(57)【要約】      （修正有）【課題】高い飽和磁化及び良好な熱安定性を有する非晶質磁性合金、かかる合金を含んでなる物品及びかかる合金を用いて物品を製造する方法を提供する。【解決手段】一般式（Ｆｅ1-xＣｏx）nＭｏaＰbＢcＣdＳｉeを有している。式中、ｎは鉄及びコバルトの原子パーセントであり、ｘはｎの分率であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれモリブデン、リン、ホウ素、炭素及びケイ素の原子パーセントであり、ｎ、ｘ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは関係式７６≦ｎ≦８５、０．０５＜ｘ≦０．５０、０≦ａ≦４、ｂ≧１０、０≦ｃ＜ｄ、及び０．１≦ｅ≦２によって規定される。ＣｏでのＦｅ置換により良好な熱安定性が得られる。【選択図】図１
2011094229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の一般式を有する非晶質磁性合金。
（Ｆｅ1-xＣｏx）nＭｏaＰbＢcＣdＳｉe
式中、ｎは鉄及びコバルトの原子パーセントであり、ｘはｎの分率であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれモリブデン、リン、ホウ素、炭素及びケイ素の原子パーセントであり、ｎ、ｘ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは以下の関係式で規定される。
７６≦ｎ≦８５、
０．０５＜ｘ≦０．５０、
０≦ａ≦４、ｂ≧１０、
０≦ｃ＜ｄ、及び
０．１≦ｅ≦２。
【請求項２】
ｄが約５以上である、請求項１記載の非晶質磁性合金。
【請求項３】
ｂ及びｄが以下の関係式で規定される、請求項１記載の非晶質磁性合金。
ｂ＋ｄ≧１５
【請求項４】
ｘが以下の関係式で規定される、請求項１記載の非晶質磁性合金。
０．１５＜ｘ≦０．２５
【請求項５】
ａが以下の関係式で規定される、請求項１記載の非晶質磁性合金。
０≦ａ≦２
【請求項６】
当該非晶質磁性合金が過冷却液体領域を示し、過冷却液体領域内の温度に加熱された場合に約１０分を超える結晶化時間を示す、請求項１記載の非晶質磁性合金。
【請求項７】
次の一般式を有する非晶質磁性合金で作られた磁気部品を含んでなる物品。
（Ｆｅ1-xＣｏx）nＭｏaＰbＢcＣdＳｉe
式中、ｎは鉄及びコバルトの原子パーセントであり、ｘはｎの分率であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれモリブデン、リン、ホウ素、炭素及びケイ素の原子パーセントであり、ｎ、ｘ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは以下の関係式で規定される。
７６≦ｎ≦８５、
０．０５＜ｘ≦０．５０、
０≦ａ≦４、ｂ≧１０、
０≦ｃ＜ｄ、及び
０．１≦ｅ≦２。
【請求項８】
磁気部品がテープ巻きコア、ワイヤ巻きコア又は粉末コアの形態を有する、請求項７記載の物品。
【請求項９】
物品の製造方法であって、
一般式（Ｆｅ1-xＣｏx）nＭｏaＰbＢcＣdＳｉeを有する非晶質磁性合金を用意する段階、及び
合金の過冷却液体領域内で合金を加工する段階
を含んでなる方法。
式中、ｎは鉄及びコバルトの原子パーセントであり、ｘはｎの分率であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれモリブデン、リン、ホウ素、炭素及びケイ素の原子パーセントであり、ｎ、ｘ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは以下の関係式で規定される。
７６≦ｎ≦８５、
０．０５＜ｘ≦０．５０、
０≦ａ≦４、ｂ≧１０、
０≦ｃ＜ｄ、及び
０．１≦ｅ≦２。
【請求項１０】
