(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気角運動ＥＡＳマーカーであって、
ＦｅａＣｏｂＮｉｃＭｄＢｅＳｉｆＣｇから成る組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形をとる賦活要素と、
レベルＨＢで前記賦活要素に磁気バイアスを適用するための手段であって、
ＨＢは、３エルステッドよりも大きい、前記手段とを備え、
前記賦活要素は、応力を軽減するように焼き鈍され、適用されるバイアスレベルＨＢで０．２８≦ｋ≦０．４となる磁気角運動結合係数ｋを持ち、４５≦ａ≦８２、０≦ｂ≦４０、０≦ｃ≦３０、２≦ｄ≦１７、０≦ｅ≦２８、０≦ｆ≦８、０≦ｇ≦４（ａ〜ｇは原子百分率）であり、Ｍは、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、
（ｉ）存在するならば、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｖの割合は、１０％を越えず、
（ii）存在するならば、ＺｒとＨｆの割合は、１５％を超えないことを特徴とする磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項２】
ａ≧５０であることを特徴とする請求項１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項３】
ａ≧５５であることを特徴とする請求項２記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項４】
ａ≧６０であることを特徴とする請求項３記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項５】
ａ≧６５であることを特徴とする請求項４記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６】
ａ≧７０であることを特徴とする請求項５記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項７】
ｂ＋ｃ≧１０であることを特徴とする請求項１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項８】
ｂ、ｃ≧５であることを特徴とする請求項７記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項９】
ｂ＋ｃ≧２０であることを特徴とする請求項８記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項１０】
ＭがＺｒであることを特徴とする請求項１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項１１】
ｄ≧８であることを特徴とする請求項１０記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項１２】
ｅ、ｆ、ｇ＝０であることを特徴とする請求項１１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項１３】
ｂ、ｃ、ｆ、ｇ＝０であることを特徴とする請求項１０記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項１４】
磁気角運動電子商品監視マーカー内の賦活要素として使用するための磁気ひずみ要素であって、該要素は、アモルファス金属合金のストリップであり、該要素内の応力を軽減するように焼き鈍され、該要素の最小共鳴周波数に対応するバイアス磁界レベルで０．２８〜０．４の範囲の磁気角運動結合係数ｋを持ち、前記合金は、ＦｅａＣｏｂＮｉｃＭｄＢｅＳｉｆＣｇの組成を持ち、４５≦ａ≦８２、０≦ｂ≦４０、０≦ｃ≦３０、２≦ｄ≦１７、０≦ｅ≦２８、０≦ｆ≦８、０≦ｇ≦４（ａ〜ｇは原子百分率）であり、Ｍは、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、
（ｉ）存在するならば、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｖの割合は、１０％を越えず、
（ii）存在するならば、ＺｒとＨｆの割合は、１５％を超えない
ことを特徴とする磁気ひずみ要素。
【請求項１５】
ａ≧５０であることを特徴とする請求項１４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項１６】
ａ≧５５であることを特徴とする請求項１５記載の磁気ひずみ要素。
【請求項１７】
ａ≧６０であることを特徴とする請求項１６記載の磁気ひずみ要素。
【請求項１８】
ａ≧６５であることを特徴とする請求項１７記載の磁気ひずみ要素。
【請求項１９】
ａ≧７０であることを特徴とする請求項１８記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２０】
ｂ＋ｃ≧１０あることを特徴とする請求項１４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２１】
ｂ、ｃ≧５でであることを特徴とする請求項１５記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２２】
ｂ＋ｃ≧２０であることを特徴とする請求項２１記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２３】
ＭがＺｒであることを特徴とする請求項１４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２４】
ｄ≧８であることを特徴とする請求項２３記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２５】
ｅ、ｆ、ｇ＝０であることを特徴とする請求項２４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２６】
ｂ、ｃ、ｆ、ｇ＝０であることを特徴とする請求項２３記載の磁気ひずみ要素。
【請求項２７】
磁気角運動ＥＡＳマーカーであって、
ＦｅａＭ１ｂＭ２ｃＭ３ｄＣｅの組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形状である賦活要素と、
レベルＨＢで前記賦活要素に磁気バイアスを適用するための手段であって、ＨＢは、３エルステッドより大きい、前記手段とを備え、
前記賦活要素は、応力を軽減するように焼き鈍され、適用されるバイアスレベルＨＢで０．２８≦ｋ≦０．４の磁気角運動結合係数ｋを持ち、Ｍ１はＣｏとＮｉの１つ又は両方であり、Ｍ２は、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、Ｍ３は、ＢとＳｉの１つ又は両方であり、５０≦ａ≦７５、１５≦ｂ≦３５、３≦ｃ≦１２、０≦ｄ≦２０、０≦ｅ≦４（ａ〜ｅは原子百分率）であることを特徴とする磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項２８】
ａ≧６０であることを特徴とする請求項２７記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項２９】
前記合金は、少なくとも１５原子百分率の割合でコバルトを含むことを特徴とする請求項２８記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項３０】
前記コバルトの割合は、２５原子百分率を超えないことを特徴とする請求項２９記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項３１】
Ｍ２がＺｒであることを特徴とする請求項２７記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項３２】
ｃ≧８であることを特徴とする請求項２８記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項３３】
