JPH0790515A - 磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄基非晶質合金 - Google Patents
磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄基非晶質合金Info
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- JPH0790515A JPH0790515A JP5230375A JP23037593A JPH0790515A JP H0790515 A JPH0790515 A JP H0790515A JP 5230375 A JP5230375 A JP 5230375A JP 23037593 A JP23037593 A JP 23037593A JP H0790515 A JPH0790515 A JP H0790515A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 軟磁性材料としての鉄基非晶質合金であっ
て、 化学式：Fex Ｂy Siz Mna Cob ここでｘ：70〜80at％, ｙ：７〜15at％,ｚ：４〜17a
t％,ａ：0.2 〜３at％, ｂ：５〜10at％, ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＋ｂ＝100 at％ で示される組成とする。 【効果】 磁束密度が低下することなくむしろ改善さ
れ、しかも鉄損が格段に低減する。
て、 化学式：Fex Ｂy Siz Mna Cob ここでｘ：70〜80at％, ｙ：７〜15at％,ｚ：４〜17a
t％,ａ：0.2 〜３at％, ｂ：５〜10at％, ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＋ｂ＝100 at％ で示される組成とする。 【効果】 磁束密度が低下することなくむしろ改善さ
れ、しかも鉄損が格段に低減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁束密度が高くかつ
鉄損が低い鉄基非晶質合金に関し、特にトランス用軟磁
性材料としての用途に供して好適なものである。
鉄損が低い鉄基非晶質合金に関し、特にトランス用軟磁
性材料としての用途に供して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】特開昭54−148122号公報や特開昭55−94
60号公報に報告されているように、Fe−Ｂ−Si系の溶融
合金を単ロール法等により、 105〜106 ℃／ｓ程度の冷
却速度で急冷凝固させると、板厚数十μm 以下で、原子
の配列が無秩序な、いわゆる非晶質合金薄帯が得られ
る。かかる薄帯は軟磁性に優れることから、トランス材
料として一部実用化もなされている。
60号公報に報告されているように、Fe−Ｂ−Si系の溶融
合金を単ロール法等により、 105〜106 ℃／ｓ程度の冷
却速度で急冷凝固させると、板厚数十μm 以下で、原子
の配列が無秩序な、いわゆる非晶質合金薄帯が得られ
る。かかる薄帯は軟磁性に優れることから、トランス材
料として一部実用化もなされている。
【０００３】また特開昭63−317639号公報には、主とし
てCo, Si, Ｂよりなる非晶質金属が提案されていて、こ
の非晶質金属は特に高周波応用のため、板厚が10μm 以
下と薄く、高透磁率であるという特徴を持っている。さ
らに特開昭61−136660号公報には、Fe−Ｂ−Si系にMn等
をある範囲で添加することにより、低鉄損を維持しつつ
絶縁被膜処理性を向上させた非晶質合金も提案されてい
る。
てCo, Si, Ｂよりなる非晶質金属が提案されていて、こ
の非晶質金属は特に高周波応用のため、板厚が10μm 以
下と薄く、高透磁率であるという特徴を持っている。さ
らに特開昭61−136660号公報には、Fe−Ｂ−Si系にMn等
をある範囲で添加することにより、低鉄損を維持しつつ
絶縁被膜処理性を向上させた非晶質合金も提案されてい
る。
【０００４】またさらに特開昭62−192560号公報には、
Fe−Ｂ−Si系に、Cr, Mo, Ta, Mn,Ni, Co, Ｖ, Nb, Ｗ
のうちから選んだ一種又は二種以上を0.05〜５at％添加
して加工性を向上させることにより、表面の平均あらさ
を 0.4μm 以下にして、占積率を向上させた非晶質合金
薄帯が提案されている。
Fe−Ｂ−Si系に、Cr, Mo, Ta, Mn,Ni, Co, Ｖ, Nb, Ｗ
のうちから選んだ一種又は二種以上を0.05〜５at％添加
して加工性を向上させることにより、表面の平均あらさ
を 0.4μm 以下にして、占積率を向上させた非晶質合金
薄帯が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、Fe−Ｂ−Si
三元系の非晶質合金薄帯では、ある程度低い鉄損値が得
られるものの、より低い鉄損を得るにはこの３元系では
難しいという問題があった。とはいえFe−Ｂ−Si系にMn
を添加すると、磁束密度が低下するという新たな問題が
生じる。一方、Co−Ｂ−Si系は、Fe−Ｂ−Si系に比べて
