(57)【要約】  鉄基アモルファス合金並びに式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成を有し、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有する、鉄基アモルファス合金を有する磁心。リボン形態に鋳込んだ場合、このようなアモルファス金属合金は延性があり、熱的に安定であり、このような装置の動作温度での高磁気安定性が理由となって、様々な電気装置に適している。
2008530371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成を含み、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有する、鉄基アモルファス合金。
【請求項２】
前記合金は、式Ｆｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３、Ｆｅ８２．０Ｂ１６．０Ｓｉ１．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１４．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１３．５Ｓｉ４．０Ｃ０．５、Ｆｅ８２．０Ｂ１３．０Ｓｉ４．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．６Ｂ１５．５Ｓｉ１．６Ｃ０．３、Ｆｅ８３．０Ｂ１３．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０、またはＦｅ８４．０Ｂ１３．０Ｓｉ２．０Ｃ１．０によって表される、請求項１に記載の合金。
【請求項３】
前記飽和磁気誘導は１．６５テスラを超える、請求項１に記載の合金。
【請求項４】
前記合金は、式Ｆｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３、Ｆｅ８２．０Ｂ１６．０Ｓｉ１．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１４．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１３．５Ｓｉ４．０Ｃ０．５、またはＦｅ８３．０Ｂ１３．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０によって表される、請求項３に記載の合金。
【請求項５】
前記合金は、３００℃と３５０℃との間の温度で焼なましすることによって熱処理される、請求項１に記載の合金。
【請求項６】
前記合金は磁心において利用され、前記合金を焼なましした後に、６０Hz、１．５テスラで及び室温で測定した場合、鉄損は０．５W/kg以下である、請求項５に記載の合金。
【請求項７】
前記合金を焼なましした後に、前記合金のＤＣ角形比は０．８を超える、請求項５に記載の合金。
【請求項８】
式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成を含み、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有する熱処理した鉄基アモルファス合金を含む磁心において、前記合金は３００℃と３５０℃との間の温度で焼なまし済みであり、前記合金を焼なましした後に、６０Hz、１．５テスラで及び室温で測定した場合、鉄損は０．５W/kg以下であり、前記磁心は、変圧器または電気的チョークコイルの磁心である、磁心。
【請求項９】
式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成を含み、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有する熱処理した鉄基アモルファス合金を含む磁心において、前記合金は３００℃と３５０℃との間の温度で焼なまし済みであり、前記合金を焼なましした後に、ＤＣ角形比は０．８を超え、前記磁心は、パルス発生器及び／または圧縮器における磁気スイッチのインダクタコアである、磁心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対するクロスリファレンス
【０００２】
本出願は、開示を本明細書において参考のために引用する２００５年２月１７日に出願された米国出願第11/059,567号、及び２００５年１２月３０日に出願された米国出願第11/320,744号に対する優先権利益を請求する。
【０００３】
本発明は、１．６テスラを超える飽和磁気誘導を有し、変圧器、モータ及び発生器、パルス発生器及び圧縮器、磁気スイッチ、チョーク及びエネルギー貯蔵のための磁気インダクタ及びセンサーを含む磁気装置において使用するために適合させた、鉄基アモルファス合金に関する。
【背景技術】
【０００４】
