JPS62104009A - 絶縁被膜付き磁性合金薄帯の製造方法 - Google Patents

絶縁被膜付き磁性合金薄帯の製造方法

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JPS62104009A
JPS62104009A JP24272985A JP24272985A JPS62104009A JP S62104009 A JPS62104009 A JP S62104009A JP 24272985 A JP24272985 A JP 24272985A JP 24272985 A JP24272985 A JP 24272985A JP S62104009 A JPS62104009 A JP S62104009A
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JP
Japan
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magnetic alloy
film
coating
magnetic
iron loss
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Application number
JP24272985A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Shishido
宍戸 浩
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 磁性材料を電力、電子機器に用いる場合、磁気特性に優
れるのは勿論、表面の電気絶縁性が良好であることも重
要である。
この発明は、上記した如き電力、電子機器などの用途に
供して好適な通常100μm以下の厚さの磁性合金薄帯
に関し、とくにその表面に被成すべき絶縁被膜の有利な
改善を図ったものである。
(従来の技術) 近年、とくに電子機器においては、軽量化および小型化
に対する要請が強いことから、磁性材料の動作磁束密度
の向上ならびに動作周波数の上昇について盛んに研究が
進められている。
ところでこれらの用途に用いられる材料には、基本的に
はエネルギー損失が小さいことが要求され、従来主に、
フェライト材料が使用されてきた。
しかしながらフェライト材料は、電気抵抗は高いけれど
も、飽和磁束密度が極めて低いために、高い動作周波数
でのエネルギー損失は少ないものの、動作磁束密度を高
くとることはできなかった。
そのため磁心を作製した場合に、得られる磁心はかなり
大型のものとならざるを得す、その軽量、小型化は難し
かった。
この点合金磁性材料は、飽和磁束密度が高いので動作磁
束密度を高くとることができ、磁心等の軽量、小型化の
面では有効ではあるが、電気抵抗が小さいために損失の
増大を招く不利があった。
一般に、磁性材料の鉄損Wは、次式で表わされる。
ここでWh= ヒステリシス損、D=試料の密度、Bm
=動作磁束密度、t=試料の厚さ、ρ=試料の電気抵抗
、C=定数、f=周波数である。
上掲式より明らかなように、動作磁束密度と周波数とを
高いレベルに維持したまま鉄損の低減を図るには、素材
の電気抵抗を増大させることおよび/または板厚を薄く
することが大切である。
ところで素材の電気抵抗は素材の成分組成から自と決ま
るものであるため、これによって鉄損の低減を図ること
はできない。この点板厚は薄くすれば良いわけであから
、鉄損低減に期待がもてるわけであるが、従来、板厚を
薄くすることは、圧延法が限られるなど極めて難しく、
またコスト高となる不利もあった。
ところが最近、たとえば特開昭55−41951号公報
に開示されているように、溶融合金から直接薄板を作成
する方法いわゆる急冷薄帯化法が開発され、板厚数μm
程度の薄帯が容易かつ安価に製造できるようになった。
従ってかような急冷法によって得られた磁性合金薄帯を
鉄心材料として用いることができれば、鉄損の増大を招
く不利なしに、軽量、小型化が実現できるはずである。
しかしながら実際に、かかる薄帯をトロイド状に巻いた
り、打抜いて積層して、磁気ディバイスとして用いた場
合、板同志が接触して厚肉の材料を用いた場合と同一に
なってしまい、薄帯化した効果を活かすことができなか
った。
(発明が解決しようとする問題点) 上記の不利を回避するためには、薄帯の表面に絶縁被膜
を被覆することが肝要であるが、従来の絶縁コーティン
グ処理によって得られる被膜の厚みは数μmあるため、
極薄薄帯たとえば板厚数μmの薄帯に適用した場合には
、素材とほぼ等しい厚みになってしまうため、占積率の
著しい低下を招き、また密着性に劣るところにも問題を
残していた。
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、急冷
法によって得られた磁性合金薄帯の表面に、新規な手段
