JPH0762501A - 磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板 - Google Patents
磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板Info
- Publication number
- JPH0762501A JPH0762501A JP5144681A JP14468193A JPH0762501A JP H0762501 A JPH0762501 A JP H0762501A JP 5144681 A JP5144681 A JP 5144681A JP 14468193 A JP14468193 A JP 14468193A JP H0762501 A JPH0762501 A JP H0762501A
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- Japan
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- iron plate
- magnetostriction
- iron
- unidirectional electromagnetic
- electromagnetic iron
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄の磁気特性が利用される用途で、騒音を低
減することに役立つ磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板
を提供する。 【構成】 ｛１１０｝〈００１〉方位を持つ結晶粒が一
方向に揃った鉄板であり、かつ鉄板に張力を付与する能
力を持つ被膜を表面に付与することにより、５０Hzの交
流で１．９Ｔに励磁した時の相対的な磁歪変化が５×１
０-6以下である磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板が得
られる。
減することに役立つ磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板
を提供する。 【構成】 ｛１１０｝〈００１〉方位を持つ結晶粒が一
方向に揃った鉄板であり、かつ鉄板に張力を付与する能
力を持つ被膜を表面に付与することにより、５０Hzの交
流で１．９Ｔに励磁した時の相対的な磁歪変化が５×１
０-6以下である磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板が得
られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪特性に優れた一方
向性電磁鉄板に関する。
向性電磁鉄板に関する。
【０００２】
【従来の技術】トランスの鉄心材、電磁石の磁心材、シ
ールド材などには、一般に磁気特性の優れた鉄鋼材料が
用いられる。高磁束密度、高透磁率、低保磁力は、たと
えば鉄心の軽量化、電磁石の強力化、電子機器の高感度
化につながり、また磁気シールド材料としては漏洩磁界
の低減や、シールド材の軽量化をもたらす。鉄は飽和磁
束密度が高いので上記用途に適しており広く用いられて
きた。
ールド材などには、一般に磁気特性の優れた鉄鋼材料が
用いられる。高磁束密度、高透磁率、低保磁力は、たと
えば鉄心の軽量化、電磁石の強力化、電子機器の高感度
化につながり、また磁気シールド材料としては漏洩磁界
の低減や、シールド材の軽量化をもたらす。鉄は飽和磁
束密度が高いので上記用途に適しており広く用いられて
きた。
【０００３】純鉄系鉄鋼材料は飽和磁束密度が高いため
に、積層すること、あるいは巻くことによりコアを形成
し、高い励磁磁束密度で使用する用途に良く用いられて
きた。しかしながら、純鉄の高い飽和磁束密度を活用す
るために高い磁界で励磁すると、極めて大きい騒音が発
生し、しばしば問題となってきた。騒音の主たる原因
は、鉄心材料が磁化される際に生じる磁歪に基づく材料
の伸び縮みである。従来の純鉄系材料ではこの磁歪の値
が大きく、大きな騒音が生じる場合は防音手段を施すな
どして音を人の耳に入らぬようにするしかなかった。
に、積層すること、あるいは巻くことによりコアを形成
し、高い励磁磁束密度で使用する用途に良く用いられて
きた。しかしながら、純鉄の高い飽和磁束密度を活用す
るために高い磁界で励磁すると、極めて大きい騒音が発
生し、しばしば問題となってきた。騒音の主たる原因
は、鉄心材料が磁化される際に生じる磁歪に基づく材料
の伸び縮みである。従来の純鉄系材料ではこの磁歪の値
が大きく、大きな騒音が生じる場合は防音手段を施すな
どして音を人の耳に入らぬようにするしかなかった。
【０００４】しかしながら一方で、鉄心などのコアが大
きくなれば騒音も大きくなり、防音装置もおおががりに
