专利名称：Fe基非晶态合金及使用所述Fe基非晶态合金的压粉磁芯、以及线圈内嵌式压粉磁芯的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及例如适应于变压器或电源用扼流圈等的压粉磁芯及线圈内嵌式压粉磁芯的狗基非晶态合金。
背景技术：
对于适用于电子部件等中的压粉磁芯或线圈内嵌式压粉磁芯，随着近年来的高频化、大电流化，要求优异的直流叠加特性和低磁芯损耗、以及在直到MHz的频率下都恒定的电感。但是，为了针对将狗基非晶态合金利用粘合材料成形为目标形状的压粉磁芯，缓解狗基非晶态合金的粉末形成时的应力应变或压粉磁芯成形时的应力应变，在磁芯成形后实施热处理。然而，考虑到被覆导线和粘合材料等的耐热性，无法将对磁芯成形体实际实施的所述热处理的温度Tl提高到可以针对狗基非晶态合金有效地缓解应力应变、并最小限度地产生所述磁芯损耗的最佳热处理温度。此外，以往，所述最佳热处理温度高，(最佳热处理温度-热处理温度Tl)变大，从而无法充分地缓解狗基非晶态合金的应力应变，不能有效利用基非晶态合金的特性，无法充分地减小磁芯损耗。所以，为使所述最佳热处理温度比以往低而提高磁芯特性，需要降低狗基非晶态合金的玻璃化温度(Tg)。与此同时，为提高非晶态形成能力，需要提高换算玻璃化温度 (Tg/Tm)，此外，在实现磁芯特性的提高方面，需要提高磁化，改善耐腐蚀性。下述所示的专利文献中记载的发明都不是以全部满足低玻璃化温度(Tg)、高换算玻璃化温度(Tg/Tm)、良好的磁化及耐腐蚀性为目的，并非根据此种观点来调整各元素的添加量的发明。专利文献专利文献1 日本特开2008-169466号公报专利文献2 日本特开2005-307^1号公报专利文献3 日本特开2004-156134号公报专利文献4 日本特开2002-2^956号公报专利文献5 日本特开2002-151317号公报专利文献6 日本特开昭57-185957号公报专利文献7 日本特开昭63-117406号公报
发明内容
所以，本发明是用于解决上述的以往问题的发明，其目的特别是在于，提供一种作为具备低玻璃化温度(Tg)、高换算玻璃化温度(Tg/Tm)，采用较低的最佳热处理温度，具备良好的磁化及耐腐蚀性的压粉磁芯或线圈内嵌式压粉磁芯用途的基非晶态合金。本发明的!^e基非晶态合金的特征在于，组成式以i^mmNijnbCr^ CyBzSit 表示，Oat % 彡 a 彡 IOat %,0at % ^ b ^ 3at %,0at % ^ c ^ 6at %,6. 8at % ^ χ ^ 10. 8at%>2. 2at%^ y ^ 9. 8at%>0at%^ ζ 彡 4. 2at%>0at%^ t 彡 3. 9at%。本发明中，可以降低玻璃化温度(Tg)，并且可以增大换算玻璃化温度(Tg/Tm)，此外还可以获得高磁化及优异的耐腐蚀性。具体来说，可以使玻璃化温度(Tg)为740K以下，将换算玻璃化温度(Tg/Tm) 设定为0.52以上(优选为0.M以上)。另外，可以将质量饱和磁化强度0S设定为 140 (XlO-6WbmAg)以上，并且将饱和磁化强度Is设定为IT以上。本发明中，优选仅添加Ni与Sn当中的某一者。Ni的添加可以降低玻璃化温度(Tg)，将换算玻璃化温度(Tg)维持为较高的值。本发明中，可以以IOat%为极限来添加Ni。另外，本发明中，由于以在维持高磁化的同时降低玻璃化温度(Tg)为目的，因此尽可能减少Sn的添加量。S卩，由于Sn的添加会使耐腐蚀性劣化，因此同时需要一定程度的 Cr的添加。由此，即使利用Cr的添加可以降低玻璃化温度(Tg)，然而容易使磁化劣化，因此Sn的添加量越少越好。此外，如本发明中后述的实验中所示，在添加Ni、Sn的情况下，仅添加Ni或Sn的某一方，这样，就可以有效地降低玻璃化温度(Tg)，并且增大换算玻璃化温度(Tg/Tm)，此外，还可以获得高磁化及耐腐蚀性。另外，本发明中，Ni的添加量a优选为0at% 6at%的范围内。这样，就可以提高非晶态形成能力。另外，本发明中，Ni的添加量a优选为4at% 6at%的范围内。这样，就可以更为有效地降低玻璃化温度(Tg)，并且可以稳定地获得高换算玻璃化温度(Tg/Tm)及Tx/Tm。另外，本发明中，Sn的添加量b优选为0at% 2at%的范围内。这样，就可以更为有效地抑制耐腐蚀性的降低，并且可以维持高非晶态形成能力。另外，本发明中，Cr的添加量c优选为0at% 2at%的范围内。另外，本发明中， Cr的添加量c优选为Iat % Mt %的范围内。这样，就可以更为有效地维持低玻璃化温度 (Tg)，并且可以获得高磁化及耐腐蚀性。