鉄基アモルファス合金は、電気的公益事業用変圧器（electrical utility transformer）、工業用変圧器、磁気スイッチに基づくパルス発生器及び圧縮器並びに電気的チョークにおいて利用されてきた。電気的公益事業用及び工業用変圧器においては、鉄基アモルファス合金は、無負荷またはＡＣ周波数５０／６０Hzで動作する同じ用途のために広く使用されている従来のケイ素鋼板のものの約１／４の鉄損を示す。こうした変圧器は１日に２４時間動作するので、こうした磁気装置を使用することによって、世界中の総変圧器損失はかなり低減できる。低減した損失はより少ないエネルギー生成を意味し、その結果として低減したＣＯ２排出ということになる。
【０００５】
例えば、パリ、フランスの国際エネルギー機構によって行われた最近の研究によれば、全ての既存のケイ素鋼板に基づくユニットを取り替えることによって生じるであろう、経済協力開発機構（ＯＥＣＤ）諸国単独におけるエネルギー節約のための推定は、２０００年には約１５０TWhであり、これは、約７５００万トン／年のＣＯ２ガス低減に相当する。既存の鉄に富んだアモルファス合金に基づく変圧器用磁芯材料は、１．６テスラ未満の飽和磁気誘導Ｂｓを有する。飽和磁気誘導Ｂｓは、磁性材料が、適用された場Ｈを用いて励起下にある時の、その磁気飽和での磁気誘導Ｂと定義される。従来の方向性ケイ素鋼板の場合のＢｓ〜２テスラと比較した場合、アモルファス合金のより低い飽和磁気誘導は、増大した変圧器コアサイズを生じる。従って、鉄基アモルファス合金の飽和磁気誘導レベルを、現在のレベルである１．５６〜１．６テスラよりも高いレベルに増大させることが望ましい。
【０００６】
モータ及び発生器においては、かなりの量の磁束または誘導が回転子と固定子との間の空気ギャップにおいて失われる。従って、できる限り高い飽和磁気誘導または束密度を有する磁性材料を使用することが望ましい。こうした装置におけるより高い飽和磁気誘導または束密度は、より小さなサイズ装置を意味し、これは、好ましい。
【０００７】
パルス発生及び圧縮において利用される磁気スイッチは、高飽和磁気誘導、Ｈ＝Ｏでの磁気誘導Ｂ及びＢｓの比と定義される高ＢＨ角形比、ＡＣ励起下での低磁気損失及び磁気誘導Ｂがゼロになる場と定義される小さな飽和保磁力Ｈｃ、及び高パルスレート励起下での低磁気損失を有する磁性材料を必要とする。市販の鉄基アモルファス合金は、こうしたタイプの用途のために、すなわち粒子加速器のための磁気スイッチのコアにおいて使用されてきたが、１．５６〜１．６テスラよりも高いＢｓ値は、Ｂｓ値に正比例するより高い粒子加速電圧を実現するために望ましい。より低い飽和保磁力Ｈｃ及びより高いＢＨ角形比は、磁気スイッチの動作のためのより低い必要な入力エネルギーを意味する。その上、ＡＣ励起下でのより低い磁気損失は、パルス発生及び圧縮回路の全効率を増大させる。従って、明らかに必要とされるものは、Ｂｓ＝１．６テスラよりも高い飽和磁気誘導、できる限り小さなＨｃ及びできる限り高い角形比Ｂ（Ｈ＝０）／Ｂｓを有し、低ＡＣ磁気損失を示す鉄基アモルファス合金である。パルス発生及び圧縮のための磁気要件及び候補磁性材料の間の実際の比較は、A. W. Melvin and A. Flattens in Physical Review Special Topics-Accelerators and Beams, Volume 5, 080401 (2002)によって要約された。
【０００８】
電気的チョークとして及び一時的なエネルギー貯蔵のために使用される磁気インダクタにおいては、磁芯材料のより高い飽和磁気誘導は、増大した電流運搬能力または与えられた電流運搬限界の場合の低減した装置サイズを意味する。こうした装置が高い周波数で動作する場合、磁芯材料は、低鉄損を示さなければならない。従って、ＡＣ励起下での高飽和磁気誘導及び低鉄損を有する磁性材料は、こうした用途において好ましい。
【０００９】
磁性材料のセンサー用途においては、高飽和磁気誘導は、高レベルの信号検知を意味し、これは、小さな検知装置における高い感度のために必要とされる。センサー装置が高い周波数で動作する場合、低ＡＣ磁気損失も必要である。高飽和磁気誘導及び低ＡＣ磁気損失を有する磁性材料は、センサー用途において明らかに必要とされている。
【００１０】
単に材料の磁気用途の幾つかの見本である上記の用途の全てにおいて、低ＡＣ磁気損失を有する高飽和磁気誘導材料が必要とされている。従って、本発明の態様は、１．６Tを超え、市販のアモルファスの鉄基合金の上限に近い飽和磁気誘導レベルを示す鉄基アモルファス合金に基づくこのような材料を提供することである。
【００１１】
