软磁性薄带、其制造方法、磁性部件和非晶薄带技术

本发明专利技术提供包含纳米级的微细的晶粒的高饱和磁通密度且显示出优异的软磁特性的软磁性薄带、其制造方法和磁性部件，以及用于其制造的非晶薄带。本发明专利技术使用的非晶薄带，由组成式：Ｆｅ↓［１００－ｘ－ｙ－ｚ］Ａ↓［ｘ］Ｍ↓［ｙ］Ｘ↓［ｚ－ａ］Ｐ↓［ａ］表示，在此，Ａ是从Ｃｕ、Ａｕ中选择的至少１种以上的元素，Ｍ是从Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ之中的至少１种以上的元素，Ｘ是从Ｂ、ＳＩ中选择的至少１种以上的元素，以原子％计，０．５≤ｘ≤１．５，０≤ｙ≤２．５，１０≤ｚ≤２３，０．３５≤ａ≤１０，可进行１８０度弯曲。通过对该非晶薄带实施热处理，能够得到由如下组织构成的软磁性薄带，即晶粒直径为６０ｎｍ以下的晶粒在非晶相中以体积分率计分散有３０％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于各种变压器、电抗器*扼流圈、噪声抑制部件、激光 电源和加速器等所使用的脉冲功率磁性部件、通讯用脉冲变压器、电机磁 芯、发电机、磁传感器、天线磁芯、电流传感器、磁屏蔽、电磁波吸收片、 磁轭材料等的包含纳米级的微细的晶粒的高饱和磁通密度且显示出优异 的软磁特性，特别是显示出优异的交流磁特性的软磁性薄带、其制造方法 和磁性部件。此外，本专利技术还涉及用于软磁性薄带的制造的非晶薄带。
技术介绍
在各种变压器、电抗器'扼流圈、噪声抑制部件、激光电源、加速器 用脉冲功率磁性部件、各种电机、各种发电机等所使用的高饱和滋通密度且优异的交流磁特性的磁性材料中，已知有硅钢、铁氧体、非晶合金和Fe 基纳米结晶合金材料等。硅钢板虽然材料廉价，磁通密度高，但针对高频的用途存在磁芯损耗 大这样的问题。制作方法上，像非晶薄带这样进行轻薄地加工极其困难， 涡流损大，因此有随之而来的损失大的不利。另外，铁氧体材料存在饱和 磁通密度低，温度特性差的问题，在工作磁通密度大的大功率的用途中， 铁氧体在磁性上有容易饱和的问题。另外，Co基非晶合金，饱和磁通密度为实用性的材料时低至1T以下， 有热不稳定的问题。因此，在大功率用途中使用时，因为部件大的问题和 经时变化，所以有磁芯损耗增加的问题，此外，由于Co昂贵，因此还有 价格上的问题。另外，特开平5-140703号公报所述的这种Fe基非晶系的软磁性合金， 具有良好的矩形特性和低矫顽磁力，显示出非常优异的软磁特性。但是， 在Fe基非晶系的软磁性合金中，饱和磁通密度要通过兼顾原子间距和配 位数以及Fe浓度来决定，1.65T大致在物理性上成为上限值。另外，Fe4基非晶系的软磁性合金还有由于磁致伸縮大，在应力作用下导致特性劣化 的问题，和在声频频带的电流重叠这样的用途中噪音大的问题。此外，在现有的Fe基非晶系的软磁性合金中，以其他磁性元素Co、 Ni等大幅地置 换Fe时，虽然也确认到饱和磁通密度有一些增加，但是从价格的方面考 虑，优选尽量减少这些元素的含量(重量％)。出于这些问题，特开平 1-156451号公报所述的这种具有纳米结晶的软磁性材料得到开发，并被用 于各种各样的用途。作为高导磁率且高饱和磁通密度的软磁性成形体，还公开有特开 2006-40卯6号公报所述的这种技术，但是饱和磁通密度达不到1.7T,要求具有在此之上的饱和磁通密度的磁性合金。 专利文献1:特开平5-140703号公报 专利文献2:特开平1-156451号公报 专利文献3:特开2006-40卯6号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的课题是，提供一种实质上不含Co，廉价，且虽非必 须但优选高饱和磁通密度为1.7T以上，且使构成上述的问题的韧性和制 造条件的稳定性有所提高的高饱和磁通密度、低矫顽磁力的软磁性薄带及 其制造方法，和使用该软磁性薄带的磁性部件。另外，本专利技术的另一目的 在于，提供一种用于该软磁性薄带的制造的非晶薄带。本专利技术是一种软磁性薄带的制造方法，其中包括如下步骤 将合金的熔液铸造成厚度在100pm以下，实质上为非晶的薄带形状的 步骤，该合金由组成式Fe!oo.x个zAxMyXz-aPa表示，其中，A是从Cu、Au中选择的至少l种以上的元素，M是从Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W之中选择的至少1种以上的元素，X是从B、 Si中选择的至少1 种以上的元素，以原子％计，0.5《x《1.5， 0《y《2.5， 10《z《23， 0.35 《a《10;其后，使30(TC以上的温度区域的平均升温速度为10(TC/min以上而 进行热处理，成为具有如下组织的软磁性薄带的步骤，在该组织中，晶粒 直径为60nm以下(不含O)的晶粒在非晶相中以体积分率计分散有30%5另外，根据本专利技术的一个具体例，是一种软磁性薄带的制造方法，其 中，包括如下步骤将合金的熔液铸造成厚度10(Him以下，实质上为非晶 的薄带形状的步骤，该合金由组成式Fei。