JPS6265404A - 非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法 - Google Patents
非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法Info
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- JPS6265404A JPS6265404A JP20430285A JP20430285A JPS6265404A JP S6265404 A JPS6265404 A JP S6265404A JP 20430285 A JP20430285 A JP 20430285A JP 20430285 A JP20430285 A JP 20430285A JP S6265404 A JPS6265404 A JP S6265404A
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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。
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）
この発明は、非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法に関し
、とくに該薄帯表面に被覆する表面被膜の被成処理に工
夫を加えることによって、磁気特性とりわけ鉄損特性の
有利な改善を図ろうとするものである。
、とくに該薄帯表面に被覆する表面被膜の被成処理に工
夫を加えることによって、磁気特性とりわけ鉄損特性の
有利な改善を図ろうとするものである。
（従来の技術）
Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ系などの溶融合金を１０Ｓ〜１０ｈ℃／
秒程度の冷却速度で急冷凝固させると、板厚２０〜５０
μ−程度の非晶質合金薄帯が得られる。このような非晶
質合金薄帯は、軟磁性に優れ、殊に極めて低い鉄損を呈
することから、現在トランスの鉄心材料として使用され
ている方向性けい素鋼板の有力な競合材料として注目さ
れている。
秒程度の冷却速度で急冷凝固させると、板厚２０〜５０
μ−程度の非晶質合金薄帯が得られる。このような非晶
質合金薄帯は、軟磁性に優れ、殊に極めて低い鉄損を呈
することから、現在トランスの鉄心材料として使用され
ている方向性けい素鋼板の有力な競合材料として注目さ
れている。
ところでかかる非晶質合金薄帯は、急冷したままの状態
ではまだ十分満足いく程の磁気特性を発揮できないので
、従来は３５０〜４００℃の温度で磁場焼鈍を施し、内
部応力を解放すると共に磁気異方性を誘起させることに
よって磁気特性の改善を図っていた。
ではまだ十分満足いく程の磁気特性を発揮できないので
、従来は３５０〜４００℃の温度で磁場焼鈍を施し、内
部応力を解放すると共に磁気異方性を誘起させることに
よって磁気特性の改善を図っていた。
しかしながら上記の如き磁場焼鈍を施した場合、その焼
鈍過程で薄帯は詭化し、もともと応力感受性が高いこと
と相まって、とくに曲げ応力が加わった場合に鉄損の劣
化を招き易（、それ故、積みコアの作製においてはさほ
ど問題にはならないものの、トロイダルコアの巻回工程
や組立て工程においては極めて注意深い取扱いを必要と
するところに問題があった。
鈍過程で薄帯は詭化し、もともと応力感受性が高いこと
と相まって、とくに曲げ応力が加わった場合に鉄損の劣
化を招き易（、それ故、積みコアの作製においてはさほ
ど問題にはならないものの、トロイダルコアの巻回工程
や組立て工程においては極めて注意深い取扱いを必要と
するところに問題があった。
一方でかかる非晶質合金薄帯は、従来、眉間絶縁のため
の絶縁被膜を被成することなく裸のままで巻きコアを作
り、変圧器に組立てるのが常であり、それというのは非
晶質合金自身の高い比抵抗と薄帯の表面粗度が大きいこ
とから、積層したときの眉間抵抗が比較的高く、全損失
への影響が小さかったからである。
の絶縁被膜を被成することなく裸のままで巻きコアを作