ｄ≧１０であることを特徴とする請求項２８記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項３４】
磁気角運動電子商品監視マーカー内の賦活要素として使用するための磁気ひずみ要素であって、該要素は、アモルファス金属合金のストリップであり、該要素内の応力を軽減するように焼き鈍され、該要素の最小共鳴周波数に対応するバイアス磁界レベルで０．２８〜０．４の範囲の磁気角運動結合係数ｋを持ち、前記合金は、ＦｅａＭ１ｂＭ２ｃＭ３ｄＣｅの組成を持ち、Ｍ１はＣｏとＮｉの１つ又は両方であり、Ｍ２は、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、Ｍ３は、ＢとＳｉの１つ又は両方であり、５０≦ａ≦７５、１５≦ｂ≦３５、３≦ｃ≦１２、０≦ｄ≦２０、０≦ｅ≦４（ａ〜ｅは原子百分率）であることを特徴とする磁気ひずみ要素。
【請求項３５】
ａ≧６０であることを特徴とする請求項３４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項３６】
前記合金は、少なくとも１５原子百分率の割合でコバルトを含むことを特徴とする請求項３５記載の磁気ひずみ要素。
【請求項３７】
前記コバルトの割合は、２５原子百分率を超えないことを特徴とする請求項３６記載の磁気ひずみ要素。
【請求項３８】
Ｍ２がＺｒであることを特徴とする請求項３４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項３９】
ｃ≧８であることを特徴とする請求項３５記載の磁気ひずみ要素。
【請求項４０】
ｄ≧１０であることを特徴とする請求項３５記載の磁気ひずみ要素。
【請求項４１】
磁気角運動ＥＡＳマーカーであって、
ＦｅａＭｂＢｃＳｉｄＣｅの組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形状である賦活要素と、
レベルＨＢで前記賦活要素に磁気バイアスを適用するための手段であって、ＨＢは、３エルステッドより大きい、前記手段とを備え、
前記賦活要素は、応力を軽減するように焼き鈍され、適用されるバイアスレベルＨＢで０．２８≦ｋ≦０．４の磁気角運動結合係数ｋを持ち、Ｍは、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、７０≦ａ≦８０、２≦ｂ≦８、１５≦ｃ≦２６、０≦ｄ≦４、０≦ｅ≦４（ａ〜ｅは原子百分率におけるａ〜ｅ）であることを特徴とする磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項４２】
ａ≧７５であることを特徴とする請求項４１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項４３】
ｃ＋ｄ≧２０であることを特徴とする請求項４１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項４４】
磁気角運動電子商品監視マーカー内の賦活要素として使用するための磁気ひずみ要素であって、該要素は、アモルファス金属合金のストリップであり、該要素内の応力を軽減するように焼き鈍され、該要素の最小共鳴周波数に対応するバイアス磁界レベルで０．２８〜０．４の範囲の磁気角運動結合係数ｋを持ち、前記合金は、ＦｅａＭｂＢｃＳｉｄＣｅの組成を持ち、Ｍは、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、７０≦ａ≦８０、２≦ｂ≦８、１５≦ｃ≦２６、０≦ｄ≦４、０≦ｅ≦４（ａ〜ｅは原子百分率）であることを特徴とする磁気ひずみ要素。
【請求項４５】
ａ≧７５であることを特徴とする請求項４４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項４６】
ｃ＋ｄ≧２０であることを特徴とする請求項４１記載の磁気ひずみ要素。
【請求項４７】
磁気角運動ＥＡＳマーカーであって、
（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｚＴＥ１ｘＭｚの組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形状である賦活要素であって、ＴＥ１は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａの１つ以上であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐの１つ以上であり、ｘ、ｚ及び（１００−ｘ−ｚ）は、すべて原子百分率である、前記賦活要素と、
レベルＨＢで前記賦活要素に磁気バイアスを適用するための手段であって、ＨＢは、３エルステッドより大きい、前記手段とを備え、
前記賦活要素は、応力を軽減するように焼き鈍され、適用されるバイアスレベルＨＢで０．２８≦ｋ≦０．４の磁気角運動結合係数ｋを持ち、５≦ｘ≦１６、０≦ｚ≦１２であり、
（ｉ）前記合金中のＦｅの割合は、少なくとも０．４×（１００−ｘ−ｚ）、
（ii）前記合金中のＣｏの割合は、０．４×（１００−ｘ−ｚ）以下、
（iii）前記合金中のＮｉの割合は、０．４×（１００−ｘ−ｚ）以下、
であることを特徴とする磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項４８】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．６×（１００−ｘ−ｚ）であることを特徴とする請求項４７記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項４９】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．８×（１００−ｘ−ｚ）であることを特徴とする請求項４８記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項５０】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．９×（１００−ｘ−ｚ）であることを特徴とする請求項４９記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項５１】
ＴＥ１がＺｒであることを特徴とする請求項４７記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項５２】
磁気角運動電子商品監視マーカー内の賦活要素として使用するための磁気ひずみ要素であって、該要素は、アモルファス金属合金のストリップであり、該要素内の応力を軽減するように焼き鈍され、該要素の最小共鳴周波数に対応するバイアス磁界レベルで０．２８〜０．４の範囲の磁気角運動結合係数ｋを持ち、
前記合金は、（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｚＴＥ１ｘＭｚの組成を持ち、ここで、ＴＥ１は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａの１つ以上であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇe、Ｃ、Ｐの１つ以上であり、ｘ、ｚ及び（１００−ｘ−ｚ）は、すべて原子百分率であり、５≦ｘ≦１６、０≦ｚ≦１２であり、
（ｉ）前記合金中のＦｅの割合は、少なくとも０．４×（１００−ｘ−ｚ）であり、
（ii）前記合金中のＣｏの割合は、０．４×（１００−ｘ−ｚ）以下であり、
（iii）前記合金中のＮｉの割合は、０．４×（１００−ｘ−ｚ）以下であることを特徴とする磁気ひずみ要素。
【請求項５３】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．６×（１００−ｘ−ｚ）であることを特徴とする請求項５２記載の磁気ひずみ要素。
【請求項５４】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．８×（１００−ｘ−ｚ）であることを特徴とする請求項５３記載の磁気ひずみ要素。