以前に、１．６Tよりも高い飽和磁気誘導を有する鉄基アモルファス合金を実現する試みがなされた。１つのこのような例は、飽和磁気誘導１．８Tを有する市販のメトグラス（登録商標）２６０５ＣＯ（METGLAS（登録商標）2605CO）合金である。この合金は、１７at.％のＣｏを含み、従って、市販の磁気製品の例えば変圧器及びモータにおいて利用するには高価すぎる。他の例は、米国特許第4,226,619号において教示されているアモルファスＦｅ−Ｂ−Ｃ合金を含む。こうした合金は、実際に利用するには機械的に脆すぎることが見い出された。米国特許第4,437,907号において教示されているアモルファスＦｅ−Ｂ−Ｓｉ−Ｍ合金［式中、Ｍ＝Ｃ］は、高飽和磁気誘導を実現することを意図されていたが、Ｂｓ＜１．６Tを示すことが見い出された。
【００１２】
従って、装置の動作温度で１．６Tを超える飽和磁気誘導を有し、低ＡＣ磁気損失及び高磁気安定性を有する延性のある鉄基アモルファス合金に対する必要が存在する。
【発明の開示】
【００１３】
本発明の態様によれば、アモルファス金属合金は、式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する組成を有する。リボン形態に鋳込んだ場合、このようなアモルファス金属合金は延性があり、熱的に安定であり、１．６Tを超える飽和磁気誘導及び低ＡＣ磁気損失を有する。加えて、このようなアモルファス金属合金は、電気的変圧器、パルス発生及び圧縮、電気的チョーク、エネルギー貯蔵インダクタ並びに磁気センサーにおいて使用するのに適している。
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、鉄基アモルファス合金が提供され、ここで、合金は、式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成を有し、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有する。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、合金は、式Ｆｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３、Ｆｅ８２．０Ｂ１６．０Ｓｉ１．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１４．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１３．５Ｓｉ４．０Ｃ０．５、Ｆｅ８２．０Ｂ１３．０Ｓｉ４．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．６Ｂ１５．５Ｓｉ１．６Ｃ０．３、Ｆｅ８３．０Ｂ１３．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０またはＦｅ８４．０Ｂ１３．０Ｓｉ２．０Ｃ１．０によって表される。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、合金の飽和磁気誘導は１．６５テスラを超える。
【００１７】
本発明の第４の態様によれば、合金は、式Ｆｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３、Ｆｅ８２．０Ｂ１６．０Ｓｉ１．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１４．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０、Ｆｅ８２．０Ｂ１３．５Ｓｉ４．０Ｃ０．５、またはＦｅ８３．０Ｂ１３．０Ｓｉ３．０Ｃ１．０によって表される。
【００１８】
本発明の第５の態様によれば、合金を３００℃と３５０℃との間の温度で焼なましすることによって熱処理する。
【００１９】
本発明の第６の態様によれば、合金は磁心において利用され、合金を焼なましした後に、６０Hz、１５テスラで及び室温で測定した場合、鉄損０．５W/kg以下を有する。
【００２０】
本発明の第７の態様によれば、合金を焼なましした後に、合金のＤＣ角形比は０．８を超える。
【００２１】
本発明の第８の態様によれば、熱処理した鉄基アモルファス合金を含む磁心が提供され、ここで、合金は、式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成によって表され、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有し、合金は３００℃と３５０℃との間の温度で焼なまし済みであり、合金を焼なましした後に、６０Hz、１．５テスラで及び室温で測定した場合、鉄損は０．５W/kg以下であり、磁心は、変圧器または電気的チョークコイルの磁心である。
【００２２】
本発明の第９の態様によれば、熱処理した鉄基アモルファス合金を含む磁心が提供され、ここで、合金は、式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成によって表され、同時に、１．６テスラを超える飽和磁気誘導の値、少なくとも３００℃のキュリー温度及び少なくとも４００℃の結晶化温度を有し、合金は３００℃と３５０℃との間の温度で焼なまし済みであり、合金を焼なましした後に、ＤＣ角形比は０．８を超え、磁心は、パルス発生器及び／または圧縮器における磁気スイッチのインダクタコアである。
