(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ結晶質合金のリボンであって、
該ナノ結晶質合金のリボンは鉄基合金組成を有し、ここで該鉄基合金組成は０．６原子パーセント以上１．２原子パーセント未満の量のＣｕ、１０ないし２０原子パーセントの量のＢ、および０原子パーセントよりも多く１０原子パーセントまでの量のＳｉ、ただしＢとＳｉは合計で１０ないし２４原子パーセントの含有量であり、該鉄基合金の組成において合計で０．３原子パーセント未満であるＮｂ、Ｚｒ、ＴａおよびＨｆ、付随的不純物、ならびに該鉄基合金組成１００原子パーセントの残部である鉄からなり；そして
該ナノ結晶質合金リボンは、非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を含み、かつ該ナノ結晶質合金のリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めている局所的構造を有し；そして
該ナノ結晶質合金リボンは、該局所的構造に基づく６．５Ａ／ｍ未満の保磁力ＨＣ、
および少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を示す、
上記のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項２】
ナノ結晶質合金のリボンであって、
0006632627.tif 000007
で表される合金組成を有し、ここで０．６原子％≦ｘ＜１．２原子％、１０原子％≦ｙ≦２０原子％、０原子％＜ｚ≦１０原子％、１０原子％≦（ｙ＋ｚ）≦２４原子％、０原子％≦ａ≦１０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％であり、そして［不純物］は付随的不純物の原子％での量であり、またＡはＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、またＸはＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎおよび希土類元素から選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、原子％は原子パーセントであり、そして合金の組成におけるＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの全体の含有量は０．４原子パーセント未満である；
該ナノ結晶質合金リボンは、非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を含む局所的構造を有し、このナノ結晶はリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めている；そして
該ナノ結晶質合金リボンは、該局所的構造に基づく６．５Ａ／ｍ未満の保磁力ＨＣ、および少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を示す。
上記のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項３】
０．９２〜０．９８のＢ８０/ＢＳ比を有し、ここでＢ８０は８０Ａ/ｍにおける磁気誘導であり、ＢＳは飽和磁気誘導である、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項４】
８０Ａ/ｍにおいて１．６Ｔを超える磁気誘導を有する、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項５】
１．７Ｔを超える飽和磁気誘導ＢＳを有する、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項６】
熱処理されていて、そして１．５Ｔおよび５０Ｈｚにおいて０．２７Ｗ/ｋｇ未満の鉄心損失を示す、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項７】
Ｆｅの含有量は７５原子パーセントを超える、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項８】
合金の組成は元素Ｆｅ、Ｃｕ、ＢおよびＳｉおよび付随的不純物からなる、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項９】
「ａ」は０．０１原子パーセントから１０原子パーセントまでの範囲である、請求項２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１０】
「ａ」は０．０１原子パーセントから１．５原子パーセントまでの範囲である、請求項９に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１１】
「ｂ」は２．０原子パーセント未満である、請求項２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１２】
「ｂ」は１．０原子パーセント未満である、請求項２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１３】
最初に５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で少なくとも室温から熱処理されている、請求項１または２に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１４】
最初に５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で３００℃から４５０℃を超えて５２０℃未満の所定の保持温度まで熱処理されていて、このとき保持時間は１０分未満である、請求項１３に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１５】
熱処理を行う間に加えられる磁界を用いて処理されていて、加えられる磁界はリボンを磁気的に飽和させるのに十分なほどに高く、その磁界はＤＣ、ＡＣまたはパルスの形であり、そして加えられる磁界の方向は四角形、円形または線形のＢＨループの必要性に応じて予め決定される、請求項１３に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１６】
リボンに加えられる１ＭＰａよりも大きくて５００ＭＰａ未満の機械的な張力を用いて製造されたものである、請求項１３に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１７】
４００℃と５００℃の間の温度で３０分よりも短い時間にわたって行われる二次の熱処理で処理されたものである、請求項１３に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項１８】
以下の工程：
