JPH0851010A - 軟磁性合金圧密体とその製造方法および軟磁性合金圧密体形成用コーティング粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、中低周波領域、あるいは、高周波
領域で優秀な透磁率を示し、しかも高い飽和磁束密度を
有するバルク状の軟磁性合金圧密体とその製造方法を提
供すること、および、この軟磁性合金圧密体形成用のコ
ーティング粉末を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なく
とも一方とを必ず含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種
または２種以上の元素を含む合金粒と、この合金粒の周
囲に形成される粒界に存在する無機絶縁物とを具備して
なるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドのコアやパ
ルスモータの磁心などに使用される軟磁性合金圧密体と
その製造方法および軟磁性合金圧密体形成用コーティン
グ粉末に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気ヘッドのコアやパルスモー
タの磁心あるいはトランスやチョークコイルなどに用い
られている軟磁性合金に要求される特性は、飽和磁束密
度が高いこと、透磁率が高いこと、低保磁力であるこ
と、薄い形状が得やすいことなどである。従って軟磁性
合金の開発においては、これらの観点から種々の合金系
において材料研究がなされている。従来、前述の用途に
対する材料として、センダスト、パーマロイ、けい素鋼
等の結晶質合金が用いられ、特に最近では、Ｆｅ系やＣ
ｏ系の非晶質合金も使用されるようになってきている。
しかるに、磁気ヘッドの場合、高記録密度化に伴う磁気
記録媒体の高保磁力化に対応するために、より高性能の
磁気ヘッド用磁性材料が望まれている。また、パルスモ
ータ、トランスやチョークコイルなどの場合、小型化、
高周波数化に対応するために、より磁気特性の優れた材
料が望まれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のセン
ダストは、軟磁気特性には優れるものの、飽和磁束密度
が約１１ｋＧ程度と低い欠点があり、パーマロイも同様
に、軟磁気特性に優れる合金組成においては飽和磁束密
度が約８ｋＧと低い欠点があり、けい素鋼は飽和磁束密
度は高いものの、軟磁気特性に劣る欠点がある。一方、
Ｃｏ基の非晶質合金は、軟磁気特性には優れるものの、
飽和磁束密度が１０ｋＧ程度と不十分である。また、Ｆ
ｅ基の非晶質合金は、飽和磁束密度が高く、１５ｋＧあ
るいはそれ以上のものが得られるが、軟磁気特性が不十
分な傾向がある。更に、非晶質合金の熱安定性は十分で
はなく、未だ未解決の面がある。以上のことから従来の
材料では、高飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を兼備す
ることが難しい問題があった。

【０００４】このような背景から本発明者らは、前記の
各課題を解決し得る軟磁性合金として、特開平５ー９３
２４９号、特開平４ー３３３５４６号、特願平３ー７８
６１３号、特願平３ー７８６１４号、特願平５ー１９０
６７４号などの特許出願において、液体急冷法で製造し
たＦｅ-Ｂ系の非晶質軟磁性合金を特許出願している。
これらの特許出願に係る合金は、非晶質相と微細な結晶
相を混在させたものであり優秀な軟磁気特性と高い飽和
磁束密度と高硬度を兼ね備えるものであった。ところ
が、前記の液体急冷法により得られる軟磁性合金は、製
造した時は薄帯状のものであるがために、それを磁気ヘ
ッドのコアやパルスモータの磁心として利用するために
は、加工が難しい問題があった。

【０００５】そこで本発明者らは、先に特許出願してい
る軟磁性合金について、磁気ヘッドのコアやパルスモー
タの磁心あるいはトランスのコアなどへの適用を考慮
し、前記組成の軟磁性合金を粉末化してから加圧成形す
ることによって所望の形状に成形する試みを種々行った
結果、押出成型法を応用した方法によって前記軟磁性合
金の圧密体の製造を可能とする技術を完成し、その技術
について先に特願平６ー１１９８０号などにおいて特許
出願を行っている。ところが、この系の軟磁性合金を用
いて製造した圧密体は、優れた飽和磁束密度を示し、中
低周波領域で優れた透磁率を示す反面、電気抵抗が低い
ので、高周波領域での渦電流損失が大きく、高周波領域
での透磁率が十分ではない問題があった。

【０００６】また、前記特許に係わる軟磁性合金は、非
晶質を熱処理してから得られる微細な結晶組織であるの
で、液体急冷法を利用して形成した非晶質状態の粉末か
らこのような組織状態の軟磁性合金を製造するには、非
晶質状態を維持したまま圧密成形を行い、熱処理を施す
ことにより微細結晶組織を得る方法と、非晶質粉末を熱
処理により結晶化させた後に圧密化する方法が考えられ
る。ところが、ホットプレスなどの方法において固化形
成するときにおいて、非晶質状態を維持したまま圧密形
成を行い、その後の熱処理により微細組織を実現させる
場合には、得られる成形体の密度が高くないという問題
があり、また、熱処理により結晶化させた粉末を圧密化
した場合には、良好な成形状態が得られないという問題
がある。

【０００７】一方、前記本発明者らが特許出願している
組成系の軟磁性合金の他にも、ｎｍオーダーの微細結晶
粒を析出させる構造の軟磁性合金として特公平４ー４３
９３号に開示されているように、ＦｅとＣｕとＳｉを必
須とするＦｅ-Ｃｕ-Ｓｉ系のものなどが知られている
が、いずれの系の軟磁性合金においても、ｎｍオーダー
の微細結晶組織を有するものを圧密体とする場合は、特
に均一な組織を得ることが重要であり、この組織の均一
性により圧密体の軟磁気特性に大きな影響を生じる問題
があった。

【０００８】また、一般に使用される粉末成形の方法と
しては、ホットプレス、押出成形、熱間静水圧プレス
（ＨＩＰ）などが挙げられるが、前記種類のＦｅ基合金
においては、６００℃以上の高い温度で燒結処理と押出
加工を行わなくてはならない。なお、このような粉末材
料を低い温度で固化成形するには、樹脂などの接着剤を
介して接着する方法も考えられるが、この方法では成形
密度を高くすることができず、材料強度も高くできない
問題がある。

【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、中低周波領域、あるいは、高周波領域で優秀な透
磁率を示し、しかも高い飽和磁束密度を有するバルク状
の軟磁性合金圧密体とその製造方法を提供すること、お
よび、この軟磁性合金圧密体形成用のコーティング粉末
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少
なくとも一方とを必ず含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれ
た１種または２種以上の元素を含む合金粒と、この合金
粒の周囲に形成される粒界に存在する無機絶縁物とを具
備してなるものである。請求項２記載の発明は前記課題
を解決するために、ＦｅおよびＢを含み、更に、Ｔｉ、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１
種または２種以上の元素を含んでなるＦｅ-Ｂ系の合金
粒と、この合金粒の周囲に形成される粒界に存在する無
機絶縁物とを具備してなるものである。

【００１１】前記の発明において、非晶質相と、合金粒
と、粒界に存在する無機絶縁物を主体とする組織からな
るものが好ましい。また、無機絶縁物がＳｉＯ2である
ことが好ましい。更に、合金粒が、平均結晶粒径３０ｎ
ｍ以下のＦｅを主体とするｂｃｃ構造の微細結晶相を少
なくとも５０％以上と、非晶質相を具備してなるもので
あることが好ましい。