【請求項５５】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．９×（１００−ｘ−ｚ）であることを特徴とする請求項５４記載の磁気ひずみ要素。
【請求項５６】
ＴＥ１がＺｒであることを特徴とする請求項５２記載の磁気ひずみ要素。
【請求項５７】
磁気角運動ＥＡＳマーカーであって、
（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｙ−ｚＴＥ２ｙＭｚの組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形状である賦活要素であって、ＴＥ２は、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｖの１つ以上であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐの１つ以上であり、ｙ、ｚ及び（１００−ｙ−ｚ）は、すべて原子百分率である前記賦活要素と、
レベルＨＢで前記賦活要素に磁気バイアスを適用するための手段であって、
ＨＢは、３エルステッドより大きい、前記手段とを備え、
前記賦活要素は、応力を軽減するために焼き鈍され、適用されるバイアスレベルＨＢで０．２８≦ｋ≦０．４の磁気角運動結合係数ｋを持ち、２≦ｙ≦１４、４≦ｚ≦１６、ｙ＋ｚ≦２５であり、前記合金中のＦｅの割合が（１００−ｙ−ｚ）の少なくとも２／３であることを特徴とする磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項５８】
前記合金内のＦｅの割合は、０．８×（１００−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項５７記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項５９】
前記合金内のＦｅの割合は、０．９×（１００−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項５８記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６０】
磁気角運動電子商品監視マーカー内の賦活要素として使用するための磁気ひずみ要素であって、該要素は、アモルファス金属合金のストリップであり、該要素内の応力を軽減するように焼き鈍され、該要素の最小共鳴周波数に対応するバイアス磁界レベルで０．２８〜０．４の範囲の磁気角運動結合係数ｋを持ち、
前記合金は、（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｙ−ｚＴＥ２ｙＭｚの組成を持ち、ここで、ＴＥ２は、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｖの１つ以上であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐの１つ以上であり、ｙ、ｚ及び（１００−ｙ−ｚ）はすべて原子百分率であり、２≦ｙ≦１４、４≦ｚ≦１６、ｙ＋ｚ≦２５であり、
前記合金中のＦｅの割合が（１００−ｙ−ｚ）の少なくとも２／３であることを特徴とする磁気ひずみ要素。
【請求項６１】
前記合金内のＦｅの割合は、０．８×（１００−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６０記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６２】
前記合金内のＦｅの割合は、０．９×（１００−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６１記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６３】
磁気角運動ＥＡＳマーカーであって、
（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｙ−ｚＴＥ１ｘＴＥ２ｙＭｚの組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形状である賦活要素であって、ここでＴＥ１は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａの１つ以上であり、ＴＥ２は、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｖの１つ以上であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐの１つ以上であり、ｘ、ｙ、ｚ及び（１００−ｘ−ｙ−ｚ）は、すべて原子百分率である、前記賦活要素と、
レベルＨＢで前記賦活要素に磁気バイアスを適用するための手段であって、ＨＢは、３エルステッドより大きい、前記手段とを備え、
前記賦活要素は、応力を軽減するために焼き鈍され、適用されるバイアスレベルＨＢで０．２８≦ｋ≦０．４の磁気角運動結合係数ｋを持ち、５≦ｘ≦１６、２≦ｙ≦１２、４≦ｚ≦１６、ｘ＋ｙ≦２０、ｘ＋ｙ＋ｚ≦３０であり、
前記合金中のＦｅの割合が少なくとも０．４×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６４】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．６×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６３記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６５】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．８×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６４記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６６】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．９×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６５記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６７】
ＴＥ１がＺｒであることを特徴とする請求項６３記載の磁気角運動ＥＡＳマーカー。
【請求項６８】
磁気角運動電子商品監視マーカー内の賦活要素として使用するための磁気ひずみ要素であって、該要素は、アモルファス金属合金のストリップであり、該要素内の応力を軽減するように焼き鈍され、該要素の最小共鳴周波数に対応するバイアス磁界レベルで０．２８〜０．４の範囲の磁気角運動結合係数ｋを持ち、前記合金は、（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｙ−ｚＴＥ１ｘＴＥ２ｙＭｚの組成を持ち、ここで、ＴＥ１は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａの１つ以上であり、ＴＥ２は、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｖの１つ以上であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｐの１つ以上であり、ｘ、ｙ、ｚ及び（１００−ｘ−ｙ−ｚ）は、すべて原子百分率であり、５≦ｘ≦１６、２≦ｙ≦１２、４≦ｚ≦１６、ｘ＋ｙ≦２０、ｘ＋ｙ＋ｚ≦３０であり、前記合金中のＦｅの割合が少なくとも０．４×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする磁気ひずみ要素。
【請求項６９】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．６×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６８記載の磁気ひずみ要素。