ナノ結晶質合金のリボンを５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で、室温またはそれよりも高い温度から、４５０℃より高く５３０℃までの範囲の保持温度まで加熱すること、このリボンは、
0006632627.tif 000008
で表される合金組成を有し、ここで０．６原子％≦ｘ＜１．２原子％、１０原子％≦ｙ≦２０原子％、０原子％＜ｚ≦１０原子％、１０原子％≦（ｙ＋ｚ）≦２４原子％、０原子％≦ａ≦１０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％であり、そして［不純物］は付随的不純物の原子％での量であり、またＡはＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、またＸはＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎおよび希土類元素から選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、原子％は原子パーセントであり、そして合金の組成におけるＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの全体の含有量は０．４原子パーセント未満である；および
該ナノ結晶質合金のリボンを該保持温度において９０分未満にわたって保持すること；
を含み、
前記方法により形成されたナノ結晶質合金の局所的構造が、非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を有し、このナノ結晶が前記製造されたナノ結晶質合金のリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めており、
前記方法により形成された該ナノ結晶質合金のリボンは、該局所的構造に基づく６．５Ａ／ｍ未満の保磁力ＨＣ、および少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を示す、
方法。
【請求項１９】
加熱速度は８０℃/秒から１００℃/秒までの範囲である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
加熱と保持の合わせた時間は３秒から１５秒までである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
熱処理を行う間に磁界が加えられ、その加えられる磁界はリボンを磁気的に飽和させるのに十分なほどに高く、その磁界はＤＣ、ＡＣまたはパルスの形のいずれかで０．８ｋＡ/ｍよりも高く、そして加えられる磁界の方向は四角形、円形または線形のＢＨループの必要性に応じて予め決定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
加熱を行う間に１ＭＰａから５００ＭＰａまでの範囲の機械的な張力が加えられる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
加熱は６％と１８％の間の酸素ガスの含有量を有する環境の中で行われる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
酸素ガスの含有量は９％と１３％の間である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
加熱した後に、４００℃と５００℃の間の温度で３０分またはそれよりも短い時間にわたって第二の加熱を行うことをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
0006632627.tif 000009
で表される合金組成を有するナノ結晶質合金のリボンであって、ここで０．６原子％≦ｘ＜１．２原子％、１０原子％≦ｙ≦２０原子％、０原子％＜ｚ≦１０原子％、１０原子％≦（ｙ＋ｚ）≦２４原子％、０原子％≦ａ≦１０原子％、０原子％≦ｂ≦５原子％であり、そして［不純物］は付随的不純物の原子％での量であり、またＡはＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、ＣおよびＡｕから選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、またＸはＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎおよび希土類元素から選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、原子％は原子パーセントであり、そして合金の組成におけるＴｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの全体の含有量は０．４原子パーセント未満である；
該ナノ結晶質合金のリボンは、非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を含む局所的構造を有し、このナノ結晶はリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めている；そして
該ナノ結晶質合金のリボンは、該局所的構造に基づく６．５Ａ／ｍ未満の保磁力ＨＣ、および少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を示す、
上記のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項２７】
１．７Ｔを超える飽和磁気誘導ＢＳを有する、請求項２６に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項２８】
８０Ａ/ｍにおいて１．６Ｔを超える磁気誘導を有する、請求項２６に記載のナノ結晶質合金のリボン。
【請求項２９】
最初に５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で３００℃から４５０℃を超えて５２０℃未満の所定の保持温度まで熱処理されていて、このとき保持時間は１０分未満である、請求項１８に記載の方法。
【請求項３０】
熱処理を行う間に加えられる磁界を用いて処理されていて、加えられる磁界はリボンを磁気的に飽和させるのに十分なほどに高く、その磁界はＤＣ、ＡＣまたはパルスの形であり、そして加えられる磁界の方向は四角形、円形または線形のＢＨループの必要性に応じて予め決定される、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明の態様は、高い飽和磁気誘導、低い保磁力および低い鉄損を有するナノ結晶質の磁性合金、この合金をベースとする磁性部材、およびその熱処理の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]結晶質のケイ素鋼、フェライト、コバルト基の非晶質軟質磁性合金、鉄基で非晶質かつナノ結晶質の合金は、誘導磁力計、電気チョークコイル、パルス電源装置、変圧器、モーター、発電機、電流センサー、アンテナ用磁心および電磁波遮断シートにおいて広く用いられてきた。広く用いられているケイ素鋼は安価で、高い飽和磁気誘導を示すが、しかし、高い周波数において損失が多い。高い磁気損失の理由の一つは、それらの保磁力ＨＣが約５Ａ/ｍと高いことである。フェライトは低い飽和磁気誘導を有し、従って、高出力の誘導磁力計において用いられるときに磁気的に飽和する。コバルト基の非晶質合金は比較的高価であり、通常１Ｔ未満の飽和磁気誘導をもたらす。コバルト基の非晶質合金から構成された磁性部材は、それらの低い飽和磁気誘導の故に、低いレベルの動作磁気誘導（これは飽和磁気誘導ＢＳよりも低い）を補うために大きなものである必要がある。鉄基の非晶質合金は１．５〜１．６ＴのＢＳを有し、これはケイ素鋼についての約２ＴのＢＳよりも低い。以上で要約したように、１．６Ｔを超える飽和磁気誘導と５Ａ/ｍ未満の保磁力ＨＣを有する磁性合金が、明らかに必要とされている。