加工のための技術には、粉末プロセス、熱機械的プロセス、熱処理、蒸着プロセス及びこれらの組合せがある、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に非晶質磁性合金に関する。さらに詳しくは、本発明は高い飽和磁化及び良好な熱安定性を有する非晶質磁性合金に関する。本発明はさらに、かかる合金を用いた磁気部品及び磁気部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能パワー電子装置の開発にとって、非晶質軟質磁性材料の開発は重要である。変圧器、インダクターなどのコアのような用途のために使用される非晶質磁性材料は、通例は鉄系又はコバルト系の非晶質合金（金属ガラスともいう）である。通例、電気装置用のコアはスタック又はコイルを形成するように配列される。次いで、これらのスタック又はコイルがコアで使用すべき所望の形状に切断される。
【０００３】
通常の金属ガラスには、１９６０年代に最初に製造されたＦｅ−Ｐ−Ｃ系金属ガラス、１９７０年代に製造された（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）−Ｐ−Ｂ系合金、（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）−Ｓｉ−Ｂ系合金、（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）−（Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ）系合金及び（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）−（Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ）−Ｂ系合金がある。これらの合金の大部分は、急速凝固プロセスを受けるのが通例である。即ち、溶融合金を十分な冷却速度でガラス転移温度より低い温度に冷却することで、結晶化を抑制して非晶質合金を製造する。非晶質合金は、一般に小さな寸法で製造される。しかし、現在採用されているプロセス（例えば、溶融紡糸法）は、所望の寸法をもった物品の製造を妨げるプロセス上の制約を受けることが多い。
【０００４】
非晶質磁性合金は結晶化温度より低い温度でガラス転移を示し、ガラス転移温度と結晶化温度との間の温度範囲として過冷却液体領域が定義される。過冷却液体領域は、一般に非晶質相の安定性に関係すると考えられている。したがって、広い過冷却液体領域を有する合金はガラス形成能力に優れていると考えられ、これはさらに非晶質相の良好な熱安定性と関係づけられている。非晶質磁性合金から所望の形状及び寸法を有する物品を製造するためにはガラス形成能力が必要とされる。
【０００５】
米国特許第７２２３３１０号及び同第７３５７８４４号には、明確なガラス転移、広い過冷却液体領域並びに高いガラス形成能力及び飽和磁化を示す軟質の磁性Ｆｅ−Ｂ−Ｓｉ系金属ガラス合金組成物が開示されている。しかし、かかる合金の磁気的性質は、合金が熱加工を受ける場合には安定でないのが通例である。熱加工は、合金を所望の幾何学的形状に成形するために要求されることがある。
【０００６】
このように、磁気的性質の所望のバランスを維持しながら良好なガラス形成能力及び良好な熱安定性を有する改良された非晶質磁性合金の提供に対するニーズが存在している。さらに、通常の磁気部品に比べて向上した性質をもった磁気部品を有する物品に対するニーズも存在している。その上、かかる非晶質磁性合金の製造方法及び所望寸法の物品に対するニーズも存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
米国特許第７３５７８４４号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、一般式（Ｆｅ1-xＣｏx）nＭｏaＰbＢcＣdＳｉeを有する非晶質磁性合金が提供される。式中、ｎは鉄及びコバルトの原子パーセントであり、ｘはｎの分率であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれモリブデン、リン、ホウ素、炭素及びケイ素の原子パーセントであり、ｎ、ｘ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは以下の関係式で規定される。
７６≦ｎ≦８５、
０．０５＜ｘ≦０．５０、
０≦ａ≦４、ｂ≧１０、
０≦ｃ＜ｄ、及び
０．１≦ｅ≦２。
【０００９】
