(57)【要約】【課題】  更なる高飽和磁束密度で低損失を示す合金を提供する。【解決手段】  （Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｙ−ｃＭ’ｙＳｉｃＢz（原子％）で表され、式中、Ｍ’はＶ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，ＴａおよびＷから選ばれた少なくとも一種の元素、ａ，ｙおよびｃはそれぞれ０．２＜ａ＜０．６、1≦ｙ≦6、0<ｃ≦２．５、７≦ｚ≦１５を満足し、かつ10≦ｙ＋ｃ＋ｚ≦２０を満足する組成であり、組織の一部または全部が粒径１００ｎｍ以下の結晶粒からなり、２３゜Cにおける飽和磁束密度Ｂｓが１．７６ Ｔ超、１２０℃，１００ ｋＨｚ，０．２ Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖが８００ ｋＷ ｍ−３以下であることを特徴とする高飽和磁束密度低損失磁性合金とする。【選択図】        図４
2006241569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｙ−ｃＭ’ｙＳｉｃＢz（原子％）で表され、式中、Ｍ’はＶ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，ＴａおよびＷから選ばれた少なくとも一種の元素、ａ，ｙおよびｃはそれぞれ０．２＜ａ＜０．６、1≦ｙ≦6、0<ｃ≦２．５、７≦ｚ≦１５を満足し、かつ10≦ｙ＋ｃ＋ｚ≦２０を満足する組成であり、組織の一部または全部が粒径１００ｎｍ以下の結晶粒からなり、２３゜Cにおける飽和磁束密度Ｂｓが１．７６ Ｔ超、１２０℃，１００ ｋＨｚ，０．２ Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖが８００ ｋＷ ｍ−３以下であることを特徴とする高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項２】
２３゜Cにおける飽和磁束密度Ｂｓが１．８０Ｔ以上であることを特徴とする請求項１に記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項３】
磁界中で熱処理されており、角形比Ｂｒ Ｂｓ-１が１０％以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項４】
ｚ≧１０であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項５】
０．１≦ｃ≦２であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項６】
アモルファス相が一部に存在することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項７】
粒径１００ｎｍ以下の結晶粒の少なくとも一部または全部が体心立方構造の結晶粒であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項８】
０．３≦ａ≦０．４であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項９】
Ｆｅの２原子％以下をＣｕ、Ａｕから選ばれた少なくとも一種の元素で置換したことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項１０】
Ｆｅの５原子％以下をＮｉで置換したことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項１１】