另外，本发明中、P的添加量χ优选为8. 8at% 10. Sat %的范围内。本发明中， 为降低玻璃化温度(Tg)，并且提高以换算玻璃化温度(Tg/Tm)所表示的非晶态形成能力， 需要降低熔点(Tm)，而利用P的添加，可以将熔点(Tm)抑制得很低。此外，本发明中，通过将P的添加量χ设为8. 8at% 10. 8at%的范围内，就可以更为有效地降低熔点(Tm)，提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)。另外，本发明中，C的添加量y优选为5.8at% 8.8at%的范围内。这样，就可以更为有效地降低熔点(Tm)，提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)。另外，本发明中，B的添加量ζ优选为0at% 2at%的范围内。这样，就可以更为有效地降低玻璃化温度(Tg)。另外，本发明中，B的添加量ζ优选为lat% 2at%的范围内。另外，本发明中，Si的添加量t优选为Oat % lat%的范围内。这样，就可以更为有效地降低玻璃化温度(Tg)。
另外，本发明中，(B的添加量z+Si的添加量t)优选为0at% 4at%的范围内。 这样，就可以有效地将玻璃化温度(Tg)抑制为740K以下。另外，可以维持高磁化。另外，本发明中，更优选B的添加量ζ为Oat % Mt %的范围内，Si的添加量t为 Oat % Iat %的范围内，并且(B的添加量z+Si的添加量t)为0at% 2at%的范围内。 这样，就可以将玻璃化温度(Tg)抑制为710K以下。或者，本发明中，更优选B的添加量ζ为Oat % 3at %的范围内，Si的添加量t为 0站％ 2站％的范围内，并且(B的添加量z+Si的添加量t)为Oat % 3at %的范围内。 这样，就可以将玻璃化温度(Tg)抑制为720K以下。另外，本发明中，优选Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量χ)为0 0. 36 的范围内。可以更为有效地降低玻璃化温度(Tg)，并且提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)。另外，本发明中，更优选Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量χ)为0 0.25 的范围内。另外，本发明的压粉磁芯的特征在于，将上述记载的狗基非晶态合金的粉末利用粘合材料固化成形而成。另外，本发明的线圈内嵌式压粉磁芯的特征在于，具有将上述记载的狗基非晶态合金的粉末利用粘合材料固化成形而成的压粉磁芯、和被所述压粉磁芯覆盖的线圈。本发明中可以降低磁芯的最佳热处理温度，可以提高电感，另外还可以实现磁芯损耗的降低，可以在安装于电源中时改善电源效率(η)。另外，本发明中，由于在所述线圈内嵌式压粉磁芯中，可以降低狗基非晶态合金的最佳热处理温度，因此可以在小于粘合材料的耐热温度的热处理温度下恰当地缓解应力应变，可以提高压粉磁芯的导磁率μ，所以可以使用与圆线线圈相比各匝中的导体的截面积大的扁立线圈，从而可以以较少的匝数来获得所需的高电感。像这样，在本发明中，由于可以在线圈中使用各匝中的导体的截面积大的扁立线圈，因此可以减小直流电阻Rdc，从而能够抑制放热及铜损。根据本发明的狗基非晶态合金，可以降低玻璃化温度(Tg)，并且可以增大换算玻璃化温度(Tg/Tm)，此外还可以获得高磁化及优异的耐腐蚀性。另外，根据使用了本发明的所述!^e基非晶态合金的粉末的压粉磁芯或线圈内嵌式压粉磁芯，可以降低磁芯的最佳热处理温度，可以提高电感。另外，可以实现磁芯损耗的减少，在实际安装于电源中时可以改善电源效率(n)。
图1是压粉磁芯的立体图。图2(a)是线圈内嵌式压粉磁芯的俯视图。图2(b)是沿着图2(a)中所示A-A线切割而从箭头方向看到的线圈内嵌式压粉磁芯的纵剖面图。图3是表示压粉磁芯的最佳热处理温度与磁芯损耗W的关系的图。图4是表示合金的玻璃化温度(Tg)与压粉磁芯的最佳热处理温度的关系的图。图5是表示合金的Ni添加量与玻璃化温度(Tg)的关系的图。图6是表示合金的Ni添加量与结晶化开始温度(Tx)的关系的图。