【００１２】請求項６記載の発明は前記課題を解決する
ために、Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一方とを
必ず含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または２種以
上の元素Ｍを含む非晶質合金粉末を固化成形と同時に結
晶化させるものである。また、請求項７記載の発明では
前記課題を解決するために、ＦｅおよびＢを含み、更
に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより
選ばれた１種または２種以上の元素を含んでなるＦｅ-
Ｂ系の非晶質合金粉末を固化成形と同時に結晶化させる
ものである。

【００１３】請求項８記載の発明は前記課題を解決する
ために、ＦｅおよびＢを含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種または２種
以上の元素を含んでなり、液体急冷法により作製された
Ｆｅ-Ｂ系非晶質合金粉末に対し、加圧成形と熱処理を
同時に施して平均結晶粒径３０ｎｍ以下のＦｅを主体と
するｂｃｃ構造の微細結晶相を有する圧密体を形成する
ものである。請求項９記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項８記載のＦｅ-Ｂ系非晶質合金粉末に対
する加圧成形と熱処理をホットプレスによって同時に行
うものである。

【００１４】請求項１０記載の発明は前記課題を解決す
るために、Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一方と
を必ず含み、更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または
２種以上の元素Ｍを含む非晶質合金粉末に無機絶縁物の
構成元素のコーティングを施し、このコーティング粉末
に加圧成形と熱処理を同時に施すものである。請求項１
１記載の発明は前記課題を解決するために、Ｆｅおよび
Ｂを含み、更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種または２種以上の元素を含ん
でなるＦｅ-Ｂ系の合金粉末に無機絶縁物の構成元素の
コーティングを施し、このコーティング粉末に加圧成形
と熱処理を同時に施すものである。請求項１２記載の発
明は前記課題を解決するために、先に記載の無機絶縁物
の構成元素を含む溶液にＦｅ-Ｂ系の合金粉末を浸漬
し、この後に合金粉末を乾燥させて合金粉末に無機絶縁
物の構成元素のコーティングを施すものである。

【００１５】前記無機絶縁物をＳｉＯ2とすることがで
きる。また、前記の熱処理温度を４００〜７５０℃の範
囲とすることができる。更に、前記の溶液を絶縁物の構
成元素を含むアルコキシドのアルコール溶液とすること
ができる。さらにまた、前記Ｆｅ-Ｂ系の合金粉末の粒
径を５３〜１００μｍとすることが好ましい。

【００１６】請求項１７記載の発明は前記課題を解決す
るために、Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一方を
含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または２種以上の
元素を含んでなるＦｅ系の非晶質合金粉末に無機絶縁物
のコーテイングを施してなるものである。請求項１８記
載の発明は前記課題を解決するために、ＦｅおよびＢを
含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、
Ｗより選ばれた１種または２種以上の元素を含んでなる
Ｆｅ-Ｂ系の非晶質合金粉末に無機絶縁物のコーテイン
グを施してなるものである。請求項１９記載の発明は前
記課題を解決するために、前記コーティングをＳｉＯ2
としたものである。

【００１７】

【作用】ＦｅとＣｏの少なくとも一方を必ず含み、更に
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、
Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または２種以上の元素を含む
合金粒と、この合金粒の周囲に形成される粒界に存在す
る無機絶縁物とを具備してなるか、あるいは、Ｆｅ-Ｂ
系にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより
選ばれた１種または２種以上の元素を添加した組成の合
金粒と、粒界に存在する無機絶縁物を具備しているの
で、前述の元素を添加した合金粒により高い飽和磁束密
度と低い保磁力が得られ、更に粒界に存在する無機絶縁
物により全体の抵抗が高くなり高周波領域での渦電流損
失が少なくなる。よって高周波領域での透磁率が高くな
る。無機絶縁物として好ましくは、ＳｉＯ2を選択する
ことができる。ＳｉＯ2であるならば、金属元素とのな
じみも良好で、Ｆｅ-Ｂ系の微細結晶相を析出させる際
の熱処理でガラス化して絶縁物とすることができる。合
金粒として、ＦｅあるいはＣｏに前述の元素を含有させ
た組成系の微細結晶粒、あるいは、Ｆｅ-Ｂ系の微細結
晶相あるいはこの微細結晶相を含む非晶質相とすること
で、高い飽和磁束密度と低い保磁力と中低周波領域での
高い透磁率を確保できる。

【００１８】ＦｅとＣｏの少なくと一方を必ず含み、更
に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓ
ｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または２種以上の元素Ｍ
を含む非晶質合金粉末を固化成形と同時に結晶化させる
ならば、非晶質相が結晶化するときにおこる軟化現象を
利用し、高い成形密度を有する良好な成形体を得ること
ができ、目的の軟磁気特性を有する圧密体を得ることが
できる。また、Ｆｅ-Ｂ系にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種または２種以上の
元素を添加した組成の非晶質合金粉末に対し、加圧成形
と熱処理を同時に行うならば、非晶質相が結晶化すると
きにおこる軟化現象を利用し、高い成形密度を有する良
好な成形体を得ることができ、目的の軟磁気特性を有す
る圧密体を得ることができる。また、加圧成形と熱処理
をホットプレスにより行うことで、加圧成形と熱処理を
同時に行うことができ、これにより軟磁気特性の優れた
圧密体を得ることができる。

【００１９】ＦｅとＣｏの少なくと一方を必ず含み、更
に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓ
ｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または２種以上の元素Ｍ
を含む系か、Ｆｅ-Ｂ系にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種または２種以上の
元素を添加した系の組成の非晶質合金粉末に、無機絶縁
物の構成元素のコーティングを施し、これを加圧熱処理
するので、粒界に無機絶縁物を有する圧密体を容易に得
ることができる。また、コーティングを合金粒の外面の
みとするので、組織全体に対する無機絶縁物の含有量を
できるだけ少なくすることができ、無機絶縁物の添加に
よる軟磁気特性の劣化および飽和磁化の減少が最小限に
なる。

【００２０】非晶質合金粉末に対する無機絶縁物の構成
元素のコーティングは、無機絶縁物の構成元素を含む溶
液に非晶質合金粉末を浸漬してから乾燥することで行う
ことができる。また、溶液中の無機絶縁物構成元素含有
量によりコーティングの厚さを調整できる。溶液として
は、無機絶縁物の構成元素のアルコキシドのアルコール
溶液とすることができる。用いる合金粉末の粒径は、５
３〜１５０μｍの範囲のものが好ましい。

【００２１】以下に本発明を更に詳細に説明する。本発
明に係る軟磁性合金圧密体を製造するには、後述する所
定組成のＦｅ-Ｂ系の非晶質合金、あるいは多少の結晶
相を含む非晶質合金、または後述するＦｅかＣｏに所定
の元素を添加した非晶質合金を溶湯から急冷して薄帯状
あるいは粉末状の状態で得る工程と、前記薄帯状のもの
は粉砕し、前記粉末状のものはそのまま、後述するホッ
トプレスなどの加圧熱処理加工する工程を経ることによ
り通常得られる。前記溶湯から非晶質合金あるいは多少
の結晶質相を含む非晶質合金を得る方法は、回転ドラム
に溶湯を吹き付けて急冷する方法でも良いし、溶湯を冷
却用気体中に噴出して急冷し、これにより粉末化するア
トマイズ法等を用いても良い。