Ｍ’の一部をＣｒ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｓｃ，白金属元素，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙ，希土類元素，Ｎ，ＯおよびＳから選ばれた少なくとも一種の元素で置換したことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項１２】
Ｂの一部をＣ，Ｇｅ，Ｇａ，ＡlおよびＰから選ばれた少なくとも一種の元素で置換したことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の高飽和磁束密度低損失磁性合金から構成されていることを特徴とする磁性部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大電流用の各種リアクトル、アクティブフィルタ用チョ−クコイル、平滑チョークコイル、各種トランス、高周波用リアクトル、コモンモードチョークコイルや電磁シールドなどのノイズ対策部品、磁気シールド部材、レーザ電源、加速器用パルスパワー磁性部品、モータ、発電機用磁心や各種センサ部材等に用いられる温度特性が良好で特に高飽和磁束密度で低磁心損失を示す高飽和磁束密度低損失磁性合金およびそれを用いた高性能磁性部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
大電流用の各種リアクトル、アクティブフィルタ用チョ−クコイル、平滑チョークコイル、各種トランス、高周波用リアクトル、コモンモードチョークコイルや電磁シールドなどのノイズ対策部品、磁気シールド部材、レーザ電源、加速器用パルスパワー磁性部品、モータ、発電機用磁心や各種センサ部材等に用いられる軟磁性材料としては、珪素鋼、フェライト、アモルファス合金やＦｅ基ナノ結晶合金材料等が知られている。フェライト材料は飽和磁束密度が低く、温度特性が悪い問題があり、動作磁束密度が大きいハイパワーの用途にはフェライトが磁気的に飽和しやすく不向きである。珪素鋼板は、  材料が安価で磁束密度が高いが、高周波の用途に対しては磁心損失が大きいという問題がある。Ｆｅ基アモルファス合金は、磁歪が大きく応力により特性が劣化する問題や、可聴周波数帯の電流が重畳するような用途では騒音が大きいという問題がある。一方、Ｃｏ基アモルファス合金は、飽和磁束密度が実用的な材料では１ Ｔ以下と低く、熱的に不安定である問題がある。このため、ハイパワーの用途に使用した場合、部品が大きくなる問題や経時変化のために磁心損失が増加する問題がある。
【０００３】
Ｆｅ基ナノ結晶合金は優れた軟磁気特性を示すため、コモンモ−ドチョ−クコイル、高周波トランス、パルストランス等の磁心に使用されている。代表的組成系は特公平４-４３９３号公報や特開平１-２４２７５５号公報に記載のＦｅ−Ｃｕ−(Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ)−Ｓｉ−Ｂ系合金やＦｅ−Ｃｕ−(Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ)−Ｂ系合金等が知られている。これらのＦｅ基ナノ結晶合金は、通常液相や気相から急冷し非晶質合金とした後、これを熱処理により微結晶化することにより作製されている。液相から急冷する方法としては単ロ−ル法、双ロ−ル法、遠心急冷法、回転液中紡糸法、アトマイズ法やキャビテーション法等が知られている。また、気相から急冷する方法としては、スパッタ法、蒸着法、イオンプレ−ティング法等が知られている。Ｆｅ基ナノ結晶合金はこれらの方法により作製した非晶質合金を微結晶化したもので、非晶質合金にみられるような熱的不安定性がほとんどなく、Ｆｅ系アモルファス合金と同程度の高い飽和磁束密度と低磁歪で優れた軟磁気特性を示すことが知られている。更にナノ結晶合金は経時変化が小さく、温度特性にも優れていることが知られている。
また、これらのＦｅ基ナノ結晶合金にＣｏを添加することも検討されており、特開平９−２０９６５号などに、良好なＣｏ量比の範囲は０．２以下と記載されている。