【０００３】
[0003]高い飽和磁気誘導と低い保磁力を有する鉄基のナノ結晶質合金が、国際出願の特許公開公報ＷＯ２００７/０３２５３１号（以下、「’５３１公報」と呼ぶ）において教示されている。この合金は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＸｚ（Ｘ：Ｓｉ、Ｓ、Ｃ、Ｐ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、およびＢｅからなる群からの少なくとも一つ）（ここで、ｘ、ｙ、ｚについては０．１≦ｘ≦３、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、および１０＜ｙ＋ｚ≦２４（全て原子パーセント））の化学組成を有し、また６０ｎｍ未満の平均直径を有する結晶質粒子が分散していて合金の３０容積パーセントよりも多くを占めている局所的構造を有する。この合金は銅を含有するが、しかし、合金中でのその技術的な役割は明確には示されていない。’５３１公報の時点においては、銅の原子はナノ結晶のための種として提供される原子のクラスターを形成し、ナノ結晶は材料を製造した後の熱処理によってサイズを大きくして、これにより’５３１公報に定義された局所的構造を有するようになる、と考えられた。加えて、銅の混合の熱は一般的な冶金上の法則に従って鉄とともに正になるために銅のクラスターは溶融した合金の中に存在することができ、このことが溶融した合金における銅の上方の含有量を決定する、と考えられた。しかし、急速に凝固する間に銅はその固溶限に達し、そのために析出し、そしてナノ結晶化のプロセスを開始する、ということが後に明らかになった。過冷条件の下では、急速に凝固するときに初期のナノ結晶化を可能にするような想定される局所的な原子構造を達成するためには、銅の含有量ｘは１．２と１．６の間でなければならない。従って、’５３１公報における０．１≦ｘ≦３という銅の含有量の範囲は大きく低減された。実際のところ、’５３１公報の合金は部分的な結晶化のために脆いことが見いだされ、従って、得られた磁気特性は許容できるものではあったが、扱うことが困難であった。加えて、’５３１公報の合金についての急冷凝固の条件は凝固速度によって大きく変化したので、安定した材料の鋳造は困難であることが見いだされた。従って、’５３１公報の製品を上回る改良が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００７/０３２５３１号
【発明の概要】
【０００５】
[0004] ’５３１公報の製品を上回るような改良の過程において、本発明の態様に従う合金において、鋳造によらない微細な結晶粒子を最初に有する合金を急速に加熱することによって、微細なナノ結晶構造が形成されることが見いだされた。また、熱処理した合金は、１．７Ｔを超える高い飽和磁気誘導といった、優れた軟質の磁気特性を示すことも見いだされた。
【０００６】
[0005]本発明の態様に従う合金におけるナノ結晶化の機構は、ＰやＮｂのようなガラス形成元素を他の元素で置き換えることによって、結晶化の際に合金中に形成される非晶質相の熱安定性が向上するという点で、関連する技術分野の合金（例えば、米国特許８００７６００号および国際特許公開ＷＯ２００８/１３３３０１号を参照）の機構とは異なる。さらに、元素の置換によって、熱処理の間に析出する結晶質粒子の成長が抑制される。加えて、合金リボンの急速な加熱は材料中の原子の拡散速度を低下させ、その結果、結晶の核形成位置の数が低減する。元素のＰがその純度を材料中で維持するのは困難である。Ｐは３００℃未満の温度で拡散する傾向があり、それにより合金の熱安定性が低下する。従って、Ｐはこの合金において望ましい元素ではない。ＮｂやＭｏのような元素はガラス質または非晶質の状態にあるＦｅ基合金の成形性を改善することで知られているが、しかし、それらは非磁性であってそれらの原子サイズは大きいので、合金の飽和磁気誘導を低下させる傾向がある。従って、望ましい合金においてはこれらの元素の含有量は可能な限り低くするべきである。
【０００７】
[0006]本発明の一つの側面は、合金の熱処理を行う際の加熱速度を増大させ、それによりナノ結晶化材料における鉄心損失のような磁気損失を低減し、改善した性能を有する磁性部材が得られるようなプロセスを開発することである。
【０００８】
[0007]前の段落で記述した成分元素の効果を考慮すると、合金は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚの化学組成を有することができ、ここで、０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４であり、数値は原子パーセントである。この合金は、米国特許４１４２５７１号において教示される急冷凝固方法によってリボン状に鋳造することができる。
【０００９】
[0008]前の段落で示した化学組成を有する急冷凝固したリボンは、最初に４５０℃と５００℃の間の温度でこのリボンをチャンバ内で金属またはセラミックの表面に直接接触させ、次いで、１０℃/秒の加熱速度で３００℃を超えるまでリボンを急速加熱することによって熱処理することができる。一次焼鈍温度のプロフィールの一例を図１の左側に示す。この図において、５００℃における一次焼鈍に対する１秒の時間帯は「Ａ」で示される。
【００１０】
[0009]上で説明した熱処理プロセスは、４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズを有するナノ結晶が非晶質のマトリックスの中に３０容積パーセントよりも多くを占めるように分散している局所的構造を生成し、またリボンの曲率半径は２００ｍｍよりも大きかった。
【００１１】
[0010]上述したナノ結晶を有する熱処理したリボンは、８０Ａ/ｍにおいて１．６Ｔを超える磁気誘導、１．７Ｔを超える飽和磁気誘導および６．５Ａ/ｍ未満の保磁力ＨＣを有する。加えて、この熱処理したリボンは１．５Ｔおよび５０Ｈｚにおいて０．２７Ｗ/ｋｇ未満の鉄心損失を示した。
【００１２】
[0011]本発明の第１の態様によれば、ナノ結晶質合金のリボンは、
0006632627.tif 000002
