[发明专利]铁类软磁合金、其的制备方法及通过其的磁性部件

说明书

提供Fe类软磁合金。本发明一实施例的Fe类软磁合金由实验式Fe_aB_bC_cCu_d表示，在上述实验式中，a、b、c及d为相应元素的原子百分比(atomicpercent)且78.5≤a≤86、13.5≤b+c≤21、0.5≤d≤1.5。根据上述，具有高饱和度灵敏度、优秀的高频特性及低保磁力，从而非常容易进行作为高性能/高效率的小型/轻量化的部件的用途展开。并且，本发明的制备成本低，通过在合金的制备过程中容易控制包含于合金的成分，来合金的制备容易，从而可实现批量生产，因此可作为大功率激光器、高频电源、高速脉冲发生器、开关模式电源(SMPS)、高频过滤器、低损耗高频变压器、高速开关、无线充电等的电力、电子设备的磁性部件广泛应用。

技术领域

本发明涉及Fe类软磁合金，更详细地涉及具有高饱和磁通密度且磁损耗少的Fe类软磁合金、其的制备方法及通过其的磁性部件。

背景技术

软磁材料作为各种变压器、抗流线圈、各种传感器、饱和电抗器、磁性开关等的磁芯用材料，广泛地使用于用于配电用变压器，激光电源或加速器等电力的供给或电力的变换等的多种电力、电子设备。对这种电力、电子设备的市场需求在于小型轻量化、高性能/高效率化及低产品成本。为了满足这种市场需求，磁芯用软磁材料需要具有高饱和磁通密度及低磁损耗。具体地，能偶以电压(E)＝磁通密度(B_m)×4.44频率(f)×圈数(N)×磁芯截面积(S)计算磁芯的功率式，为了提高上述电压(E)，需要提高各个因子。在上述因子中依赖于磁芯的磁性材料的是磁通密度(B_m)及频率(f)，为了提高上述磁通密度，需求磁性材料的饱和磁通密度高同时具有低磁损耗的材料。上述磁损耗以磁滞损耗、涡流损耗及异常损耗的总和计算，在上述涡流损耗及异常损耗的情况下，依赖于磁芯的磁性材料的磁畴大小、比电阻及磁芯的厚度，磁畴的大小越小，比电阻越高，厚度越薄的磁芯可在磁损耗中有利。并且，为了提高上述频率，需要磁性材料的高频损耗少，但是提高频率(f)需要电路性靠近，因此在材料性靠近上存在局限。

另一方面，当前作为商用化的磁性材料具有高饱和磁通密度同时具有低损耗的原材料众所周知的包含Fe的非晶质合金不存在结晶粒，因此不存在结晶磁各向异性，因低保磁力磁滞损耗小，且呈现优秀的软磁性，因此包含 Fe的非晶质合金作为节能材料受到瞩目。

在包含上述Fe的非晶质合金中，作为形成合金的元素，除了Fe之外包含提高非晶质形成能力的Si、B、P等元素或包含起到成核位置和/或扩散屏障作用的Cu、Nb、Zr元素等的准金属(metalloid)，来开发及制备。只是，在如上述的准金属的含量增加的情况下，存在合金的饱和磁通密度降低的问题，在准金属的含量减少的情况下，初始合金未形成为非晶质或在用于特性变化的后处理工序(Ex.热处理)中难以控制结晶的大小，从而有可能保磁力、磁损耗增加。并且，由于包含准金属元素，从而还发生其他问题，具体地，作为包含提高非晶质形成能力众所周知的P的Fe类非晶质合金在用于特性变化的后工序中容易挥发，因此难以阻止P的挥发并进行后工序，在后工序中合金的生产性显著降低，有可能还不利于批量生产。

并且，在包含具有非晶质形成能力众所周知的B的情况下，所制备的合金的第一次结晶化温度及第二次结晶化之间的间隙非常狭窄，从而进行后处理时，除了α-Fe之外，生成Fe和其他元素之间的化合物(Ex.Fe-B)，从而存在有可能难以获得均质的结晶的问题。并且，在包含Nb等的稀有金属的情况下，有利于控制在后工序中的结晶粒度，但是上述元素的成本昂贵，因此存在生产成本显著增加的问题。

发明内容

技术问题

本发明鉴于如上所述的问题而提出，目的在于，提供Fe类软磁合金，上述Fe类软磁合金通过具有高饱和磁通密度及优秀的高频特性，来可作为小型轻量化的部件利用，并且低保磁力等磁损耗少，从而可容易进行作为高性能/高效率部件的用途展开。