【００２３】
本発明の追加の態様及び／または利点を下記の説明において部分的に述べ、部分的には説明から明らかであり、または本発明の実施によって学ぶことができる。
【００２４】
本発明の様々な態様及び利点は、添付図面と共に検討することで、具体例の以下の説明から明瞭になろうし、より容易に了解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
ここから本発明の具体例を詳細に参照し、この実施例を添付図面において示し、ここで、全体にわたって、同様の参照符号は同様の要素を指す。具体例を下記に説明し、図を参照することによって本発明を説明する。
【００２６】
アモルファス合金は、本発明の具体例によれば、１．６Tを超える高飽和磁気誘導Ｂｓ、低ＡＣ鉄損及び高熱安定性の組合わせを特徴とする。アモルファス合金は、式ＦｅａＢｂＳｉｃＣｄ［式中、８１＜ａ≦８４、１０≦ｂ≦１８、０＜ｃ≦５及び０＜ｄ＜１．５、数字は原子％であり、偶発的な不純物を有する。］を有する化学組成を有する。
【００２７】
鉄は、磁気誘導がゼロになる材料のキュリー温度未満で、材料において高飽和磁気誘導を提供する。従って、高飽和磁気誘導を有し高鉄含量を有するアモルファス合金が望ましい。しかしながら、鉄に富んだアモルファス合金系においては、材料のキュリー温度は鉄含量と共に低下する。従って、室温で、アモルファス合金中の高濃度の鉄は、必ずしも高飽和磁気誘導Ｂｓをもたらすとは限らない。従って、本明細書において説明する本発明の具体例に従って述べるように、化学組成の最適化が必要である。
【００２８】
合金は、本発明の具体例によれば、内容を本明細書において参考のために引用する米国特許第4,142,571号において説明する急速凝固方法を使用することによって、アモルファス状態に容易に鋳込まれた。鋳放し合金はリボン形態であり、延性がある。本発明の具体例に従うアモルファス合金の磁気及び熱的性質の典型的な例を、下記の表Ｉに与える。
【表１】
2008530371.tif 000003
【００２９】
こうした合金の全ては、１．６Tを超える飽和磁気誘導Ｂｓ、３００℃を超えるキュリー温度及び４００℃を超える結晶化温度を有する。一般に使用される磁気装置の大部分は、こうした装置において使用される電気的絶縁性材料が燃焼するかまたは急速に劣化する１５０℃未満で動作するので、本発明の具体例に従うアモルファス合金は、動作温度で熱的に安定である。
【００３０】
本発明の具体例に従うアモルファス合金のＢＨ挙動及び市販の鉄基アモルファス合金のものの比較は、予想外の結果を示す。ＢＨループを比較する図１において明らかに分かるように、飽和に向かう磁化は、本発明の具体例におけるアモルファス合金において、市販のアモルファスの鉄に基づく合金におけるものよりもはるかに鋭い。この差の結果は、図２に示すように、市販の合金よりも、本発明の具体例の合金において予め定められた誘導レベルを実現するのに必要な低減された磁場である。
【００３１】
図２において、励起レベルを１．３テスラで設定し、この励起レベルを実現するために必要な場を、本発明の具体例に従うアモルファス合金及び従来技術のアモルファス合金であるメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１に関して決定した。本発明の具体例のためのアモルファス合金は、市販の合金と比較して、同じ磁気誘導を実現するためにはるかに小さい場、従ってより少ない励磁電流を必要とすることが明確に証明された。これを図３に示し、ここで、変圧器の一次巻線の励磁電流及び同じ変圧器の二次巻線での電圧の積である励起力を、図１及び２の２つのアモルファス合金の間で比較する。本発明の具体例に従うアモルファス合金のための励起力は、いかなる励起レベルでも、市販のメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１合金のものよりも低いことが明らかである。より低い励起力は、その結果として、特に高磁気励起レベルで、本発明の具体例に従う合金の場合に、市販のアモルファス合金の場合よりも低い鉄損をもたらす。高励起での鉄損の典型的な例を、表ＩにおいてＢｓ＝１．６５Tを示す本発明の具体例のアモルファス合金及び市販のアモルファス合金であるメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１の場合に表ＩＩに与える。
【表２】
2008530371.tif 000004
【００３２】