で表される合金組成を有し、ここで０．６≦ｘ≦１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４、０≦ａ≦１０、０≦ｂ≦５、そして残部はＦｅおよび付随的不純物であり、またＡはＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、またＸはＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎおよび希土類元素から選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、全ての数値は原子パーセントであり、またこのリボンは非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を有する局所的構造を有し、ナノ結晶はリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めていて、そしてリボンは少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を有する。
【００１３】
[0012]本発明の第２の態様において、本発明の第１の態様に係るナノ結晶質合金のリボンは０．９２〜０．９８のＢ８０/ＢＳ比を有し、ここでＢ８０は８０Ａ/ｍにおける磁気誘導である。
【００１４】
[0013]本発明の第３の態様において、本発明の第１または第２の態様に係るナノ結晶質合金のリボンは８０Ａ/ｍにおいて１．６Ｔを超える磁気誘導、１．７Ｔを超える飽和磁気誘導ＢＳおよび６．５Ａ/ｍ未満の保磁力ＨＣを有する。
【００１５】
[0014]本発明の第４の態様において、本発明の第１から第３までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンは熱処理されていて、そして１．５Ｔおよび５０Ｈｚにおいて０．２７Ｗ/ｋｇ未満の鉄心損失を示す。
【００１６】
[0015]本発明の第５の態様において、本発明の第１から第４までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、Ｆｅの含有量は７５原子パーセントを超えるか、好ましくは７７原子パーセントを超えるか、より好ましくは７８原子パーセントを超える。
【００１７】
[0016]本発明の第６の態様において、本発明の第１から第５までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、合金の組成は元素Ｆｅ、Ｃｕ、ＢおよびＳｉおよび付随的不純物からなる。
【００１８】
[0017]本発明の第７の態様において、本発明の第１から第６までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、「ａ」は０．０１原子パーセントから１０原子パーセントまでの範囲、好ましくは０．０１原子パーセントから３原子パーセントまでの範囲である。
【００１９】
[0018]本発明の第８の態様において、第７の態様に係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、「ａ」は０．０１原子パーセントから１．５原子パーセントまでの範囲である。
[0019]本発明の第９の態様において、本発明の第１から第８までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、合金の組成におけるＮｂ、Ｚｒ、ＴａおよびＨｆの全体の含有量は０．４原子パーセント未満、好ましくは０．３原子パーセント未満である。
【００２０】
[0020]本発明の第１０の態様において、本発明の第１から第９までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、ｂは２．０原子パーセント未満である。
[0021]本発明の第１１の態様において、本発明の第１から第１０までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンにおいて、ｂは１．０原子パーセント未満である。
【００２１】
[0022]本発明の第１２の態様において、本発明の第１から第１１までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンは、最初に、５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で、少なくとも室温から、好ましくは３００℃から、４３０℃を超えて、好ましくは４５０℃よりも高く、そして５５０℃未満、好ましくは５２０℃未満の所定の保持温度まで熱処理されていて、このとき保持時間は９０分未満、好ましくは３０分未満である。
【００２２】
[0023]本発明の第１３の態様において、本発明の第１２の態様に係るナノ結晶質合金のリボンは、最初に、５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で、３００℃から、４５０℃を超えて５２０℃未満の所定の保持温度まで熱処理されていて、このとき保持時間は１０分未満である。
【００２３】
[0024]本発明の第１４の態様において、本発明の第１２または第１３の態様に係るナノ結晶質合金のリボンは、熱処理を行う間に加えられる磁界を用いて処理されていて、加えられる磁界はリボンを磁気的に飽和させるのに十分なほどに高く、それは好ましくはＤＣ（直流）、ＡＣ（交流）またはパルスの形のいずれかで０．８ｋＡ/ｍよりも高く、そして加えられる磁界の方向は四角形、円形または線形のＢＨループの必要性に応じて予め決定される。
【００２４】
[0025]本発明の第１５の態様において、本発明の第１２または第１３の態様に係るナノ結晶質合金のリボンは、リボンに加えられる１ＭＰａよりも大きくて５００ＭＰａ未満の機械的な張力を用いて製造されたものである。
【００２５】
[0026]本発明の第１６の態様において、本発明の第１２から第１５までの態様のいずれかに係るナノ結晶質合金のリボンは、４００℃と５００℃の間の温度で３０分よりも短い時間にわたって行われる二次の熱処理で処理されたものである。
【００２６】
[0027]本発明の第１７の態様において、方法には以下のことが含まれる：ナノ結晶質合金のリボンを５０℃/秒よりも大きな平均の加熱速度で、室温またはそれよりも高い温度から、４３０℃から５３０℃までの範囲の所定の保持温度まで加熱し、このリボンは、
0006632627.tif 000003
で表される合金組成を有し、ここで０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４、０≦ａ≦１０、０≦ｂ≦５、そして残部はＦｅおよび付随的不純物であり、またＡはＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷから選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、またＸはＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎおよび希土類元素から選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、全ての数値は原子パーセントであり、そしてリボンを保持温度において９０分未満にわたって保持する。