【００２２】本発明において用いる非晶質合金あるいは
非晶質相を含む結晶質合金は、本発明者らが先に、特開
平５ー９３２４９号、特開平４ー３３３５４６号、特願
平３ー７８６１３号、特願平３ー７８６１４号、特願平
５ー１９０６７４号などの特許出願において明らかにし
たものなどである。なお、その他にも、後述するＦｅあ
るいはＣｏに特別な添加元素を添加した組成系の合金で
あっても良い。以下に本発明者らが先に特許出願してい
る系の非晶質合金あるいは非晶質相を含む結晶質合金の
組成例とそのような組成とすることが好ましい理由につ
いて説明する。 組成例１ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ y 但し、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗからなる群から選ばれた１種または２種以上の元
素であり、かつ、Ｚｒ，Ｈｆのいずれか、または両方を
含み、b＝７５〜９３原子％、x＝０.５〜１８原子％、y
＝４〜９原子％である。

【００２３】組成例２ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ y
Ｘ u ただし、ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗからなる群から選ばれた１種または２種以上の元
素であり、かつ、Ｚｒ，Ｈｆのいずれか、または両方を
含み、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ば
れた１種または２種以上の元素であり、b＝７５〜９３
原子％、x＝０.５〜１８原子％、y＝４〜９原子％、u≦
５原子％である。

【００２４】組成例３ 次式で示される組成を有するもの。 （Ｆｅ 1-a Ｚ
a）b Ｂ x Ｍ y ただし、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または両方であ
り、ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ
からなる群から選ばれた１種または２種以上の元素であ
り、かつ、Ｚｒ，Ｈｆのいずれか、または両方を含み、
a≦０.１、b＝７５〜９３原子％、x＝０.５〜１８原子
％、y＝４〜９原子％である。

【００２５】組成例４ 次式で示される組成を有するもの。 （Ｆｅ 1-a Ｚ
a）b Ｂ x Ｍ y Ｘ u ただし、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または両方であ
り、ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ
からなる群から選ばれた１種または２種以上の元素であ
り、かつ、Ｚｒ，Ｈｆのいずれか、または両方を含み、
ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれた１
種または２種以上の元素であり、a≦０.１、b＝７５〜
９３原子％、x＝０.５〜１８原子％、y＝４〜９原子
％、u≦５原子％である。

【００２６】組成例５ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ’
ｙ 但し、Ｍ’は、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからな
る群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、か
つ、Ｎｂを含み、ｂ＝７５〜９３原子％、x＝６.５〜１
８原子％、y＝４〜９原子％である。

【００２７】組成例６ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ’
y Ｘ u 但し、Ｍ’は、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからな
る群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、か
つ、Ｎｂを含み、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる
群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、b＝
７５〜９３原子％、x＝６.５〜１８原子％、y＝４〜９
原子％、u≦５原子％である。

【００２８】組成例７ 次式で示される組成を有するもの。 （Ｆｅ 1-a Ｚ
a）b Ｂ x Ｍ’y ただし、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または両方であ
り、Ｍ’はＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群
から選ばれた１種または２種以上の元素であり、かつ、
Ｎｂを含み、a≦０.１、b＝７５〜９３原子％、x＝６.
５〜１８原子％、y＝４〜９原子％である。

【００２９】組成例８ 次式で示される組成を有するもの。 （Ｆｅ 1-a Ｚ
a）b Ｂ x Ｍ’y Ｘ u ただし、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または両方であ
り、Ｍ’はＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群
から選ばれた１種または２種以上の元素であり、かつ、
Ｎｂを含み、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群か
ら選ばれた１種または２種以上の元素であり、a≦０.
１、b＝７５〜９３原子％、x＝６.５〜１８原子％、y＝
４〜９原子％、u≦５原子％である。

【００３０】組成例９ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ
y Ｔ z 但し、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗからなる群から選ばれた１種または２種以上の元
素であり、且つ、Ｚｒ，Ｈｆのいずれか、または両方を
含み、Ｔは、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉから
なる群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、
b≦７５〜９３原子％、x＝０.５〜１８原子％、y＝４〜
１０原子％、z≦４.５原子％である。

【００３１】組成例１０ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ y
Ｔ z Ｘ u 但し、Ｍは、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍ
ｏ，Ｗからなる群から選ばれた１種または２種以上の元
素であり、且つ、Ｚｒ，Ｈｆのいずれか、または両方を
含み、Ｔは、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉから
なる群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、
ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれた１
種または２種以上の元素であり、b≦７５〜９３原子
％、x＝０.５〜１８原子％、y＝４〜１０原子％、z≦
４.５原子％、u≦５原子％である。

【００３２】組成例１１ 次式で示される組成を有するもの。 （Ｆｅ 1-a Ｚ
a）b Ｂ x Ｍ y Ｔ z 但し、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または両方であり、
ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから
なる群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、
かつ、ＺｒとＨｆのいずれか、または、両方を含み、Ｔ
はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉからなる群から
選ばれた１種または２種以上の元素であり、a≦０.１、
b≦７５〜９３原子％、x＝０.５〜１８原子％、y＝４〜
１０原子％、z≦４.５原子％である。

【００３３】組成例１２ 次式で示される組成を有するもの。（Ｆｅ 1-a Ｚ a）b
Ｂ x Ｍ y Ｔ z Ｘ u 但し、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または両方であり、
ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗから
なる群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、
かつ、ＺｒとＨｆのいずれか、または、両方を含み、Ｔ
はＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉからなる群から
選ばれた１種または２種以上の元素であり、ＸはＣｒ，
Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉｒからなる群から選ばれた１種または２
種以上の元素であり、a≦０.１、b≦７５〜９３原子
％、x＝０.５〜１８原子％、y＝４〜１０原子％、z≦
４.５原子％、u≦５原子％である。

【００３４】組成例１３ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ’
y Ｔ z 但し、Ｍ’は、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからな
る群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、か
つ、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａのいずれかを含み、Ｔは、Ｃｕ，
Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉからなる群から選ばれた
１種または２種以上の元素であり、b≦７５〜９３原子
％、x＝６.５〜１８原子％、y＝４〜１０原子％、z≦
４.５原子％である。

【００３５】組成例１４ 次式で示される組成を有するもの。 Ｆｅ b Ｂ x Ｍ’
y Ｔ z Ｘ u 但し、Ｍ’は、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからな
る群から選ばれた１種または２種以上の元素であり、か
つ、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａのいずれかを含み、Ｔは、Ｃｕ，
Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉからなる群から選ばれた
１種または２種以上の元素であり、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒ
ｈ，Ｉｒからなる群から選ばれた１種または２種以上の
元素であり、b≦７５〜９３原子％、x＝６.５〜１８原
子％、y＝４〜１０原子％、z≦４.５原子％、u≦５原子
％である。

【００３６】組成例１５ 次式で示される組成を有するもの。 （Ｆｅ 1-a Ｚ
a）b Ｂ x Ｍ’y Ｔ z 但し、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれかまたは両方であり、
Ｍ’はＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群から
選ばれた１種または２種以上の元素であり、かつＴｉ，
Ｎｂ，Ｔａのいずれかを含み、ＴはＣｕ，Ａｇ，Ａｕ，
Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉからなる群から選ばれた１種または２
種以上の元素であり、a≦０.１、b≦７５〜９３原子
％、x＝６.５〜１８原子％、y＝４〜１０原子％、z≦
４.５原子％である。