【特許文献１】特開平９−２０９６５号公報（（００１９）、図１）
【特許文献２】特開２００４−２１８０３７号公報（（０００６），（００１５），図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｆｅ基ナノ結晶軟磁性合金は従来の軟磁性材料に比べてほぼ同一の飽和磁束密度の材料で比較した場合、従来の軟磁性材料より透磁率が高く、磁心損失も低く軟磁気特性が優れている。しかし、代表的なナノ結晶軟磁性合金であるSi量の多いＦｅＣｕＮｂＳｉＢ系合金は飽和磁束密度が１．7６ Ｔを超えるような材料で低磁心損失を実現することは困難である。また、Si量の多いＦｅＣｕＮｂＳｉＢ系合金にＣｏを添加しても飽和磁束密度の著しい上昇は認められない。また、Ｃｏ基のナノ結晶合金としては、特開平３−２４９１５１に記載の合金が知られているが、高い磁束密度をこれらの合金において実現するのは困難である。
【０００５】
一方、ＦｅＺｒＢ系やＦｅＮｂＢ系合金において１．７６ Ｔを超える飽和磁束密度を示す材料はアモルファス形成能が低下してしまい、大量に材料を製造することは困難であり、熱処理を行っても低い磁心損失を実現するのは困難である。また、磁心損失が温度上昇に伴って急激に増加してしまい温度特性が悪いという欠点を有している。Ｃｏを添加すると温度特性が劣るという欠点は解消され、飽和磁束密度が高いという特徴は有しているものの、無磁界中で熱処理された合金は、Ｃｏ無添加のＦｅ基材料に比べると著しく磁心損失が大きい問題がある。このため、前述の各種磁性部品に使用するのは困難である。したがって、より高飽和磁束密度でかつ低磁心損失の材料の出現が強く望まれている。
このような欠点を解消できる材料として、特開２００４−２１８０３７号公報に記載の合金が知られている。しかし、当該特許に開示されている合金の飽和磁束密度は１．７６Ｔが最高であり、更なる高飽和磁束密度で低損失を示す合金が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために本発明者らは鋭意検討の結果、Ｃｏ量がある範囲にあり、Ｓｉ量が一定量以下、かつＢ量が比較的多い、（Ｆｅ１−ａＣｏａ）１００−ｙ−ｃＭ’ｙＳｉｃＢz（原子％）で表され、式中、Ｍ’はＶ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，ＴａおよびＷから選ばれた少なくとも一種の元素、ａ，ｙ,およびｃはそれぞれ０．２＜ａ＜０．６、1≦ｙ≦6、0<ｃ≦２．５、8≦ｚ≦15を満足し、かつ１０≦ｙ＋ｃ＋ｚ≦２０を満足する組成であり、組織の一部または全部が粒径１００ｎｍ以下の結晶粒からなる合金が、２３゜Cにおける飽和磁束密度Ｂｓが１．７６ Ｔ超、１２０℃，１００ ｋＨｚ，０．２ Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖが８００ ｋＷ ｍ−３以下である特に高飽和磁束密度で低磁心損失特性を示し、温度特性にも優れた軟磁性合金が得られることを見出し本発明に想到した。
【０００７】
本発明合金は、前記組成の溶湯を単ロ−ル法等の超急冷法により急冷し、一旦アモルファス合金を作製後、これを加工し結晶化温度以上に昇温して熱処理を行い平均粒径１００ ｎｍ以下の微結晶を形成することにより作製する。熱処理前のアモルファス合金は結晶相を含まない方が望ましいが一部に結晶相を含んでも良い。本合金に形成する結晶粒は粒径１００ｎｍ以下の結晶粒であり、少なくとも一部または全部が体心立方構造の結晶粒である。