別の実施形態は、本発明の非晶質磁性合金で作られた磁気部品を含んでなる物品である。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態によれば、物品の製造方法が提供される。かかる方法は、本発明の非晶質磁性合金を用意する段階、及び合金の過冷却液体領域内で合金を加工する段階を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】表１に記載された本発明の合金１、２、３、４と比較合金１、２について、アニール時間の関数として飽和磁化を対比したグラフである。
【図２】表１に記載された本発明の合金３、５、６、７及び９について、アニール時間の関数として飽和磁化を対比したグラフである。
【図３】表１に記載された本発明の合金３と比較合金３について、アニール時間の関数として飽和磁化を対比したグラフである。
【図４】表１に記載された本発明の合金３と比較合金４、５について、アニール時間の関数として飽和磁化を対比したグラフである。
【図５】表１に記載された本発明の合金２、１０及び１１について、アニール時間の関数として飽和磁化を対比したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に詳しく記載される通り、本発明の実施形態は、良好なバランスの磁気的性質及び熱安定性を有する非晶質磁性合金（合金又は合金組成物ともいう）並びにかかる非晶質磁性合金で作られた物品（磁気部品）を含んでいる。
【００１３】
本明細書及びそれに続く特許請求の範囲では、“ａ”、“ａｎ”“ｔｈｅ”を伴う単数形で記載したものであっても、前後関係から明らかでない限り、複数の場合も含めて意味する。
【００１４】
明細書及び特許請求の範囲全体にわたって使用される概略表現用語は、それが関係する基本機能の変化を生じることなしに変動することが許される任意の数量表現を修飾するために適用できる。したがって、「約」又は「実質的に」のような用語で修飾された値は明記された厳密な値に限定されず、明記された値と異なる値を含むことがある。少なくとも幾つかの例では、概略表現用語は値を測定するための計器の精度に対応することがある。
【００１５】
本発明の目的のためには、非晶質磁性合金（金属ガラス合金）は、連続マトリックス相が非晶質性（即ち、長距離結晶秩序を有しない無秩序の原子スケール構造）を有する磁性材料として定義される。非晶質磁性合金はまた、非晶質マトリックス中に結晶相を含んでいてもよい。
【００１６】
本明細書で使用される「結晶化温度」（Ｔx）という用語は、加熱時に合金が非晶質状態から結晶化状態に変化する転移温度をいう。本発明の一実施形態に係る合金は、約４００〜約５５０℃の範囲内の結晶化温度を有し得る。
【００１７】
本明細書で使用される「ガラス転移温度」（Ｔg）という用語は、合金が粘性液体から非晶質状態に変態する転移温度をいう。このような変態は、通常は急冷時に起こる。
【００１８】
本明細書で使用される「過冷却液体領域」という用語は、結晶化温度（Ｔx）とガラス転移温度（Ｔg）との差によって規定される温度区間（ΔＴx）をいう。即ち、ΔＴx＝Ｔx〜Ｔgである。
【００１９】
当業者には知られている通り、非晶質合金は結晶化温度に加熱された場合に結晶質合金に変態する。しかし、非晶質磁性合金が結晶化温度よりかなり低い高温に暴露された場合、該合金の保磁力及び初透磁率のような磁気的性質の変化が起こる。換言すれば、非晶質磁性合金の磁気的性質の熱安定性は一般に非常に不良である。通常、かかる合金は過冷却液体領域内の温度に加熱された場合には数分間しか安定でなく、保磁力のような性質の大きな変化を生じる。したがって、かかる合金を所望の形状又は形態に加工するためには非常にわずかな時間しか許されない。
【００２０】
本明細書で使用される「保磁力」という用語は、強磁性物質の外部磁化をゼロに低下させるのに必要な磁界をいう。さらに、急速凝固させたままの合金の値からの保磁力の変化は、非晶質磁性合金の熱安定性の尺度として使用できる。合金の熱安定性を判定するためには、合金の保磁力の変化が高温で時間の関数として測定される。
【００２１】
本明細書で使用される非晶質磁性合金の「熱安定性」という用語は、高温暴露時に合金が保磁力のような磁気的性質を保持する能力をいう。このような磁気特性の安定性は、高温暴露時に非晶質相が合金中に存続する能力に帰因すると考えられる。従来、かかる合金に関しては、熱安定性は一般に過冷却液体領域と相互に関係づけられていた。しかし、本発明の実施形態に従えば、各種の非晶質磁性合金組成物に関して研究を行ったところ、過冷却液体領域のサイズは必ずしも熱安定性の良好な尺度でないことが判明した。その代わりとして、「結晶化のための時間」又は「結晶化時間」が一層重要な合金特性である。