【００３７】組成例１６ 次式で示される組成を有するもの。（Ｆｅ 1-a Ｚ a）b
Ｂ x Ｍ’y Ｔ z Ｘ u 但し、ＺはＣｏ，Ｎｉのいずれか、または、両方であ
り、Ｍ’はＴｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗからなる群
から選ばれた１種または２種以上の元素であり、かつ、
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｔａのいずれかを含み、ＴはＣｕ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｂｉからなる群から選ばれた１種ま
たは２種以上の元素であり、ＸはＣｒ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｉ
ｒからなる群から選ばれた１種または２種以上の元素で
あり、a≦０.１、b≦７５〜９３原子％、x＝６.５〜１
８原子％、y＝４〜１０原子％、z≦４.５原子％、u≦５
原子％である。

【００３８】組成例１７ 前記組成例１〜１６に記載のＦｅ基軟磁性合金におい
て、z＝０.２〜４.５原子％とする。

【００３９】前記組成例１〜１７に示す組成の軟磁性合
金にはＢが必ず添加されている。Ｂには軟磁性合金の非
晶質形成能を高める効果、Ｆｅ-Ｍ（＝Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎ
ｂ等）系微細結晶合金の熱的安定性を高め、結晶粒成長
の障壁となり得る効果があり、熱的に安定な非晶質相を
粒界に残存させる効果がある。この結果、前記熱処理工
程において４００〜７５０℃の広い熱処理条件で磁気特
性に悪影響を及ぼさない粒径３０ｎｍ以下の微細な体心
立方構造（ｂｃｃ構造）の結晶粒を主体とする組織を得
ることができる。Ｂと同様にＡ１，Ｓi，Ｃ，Ｐ等も非
晶質形成元素として一般に用いられており、これらの元
素を添加した場合も本発明と同一とみなすことができ
る。なお、前記熱処理温度として、特に優れた軟磁気特
性の合金を得るためには５００〜６５０℃の範囲がより
好ましい。

【００４０】組成例１〜４、９〜１２の発明の軟磁性合
金において、非晶質相を得やすくするためには、非晶質
形成能の高いＺｒ，Ｈｆのいずれかを含む必要がある。
また、Ｚｒ，Ｈｆはその一部を他の周期率表４Ａ〜６Ａ
族元素のうち、Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗと置換
することができる。この場合、Ｂの量は０.５〜１０原
子％もしくは元素Ｔを含む場合は、Ｂの量を０.５〜１
８原子％とすることにより十分な非晶質形成能を得るこ
とが可能である。また、本来はＦｅに固溶しない元素で
あるＺｒ，Ｈｆを固溶させることによって磁歪を小さく
することができる。即ち、Ｚｒ，Ｈｆの固溶量を熱処理
条件で調整することができ、これにより磁歪を調節して
その値を小さくできる。従って、低い磁歪を得るために
は、広い熱処理条件で微細な結晶組織が得られることが
必要であり、前記の如くＢの添加により広い熱処理条件
で微細な結晶組織を得ることができることは、小さな磁
歪と小さな結晶磁気異方性を併せ持つことになり、結果
として良好な磁気特性を有することになる。

【００４１】更に、前記組成にＣｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ
を必要に応じて添加することにより、耐食性が改善され
るが、飽和磁束密度を１０ｋＧ以上に保つためには、こ
れらの元素の添加量を５原子％以下とする必要がある。

【００４２】Ｆｅ-Ｍ（＝Ｚｒ，Ｈｆ）系のアモルファ
ス合金を特殊な方法で一部結晶化することで微細結晶組
織を得ることができることは、本発明者らが１９８０年
に、「CONFERENCE ON METALLIC SCIENCE AND TECHNOLGY
BUDAPEST 」の第２１７頁〜第２２１頁において発表し
ている。今回開示した組成においても同等の効果を得る
ことがその後の研究で明らかになり、その結果本願発明
に到っているが、この微細結晶組織を得ることができる
理由は、この系の合金を製造するための非晶質相形成段
階の急冷状態で既に組成のゆらぎを生じていて、このゆ
らぎが不均一核生成のサイトとなって均一かつ微細な核
が多数発生するためと考えられる。

【００４３】組成例１〜１６に記載の発明の軟磁性合金
におけるＦｅの含有量、あるいは、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉの
各含有量は、９３原子％以下である。これは、これらの
含有量が９３原子％を超えると高い透磁率が得られない
ためであるが、飽和磁束密度１０ｋＧ以上を得るために
は、７５原子％以上であることがより好ましい。

【００４４】組成例９〜１６の発明の軟磁性合金におい
ては、Ｃｕおよびこれらと同族元素のＡｇ，Ａｕさらに
Ｐｄ，ＰｔおよびＢｉのうちから選ばれた少なくとも１
種または２種以上の元素を４.５原子％以下含むことが
好ましい。これらの元素の添加量が０.２原子％より少
ないと前記の熱処理工程により優れた軟磁気特性を得る
ことが難しくなるが、昇温速度を上げることにより透磁
率が向上し、飽和磁束密度が若干向上するため、組成例
９〜１６に示すようにこれらの元素の含有量を０.２原
子％以下でもよしとすることができる。ただし、これら
の元素の含有量を０.２〜４.５原子％とすることで、昇
温速度をあまり大きくしなくとも優れた軟磁気特性を得
ることができるので、組成例１７に示す０.２〜４.５原
子％の含有量にすることがより好ましい。

【００４５】また、これらの元素の中においてもＣｕは
特に有効である。Ｃｕ，Ｐｄ等の添加により、軟磁気特
性が著しく改善される機構については明らかではない
が、結晶化温度を示差熱分析法により測定したところ、
Ｃｕ，Ｐｄ等を添加した合金の結晶化温度は、添加しな
い合金に比べてやや低い温度であることが認められた。
これは、前記元素の添加により非晶質相中の組成ゆらぎ
が増し、その結果、非晶質相の安定性が低下し、結晶質
相が析出し易くなったことに起因すると考えられる。

【００４６】更に、不均一な非晶質相が結晶化する場
合、部分的に結晶化しやすい領域が多数生じて不均一核
生成するために、得られる組織が微細結晶粒組織となる
ので、優れた磁気特性が得られる。更にまた、昇温速度
を上げるならば、微細結晶質の微細化が促進されるの
で、昇温速度が大きい場合は、Ｃｕ，Ｐｄ等の元素は
０.２原子％より少なく含有させても良い。また、特に
Ｆｅに対する固溶度が著しく低い元素であるＣｕの場
合、相分離傾向があるために、加熱によりミクロな組成
ゆらぎが生じ、非晶質相が不均一となる傾向がより顕著
になると考えられ、組織の微細化に寄与するものと考え
られる。以上の観点から、Ｃｕ及びその同族元素、Ｐ
ｄ，Ｐｔ以外の元素でも結晶化温度を低下させる元素に
は同様の効果が期待できる。また、Ｃｕの他に、Ｆｅに
対する固溶限が小さいＢｉ等の元素にも同様の効果を期
待することができる。