【００２７】
[0028]本発明の第１８の態様において、本発明の第１７の態様に係る方法において、加熱速度は８０℃/秒から１００℃/秒までの範囲である。
[0029]本発明の第１９の態様において、本発明の第１７または第１８の態様に係る方法において、加熱と保持の合わせた時間は３秒から１５秒までである。
【００２８】
[0030]本発明の第２０の態様において、本発明の第１７から第１９までの態様のいずれかに係る方法において、熱処理を行う間に磁界が加えられ、その加えられる磁界はリボンを磁気的に飽和させるのに十分なほどに高く、それは好ましくはＤＣ、ＡＣまたはパルスの形のいずれかで０．８ｋＡ/ｍよりも高く、そして加えられる磁界の方向は四角形、円形または線形のＢＨループの必要性に応じて予め決定される。
【００２９】
[0031]本発明の第２１の態様において、本発明の第１７から第１９までの態様のいずれかに係る方法において、加熱を行う間に１ＭＰａから５００ＭＰａまでの範囲の機械的な張力が加えられる。
【００３０】
[0032]本発明の第２２の態様において、本発明の第１７から第２１までの態様のいずれかに係る方法において、加熱は６％と１８％の間の酸素ガスの含有量、またはより好ましくは８％と１５％の間の酸素ガスの含有量を有する環境の中で行われる。
【００３１】
[0033]本発明の第２３の態様において、本発明の第１７から第２２までの態様のいずれかに係る方法において、酸素ガスの含有量は９％と１３％の間である。
[0034]本発明の第２４の態様において、本発明の第１７から第２３までの態様のいずれかに係る方法は、加熱した後に、４００℃と５００℃の間の温度で３０分またはそれよりも短い時間にわたって第二の加熱を行うことをさらに含む。
【００３２】
[0035]本発明の別の態様において、ナノ結晶質合金のリボンは、０．６ないし１．２原子パーセントの量のＣｕ、１０ないし２０原子パーセントの量のＢ、および０原子パーセントよりも多く１０原子パーセントまでの量のＳｉ（ＢとＳｉは１０ないし２４原子パーセントの合わせた含有量を有する）を含む鉄基合金の組成と、非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を有する局所的構造を有し、ナノ結晶はリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めていて、そしてリボンは少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を有する。本発明のこの態様に係るナノ結晶質合金のリボンは、上で論じた第１から第１６までの（１．７Ｔを超える飽和磁気誘導ＢＳ、８０Ａ/ｍにおいて１．６Ｔを超える磁気誘導、および６．５Ａ/ｍ未満の保磁力ＨＣのような磁気特性を含めた）態様あるいは本明細書の他の箇所で論じている態様の特徴のうちの一つ以上を含むか、あるいは満たしていてもよい。
【００３３】
[0036]本発明の別の態様において、ナノ結晶質合金のリボンは、
0006632627.tif 000004
で表される合金組成を有し、ここで０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４、０≦ａ≦１０、０≦ｂ≦５、そして残部はＦｅおよび付随的不純物であり、またＡはＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、ＡｕおよびＡｇから選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、またＸはＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎおよび希土類元素から選択される少なくとも一つの元素である任意の含有物であり、全ての数値は原子パーセントであり、またこのリボンは非晶質のマトリックスの中に分散している４０ｎｍ未満の平均の粒子サイズのナノ結晶を有する局所的構造を有し、ナノ結晶はリボンの３０容積パーセントよりも多くを占めていて、そしてリボンは少なくとも２００ｍｍのリボン曲率半径を有する。本発明のこの態様に係るナノ結晶質合金のリボンは、上で論じた第１から第１６までの（１．７Ｔを超える飽和磁気誘導ＢＳ、８０Ａ/ｍにおいて１．６Ｔを超える磁気誘導、および６．５Ａ/ｍ未満の保磁力ＨＣのような磁気特性を含めた）態様あるいは本明細書の他の箇所で論じている態様の特徴のうちの一つ以上を含むか、あるいは満たしていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
[0037]実施態様についての以下の詳細な説明および添付する図面について論究することによって、本発明はより十分に理解され、またさらなる利点が明らかになるだろう。
【図１】[0038]図１は、左側に一次焼鈍についての温度プロフィールを示し、右側に二次焼鈍についての温度プロフィールを示している。５００℃における約１秒の保持時間および４３０℃における約９０分の保持時間の例は、それぞれ「Ａ」および「Ｂ」で示される。
【図２】[0039]図２は本発明の態様の熱処理したリボンのＢ-Ｈ挙動を例示していて、ここで、Ｈは加えた磁界であり、Ｂは生じた磁気誘導である。
【図３】[0040]図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、本発明の態様の熱処理したリボンの平らな表面（図３Ａ）、くぼんだ表面（図３Ｂ）および凸状の表面（図３Ｃ）について観察された磁区構造を示す。
【図４】[0041]図４は、図３Ｃに示す１、２、３、４、５および６の箇所における詳細な磁区パターンを示す。
【図５】[0042]図５Ａおよび５Ｂは、最初に４７０℃の加熱浴の中で１５秒にわたって５０℃/ｓの加熱速度で焼鈍し（点線）、次いで、１．５ｋＡ/ｍの磁界の中で５４００秒にわたって４３０℃で二次焼鈍を行ったＦｅ８１Ｃｕ１Ｍｏ０．２Ｓｉ４Ｂ１３．８合金の５プライ（５層）のリボンのサンプルについて得られたＢＨ挙動（図５Ａ）、および最初に４８１℃の加熱浴の中で８秒にわたって３ＭＰａの張力を用いて５０℃/ｓの加熱速度で焼鈍し（点線）、次いで、１．５ｋＡ/ｍの磁界を用いて５４００秒にわたって４３０℃で二次焼鈍を行った同じ組成を有するサンプルについて得られたＢＨ挙動（図５Ｂ）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
[0043]本発明の態様において用いられる延性金属のリボンは、米国特許４１４２５７１号に記載された急冷凝固方法によって鋳造することができる。リボンの形状は、リボンを製造した後の熱処理に適していて、この熱処理は鋳造したリボンの磁気特性を制御するために用いられる。
【００３６】