単ロール法などの超急冷法は活性な金属を含まない場合は大気中で行うことが可能であるが、活性な金属を含む場合はＡｒ，Ｈｅなどの不活性ガス中あるいは減圧中で行う。また、窒素ガス、一酸化炭素あるいは二酸化炭素ガスを含む雰囲気で製造する場合もある。熱処理は通常はアルゴンガス、窒素ガス、ヘリウム等の不活性ガス中あるいは真空中で行う。熱処理期間の少なくとも一部の期間合金が飽和するのに十分な強さの磁界を印加して磁界中熱処理を行い、誘導磁気異方性を付与する方がより磁心損失が低減するため望ましい結果が得られる。合金磁心の形状にも依存するが一般には薄帯の幅方向(巻磁心の場合は磁心の高さ方向)に８ ｋＡｍ−１以上の磁界を印加する。印加する磁界は、直流、交流、繰り返しのパルス磁界のいずれを用いても良い。磁界は２００℃以上の温度領域で通常２０分以上印加する。昇温中、一定温度に保持中および冷却中も印加した方が、磁心損失が低くかつ角形比も小さくなり、より好ましい結果が得られる。角形比Ｂｒ Ｂｓ―１が１０％以下に調整した場合に特に低い磁心損失が得られ、応用上も好ましい結果が得られる。磁界中熱処理を適用し、比較的大きな誘導磁気異方性を付与することにより、このような高飽和磁束密度合金においても優れた軟磁気特性を実現する。高飽和磁束密度組成においては比較的結晶粒径が大きくなるが、磁界中熱処理を行うと軟磁気特性の劣化を抑制することができる。これに対して、無磁界で熱処理し、磁界中熱処理を適用しない場合は、磁心損失が増加しやすい。
【０００８】
熱処理は通常露点が−３０℃以下の不活性ガス雰囲気中で行うことが望ましく、露点が−６０℃以下の不活性ガス雰囲気中で熱処理を行うと、ばらつきが小さくより好ましい結果が得られる。熱処理の際の最高到達温度は結晶化温度以上であり、通常４００℃から７００℃の範囲である。一定温度に保持する熱処理パターンの場合は、一定温度での保持時間は通常は量産性の観点から２４時間以下であり、好ましくは４時間以下である。熱処理の際の平均昇温速度は好ましくは０．１℃／ｍｉｎから２００℃／ｍｉｎ、より好ましくは０．１℃／ｍｉｎから１００℃／ｍｉｎ、平均冷却速度は好ましくは０．１℃/ｍｉｎから３０００℃/ｍｉｎ、より好ましくは０．１℃/ｍｉｎから１００℃/ｍｉｎであり、この範囲で特に低磁心損失の合金が得られる。熱処理は１段ではなく多段の熱処理や複数回の熱処理を行うこともできる。更に、合金に直流、交流あるいはパルス電流を流して合金を発熱させ熱処理することもできる。
以上のようなプロセスを経て製造された本発明合金は、飽和磁束密度Ｂｓが１．７６ Ｔを超え、１２０℃,１００ｋＨｚ, ０．２Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖが８００ｋＷ ｍ-3以下の特性を実現することができる。
【０００９】
本発明において、Ｃｏ量比ａは０．２＜ａ＜０．６である必要がある。ａが０．２以下では低損失な状態で１．７６Ｔ以上の高い飽和磁束密度を得ることが困難なため好ましくなく、ａが０．６以上では飽和磁束密度の低下や磁心損失の急激な増加が起こるため好ましくない。特に好ましいＣｏ量比ａの範囲は０．３≦ａ≦０．４である。この範囲で特に飽和磁束密度が１．８ Ｔ以上で室温よりも高い使用温度で低磁心損失の合金が得られるため実用上好ましい。
【００１０】
Ｍ’はアモルファス形成を促進する元素である。Ｍ’はＶ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，ＴａおよびＷから選ばれた少なくとも一種の元素であり、Ｍ’量ｙは１≦ｙ≦６である。ｙが１原子％未満では、磁心損失が著しく増加し好ましくない。ｙが６原子％を超えると飽和磁束密度の低下があり飽和磁束密度が１．７６ Ｔを超えるのが困難となり好ましくない。さらに好ましい範囲は１．５≦ｙ≦５である
