Fe基纳米晶合金磁芯和Fe基纳米晶合金磁芯的制造方法技术

本发明专利技术提供一种Fe基纳米晶合金磁芯，其通过将Fe基纳米晶合金带材卷绕而成，其中，磁芯的阻抗相对导磁率μrz在频率为10kHz时为90,000以上，在频率为100kHz时为40,000以上，在频率为1MHz时为8,500以上，上述磁芯经由热处理步骤制作，该热处理步骤包括限定在与差示扫描热量计测出的从晶化开始温度的25℃高温至晶化开始温度的60℃高温对应的升温期间中的温度范围内，以10分以上60分以下的时间在磁芯的高度方向施加磁场的磁场施加步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及卷绕了Fe基纳米晶合金的Fe基纳米晶合金磁芯和Fe基纳米晶合金磁芯的制造方法。
技术介绍
Fe基纳米晶合金具有能够兼顾高饱和磁通密度Bs和高相对导磁率μr的优异的软磁特性，因此，被使用于共模扼流线圈、高频变压器等的磁芯。作为Fe基纳米晶合金的组成，代表性的组成是在专利文献1中所记载的Fe-Cu-M’-Si-B(M’为选自Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti和Mo中的至少一种元素)类的组成。Fe基纳米晶合金能够通过对非晶质合金进行热处理来微晶化(纳米晶化)而获得，上述非晶质合金是通过将被加热至融点以上的温度的液相的合金急冷凝固(快速凝固、rapid solidification)而得到的。作为从液相急冷凝固的方法，例如能够采用生产性优良的单辊法。通过急冷凝固获得的合金为薄带状、带状的形态。Fe基纳米晶合金由于热处理时的温度分布、热处理时在特定的方向上施加磁场，相对导磁率μ、矩形比等的磁特性不同。例如，在专利文献2中，为了获得初始相对导磁率μi在70,000以上、矩形比在30％以下的Fe基纳米晶合金，提出了一边在合金带材的宽度方向(磁芯的高度方向)上施加磁场一边进行热处理。作为专利文献2中的热处理的具体的例子提出了各种的方案，但是，大致区分为，在热处理的最高到达温度区域一边施加磁场一边保持的方案、从升温过程经过最高到达温度区域至冷却过程一边施加磁场一边保持的方案、从最高到达温度区域至冷却过程一边施加磁场一边保持的方案。现有技术文献专利文献专利文献1：特公平4-4393号公报专利文献2：日本特开平7-278764号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题在上述的专利文献2中公开的热处理方法，作为使矩形比降低的方法被认为是有效的。但是，作为共模扼流使用的频率段，要求能够对应从低频率至高频率的用途、具体而言能够对应从10kHz频段至1MHz频段的用途。作为共模扼流的特性指标，多使用阻抗相对导磁率μrz。关于阻抗相对导磁率μrz例如记载在JIS标准C2531(1999年改正)。如以下的式子所示，阻抗相对导磁率μrz能够认为与复数相对导磁率(μr’-iμr”)的绝对值相等(例如，“磁性材料选择的关键”，1989年11月10日发行，作者：太田恵造)。μrz＝(μr’2+μr”2)1/2上述式中的复数相对导磁率的实数部μr’表示相对于磁场没有位相的延迟的磁通密度成分，一般来说，与低频率段中的阻抗相对导磁率μrz的大小对应。另一方面，虚数部μr”表示包含相对于磁场的位相的延迟的磁通密度成分，相当于磁能的损失的量。在高频率段(例如，50kHz以上)，虚数部μr”越高，噪声的抑制的效果越高。由上述的式子表示的阻抗相对导磁率μrz用作对较宽的频率段的噪声的抑制効果进行评价的指标。如果阻抗相对导磁率μrz在较宽的频率段为较高的值，则共模噪声的吸收、除去能力优良。本专利技术者进行了在从频率10kHz至1MHz的较宽的频段中，为了使上述阻抗相对导磁率μrz更高的研讨。结果认识到，在专利文献1和专利文献2中记载的热处理分布中，在较宽的频率段中获得高阻抗相对导磁率μrz比较困难。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供在从频率10kHz至1MHz的较宽的频段中，具有高阻抗相对导磁率μrz的Fe基纳米晶合金磁芯和Fe基纳米晶合金磁芯的制造方法。用于解决技术问题的技术方案本专利技术者发现通过热处理将Fe基非晶合金微晶化(纳米晶化)时，限定于其升温期间中的特定温度范围内施加磁场，由此，能够获得在从频率10kHz至1MHz的较宽的频段中，具有高阻抗相对导磁率μrz的Fe基纳米晶合金磁芯，从而实现本专利技术。<1>Fe基纳米晶合金磁芯本专利技术的实施方式的磁芯是将能够纳米晶化的Fe基非晶合金带材卷绕后，经由加热到晶化温度区域、然后进行冷却的热处理步骤而制作的磁芯，上述磁芯在频率为10kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为90,000以上；在频率为100kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为40,000以上；并且在频率为1MHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为8,500以上。另外，本专利技术的一个实施方式中，上述磁芯在频率为10kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为105,000以上；在频率为100kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为45,000以上；并且在频率为1MHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为9,000以上。