なりコストがかかる。また、車両トランスなどでは防音
装置をつけると騒音は低減されるが、防音装置の重量分
だけ車両重量が重くなり燃費が落ちるばかりでなく、高
速化の妨げとなる。
きくなれば騒音も大きくなり、防音装置もおおががりに
なりコストがかかる。また、車両トランスなどでは防音
装置をつけると騒音は低減されるが、防音装置の重量分
だけ車両重量が重くなり燃費が落ちるばかりでなく、高
速化の妨げとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、積層、ある
いは巻いてコアにして使用した場合に、騒音の主たる原
因となる磁歪の値を、従来の純鉄系鉄鋼材料よりもはる
かに小さくした、磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板を
提供するものである。
いは巻いてコアにして使用した場合に、騒音の主たる原
因となる磁歪の値を、従来の純鉄系鉄鋼材料よりもはる
かに小さくした、磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者らは、種々の純鉄
系材料の磁歪を詳細に調査した。その結果、鉄板中の各
結晶粒の結晶方位を｛１１０｝〈００１〉方位に揃え、
かつ鉄板表面に鉄板に張力を付与する被膜を形成するこ
とによって磁歪が格段に小さくなることを見い出し、本
発明を完成させた。本発明はこの知見に基づくものであ
って、その要旨とするところは、｛１１０｝〈００１〉
方位を持つ結晶粒が一方的に揃った鉄板であり、かつ鉄
板に張力を付与する能力を持つ被膜を表面に有し、かつ
５０Hzの交流で１．９Ｔに励磁した時の磁歪が５×１０
-6以下である磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板にあ
る。
系材料の磁歪を詳細に調査した。その結果、鉄板中の各
結晶粒の結晶方位を｛１１０｝〈００１〉方位に揃え、
かつ鉄板表面に鉄板に張力を付与する被膜を形成するこ
とによって磁歪が格段に小さくなることを見い出し、本
発明を完成させた。本発明はこの知見に基づくものであ
って、その要旨とするところは、｛１１０｝〈００１〉
方位を持つ結晶粒が一方的に揃った鉄板であり、かつ鉄
板に張力を付与する能力を持つ被膜を表面に有し、かつ
５０Hzの交流で１．９Ｔに励磁した時の磁歪が５×１０
-6以下である磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板にあ
る。
【０００７】ここでいう｛１１０｝〈００１〉方位を持
つ結晶粒が一方向に揃うという意味は、｛１１０｝〈０
０１〉方位を直交する３軸（圧延方向、板面垂直方向、
板幅方向）のまわりにせいぜい２０度まで回転した結晶
方位を持つ粒で組織が成り立っていることを意味してい
る。
つ結晶粒が一方向に揃うという意味は、｛１１０｝〈０
０１〉方位を直交する３軸（圧延方向、板面垂直方向、
板幅方向）のまわりにせいぜい２０度まで回転した結晶
方位を持つ粒で組織が成り立っていることを意味してい
る。
【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。単結晶の
純鉄の磁歪については多くの研究者により測定され、消
磁状態での磁区構造により磁歪の値が大きく異なること
が報告されている（R.H. Bozorth著：Ferromagnetism,
D. Van Nostrand Company, INC. (1951), p.645)。たと
えばKayaらによれば、〈００１〉方向の磁歪は直流約
２．０Ｔの磁化で約５×１０-6程度となるが、 Webster
らによればその値は約１６×１０-6である（同，p.64
6)。
純鉄の磁歪については多くの研究者により測定され、消
磁状態での磁区構造により磁歪の値が大きく異なること
が報告されている（R.H. Bozorth著：Ferromagnetism,
D. Van Nostrand Company, INC. (1951), p.645)。たと
えばKayaらによれば、〈００１〉方向の磁歪は直流約
２．０Ｔの磁化で約５×１０-6程度となるが、 Webster
らによればその値は約１６×１０-6である（同，p.64
6)。
【０００９】また、一方向に磁化特性が優れた純鉄系の
材料については、古くから報告がある。たとえば、D.M.
Kohler (J. Appl. Phys. 38(1967) 1176)は、ＭｎＳを
用いて二次再結晶させた純鉄が、従来の方位制御をしな
い鉄に比べて、極めて優れた直流磁化特性を持つことを
述べている。しかしながら、純鉄系一方向性材料を交流
で励磁した場合にその磁歪がどれほどの値を持つもので
あるか、これまで報告された例は見あたらない。
材料については、古くから報告がある。たとえば、D.M.
