
る。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明
する。実施例１ 基本組成Ｆｅ83Ｓｉ2 Ｂ15（原子％）の合金にＳｎを
０．１、０．３および０．５重量％の各量加えた母合金
を高周波溶解した後、０．６mm幅のスリットノズルを介
して、Ｃｕロールで急冷し、２５mm幅の長尺の薄帯を作
製した。露点５℃以下の大気中で鋳造し、その時の急冷
速度は、１０5 Ｋ／ｓ以上であった。作製した薄帯は、
Ｘ線回析によりいずれも非晶質特有のハローを示すこと
を確認した。その薄帯の表面の元素の化学状態をＸＰＳ
法を用いて測定した。その結果より得られたＷso、Ｗs
m、Ｗao、ＷamとＷso／Ｗsm、Ｗao／Ｗamの値を、表１
に示す。いずれもＷso／Ｗsm＜Ｗao／Ｗamが成り立って
いる。
する。実施例１ 基本組成Ｆｅ83Ｓｉ2 Ｂ15（原子％）の合金にＳｎを
０．１、０．３および０．５重量％の各量加えた母合金
を高周波溶解した後、０．６mm幅のスリットノズルを介
して、Ｃｕロールで急冷し、２５mm幅の長尺の薄帯を作
製した。露点５℃以下の大気中で鋳造し、その時の急冷
速度は、１０5 Ｋ／ｓ以上であった。作製した薄帯は、
Ｘ線回析によりいずれも非晶質特有のハローを示すこと
を確認した。その薄帯の表面の元素の化学状態をＸＰＳ
法を用いて測定した。その結果より得られたＷso、Ｗs
m、Ｗao、ＷamとＷso／Ｗsm、Ｗao／Ｗamの値を、表１
に示す。いずれもＷso／Ｗsm＜Ｗao／Ｗamが成り立って
いる。
【００２０】本発明の非晶質薄帯を３２０℃で６０分、
窒素中で磁場焼鈍した後、再びＸ線回析法で調べたとこ
ろ、いずれの薄帯も非晶質状態を保っていた。焼鈍後の
試料を単板試験器で磁気測定し、その結果を同じく表１
に示す。５０Ｈｚ、１．３Ｔにおける鉄損
（Ｗ1.3/50）、１０ｅにおける透磁率（Ｂ１）共に、優
れた特性である。
窒素中で磁場焼鈍した後、再びＸ線回析法で調べたとこ
ろ、いずれの薄帯も非晶質状態を保っていた。焼鈍後の
試料を単板試験器で磁気測定し、その結果を同じく表１
に示す。５０Ｈｚ、１．３Ｔにおける鉄損
（Ｗ1.3/50）、１０ｅにおける透磁率（Ｂ１）共に、優
れた特性である。
【００２１】一方、比較例として作製した、Ｓｎを添加
しないＦｅ83Ｓｉ2 Ｂ15および、露点１４℃の雰囲気で
作製したＳｎを０．３重量％添加したＦｅ83Ｓｉ2 Ｂ15
は、酸化Ｓｉの重量％、Ｗsoが非常に大きく、Ｗso／Ｗ
sm＞Ｗao／Ｗamである。また、３２０℃で６０分の焼鈍
によって、自由面の結晶化がＸ線回析によって認められ
た。第１に示すように、磁気特性も本発明合金に比べ
て、大幅に劣っている。
しないＦｅ83Ｓｉ2 Ｂ15および、露点１４℃の雰囲気で
作製したＳｎを０．３重量％添加したＦｅ83Ｓｉ2 Ｂ15
は、酸化Ｓｉの重量％、Ｗsoが非常に大きく、Ｗso／Ｗ
sm＞Ｗao／Ｗamである。また、３２０℃で６０分の焼鈍
によって、自由面の結晶化がＸ線回析によって認められ
た。第１に示すように、磁気特性も本発明合金に比べ
て、大幅に劣っている。
【００２２】
【表１】
【００２３】実施例２ 表２に示す組成の母合金を用いて、実施例１と同様の方
法で薄帯を製造した。これらの薄帯をそれぞれの結晶化
開始温度より６０℃低い温度で６０分、窒素雰囲気中で
熱処理した。Ｗso／Ｗsm＞Ｗao／Ｗamであり、熱処理後
薄帯の自由面をＸ線回析で調べた結果、いずれも非晶質
特有のハローパターンを示した。一方、同一組成で、露
点５℃以上の雰囲気で鋳造した比較材は、Ｗso／Ｗsm＞
Ｗao／Ｗamであり、同じ条件の焼鈍で表面の結晶化が認
められた。
法で薄帯を製造した。これらの薄帯をそれぞれの結晶化
開始温度より６０℃低い温度で６０分、窒素雰囲気中で
熱処理した。Ｗso／Ｗsm＞Ｗao／Ｗamであり、熱処理後
薄帯の自由面をＸ線回析で調べた結果、いずれも非晶質
特有のハローパターンを示した。一方、同一組成で、露
点５℃以上の雰囲気で鋳造した比較材は、Ｗso／Ｗsm＞
Ｗao／Ｗamであり、同じ条件の焼鈍で表面の結晶化が認
められた。
【００２４】
【表２】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の非晶質合
金薄帯は結晶化に対する耐性が強い。この特徴により磁
気材料においては、高い温度の熱処理が可能になり、優
れた磁気特性が得られ、また錆の発生が抑制されるため
取扱が容易となり、実用上の効果は極めて大きい。
金薄帯は結晶化に対する耐性が強い。この特徴により磁
気材料においては、高い温度の熱処理が可能になり、優
れた磁気特性が得られ、また錆の発生が抑制されるため
取扱が容易となり、実用上の効果は極めて大きい。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｍa Ｘb Ｓｉc Ｂd Ｃe を主成分とし、片
面冷却法で作製され、該主成分に対しＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，
Ｐ，Ｃｕのうち少なくとも１種を０．０１〜１．０重量
％含有した非晶質合金薄帯であり、該薄帯最表面に構成
元素のうちいくつかが酸化された酸化物を含む層を持
ち、該薄帯表面から深さ方向に１００オングストローム
以下の表面層において、酸化物中のＳｉの平均の重量％
をＷso、Ｓｕ，Ｓｂ，ＰおよびＣｕの平均の重量％をＷ
ao、非晶質合金マトリックス中のＳｉの平均の重量％を