【００２２】
本明細書で使用される「結晶化時間」という用語は、合金を過冷却液体領域内で等温アニールし、非晶質相が長距離秩序を生成し始めるのに要する時間をモニターすることで測定できる。長距離秩序の生成は、Ｘ線回折スペクトルの変化、脆性の開始及び合金の保磁力の増加の組合せによって証明できる。
【００２３】
本発明の実施形態によれば、次の一般式で表される非晶質磁性合金が提供される。
（Ｆｅ1-xＣｏx）nＭｏaＰbＢcＣdＳｉe
式中、ｎ＋ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００であり、ｎは鉄及びコバルトの原子パーセントであり、ｘはｎの分率であり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれモリブデン、リン、ホウ素、炭素及びケイ素の原子パーセントであり、ｎ、ｘ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは以下の関係式で規定される。
７６≦ｎ≦８５、
０．０５＜ｘ≦０．５０、
０≦ａ≦４、ｂ≧１０、
０≦ｃ＜ｄ、及び
０．１≦ｅ≦２。
【００２４】
本発明の上記合金では、合金組成は強磁性遷移金属（Ｆｅ及びＣｏ）、非磁性遷移金属（Ｍｏ）並びにメタロイド元素（Ｂ、Ｃ、Ｐ及びＳｉ）の選択物を含んでいる。
【００２５】
メタロイド元素は非晶質相の形成を促進するために役立ち、平衡相の数を増加させるように選択される。平衡結晶相間の熱力学的競争は結晶化動力学を減速させ、凝固時にも非晶質相を維持することができる。しかし、メタロイド元素の存在の結果は、合金の飽和磁化が低下することである。このように、合金のガラス形成能力は磁気的性質の犠牲の下で高めることができる。
【００２６】
表１は、本発明合金１〜１３及び比較合金１〜１０のそれぞれの合金組成、並びにそれぞれの飽和磁化（Ｍs）、保磁力（Ｈc）、過冷却液体領域（ΔＴx）、及び結晶化時間又は結晶化のための時間（ｔ）を示している。各組成物のリボン試料を、その磁気的性質及び熱的挙動について試験した。リボン試料の作製方法は下記に記載する。Ｘ線回折測定を用いて、合金の非晶質状態と結晶質状態とを識別した。
【００２７】
さらに、これらの試料を過冷却液体領域内において対応合金の結晶化温度より２０℃低い温度でアニールした。各試料の保磁力をこのアニール温度でのアニール時間の関数として測定した。好ましい実施形態では、合金は１０分を超える時間にわたって鋳放し保磁力値と同一又はそれより低い保磁力値を有する。
【００２８】
合金組成では、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのような強磁性遷移金属は飽和磁化及び軟質磁気特性を与える。合金組成は、約７６〜約８５原子パーセントの範囲内の量（ｎ）の強磁性遷移金属（Ｆｅ及びＣｏ）を含んでいる。所望の飽和磁化及び熱安定性に応じ、Ｆｅの一部が元素Ｃｏで置換される。飽和磁化及び熱安定性を最大にするための好ましいＦｅ：Ｃｏ比は、メタロイド元素の存在及びその濃度にも依存することがある。
【００２９】
強磁性遷移金属成分における元素Ｃｏの分率（ｘ）は、強磁性元素の約０．０５〜約０．５０の範囲内にある。その上、強磁性元素の約０．１０の分率を超える量で存在するＣｏは、合金の非晶質相の熱安定性を実質的に高める。一実施形態では、メタロイド元素の比率に応じ、合金の飽和磁化は強磁性元素の約０．１５〜約０．３５の範囲内のＣｏ分率（ｘ）に対して最大になる。
【００３０】
さらに、一実施形態では、Ｃｏ置換は結晶化時間を増加させながら結晶化温度（Ｔx）を低下させることが認められた。例えば、表１から明らかな通り、Ｃｏを含まない比較合金１はΔＴx＝２０℃を有しかつ結晶化時間は１０分未満であるのに対し、本発明合金１、２、３及び４におけるＣｏでのＦｅ置換はΔＴx及び結晶化時間の増加を示した。これらの観察結果は、さらに図１に示されるグラフからも明らかである。このグラフは、合金（Ｆｅ1-xＣｏx）79Ｃ10Ｐ10Ｓｉ1（ただし、ｘ＝０．０、０．０５、０．１、０．１５、０．２及び０．２５）の保磁力の変化をアニール時間に対して示している。