[0044]リボンのこの組成は、０．６ないし１．２原子パーセントの量のＣｕ、１０ないし２０原子パーセントの量のＢ、および０原子パーセントよりも多く１０原子パーセントまでの量のＳｉ（ＢとＳｉの合わせた含有量は１０ないし２４原子パーセントの範囲である）を含む鉄基合金の組成とすることができる。この合金はまた、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、ＡｕおよびＡｇの群から選択される少なくとも一つの元素を０．０１〜１０原子パーセントまでの量で含んでいてもよい（この範囲には０．０１〜３原子％および０．０１〜１．５原子％の範囲の値といった値が含まれる）。組成の中にＮｉが含まれるとき、Ｎｉは０．１〜２または０．５〜１原子パーセントの範囲であってもよい。Ｃｏが含まれるとき、Ｃｏは０．１〜２または０．５〜１原子パーセントの範囲で含まれていてもよい。Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷの群から選択される元素が含まれるとき、これらの元素の合計の含有量は、合計で０．４原子パーセント未満（これには０．３未満および０．２未満のいかなる値も含まれる）のいかなる値であってもよい。この合金はまた、Ｒｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎ、および希土類元素の群から選択される少なくとも一つの元素を５原子パーセント以下および未満の任意の値の量で含んでいてもよい（これには２、１．５および１原子パーセント以下および未満の値も含まれる）。
【００３７】
[0045]Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、ＡｕおよびＡｇの群から選択される少なくとも一つの元素についての上述した範囲（これにはＣｏおよびＮｉについての個々の所定の範囲も含まれる）の各々は、Ｒｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎ、および希土類元素の群から選択される少なくとも一つの元素についての上記の所定の範囲の各々と共存していてもよい。上記の組成の構成のいずれにおいても、ＰおよびＮｂの元素は合金組成から排除されうる。上で論じたものを含めて、組成の変化のいずれにおいても、Ｆｅならびに全ての付随的または不可避の不純物は、１００の合計の原子パーセントを構成するための残部の構成要素であるか、または実質的に構成要素となりうる。上で論じたものを含めて、組成の変化のいずれにおいても、Ｆｅの含有量は少なくとも７５、７７または７８原子パーセントの量とすることができる。
【００３８】
[0046]本発明の態様に適した一つの組成範囲の例は、８０〜８２原子％のＦｅ、０．８〜１．１原子％または０．９〜１．１原子％のＣｕ、３〜５原子％のＳｉ、１２〜１５原子％のＢ、およびＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、ＡｕおよびＡｇの群から選択される一つ以上の元素で構成されるものを合わせて０〜０．５原子％であり、上述した原子パーセントは、付随的または不可避の不純物は別として、合計で１００原子％となるように選択される。
【００３９】
[0047]合金の組成は、前の三つの段落において具体的に列挙した所定の範囲の元素ならびに付随的または不可避の不純物だけから成るか、あるいは実質的に成っていてもよい。合金の組成はまた、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｂ、およびＳｉの元素の（これら特定の元素についての）上記の所定の範囲ならびに付随的または不可避の不純物だけから成るか、あるいは実質的に成っていてもよい。実際的に不可避な不純物を含めて、いかなる付随的不純物の存在も、ここで権利請求するいかなる組成によっても排除されない。選択成分（Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎ、および希土類元素）のいずれかが存在する場合、それらは少なくとも０．０１原子％の量で存在しうる。
【００４０】
[0048]本発明の態様において、リボンの化学組成は、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚで表すことができて、ここで、０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４であり、全ての数値は原子パーセントである。
【００４１】
[0049]０．６≦ｘ＜１．２のＣｕ含有量が用いられるが、その理由は、ｘ≧１．２の場合、Ｃｕ原子が形成するクラスターはｂｃｃＦｅの微細な結晶質粒子のための種として役立つからである。そのようなクラスターのサイズは熱処理したリボンの磁気特性に影響を及ぼしたが、そのサイズを制御するのは困難であった。従って、ｘは１．２原子パーセント未満になるように設定される。熱処理によってリボンにナノ結晶化を誘導するためには特定の量のＣｕが必要であったため、それはＣｕ≧０．６と決定された。
【００４２】
[0050]非晶質のＦｅ-Ｂ-Ｓｉマトリックスにおける混合の正の熱（positive heat）のために、Ｃｕ原子は密集して、マトリックスとＣｕクラスター相の間の境界エネルギーを低下させる傾向があった。先行技術の合金において、合金中でのＣｕ原子の拡散を制御するために、ＰやＮｂなどの元素が添加された。これらの元素は熱処理したリボンにおける飽和磁気誘導を低下させたので、本発明の態様においては合金中で排除するか、または最小限にしてもよい。従って、ＰおよびＮｂの元素のいずれか一方または両者は合金中に存在しなくてもよいか、あるいは、偶発的または不可避的な量を除けば存在しなくてもよい。あるいは、Ｐが存在しない代わりに、Ｐは本明細書で論じている最小限の量で含まれていてもよい。
【００４３】
[0051]前に説明したように合金にＰまたはＮｂを添加することによってＣｕの拡散を制御する代わりに、リボンを急速に加熱することによってＣｕ原子が拡散するのに十分な時間を与えないようなやり方で、熱処理のプロセスが修正された。
【００４４】
[0052]前に提示したＦｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４）という組成において、ｂｃｃ-Ｆｅのナノ結晶を含む熱処理した合金において１．７Ｔよりも大きな飽和磁気誘導を達成するために、（このような飽和磁気誘導が望ましい場合は）Ｆｅの含有量は、７５原子パーセント、好ましくは７７原子パーセント、より好ましくは７８原子パーセントを超えるか、あるいは少なくともこれらの値であるべきである。Ｆｅの含有量が１．７Ｔを超える飽和磁気誘導を達成するのに十分である限りは、Ｆｅの原材料の中に通常見いだされる付随的不純物は許容可能であった。７５、７７または７８原子パーセントよりも多いＦｅのこれらの量は、以下で論じるＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、Ａｕ、およびＡｇの含有物、およびＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎ、および希土類元素の含有物とは無関係に、本開示のいかなる組成においても実施することができる。
【００４５】