予想され及び表ＩＩに分かるように、市販のアモルファス合金メトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１の鉄損は、１．４５T誘導を超えると急速に増大し、というのは、この合金は、飽和磁気誘導Ｂｓ＝１．５６Tを有し、約１．５テスラを超えて励起できないからである。従って、メトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１合金に関して、Ｂ＝１．５Tの場合のデータ点は表ＩＩに与えられていない。本発明の具体例に従うアモルファス合金は、一方、表ＩＩに示すように、市販の合金のものよりも低い鉄損を示し、１．４５Tを越えて励起でき、というのは、この合金は、市販のアモルファス合金の飽和磁気誘導１．５６Tよりも高い飽和磁気誘導１．６５Tを有するからである。
【００３３】
本発明の具体例のためのアモルファス合金の場合の図１及び図２に示すＢＨ挙動の予想外の急峻さは、パルス発生及び圧縮のための磁気スイッチにおけるインダクタとしてのその使用に適している。本発明の具体例に従うアモルファス合金は、市販の合金よりも高い飽和磁気誘導Ｂｓ、より低い飽和保磁力及びより高いＢＨ角形比を有することが明らかである。本発明の具体例に従う合金のより高いレベルのＢｓは、２Ｂｓによって与えられるより大きな束揺れを実現するのに特に適している。ＤＣ飽和保磁力、ＤＣＢＨ角形比及び２Ｂｓの値を表ＩＩＩに比較する。
【表３】
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【００３４】
表ＩＩＩから、本発明の具体例に従うアモルファス合金は、パルス発生及び圧縮のための磁芯材料として使用するのに、市販のアモルファス合金よりも適していることが明らかである。
【００３５】
本発明の具体例の合金は、表Ｉの高結晶化温度によって示されるように、高熱安定性を有することが見い出された。熱安定性のための支持する証拠は、加速エージング試験によって得られ、ここで、２５０℃を超える高温での鉄損及び励起力を、こうした値が増大し始めるまで数か月にわたって監視した。各エージング温度で特性増大を記録した期間を１／Ｔａの関数としてプロットし、ここで、Ｔａは、絶対温度目盛のエージング温度だった。プロットしたデータは、以下の式によって最も良く説明される：
タウ∝ｅｘｐ（−Ｅａ／ｋＢＴ）、
［式中、タウは、温度Ｔでエージングプロセスが完了するための時間であり、Ｅａは、エージングプロセスのための活性化エネルギーであり、ｋＢは、ボルツマン定数である。］。対数目盛でプロットしたデータを、広く使用されている磁気装置、例えば変圧器の動作温度に妥当な温度に外挿した。この種類のプロットは、アレニウスプロットとして周知であり、材料の長期にわたる熱的挙動を予測するために産業界において広く周知である。動作温度１５０℃を選択し、というのは、こうした磁気装置において使用される電気絶縁性材料の大部分は、約１５０℃を超えると燃焼するかまたは急速に劣化するからである。表ＩＶは研究の結果であり、これは、本発明の具体例に従うアモルファス合金は、１５０℃で１００年よりもはるかに長く熱的に安定であることを示す。
【表４】
2008530371.tif 000006
【００３６】
本発明の具体例に従うアモルファス合金のための最適焼なまし条件を見出すために、焼なまし温度及び時間を、実施例ＩＩにおいて説明するように変化させた。図４は、焼なまし時間が１時間であり、条片の長さ方向に沿って適用したＤＣ磁場が２４００A/mである場合に、本発明の具体例のＦｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３の組成を有するアモルファス合金、曲線“Ａ”によって示す、及び市販のメトグラス２６０５ＳＡ１合金、曲線“Ｂ”によって示す、に関して得られた結果の１つのこのような例を示す。図４は、本発明の具体例のアモルファス合金の鉄損は、市販のアモルファス合金のものよりも低いことを明らかに示し、これは、前者を３００℃と３５０℃との間で焼なましした場合である。
【００３７】
以下の実施例を、本発明のより完全な理解を提供するために提出する。好適な具体例に従って本発明の原理及び実施を示すために述べる特定の技術、条件、材料、比率及び報告するデータは模範例であり、本発明の範囲を限定するものとして解釈するべきではない。
【実施例】
【００３８】
実施例Ｉ
約６０kgの成分金属、例えばＦｅＢ、ＦｅＳｉ、Ｆｅ及びＣをるつぼ中で溶解し、溶融金属を、米国特許第4,142,571号において説明する方法によって急速に凝固した。形成されたリボンは幅約１７０mm及び厚さ約２５μmを有し、そのアモルファス構造を保証するために並びにリボン材料のキュリー温度及び結晶化温度を決定するために、従来の示差走査熱量測定法によって試験された。従来のアルキメデスの方法を使用して、質量密度を決定し、これは、材料の磁気キャラクタライゼーションのために必要だった。リボンは延性があることが見い出された。
【００３９】
実施例ＩＩ      