Ｓｉは、必須の元素であり磁心損失を低減する効果を有するが、Ｓｉ量ｃは、ｃ≦２．５を満足する必要がある。これは、Ｓｉ量ｃが２．５原子％を超えると飽和磁束密度の著しい低下を招くためである。特に好ましいＳｉ量ｃは０．１≦ｃ≦２である。この範囲で特に高い飽和磁束密度を維持しつつ、低い磁心損失を示す合金が得られる。Ｂは必須の元素であり、アモルファス形成を助ける効果がある。Ｂ量ｚは、７≦ｚ≦15を満足する必要がある。Ｂ量ｚが７原子％未満では、１．７６Ｔを超えるような飽和磁束密度を示す合金では、急冷時に完全にアモルファス化することが困難となり熱処理後に組織が不均一となり低磁心損失を実現するのが困難である。一方、Ｂ量ｚが１５原子％を超えると、１．７６ Ｔを超える飽和磁束密度を示す合金では、熱処理により結晶化すると結晶粒径が著しく増加してしまい、磁心損失が著しく増加するため好ましくない。特に望ましいＢ量ｚの範囲はｚ≧１０である。この範囲で１．８Ｔ以上の高飽和磁束密度を示し低磁心損失の特性が得られる。Ｍ‘、Ｓｉ、Ｂの総量ｙ＋ｃ＋ｚは、１０≦ｙ＋ｃ＋ｚ≦２０を満足する必要がある。Ｍ‘、Ｓｉ、Ｂの総量が１０原子％未満では、急冷時にアモルファス化するのが困難となり、熱処理後の組織が不均一となるため、磁心損失が増加し好ましくなく、Ｍ‘、Ｓｉ、Ｂの総量が２０原子％を超えると飽和磁束密度が減少し１．７６Ｔを超える飽和磁束密度を実現するのが困難となるため好ましくない。
Ｆｅの２原子％以下をＣｕ、Ａｕから選ばれた少なくとも一種の元素で置換した場合、Ｃｏ量比ａがａ≦０．４の場合、著しく磁心損失を低減することが可能であり、好ましい結果が得られる。
Ｆｅの５原子％以下をＮｉで置換した場合、磁束密度の低下を抑えつつ、耐食性やリボン表面性状を向上することができる。
Ｍ’の一部をＣｒ，Ｍｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｓｃ，白金属元素，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｙ，希土類元素，Ｎ，ＯおよびＳから選ばれた少なくとも一種の元素で置換した場合、耐食性を改善する、低効率を高める、磁気特性を調整する等の効果が得られる。
Ｂの一部をＣ，Ｇｅ，Ｇａ，ＡlおよびＰから選ばれた少なくとも一種の元素で置換した場合、磁歪を調整する、結晶粒を微細化する等の効果が得られる。
【００１１】
平均粒径１００ｎｍ以下の結晶粒の残部にアモルファス相が存在した方が高い抵抗率を実現でき、結晶粒が微細になり磁心損失も低減されるためより好ましい結果が得られる。この結晶粒は組織の３０％以上の割合であることが望ましく、より好ましくは５０％以上、特に好ましくは６０％以上である。
本発明合金は必要に応じてＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３等の粉末あるいは膜で合金薄帯表面を被覆する、化成処理により表面処理し絶縁層を形成する、アノード酸化処理により表面に酸化物絶縁層を形成し層間絶縁を行う、ポリイミド系、エポキシ系、ポリアミド系、アクリル系などの有機系樹脂で表面に絶縁層を形成する等の処理を行うとより好ましい結果が得られる。これは特に層間を渡る高周波における渦電流の影響を低減し、高周波における磁心損失を改善する効果があるためである。この効果は表面状態が良好でかつ広幅の薄帯から構成された磁心に使用した場合に特に著しい。更に、本発明合金から磁心を作製する際に必要に応じて含浸やコーティング等を行うことも可能である。本発明合金は高周波の用途特にパルス状電流が流れるような応用に最も性能を発揮するが、センサや低周波の磁性部品の用途にも使用可能である。特に、磁気飽和が問題となる用途に優れた特性を発揮でき、ハイパワーのパワーエレクトロニクスの用途に特に適する。
使用時に磁化する方向とほぼ垂直な方向に磁界を印加しながら熱処理した本発明合金は、従来の高飽和磁束密度の材料よりも低い磁心損失が得られる。更に本発明合金は薄膜や粉末でも優れた特性を得ることができる。
【００１２】
前述の本発明合金中に形成する結晶粒は主にＦｅＣｏを主体とする体心立方構造（ｂｃｃ）の結晶相であり、Ｓｉ，Ｂ，Ａｌ，ＧｅやＺｒ等を固溶しても良い。また、規則格子を含んでも良く、ａ＝０．５付近で規則格子が形成し易い。この付近の組成では規則化すると軟磁性が向上する。前記結晶相以外の残部は主にアモルファス相であるが、実質的に結晶相だけからなる合金も本発明に含まれる。ＣｕやＡｕを含む合金の場合は、一部にＣｕやＡｕを含む面心立方構造の相（ｆｃｃ相）も存在する場合がある。