[0053]前に提示したＦｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４）という組成において、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ によって示されるＦｅの含有量の０．０１原子パーセントから１０原子パーセントまで、好ましくは０．０１〜３原子パーセントまで、最も好ましくは０．０１〜１．５原子パーセントまでは、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、Ａｕ、およびＡｇの群から選択される少なくとも一つで置換されていてもよい。Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、ＶおよびＣｒなどの元素は熱処理したリボンの非晶質相の中で合金化する傾向があり、その結果、微細な粒子サイズを有するＦｅに富むナノ結晶が生じ、ひいては飽和磁気誘導を増大させ、そして熱処理したリボンの軟磁性を向上させる。これらの元素の存在は（以下で論じる個々の元素の範囲を含めて）、７５、７７または７８原子パーセントよりも多い量である合計のＦｅ含有量との組み合わせにおいて存在してもよい。
【００４６】
[0054]上述したＦｅの置換元素であるＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、Ａｕ、およびＡｇのうち、ＣｏとＮｉの添加はＣｕ含有量を増大させ、その結果、熱処理したリボンにおいて微細なナノ結晶を生じさせ、ひいては、リボンの軟磁性を改善した。Ｎｉの場合、その含有量は好ましくは０．１原子パーセントから２原子パーセントまで、より好ましくは０．５ないし１原子パーセントであった。Ｎｉの含有量が０．１原子パーセント未満のとき、リボンの加工適正が劣った。Ｎｉの含有量が２原子パーセントを超えると、リボンにおける飽和磁気誘導と保磁力が低下した。Ｃｏの場合、Ｃｏの含有量は好ましくは０．１原子パーセントと２原子パーセントの間であり、より好ましくは０．５原子パーセントと１原子パーセントの間であった。
【００４７】
[0055]さらに、上述したＦｅの置換元素であるＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、Ａｕ、およびＡｇのうち、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、ＴａおよびＷなどの元素は熱処理したリボンの非晶質相の中で合金化する傾向があり、非晶質相の安定性に寄与し、また熱処理したリボンの軟磁性を改善した。しかし、これらの元素の原子サイズはＦｅのような他の遷移金属よりも大きく、それらの含有量が多い場合は、熱処理したリボンにおける軟磁性は低下した。従って、これらの元素の含有量は合計で０．４原子パーセント未満、好ましくは０．３原子パーセント未満、またはより好ましくは０．２原子パーセント未満であろう。
【００４８】
[0056]前に提示したＦｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４）という組成において、Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ によって示されるＦｅの５原子パーセント未満、より好ましくは２原子パーセント未満はＲｅ、Ｙ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｎ、および希土類元素の群からの少なくとも一つで置換されてもよい。高い飽和磁気誘導が望ましいときは、これらの元素の含有量は好ましくは１．５原子パーセント未満、より好ましくは１．０原子パーセント未満であった。これらの元素の存在は（以下で論じる個々の元素の範囲を含めて）、上述した含有物であるＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐ、Ｃ、Ａｕ、およびＡｇの群から選択される少なくとも一つとの組み合わせにおいて存在してもよく、このとき、合計のＦｅの含有量は７５、７７または７８原子パーセントよりも多い量である。
【００４９】
[0057]Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４）の組成を有する急冷凝固したリボンは、最初に１０℃/秒を超える加熱速度で所定の保持温度までリボンを加熱することによって熱処理された。保持温度が３００℃に近いとき、加熱速度は概して１０℃/秒を超えなければならなかった。というのは、それは熱処理したリボンにおける磁気特性にかなり影響を及ぼしたからである。保持温度は（Ｔｘ２−５０）℃を超えることが好ましかったが、ここで、Ｔｘ２は結晶質の粒子が析出した温度である。保持温度は４３０℃よりも高いことが好ましかった。保持温度が４３０℃よりも低いとき、析出とそれに続く微細な結晶粒子の成長は十分なものではなかった。しかし、最も高い保持温度は５３０℃よりも低く、これはＦｅ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｕｘＢｙＳｉｚ（０．６≦ｘ＜１．２、１０≦ｙ≦２０、０＜ｚ≦１０、１０≦（ｙ＋ｚ）≦２４、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）の合金のＴｘ２に相当する。保持時間は９０分未満であることが好ましく、より好ましくは６０分未満、さらに好ましくは１０分未満であった。保持時間は理想的には一次焼鈍のための保持時間と同程度に短くてもよいが、最も短い時間は約１秒である。９０分の保持時間を用いる二次焼鈍についての温度プロフィールを図１に示す。これにおいて、９０分の保持時間は「Ｂ」で示される。上のプロセスの幾つかの例を実施例１および２に提示する。
【００５０】
[0058]上の段落に示す熱処理の環境は空気であってもよい。しかし、熱処理を行う間に形成される酸化物の層を制御するために、環境の酸素含有量は、好ましくは６％と１８％の間、より好ましくは８％と１５％の間、そしてさらに好ましくは９％と１３％の間であった。環境の雰囲気は酸素と窒素、アルゴンおよびヘリウムなどの不活性ガスとの混合物であった。環境の雰囲気の露点は好ましくは−３０℃未満、より好ましくは−６０℃未満であった。
【００５１】
[0059]熱処理のプロセスにおいて、リボンに磁気異方性を誘起させるために磁界が加えられた。加えられた磁界はリボンを磁気的に飽和させるのに十分なほどに高いものであったが、それは好ましくは０．８ｋＡ/ｍよりも高かった。加えられた磁界はＤＣ（直流）、ＡＣ（交流）またはパルスの形のいずれかであった。熱処理を行う間に加えられた磁界の方向は、四角形、円形または線形のＢＨループの必要性に応じて予め決定された。加えた磁界がゼロのとき、中程度の角形比を伴うＢＨ挙動が生じた。磁気異方性は磁性材料において磁気損失のような磁気的性能を制御するのに重要な因子であり、本発明の態様の合金の熱処理によって磁気異方性を制御するのが容易であることが有利であった。実施例３は上のプロセスによって得られた幾つかの結果（図５Ａ）を示す。