によって極薄絶縁被膜を形成させることにより、高い飽
和磁束密度を持ち、しかも高動作周波数における透磁率
および鉄損特性にも優れた絶縁被膜付き磁性合金薄帯の
有利な製造方法を提案することを目的とする。
すなわちこの発明は、磁性合金薄帯の表面に、Ti、 
Nb、 Si、 V、 Cr、 Al、 B、 Ni、
 Co、 Mo、 Zn。
Mn、 Taの窒化物および炭化物ならびにAji!、
 Si。
Zn、 Ti、 Zr、 Mgの酸化物のうち少なくと
も1種よりなる無機物の極薄被膜を、真空蒸着、イオン
ブレーティング等の蒸着法によって被成し、ときにはさ
らにその上に重ねてクロム酸塩系、りん酸塩系または有
機樹脂系のコーティング被膜を形成させることから成る
絶縁被膜付き磁性合金薄帯の製造方法である。
この発明において、素材である磁性合金薄帯としては、
急冷法によって得られた厚み数μm〜100 pm程度
のFe−Ni系、Fe−Co系、5i−Fe系、Al−
Fe系および5i−A 12−Fe系薄帯がとりわけ有
利に適合するが、その他上記の成分系を基本成分とし、
さらに種々の特性向上のために種々の元素を添加した磁
性合金薄帯も含むものとする。
たとえばFe−Ni系では、?9Ni−15,5Fe−
5,0Mo−0、5Mnや78.5Ni−21,5Pe
 。
Fe−Co系では、50Fe−50Coや2V−49F
e−49Co 。
5i−Pe系では、6.5Si−Fe。
へji!−Fe系では、16Aj7−Fe 。
S i−A I!−Fe系では、9.6Si−5,4A
β−85Feなどが代表組成である。
次に極薄被膜の被成手段としては、蒸着法、就中、真空
蒸着法およびイオンブレーティング法が有利に適合する
。ここにイオンブレーティング法では、1O−2Tor
r程度の減圧不活性ガス雰囲気中で、薄帯を陰極とする
グロー放電を生じさせ、蒸発物質はこのグロー放電の中
を通過する際にイオン化、加速されて磁性合金薄帯表面
で成長するわけであるが、同時にイオン化した不活性ガ
ス粒子によって薄帯表面へのスパッタリングが行われる
ので、密着性の優れた被膜を、電子ビーム加熱によって
極めて高速度に形成させることができる。なお真空蒸着
法によってもイオンブレーティング法とほぼ同等の効果
が得られる。
さて上記の被覆手段によって、極薄被膜を磁性合金薄帯
表面に被成するわけであるが、かかる極薄被膜としては
、Ti、 Nb、 Si、 V、 Cr、 AI、 B
。
Ni、 Co、 Mo、 Zn、 Mn、 Taの窒化
物および炭化物ならびにAI、 Si、 2n、 Ti
、 Zr、 Mgの酸化物などが、それぞれ均等であり
、従ってこの発明では、上記の各窒化物、炭化物および
酸化物のうち少なくとも1種よりなる無機物被膜を被成
するものとした。
ここに得られる無機物被膜の膜厚が、0.01μmに満
たないとコアに組立てた場合に層間抵抗を確保すること
ができず、一方3.0μmを超えると占積率の点で好ま
しくないので、被膜厚は0.01〜3.0μm程度とす
るのが望ましい。
さらにこの発明では、絶縁性の一層の向上のために、無
機物極薄被膜上に重ねてクロム酸塩系、りん酸塩系また
は有機樹脂系の絶縁コーティング被膜を被成することが
できる。
かかる絶縁被膜を無機物極薄被膜上に被成した場合は、
絶縁性が向上するのみならず、無機物極薄被膜の密着性
も向上するため、薄帯を巻回す場合に被膜のはく離半径
を小さくでき、従って小径コア作製時において被膜はく
離が生じるおそれを有利に回避できる。ただしかかる絶
縁被膜を被成した場合は、幾分占積率の低下が見られる
ので、コーティング厚には十分注意を払うことが肝要で
あり、おおよそ0.旧〜3.0μm厚程度とするのが好
ましい。
(実施例) 実施例 1 双ロール法によって作成した幅:10mm、厚み二8μ
mの78.5Ni−21,5Fe合金薄帯の表面に、イ
ーA−ンプレーティングによって0.5μm厚のTiN
極薄被膜を被成した。
かくして得られた極薄被膜付き磁性合金薄帯をトロイド
状コア(内径50mm) に組立てたときの占積率は7
4.2%、また磁束密度0.27において100 K)
Izで動作させたときの鉄損W0・2/1001は12
0W/ kgであった。
これに対し、極薄被膜を備えない薄帯の場合は、鉄損が
あまりに大きく (200W/kg以上になっていたも
のと推定される)、発熱してしまって鉄損を測定するこ
とが不可能であった。
また同一材料の表面に直接、ロールコータ−法によって
クロム酸塩系の絶縁被膜を厚み21μmに被成した薄帯
は、被膜の密着性が悪く、内径10mrn以下のコアに
巻回した場合に、被膜のはく離が生じた。
実施例 2 双ロール法によって作成した幅:10mm、厚み;10
μmの5i−A l−Fe系センダスト合金薄帯の表面
に、イオンブレーティングによって0.2μm厚の81
02極薄被膜を被成した。
かくして得られた極薄被膜付き磁性合金薄帯を内径50
mmのトロイド状コアに組立てたきとの占積率は78.