图7是表示合金的M添加量与换算玻璃化温度(Tg/Tm)的关系的图。图8是表示合金的Ni添加量与Tx/Tm的关系的图。图9是表示合金的Sn添加量与玻璃化温度(Tg)的关系的图。图10是表示合金的Sn添加量与结晶化开始温度(Tx)的关系的图。图11是表示合金的Sn添加量与换算玻璃化温度(Tg/Tm)的关系的图。图12是表示合金的Sn添加量与Tx/Tm的关系的图。图13是表示合金的P添加量与熔点(Tm)的关系的图。图14是表示合金的C添加量与熔点(Tm)的关系的图。图15是表示合金的Cr添加量与玻璃化温度(Tg)的关系的图。图16是表示合金的Cr添加量与结晶化开始温度(Tx)的关系的图。图17是表示合金的Cr添加量与饱和磁通密度I s的关系的图。图18是表示使用试样No. 3、5、6的!^e基非晶态合金粉末成形的线圈内嵌式压粉磁芯的频率与电感L的关系的图。图19是表示使用试样No. 3、5、6的!^e基非晶态合金粉末成形的线圈内嵌式压粉磁芯的频率与磁芯损耗W的关系的图。图20是表示将使用试样No. 3、5、6的!^e基非晶态合金粉末成形的线圈内嵌式压粉磁芯安装于同一电源中时的输出电流与电源效率(η)(测定频率为300kHz)的关系的图。图21是表示将使用试样No. 5、6的狗基非晶态合金粉末成形的线圈内嵌式压粉磁芯(相当于电感0. 5 μ H)、以及市售品安装于同一电源中时的输出电流与电源效率(η) (测定频率为300kHz)的关系的图。图22是使用实验中所用的狗系晶态合金粉末形成的线圈内嵌式压粉磁芯(比较例)的纵剖面图。图23 (a)是表示将使用试样No. 6的狗基非晶态合金粉末成形的线圈内嵌式压粉磁芯(实施例；相当于电感4. 7 μ H)、及使用!^e系晶态合金粉末形成的线圈内嵌式压粉磁芯(比较例；相当于电感4. 7 μ H)安装于同一电源中时的输出电流与电源效率(η)(测定频率为300kHz)的关系的图，(b)是将(a)的输出电流为0. 1 IA的范围放大表示的图。图M (a)是表示将使用试样No. 6的狗基非晶态合金粉末成形的线圈内嵌式压粉磁芯(实施例；相当于电感4. 7 μ H)、及使用!^e系晶态合金粉末形成的线圈内嵌式压粉磁芯(比较例；相当于电感4. 7 μ H)安装于同一电源中时的输出电流与电源效率(η)(测定频率为500kHz)的关系的图，(b)是将(a)的输出电流为0. 1 IA的范围放大表示的图。
具体实施例方式本实施方式的!^e基非晶态合金的组成式以i^nmmNLSnbCrAC^Sit表示， Oat % 彡 a 彡 IOat % , Oat % ^ b ^ 3at %, Oat % ^ c ^ 6at %, 6. 8at % ^ χ ^ 10. 8at %， 2. 2at%^ y ^ 9. 8at%,0at%^ ζ 彡 4. 2at%,0at%^ t 彡 3. 9at%。如上所述，本实施方式的Fe基非晶态合金是添加作为主成分的Fe、Ni、Sn、Cr、P、 C、B、Si (其中，Ni、Sn、Cr、B、Si的添加是任意的)而成的软磁性合金。另外，本实施方式的!^e基非晶态合金也可以为了使饱和磁通密度更高、或调整磁致伸缩，而形成主相的非晶态相与α "Fe晶相的混相组织。α -Fe晶相是bcc结构。本实施方式的狗基非晶态合金中所含的狗的添加量在上述的组成式中，以 (100-a-b-c-x-y-z-t)表示，在后述的实验中，为65. 9at% 77. 4at%左右的范围内。通过像这样使狗量高，就可以获得高磁化。Fe基非晶态合金中所含的Ni的添加量a被规定在Oat % IOat %的范围内。禾Ij 用Ni的添加，可以降低玻璃化温度(Tg)，并且将换算玻璃化温度(Tg/Tm)维持为较高的值。 在这里Tm是熔点。即使将Ni的添加量a增大到10at%左右，也可以获得非晶态。但是， 一旦Ni的添加量a超过6at%，则换算玻璃化温度(Tg/Tm)及Tx/Tm(在这里Tx是结晶化开始温度)就会降低，非晶态形成能力降低，因此在本实施方式中，Ni的添加量a优选为 Oat % 6at %的范围内，如果进一步设为4at % 6at %的范围内，则可以稳定地获得低玻璃化温度(Tg)、和高换算玻璃化温度(Tg/Tm)。另外，可以维持高磁化。Fe基非晶态合金中所含的Sn的添加量b被规定在Oat % 3at %的范围内。即使将Sn的添加量b增大到3at%左右，也可以获得非晶态。但是，因Sn的添加，合金粉末中的酸素濃度增加，容易因Sn的添加而使耐腐蚀性降低。由此，将Sn的添加量限制为最小必要限度。另外，如果将Sn的添加量b设为3at%左右，则Tx/Tm就会大幅度降低，非晶态形成能力降低，因此将Sn的添加量b的优选的范围设定为0 2at%。或者，为确保高Tx/Tm， 更优选Sn的添加量b为Iat % 2at%的范围内。然而，在本实施方式中，优选在!^e基非晶态合金中，不添加Ni和Sn双方，或者仅添加Ni或Sn的某一方。例如在专利文献1(日本特开2008-169466号公报)中记载的发明中，可以看到很多同时添加Sn和Ni的实施例。