【請求項７０】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．８×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項６９記載の磁気ひずみ要素。
【請求項７１】
前記合金内のＦｅの割合は、少なくとも０．９×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であることを特徴とする請求項７０記載の磁気ひずみ要素。
【請求項７２】
ＴＥ１がＺｒであることを特徴とする請求項６８記載の磁気ひずみ要素。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
関連出願との相互参照
これは、共に１９９７年２月１４日に出願された先行の同時係属出願番号第０８／８００，７７１号及び第０８／８００，７７２号の一部継続出願である。’７７１及び’７７２出願の全開示は、参照によってここに組み込まれる。
【０００２】
発明の技術分野
この発明は、磁気角運動電子商品監視（ＥＡＳ）システムのためのマーカーに用いられる賦活要素に関し、より詳しくは、そのような賦活要素が形成される合金に関する。
【０００３】
発明の背景技術
アンダーソン他（Anderson et al.）に発行された米国特許第４，５１０，４８９号は、磁気ひずみ賦活要素を含むマーカーが窃盗から守るべき商品に保証される磁気角運動ＥＡＳシステムを開示する。賦活要素は、軟磁性体から形成され、マーカーは、また、賦活要素を予め決められた周波数で機械的に共鳴させるバイアス磁界を供給するように、予め決められた程度磁化される制御要素（同じく、「バイアス要素として言及される」）を含む。マーカーは、予め決められた共鳴周波数で交番磁界を生成する呼びかけ信号生成装置によって検出され、磁気角運動共鳴から結果として生じる信号は、受信装置によって検出される。
【０００４】
アンダーソン他の特許に開示される一実施の形態によれば、呼びかけ信号は、ＯＮ・ＯＦＦされ、あるいは「パルス状にされ」、各呼びかけ信号パルスの終結後に賦活要素によって生成される「リングダウン」信号が検出される。
【０００５】
アンダーソン他の特許の開示は、参照によりここに組み込まれる。
【０００６】
典型的に、磁気角運動マーカーは、バイアス磁界が賦活要素から取り除かれ、それによって賦活要素の共鳴周波数の実質的なシフトが生じるように、制御要素を消磁することによって非活化される。この技術は、賦活要素の共鳴周波数が賦活要素に適用されるバイアス磁界のレベルによって変化するという事実を利用する。図１Ａの曲線２０は、磁気角運動マーカーに用いられるある従来の賦活要素の典型的なバイアス磁界依存共鳴周波数特性を示す。図１Ａに示されるバイアス磁界レベルＨＢは、磁気角運動マーカーが賦活状態であるときに制御要素によって通常供給されるバイアス磁界のレベルを示す。バイアス磁界レベルＨＢは、しばしば動作点として言及される。従来の磁気角運動ＥＡＳマーカーは、約６〜７エルステッド（Ｏｅ）のバイアス磁界で作動する。
【０００７】
制御要素がマーカーを非活化するために消磁されるとき、賦活要素の共鳴周波数は、矢印２２によって示されるように実質的にシフトされる（増加される）。従来のマーカーでは、非活化における典型的な周波数シフトは、１．５〜２kHzのオーダーである。それに加えて、「リングダウン（信号式）」信号の振幅における実質的減少が通常ある。
【０００８】
本出願と同一の発明者と譲受人を持つ米国特許第５，４６９，１４０号は、アモルファス金属合金のストリップが飽和直交磁界の存在下で焼き鈍される手順を開示する。結果として生じる焼き鈍しストリップは、磁気角運動マーカー内の賦活要素としての使用に適し、パルス磁気角運動ＥＡＳシステムの性能を高める改良リングダウン特性を持つ。’１４０特許に従って製造される賦活要素は、また、高調波タイプのＥＡＳシステムに曝すことに起因する誤認警報を除去するか、あるいは減少することにつながるヒステリシスループ特性を持つ。’１４０特許の開示は、参照によってここに組み込まれる。
【０００９】
再び図１Ａの曲線２０において、その曲線が動作点で実質的な傾きを持つことに注意されたい。結果として、もし、賦活要素に実際に適用されるバイアス磁界が名目上の動作点ＨＢから外れるならば、マーカーの共鳴周波数は、名目上の動作周波数からある程度シフトされ、それゆえ、標準検出装置で検出することが困難であり得る。前述の’１４０号特許の一部継続出願である米国特許第５，５６８，１２５号は、直交磁界で焼き鈍されるアモルファス金属合金ストリップが動作点の領域でバイアス磁界依存の共鳴周波数特性の傾きを減らすために、さらなる焼き鈍しステップにかけられる方法を開示する。
【００１０】
’１２５号特許に開示される技術は、制御要素を消磁することにおいて起こることが望まれる全体的な周波数シフトを過度に減らすことなく、結果として生じる磁気角運動マーカーの感度をバイアス磁界の変動に減らす。’１２５号特許の技術が直交焼き鈍しの賦活要素の製造に関して進歩を表すけれども、共鳴周波数でいっそう大きい安定性を示す磁気角運動ＥＡＳマーカーを提供することが望ましい。
【００１１】
上記で参照される同時係属出願第’７７１号は、ある焼き鈍し技術、及び、バイアス磁界の変化に対し共鳴周波数に関する改良された安定性を持つ賦活要素を得るために利用され得るある好ましい合金組成を開示する。以下の開示によれば、同じく望ましい共鳴周波数安定性を供給すべきであり、低コストで製造され得る追加の合金組成が開示される。
【００１２】
発明の目的及び概要
本発明の目的は、バイアス磁界の変化に対し共鳴周波数に関して安定した低コストの磁気角運動ＥＡＳマーカーを提供することである。
【００１３】
本発明の一面によれば、本質的にＦｅａＣｏｂＮｉｃＭｄＢｅＳｉｆＣｇから成る組成を持つアモルファス磁気ひずみ金属合金のストリップの形をとる賦活要素と、レベルＨＢでバイアス磁界を賦活要素に適用するための要素とを含む、磁気角運動ＥＡＳマーカーが提供される。ＨＢは、３エルステッドよりも大きく、賦活要素は、４５≦ａ≦８２、０≦ｂ≦４０、０≦ｃ≦３０、２≦ｄ≦１７、０≦ｅ≦２８、０≦ｆ≦８、０≦ｇ≦４（原子百分率におけるａ〜ｇ）で０．２８≦ｋ≦０．４であるように、圧力を軽減するためにそこに焼き鈍され、バイアスレベルＨＢで磁気角運動結合係数ｋを持ち、Ｍは、（ｉ）もし、存在するならば、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｖの結合割合は、１０％を越えず、（ii）もし、存在するならば、ＺｒとＨｆの結合割合は、１５％を超えないならば、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上である。
【００１４】
本発明のさらなる面によれば、そのような賦活要素の組成は、本質的にＦｅａＭ１ｂＭ２ｃＭ３ｄＣｅから成る。ここで、Ｍ１は、ＣｏとＮｉの１つ又は両方であり、Ｍ２は、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、Ｍ３は、ＢとＳｉの１つ又は両方であり、５０≦ａ≦７５、１５≦ｂ≦３５、３≦ｃ≦１２、０≦ｄ≦２０、０≦ｅ≦４（原子百分率におけるａ〜ｅ）である。
【００１５】
本発明のさらにもう１つの面によれば、そのような賦活要素の組成は、本質的にＦｅａＭｂＢｃＳｉｄＣｅから成る。ここで、Ｍは、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、７０≦ａ≦８０、２≦ｂ≦８、６≦ｃ≦１５、０≦ｄ≦４、０≦ｅ≦４（原子百分率におけるａ〜ｅ）である。
【００１６】
本発明のさらなる面によれば、賦活要素の組成は、次の１つであってもよい：（Ａ）（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｚＴＥ１ｘＭｚ、ここで、もし、以下の条件であれば、５≦ｘ≦１６、０≦ｚ≦１２である：
（ｉ）Ｆｅの割合は、少なくとも０．４×（１００−ｘ−ｚ）であり、
（ii）Ｃｏの割合は、０．４×（１００−ｘ−ｚ）以下であり、