り、変圧器に組立てるのが常であり、それというのは非
晶質合金自身の高い比抵抗と薄帯の表面粗度が大きいこ
とから、積層したときの眉間抵抗が比較的高く、全損失
への影響が小さかったからである。
ところが近時、非晶質合金薄帯の製造技術の進歩に伴い
、その表面が平滑になって占積率が向上する一方で、眉
間抵抗の減少を招き、コアに加工した場合に渦流損が増
加する傾向にある。そのため最近では、渦流損ひいては
全損失の低減を図る上から、非晶質合金薄帯についても
絶縁被膜を被成させることが要求されるようになった。
、その表面が平滑になって占積率が向上する一方で、眉
間抵抗の減少を招き、コアに加工した場合に渦流損が増
加する傾向にある。そのため最近では、渦流損ひいては
全損失の低減を図る上から、非晶質合金薄帯についても
絶縁被膜を被成させることが要求されるようになった。
（発明が解決しようとする問題点）
絶縁被膜被成処理としては、けい素鋼板で用いられてい
るりん酸塩系などの絶縁コーティング処理が考えられる
が、かようなけい素鋼板用の絶縁被膜は、一般に焼付け
に４００℃前後を要し、非晶質合金の脆化や結晶化を招
き易いことから、非晶質合金薄帯の絶縁被膜としてその
まま使用するのは好ましくない。
るりん酸塩系などの絶縁コーティング処理が考えられる
が、かようなけい素鋼板用の絶縁被膜は、一般に焼付け
に４００℃前後を要し、非晶質合金の脆化や結晶化を招
き易いことから、非晶質合金薄帯の絶縁被膜としてその
まま使用するのは好ましくない。
一方特開昭５８−１０９１７１号公報には、加熱による
非晶質合金薄帯の脆化を避けるため、電子線硬化性樹脂
被覆の使用が提案されている。しかしながらかかる有機
被膜は、眉間抵抗の向上は図り得るとしても、非晶質合
金のもつ磁気特性を十分に発揮させる上では効果がない
、とはいえ磁気特性向上のために３５０〜４００℃で磁
場焼鈍を施した場合は、前述したとおり非晶質合金の脆
化を招くだけでなく、かかる焼鈍中に有機樹脂が炭化し
、所期の目的である眉間抵抗すら維持できなくなる。
非晶質合金薄帯の脆化を避けるため、電子線硬化性樹脂
被覆の使用が提案されている。しかしながらかかる有機
被膜は、眉間抵抗の向上は図り得るとしても、非晶質合
金のもつ磁気特性を十分に発揮させる上では効果がない
、とはいえ磁気特性向上のために３５０〜４００℃で磁
場焼鈍を施した場合は、前述したとおり非晶質合金の脆
化を招くだけでなく、かかる焼鈍中に有機樹脂が炭化し
、所期の目的である眉間抵抗すら維持できなくなる。
ここに非晶質合金薄帯につき、脆化を招くことなしに本
来の特性を発揮させ、しかも表面に絶縁被膜を被成して
眉間抵抗を高めることができるならば、その工業的意義
は極めて大きい。
来の特性を発揮させ、しかも表面に絶縁被膜を被成して
眉間抵抗を高めることができるならば、その工業的意義
は極めて大きい。
この発明は、上記の事情に鑑み開発されたもので、非晶
質合金薄帯を加熱することなしに表面被膜を被成させ、
眉間抵抗の向上はいうまでもなく非晶質合金自身のもつ
優れた磁気特性を十分に発揮させ得る、非晶質合金薄帯
の磁気特性改善方法を提案することを目的とする。
質合金薄帯を加熱することなしに表面被膜を被成させ、
眉間抵抗の向上はいうまでもなく非晶質合金自身のもつ
優れた磁気特性を十分に発揮させ得る、非晶質合金薄帯
の磁気特性改善方法を提案することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、一般に硬質物質のイオンブレーティングが
、高密着性や良好な耐摩耗性を呈することの報告事例を
基に、これを含む蒸着技術の、非晶質合金薄帯の特性改
善を目毒した表面処理への応用について研究を進めた結
果、開発されたものである。
、高密着性や良好な耐摩耗性を呈することの報告事例を
基に、これを含む蒸着技術の、非晶質合金薄帯の特性改
善を目毒した表面処理への応用について研究を進めた結
果、開発されたものである。
まずこの発明の解明経緯について説明する。
第１図に、急冷したままのＦｅ−Ｂ−Ｓｉ系非晶質合金
薄帯の長手方向に引張り力を作用させたときの、引張り
応力と鉄損特性との関係を示す。