【００３１】
本発明の一実施形態に従えば、比較的大きい原子直径を有する非磁性遷移金属Ｍｏがガラス形成剤として添加される。ＭｏはＦｅ及びＳｉの両方に対して置換することができる。一実施形態では、約０〜約４原子パーセントの範囲内の量（ａ）のＭｏを置換できる。ある実施形態では、約０〜約２原子パーセントの範囲内の量のＭｏを置換でき、特定の実施形態では、約１原子パーセントのＭｏを置換できる。例えば、本発明合金９は表１に示されるように良好なバランスの磁気的性質及び熱安定性を示している。図２のグラフに示されるように、本発明合金９は約１５分間にわたって安定である。
【００３２】
メタロイド元素（Ｂ、Ｐ、Ｃ及びＳｉ）の比率は、ガラス形成能力及び熱安定性のような合金特性を最適化するように調整すればよい。Ｃに対するＢの置換は飽和磁化（Ｍs）を増加させる傾向があるが、熱安定性を低下させる傾向もある。Ｂの顕著な効果は、図２に示されるように、本発明合金５、６及び７の保磁力がアニール時間に対して変化することで証明される。一実施形態では、合金はＢを含んでも含まなくてもよい。別の実施形態では、Ｂの量（ｃ）はＣの量（ｄ）より少ない。
【００３３】
Ｐの添加は、合金の熱安定性に対して顕著な効果を有する傾向があることが認められた。Ｐの量（ｂ）が多い合金は、長い時間にわたって熱的に安定である。Ｐの添加は多数の安定相及び準安定相を促進し、これらは結晶化動力学を遅らせる傾向がある。一実施形態では、Ｐの量（ｂ）は約１０原子パーセントである。
【００３４】
Ｐの量（ｂ）及びＣの量（ｄ）は、メタロイド元素の所望レベルを与えるように選択できる。一実施形態では、Ｐ及びＣの合計量（ｂ＋ｄ）は約１５原子パーセント以上である。別の実施形態では、（ｂ＋ｄ）は約１５〜約２０原子パーセントの範囲内にある。さらに、Ｐの量とＣの量との比（ｂ：ｄ）は磁気的性質及び熱安定性をバランスさせるために有用であり得る。一実施形態では、比（ｂ：ｄ）は約８：１２〜約１２：８の範囲内にある。好ましい実施形態では、比（ｂ：ｄ）は約１：１である。例えば、１０：１０のｂ：ｄ比を有する本発明合金１、２、３及び４は、表１及び図１に示すように良好なバランスの飽和磁化及び熱安定性を示す。それとは対照的に、４：１４の（ｂ：ｄ）比を有する比較合金３は低い飽和磁化を示す。さらに、図３のグラフは本発明合金３及び比較合金３を熱安定性に関して比較研究した結果を示している。グラフから明らかな通り、比較合金３の保磁力の変化は１０分間のアニール後にも比較的大きく、約１５分間のアニール後には非常に大きい。
【００３５】
加えて、Ｓｉの存否は熱安定性に影響を及ぼすことがある。Ｓｉを除去するか、或いは強磁性遷移金属を任意の他のメタロイド元素（例えば、Ｂ）で置換すると、表１に示すように、飽和磁化は増加したが熱安定性は低下した。熱安定性に対するＳｉの存否の効果は、さらに図４に示すグラフによって証明される。グラフから明らかな通り、比較合金４及び５（ｅ＝０に対する合金、即ちＳｉを含まない合金）は熱的に安定でない。しかし、例えば本発明合金２（ｅ＝１）のように、強磁性遷移金属又はメタロイド元素を少量のＳｉで置換すると、合金の飽和磁化及び熱安定性が良好なバランスで得られる。
【００３６】
一実施形態では、Ｓｉの量（ｅ）は約０．１〜約２．０原子パーセントの範囲内にある。ある実施形態では、Ｓｉの量（ｅ）は約１．０〜約１．５原子パーセントの範囲内にある。Ｓｉの量（ｅ）が約１．５原子パーセントを超えて増加すると、表１の本発明合金１０及び１１によって示されるように、合金は熱安定性のさらなる上昇を示すが飽和磁化は低下する。図５は、Ｓｉの量（ｅ）が増加した合金（（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）80-eＣ10Ｐ10Ｓｉe）に関し、保磁力の変化をアニール時間に対して示すグラフである。
【００３７】
さらに、高いＳｉの量（ｅ）（例えば、ｅ＝３）に対しては、比較合金３及び８は熱安定性の低下を示した。表１及び図３から明らかな通り、比較合金３は約１０分未満の時間でのみ安定である。
【００３８】