Kohler (J. Appl. Phys. 38(1967) 1176)は、ＭｎＳを
用いて二次再結晶させた純鉄が、従来の方位制御をしな
い鉄に比べて、極めて優れた直流磁化特性を持つことを
述べている。しかしながら、純鉄系一方向性材料を交流
で励磁した場合にその磁歪がどれほどの値を持つもので
あるか、これまで報告された例は見あたらない。
【００１０】そこでまず本発明者らは、先に出願した技
術（特願平１−８２２３６号）によって作製した一方向
性鉄板の磁歪特性を評価した。測定は長さ３００mm、幅
６０mmの単板試料で行い、磁歪による試料の歪は差動ト
ランスで電気信号に変換して相対的な磁歪変化を磁歪振
幅として検出した。結果を図１に示す。
術（特願平１−８２２３６号）によって作製した一方向
性鉄板の磁歪特性を評価した。測定は長さ３００mm、幅
６０mmの単板試料で行い、磁歪による試料の歪は差動ト
ランスで電気信号に変換して相対的な磁歪変化を磁歪振
幅として検出した。結果を図１に示す。
【００１１】ばらつきが大きく励磁磁束密度１．９Ｔで
は、磁歪振幅の値は５×１０-6よりも大きく９×１０-6
以下の値を示している。同じ素材に２（Ａｌ2 Ｏ3 ）・
Ｂ2Ｏ3 を主体とする被膜（鉄板に張力を付与する能力
を有する）を形成した後、同様にして磁歪振幅を測定し
た結果を図１中に示す。被膜がない場合に比べて被膜を
形成した場合は磁歪振幅の値が格段に小さくなり、最も
大きい磁歪値でも５×１０-6以下になることがわかる。
即ち本発明は、鉄の磁気特性が利用される用途で、高磁
束密度領域設計の使用に際して、騒音を低減することに
役立つ。
は、磁歪振幅の値は５×１０-6よりも大きく９×１０-6
以下の値を示している。同じ素材に２（Ａｌ2 Ｏ3 ）・
Ｂ2Ｏ3 を主体とする被膜（鉄板に張力を付与する能力
を有する）を形成した後、同様にして磁歪振幅を測定し
た結果を図１中に示す。被膜がない場合に比べて被膜を
形成した場合は磁歪振幅の値が格段に小さくなり、最も
大きい磁歪値でも５×１０-6以下になることがわかる。
即ち本発明は、鉄の磁気特性が利用される用途で、高磁
束密度領域設計の使用に際して、騒音を低減することに
役立つ。
【００１２】
【作用】｛１１０｝〈００１〉方位を持つ結晶粒が一方
向に揃うと結晶粒内には１８０゜磁区が形成され、その
方向に磁化することが容易になる。このような磁区構造
を持つ材料に対して、その磁化容易方向に磁化すると、
磁化は１８０゜磁壁の移動でほぼすべてがまかなわれ
る。その結果、理想的には磁歪はほぼゼロになる。
向に揃うと結晶粒内には１８０゜磁区が形成され、その
方向に磁化することが容易になる。このような磁区構造
を持つ材料に対して、その磁化容易方向に磁化すると、
磁化は１８０゜磁壁の移動でほぼすべてがまかなわれ
る。その結果、理想的には磁歪はほぼゼロになる。
【００１３】従来から言われているように、磁歪の原因
となる回転磁化（実際には９０゜磁壁の移動によって磁
歪を生じる）が生じる領域が少なくなるために磁歪が小
さくなるものと考えている。張力を付与すれば、９０゜
磁壁が更に減少するためにより一層磁歪が低減されたと
考えている。
となる回転磁化（実際には９０゜磁壁の移動によって磁
歪を生じる）が生じる領域が少なくなるために磁歪が小
さくなるものと考えている。張力を付与すれば、９０゜
磁壁が更に減少するためにより一層磁歪が低減されたと
考えている。
【００１４】鉄に張力を付与するためには、鉄と熱膨張
率が大きく異なる被膜を表面に形成すれば良い。被膜の
形成は公知の手段による。珪素鋼で良く知られているリ
ン酸アルミニウムとコロイダルシリカの混合水溶液を鋼
板表面に塗布・乾燥しても良いし、ＰＶＤ，ＣＶＤ，イ
オンプレーティングなどの薄手高張力被膜を形成する技
術を用いても良い。
率が大きく異なる被膜を表面に形成すれば良い。被膜の
形成は公知の手段による。珪素鋼で良く知られているリ
ン酸アルミニウムとコロイダルシリカの混合水溶液を鋼
板表面に塗布・乾燥しても良いし、ＰＶＤ，ＣＶＤ，イ
オンプレーティングなどの薄手高張力被膜を形成する技
術を用いても良い。
【００１５】鉄板に付与される張力は被膜の厚さに比例
するので、主としてアルミニウムとほう素を含む被膜の
場合、張力効果を発揮させるためには少なくとも０．２
μｍ以上の被膜厚さが必要である。ここでいう一方向性
電磁鉄板とは、公知の｛１１０｝〈００１〉方位制御技
術により得られるものであり、鉄以外に不可避的不純物
と、純化しきれないインヒビター元素を成分として含
む。インヒビター元素としては、Ａｌ，Ｎ，Ｍｎ，Ｓ，
Ｓｅ，Ｃｕ，Ｓｂなどがあり製造法によっては製品中に
１０ppm から０．２％程度まで残存することもある。
するので、主としてアルミニウムとほう素を含む被膜の
場合、張力効果を発揮させるためには少なくとも０．２
μｍ以上の被膜厚さが必要である。ここでいう一方向性
電磁鉄板とは、公知の｛１１０｝〈００１〉方位制御技
術により得られるものであり、鉄以外に不可避的不純物
と、純化しきれないインヒビター元素を成分として含
む。インヒビター元素としては、Ａｌ，Ｎ，Ｍｎ，Ｓ，
Ｓｅ，Ｃｕ，Ｓｂなどがあり製造法によっては製品中に
１０ppm から０．２％程度まで残存することもある。
【００１６】
【実施例】Ｃ：０．０５wt％、Ａｌ：０．０１８wt％、
Ｎ：０．００６wt％を含み、残部が鉄よりなる板厚２mm