透磁率は大幅に改善されるけれども、磁束密度が低いと
いう問題があり、また高価でもあった。
三元系の非晶質合金薄帯では、ある程度低い鉄損値が得
られるものの、より低い鉄損を得るにはこの３元系では
難しいという問題があった。とはいえFe−Ｂ−Si系にMn
を添加すると、磁束密度が低下するという新たな問題が
生じる。一方、Co−Ｂ−Si系は、Fe−Ｂ−Si系に比べて
透磁率は大幅に改善されるけれども、磁束密度が低いと
いう問題があり、また高価でもあった。
【０００６】この発明は、Fe−Ｂ−Si系非晶質合金の改
良に関し、特に磁束密度を低下させることなくむしろ向
上させた上で、鉄損の一層の低減を達成した鉄基非晶質
合金を提案することを目的とする。
良に関し、特に磁束密度を低下させることなくむしろ向
上させた上で、鉄損の一層の低減を達成した鉄基非晶質
合金を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】さて発明者らは、上記の
目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、低鉄損の非晶
質合金であるFe−Ｂ−Si系に適量のMnを添加することに
よって鉄損を一層低減できること、しかも同時にCoを適
量添加することにより、Mn添加のみでは避け得なかった
磁束密度の低下が効果的に防止さ、むしろそ向上を望み
得ることの知見を得た。この発明は、上記の知見に立脚
するものである。
目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、低鉄損の非晶
質合金であるFe−Ｂ−Si系に適量のMnを添加することに
よって鉄損を一層低減できること、しかも同時にCoを適
量添加することにより、Mn添加のみでは避け得なかった
磁束密度の低下が効果的に防止さ、むしろそ向上を望み
得ることの知見を得た。この発明は、上記の知見に立脚
するものである。
【０００８】すなわち、この発明は、 化学式：Fex Ｂy Siz Mna Cob ここでｘ：70〜80at％, ｙ：７〜15at％,ｚ：４〜17a
t％,ａ：0.2 〜３at％, ｂ：５〜10at％, ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＋ｂ＝100 at％ で示される組成になる磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄
基非晶質合金である。
t％,ａ：0.2 〜３at％, ｂ：５〜10at％, ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＋ｂ＝100 at％ で示される組成になる磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄
基非晶質合金である。
【０００９】
【作用】以下、この発明おいて、非晶質合金の成分組成
を上記の範囲に限定した理由について説明する。Feを70
〜80at％としたのは、70at％未満では磁束密度が下がり
すぎて実用的でなくなり、一方80at％を超えると、非晶
質化が困難になると共に鉄損の増大を招くからである。
Ｂを７〜15at％としたのは、７at％未満では非晶質化が
難しいだけでなく、鉄損の増大を招き、一方15at％を超
えると、相対的にFeが減少し、磁束密度が低下するから
である。Siを４〜17at％としたのは、Ｂのみで非晶質化
した場合、熱安定性に欠けるので、これを回避するには
最低４at％のSi添加を必要とし、一方17at％を超える
と、やはりFeが相対的に少なくなって磁束密度の低下を
招くからである。
を上記の範囲に限定した理由について説明する。Feを70
〜80at％としたのは、70at％未満では磁束密度が下がり
すぎて実用的でなくなり、一方80at％を超えると、非晶
質化が困難になると共に鉄損の増大を招くからである。
Ｂを７〜15at％としたのは、７at％未満では非晶質化が
難しいだけでなく、鉄損の増大を招き、一方15at％を超
えると、相対的にFeが減少し、磁束密度が低下するから
である。Siを４〜17at％としたのは、Ｂのみで非晶質化
した場合、熱安定性に欠けるので、これを回避するには
最低４at％のSi添加を必要とし、一方17at％を超える
と、やはりFeが相対的に少なくなって磁束密度の低下を
招くからである。
【００１０】さてこの発明では、上記のFe−Ｂ−Si系に
適量のMnと適量のCoを同時に添加することが重要であ
り、この複合添加によって磁束密度の低下を招くことな
しに、鉄損の一層の低減が実現されるのである。Mnは、
Fe−Ｂ−Si系非晶質合金の鉄損の低減に有効に寄与する
が、 0.2at％に満たないとその改善効果に乏しく、一方
3.0at％を超えて含有させると、後述するCoの同時添加
によっても磁束密度の低下が免れ得なくなるので、Mn量
は 0.2〜3.0 at％の範囲に限定した。Coは、Mn添加のみ
では避けられなかった磁束密度の低下を効果的に防止
し、むしろその向上を図り得る有用元素であるが、含有
量が 5.0at％に満たないとその添加効果に乏しく、一方
10.0at％を超えると、磁束密度の改善効果が弱まるだけ
でなく、鉄損の増大を招き、またCoは高価でもあるの