ＷsmおよびＳｎ，Ｓｂ，Ｓ，ＰおよびＣｕの平均の重量
％をＷam、としたときに、 Ｗso／Ｗsm≦Ｗao／Ｗam であることを特徴とする結晶化耐性を高めた非晶質合金
薄帯。但し、Ｍは、Ｆｅ，ＣｏおよびＮｉの少なくとも
１種、Ｘは、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｃｒ、ＶおよびＭ
ｎの少なくとも１種であり、ａ：６０〜９０（原子％、
以下同じ）、ｂ：０〜６、ｃ：１〜１９、ｄ：７〜２
０、ｅ：０〜４であって、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07414593A JP3441757B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 表面の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07414593A JP3441757B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 表面の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287721A true JPH06287721A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3441757B2 JP3441757B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=13538714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07414593A Expired - Lifetime JP3441757B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 表面の結晶化耐性を高めた非晶質合金薄帯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3441757B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718388A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-20 | Hitachi Metals Ltd | Ｂ−ｈループの非対称性を改善したナノ結晶合金薄帯ならびに磁心およびナノ結晶合金薄帯の製造方法 |
| EP1036854A4 (en) * | 1998-07-08 | 2004-10-27 | Japan Science & Tech Agency | AMORPHOUS ALLOY WITH EXCELLENT BENDING STRENGTH AND IMPACT RESISTANCE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| WO2009096382A1 (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Hitachi Metals, Ltd. | アモルファス軟磁性合金、アモルファス軟磁性合金薄帯、アモルファス軟磁性合金粉末およびそれを用いた磁心並びに磁性部品 |
| CN105648254A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-06-08 | 沈阳工业大学 | 多孔Mg-Zn-Ca非晶薄带的制备方法及应用 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP07414593A patent/JP3441757B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718388A (ja) * | 1993-06-18 | 1995-01-20 | Hitachi Metals Ltd | Ｂ−ｈループの非対称性を改善したナノ結晶合金薄帯ならびに磁心およびナノ結晶合金薄帯の製造方法 |
| EP1036854A4 (en) * | 1998-07-08 | 2004-10-27 | Japan Science & Tech Agency | AMORPHOUS ALLOY WITH EXCELLENT BENDING STRENGTH AND IMPACT RESISTANCE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| WO2009096382A1 (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Hitachi Metals, Ltd. | アモルファス軟磁性合金、アモルファス軟磁性合金薄帯、アモルファス軟磁性合金粉末およびそれを用いた磁心並びに磁性部品 |
| CN105648254A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-06-08 | 沈阳工业大学 | 多孔Mg-Zn-Ca非晶薄带的制备方法及应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3441757B2 (ja) | 2003-09-02 |
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