Q-x.zAxXz.aPa表示，其中，A 是从Cu、 Au中选择的至少l种以上的元素，X是从B、 Si中选择的至少 1种以上的元素，以原子％计，0.5《x《1.5， 10《z《23， 0.35《a《10， 其后，使30(TC以上的温度区域的平均升温速度为100°C/min以上而进行 热处理，成为具有如下组织的软磁性薄带，在该组织中，晶粒直径为60nm 以下(不含O)的晶粒在非晶相中以体积分率计分散有30%以上。另外，本专利技术使用的软磁性薄带，实质上是非晶的非晶薄带，其中，由组成式Fe!oo-x.y^AxMyXz — aPa表示，其中，A是从Cu、 Au中选择的至少l种以上的元素，M是从Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 Ta、 Cr、 Mo、 W之 中选择的至少l种以上的元素，X是从B、 Si中选择的至少l种以上的元 素，以原子％计，0.5《x《l,5， 0《y《2.5， 10《z《23, 0.35《a《10，可 弯曲180度。根据本专利技术的一具体例，使用的软磁性薄带实质上是非晶的软磁性薄 带，其中，由组成式Fe,。o — x-zAxXz-aPa表示，其中，A是从Cu、 Au中 选择的至少1种以上的元素，X是从B、 Si中选择的至少1种以上的元素， 以原子％计，0.5《x《1.5，10《z《23， 0.35《a《10，可弯曲180度。优选所述A必须为Cu。所述非晶薄带，能够使用包含如下元素的非晶薄带相对于Fe量， 低于其10原子％的Ni、 Co之中的至少1种以上的元素，和/或低于其5 原子。/。的Re、钼族元素、Ag、 Zn、 In、 Sn、 As、 Sb、 Bi、 Y、 N、 O、 Mn 和稀土类元素之中的至少1种以上的元素。所述非晶薄带，能够使用含有相对于X量低于5原子％的Be、 Ga、 Ge、 C和A1之中的至少l种以上的元素的非晶薄带。通过热处理非晶薄带，能够得到的是含有Fe和半金属元素的Fe基合 金，平均粒径60nm以下的体心立方结构的晶粒在非晶相中以体积分率计 分散有30%以上的组织的软磁性薄带。由此微细的晶粒构成的本专利技术的软磁性薄带，能够具有饱和磁通密度为1.7T以上，矫顽磁力为20A/m以下的高的磁特性。 使用上述的软磁性薄带，能够制造磁性部件。根据本专利技术，能够廉价地提供高饱和磁通密度，特别是显示出低磁芯 损耗的高饱和磁通密度，且有着优异的磁特性、特别是优异的低损耗的软 磁性薄带，其被用于电流用的各种电抗器、有源滤波器用扼流圈、平滑扼 流圈、各种变压器，电磁屏蔽材料等的噪音抑制部件、激光电源、加速器 用脉冲功率磁性部件、电动机、发电机等。另外，非晶状态的本专利技术的非晶薄带弯曲强度强，在制造的过程中可 以很容易地进行处理。另外，通过对本专利技术的非晶薄带实施高温短时间的热处理，除了能够 抑制晶粒成长以外，还能够取得矫顽磁力变小，低磁场下的磁通密度提高， 磁滞损耗也减少的效果。能够得到一般所需要的高的磁特性。通过使用该软磁性薄带，能够实高性能的磁性部件，因此其效果显著。具体实施例方式在本专利技术中，着眼于在高浓度含有Fe的合金中，使软磁性和高饱和 磁通密度Bs (优选为1.7T以上)并立，以即使在高Fe浓度下也能够稳定 获得非晶相的Fe-P的二元系和Fe-M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软磁性薄带的制造方法，其中，包括如下步骤：　　　　将合金的熔液铸造成厚度为１００μｍ以下且实质上为非晶的薄带形状的步骤，该合金由组成式Ｆｅ↓［１００－ｘ－ｙ－ｚ］Ａ↓［ｘ］Ｍ↓［ｙ］Ｘ↓［ｚ－ａ］Ｐ↓［ａ］表示，其中，Ａ是从Ｃｕ、Ａｕ中选择的至少１种以上的元素，Ｍ是从Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ之中选择的至少１种以上的元素，Ｘ是从Ｂ、Ｓｉ中选择的至少１种以上的元素，并且，以原子％计，０．５≤ｘ≤１．５，０≤ｙ≤２．５，１０≤ｚ≤２３，０．３５≤ａ≤１０；　　　　其后，使３００℃以上的温度区域的平均升温速度为１００℃／ｍｉｎ以上进行热处理，形成具有如下组织的软磁性薄带的步骤，在该组织中，晶粒直径为６０ｎｍ以下但不含０的晶粒在非晶相中以体积分率计分散有３０％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田元基，吉泽克仁，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]