で、 5.0〜10.0at％の範囲で含有させるものとした。
適量のMnと適量のCoを同時に添加することが重要であ
り、この複合添加によって磁束密度の低下を招くことな
しに、鉄損の一層の低減が実現されるのである。Mnは、
Fe−Ｂ−Si系非晶質合金の鉄損の低減に有効に寄与する
が、 0.2at％に満たないとその改善効果に乏しく、一方
3.0at％を超えて含有させると、後述するCoの同時添加
によっても磁束密度の低下が免れ得なくなるので、Mn量
は 0.2〜3.0 at％の範囲に限定した。Coは、Mn添加のみ
では避けられなかった磁束密度の低下を効果的に防止
し、むしろその向上を図り得る有用元素であるが、含有
量が 5.0at％に満たないとその添加効果に乏しく、一方
10.0at％を超えると、磁束密度の改善効果が弱まるだけ
でなく、鉄損の増大を招き、またCoは高価でもあるの
で、 5.0〜10.0at％の範囲で含有させるものとした。
【００１１】図１に、Fe78-aB13Si9Mna なる組成の非晶
質合金について、Mn添加量ａに対するＢ10(1000A/mなる
磁界中の磁束密度) の変化について調べた結果を示す。
なお同図中には、比較のため、Fe78-aの一部をCoで置換
したFe72-aB13Si9Mna Co6 組成の非晶質合金についての
調査結果も併せて示す。同図より明らかなように、Fe−
Ｂ−Si系にMnを単独添加した場合には、Mn含有量の増大
に伴ってＢ10は低下したが、Coを複合添加した場合には
Ｂ10は格段に向上し、Mn単独添加の場合と同様、Mn含有
量の増大に伴ってＢ10は幾分低減するとはいえ、含有量
が 3.0at％以内ではFe−Ｂ−Si系の元々のＢ10を下回る
ことはない。
質合金について、Mn添加量ａに対するＢ10(1000A/mなる
磁界中の磁束密度) の変化について調べた結果を示す。
なお同図中には、比較のため、Fe78-aの一部をCoで置換
したFe72-aB13Si9Mna Co6 組成の非晶質合金についての
調査結果も併せて示す。同図より明らかなように、Fe−
Ｂ−Si系にMnを単独添加した場合には、Mn含有量の増大
に伴ってＢ10は低下したが、Coを複合添加した場合には
Ｂ10は格段に向上し、Mn単独添加の場合と同様、Mn含有
量の増大に伴ってＢ10は幾分低減するとはいえ、含有量
が 3.0at％以内ではFe−Ｂ−Si系の元々のＢ10を下回る
ことはない。
【００１２】次に図２に、同じくFe78-aB13Si9Mna 組成
の非晶質合金について、Mn添加量ａに対する鉄損値の変
化について調べた結果を示す。なお同図中には、比較の
ため、Fe78-aの一部をCoで置換したFe72-aB13Si9Mna Co
6 組成の非晶質合金についての調査結果も併せて示す。
同図より明らかなように、Mnの単独添加及びMn，Coの複
合添加いずれの場合においても、Mn量が 0.2〜3.0 at％
の範囲では鉄損が大幅に改善されている。
の非晶質合金について、Mn添加量ａに対する鉄損値の変
化について調べた結果を示す。なお同図中には、比較の
ため、Fe78-aの一部をCoで置換したFe72-aB13Si9Mna Co
6 組成の非晶質合金についての調査結果も併せて示す。
同図より明らかなように、Mnの単独添加及びMn，Coの複
合添加いずれの場合においても、Mn量が 0.2〜3.0 at％
の範囲では鉄損が大幅に改善されている。
【００１３】さらに図３には、Fe78-bB13Si9Cob なる組
成の非晶質合金について、Co添加量ｂに対する鉄損値の
変化について調べた結果を示す。なお同図中には、比較
のため、Fe78-bの一部をMnで置換したFe77.5-bＢ13Si9M
n0.5Cob なる組成の非晶質合金についての調査結果も併
せて示す。同図より明らかなように、Co単独添加の場合
には、良好な鉄損は得られなかったが、Mnと複合添加し
た場合には、鉄損の格段の低減が達成されている。
成の非晶質合金について、Co添加量ｂに対する鉄損値の
変化について調べた結果を示す。なお同図中には、比較
のため、Fe78-bの一部をMnで置換したFe77.5-bＢ13Si9M
n0.5Cob なる組成の非晶質合金についての調査結果も併
せて示す。同図より明らかなように、Co単独添加の場合
には、良好な鉄損は得られなかったが、Mnと複合添加し
た場合には、鉄損の格段の低減が達成されている。
【００１４】
【実施例】表１に示す種々の成分組成に溶製した合金溶
湯を、高速で回転するCuロール表面に射出して、厚み：
25μm 、幅：10mmの非晶質合金薄帯を作製した後、 375
℃１時間の磁場中焼鈍を施した。かくして得られた各非
晶質合金薄帯の鉄損値及び磁束密度を測定した結果を、
表１に併記する。
湯を、高速で回転するCuロール表面に射出して、厚み：
25μm 、幅：10mmの非晶質合金薄帯を作製した後、 375
℃１時間の磁場中焼鈍を施した。かくして得られた各非
晶質合金薄帯の鉄損値及び磁束密度を測定した結果を、
表１に併記する。
【００１５】
【表１】
【００１６】同表から明らかなように、この発明に従い
成分調整を行った非晶質合金はいずれも、鉄損が低く、
また磁束密度も大きくなっている。これに対し、成分組
成がこの発明の適正範囲を逸脱した比較例はいずれも、
