[发明专利]Fe基软磁性合金薄带以及使用其的磁心

说明书

在使用于小直径的卷绕磁心等的情况下，以往的含有Co、Ni的Fe基软磁性合金薄带存在如下问题：即使进行了磁场中热处理，也难以感生出在一个方向上整齐地排列的磁各向异性，无法实现线性良好、整体上斜率不陡峭的平坦形状的B‑H曲线；剩余磁通密度Br变高，B‑H曲线的磁滞变大(矫顽力Hc变大)，增量磁导率相对于叠加磁场的变化变大等。为了解决这些问题，采用Fe基软磁性合金薄带，其由含有5原子％以上且20原子％以下的Co、和0.5原子％以上且1.5原子％以下的Cu的Fe基软磁性合金构成，在薄带的表面的正下方存在Cu富集区域，在该Cu富集区域的正下方存在Co富集区域。以及，采用由所述Fe基软磁性合金薄带构成的磁心。

技术领域

本发明涉及一种适合于例如电流互感器、噪声抑制部件、高频用变压器、扼流线圈、加速器用的铁心等各种磁性部件的Fe基软磁性合金薄带以及使用其的磁心。

背景技术

以往，例如在电流互感器、噪声抑制部件、高频用变压器、扼流线圈、加速器用的铁心等各种磁性部件中，使用由显示出高磁导率且低磁心损耗的特性的软铁氧体、非晶态软磁性合金、坡莫合金、或者纳米晶软磁性合金等软磁性材料构成的磁心。

例如，就软铁氧体而言，虽然高频特性优异，但饱和磁通密度Bs低，温度特性差，因此容易磁饱和，特别是在用于可能会直流叠加的电流互感器或扼流线圈等、大电流电路的部件的情况下，存在如下缺点：无法得到令人满意的特性；部件尺寸变大；磁特性相对于温度的变化大，部件的温度特性差等。另外，就以Fe-Si-B系为代表的Fe基非晶态合金而言，存在如下缺点：即使进行了磁场中热处理，也不会显示出线性良好的B-H曲线，在音频下进行励磁并使用的情况下，部件的噪音大等。另外，就Co基非晶态合金而言，存在如下缺点：为了使饱和磁通密度低至1T以下，部件变大；由于热不稳定，因此温度上升时的经时变化大；原料昂贵等。

已知：与上述的软磁性材料相比，显示出更优异的软磁特性的Fe基纳米晶合金薄带适合于漏电断路器、电流传感器、电流互感器、共模扼流线圈、高频变压器、加速器等的脉冲电源用途等的磁心材料。作为Fe基纳米晶合金薄带的代表性组成系，已知有Fe-Cu-(Nb、Ti、Zr、Hf、Mo、W、Ta)-Si-B系合金、Fe-Cu-(Nb、Ti、Zr、Hf、Mo、W、Ta)-B系合金等(专利文献1、2)。

这些Fe基纳米晶合金薄带通常通过如下方法来制作，即，由液相进行急冷来制作非晶态合金薄带，在根据需要加工成磁心形状之后，通过热处理进行微晶化。在由液相进行急冷来制作合金薄带的方法中，已知有单辊法、双辊法、或者离心急冷法等，但在大量生产超急冷合金薄带的情况下，主流为单辊法。已知：Fe基纳米晶合金是对通过这些方法制作出的非晶态合金进行微晶化后的合金，显示出与Fe基非晶态合金相同程度的高饱和磁通密度和优异的软磁特性，经时变化小于非晶态合金，温度特性也优异。

另外，还已知：如能对应于近年来的高能量密度化对应的要求的、显示出更高的磁通密度的Fe-Si-B-Cu系、Fe-Si-B-P-Cu系的Fe基纳米晶合金薄带(专利文献3、4)。

在近年来要求不断提高的、例如用于在直流叠加后的状态或非对称交流励磁状态下使用的扼流线圈、半波正弦波交流电流等非对称波形的交流电流流经线圈的电流互感器(CT)等的磁心材料中，使用磁导率低至一定程度的、显示出恒磁导率性优异的B-H曲线的材料，以免材料磁饱和。在这种用途中，通常使用相对磁导率为6000以下的材料，但在用于适合于半波正弦波交流电流等非对称波形的交流电流的检测、直流叠加后的交流电流的检测等的电流互感器(CT)的情况下，使用显示出1000～3000左右的相对磁导率的材料。特别是，近年来不断要求准确地测定非对称的电流波形、失真的电流波形(非对称电流波形)，不断要求能根据非对称电流波形准确地测定出电能的磁性材料。已报道：满足这种要求的磁性材料，使用剩余磁通密度低、显示出磁滞小且线性良好的B-H曲线的材料，显示出适合由进行了磁场中热处理的含有Co、Ni的Fe基软磁性合金薄带构成的磁心(铁心)的特性(专利文献5、6、7)。

现有技术文献

专利文献