JPS5934779B2 - 非晶質金属体の磁場熱処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非晶質金属における磁気的月質の改質方法に
関する。

とくに非晶質金属を磁場中において、大量に、連続的に
熱処理する新規な方法に関する。金属は通常の固体状態
では原子が規則的に配列した長周期秩序をもつ結晶であ
るが、溶融状態からの急冷等、特殊な製法によると、液
体状態に類似した無秩序な原子構造が得られることが最
近の研究の結果判明した。

このような金属を非晶質金属といラ。非晶質金属は通常
の金属とはその熱的、電気的、磁気的、機械的性質が非
常に異なつており、あるものは結晶性金属にないすぐれ
た性質を有している。たとえば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等強
磁性金属元素と、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、Ａι等半金属元素とか
らなる合金は非晶質状態をとりやすく、その非晶質合金
は比較的良好な軟磁気特性を有することが知られている
。この性質を利用して、従来の電磁気装置の性能向上を
図る試みが最近盛んである。たとえば、変圧器等に応用
して、それを小型化したり、磁気ヘッド等に応用して、
周波数特性や直線性の良好な特性を得ることが試みられ
ている。ところが非晶質金属は急冷法によつて得られる
ため、急冷状態のままでは大きなひずみが入つており磁
気特性があまりよくない。

またその特性にばらつきが大きく、経年変化が大きい。
このような欠点を除くために、通常の結晶性金属におけ
る公知の方法、技術を応用することが試みられている。
たとえば、適当な温度、時間で熱処理を施せば上述の欠
点が取り除かれるように思われる。しかしながら、単な
る熱処理では必ずしも特性は改善されず、かえつて劣化
が起りやすいことがわかつた。最近の研究結果によれば
、非晶質金属を磁気的に飽和させ、熱処理を行なえば、
磁気特性が著しく改善されることがわかつた。

本発明は非晶質金属を磁気的に飽和させ熱処理を施すこ
とによつて、磁気的な特性が非常すぐれた材料を大量に
供給する工業的方法でめる。

試料を磁気的に飽和させ熱処理を施す従来公知Ｊ の実
験室的方法を第１図に示す。試料がすぐれた軟磁気特性
を有する場合、試料が作る反磁場が外部磁場をほとんど
打ち消すため、磁気的飽和状態を得るには大きな外部磁
場が必要で、試料と磁場との位置関係も、できるだけ反
磁場が小さくなる・ ようにする等、特別な配慮が必要
である。大きな外部磁場を印加するためには、非常に大
きな電磁石が必要で、磁場中熱処理のため加熱装置を含
めると、大規模な装置となる。しかも大量の試料を連続
的に処理することができない。第１図の従来方法を示す
図において、記号１は電磁石、２は加熱装置、３は試料
である。

非晶質金属は急冷条件を満すためには通常、細線、薄板
、リボン状等、厚み１００μｍ程度以下の試料形状しか
得ることができないが、このような形状の試料に訃いて
は、磁界方向と平行に試料を配置する図のような場合に
反磁場を小さくすることができるが、このような配列で
は長尺試料の連続熱処理が困難であることは明らかであ
る。本発明は上述した従来方法の欠点を改善した、磁場
中熱処理を行なう工業的方法である。

第２図は本発明の原理を示す図である。記号４は大電流
を流すための導線、５は加熱装置、６は導線の周囲にま
かれた試料である。導線に流れる大電流が作る磁場が試
料に作用するが、試料と磁場の対称性からこのような配
列においては反磁場が零となり、容易に試料を磁気的に
飽和できる、導線１本が大型電磁石のかわりの役をはた
す。以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

試料は（ＣＯＱ９４ＦｅＯ．Ｏ６）８２Ｂ，８なる非晶
質合金である。各元素を秤量、溶解して合金化した後、
溶融し、約１００００ｒｐｍの回転速度で高速回転する
直径５０關φの銅製ロール上に噴出？せ、厚み約２０μ
ｍの長尺非晶質合金テープを得た。このような方法は、
通常片ロール法と呼ばれるごく一般的な非晶質金属の製
法である。第３図はこのようにして得た急冷状態のまま
の非晶質合金テープの磁化特性を示す図である。大きな
一くルクハウゼン効果がみられ、これは損失や雑音発生
の原因となり、このままでは実用に供することができな
い。第４図は本発明の方法による磁場中熱処理を施した
試料に対する磁化特性である。

導線としては直径４ｍｍφの銅棒を用い、これに約５０
Ａの電流を流した。試料約１ｍを銅棒に約１００ターン
まきつけ、２３０℃に｝いて３０ｍ―間熱処理を行なつ
た。電流の作る磁場は数１００ｅ（′あるが、反磁場零
であるために試料は磁気的に飽和し、試料特性の改善が
達成される。すなわち、バルクハウゼン効果が消失する
。また透磁率も熱処理前に比較して約３倍に増大した。
な訃、前記実施例では２３０℃で加熱して行なつたが、
これは２００〜３５０℃くらいであれば十分処理できる
ものである。

同じ長さの試料を従来方法によつて磁場申熱処理するた
めには、非常に大型の電磁石が必要である。

本発明を応用することによつて、連続的に非晶質金属テ
ープを磁場中熱処理することができる。

第５図にその例を示す。記号７は銅製のロールであつて
、大電流が流れている。試料８がロールに供給され、巻
きつけられることによつて磁場が印加される。これらを
加熱装置中におけば磁場中熱処理ができる。ロールの回
転速度、巻きつけ幅を適当に選べば熱処理時間を制御す
ることができる。このような方法は、非晶質金属が薄く
じゆう軟であるため容易に行なうことができる。本実施
例においては、片ロール法により作製した（ＣＯＯ．，
４ＦｅＯ．Ｏ６）８２Ｂ，８非晶質合金の例を述べたが
、他の一般的な非晶質金属の作製法によつて得られる材
料すべてに適用可能であることはいうまでもない。

ただし材料によつて飽和磁界は異なるから、導線に流す
電流値は適当に選ぶ必要がある。また、最適熱処理温度
、時間も材料によつて変化する。本実施例の材料に訃い
ては熱処理は空気中で行なえるが、酸化しやすいＦｅ富
有合金等にづいては、不活性ガス雰囲気とするか、真空
にする必要がある。これらの技術は従来公知である。ま
た、導線としてはＣＵ，Ａｔ等が可能であり、適当な合
金等発熱体を用いれば加熱装置をかねさせることもでき
る。

ただし、導線表面は必要に応じて絶縁する。な卦、材料
によつては磁場のかわりに、または磁場と同時に適当な
テンシヨンをカロえることによつて、？らに磁気特性を
向上できることが知られている。第５図に示すような本
発明による方法では、テンシヨンを同時にカロえること
も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁場中熱処理方法を示す図、第２図は本
発明の磁場中熱処理方法を示す図、第３図および第４図
は本発明の効果を説明するための図、第５図は本発明を
応用した磁場中熱処理方法を示す図でめる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導体周囲に非晶質金属体が巻きつけられており、導
   体に電流を流して該非晶質金属体に磁場を印加し、加熱
   して磁場中熱処理を行なう、非晶質金属体の磁場中熱処
   理方法。