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高飽和磁化および良好な軟磁気特性を有するFe基非晶質合金 コモンズ

国内特許コード P03A001914
整理番号 E051P19
掲載日 2003年10月1日
出願番号 特願2000-293576
公開番号 特開2002-105607
登録番号 特許第3948898号
出願日 平成12年9月27日(2000.9.27)
公開日 平成14年4月10日(2002.4.10)
登録日 平成19年4月27日(2007.4.27)
発明者
  • 井上 明久
  • 張 偉
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 高飽和磁化および良好な軟磁気特性を有するFe基非晶質合金 コモンズ
発明の概要 【課題】 大きなガラス形成能、優れた加工性、高い飽和磁化および良好な軟磁気特性を有するの開発。
【構成】 組成式Fe100-x-y-zCoxREyBz(ただし、組成比示すx、y、zは原子%で、0原子%<x≦30原子%、2.0原子%≦y≦7.0原子%、16原子%≦z≦35原子%である。)で示され、△Tx=Tx-Tg(ただし、Txは、結晶化開始温度、Tgは、ガラス遷移温度を示す。)の式で表わされる過冷却液体領域の温度間隔△Txが45℃以上であることを特徴とするFe基非晶質合金。ロールを用いた液体急冷凝固法により厚さ200μm以下、非晶質相の体積比率95%以上の薄板材が得られる。また、金型鋳造法により直径または厚さが1mm以下、非晶質相の体積比率90%以上の棒材または板材が得られる。このFe基非晶質合金は、飽和磁化(Bs)=1.20T以上、保磁力(Hc)=15A/m以下、磁歪定数(λs)が30×10-6以下、1kHzでの透磁率(μe)が8000 以上の磁気特性を有する。
従来技術、競合技術の概要


Fe基非晶質合金(例えば、Fe-Si-B合金)は、高飽和磁化、低保磁力、低磁歪、高透磁率、低鉄損等の軟磁気特性を有し、省エネルギー型パワートランス磁芯材料に有用であり、磁気ヘッド材料として使用されている。しかし、これらの非晶質合金のガラス形成能が低いので、液体急冷法により厚さ50μm以下の薄帯状、粉末状、細線状等の非晶質合金しか得られていない。そして、高い熱的安定性を示しておらず、最終製品形状へ加工することも困難なことから、工業的に見て、その用途がかなり限定されていた。



ガラス遷移を示し、広い過冷却液体域および大きな換算ガラス化温度を有する非晶質合金では、結晶化に対する高い安定性を示して、大きなガラス形成能を有することが知られている。液体急冷法により厚肉リボンおよびバルク状非晶質材を作製することが可能である。一方、非晶質合金を加熱すると、特定の合金系では結晶化する前に、過冷却液体状態に遷移し、急激な粘性低下を示すことが知られている。このような過冷却液体状態では、合金の粘性が低下しているために閉塞鍛造等の方法により任意形状の非晶質合金形成体を作製することが可能である。したがって、広い過冷却液体域および大きな換算ガラス化温度(Tg/Tm)を有する非晶質合金では、大きな非晶質形成能および優れた加工性を備えていると言える。



最近、広い過冷却液体域を示し、大きなガラス形成能を有する良好な軟磁気特性を示すFe基およびCo基非晶質合金が報告された。例えば、Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si)( Mater. Trans., JIM, 36(1995), 1180-1182参照)、Fe-(Co,Ni)-(Zr,Hf,Nb)-B(Mater.Trans., JIM, 38(1997), 359-362参照、特開2000-204452号公報)及び Co-Fe-(Zr,Ta,Nb)-B( Mater. Trans., JIM, 39(1998),762-768参照、特開2000-204452号公報)である。しかし、これらの合金では、大量な非磁性元素が添加されるため、飽和磁化が1.2T以下の値を示している。

産業上の利用分野


本発明は、大きな非晶質形成能、優れた加工性、高い飽和磁化および良好な軟磁気特性を有するFe基非晶質合金に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
Feを主成分とし、希土類元素REのうちから選択される1種または2種以上の元素とCo元素とBを含み、組成式がFe100-x-y-zCoxREyz(ただし、組成比示すxyzは原子%で、0原子%<x30原子%、2.0原子%≦y7.0原子%、16原子%≦z35原子%である)で表され、△Tx=Tx-Tg(ただし、Txは、結晶化開始温度、Tgは、ガラス遷移温度を示す。)の式で表わされる過冷却液体域の温度間隔△Txが45℃以上であり、Tg/Tm(ただし、Tmは、合金の融解温度を示す。)の式で表わされる換算ガラス化温度が0.56以上であることを特徴とするFe基非晶質合金。

【請求項2】
遷移金属のV,Ti,Cr,Nb,Mo,W,Ta,Hf,Zrのうちから選択される1種または2種以上の元素を2原子%以下含むことを特徴とする請求項1に記載の非晶質合金。

【請求項3】
飽和磁化(Bs)=1.20T以上、保磁力(Hc)=15A/m以下、磁歪定数(λs)が30×10-6以下、1kHzでの透磁率(μe)が8000 以上の磁気特性を有する請求項1または2に記載の非晶質合金。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) ERATO 井上過冷金属プロジェクト 領域
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