[發(fā)明專利]納米結(jié)晶磁性合金及其制造方法、合金薄帶及磁性部件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680033563.4
• 申請日: 2006-09-19
• 公開（公告）號: CN101263240A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 太田元基;吉澤克仁
• 申請（專利權(quán)）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C22C45/02;C21D6/00;B22D11/06;H01F1/14;H01F1/153
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李貴亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適用于各種磁性部件的具有高飽和磁通密度及優(yōu)良軟磁特性的、尤其是具有優(yōu)良的交流磁特性的納米結(jié)晶磁性合金及其制造方法、以及由納米結(jié)晶磁性合金構(gòu)成的合金薄帶及磁性部件。

背景技術(shù)

各種變壓器、電抗器·扼流圈、電磁干擾防止部件、激光電源和加速器等用的脈沖功率磁性部件、電機(jī)、發(fā)電機(jī)等所用的磁性材料，需要具備高飽和磁通密度及優(yōu)良的交流磁特性，因此一般采用硅鋼、鐵氧體、Co基非晶質(zhì)合金、Fe基非晶質(zhì)合金、Fe基納米結(jié)晶合金等。

廉價且磁通密度高的硅鋼板極難加工到與非晶質(zhì)薄帶相等的薄度，另外，由于其渦電流損失大，因此導(dǎo)致在高頻中的磁芯損失大。鐵氧體的飽和磁通密度低，用于需要大的工作磁通密度的高功率時，由于磁性飽和而不適用。Co基非晶質(zhì)合金的飽和磁通密度低，為1T以下，導(dǎo)致高功率用部件變大，而且，該合金的熱穩(wěn)定性差，導(dǎo)致磁芯損失經(jīng)時增加，再者，還存在Co價格昂貴導(dǎo)致成本升高的問題。

作為Fe基非晶質(zhì)合金，在特開平5-140703號中公開了一種變壓器磁芯Fe基非晶質(zhì)合金薄帶，其特征在于，具有可以用(Fe_aSi_bB_cC_d)_100-xSn_x(原子％)(a＝0.80～0.86、b＝0.01～0.12、C＝0.06～0.16、d＝0.001～0.04、a+b+c+d＝1以及x＝0.05～1.0)表示的組成，具有優(yōu)良的軟磁特性(良好的角型特性、低保磁力及大磁通密度)。由原子間距離、配位數(shù)及Fe濃度決定的該Fe基非晶質(zhì)合金的飽和磁通密度的理論上限值低，為1.65T左右，因此存在磁致伸縮大，在應(yīng)力作用下特性劣化，以及在可聽頻帶中的S/N比差等問題。為了增加Fe基非晶質(zhì)合金的飽和磁通密度，還提出了用Co、Ni等置換Fe的一部分的方案，結(jié)果是成本升高且效果差。

作為Fe基納米結(jié)晶合金，在特開平1-156451號中公開了一種軟磁性Fe基納米結(jié)晶合金，其特征在于，具有可以用(Fe_1-aCo_a)_100-x-y-z-αCu_xSi_yB_zM`<sub>α</sub>(原子％)(其中，M`是從Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti及Mo的組群中選出的至少1種的元素，a、x、y、z及α為分別滿足0≤a≤0.3、0.1≤x≤3、3≤y≤6、4≤z≤17、10≤y+z≤20以及0.1≤α≤5的條件的數(shù)字)表示的組成，組織的50％以上由平均粒徑為1000埃以下的晶粒構(gòu)成。但是，該Fe基納米結(jié)晶合金的飽和磁通密度不夠充分，為1.5T左右。

特開2006-40906號中，公開了使Fe基合金熔液急冷凝固，形成具有平均粒徑為50nm以下的α-Fe結(jié)晶相被分散到非晶質(zhì)相中的混相組織，可以進(jìn)行180。彎曲的薄帶，通過將所述薄帶加熱到較α-Fe結(jié)晶相的結(jié)晶化溫度更高的溫度而制成軟磁性薄帶的制造方法。但該軟磁性薄帶的飽和磁通密度不夠充分，為1.6T左右。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種因為實質(zhì)上不含Co而廉價的、且飽和磁通密度高，為1.7T以上，保磁力及磁芯損失低的納米結(jié)晶磁性合金及其制造方法，以及由納米結(jié)晶磁性合金構(gòu)成的薄帶及磁性部件。

一般認(rèn)為為了獲得優(yōu)良的軟磁特性，對完全非晶質(zhì)的合金進(jìn)行熱處理，使其結(jié)晶化即可，但本發(fā)明的發(fā)明人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)合金的Fe含量多時，首先制成非晶質(zhì)相中分散有微細(xì)晶粒的合金，通過對其進(jìn)行熱處理，可以獲得高飽和磁通密度、低保磁力及低磁芯損失的納米結(jié)晶磁性合金。本發(fā)明正是基于該發(fā)現(xiàn)而完成的。

即，本發(fā)明的第一磁性合金，其特征在于，具有可以用下述通式(1)表示的組成：

Fe_100-x-yCu_xB_y(原子％)…(1)

(其中，x及y為滿足0.1≤x≤3及10≤y≤20的條件的數(shù)字)

其由非晶質(zhì)母相中含有平均粒徑60nm以下的晶粒的組織構(gòu)成，飽和磁通密度為1.7T以上。

本發(fā)明的第二磁性合金，其特征在于，具有可以用下述通式(2)表示的組成：

Fe_100-x-y-zCu_xB_yX_z(原子％)…(2)