（iii）Ｎｉの割合は、０．４×（１００−ｘ−ｚ）以下である。
（Ｂ）（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｙ−ｚＴＥ２ｙＭｚ、ここで、もし、Ｆｅの割合が（１００−ｙ−ｚ）の少なくとも２／３であれば、２≦ｙ≦１４、４≦ｚ≦１６、ｙ＋ｚ≦２５である。
（Ｃ）（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｙ−ｚＴＥ１ｘＴＥ２ｙＭｚ、ここで、もし、Ｆｅの割合が少なくとも０．４×（１００−ｘ−ｙ−ｚ）であれば、５≦ｘ≦１６、２≦ｙ≦１２、４≦ｚ≦１６、ｘ＋ｙ≦２０、ｘ＋ｙ＋ｚ≦３０であり、
（１）すべての割合は、原子百分率に関して示され、
（２）ＴＥ１は、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａの１つ以上であり、
（３）ＴＥ２は、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｖの１つ以上であり、
（４）Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ及びＰの１つ以上である。
【００１７】
好ましい実施の形態の詳細な記述
再び図１Ａにおいて、先行技術の直交磁界焼き鈍し賦活要素の共鳴周波数特性曲線２０がほぼＨ’のバイアス磁界の値で最小値を持つことが観察される。Ｈ’の値は、実質的に、直交磁界焼き鈍しによって形成された直交異方性を克服するのに要求される縦の磁界である異方性磁界（Ｈａ）に対応する。従来の直交磁界焼き鈍し賦活要素のためのＨ’の典型的なレベル（最小共鳴周波数に対応するレベル）は、およそ１１エルステッド〜１５エルステッドである。
【００１８】
特性曲線２０の最小値に対応するバイアス磁界レベルＨ’に動作点を変更することが考慮され得る。この場合、特性曲線２０の傾きがその最小値において本質的に零であり、さもなければ、Ｈ’の周りの領域では低レベルであるので、効果的なバイアス磁界の変更は、共鳴周波数の大きな変化をもたらさない。しかしながら、従来の直交磁界焼き鈍し賦活要素でＨ’において十分な操作を妨げる実用的な困難性がある。
【００１９】
もし、レベルＨ’でバイアスをかけられるならば、最も重要な困難は、賦活要素の磁気角運動結合係数ｋに関する。図１Ｂ及び図１Ｃから分かるように、結合係数ｋは、共鳴周波数がその最小値（図１Ｂ；バイアス磁界レベルを示す横縮尺は、図１Ｂと図１Ｃで同じである）を持つ実質的に同じバイアスレベルでピークを持つ（図１Ｃ）。図１Ｂと図１Ｃに示される曲線の実線部分は、測定値と同様に、共鳴周波数のくぼみと結合係数ｋのピークのための理論モデルに対応する。曲線の点線部分は、実質的に測定され、理論モデルに反する周波数曲線の丸まった最小値と結合係数の丸まったピークを示す。従来の直交磁界焼き鈍し材料のために、ピーク結合係数ｋは、最適結合係数０．３より際立って上にあるおよそ０．４５である。０．４５における結合係数ｋで、賦活要素のいわゆる「線質係数（quality factor）」又はＱは、賦活要素が共鳴するとき、ずっと速やかにエネルギーを放散し、それゆえ、従来のパルス磁界検出装置で検出できないより低いリングダウン信号を持つように、従来の動作点ＨＢにおけるより実質的に低い。
【００２０】
さらに、より高いレベルバイアス磁界Ｈ’を提供するために必要とされるバイアス要素は、従来のバイアス要素よりも大きく、高価であり、マーカーが作動するのを妨げる賦活要素を磁気的に強制する傾向がいっそうある。
【００２１】
より大きいバイアス要素によって引き起こされる困難さは、異方性磁界Ｈａが従来の動作点ＨＢに実質的に対応するように、従来の直交磁界焼き鈍し賦活要素を形成するために適用される焼き鈍し処理を変えることによって防がれ得る。結果として生じる共鳴周波数特性は、図１Ａの曲線２４によって表される。この特性曲線が従来の動作点においてあるいはその近くで最小値及び零勾配を示すけれども、周波数「くぼみ」は、通常の動作点からのバイアス磁界の小さい経距が共鳴周波数で重要な変化に導き得るように、非常に急勾配な面を持つ。さらに、特性曲線２４の周波数最小値に対応する結合係数ｋのピークレベルは、実質的におよそ最適レベル０．３より高く、速いリングダウンと許容できない低リングダウン信号振幅を結果として生じる。
【００２２】
以下に提供される例によれば、新規な賦活要素は、従来の動作点ＨＢにおいてあるいはその近くに最小値を、及び動作点に最適な０．３においてあるいはその近くにおける結合係数ｋを持って、図１Ａの点線曲線２６によって示されるような共鳴周波数特性を持つように形成される。
【００２３】
簡単に、’１４０特許におけるように、磁気角運動ＥＡＳマーカー内の焼き鈍された磁気ひずみ要素として以前に使用されていなかったアモルファス合金組成に、従来の直交磁界焼き鈍し処理を適用することが、本発明において提案される。
【００２４】
上に示されるように、０．３の磁気角運動結合係数ｋが最大リングダウン信号レベルに対応することが見出された。０．２８〜０．４０の範囲のｋのために、また、十分な信号振幅が供給される。もし、ｋが０．４より大きいならば、出力信号振幅は実質的に減少し、もし、ｋが０．３よりもずっと小さいならば、呼びかけパルスによって生成される初期信号レベルは、再びリングダウン出力レベルの減少を導いて、減少する。ｋの好ましい範囲は、約０．３０から０．３５である。
【００２５】
直交異方性を持つ材料のために、結合係数ｋが飽和状態で磁化ＭＳ、磁気ひずみ係数λＳ、異方性磁界Ｈａ、飽和状態ＥＭでのヤング係数、次式による適用された縦磁界Ｈに関連することが示された。
【式１】
0004481500.tif 000002
この関係は、Ｊ．Ｄ．リヴィングストン（Livingston）、Phys. Stat. Sol., (a)70,５９１〜５９６頁（１９８２年）の「アモルファス金属の磁気角運動特性」に記述される。
【００２６】
式（１）によって表される関係は、理論上、磁界レベルｋが零に落ちるＨａより小さいか同等であるＨの値だけのために保持する。しかしながら、実在の材料のために、ｋ特性は、図１Ｃに示されるように、後部によって続かれるＨ＝Ｈａの丸いピークを示す。
【００２７】
賦活要素として用いられるアモルファス材料のために、ＥＭは、約１．２×１０１２ｅｒｇ／ｃｍ３の値を持つ。望ましい動作点は、６エルステッドのＨａレベルを意味する。曲線２４よりもむしろ、図１Ａに示される特性曲線２６を持つ賦活要素を製造するために、ＨがＨａにほぼ等しいとき、ｋが０．２８〜０．４０の範囲にあることが望ましい。これは、曲線２４によって表される特性を持つ材料に関してｋの実質的減少を必要とする。定数としてＥＭ、Ｈ、及びＨａをとり、ｋが磁気ひずみλＳを減らし、及び／又は磁化ＭＳを増加することによって減少され得ることが分かられ得る。磁化を増加することは、また、出力信号もまた増加される点で、有益であるが、アモルファス磁性材料で可能な飽和磁化のレベルは、制限される。
【００２８】
磁気ひずみλＳについて式（１）を解くことは、次の関係をもたらす：
【式２】
0004481500.tif 000003
ｋ、Ｈ、Ｈａ、ＥＭの所定の値のために、磁気ひずみが磁化の平方根に比例することが分かられる。
【００２９】
Ｈ＝５．５エルステッドとして、前に注意される値を持つＨａとＥＭを持ち、図２は、ｋ＝０．３とｋ＝０．４のための磁気ひずみに対する磁化のプロットを示す。磁気ひずみ−磁化空間における望ましい領域は、図２の３６で参照される斜線領域によって示される。好ましい領域３６は、ＭＳ＝１０００ガウスの周りでｋ＝０．３とｋ＝０．４に対応する曲線間に広がる。
【００３０】
図３は、重ねられた多くの組成の磁気ひずみ−磁化特性で、図２に類似する。図３の曲線３８は、Ｆｅ８０Ｂ２０からＦｅ２０Ｎｉ６０Ｂ２０までの組成の範囲を示す。ＦｅＮｉＢ曲線３８が望ましい領域３６を外していることが観察され、磁化の望ましいレベルに対応する領域内のｋの望ましくない高レベルを結果として生じることが期待され得る。例えば、Ａで標識付けられた点は、Ｆｅ４０Ｎｉ３８Ｍｏ４Ｂ１８当たりであり、望ましくない高結合係数ｋを持つMetglas 2826MBとして知られる組成に対応する。その2826MB合金は、いくつかの従来の磁気角運動マーカー内の賦活要素として鋳放し（as-cast）（すなわち、焼き鈍しせずに）で用いられる。鋳造法は、2826MB鋳放しのためのＨａが典型的に、実質的に従来の動作点より上であるけれども、ある場合に2826MB材料が従来の動作点に近いＨａのレベルを持つように、直交異方性の変化を含む、幾分変化しやすい結果を受けやすい。