【００４７】組成例５〜８、１３〜１６の軟磁性合金に
おいて非晶質相を得やすくするためには、非晶質形成能
を有するＮｂおよびＢを含む必要がある。Ｔｉ、Ｖ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、ＷはＮｂと同等の効果があるが、これらの元
素の中でもＶ，Ｎｂ，およびＭｏは、酸化物の生成傾向
が比較的小さく、製造時に良好な歩留まりが得られる。
よってこれらの元素を添加している場合は、製造条件が
緩和され、安価に製造することができ、コストの面でも
有利である。具体的には、ノズル先端部に不活性ガスを
部分的に供給しつつ大気中で製造もしくは大気中の雰囲
気で製造することができる。ただし、これらの元素は前
記Ｚｒ，Ｈｆに比較して非晶質形成能の面では劣るの
で、組成例６〜８、１３〜１６の軟磁性合金ではＢの量
を増加し、その下限値を６.５原子％とした。

【００４８】以上、本発明の軟磁性合金に含まれる合金
元素の限定理由を説明したが、必要に応じて、Ｙ，希土
類元素，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｎ，Ｐｂ，
Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｒ，Ｂａ等の元素を添加することで磁歪を調整す
ることもできる。その他、Ｈ，Ｎ，Ｏ，Ｓ等の不可避的
不純物については所望の特性が劣化しない程度に含有し
ていても本発明に係るＦｅ-Ｂ系の合金の組成と同一と
みなすことができるのは勿論である。

【００４９】なお、本発明者らが特許出願している組成
系の他に、Ｆｅ系の軟磁性合金であって高い透磁率と飽
和磁束密度を有し、微細結晶組織を発揮し得るものとし
て、（Ｆｅ1-dＺd）100-e-f-g-hＣｕeＳｉfＢgＡh なる
組成式で示されるものがある。（特公平４ー４３９３号
を参照） （但しＺは、Ｃｏ、Ｎｉのいずれかまたは両方であり、
Ａは、Ｎｂ,Ｗ,Ｔａ,Ｚｒ,Ｈｆ,Ｔｉ,Ｍｏからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素であり、d,e,f,g,h
は、それぞれ、０≦d≦０.５、０.１≦e≦３、０≦f≦
３０、５≦e＋f≦３０、０.１≦h≦３０を満たす。） 従ってこの系の軟磁性合金の非晶質合金粉末を後に記載
する工程用に用いることもできる。

【００５０】以下に本発明の圧密体の製造方法の一例に
ついて詳細に説明する。前記の各組成例の組成になるよ
うに原料を秤量して混合したならば、それを真空溶融あ
るいはアーク溶解してインゴットを作製し、これをるつ
ぼで溶解するとともに、るつぼの先端に形成した噴出孔
から、回転している銅ロールなどの金属ロールの表面に
キャリアガスとともに溶湯を吹き付けて急冷し、薄帯状
（リボン状）の非晶質合金または多少の結晶相を含む非
晶質合金を得る。次に、得られた合金薄帯をロータース
ピードミル、あるいは、遊星型ボールミルなどの粉砕機
械により粉砕し、粉砕物を得る。得られた粉砕物は、メ
ッシュを用い、粒径５０μｍ以下のもの、粒径５０〜１
５０μｍのもの、粒径１５０μｍより上のものに分級す
る。

【００５１】そして、以下の工程に用いるのは粒径５０
μｍ以上に分級した粉末とする。前記粉末の粒径があま
り小さいと、その中に粉砕機械の刃などを構成するステ
ンレスなどの金属材料が混入している可能性が高いので
好ましくない。即ち、前記組成の非晶質合金は硬いの
で、これを粉砕した場合に、粉砕機械の刃の一部、ある
いは、非晶質合金と擦れる部分が損耗するなどして分離
し、分離物が粉砕物の中に混入するおそれがある。同時
に、粒径が小さな粉末は、粉砕時の機械的作用と摩擦加
熱とによって、その非晶質相部分が結晶質相に変化して
いることが考えられるので除去することが好ましい。な
お、前記の分級作業は、薄帯を粉砕した場合に含まれる
と思われる不純物を除去するために行うが、アトマイズ
法などにより不純物の混入していない非晶質合金粉末を
得ることができた場合は、その粉末を特に分級しなくと
もそのまま以下の工程に使用すれば良い。

【００５２】前記粉末を用意したならば、これに絶縁物
皮膜のコーティングを施す。絶縁物皮膜を形成するに
は、ゾルゲル法を利用して絶縁物皮膜を形成する方法や
絶縁物を含む溶液をスプレー塗布して乾燥させ、低温焼
成する方法など、種々の方法が考えられるが、この例で
はゾルゲル法を利用する方法について説明する。絶縁物
皮膜を形成するには、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2など
の無機絶縁物を構成する元素とアルコキシ基の塩である
アルコキシドをアルコールなどの有機溶媒に溶解した溶
液を形成し、この溶液に前記粉末を浸漬し、その後に溶
液から引き上げた粉末を乾燥させることにより行う。こ
の処理により、図１に示すような断面構造を有し、サブ
ミクロンオーダーの厚さのコーティング１を粉末２の表
面に均一に被覆してなるコーティング粉末３を製造する
ことができる。なお、このコーティング１の厚さは溶液
中に溶解させるアルコキシドの濃度に応じて調節ができ
る。よって、このコーティング粉末３を後述のように圧
密して作製する圧密体に含まれる無機絶縁物の量を前記
溶液の濃度調節により制御することができる。

【００５３】次に前記コーティング粉末３をピストン・
シリンダ法などの真空ホットプレスにより４００〜７５
０℃の温度に加熱しつつ所定時間保持して所望の形状に
成形加工する。なお、この際の加熱温度は生成する軟磁
性合金の組成に応じて適宜調節するが、より高い軟磁気
特性を有する軟磁性合金圧密体を得るためには、５００
〜６５０℃の範囲で加熱することが好ましい。この加圧
熱処理加工により、非晶質相またはそれを主体とする粉
末３が圧密されると同時に非晶質相の中にＦｅ-Ｂ系の
微細結晶相が析出する。この微細結晶相は平均結晶粒径
３０ｎｍ以下の微細なものである。また、各粉末の外面
にコーティングされた絶縁物のコーティング１はＦｅ-
Ｂ系の非晶質相あるいはＦｅ-Ｂ系の微細結晶相が集合
して形成する合金粒の粒界に析出し、圧密後の全体の組
織としては、合金粒とその粒界に析出する絶縁物層から
なる組織を呈する。前記組成のコーティング１は５００
〜６００℃でガラスになるので、前記温度で加熱処理す
ることで容易に絶縁物層として析出させることができ
る。また、ＳｉＯ2の絶縁物層であるならば、金属との
なじみも良好で、合金粒どうしの接合性にも優れてい
る。従って圧密体の強度も向上する。