の熱延板を酸洗後０．８mmまで冷延した。８３０℃で焼
鈍を行い、酸洗後０．２８mmまで冷延した。８３０℃
（湿水素中）で脱炭焼鈍、８９０℃×１０時間の最終焼
鈍を行ない、長さ３００mm、幅６０mmの切板を得た。
Ｎ：０．００６wt％を含み、残部が鉄よりなる板厚２mm
の熱延板を酸洗後０．８mmまで冷延した。８３０℃で焼
鈍を行い、酸洗後０．２８mmまで冷延した。８３０℃
（湿水素中）で脱炭焼鈍、８９０℃×１０時間の最終焼
鈍を行ない、長さ３００mm、幅６０mmの切板を得た。
【００１７】この素材を用い、交流５０Hzで磁歪振幅
（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ値）を測定した。磁歪振幅
測定後、アルミナゾルとほう酸を含む微粒子分散液を塗
布・乾燥した後８５０℃で焼き付けた。これについても
同様にして磁歪振幅を測定した。結果を図１に示す。張
力被膜付与により磁歪振幅が著しく低減されていること
がわかる。
（ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ値）を測定した。磁歪振幅
測定後、アルミナゾルとほう酸を含む微粒子分散液を塗
布・乾燥した後８５０℃で焼き付けた。これについても
同様にして磁歪振幅を測定した。結果を図１に示す。張
力被膜付与により磁歪振幅が著しく低減されていること
がわかる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、低騒音のコアを製造す
るために適した磁歪が極めて小さい電磁鉄板を提供する
ことができるので、産業上の利益は極めて大きい。
るために適した磁歪が極めて小さい電磁鉄板を提供する
ことができるので、産業上の利益は極めて大きい。
【図１】磁歪振幅と励磁磁束密度との関係の図表であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂木 尚 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 長島 武雄 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 山崎 修一 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 藤井 浩康 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 金井 隆雄 川崎市中原区井田1618番地 新日本製鐵株 式会社先端技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 ｛１１０｝〈００１〉方位を持つ結晶粒
が一方的に揃った鉄板であり、かつ鉄板に張力を付与す
る能力を持つ被膜を表面に有し、かつ５０Hzの交流で
１．９Ｔに励磁した時の磁歪が５×１０-6以下である磁
歪特性に優れた一方向性電磁鉄板。 - 【請求項２】 張力を付与し得る被膜が、アルミニウム
とホウ素を主体とする複合酸化物でありかつ厚さが０．
２μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の磁歪
特性に優れた一方向性電磁鉄板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144681A JPH0762501A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5144681A JPH0762501A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0762501A true JPH0762501A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=15367784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5144681A Pending JPH0762501A (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 磁歪特性に優れた一方向性電磁鉄板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0762501A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196217A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-19 | Sanshin:Kk | 圧粉磁心の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP5144681A patent/JPH0762501A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001196217A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-19 | Sanshin:Kk | 圧粉磁心の製造方法 |
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