7%、また磁束密度0.5Tにおいて1000Hzで動
作させたときの鉄損W0・5/1゜。。は2.IW/k
gであった。
さらに5i02極薄被膜の上に重ねて、クロム酸塩系の
絶縁被膜を被成し、合計膜厚0.8μmとしだ薄帯を、
トロイドコアに組立てたときの占積率は72.1%、 
tりW”’/+oooハ2.OW/kgテアツタ。
これに対し被膜無しのセンダスト合金薄帯をそのまま使
用した場合は、WO−5/、、ooは4.8’?I/k
gと極めて大きかった。
実施例 3 双ロール法によって得られた幅:10mm、 Witみ
6μmの5. OMo−0,5μm−15,5Fe−4
9N i合金薄帯ノ表面に、イオンブレーティングまた
は真空蒸着法によって次表1に示す種々の無機物被膜を
被成した。
かくして得られた各絶縁被膜付き合金薄帯の占積率およ
び鉄損値について調べた結果を、表1に示す。なお同表
には比較のため、被覆処理を施さない場合ちよびクロム
酸塩系の絶縁被膜を直接被成した場合についての調査結
果も、併せて示した。
表1に示した成績から明らかなように、この発明に従っ
て合金薄帯表面に無機物極薄被膜を被成させた場合は、
占積率、鉄損とも良好であった。
これに対し絶縁被膜を被成しない裸のままの薄帯では、
鉄損値が大きすぎて測定不可能であった。
またロールコータによってクロム酸塩系の絶縁被膜を直
接被成させた場合には、密着性が悪く、コア作成時に被
膜のはく離が生じた。
(発明の効果) かくしてこの発明によれば、薄肉の磁性合金薄帯につき
、その表面に、占積率をほとんど低下させることなしに
電気絶縁性に富む無機物の極薄被膜を被成することがで
きるので、高い動作磁束密度だけでなく、高動作周波数
においても優れた透磁率ならびに鉄損特性を得ることが
でき、ひいては電力、電子機器の軽量、小型化に大きく
貢献する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、磁性合金薄帯の表面に、Ti、Nb、Si、V、C
    r、Al、B、Ni、Co、Mo、Zn、Mn、Taの
    窒化物および炭化物ならびにAl、Si、Zn、Ti、
    Zr、Mgの酸化物のうち少なくとも1種よりなる無機
    物の極薄被膜を、蒸着法によって被成することを特徴と
    する絶縁被膜付き磁性合金薄帯の製造方法。 2、磁性合金薄帯の表面に、Ti、Nb、Si、V、C
    r、Al、B、Ni、Co、Mo、Zn、Mn、Taの
    窒化物および炭化物ならびにAl、Si、Zn、Ti、
    Zr、Mgの酸化物のうち少なくとも1種よりなる無機
    物の極薄被膜を、蒸着法によって被成したのち、さらに
    クロム酸塩系、りん酸塩系または有機樹脂系のコーティ
    ング被膜を形成させることを特徴とする絶縁被膜付き磁
    性合金薄帯の製造方法。
JP24272985A 1985-10-31 1985-10-31 絶縁被膜付き磁性合金薄帯の製造方法 Pending JPS62104009A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6465253A (en) * 1987-05-29 1989-03-10 Orient Watch Co Ltd Surface coated molded material and its production
JPH0244678A (ja) * 1988-08-03 1990-02-14 Nippon Steel Corp 遠赤外線放射ヒーター材料
CN117344269A (zh) * 2022-06-27 2024-01-05 核工业西南物理研究院 一种铁基非晶、纳米晶带材表面绝缘涂层制备方法
US11955261B2 (en) 2021-08-25 2024-04-09 Tdk Corporation Magnetic alloy ribbon, laminate, and magnetic core

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