【００５２】
[0060]熱処理の間に適用される磁界の代わりに、機械的な張力が加えられた。これにより、熱処理したリボンにおいて張力で誘起される磁気異方性が生じた。有効な張力は１ＭＰａよりも大きく５００ＭＰａ未満であった。
【００５３】
[0061]磁界誘起の磁気異方性を含むプロセスと張力誘起の磁気異方性を含むプロセスのさらなる修正において、前の二つの段落の一次熱処理に続く二次熱処理がリボンに適用された。二次熱処理は４００℃と５００℃の間の温度で行われ、その時間は３０分よりも長かった。この追加のプロセスは熱処理したリボンの磁気特性を均質にすることがわかった。実施例３は上述したプロセスによって得られた結果の幾つか（図５Ｂ）を示す。
【実施例】
【００５４】
実施例１
[0062]Ｆｅ８１Ｃｕ１．０Ｓｉ４Ｂ１４ の組成を有する急冷凝固させたリボンを、４９０℃に加熱した３０ｃｍの長さの真鍮板の上を３〜１５秒にわたって移動させた。リボンが真鍮板の温度である４９０℃に達するのに５〜６秒かかり、加熱速度は８０〜１００℃/秒となった。熱処理したリボンについて市販のＢＨループトレーサーで特徴づけを行い、その結果を図２に示す。ここで、薄い実線は鋳造したままのリボンについてのＢＨループに相当し、また実線、点線および半点線はそれぞれ、４．５ｍ/分、３ｍ/分、および１．５ｍ/分の速度を用いて張力焼鈍（テンション・アニーリング）したリボンについてのＢＨループに相当する。
【００５５】
[0063]図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃは、実施例１のリボンについてKerr顕微鏡によって観察された磁区構造を示す。図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃはそれぞれ、リボンの平らな表面、凸状の表面、およびくぼんだ表面からのものである。そこで示されるように、黒い部分における磁化の方向は、白い部分とは１８０°違う方に向いている。図３Ａと３Ｂは、磁気特性がリボンの幅にわたって、また長さ方向に沿って均一であることを示している。一方、図３Ｃに相当する圧縮した部分においては、局所的な応力が地点ごとに変化している。
【００５６】
[0064]図４は、図３Ｃにおけるリボンの１、２、３、４、５および６の箇所における詳細な磁区パターンを示す。これらの磁区パターンはリボンの表面近傍での磁化の方向を示していて、これらはリボンにおける局所的な応力の分布を反映している。図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃはそれぞれ２ｍｍのスケールバーを示している。図４は部分画像のそれぞれにおいて２５μｍのスケールバーを示している。
【００５７】
実施例２
[0065]熱処理したリボンは比較的平らではあったが、本発明の態様に従ってリボンの最初の熱処理を行う間にリボンに曲率半径が生じた。リボンの曲率半径Ｒ（ｍｍ）の範囲を決定するために、Ｂ８０/ＢＳ が０．９０よりも大きい熱処理したリボンにおいて、Ｂ８０/ＢＳ 比をリボンの曲率半径の関数として調査したが、その曲率半径は、既知の曲率半径を有する丸い表面の上に熱処理したリボンを巻きつけることによって変化した。結果を表１に示す。表１におけるデータは、Ｂ８０/ＢＳ＝０．００２８Ｒ＋０．４８ でまとめている。表１におけるデータは磁心を設計するために、例えば、積層リボンから製造される磁心を設計するために用いられる。
【００５８】
【表１】
0006632627.tif 000005
【００５９】
[0066]サンプル１は実施例１における図３Ａの平らなリボンの場合に相当し、磁化の分布は比較的均一であるが、大きな値のＢ８０/ＢＳ になり、これは好ましいものである。
[0067]本発明の態様において、曲率半径は上の表に示す値の間での任意の値の範囲になりうるが、それには、２００ｍｍから無限大までの範囲の曲率半径、あるいは２００ｍｍの曲率半径からリボンが平らであるか、または実質的に平らであるような形状まで含まれる。Ｂ８０/ＢＳ の値は、例えば、０．５２と０．９８の間の任意の値であってよく、それには０．９２と０．９８の間の値が含まれる。
【００６０】
実施例３
[0068]Ｆｅ８１Ｃｕ１Ｍｏ０．２Ｓｉ４Ｂ１３．８合金のリボンのストリップサンプル（細長いサンプル）を、最初に４７０℃の加熱浴の中で５０℃/秒よりも大きな加熱速度を用いて１５秒間焼鈍し、次いで、１．５ｋＡ/ｍの磁界中で４３０℃において５４００秒にわたって二次焼鈍した。最初の焼鈍の加熱速度は１００００℃/秒程度まで大きいことがわかった。同じ化学組成のストリップを、最初に４８１℃の加熱浴の中で５０℃/秒よりも大きな加熱速度を用いて３ＭＰａの張力を加えながら８秒間焼鈍し、次いで、１．５ｋＡ/ｍの磁界を用いて４３０℃において５４００秒にわたって二次焼鈍した。これらのストリップについて得られたＢＨループの例を図５Ａおよび５Ｂに示す。
【００６１】
[0069]図５Ａは、最初に４７０℃の加熱浴の中で１５秒にわたって５０℃/ｓの加熱速度で焼鈍し（点線）、次いで、１．５ｋＡ/ｍの磁界の中で５４００秒にわたって４３０℃で二次焼鈍を行ったＦｅ８１Ｃｕ１Ｍｏ０．２Ｓｉ４Ｂ１３．８のサンプルについて得られたＢＨ挙動を示し、図５Ｂは、最初に４８１℃の加熱浴の中で８秒にわたって３ＭＰａの張力を用いて５０℃/ｓの加熱速度で焼鈍し（点線）、次いで、１．５ｋＡ/ｍの磁界を用いて５４００秒にわたって４３０℃で二次焼鈍を行った同じ組成を有するサンプルについて得られたＢＨ挙動を示す。
【００６２】
実施例４
[0070]下の表に示すように、本発明の態様の合金および（比較例としての）’５３１公報の二つの合金について１８０°曲げ延性試験を行った。１８０°曲げ延性試験は、リボン形状の材料が１８０°曲げたときに破断するか、または亀裂が入るかどうかを試験するために一般的に用いられる。ここに示すように、本発明の態様の製品は曲げ試験において破壊を示さなかった。
【００６３】
【表２】
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【００６４】
[0071]本明細書の全体を通して用いられているものとして、「まで」という用語は、包括する終点を指す。従って、「ｘからｙまで」は、ｘとｙを含めた範囲およびそれらの間の全ての地点を指し、そのような中間点も本開示の部分である。さらに、数値で示す量の偏差も可能であることを、当業者であれば理解するだろう。従って、明細書または請求項において数値について言及しているときは常に、おおよそその数値であるか、あるいはほぼその数値であるような追加の値も本発明の範囲に入ることを理解されたい。
【００６５】
[0072]幾つかの態様を示して説明したが、本発明の原理と精神から逸脱することなくこれらの態様において変更がなされうることを当業者であれば認識するだろう。本発明の範囲は請求項およびそれらの同等物において明確にされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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