１７０mm幅のリボンを２５mm幅のリボンに切断し、各々重量約６０グラムのトロイド形の磁心を巻くために使用した。コアを、本発明の具体例の合金の場合、３００〜３７０℃で１時間、トロイドの円周方向に沿って適用した３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場中で、及び市販のメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１合金の場合、３６０℃〜４００℃で２時間、トロイドの円周方向に沿って適用した３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場中で、熱処理した。磁気測定のために、１０巻きの一次銅ワイヤ巻線及び１０巻きの二次巻線を、熱処理したコア表面に適用した。加えて、長さ２３０mm及び幅８５mmの寸法のリボン条片を、本発明の具体例のアモルファス合金及び市販のメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１合金から切断し、本発明の具体例のアモルファス合金の場合３００℃と３７０℃との間及び市販の合金の場合３６０℃と４００℃との間の温度で、両方とも条片の長さ方向に沿って適用した約３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場を用いて熱処理した。
【００４０】
実施例ＩＩＩ
実施例ＩＩの一次及び二次銅巻線を有する熱処理した磁心の磁気キャラクタライゼーションを、ＤＣ及びＡＣ励起能力を有する市販のＢＨループトレーサーを使用することによって実行した。ＡＣ磁気特性、例えば鉄損を、５０／６０Hz測定の場合のＡＳＴＭ  Ａ９１２／Ａ９１２Ｍ−０４規格に従うことによって調べた。長さ２３０mm及び幅８５mmを有する実施例ＩＩの焼なまししたまっすぐの条片の磁気的性質の例えばＡＣ鉄損を、ＡＳＴＭ  Ａ９３２／Ａ９３２Ｍ−０１規格に従うことによって試験した。
【００４１】
実施例ＩＶ
実施例ＩＩＩの十分にキャラクタライゼーションされたコアを、２５０℃を超える温度での加速エージング試験のために使用した。試験の最中に、コアは６０Hzで励起場中にあり、磁気誘導約１Tに誘導して、高温での実際の変圧器動作をシミュレートした。
【００４２】
本発明の幾つかの具体例及び実施例を示し、説明してきたが、本発明の原理及び精神、請求の範囲において定義される範囲及びそれらの同等物から逸脱することなく、こうした具体例において変更を行ってよいことは、当業者であれば了解できると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、磁気誘導Ｂ及び最高１Oeまでの適用された場Ｈの座標に関するグラフ図を示し、３２０℃で１時間、２０Oe（１６００A/m）のＤＣ磁場中で焼なましした、本発明の具体例のＦｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３の組成を有するアモルファス合金のＢＨ挙動（曲線Ａによって示す）を、３６０℃で２時間、３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場中で焼なましした市販の鉄に基づくアモルファスメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１合金のもの（曲線Ｂによって示す）と比較する。
【図２】図２は、磁気誘導Ｂ及び適用された場Ｈの座標に関するグラフ図を示し、各々図１の同じものを参照する曲線Ａ及びＢを有する誘導レベル最高１．３テスラまでの図１のＢＨ曲線の第１象限を表す。
【図３】図３は、６０Hzでの励起力ＶＡ及び誘導レベルＢの座標に関するグラフ図を示し、３２０℃で１時間、２０Oe（１６００A/m）のＤＣ磁場中で焼なましした、本発明の具体例のＦｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３の組成を有するアモルファス合金の励起力（曲線Ａによって示す）を、３６０℃で２時間、３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場中で焼なましした市販の鉄基アモルファス合金メトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１のもの（曲線Ｂによって示す）と比較する。
【図４】図４は、３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場を用いて３００℃と３７０℃との間で１時間焼なましした、本発明の具体例のＦｅ８１．７Ｂ１６．０Ｓｉ２．０Ｃ０．３の組成を有するアモルファス合金のリボン条片（曲線Ａによって示す）、及び、３０Oe（２４００A/m）のＤＣ磁場内部で３６０℃と４００℃との間の温度で１時間焼なましした市販のメトグラス（登録商標）２６０５ＳＡ１合金のリボン条片（曲線Ｂによって示す）に関して、６０Hz及び１．４T誘導で測定した鉄損を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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