另外，对于同时添加的效果，在专利文献1的W043]栏等中也有记载，基本上是从退火处理(热处理)温度的降低和非晶态形成的观点评价的。与之不同，本实施方式中，在添加M或Sn的情况下，仅添加某一方的目的不仅在于低玻璃化温度(Tg)以及高换算玻璃化温度(Tg/Tm)，还在于提高磁化并且提高耐腐蚀性。本实施方式中，可以获得与专利文献1的狗基非晶态合金相比更高的磁化。另外，作为替代Sn而同样地降低热处理温度的元素，也可以添加I η、Zn、Ga、Al 等。但是，In,Ga价格高，Al与Sn相比很难利用水雾化来制作均勻的球状粉，Si与Sn相比熔点高，因此有可能提高合金整体的熔点，因而在这些元素当中，更优选Sn。!^e基非晶态合金中所含的Cr的添加量c被规定在0at% 6at%的范围内。Cr 可以在合金中形成钝化氧化膜，从而可以提高狗基非晶态合金的耐腐蚀性。例如在使用水雾化法制作狗基非晶态合金粉末时，可以防止在合金熔液直接接触到水时、以及水雾化后的狗基非晶态合金粉末的干燥工序中发生的腐蚀部分的产生。另一方面，因Cr的添加，会使玻璃化温度(Tg)变高，另外质量饱和磁化强度σ s饱和磁化强度Is降低，因此有效的做法是将Cr的添加量c限制为最小必需限度。特别是，如果将Cr的添加量c设定为0at% 2at%的范围内，则可以维持低玻璃化温度(Tg)，因此优选。更优选进一步将Cr的添加量c调整为Iat% Mt%的范围内。不仅可以维持良好的耐腐蚀性，而且可以维持低玻璃化温度(Tg)，并且可以维持高磁化。!^e基非晶态合金中所含的P的添加量χ被规定在6. 8at% 10. 8at%的范围内。 另外，Fe基非晶态合金中所含的C的添加量y被规定在2. 2at% 9. 8at%的范围内。通过将P及C的添加量规定在上述范围内，可以获得非晶态。另外，本实施方式中，降低狗基非晶态合金的玻璃化温度(Tg)，同时提高成为非晶态形成能力的指标的换算玻璃化温度(Tg/Tm)，然而因玻璃化温度(Tg)的降低，为了提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)，需要降低熔点(Tm)。本实施方式中，特别是通过将P的添加量χ调整为8. Sat % 10. Sat %的范围内， 可以有效地降低熔点(Tm)，从而可以提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)。一般来说，P作为半金属当中容易降低磁化的元素为人所知，为了获得高磁化，需要在一定程度上减少添加量。此外，如果将P的添加量X设为10. 8at%，就会处于!^e-P-C 的三元合金的共晶组成(Fe79.4Pia8C9.8)付近，因此超过10. Sat %地添加P会导致熔点(Tm) 的上升。所以，最好将P的添加量的上限设为10.8at%。另一方面，为了如上所述地有效地降低熔点(Tm)，提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)，优选添加8.8at%以上的P。另外，优选将C的添加量y调整为5.8at% 8.8at%的范围内。这样，就可以有效地降低熔点(Tm)，提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)，以较高的值维持磁化。Fe基非晶态合金中所含的B的添加量ζ被规定在0at% 4. 2at%的范围内。另夕卜，狗基非晶态合金中所含的Si的添加量t被规定在0at% 3.9at%的范围内。这样， 就可以获得非晶态，另外还可以将玻璃化温度(Tg)抑制得较低。具体来说，可以将!^e基非晶态合金的玻璃化温度(Tg)设定为740K(开)以下。但是，如果超过4. 2at%地添加，则磁化就会降低，因此优选将上限设为4. 2at%。另外，本实施方式中，(B的添加量z+Si的添加量t)优选为0at% 4at%的范围内。这样，就可以将狗基非晶态合金的玻璃化温度(Tg)有效地设定为740K以下。另外，