注目すべきことには、上述の組成の非晶質磁性合金は非常に良好なバランスの磁気的性質及び熱的性質を有している。さらに、上述の研究結果から、結晶化動力学は合金の過冷却液体領域の範囲と連動しないことが認められた。例えば、一部の比較合金は本発明合金に比べて実質的に同程度に大きい過冷却液体領域（ΔＴx）を有するが、１０分未満の結晶化時間を有し、したがって本発明合金に比べて不良な熱安定性を示す。他方、狭い過冷却液体領域を有する一部の本発明合金は非常に良好な熱安定性を示し、比較合金に比べて増加した結晶化時間を有する。
【００３９】
本発明の実施形態によれば、磁気部品を含む物品が提供される。磁気部品は、上述の組成を有する非晶質磁性合金で作られる。
【００４０】
非晶質磁性合金は、磁気コア、磁気ヘッド、磁気シールド、電磁石などの磁気部品用として非常に好適であり得る。ある実施形態では、磁気部品は磁気コアである。コアの様々な形態には、リボン又はテープ巻きコア、ワイヤ巻きコア、及び粉末コアがある。テープ巻きコアは、円筒形ボビンのようなプリフォームの回りに同心的に巻き付けた非晶質磁性合金リボン又はテープから形成できる。ワイヤ巻きコアは、プリフォームの回りに巻き付けた非晶質磁性合金ワイヤから形成される。
【００４１】
本明細書で使用される「磁気コア」という用語は、電磁石、変圧器、電動機及びインダクターのような電気装置及び電気機械装置において磁界を閉じ込めかつ案内するために使用される、高い透磁率をもった磁性材料の断片をいう。周囲の空気に比べて高い透磁率は、磁力線を磁気コアに集中させる。磁界は、多くの場合、コアの回りのコイルに電流を流すことで生み出される。コアの存在は、コアが存在しない場合に比べて数千倍もコイルの磁界を増加させることができる。
【００４２】
当業者には公知の通り、各形態の磁気部品は、トロイダルコア、Ｃコア、Ｅコア、Ｄコア、ポットコア、リングコア、平面コア及びバーコアからなる群から選択される各種の形状に構成できる。これらの磁気部品は、変圧器、インダクター、フィルター、チョーク、ソレノイド、発電機、電動機又はフラックスゲートで使用できる。
【００４３】
本発明の一実施形態に従えば、物品の製造方法が提供される。かかる方法は、前述の組成を有する非晶質磁性合金を用意する段階、及び合金の過冷却液体領域内で合金を加工する段階を含んでいる。合金を加工する段階は、さらに熱処理を含むことができる。
【００４４】
一実施形態では、非晶質磁性合金を用意する段階は、鋳造プロセスによって合金を成形することを含んでいる。鋳造プロセスの例には、特に限定されないが、溶融紡糸法、溶融抽出法、射出鋳造法及びダイカスト法がある。
【００４５】
上述の通り、合金を過冷却液体領域内で加熱した場合、非晶質磁性合金は結晶化するのに多少の時間を要する。この「結晶化時間」は、合金の磁気的性質が低下する前に合金を加工して所望の幾何学的形状を形成するための時間を与える。
【００４６】
合金を加工するための各種技術としては、特に限定されないが、粉末プロセス、熱機械的技術、熱処理、蒸着プロセス及びこれらの組合せがある。熱機械的技術の非限定的な例には、鍛造、押出し、圧延、熱間圧縮、据込み、引抜き及び粉末成形がある。
【実施例】
【００４７】
非晶質磁性合金試料を作製するため、まず最初に、水冷銅るつぼ内において予備合金化Ｆｅ3Ｐ、Ｆｅ3Ｂ及びＦｅ3Ｃの混合物を他の元素（元素態のＣｏ、Ｍｏ及びＳｉ）と共にＴｉゲッタードＡｒ雰囲気下でアーク溶解することによって約１０ｇのインゴットを製造した。様々な組成物のリボン試料を部分Ｈｅ雰囲気下で溶融紡糸技術によって作製した。接線ホイール速度は約４０ｍ／ｓであり、厚さ約２０μｍのリボンを製造した。
【００４８】
溶融紡糸リボンの非晶質性は、ＣｕのＫα線を用いたＸ線回折によって確認した。試料の熱的挙動は、示差走査熱量計において１０℃／ｓの一定加熱速度で試験した。磁気的性質は振動試料磁力計（ＶＳＭ）を用いて測定した。ＶＳＭは、１．８Ｔの最大印加磁界及び０．０１Ｏｅの磁界分解能を有していた。通例、試験した試料について飽和磁化を達成するためには約０．０３Ｔの磁界で十分であった。熱安定性の試験は、各組成物で測定された結晶化温度（Ｔx）より約２０℃低い、それぞれの過冷却液体領域内の温度で合金を等温アニールして各試料の結晶化時間を求めることで行った。組成物についてのアニール温度は、対応するグラフにカッコに入れて示してある。
【００４９】
実施例１