また、アモルファス相が結晶粒の周囲に存在する場合、抵抗率が高くなり、結晶粒成長の抑制により、結晶粒が微細化されており軟磁気特性が改善されるためより好ましい結果が得られる。
本発明合金において化合物相が存在しない場合により低い磁心損失を示すが、軟磁気特性を劣化させない程度の化合物相を一部に含んでも良い。
【００１３】
もう一つの本発明は、前記温度特性に優れた高飽和磁束密度低損失磁性合金から構成されていることを特徴とする磁性部品である。前記本発明合金により磁性部品を構成することにより、アノードリアクトルなどの大電流用の各種リアクトル、アクティブフィルタ用チョ−クコイル、平滑チョークコイル、各種トランス、磁気シールド、電磁シールド材料などのノイズ対策部品、レーザ電源、加速器用パルスパワー磁性部品、モータ、発電機等に好適な高性能あるいは小型の磁性部品を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大電流用の各種リアクトル、アクティブフィルタ用チョ−クコイル、平滑チョークコイル、各種トランス、電磁シールド材料などのノイズ対策部品、レーザ電源、加速器用パルスパワー磁性部品、モータ、発電機等に用いられる高飽和磁束密度で特に低い磁心損失を示す高飽和磁束密度低損失磁性合金およびそれを用いた高性能磁性部品を実現することができるため、その効果は著しいものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明を実施例にしたがって説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.35）bal.Ｃｕ0.9ＮｂyＳｉ0.9Ｂ15-y（原子％）の合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅５ｍｍ厚さ21μｍのアモルファス合金薄帯を得た。このアモルファス合金薄帯を外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍに巻回し、トロイダル磁心を作製した。
作製した磁心を窒素ガス雰囲気の熱処理炉に挿入し、図１に示す熱処理パタ−ンで熱処理を行った。熱処理の際、合金磁心の磁路と垂直方向（合金薄帯の幅方向）、すなわち磁心の高さ方向に２4０ ｋＡｍ−１の磁界を印加した。図２に熱処理後の合金の自由凝固面のＸ線回折パターンを示す。Ｘ線回折パターンからは体心立方構造の相を示す結晶ピークが認められた。  図３に透過電子顕微鏡ＴＥＭにより観察したミクロ組織を示す。結晶粒径はＮｂ量ｙが少なくなるに伴い増加しているが、１００nm以下の結晶粒径である。次に、これらの合金磁心の直流Ｂ−Ｈループ、１００ｋＨｚ、０．２Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖを測定した。図４に23℃における飽和磁束密度Ｂｓ、角形比Ｂｒ／Ｂｓ、保磁力Ｈｃ、１ｋＨｚにおける交流比初透磁率μｒ、１２０℃、１００ｋＨｚ、０．２Ｔにおける磁心損失Ｐｃｖを示す。また図5に（Ｆｅ０．７５Ｃｏ０．３５）ｂａｌ．Ｃｕ０．９Ｎｂ２Ｓｉ０．９Ｂ１３合金の23℃における直流Ｂ−Ｈループを示す。
Nb量ｙが本発明範囲内である6原子％以下において1.76Tを超える高い飽和磁束密度Bsが得られ、Nb量ｙが１原子％未満では、磁心損失が８００ ｋWm-3を超えてしまい低い磁心損失が得られないことが分る。図５から本発明合金は１．８６Ｔという高飽和磁束密度でありながら、非常に直線性の良いヒステリシスの小さいB-Hループを実現できることが分る。このため各種チョークコイル、トランスの小型に寄与できる。
【００１６】
（実施例２）