【００５４】以上のような組織となった圧密体は、Ｆｅ
Ｃｏ系、ＦｅＮｉ系あるいはＦｅ-Ｂ系の微細結晶相が
析出しているので、飽和磁束密度が高く、透磁率も優
れ、低い保磁力を示す。その上、合金粒の粒界に絶縁物
であるＳｉＯ2が析出されているので、組織全体として
の比抵抗が高い。よって、高周波領域での渦電流損失が
少なく、高周波領域における透磁率の高い圧密体が得ら
れる。よってこの圧密体を磁気ヘッドのコアとして、あ
るいは、トランスのコアとして、更には、パルスモータ
の磁針等のような磁気部品として広く適用することがで
き、従来材に比べて優れた特性の磁気部品を得ることが
できる。

【００５５】また、以上のような製造方法によれば、圧
密化と微細結晶相の析出をホットプレスという方法を用
いて同時に行っているので、結晶化に伴う合金の軟化現
象を利用することができ、高い成形密度を実現すること
ができる。これに対し、非晶質相の粉末を一度結晶化し
てから圧密する方法、および、非晶質相の粉末を圧密化
してから熱処理して結晶化する方法では、十分な成形密
度が得られない。このように粉末の圧密化と熱処理を同
時に行う方法を採用するならば、高い成形密度の合金を
得ることができ、同時に合金がもつ飽和磁化も高いもの
となる。

【００５６】ところで、前記の例においては、絶縁物コ
ーティングを施した非晶質粉末を用いて圧密体を製造
し、高周波特性の優れた圧密体を製造したが、中低周波
領域で使用するトランスや磁気コア用とする場合は、絶
縁物コーティングを施していない粉末をホットプレスで
加圧と同時に加熱して圧密体を形成しても良い。この処
理によっても飽和磁束密度の高い、中低周波領域におい
て透磁率の高い圧密体を得ることができる。

【００５７】また、非晶質相を結晶化する際に生じる軟
化現象を利用して圧密化する場合、非晶質相の粉末を作
成し、これを固化成形すると同時に結晶化反応させて軟
化しつつ圧密成形することができる。従ってこの手法を
用いるならば、先に記載した組成系の他に、Ｆｅ-Ａｌ-
Ｓｉ系として知られるセンダスト合金であっても圧密化
することができる。このセンダスト合金においては、Ｓ
ｉを増やし、Ａｌ含有量を調節することで非晶質化可能
な成分があるので、これにより、非晶質合金化すること
が可能であり、この手法によれば、非晶質化したＦｅ-
Ａｌ-Ｓｉ合金粉末の軟化現象を利用して圧密化するこ
とで、Ｆｅ-Ａｌ-Ｓｉ合金の高密度の圧密体を得ること
が可能になる。

【００５８】

【実施例】

（実施例１）Ｆｅ86Ｚｒ7Ｂ6Ｃｕ1なる組成になるよう
に、原料を秤量して混合し、アーク溶解してインゴット
を作製し、これをるつぼ内で溶解し、るつぼのノズルか
ら回転ロールに吹き付ける液体急冷法により複数の非晶
質合金薄帯試料を得た。液体急冷法は、雰囲気アルゴン
ガス圧を３６〜５６ｃｍＨｇに設定し、銅ロールの回転
数を２５００〜３０００ｒｐｍ、アルゴン噴き出し圧力
０.１〜１ｋｇ／ｃｍ2にそれぞれ設定して各試料の作製
を行った。

【００５９】また、得られた非晶質合金薄帯試料（リボ
ン）を遊星型ボールミルで液体窒素温度で粉砕し、粉末
化を行った。得られた粉砕物をメッシュにより粒径５０
μｍ以下のものと、粒径５０〜１００μｍのものと、粒
径１００μｍ以上のものに分級し、粒径５０〜１００μ
ｍのものを試験に供した。この粉末の電子顕微鏡写真の
模式を図２に示す。次にこの粒径の粉末を有機ケイ素化
合物メタノール「日曹化成（株）製商品名アトロン：Ｒ
-Ｏ（ＳｉＯ2）」をアルコール溶液に溶解した溶液に浸
漬した。溶液から粉末を取り出して２００℃で乾燥させ
たところ、厚さ０.４μｍのシリカゲル膜により覆われ
たコーティング粉末を得ることができた。

【００６０】前記コーティング粉末を用い、図３に示す
ように、真空ホットプレスを用いたピストン・シリンダ
法により圧密化を行った。図３において、符号１０は超
硬合金製のシリンダ、１１はシリンダ１０内に挿入され
た超硬合金製の上ピストン、１２は同超硬合金製の下ピ
ストン、１３は粉末、１４はサーモカップルである。こ
の装置で圧密化する場合の温度と圧力の一例は、図４に
示すように、１.５ＧＰａの圧力中において、０.３３℃
／ｓの速度で５８０℃まで昇温し、２００秒間圧力保持
を行うものとした。得られた圧密体の組織のＳＥＭ（走
査電子顕微鏡）写真（４００倍）の模式図を図５に示
す。Ｆｅ-Ｂ系の微細結晶相を主体とする合金粒５とそ
の周囲の粒界に存在するＳｉＯ2からなる絶縁物６の存
在を確認することができた。次に、同じ圧密体の同一部
分の組織のＳｉ面分析結果（電子プローブマイクロ分析
法結果）を図６に示す。この図において黒点がＳｉＯ2
の存在を示すが、合金粒の粒界に特にＳｉＯ2が集中し
て析出し、絶縁物膜を形成していることが明らかであ
る。更に、図７に同圧密体の合金粒部分の透過電子顕微
鏡写真による組織状態を示すが、１０００オングストロ
ーム（＝１００ｎｍ）に比べて粒径の小さい黒い領域で
示す微細結晶相（平均結晶粒径３０ｎｍ以下のもの）が
析出されている状態が明らかである。

【００６１】得られた圧密体の磁気特性をＶＳＭ、直流
Ｂ-Ｈトレーサーおよびインピーダンスアナライザーで
測定した。測定結果のうちの実効透磁率の周波数依存性
を図５に示す。また、シリカゲル膜を形成していない粉
末を用いて同等のホットプレスを行って製造した圧密体
の実効透磁率の周波数依存性を図８に示す。その結果、
シリカゲル膜を形成した粉末を用いた試料は、形成して
いない粉末を用いた試料に比べ、０.８Ａ／ｍ、１ｋＨ
ｚにおいて１０００を若干下回る値であり、シリカゲル
膜を形成していない試料に比べて若干劣っているが、１
０ｋＨｚ以上の高周波領域での実効透磁率は、渦電流の
抑制効果によって逆転し、１０ＭＨｚの高周波領域でも
１５０という高い値を示した。また、この試料の飽和磁
化は１.５３Ｔ（テスラ）、保磁力は０.５７ Ｏｅであ
った。

【００６２】（実施例２）Ｆｅ86Ｚｒ7Ｂ6Ｃｕ1なる組
成の合金のＤＳＣ（示差走査熱量測定）曲線とＴＭＡ
（Thermo Mechanical Analysis）曲線を図９に示す。結
晶化温度付近において試料が軟化しており、この軟化現
象を利用して粉末の圧密化を行うことが望ましことがわ
かる。前記の実施例１と同等の組成で同等の粒径の非晶
質合金粉末を用い、これにコーティングすることなく一
旦非晶質のまま圧密化してから熱処理する第１の方法
と、コーティングを施さない非晶質合金粉末を前記実施
例１と同等の方法により圧密化と同時に加熱処理する第
２の方法と、非晶質合金粉末を一旦熱処理して微細結晶
化してから圧密化する第３の方法をそれぞれ実施して３
種類の圧密体試料を得た。固化成形に用いたホットプレ
ス装置による加圧力は、いずれも１.５ＧＰａに設定し
た。微細結晶化した合金粉末は、非晶質合金粉末を真空
中で３.６ｋｓ、６００℃の加熱条件で熱処理すること
で作製した。