磁束密度か鉄損のいずれかが悪く、両者とも優れた合金
薄帯は得られなかった。
成分調整を行った非晶質合金はいずれも、鉄損が低く、
また磁束密度も大きくなっている。これに対し、成分組
成がこの発明の適正範囲を逸脱した比較例はいずれも、
磁束密度か鉄損のいずれかが悪く、両者とも優れた合金
薄帯は得られなかった。
【００１７】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、Fe−Ｂ−Si
３元非晶質合金の磁束密度を低下させることなくむしろ
向上させた上で、鉄損を格段に低減させることができ、
例えばトランス用素材として用いた場合に、その特性向
上のみならず、小型化が可能となる。
３元非晶質合金の磁束密度を低下させることなくむしろ
向上させた上で、鉄損を格段に低減させることができ、
例えばトランス用素材として用いた場合に、その特性向
上のみならず、小型化が可能となる。
【図１】Mn添加による磁束密度の変化を示したグラフで
ある。
ある。
【図２】Mn添加による鉄損の変化を示したグラフであ
る。
る。
【図３】Co添加による鉄損の変化を示したグラフであ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】化学式：Fex Ｂy Siz Mna Cob ここでｘ：70〜80at％, ｙ：７〜15at％,ｚ：４〜17a
t％,ａ：0.2 〜３at％, ｂ：５〜10at％, ｘ＋ｙ＋ｚ＋ａ＋ｂ＝100 at％ で示される組成になる磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄
基非晶質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5230375A JPH0790515A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄基非晶質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5230375A JPH0790515A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄基非晶質合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790515A true JPH0790515A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=16906883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5230375A Pending JPH0790515A (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 磁束密度が高くかつ鉄損が低い鉄基非晶質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790515A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017002395A (ja) * | 2015-05-04 | 2017-01-05 | カーペンター テクノロジー コーポレーションＣａｒｐｅｎｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 超低コバルトの鉄−コバルト磁性合金 |
| WO2022070499A1 (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| JP2022058198A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| JP2022058197A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP5230375A patent/JPH0790515A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017002395A (ja) * | 2015-05-04 | 2017-01-05 | カーペンター テクノロジー コーポレーションＣａｒｐｅｎｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 超低コバルトの鉄−コバルト磁性合金 |
| WO2022070499A1 (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| JP2022058198A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| JP2022057577A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
| JP2022058197A (ja) * | 2020-09-30 | 2022-04-11 | Tdk株式会社 | 軟磁性合金および磁性部品 |
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