可以维持高磁化。另外，本实施方式中，通过将B的添加量ζ设定为Oat % Mt %的范围内，另外将 Si的添加量t设定为Oat % lat%的范围内，可以更为有效地降低玻璃化温度(Tg)。更进一步，通过将(B的添加量z+Si的添加量t)设为Oat% Mt%的范围内，可以将玻璃化温度(Tg)抑制为710K以下。或者，本实施方式中，通过将B的添加量ζ设为Oat % 3at%的范围内，将Si的添加量t设为0at% 2at%的范围内，以及将(B的添加量z+Si的添加量t)设为Oat % 3at%的范围内，可以将玻璃化温度(Tg)抑制为720K以下。专利文献2 (日本特开2005-307291号公报)、专利文献3(日本特开2004-156134 号公报)、以及专利文献4(日本特开2002-2^956号公报)中记载的发明中所示的实施例中，B的添加量与本实施方式相比较高，另外(B的添加量z+Si的添加量t)也比本实施方式大。另外，在专利文献6(日本特开昭57-185957号公报)中记载的发明中，(B的添加量 z+Si的添加量t)也比本实施方式大。 Si及B的添加在非晶态形成能力的提高方面发挥作用，然而由于玻璃化温度(Tg) 容易上升，因此在本实施方式中，为尽可能地降低玻璃化温度(Tg)，将Si、B及Si+B的添加量抑制为最小必需限度。此外通过将B作为必需元素含有，不仅可以促进非晶态化，而且可以稳定地获得大粒径的非晶态合金。此外，本实施方式中，可以降低玻璃化温度(Tg)，同时还提高磁化。另外，本实施方式中，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量χ)优选为0 0. 36的范围内。另外，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量χ)更优选为0 0. 25的范围内。虽然在专利文献2 (日本特开2005-307^1号公报)中记载的发明中也规定了 Si 的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量X)的值，然而在本实施方式中，与专利文献2相比， 可以将Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量χ)的值设定得更低。本实施方式中，通过将Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量χ)设定为上述范围内，可以更为有效地降低玻璃化温度(Tg)，并且提高换算玻璃化温度(Tg/Tm)。而且，虽然在专利文献4 (日本特开2002-2^956号公报)记载的发明中，也规定了 Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量X)的值，然而将Al作为必需元素，因而构成元素不同。另外，B的含量等也与本实施方式不同。而且，专利文献5 (日本特开2002-15131 号公报)中记载的发明也将Al作为必需元素。本实施方式的!^e基非晶态合金更优选组成式以Fe1(1(1_。_x_y_z_tCrCPxCyBzSit表示， lat%^ c ^ 2at%,8. 8at%^ χ ^ 10. 8at%,5. 8at%^ y ^ 8. 8at%, lat%^ ζ ^ 2at%, Oat%< t 彡 lat%。这样，就可以使玻璃化温度(Tg)为720K以下，可以使换算玻璃化温度(Tg/Tm) 为0. 57以上，可以使饱和磁化强度Is为1. 25以上，可以使质量饱和磁化强度σ s为 175 X 10_6ffbm/kg 以上。另外，本实施方式的!^e基非晶态合金更优选组成式以i^mnNifr^C^Sit 表示，4at % 彡 a 彡 6at %，Iat % 彡 c 彡 2at %，8. 8at % 彡 χ 彡 10. 8at %，5. 8at % 彡 y 彡 8. 8at%，ζ 彡 2at%，0at%< t 彡 lat%。这样，就可以使玻璃化温度(Tg)为70 以下，可以使换算玻璃化温度(Tg/Tm) 为0.56以上，可以使饱和磁化强度I s为1.25以上，可以使质量饱和磁化强度ο s为 170 X 10"6ffbm/kg 以上。另夕卜，本实施方式的Fe基非晶态合金更优选组成式以i^mmNiJiXC^ 表示，4at % 彡 a 彡 6at %，Iat % 彡 c 彡 2at %，8. 8at % 彡 χ 彡 10. 8at %，5. 8at % ^ y ^ 8. 8at%, lat%^ ζ 彡 2at%。这样，就可以使玻璃化温度(Tg)为70 以下，可以使换算玻璃化温度(Tg/Tm) 为0.56以上，可以使饱和磁化强度I s为1.25以上，可以使质量饱和磁化强度ο s为 170 X 10"6ffbm/kg 以上。另外，本实施方式的!^e基非晶态合金中，可以使Δ Tx = Tx-Tg大致上为20Κ以上， 根据组成可以使ΔΤχ为40Κ以上，从而可以进一步提高非晶态形成能力。本实施方式中，可以将由上述的组成式构成的狗基非晶态合金例如利用雾化法制成粉末状，或者利用液体急冷法制成带状(rilAon状)。而且，本实施方式的狗基非晶态合金中，也可以作为不可避免的杂质混入微量的 Ti,Al>Mn等元素。本实施方式的!^e基非晶态合金粉末例如适用于利用粘合材料固化成形的图1所示的圆环状的压粉磁芯1或图2所示的线圈内嵌式压粉磁芯2中。图2(a)、(b)所示的线圈内嵌式磁芯(电感器元件)2具有压粉磁芯3、和被所述压粉磁芯3覆盖的线圈4。