另外，本专利技术的一个实施方式中，优选上述Fe基纳米晶合金带材的厚度为9μm以上20μm以下。<2>Fe基纳米晶合金磁芯的制造方法本专利技术的实施方式的磁芯的制造方法包括在将能够纳米晶化的Fe基非晶合金带材卷绕后，加热到晶化温度区域、然后进行冷却的热处理步骤，上述热处理步骤包括磁场施加步骤，限定在与差示扫描热量计测出的从作为晶化开始温度的25℃高温至作为晶化开始温度的60℃高温对应的升温期间中的温度范围内，以10分钟以上60分钟以下的时间在所述磁芯的高度方向上施加磁场。在本专利技术的一个实施方式的制造方法中，上述热处理步骤包括磁场施加步骤，限定在与差示扫描热量计测出的从作为晶化开始温度的30℃高温至作为晶化开始温度的50℃高温对应的所述升温期间中的温度范围内，以15分钟以上40分钟以下的时间在所述磁芯的高度方向上施加磁场。另外，在本专利技术的实施方式的制造方法中，上述磁场施加步骤中，在磁芯的高度方向上施加磁场强度50kA/m以上300kA/m以下的磁场。另外，在本专利技术的实施方式的制造方法中，优选使用厚度为9μm以上20μm以下的Fe基纳米晶合金带材。另外，在本专利技术的实施方式中，Fe基纳米晶合金带材的制造方法包括：准备能够纳米晶化的Fe基非晶合金带材的步骤；将上述Fe基非晶合金带材卷绕而形成卷绕体的步骤；将上述卷绕体加热至晶化温度区域、然后进行冷却的热处理步骤；和在上述热处理步骤中对上述卷绕体施加磁场的步骤，上述施加磁场的步骤中，在上述热处理步骤的升温期间中的、从差示扫描热量计所示的晶化开始温度的25℃高温至晶化开始温度的60℃高温的温度范围内的至少一部分的期间中，将规定的强度(例如，50kA/m)以上的磁场沿上述卷绕体的高度方向(合金带材的宽度方向)施加，并且在上述升温期间中的一部分的期间中不将上述规定的强度以上的磁场施加到上述卷绕体。更具体来说，限定在从上述晶化开始温度的25℃高温至晶化开始温度的60℃高温的温度范围内，以10分钟以上60分钟以下的时间施加磁场，并且，在升温期间中的上述温度范围以外的温度区域中不进行磁场的施加。在该步骤中，上述晶化开始温度以下的升温期间中、热处理步骤的最高温度(与晶化开始温度的60℃相比为超高温的温度)到达时不施加上述规定的强度以上的磁场。专利技术效果根据本专利技术的实施方式，能够获得在从频率10kHz至1MHz的较宽的频率段中，具有高阻抗相对导磁率μrz的Fe基纳米晶合金磁芯。另外，能够制造上述Fe基纳米晶合金磁芯。因此，最适合于在从频率10kHz至1MHz的较宽的频率段的特性变得重要的共模扼流等。附图说明图1是对本专利技术实施例1的热处理和磁场的施加的分布进行说明的图。图2是对本专利技术实施例2的热处理和磁场的施加的分布进行说明的图。图3是对比较例1的热处理和磁场的施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Fe基纳米晶合金磁芯，其为卷绕Fe基纳米晶合金带材而成的磁芯，其特征在于：在频率为10kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为90,000以上；在频率为100kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为40,000以上；并且在频率为1MHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为8,500以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.10 JP 2014-1191781.一种Fe基纳米晶合金磁芯，其为卷绕Fe基纳米晶合金带材而成的磁芯，其特征在于：在频率为10kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为90,000以上；在频率为100kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为40,000以上；并且在频率为1MHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为8,500以上。2.如权利要求1所述的Fe基纳米晶合金磁芯，其特征在于：在频率为10kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为105,000以上；在频率为100kHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为45,000以上；并且在频率为1MHz时，所述磁芯的阻抗相对导磁率μrz为9,000以上。3.如权利要求1或2所述的Fe基纳米晶合金磁芯，其特征在于：所述Fe基纳米晶合金带材的厚度在9μm以上20μm以下。4.一种Fe基纳米晶合金磁芯的制造方法，所述磁芯是卷绕Fe基纳米晶合金带材而成的，在将能够纳米晶化的Fe基非晶合金带材卷绕之后，具有加热到晶化温度区域、然后进行冷却的热处理步骤，所述磁芯的制造方法的特征在于，包括：所述热处理步骤包括磁场施加步骤，限定在与差...

【专利技术属性】
技术研发人员：森次仲男，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP