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Co-Fe系軟磁性金属ガラス合金 コモンズ

国内特許コード P07P004088
整理番号 B37P10
掲載日 2007年4月13日
出願番号 特願2005-265909
公開番号 特開2007-077441
登録番号 特許第4694325号
出願日 平成17年9月13日(2005.9.13)
公開日 平成19年3月29日(2007.3.29)
登録日 平成23年3月4日(2011.3.4)
発明者
  • 井上 明久
  • 沈 宝龍
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 Co-Fe系軟磁性金属ガラス合金 コモンズ
発明の概要
【課題】これまで、本発明者らは、Co基バルク金属ガラス合金系を幾つか見出した。しか
し、実際に得られたバルク金属ガラス合金の強度と軟磁性はまだ不十分であり、実用的に
限界がある。
【解決手段】[(Co1-xFe)0.75B0.25-aSi]100-yMy(ただし、Mは、Nb,Zr,W,Cr,Mo,Hf
,V及びTiの中から選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ0.14≦x≦0.43、
0.03≦a≦0.07、1≦y≦4(原子%)である)で示されることを特徴とするCo-
Fe系軟磁性金属ガラス合金。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


高透磁率の磁心材料として厚み5~25μm程度のCo基非晶質合金の薄帯が知られてい
る(特許文献1)。多元素合金のある種のものは、組成物を溶融状態から急冷するとき、
結晶化せず、一定の温度幅を有する過冷却液体状態を経過してガラス状固体に転移する性
質を有していて、この種の非晶質合金は「金属ガラス合金」(glassy alloy)と呼ばれて
いる。



薄帯やファイバーでしか得られなかったアモルファス合金をバルク状で作るという夢を実
現したのが「金属ガラス合金」である。すなわち、ガラス形成能が非常に高い合金が19
80年代にPd-Si-Cu合金で見出だされた。さらに、1990年になってから、実用的な合
金組成でガラス形成能が非常に高い合金が見出された。一般に、「アモルファス合金」で
は加熱によりガラス転移点に到達する前に結晶化が進行してしまい、ガラス転移は実験的
には観察できない。



これに対して、「金属ガラス合金」は加熱によって明瞭なガラス転移が観察され、結晶化
温度までの過冷却液体領域の温度範囲が数十Kにも達する。この物性を備えることにより
初めて、冷却速度の遅い銅金型等に鋳込む方法によってバルク状のアモルファス合金を作
ることができるようになった。このようなアモルファス合金が、特に、「金属ガラス」と
呼ばれているのは、金属でありながら、酸化物ガラスのように安定な非晶質で、高温で容
易に塑性変形(粘性流動)できるためである。



「金属ガラス合金」は、ガラス形成能が高い、すなわち、ガラス相からなる、より寸法の
大きな、いわゆるバルクの金属鋳造体を銅金型鋳造法等により溶湯から過冷却液体状態に
おいて冷却凝固して製造できる特性を有するものであり、また、過冷却液体状態に加熱し
て塑性加工できる特性を有するものであり、これらの特性を有しない、従来のアモルファ
ス合金薄帯やファイバーなどの「アモルファス合金」とは本質的に異なる材料であり、そ
の有用性も非常に大きい。



高ガラス形成能を示す合金系とし、1988年~2004年にかけて、Ln-Al-TM、Mg-Ln-TM、Zr-A
l-TM、Pd-Cu-Ni-P、(Fe,Co,Ni)-(Zr,Hf,Nb)-B、Fe-Ga-P-C-B、Fe-B-Si-Nb、Co-Fe-Si-B-
Nb、Fe-Co-B-Si-M(ただし、Lnは希土類元素、TMは遷移金属、MはZr,Nb,Ta,Hf,Mo等の金
属を示す)系などの組成のものが本発明者らによって発見された。これらの合金系では、
直径又は厚さ1mm以上のバルク金属ガラスが作製できる。



本発明者らは、これまでCo基金属ガラス合金を軟磁性材料として開発してきた(特許文献
2~5)。例えば、特許文献4に示すものは、ガラス相を100%含む直径1mm以上の
バルク金属ガラスの作製ができる。



【特許文献1】
特開昭62-276810号公報
【特許文献2】
特開平10-324939号公報
【特許文献3】
特開2000-204452号公報
【特許文献4】
特開2003-301247号公報
【特許文献5】
特開2005-48217号公報

産業上の利用分野


本発明は、高いガラス形成能を有する低磁歪、高透磁率及び高強度を有するCo-Fe系軟磁
性金属ガラス合金に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
[(Co1-xFex)0.75B0.25-aSia]100-yMy(ただし、Mは、Nb,Zr,W,Cr,Mo,Hf,V及びTiの中から
選ばれる少なくとも1種の元素であり、かつ0.2≦x≦0.3、0.03≦a≦0.0
7、1≦y≦4(原子%)である)で示されることを特徴とするCo-Fe系軟磁性金属ガラス
合金。

【請求項2】
ΔTx=Tx-Tg(ただし、Txは結晶化開始温度、Tgはガラス遷移温度)の式で表される過冷
却液体の温度間隔が35K以上で、換算ガラス化温度Tg/Tl(Tgはガラス遷移温度、Tlは液
相線温度(いずれも絶対温度))が0.55以上であることを特徴とする請求項1記載のC
o-Fe系軟磁性金属ガラス合金。

【請求項3】
飽和磁歪(λs)が×10-6以下、1KHzでの透磁率(μe)が14000以上、保磁力(H
c)が1.82A/m以下、 飽和磁束密度(T)が0.78T以上、の軟磁気特性を有することを
特徴とする請求項1記載のCo-Fe系軟磁性ガラス合金。

【請求項4】
厚さ又は直径2mm~4mmの範囲でガラス相の体積分率が100%であることを特徴と
する請求項1記載のCo-Fe系軟磁性ガラス合金。

【請求項5】
室温で、圧縮強度が3700MPa以上、ヤング率が180GPa以上、ビッカース硬さ(荷重
:100 g、保持時間:15 s)が1000Hv以上であることを特徴とする請求項1記載のCo-Fe
系軟磁性金属ガラス合金。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005265909thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) SORST 平成14年度採択課題
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