薄帯の長手方向に引張り力を作用させたときの、引張り
応力と鉄損特性との関係を示す。
同図より明らかなように、張力付加によって鉄損は著し
く低減する。
く低減する。
従ってリボン長手方向へ張力を付加した状態で、加熱を
施す要なしに、非晶質合金薄帯の表面に密着性および剛
性が高い表面被膜を施して薄帯をそのまま固定すること
ができるならば、外部張力を解放したとしても薄帯長手
方向に張力を付与したままにしておくことができ、鉄損
特性の改善に極めて有利なわけである。
施す要なしに、非晶質合金薄帯の表面に密着性および剛
性が高い表面被膜を施して薄帯をそのまま固定すること
ができるならば、外部張力を解放したとしても薄帯長手
方向に張力を付与したままにしておくことができ、鉄損
特性の改善に極めて有利なわけである。
そこでかような要件を満足する表面処理法について研究
を重ねた結果、セラミックスを被覆材料としてイオンブ
レーティングなどによって表面被覆を施すことが、所期
した目的達成に極めて有効であることの知見を得た。
を重ねた結果、セラミックスを被覆材料としてイオンブ
レーティングなどによって表面被覆を施すことが、所期
した目的達成に極めて有効であ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。
すなちこの発明は、非晶質合金薄帯の長手方向に対し０
．１〜１０ ｋｇ ／ ｍ ”の張力付加の下に、該合
金薄帯表面に、蒸着法によってセラミックス薄膜を被成
し、ときにはさらに該セラミックス薄膜上に重ねて電気
絶縁被膜を形成させて成る、非晶質合金薄帯の磁気特性
改善方法である。
．１〜１０ ｋｇ ／ ｍ ”の張力付加の下に、該合
金薄帯表面に、蒸着法によってセラミックス薄膜を被成
し、ときにはさらに該セラミックス薄膜上に重ねて電気
絶縁被膜を形成させて成る、非晶質合金薄帯の磁気特性
改善方法である。
この発明において蒸着法としては、真空蒸着、イオンブ
レーティング、スパッタリングおよびＣＶＤ法などがと
りわけ有利に適合する。
レーティング、スパッタリングおよびＣＶＤ法などがと
りわけ有利に適合する。
以下この発明を由来するに至った実験結果について説明
する。
する。
ＦｅｔａＢ＋。Ｓｉ１．組成の合金溶湯から、単ロール
法によって幅：５ｃｍ、厚み：３０μ面の非晶質合金薄
帯を作成した。
法によって幅：５ｃｍ、厚み：３０μ面の非晶質合金薄
帯を作成した。
ついで薄帯長手方向に４ｋｇ／ｍ”の張力を付加した状
態で、約１０− ” ｔｏｒｒの減圧アルゴンガス中に
おいてイオンブレーティングにより０．４μ■厚の５ｉ
Ｏ１薄膜を被成した。なおかかる被成処理によって非晶
質合金薄帯が脆化することはなかった。
態で、約１０− ” ｔｏｒｒの減圧アルゴンガス中に
おいてイオンブレーティングにより０．４μ■厚の５ｉ
Ｏ１薄膜を被成した。なおかかる被成処理によって非晶
質合金薄帯が脆化することはなかった。
次にかような表面被膜付き薄帯を直径６ａａのトロイダ
ルコアとしてから鉄損を測定したところ、５０Ｈｚ、
１．３Ｔでの鉄ｔｊｌＷ＋３７ｉｏは０．１８Ｗ／ｋｇ
であり、急冷したままの薄帯のそれが０．３３Ｗ／ｋｇ
であったのに比べて格段に優れていた。
ルコアとしてから鉄損を測定したところ、５０Ｈｚ、
１．３Ｔでの鉄ｔｊｌＷ＋３７ｉｏは０．１８Ｗ／ｋｇ
であり、急冷したままの薄帯のそれが０．３３Ｗ／ｋｇ
であったのに比べて格段に優れていた。
上記の表面処理に続き、さらにりん酸塩系の絶縁被膜処
理を施したところ、鉄損Ｗ＋３／４３６を０．１７一ハ
ｇまで低減でき、また耐蝕性も大幅に改善された。
理を施したところ、鉄損Ｗ＋３／４３６を０．１７一ハ
ｇまで低減でき、また耐蝕性も大幅に改善された。
上記の実験では被膜形成法としイオンブレーティングを
用いたが、その他真空蒸着やスパッタリング、ＣＶＤ法
を用いた場合でも同様の効果が得られることが確められ
た。
用いたが、その他真空蒸着やスパッタリング、ＣＶＤ法
を用いた場合でも同様の効果が得られることが確められ
た。
また被覆材料としては、５ｉ０２．＾’ ！０３＋ Ｔ
ｉ０ｚのような酸化物、ＴｉＮ、 ＺｒＮ、 ５ｉｓＬ
のような窒化物、ＴｉＣ＋ ＳｉＣのような炭化物ある