【００６３】第１、第２および第３の方法で圧密化した
試料の走査型電子顕微鏡写真像をそれぞれ図１０
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。第２の方法で圧密化し
た試料は、第１および第３の方法で圧密化した試料より
も良好な成形状態を示していることがわかる。なお、図
１０（ａ）と（ｃ）で見られる点在した不定形の部分
は、空孔を示し、圧密が完全ではないことを意味する
が、図１０（ｂ）では他の図のような大きな空孔を確認
することができず、良好な成形状態であることがわか
る。第１の方法で得られた圧密体（外径４.０ｍｍ、内
径２.０ｍｍ、厚さ１.０ｍｍ）の最大密度は９４.５
％、第２の方法で得られた圧密体の最大密度は９９.９
％、第３の方法で得られた圧密体の最大密度は９０.４
％であった。また、得られた圧密体の密度と圧密条件か
ら求められる９９.９％密度の成形体を得るためのそれ
ぞれの方法の最低圧力は、第１の方法では３.０ＧＰ
ａ、第２の方法では１.５Ｇａ、第３の方法では４.４Ｇ
Ｐａであった。以上の結果から、高密度の微細結晶化合
金を固化成形により形成するには、ホットプレスで固化
と同時に熱処理することが有効であることが明らかにな
った。

【００６４】次に、第２の方法により１.５ＧＰａ、５
８０℃の条件で作製した圧密体の飽和磁化は、６００
℃、１.８ｋｓの熱処理により、１.３Ｔから１.５６Ｔ
に上昇した。熱処理した圧密体の保磁力は３３Ａ／ｍで
あり、１ｋＨｚ、０.８Ａ／ｍでの実効透磁率は１３０
０であった。この微細結晶合金の成形体の飽和磁化は、
爆発成形や押出成形により作製したＦｅ基非晶質成形体
と同等であり、その軟磁気特性は、Ｆｅ基非晶質合金の
成形体よりも優れていた。以上のことから第１と第３の
方法で製造するよりも第２の方法で製造した圧密体の方
が磁気特性に優れることが明らかになった。しかも第２
の方法で製造するならば、圧密度としては最高の値が得
られると思われる爆発成形のものと同等の圧密度にでき
る。

【００６５】さらに、Ｆｅ73.5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ13.5Ｂ
9、Ｆｅ73.5Ｃｕ1Ｎｂ3Ｓｉ16.5Ｂ6、Ｆｅ71.5Ｃｕ1Ｍ
ｏ5Ｓｉ13.5Ｂ9、Ｆｅ71.5Ｃｕ1Ｗ5Ｓｉ13.5Ｂ9、Ｆｅ7
6Ｃｕ1Ｔａ3Ｓｉ12Ｂ8、Ｆｅ73Ｃｕ1Ｈｆ4Ｓｉ14Ｂ8、
（Ｆｅ0.95Ｃｏ0.05）72Ｃｕ1Ｎｂ5Ｓｉ12Ｂ10、（Ｆｅ
0.85Ｃｏ0.15）72Ｃｕ1Ｎｂ5Ｓｉ10Ｂ12、Ｆｅ84Ｎｂ7
Ｂ9、Ｆｅ90Ｚｒ7Ｂ3、Ｆｅ89Ｚｒ7Ｂ3Ｃｕ1なる組成に
おいて前記第２の方法にて圧密体を製造したところ、密
度、磁気特性ともに前記実施例２における組成のものと
ほぼ同等のものが得られた。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｆ
ｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一方とを必ず含み、
更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または２種以上の元素
を含む合金粒、あるいは、Ｆｅ-Ｂ系にＴｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種または
２種以上の元素を添加した組成の合金粒と、粒界に存在
する無機絶縁物を具備しているので、Ｆｅ系に前記の元
素を添加した合金粒により高い飽和磁束密度と低い保磁
力が得られる。更に、合金粒の粒界に存在する無機絶縁
物により、全体の電気抵抗を高くできるので、高周波領
域での渦電流損失が少なくなり、高周波領域での透磁率
を高くすることができる。

【００６７】前記無機絶縁物としてＳｉＯ2を好適に用
いることができる。ＳｉＯ2であるならば、金属元素と
のなじみも良好で、ＦｅＣｏ系、Ｆｅ-Ｎｉ系、あるい
は、Ｆｅ-Ｂ系などの微細結晶相を析出させる際の熱処
理でガラス化して無機絶縁物となる。合金粒として、Ｆ
ｅＣｏ系、Ｆｅ-Ｎｉ系、あるいは、Ｆｅ-Ｂ系の微細結
晶相あるいはこの微細結晶相を含む非晶質相とすること
で、高い飽和磁束密度と低い保磁力と中低周波領域での
高い透磁率を確保できる。

【００６８】また、本発明の方法は、ＦｅとＣｏの少な
くと一方を必ず含み、更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種
または２種以上の元素を含む非晶質合金粉末を固化成形
と同時に結晶化させるものであるので、固化成形と同時
に進行する非晶質の軟化現象を利用して効率的に粉末を
圧密化できるので、成形密度が高く、飽和磁束密度と軟
磁気特性に優れた圧密体を得ることができる。更に、Ｆ
ｅ-Ｂ系にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、
Ｗより選ばれた１種または２種以上の元素を添加した組
成の非晶質合金粉末に対し、加圧成形と熱処理を同時に
行うので、非晶質合金粉末の非晶質相から微細結晶相を
円滑に析出させることができ、非結晶相を微細結晶相以
外の他の結晶相や析出物にできるだけ変化させずに処理
できるので、目的の軟磁気特性を有する圧密体を得るこ
とができる。更にまた、加圧成形と熱処理をホットプレ
スにより行うことで、加圧成形と熱処理を容易に同時に
行うことができ、これにより、非晶質合金粉末を一旦結
晶化してから圧密する方法や、非晶質合金粉末を圧密し
てから結晶化する方法に比べて軟磁気特性の優れた圧密
体を得ることができる。

【００６９】本発明の方法は、ＦｅとＣｏの少なくと一
方を必ず含み、更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または
２種以上の元素を含む非晶質合金粉末、あるいは、Ｆｅ
-Ｂ系にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ
より選ばれた１種または２種以上の元素を添加した組成
の非晶質合金粉末に、無機絶縁物の構成元素のコーティ
ングを施し、これらを加圧熱処理するので、粒界に無機
絶縁物を有する圧密体を容易に得ることができる。ま
た、コーティングを合金粒の外面のみとすることで、組
織全体に対する無機絶縁物の含有量は少なくなり、無機
絶縁物の添加による軟磁気特性の劣化を最小限に止める
ことができる。