【００３１】
曲線４０は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金に対応し、望ましい領域３６を通過する。曲線４０上の４３で言及される点は、好ましい領域３６内であり、Ｆｅ２０Ｃｏ６０Ｂ２０に対応する。後者の組成が好ましい動作点で望ましい結合係数ｋを持つことが期待され得るけれども、そのような材料は、高コバルト含有のために、生産に非常にコストがかかる。およそＣｏ７４Ｆｅ６０Ｂ２０である点Ｂにおいて、実質的にゼロ磁気ひずみがあることに注意されたい。
【００３２】
曲線３８と４０のためのデータは、１９７７年のR.C. O'Handleyの「強磁性体金属ガラスの磁気ひずみ」、ソリッドステートコミュニケーション、２１巻、１１１９〜１１２０頁からとられる。
【００３３】
本発明は、好ましい領域３６内のアモルファス金属合金が以下の早期遷移金属：Ｍｎ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上を加えることによって、鉄がより多く、コバルトの含有量がより少なく又は全くなく形成されることを提案する。
【００３４】
曲線４２は、点１、２、３、４によって定義され、ＦｅＣｒＢ合金の範囲に対応する。これらの４つの点は、それぞれ、Ｆｅ８０Ｃｒ３Ｂ１７、Ｆｅ７８Ｃｒ５Ｂ１７、Ｆｅ７７Ｃｒ６Ｂ１７、及びＦｅ７３Ｃｒ１０Ｂ１７である。
【００３５】
曲線４４は、点５〜７によって定義され、ＦｅＮｂＢ合金の範囲に対応する。曲線４４上に示される点５〜７は、それぞれ、Ｆｅ８０Ｎｂ３Ｂ１７、Ｆｅ７８Ｎｂ５Ｂ１７、及びＦｅ７３Ｎｂ１０Ｂ１７である。磁化の望ましいレベルのために、曲線４２及び４４がＦｅＮｉＢ曲線３８よりもより低い磁気ひずみのレベルであることに注意されたい。ＦｅＮｂＢ曲線４４上の点６は、上記参照の’１２５特許の教示に従って直交磁界焼き鈍し賦活要素を製造するために用いられる合金Ｆｅ３２Ｃｏ１８Ｎｉ３２Ｂ１３Ｓｉ５として、実質的に同じ磁気ひずみ−磁化特性を提供する。
【００３６】
アモルファス（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）Ｚｒ合金の磁化、磁気ひずみ及び他の特性は、１９８０年９月のS. Ohnuma他の「（Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉ）−Ｚｒアモルファス合金の磁気特性」、IEEE Transactions on Magnetics、Vol. Mag-16, No. 5で報告されたように研究された。上で議論されるような磁気ひずみと磁化の報告された特性及び適正範囲に基づいて、本願発明者は、焼き鈍し後に、共鳴周波数特性曲線の最小値に対応するバイアス磁界レベルで適切な結合係数ｋを示すことが期待され得る鉄に富む組成範囲を考案した。
【００３７】
図４は、Ohnuma論文から引用され、磁気ひずみが（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）９０Ｚｒ１０システムの組成にどのように依存するかを示す。Ｆｅ９０Ｚｒ１０のための磁気ひずみデータは、この図には含まれない。なぜならば、この合金は、室温で強磁性体ではないからである。Ｃｏ又はＮｉの少なくとも５〜１０％は、室温よりキュリー温度Ｔｃだけ上昇することを要求される。Ｆｅ９０Ｚｒ１０のための補外によって期待される幾分低い磁気ひずみを与えられ、この要求によってほとんど失われない。
【００３８】
同じくOhnuma論文から引用される図５は、ほぼ絶対零度における飽和磁化がアモルファス（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）９０Ｚｒ１０合金のための組成でどのように変化するかを示す。図２に関する前述の議論は、もし、アモルファス合金が適切な結合係数ｋと従来のバイアス磁界レベルにおける最小共鳴周波数を持つべきならば、要求される磁化及び磁気ひずみ特性に関する「スウィートスポット」（斜線領域３６）を示した。図４及び図５のデータは、要求される特性を持つ（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ）−（早期遷移金属）組成を選択することにおいて有用である。しかしながら、もう１つの重要な特性は、キュリー温度（Ｔｃ）である。一般に、キュリー温度が高くなれば高くなるほど、室温での飽和磁化が高くなる。それに加えて、Ｔｃは、望ましい直交磁界焼き鈍し処理を可能にするのに十分な原子移動度を供給するために、十分に高くなければならない。
【００３９】
同じくOhnuma論文からの図６Ａは、Ｔｃがアモルファス（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）９０Ｚｒ１０システムの合金組成でどのように変化するかを示すデータを与える。図６Ｂは、図６Ａと同じであるが、Ｔｃ≧６００°Ｋである組成の望ましい範囲を示すために斜線部１００を持つ。もし、Ｔｃが約６００°Ｋより低いならば、直交磁界焼き鈍しによって望ましい直交異方性を形成するのは困難である。
【００４０】
上記で言及された磁化、磁気ひずみ及びキュリー温度データの使用によって、発明者は、適当に高いリングダウン信号と、ＥＡＳシステムの他のタイプで誤認警報を引き起こす低い見込みと、改良された共鳴周波数安定性とを持つ磁気角運動マーカーのためのアモルファス賦活要素を製造するために直交磁界焼き鈍しに適するように、比較的鉄に富む（そして、比較的低コストの）合金の以下の範囲を識別した：
ＦｅＣｏＮｉＭＢＳｉＣ
ここで、「Ｍ」は、「早期」遷移金属であるＭｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、「Ｍ」は、およそ２〜１７原子百分率の全部で変化する。鉄の割合は、およそ４５〜８２原子百分率で変化し、コバルトの割合は、およそ０〜４０原子百分率で変化し、ニッケルの割合は、およそ０〜３０原子百分率で変化し、ホウ素の割合は、およそ０〜２８原子百分率で変化し、シリコンの割合は、およそ０〜８原子百分率で変化し、炭素の割合は、およそ０〜４原子百分率で変化し、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔａ、及びＶの結合割合は、（もし、これら６つの元素のいずれかが存在するならば、）およそ１０原子百分率を超えず、Ｚｒ及びＨｆの結合割合は、（もし、これら２つの元素のいずれかが存在するならば、）およそ１５原子百分率を越えない。
【００４１】
図７は、この範囲に含まれる合金内のＦｅ、Ｎｉ、及びＣｏのそれぞれの割合を示す三成分図である。
【００４２】
以下は、本発明における賦活要素を製造するために、直交磁界焼き鈍し処理に適すると期待され得る合金の例である：
Ｆｅ８２Ｃｏ５Ｂ１０Ｚｒ３、Ｆｅ８２Ｃｏ５Ｂ１０Ｚｒ２Ｎｂ１、
Ｆｅ８０Ｃｏ５Ｎｉ５Ｂ６Ｚｒ４、Ｆｅ７７Ｚｒ３Ｂ２０、
Ｆｅ７７Ｚｒ３Ｂ１８Ｓｉ２、Ｆｅ７７Ｎｂ３Ｂ１８Ｓｉ２、
Ｆｅ７６Ｃｏ６Ｎｉ６Ｂ８Ｚｒ４、Ｆｅ７５Ｃｏ６Ｎｉ６Ｂ９Ｚｒ４、
Ｆｅ７０Ｃｏ６Ｎｉ１０Ｂ１０Ｚｒ４、Ｆｅ７０Ｎｉ１０Ｂ１６Ｚｒ４、
Ｆｅ７０Ｚｒ４Ｂ２６、Ｆｅ６４Ｃｏ２０Ｂ１０Ｚｒ６、
Ｆｅ６３Ｃｏ１３Ｎｉ１０Ｚｒ１４、Ｆｅ６０Ｃｏ１０Ｎｉ１６Ｚｒ１４、
Ｆｅ６０Ｃｏ１０Ｎｉ１６Ｂ１０Ｚｒ４、Ｆｅ６０Ｃｏ１５Ｎｉ５Ｚｒ６Ｂ８Ｓｉ６、
Ｆｅ５０Ｃｏ１４Ｎｉ１４Ｚｒ４Ｂ１５Ｓｉ３
（すべて原子百分率の割合）。
【００４３】
早期遷移金属（ＥＴＭ）の少なくとも数％の存在は、磁気ひずみを減少し、およそ０．２８〜０．４０の適切な範囲にｋを制限するのを助ける。それに加えて、ＥＴＭの低濃縮の含有は、渦電流損を減らし、賦活要素のＱを増す電気抵抗率を増加する。