いはほう化物などのセラミックスが有利に適合する。こ
の点有機被膜や半有機被膜は剛性に欠け、薄帯に張力を
付与することができないので適合しない。
ｉ０ｚのような酸化物、ＴｉＮ、 ＺｒＮ、 ５ｉｓＬ
のような窒化物、ＴｉＣ＋ ＳｉＣのような炭化物ある
いはほう化物などのセラミックスが有利に適合する。こ
の点有機被膜や半有機被膜は剛性に欠け、薄帯に張力を
付与することができないので適合しない。
この発明において、セラミックス薄膜の被成時に非晶質
合金薄帯に付加すべき張力が、０．１ ｋｇ／鶴２に満
たないと磁気特性改善への寄与が極めて小さく、一方１
０ｋｇ／＋ｎ”を超えると被膜を連続的に処理する場合
に破断などのトラブルが発生するおそれが大きいので、
０．１〜１０ｋｇ／ｍｍ２の範囲に限定した。
合金薄帯に付加すべき張力が、０．１ ｋｇ／鶴２に満
たないと磁気特性改善への寄与が極めて小さく、一方１
０ｋｇ／＋ｎ”を超えると被膜を連続的に処理する場合
に破断などのトラブルが発生するおそれが大きいので、
０．１〜１０ｋｇ／ｍｍ２の範囲に限定した。
また表面被膜厚については、セラミックス薄膜のみの場
合およびさらに上塗りｍ緑液膜を形成した場合いずれに
おいても、膜厚が０．０５μＩ未満では満足いく眉間絶
縁が得難く、一方２μ慣を超えると占積率を低下させる
きらいにあるので、被膜厚は０．０５〜２μＩ程度にす
ることが好ましい。
合およびさらに上塗りｍ緑液膜を形成した場合いずれに
おいても、膜厚が０．０５μＩ未満では満足いく眉間絶
縁が得難く、一方２μ慣を超えると占積率を低下させる
きらいにあるので、被膜厚は０．０５〜２μＩ程度にす
ることが好ましい。
なおセラミックス薄膜上への絶縁被膜の形成に際しては
、処理温度が３００℃を超えた場合には非晶質合金薄帯
の脆化を招くおそれが大きいので、３００℃以下の低温
で処理することが肝要であり、かような絶縁被膜として
好適なものには、たとえばエチルシリケート塗布による
シリカ被膜、アルミナゾル水溶液の塗布によるアルミナ
被膜およびりん酸塩系被膜などがある。
、処理温度が３００℃を超えた場合には非晶質合金薄帯
の脆化を招くおそれが大きいので、３００℃以下の低温
で処理することが肝要であり、かような絶縁被膜として
好適なものには、たとえばエチルシリケート塗布による
シリカ被膜、アルミナゾル水溶液の塗布によるアルミナ
被膜およびりん酸塩系被膜などがある。
（作 用）
この発明では、セラミックス表面被膜を被覆するときに
非晶質合金薄帯が加熱されることがないので、かかる被
成処理に際し、非晶質合金の脆化や結晶化のおそれはな
い。
非晶質合金薄帯が加熱されることがないので、かかる被
成処理に際し、非晶質合金の脆化や結晶化のおそれはな
い。
またセラミックス表面被膜を被成したことによって非晶
質合金薄帯の応力窓受性が低下するので、変圧器のコア
に組立てた場合でも優れた鉄損特性が維持される。
質合金薄帯の応力窓受性が低下するので、変圧器のコア
に組立てた場合でも優れた鉄損特性が維持される。
（実施例）
実施例 １
幅：２ｃｓ、厚み：２５．ｃｒｓ＋のＦｅｔＪｚ＋Ｓｉ
＋ｚ非晶質合金薄帯の長手方向に５ｋｇ／ａｍ”の張力
を付加した状態で、該薄帯表面に０．３μ麟厚のＡ １
ｚＯｘ薄膜を真空蒸着によって被成した。
＋ｚ非晶質合金薄帯の長手方向に５ｋｇ／ａｍ”の張力
を付加した状態で、該薄帯表面に０．３μ麟厚のＡ １
ｚＯｘ薄膜を真空蒸着によって被成した。
得られたセラミックス薄膜付非晶質合金薄帯の占積率は
８１．３％であり、また鉄ｔＪ！Ｗ１３７．。は０．１
７Ｗ／ｋｇであった。
８１．３％であり、また鉄ｔＪ！Ｗ１３７．。は０．１
７Ｗ／ｋｇであった。
これに対し、表面処理を施さない裸のままの上記薄帯の
占積率は８１．５％、また鉄損Ｗ、３．．。は０ 、３
２Ｗ／ ｋｇであった。
占積率は８１．５％、また鉄損Ｗ、３．．。は０ 、３
２Ｗ／ ｋｇであった。
実施例 ２
実施例１と同じ非晶質合金薄帯に、４ｋｇ／ａｍ”の張
力付加の下にイオンブレーティングにより、０．４ μ
ｍ厚のＴｉｃ ＋ ＴｉＮ膜を被成した。
力付加の下にイオンブレーティングにより、０．４ μ
ｍ厚のＴｉｃ ＋ ＴｉＮ膜を被成した。
得られたセラミックス薄膜付き非晶質合金薄帯の占積率