組成（Ｆｅ1-xＣｏx）79Ｃ10Ｐ10Ｓｉ1（ただし、ｘ＝０．０、０．０５、０．１、０．１５、０．２及び０．２５）を有する本発明の非晶質磁性合金を上述の手順で製造した。各々の合金組成物の飽和磁化は表１に示す。これらの合金を、各組成物で測定された結晶化温度（Ｔx）より約２０℃低い、それぞれの過冷却液体領域内の温度で約３０分間アニールした。アニール時の合金の保磁力の変化を図１に示す。ｘ＝０．０、０．０５、０．１、０．１５、０．２及び０．２５に対する組成物についてのアニール温度は、それぞれ４１０℃、４０９℃、４０６℃、４０６℃、４０３℃及び４０２℃である（やはり図１に示す）。グラフから明らかな通り、ｘ＝０及び０．０５のＣｏ含有量を有する合金組成物は約１０分未満の時間でのみ熱的に安定であることが判明したのに対し、ｘ＝０．１のＣｏ含有量を有する合金組成物は約１０分間にわたって熱的に安定であり、ｘ＝０．１５、０．２及び０．２５のＣｏ含有量を有する合金組成物は約３０分間にわたって熱的に安定であった。
【００５０】
実施例２
組成（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）78Ｍｏ1Ｂ3Ｃ7Ｐ10Ｓｉ1を有する本発明の非晶質磁性合金を上述の手順で製造した。この合金組成物の飽和磁化は表１に示す。この組成物を約４３０℃で約２０分間アニールした。アニール時の合金の保磁力の変化を図２に示す。この合金組成物は、この非晶質磁性合金組成物で測定された結晶化温度（Ｔx）より約２０℃低い、過冷却液体領域内の温度である４３０℃で約１５分間にわたって熱的に安定であることが判明した。
【００５１】
実施例３
組成（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）79ＢcＣ10-cＰ10Ｓｉ1（ただし、ｃ＝１、２及び３）を有する本発明の非晶質磁性合金を上述の手順で製造した。各々の合金組成物の飽和磁化は表１に示す。これらの合金を、各組成物で測定された結晶化温度（Ｔx）より約２０℃低い、それぞれの過冷却液体領域内の温度でアニールした。アニール時の合金の保磁力の変化を図２に示す。ｃ＝１、２及び３に対する組成物についてのアニール温度は、それぞれ４１２℃、４１９℃及び４２５℃である（やはり図２に示す）。図２から明らかな通り、ｃ＝１及び２に対する合金組成物は約１０分間にわたって熱的に安定であることが判明し、ｃ＝３に対する合金組成物は約１５分間にわたって熱的に安定であることが判明した。
【００５２】
実施例４
組成（Ｆｅ0.85Ｃｏ0.15）80-eＣ10Ｐ10Ｓｉe（ただし、ｅ＝１、１．５及び２）を有する本発明の非晶質磁性合金を上述の手順で製造した。各々の合金組成物の飽和磁化は表１に示す。これらの合金を、各組成物で測定された結晶化温度（Ｔx）より約２０℃低い、それぞれの過冷却液体領域内の温度でアニールした。ｅ＝１、１．５及び２に対する組成物についてのアニール温度は、それぞれ４０５℃、４０９℃及び４１５℃である（やはり図５に示す）。アニール時の合金の保磁力の変化を図５に示す。これらの合金組成物は、約２５分を超える時間にわたって熱的に安定であることが判明した。
【００５３】
実施例５
組成（Ｆｅ0.8Ｃｏ0.2）78.5Ｃ10Ｐ10Ｓｉ1.5及び（Ｆｅ0.75Ｃｏ0.25）78.5Ｃ10Ｐ10Ｓｉ1.5を有する本発明の非晶質磁性合金を上述の手順で製造した。各々の合金組成物の飽和磁化は表１に示す。これらの合金を、各組成物で測定された結晶化温度（Ｔx）より約２０℃低い、それぞれの過冷却液体領域内の温度でアニールした。これらの合金組成物は、約２０分を超える時間にわたって熱的に安定であることが判明した。
【００５４】
以上、本明細書には本発明の幾つかの特徴のみを例示し説明してきたが、当業者には数多くの修正及び変更が想起されるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は本発明の真の技術思想に含まれるこのような修正及び変更のすべてを包含することを理解すべきである。
【００５５】
【表１】
2011094229.tif 000003
【図１】
2011094229.tif 000004
【図２】
2011094229.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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