【００７０】一方、非晶質合金粉末に対する無機絶縁物
の構成元素のコーティングは、無機絶縁物の構成元素を
含む溶液に非晶質合金粉末を浸漬してから乾燥すること
で行うことができる。また、溶液中の無機絶縁物構成元
素含有量によりコーティングの厚さを調整できる。更
に、溶液としては、無機絶縁物の構成元素のアルコキシ
ドのアルコール溶液とすることができる。用いる合金粉
末の粒径は、５３〜１５０μｍが好ましく、この範囲の
粉末を用いることで、一部結晶化した非晶質合金粉末を
除去することができ、これにより、加圧成形と同時に行
う熱処理により、非晶質相から所望の結晶構造の微細結
晶相を析出させて所望の軟磁気特性の圧密体を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コーテイング粉末の一例を示す断面図である。

【図２】実施例で得られたコーティング粉末の一例の粒
子構造を示す電子顕微鏡写真の模式図である。

【図３】実施例で用いたピストン・シリンダ装置の一例
を示す断面図である。

【図４】実施例で用いた製造条件の一例を示す図であ
る。

【図５】実施例で製造された圧密体の組織を示す模式図
である。

【図６】図５に示す組織と同じ部分のＳｉ面分析結果を
示す図である。

【図７】同圧密体の合金粒部分の金属組織の透過電子顕
微鏡写真の模式図である。

【図８】実施例で得られた試料の実効透磁率の周波数依
存性を示す図である。

【図９】図９（ａ）は実施例で得られた試料のＤＳＣ曲
線、図９（ｂ）は同試料のＴＭＡ曲線を示す図である。

【図１０】図１０（ａ）は実施例２の第１の方法で得ら
れた試料の金属組織写真の模式図、図１０（ｂ）は実施
例２の第２の方法で得られた試料の金属組織写真の模式
図、図１０（ｃ）は実施例２の第３の方法で得られた試
料の金属組織写真の模式図である。

【符号の説明】

１ コーティング ２ 非晶質合金粉末 ３ コーティング粉末 ５ 合金粒 ６ 絶縁物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２２Ｃ 45/02 Ａ // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３ Ｓ (72)発明者 小島 章伸 東京都大田区雪谷大塚町１番７号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 河村 能人 宮城県仙台市青葉区米ヶ袋２丁目４番29号 ベルシティ米ヶ袋205号室 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地 川内住宅 11−806

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一
   方とを必ず含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
   ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または
   ２種以上の元素を含む合金粒と、この合金粒の周囲に形
   成される粒界に存在する無機絶縁物とを具備してなるこ
   とを特徴とする軟磁性合金圧密体。
2. 【請求項２】 ＦｅおよびＢを含み、更に、Ｔｉ、Ｚ
   ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種
   または２種以上の元素を含んでなるＦｅ-Ｂ系の合金粒
   と、この合金粒の周囲に形成される粒界に存在する無機
   絶縁物とを具備してなることを特徴とする軟磁性合金圧
   密体。
3. 【請求項３】 非晶質相と、合金粒と、粒界に存在する
   無機絶縁物を主体とする組織からなることを特徴とする
   請求項１または２記載の軟磁性合金圧密体。
4. 【請求項４】 無機絶縁物がＳｉＯ2であることを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の軟磁性合金圧密
   体。
5. 【請求項５】 合金粒が、平均結晶粒径３０ｎｍ以下の
   Ｆｅを主体とするｂｃｃ構造の微細結晶相を少なくとも
   ５０％以上と、非晶質相を具備してなることを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載の軟磁性合金圧密体。
6. 【請求項６】 Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも一
   方とを必ず含み、更にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
   ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または
   ２種以上の元素を含む非晶質合金粉末を固化成形と同時
   に結晶化させることを特徴とする軟磁性合金圧密体の製
   造方法。
7. 【請求項７】 ＦｅおよびＢを含み、更に、Ｔｉ、Ｚ
   ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種
   または２種以上の元素を含んでなるＦｅ-Ｂ系の非晶質
   合金粉末を固化成形と同時に結晶化させることを特徴と
   する軟磁性合金圧密体の製造方法。
8. 【請求項８】 ＦｅおよびＢを含み、更に、Ｔｉ、Ｚ
   ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種
   または２種以上の元素を含んでなり、液体急冷法により
   作製されたＦｅ-Ｂ系非晶質合金粉末に対し、加圧成形
   と熱処理を同時に施して平均結晶粒径３０ｎｍ以下のＦ
   ｅを主体とするｂｃｃ構造の微細結晶相を有する圧密体
   を形成することを特徴とする軟磁性合金圧密体の製造方
   法。
9. 【請求項９】 Ｆｅ-Ｂ系非晶質合金粉末に対する加圧
   成形と熱処理をホットプレスにより同時に行うことを特
   徴とする請求項８記載の軟磁性合金圧密体の製造方法。
10. 【請求項１０】 Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも
    一方とを必ず含み、更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
    ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種
    または２種以上の元素を含む非晶質合金粉末に無機絶縁
    物の構成元素のコーティングを施し、このコーティング
    粉末に加圧成形と熱処理を同時に施すことを特徴とする
    軟磁性合金圧密体の製造方法。
11. 【請求項１１】 ＦｅおよびＢを含み、更にＴｉ、Ｚ
    ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種
    または２種以上の元素を含んでなるＦｅ-Ｂ系の合金粉
    末に無機絶縁物の構成元素のコーティングを施し、この
    コーティング粉末に加圧成形と熱処理を同時に施すこと
    を特徴とする軟磁性合金圧密体の製造方法。
12. 【請求項１２】 無機絶縁物の構成元素を含む溶液にＦ
    ｅ-Ｂ系の合金粉末を浸漬し、この後に合金粉末を乾燥
    させて合金粉末に無機絶縁物の構成元素のコーティング
    を施すことを特徴とする請求項１０または１１記載の軟
    磁性合金圧密体の製造方法。
13. 【請求項１３】 無機絶縁物がＳｉＯ2であることを特
    徴とする請求項１２記載の軟磁性合金圧密体の製造方
    法。
14. 【請求項１４】 熱処理温度を４００〜７５０℃の範囲
    とすることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記
    載の軟磁性合金圧密体の製造方法。
15. 【請求項１５】 溶液が絶縁物の構成元素を含むアルコ
    キシドのアルコール溶液であることを特徴とする請求項
    １２〜１４のいずれかに記載の軟磁性合金圧密体の製造
    方法。
16. 【請求項１６】 粉末の粒径が５３〜１００μｍである
    ことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の
    軟磁性合金圧密体の製造方法。
17. 【請求項１７】 Ｆｅと、ＣｏおよびＮｉの少なくとも
    一方を含み、更に、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
    ａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｉ、Ｂ、Ａｌより選ばれた１種または
    ２種以上の元素を含んでなるＦｅ系の非晶質合金粉末に
    無機絶縁物のコーテイングを施してなることを特徴とす
    る軟磁性合金圧密体形成用コーティング粉末。
18. 【請求項１８】 ＦｅおよびＢを含み、更にＴｉ、Ｚ
    ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗより選ばれた１種
    または２種以上の元素を含んでなるＦｅ-Ｂ系の非晶質
    合金粉末に無機絶縁物のコーテイングを施してなること
    を特徴とする軟磁性合金圧密体形成用コーティング粉
    末。
19. 【請求項１９】 コーティングがＳｉＯ2であることを
    特徴とする請求項１７または１８記載の軟磁性合金圧密
    体形成用コーティング粉末。