【００４４】
ＥＴＭの含有は、減少された飽和磁化、より低いＴｃ及び増加された溶融温度の潜在的な損失をもたらす。種々の技術によってこれらの損失を最小にし、補償することが望ましい。飽和磁化の減少は、上記にリストされた他のＥＴＭよりむしろＺｒ及び／又はＨｆを用いることによって最小にされ得る。Ｔｃの減少は、Ｃｏ及び／又はＮｉを加えることによって相殺され得る。（Ｃｏ又はＮｉの存在は、また、磁界焼き鈍しによって増加される順序対異方性のために必要とされる種の派生を加える。）リボン構造をより困難にする増加された溶融温度は、Ｂ及び／又はＳｉを加えることによって相殺され得る。Ｂ及び／又はＳｉを（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）Ｚｒに加えることは、また、Ｔｃと飽和磁化と磁気ひずみとを上げる。Ｃｏ又はＮｉのいずれも存在しないとき、室温磁化は、Ｔｃの結果として生じる増加のために、（Ｂ、Ｓｉ）＞２０原子百分率で増加する。
【００４５】
望ましく高いキュリー温度を持ち、図６Ｂの領域１００に実質的に対応する、本発明における好ましい合金のより狭い範囲は、Ｆｅ（Ｍ１）（Ｍ２）（Ｍ３）として定義される。ここで、Ｍ１は、ＣｏとＮｉの１つ又は両方であり、Ｍ２は、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、Ｍ３は、ＢとＳｉの１つ又は両方であり、鉄の割合は、およそ５０〜７５原子百分率で変化し、Ｍ１の割合は、およそ１５〜３５原子百分率で変化し、Ｍ２の割合は、およそ３〜１２原子百分率で変化し、Ｍ３の割合は、およそ０〜２０原子百分率で変化する。炭素の少量は、同じく、およそ４原子百分率まで含まれてもよい。
【００４６】
鉄の含有量が特に高く、相応じてコストが低くなる、本発明における好ましい合金のもう１つのより狭い範囲は、ＦｅＭＢＳｉとして定義される。ここで、Ｍは、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｖの１つ以上であり、鉄の割合は、およそ７０〜８０原子百分率で変化し、Ｍの割合は、およそ２〜８原子百分率で変化し、ホウ素の割合は、およそ１５〜２６原子百分率で変化し、シリコンの割合は、およそ０〜４原子百分率で変化する。再び、炭素は、４原子百分率まで含まれてもよい。
【００４７】
前述の議論において、磁気角運動ＥＡＳマーカーの賦活要素を形成する本発明に従って用いられるべき合金は、早期遷移金属、すなわち、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ及びＶのグループの１つ以上を含んで定義される。しかしながら、これらの金属は、幾分異なる特性を持つ２つの異なるカテゴリーに分類され得る。以下、「ＴＥ１」で示される第１のカテゴリーは、Ｚｒ、Ｈｆ及びＴａから成り、「ＴＥ２」で示される第２のカテゴリーは、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｂ及びＶから成る。
【００４８】
ＴＥ１金属は、ＴＥ２金属よりも効率的にガラスを形成する元素である。したがって、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｐ及びＣのようなよりガラスを形成する１つ以上のメタロイドは、もし、ＴＥ２金属だけが含まれるならば、十分なアモルファスリボンを製造するために含まれなければならない。これは、磁気特性に関して重要である。なぜならば、Ｂの濃縮を増加することは、室温でより低い飽和磁化ＭＳを導く飽和モーメントｎＢを押し下げる傾向があるからである。
【００４９】
ＴＥ１金属は、また、ＴＥ２金属に比較して、異なる磁気特性を持つ。ＴＥ１濃度を増加することは、所定の鉄に富む（ＦｅＮｉＣｏ）組成のためにキュリー温度Ｔｃを増加するが、ホウ素で安定させられた同一の組成のためにＴＥ２濃度を増加することは、室温磁化の減少を導いて、Ｔｃを減少する。
【００５０】
一方、もし、ＴＥ２要素がＦｅ８０Ｂ２０に比較して減少された磁気ひずみを達成するために、ＦｅＮｉＣｏＢに導入されるならば、飽和磁化の付随の損失は、もし、ＺｒのようなＴＥ１要素が磁気ひずみの同じ減少を得るために使用されるならば結果として生じるであろうよりも小さい。
【００５１】
したがって、磁気角運動ＥＡＳマーカー内の賦活要素としての使用に適する組成のもう１つの好ましい範囲は、（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｚＴＥ１ｘＭｚで定義される。ここで、すべての割合は、原子百分率で表され、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ及びＰの１つ以上であり、５≦ｘ≦１６、０≦ｚ≦１２であり、合金内のＦｅの割合は、少なくとも（１００−ｘ−ｚ）の４０％であり、合金内のＣｏの割合は、わずか（１００−ｘ−ｚ）の４０％であり、合金内のＮｉの割合は、わずか（１００−ｘ−ｚ）の４０％である。Ｆｅの割合が（１００−ｘ−ｚ）の少なくとも６０％、８０％又は９０％であることは、特に好ましい。
【００５２】
上述されるＦｅＮｉＣｏ−ＴＥ１合金範囲がメタロイドがないか、比較的小さい割合（８％以下）のメタロイドであるかを考慮することに注意されたい。さらに、ＴＥ１ガラス形成のより低い濃度（例えば、１０％）は、ガラス形成要素として使用するメタロイドと比較するように、安定したガラス固化のために必要とされる。その場合、およそ１４〜２８％のガラス形成は、安定化の同様な程度を達成することを必要とされる。
【００５３】
この好ましい範囲内の合金の適切な例は、上記で参照されたOhnuma論文で議論された鉄に富む（ＦｅＮｉＣｏ）９０Ｚｒ１０アモルファス合金である。この範囲の合金が以前にレポートされたけれども、磁気角運動ＥＡＳマーカー内の賦活要素として、直交磁界焼き鈍しの後に、そのような合金が使用に適するのは今まで認められなかった。
【００５４】
磁気角運動ＥＡＳマーカー内の賦活要素として使用に適する合金のもう１つの好ましい範囲は、ＴＥ２金属又はただ早期遷移要素のような金属を含む。この範囲は、（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｙ−ｚＴＥ２ｙＭｚとして定義される。ここで、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ及びＰの１つ以上であり、２≦ｙ≦１４、４≦ｚ≦１６、ｙ＋ｚ≦２５であり、Ｆｅの割合は、（１００−ｙ−ｚ）の少なくとも２／３である。この範囲の合金のＦｅ含有量が少なくとも５０原子百分率であることに注意されたい。この範囲の合金の例は、Ｆｅ８０Ｎｂ４Ｂ１６、Ｆｅ７２Ｃｏ１４Ｎｂ６Ｂ４Ｇｅ４及びＦｅ８０Ｃｒ６Ｂ１４である。追加の好ましい範囲は、Ｆｅの割合を（１００−ｙ−ｚ）の少なくとも６０％、８０％又は９０％であることを要求する。
【００５５】
前述の図で定義されるＴＥ２のみの合金は、以前にレポートされたが、直交磁界焼き鈍しの後に磁気角運動ＥＡＳマーカー内の賦活要素としての使用に適するように、これまで認められなかった。
【００５６】
合金の第３の好ましい範囲は、ＴＥ１及びＴＥ２カテゴリーのそれぞれから少なくとも１つの部材を含み、それは新規であると信じられる。この範囲は、（ＦｅＮｉＣｏ）１００−ｘ−ｙ−ｚＴＥ１ｘＴＥ２ｙＭｚとして定義される。ここで、５≦ｘ≦１６、２≦ｙ≦１２、４≦ｚ≦１６、ｘ＋ｙ≦２０、ｘ＋ｙ＋ｚ≦３０であり、Ｍは、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ及びＰの１つ以上であり、すべての割合は、原子百分率で表される。合金のこの範囲内の好ましい範囲によれば、Ｆｅの割合は、（１００−ｘ−ｙ−ｚ）の少なくとも４０％、６０％、８０％又は９０％であってもよい。この範囲の合金の一例は、Ｆｅ８６Ｚｒ５Ｃｒ４Ｂ５である。
【００５７】