Fe基非晶态合金粉末由近似球状或椭圆体状等构成。所述Fe基非晶态合金粉末在磁芯中存在多个，形成各狗基非晶态合金粉末之间由所述粘合材料绝缘的状态。另外，作为所述粘合材料，可以举出环氧树脂、硅酮树脂、硅酮橡胶、酚醛树脂、尿素树脂、密胺树脂、PVA(聚乙烯醇)、丙烯酸树脂等液状或粉末状的树脂或者橡胶、水玻璃 (Na2O-SiO2)、氧化物玻璃粉末(NEt2Oi2O3-SiO2、PbO-B2O3-SiO2、PbO-BaO-SiO2, Na2O-B2O3-Z n0、CaO-BaO-SiO2, Al203-B203_Si02、&03-Si02)、利用溶胶凝胶法生成的玻璃状物质(以 SiO2, A1203、ZrO2, TiO2等为主成分的物质)等。另外，作为润滑剂，可以使用硬脂酸锌、硬脂酸铝等。粘合材料的混合比为5质量％以下，润滑剂的添加量为0. 1质量％ 1质量％左右。在将压粉磁芯冲压成形后，为了缓解狗基非晶态合金粉末的应力应变而实施热处理，而在本实施方式中，可以降低基非晶态合金的玻璃化温度(Tg)，从而可以使磁芯的最佳热处理温度比以往低。这里所说的“最佳热处理温度”是可以对狗基非晶态合金粉末有效地缓解应力应变，使磁芯损耗为最小限度的针对磁芯成形体的热处理温度。例如，在 N2气、Ar气等惰性气氛中，将升温速度设为40°C /min，在到达给定的热处理温度后在该热处理温度保持1小时，将此后磁芯损耗W达到最小时的所述热处理温度认定为最佳热处理温度。对于压粉磁芯成形后实施的热处理温度Tl，考虑到树脂的耐热性等，设定为最佳热处理温度T2以下的较低温度。此外，本实施方式中，由于可以使最佳热处理温度T2比以往更低，因此可以使(最佳热处理温度T2-磁芯成形后的热处理温度Tl)比以往更小。由此，本实施方式中，利用磁芯成形后实施的热处理温度Tl的热处理也可以比以往更为有效地缓解狗基非晶态合金粉末的应力应变，另外，由于本实施方式的狗基非晶态合金维持了高磁化，因此可以确保所需的电感，并且可以实现磁芯损耗(W)的减少，从而可以在安装于电源中时获得高电源效率(η)。具体来说，本实施方式中，在狗基非晶态合金中，可以将玻璃化温度(Tg)设定为 740Κ以下，可以优选设定为710Κ以下。另外，可以将换算玻璃化温度(Tg/Tm)设定为0. 52 以上，可以优选设定为0. 54以上，可以更优选为设定为0. 56以上。另外，可以将质量饱和磁化强度《S设定为140(Xl(T6Wbm/kg)以上，另外可以将饱和磁化强度Is设定为IT以上。另外，作为磁芯特性，可以将最佳热处理温度设定为693. 15K(420°C )以下，优选设定为673. 15K(400°C )以下。另外，可以将磁芯损耗W设定为90 (kW/m3)以下，优选设定为 60(kW/m3)以下。本实施方式中，如图2 (b)的线圈内嵌式压粉磁芯2中所示，在线圈4中，可以使用扁立线圈。所谓扁立线圈，表示的是以扁线的短边作为内径面纵向卷绕而成的线圈。根据本实施方式，由于可以降低狗基非晶态合金的最佳热处理温度，因此可以在小于粘合材料的耐热温度的热处理温度下恰当地缓解应力应变，提高压粉磁芯3的导磁率 μ，所以可以使用与圆线线圈相比各匝中的导体的截面积大的扁立线圈，从而可以用较少的匝数来获得所需的高电感L。像这样，在本发明中，由于可以在线圈4中使用各匝中的导体的截面积大的扁立线圈，因此可以减小直流电阻Rdc，从而可以抑制放热及铜损。另外，本实施方式中，可以将磁芯成形后的热处理温度Tl设定为 553. 15K(280°C ) 623. 15K(350°C )左右。
而且，本实施方式的1 基非晶态合金的组成可以用ICP_MS(高频电感耦合质量分析装置)等来测定。实施例(求出最佳热处理温度与玻璃化温度(Tg)的关系的实验)制造出由下述的表1所示的各组成构成的各基非晶态合金。这些合金都是利用液体急冷法以riWxm状形成的合金。而且，No. 1的试样是比较例，No. 2 8是实施例。[表1]
___合金特性I 11 -芯特性 “
“~~ SXRD & Tc I Tg I Ix J ATx I Tm* I Tg/TmI Tx/TmI Is | σε “ Μ ‘ I W | β
No.组成结构热处理温度25mT.100kH2
__(K)(K)(K；(K)(K)Cl)(MQ-^w^ (K)(m/rn3)
比较例1Fe76^Cr2P9SC2j2B5i7Si4^非晶态3767497843513110.5710.598 .41196743.1510025.5