は８１．２％、また鉄損Ｗ 、 ３．、。は０．１９Ｗ
／ｋｇであった。
は８１．２％、また鉄損Ｗ 、 ３．、。は０．１９Ｗ
／ｋｇであった。
ついでりん酸マグネシウム系の絶縁コーティング処理液
を塗布したのち、２５０℃で焼付けて、０．３μ鴎厚の
絶縁被膜を形成した。
を塗布したのち、２５０℃で焼付けて、０．３μ鴎厚の
絶縁被膜を形成した。
かかる絶縁被膜の形成により、占積率は８１．０％にな
ったが、Ｗ 、 ３．、。は０．１６Ｗ／ｋｇまで低減
された。
ったが、Ｗ 、 ３．、。は０．１６Ｗ／ｋｇまで低減
された。
なおかかる低温焼付けによって、非晶質合金薄帯が脆化
することはなかった。
することはなかった。
比較例 ｌ
実施例１と同じ素材に、１５ｋｇ／ｍ”の張力を付加し
なからＳｉＯ膜を真空蒸着しようとしたが、リボン切れ
が多発して、長尺リボンを作成することができなかった
。なお被膜を被成できた部分のｗ＋ｓｚｓ。は０．２０
讐ハｇであった。
なからＳｉＯ膜を真空蒸着しようとしたが、リボン切れ
が多発して、長尺リボンを作成することができなかった
。なお被膜を被成できた部分のｗ＋ｓｚｓ。は０．２０
讐ハｇであった。
比較例 ２
実施例１と同じ素材に、張力を付加することなしにイオ
ンブレーティングにより０．３μ鴎厚のＴｉＮ ｉｌ膜
を被成したが、得られた薄膜付非晶質合金薄帯の鉄ｔｌ
Ｗ＋ｓｚｓ＊は０．２７Ｗ／ｋｇにすぎなかった。
ンブレーティングにより０．３μ鴎厚のＴｉＮ ｉｌ膜
を被成したが、得られた薄膜付非晶質合金薄帯の鉄ｔｌ
Ｗ＋ｓｚｓ＊は０．２７Ｗ／ｋｇにすぎなかった。
（発明の効果）
かくしてこの発明によれば、非晶質合金薄帯の脆化や占
積率の低下を招く不利なしに、磁気特性とくに鉄損特性
の大幅な改善を眉間抵抗の向上に併せて実現することが
できる。
積率の低下を招く不利なしに、磁気特性とくに鉄損特性
の大幅な改善を眉間抵抗の向上に併せて実現することが
できる。
第１図は、非晶質合金薄帯に引張り力を作用させた場合
の、付加張力と鉄損ｗ＋ｓ７ｓ。との関係を示したグラ
フである。
の、付加張力と鉄損ｗ＋ｓ７ｓ。との関係を示したグラ
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非晶質合金薄帯の長手方向に対し０．１〜１０ｋｇ
／ｍｍ＾２の張力付加の下に、該合金薄帯表面に、蒸着
法によつてセラミックス薄膜を被成することを特徴とす
る非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法。 ２、非晶質合金薄帯の長手方向に対し０．１〜１０ｋｇ
／ｍｍ＾２の張力付加の下に、該合金薄帯表面に、蒸着
法によつてセラミックス薄膜を被成し、ついで該セラミ
ックス薄膜上に重ねて電気絶縁被膜を形成させることを
特徴とする非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20430285A JPS6265404A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20430285A JPS6265404A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265404A true JPS6265404A (ja) | 1987-03-24 |
Family
ID=16488229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20430285A Pending JPS6265404A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | 非晶質合金薄帯の磁気特性改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP20430285A patent/JPS6265404A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
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