この範囲が前に論じされたＴＥ１のみの範囲にＴＥ２及びメタロイド組成を加えることによって達せられることを認識されたい。ＴＥ２とメタロイド元素の追加は、Ｆｅに富む組成内にＴＥ１元素又はその複数の元素を含むことによって引き起こされるキュリー温度と飽和磁化の抑制を改善する。同時に、ＴＥ１含有量によって提供される増加化学的安定性、電気抵抗率及び機械的硬度は、実質的に保持され得る。増加ＴＥ２含有量が磁気モーメントを弱める傾向があるけれども、この効果は、多分ＴＥ２にメタロイドが存在するために、ＴＥ１だけが合金を安定するために用いられるときほど大きくない。
【００５８】
さらに、ＦｅＮｉＣｏ−ＴＥ１−ＴＥ２−メタロイド合金に供給される増加された組成の複雑さは、望ましい金属ガラスを形成し、安定化するのを容易にする。同じく、磁気及び機械の特性に対する異なる効果を持つより大きい組成要素を変える能力は、これらの特性のより大きい制御を可能にする。材料のアモルファス形成のために、組成の個体特性は、水晶性材料のための場合であるよりも特性のほとんど線形な組み合わせを結果として生じる傾向にある。水晶性合金では、化学構造の相転移は、組成が変化されるように、特性の不連続な変化を引き起こす傾向にある。
【００５９】
上述された新規なＴＥ１−ＴＥ２範囲の合金のアモルファスストリップは、直交磁界で焼き鈍され、磁気角運動ＥＡＳマーカーのための賦活要素として、本発明において使用されてもよい。また、低磁気ひずみと軟磁気特性を必要とする他の適用でその範囲内のアモルファス材料を用いることもまた、予想される。そのような適用は、遮蔽のための磁気薄膜、磁気記録読み書きヘッド、磁気ランダムアクセスメモリー、及びセンサーアプリケーションを含む。
【００６０】
磁気角運動ＥＡＳマーカー内の賦活要素として使用するために、好ましい範囲から選択された組成は、およそ６〜１２エルステッドの範囲でそして、好ましくは６〜８エルステッドで、望ましい異方性磁界Ｈで横向き異方性を生成するために、直交磁界焼き鈍される。異方性磁界Ｈは、図８に示されるように、Ｍ−Ｈループの「ひざ（knee）」部分に本質的に対応する。
【００６１】
焼き鈍し温度と時間は、選択された材料の特性に従って、望ましい異方性磁界Ｈを供給するために選択され得る。キュリー温度Ｔｃで、あるいはそれ以上で材料を焼き鈍すことは、磁界に誘導される異方性を引き起こさない。選択された焼き鈍し温度Ｔａは、それ故、選択された材料のためにＴｃ以下でなければならない。材料の組成は、周知の技術によれば、適切な点でキュリー温度Ｔｃに設定するために調整されてもよい。好ましくは、Ｔｃは、３８０〜４８０℃の範囲である。Ｔｃの好ましい値は、４５０℃である。選択された焼き鈍し温度に依存して、焼き鈍しが１０秒から１０分の範囲で一時Ｔｃ以下の１０〜１００℃の温度で実行されることは、好ましい。
【００６２】
図９は、結果として生じる異方性磁界Ｈａが焼き鈍し温度と焼き鈍し時間でどのように変化するかを示す。所定の焼き鈍し温度のために、Ｈａのより高いレベルは、図９のライン５０によって示される限界まで焼き鈍し時間が増加されるように、達成される。選択された焼き鈍し温度のために達成され得るＨａの最大レベルは、一般的に、焼き鈍し温度とキュリー温度Ｔｃの間の相違が増加するにつれて増加する。しかしながら、もし、選択された焼き鈍し温度が適当な時間で原子緩和の十分な量を供給するにはあまりにも低いならば、異方性磁界Ｈａは、ライン５０によって示される平衡強度に達することに失敗するであろう。
【００６３】
Ｈａの所定の望ましいレベルのために、曲線５８によって示される焼き鈍し時間のためのライン５６によって示されるＨａレベルを生成するために、いずれかが選択され得る焼き鈍し温度Ｔａ１とＴａ２にそれぞれ対応する、点５２と５４で示されるように、所定の焼き鈍し時間のために選択され得る２つの異なる焼き鈍し温度がある。曲線６０と６２によって示されるより長い焼き鈍し時間は、もし、温度Ｔａ２が選択されないが、温度Ｔａ１が選択されるならば、より高いＨａのレベルを引き起こす。曲線６４で示されるより短い焼き鈍し時間は、もし、焼き鈍し温度がＴａ２であるならば、ライン５６によって示されるＨａのレベルをほとんど生成するだろうが、もし、温度Ｔａ１が選択されるならば、あらゆる磁界に誘導される異方性を生成するのに実質的に失敗するであろう。
【００６４】
ちょうど上で議論された直交磁界焼き鈍しに加えて、あるいはそれの代わりに、ここで議論された組成に関連して電流焼き鈍し及び他の熱処理実施を用いることは、本発明の範囲内である。
【００６５】
本発明において生産された賦活処理が従来のハウジング構造で形成され、従来のバイアス要素を含む磁気角運動マーカーに組み込まれ得ることが考慮される。その代わりに、バイアス要素は、米国特許第５，７２９，２００号（本出願と同一の発明者及び同一の譲受人を持つ）に記述されるような低保磁力材料から形成されてもよい。１つの低保磁力材料は、商業的にペンシルバニア、レディングのカーペンターテクノロジーコーポレイション（Carpenter Technology Corporation）の「MagnaDur 20-4」として示される。本発明において低保磁力のバイアス要素を供給される賦活要素を用いることは、特に有利である。なぜならば、そのようなバイアス要素は、比較的低レベルの交番磁界に曝すことにおいて、磁化のわずかな減少を受ける従来のバイアス材料よりも影響されやすいからである。それゆえ、低保磁力バイアス要素がバイアス要素によって供給される実際のバイアス磁界に関して小規模に変化する可能性が幾分あるけれども、そのような小さな変化は、本発明において提供される賦活要素の共鳴周波数を際立ってシフトしないだろう。
【００６６】
バイアス磁界を供給するためのもう１つの代わりの技術として、「バイアス材料の粒子を結合する磁気角運動ＥＡＳマーカーのための賦活要素（Active Element for Magnetomechanical EAS Marker Incorporating Particles of Bias Material）」と題を付けられ、１９９７年２月１４日に出願され、本出願と同一の発明者を持つ、上記で参照された同時係属米国特許出願第０８／８００，７７２号に記述された発明を適用することが考慮される。’７７２出願によれば、半硬質又は硬質の磁気材料の結晶は、アモルファス磁気軟質賦活要素のバルク内に形成され、その結晶は、適切なバイアス磁界を供給するために磁化される。別途のバイアス要素は、そのような賦活要素には必要とされない。
【００６７】
上述の実施の形態において種々の変更が、本発明を逸脱することなく導入され得る。本発明の特に好ましい実施の形態は、例証であるが、制限する意味がないものと意図される。本発明の真の精神及び範囲は、上記の特許請求の範囲で明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１Ａは、従来の実施において、及び本発明において提供される磁気角運動マーカーのバイアス磁界依存の共鳴周波数特性を示す。
図１Ｂ及び図１Ｃは、それぞれ、本発明において提供される磁気ひずみ要素の、共鳴周波数特性、及び磁気角運動結合係数（ｋ）特性を示す。
【図２】  図２は、磁気ひずみ−磁化空間における磁気角運動結合係数ｋの好ましい範囲を示す。
【図３】  図３は、磁気ひずみ−種々の合金組成の磁化空間における特性曲線のグラフ表示を図２の図解に追加する。
【図４】  図４は、（ＦｅＣｏＮｉ）９０Ｚｒ１０システムにおけるアモルファス合金の磁気ひずみデータの図である。
【図５】  図５は、図４に類似する図であるが、飽和磁化データを示す。
【図６】  図６Ａ及び図６Ｂは、キュリー温度（Ｔｃ）データを示すアモルファス（ＦｅＣｏＮｉ）  ９０Ｚｒ１０の三成分図である。
【図７】  図７は、本発明におけるアモルファス合金の好ましい範囲を示す（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ）−（早期遷移金属−Ｂ−Ｓｉ）システムの三成分図である。
【図８】  図８は、本発明において提供される磁気角運動マーカーのための賦活要素のＭ−Ｈループ特性を示す。
【図９】  図９は、直交焼き鈍しの間使用される温度の変化における誘導異方性の変化を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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