实施例2Fe76.9Cr2P1Q.sG2^B4^Si3,g非晶态56873976β291305D.5660.5891.35138693.158924J实施例3Fe7I4Gr2PiasOejB2Si1非晶态5387187432512580.57 0-591T.30180693.1S7825.2 实施例4Fe774Cr2P108Cg3B2Si15非晶态53S7257482312820.5660.583T .2917S693J 58624.4 实施!5Fe71i4NifiCr2Pl0aCej8B2Si1非晶恋g1祁3729261246Q-5640.585127174673.156D24.3 实施例SFe7r4Ni6Cr2P^0 3C7.8B2非晶态5517017292812420.5540.5871.27174643.155725,9 实施例7Fe73^4Cr2Ni3Sni PiasC88B1非晶态53S6957303S125805520.531^2167633.136018.6 实施例44Fe7L4Ni6Cr1 PiesG73日2非晶恣5746987252712420 5520.5841.32183643J56025.0表1的各试样为非晶态的情况是利用XRD(X射线衍射装置)确认的。另外，利用 DSC(差示扫描量热仪)测定了居里温度(Tc)、玻璃化温度(Tg)、结晶化开始温度(Tx)、熔点(Tm)(升温速度为，Tc、Tg、Tx 是 0. 67K/sec，Tm 是 0. 33K/sec)。另外，利用VSM(振动试样型磁力计)测定出表1所示的饱和磁化强度Is和质量饱和磁化强度σ s。表1的磁芯特性的实验中所用的是图1所示的圆环状的压粉磁芯，将表1所示的各狗基非晶态合金的粉末与3质量％的树脂(丙烯酸树脂)、0. 3质量％的润滑剂(硬脂酸锌)混合，以600MPa的冲压压力，制成外径20mm、内径12mm、高6. 8mm的环形6. 5mm 见方、高3. 3mm的磁芯成形体，再在N2气气氛下，以0.67K/sec(40°C /min)的升温速度、 573. 15K(300°C )的热处理温度、1小时的保持时间成形而得。表1所示的“最佳热处理温度”是指，在对所述磁芯成形体以0. 67K/sec(40°C / min)的升温速度、1小时的保持时间实施热处理时，可以最大地减少压粉磁芯的磁芯损耗的理想的热处理温度。表1所示的最佳热处理温度最低为633. 15K(360°C )，是比实际中对磁芯成形体实施的热处理温度(573. 15K)更高的值。表1所示的压粉磁芯的磁芯损耗(W)的评价是使用岩通计测(株)制SY-8217 BH 分析仪以IOOkHz的频率、25mT的最大磁通密度求出的。另外，导磁率(μ )是使用阻抗分析仪以IOOKHz的频率测定的。图3是表示表1的压粉磁芯的最佳热处理温度与磁芯损耗(W)的关系的图。如图3所示，可知为了将磁芯损耗(W)设定为90kW/m3以下，需要将最佳热处理温度设定为 693. 15K(4200C )以下。另外，图4是表示合金的玻璃化温度(Tg)与表1的压粉磁芯的最佳热处理温度的关系的图。如图4所示，可知为了将最佳热处理温度设定为693. 15K(420°C)以下，需要将玻璃化温度(Tg)设定为7401^466. 850C )以下。
另外，根据图3可知，为了将磁芯损耗(W)设定为60kW/m3以下，需要将最佳热处理温度设定为673. 1^U400°C)以下。另外根据图4可知，为了将最佳热处理温度设定为 673. 15K(400°C )以下，需要将玻璃化温度(Tg)设定为710K(436. 85°C )以下。如上所述，根据表1、图3及图4的实验结果，将本实施例的玻璃化温度(Tg)的适用范围设定为740IU466.85°C)以下。另外，在本实施例中，将710K(436. 85°C )以下的玻璃化温度(Tg)设为优选的适用范围。(B添加量及Si添加量的实验)制造出由以下的表2所示的各组成构成的各R基非晶态合金。各试样是利用液体急冷法以riWxm状形成的合金。[表 2]
权利要求
1.一种狗基非晶态合金，其特征在于，组成式以 Fe100_a_b_c_x_y_z_tNiaSnbCrcPxCyBzSit 表示，Oat % 彡 a 彡 IOat %,0at % ^b ^ 3at%,0at%^ c ^ 6at%,6. 8at%^ χ ^ 10. 8at%,2. 2at%^y^9. 8at%,0at% 彡 ζ 彡 4. 2at%,0at%^ t 彡 3. 9at%。