表１に示す組成の合金溶湯をＡｒ雰囲気中で単ロ−ル法により急冷し、幅５ｍｍ厚さ２１μｍのアモルファス合金薄帯を得た。このアモルファス合金薄帯を外径１９ｍｍ、内径１５ｍｍに巻回し、トロイダル磁心を作製した。この合金磁心を実施例１と同様な熱処理パタ−ンで熱処理し磁気測定を行った。熱処理後の合金の組織中にはアモルファス母相中に粒径１００ｎｍ以下の極微細な結晶粒が形成していた。主相はＦｅとＣｏを主に含むｂｃｃ相で、ＣｕやＡｕを含む場合、Ｘ線では明確ではなく表には示していないが電子顕微鏡による電子線回折の結果ＣｕやＡｕを含む粒径が１０ｎｍ以下のｆｃｃ相も僅かに形成していることが確認された。表１に２３゜Cにおける飽和磁束密度Ｂｓ、角形比Ｂｒ／Ｂｓ、１２０℃, １００ｋＨｚ,０．２Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖを示す。比較のため本発明組成外の合金の磁気特性も示す。角形比Ｂｒ/Ｂｓが１０％以下の本発明合金は、特に低い磁心損失Ｐｃｖを示す。これに対して、本発明外の飽和磁束密度が１．７６Ｔを超える合金は、本発明合金よりもＰｃｖが大きく、高飽和磁束密度材料ではあるが磁心損失が大きく、本発明外の低磁心損失の合金はBsが1.76T以下と低く、本発明合金は1.76Tを超える高飽和磁束密度でありながら低磁心損失を示し優れた特性を示す。
【００１７】
【表１】
2006241569.tif 000003
【００１８】
（実施例３）
（Ｆｅ０．72Ｃｏ０．３8）bal.Ｃｕ１．１Ｎｂ2.5Ｓｉ１．１Ｂ１２．５（原子％）の合金溶湯を単ロ−ル法により急冷し、幅２０ｍｍ厚さ２０．５μｍのアモルファス合金薄帯を得た。このアモルファス合金薄帯を巻回し、トロイダル磁心を作製した。
作製した磁心を窒素ガス雰囲気の熱処理炉に挿入し、図１に示す熱処理パタ−ンで熱処理を行った。熱処理の際、合金磁心の磁路と垂直方向（合金薄帯の幅方向）、すなわち磁心の高さ方向に２４０ｋＡｍ−１の磁界を印加した。熱処理後の合金は結晶化しており、電子顕微鏡観察の結果組織のほとんどが粒径５０  ｎｍ程度の微細な体心立方構造の結晶粒からなっており、結晶粒の割合は６５％程度と見積もられた。結晶相のほとんどは体心立方構造であった。残部のマトリックスは主にアモルファス相であった。２３゜Cにおける飽和磁束密度Ｂｓは１．８４Ｔ、１２０℃、２０ｋＨｚ、０．２Ｔにおける単位体積当たりの磁心損失Ｐｃｖは６１０ ｋＷ ｍ−３であった。この磁心をエポキシ樹脂で含浸し、一部を切断し０．５ｍｍのギャップを形成した。次にフォルマル線を巻きチョークコイルを作製し、１０ｋＨｚの周波数において直流重畳特性を測定した断面積は1cm2、平均直径は3cm、巻数は20ターンとした。図６に２３゜Cにおける直流重畳特性を示す。比較のために従来の材料を用いたチョークコイルの結果も示す。本発明合金を用いたチョークコイルの直流重畳特性は従来のチョークよりも優れており、より大電流まで高いインダクタンスを示し優れていることが分る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係わる熱処理パタ−ンの一例を示した図である。
【図２】本発明に係わる合金の熱処理後の自由凝固面のＸ線回折パターンの一例を示した図である。
【図３】本発明に係わる合金の熱処理後の透過電子顕微鏡ＴＥＭにより観察したミクロ組織を示した図である。
【図４】本発明に係わる合金の飽和磁束密度Ｂｓ、角形比Ｂｒ／Ｂｓ、保磁力Ｈｃ、１ｋＨｚにおける交流比初透磁率μｒ、１２０℃、１００ｋＨｚ、０．２Ｔにおける磁心損失Ｐｃｖを示した図である。
【図５】本発明合金の直流Ｂ−Ｈループの一例を示した図である。
【図６】本発明合金および従来材料を用いたチョークコイルの直流重畳特性の一例を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図３】
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【図６】
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