2.根据权利要求1所述的狗基非晶态合金，其中， 仅添加了 M与Sn当中的某一者。
3.根据权利要求1或2所述的狗基非晶态合金，其中， Ni的添加量a为Oat % 6at%的范围内。
4.根据权利要求3所述的狗基非晶态合金，其中， Ni的添加量a为4at% 6at%的范围内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的Fe基非晶态合金，其中， Sn的添加量b为Oat % 2at%的范围内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的Fe基非晶态合金，其中， Cr的添加量c为Oat % 2at%的范围内。
7.根据权利要求6所述的狗基非晶态合金，其中， Cr的添加量c为Iat % 2at%的范围内。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的狗基非晶态合金，其中， P的添加量χ为8. 8at% 10. 8at%的范围内。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的Fe基非晶态合金，其中， C的添加量y为5. 8at% 8. 8at%的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的Fe基非晶态合金，其中， B的添加量ζ为Oat % 2at %的范围内。
11.根据权利要求10所述的狗基非晶态合金，其中， B的添加量ζ为Iat % 2at%的范围内。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的狗基非晶态合金，其中， Si的添加量t为0at% Iat %的范围内。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的狗基非晶态合金，其中， (B的添加量z+Si的添加量t)为0at% 4at%的范围内。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的狗基非晶态合金，其中，B的添加量ζ为Oat % Mt %的范围内，Si的添加量t为Oat % Iat %的范围内，以及(B的添加量z+Si的添加量t)为0at% 2at%的范围内。
15.根据权利要求1至9中任一项所述的狗基非晶态合金，其中，B的添加量ζ为Oat % 3at %的范围内，Si的添加量t为Oat % Mt %的范围内，以及(B的添加量z+Si的添加量t)为0at% 3at%的范围内。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的狗基非晶态合金，其中， Si的添加量t/ (Si的添加量t+P的添加量χ)为0 0. 36的范围内。
17.根据权利要求16所述的狗基非晶态合金，其中，Si的添加量t/ (Si的添加量t+P的添加量χ)为0 0. 25的范围内。
18.一种压粉磁芯，其特征在于，将权利要求1至17中任一项所述的Fe基非晶态合金的粉末利用粘合材料固化成形而成。
19.一种线圈内嵌式压粉磁芯，其特征在于，具有将权利要求1至17中任一项所述的！^基非晶态合金的粉末利用粘合材料固化成形而成的压粉磁芯、和被所述压粉磁芯覆盖的线圈。
20.根据权利要求19所述的线圈内嵌式压粉磁芯，其中， 所述线圈为扁立线圈。
全文摘要
本发明的目的特别是在于，提供一种作为压粉磁芯，其具备低玻璃化温度(Tg)、高换算玻璃化温度(Tg/Tm)、良好的磁化及耐腐蚀性，或线圈内嵌式压粉磁芯用途的Fe基非晶态合金。本发明的Fe基非晶态合金的特征在于，组成式以Fe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit表示，0at％≤a≤10at％，0at％≤b≤3at％，0at％≤c≤6at％，6.8at％≤x≤10.8at％，2.2at％≤y≤9.8at％，0at％≤z≤4.2at％，0at％≤t≤3.9at％。这样，就可以制造具备低玻璃化温度(Tg)、高换算玻璃化温度(Tg/Tm)、良好的磁化及耐腐蚀性的压粉磁芯、和线圈内嵌式压粉磁芯。
文档编号C21D6/00GK102471857SQ20108003279
公开日2012年5月23日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年8月7日
发明者土屋景子, 安彦世一, 小柴寿人, 水岛隆夫, 金子和也 申请人:阿尔卑斯绿色器件株式会社