JPH0689438B2 - Iron-rich metallic glass with high saturation magnetic induction and excellent soft ferromagnetism at high magnetization rates - Google Patents
Iron-rich metallic glass with high saturation magnetic induction and excellent soft ferromagnetism at high magnetization ratesInfo
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- JPH0689438B2 JPH0689438B2 JP2510372A JP51037290A JPH0689438B2 JP H0689438 B2 JPH0689438 B2 JP H0689438B2 JP 2510372 A JP2510372 A JP 2510372A JP 51037290 A JP51037290 A JP 51037290A JP H0689438 B2 JPH0689438 B2 JP H0689438B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、高い磁化速度下において特に卓越した軟強磁
性(soft ferromagnetic properties)を示す、高い飽
和磁気誘導を備えた、鉄に富む金属ガラス状合金に関す
るものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to iron-rich metals with high saturation magnetic induction, which exhibit particularly outstanding soft ferromagnetic properties under high magnetization rates. It relates to a glassy alloy.
2.先行技術の説明 金属ガラス状合金(金属ガラス)は長距離秩序の無い準
安定材料である。それらは当技術分野で慣用される加工
法により溶融物から急速焼入れにより製造するのが好都
合である。この種の金属ガラスおよびそれらの製法の例
は米国特許第3,856,513、4,067,732および4,142,571号
明細書に示されている。これらの明細書に示される金属
ガラスの有利な軟磁性は、それらを配電変圧器、スイッ
チモード電源、テープ記録ヘッドなどにおける各種磁心
の材料として広く用いるのに利用されてきた。2. Description of Prior Art Metallic glass-like alloys (metallic glasses) are metastable materials without long-range order. They are conveniently produced by rapid quenching from the melt by processing methods customary in the art. Examples of this type of metallic glass and their method of manufacture are given in US Pat. Nos. 3,856,513, 4,067,732 and 4,142,571. The advantageous soft magnetism of the metallic glasses presented in these specifications has been utilized extensively in their wide use as materials for various magnetic cores in distribution transformers, switch mode power supplies, tape recording heads and the like.
軟磁心について現在関心が高まっている特定の用途は総
称的にパルス電力用と呼ばれる。これらの用途において
は、捕捉時間の長い、低い平均入力が、短い伝達時間で
送られる高いピーク電力をもつ出力に変換される。この
ように高い電力パルスの電気エネルギーを生成する際に
は、最高100T/μs(または100MT/s)に及ぶ極めて急速
な磁化反転が磁心材料に生じる。パルス電力用途の例に
は、磁気パルスコンプレッション用およびターンオン期
間中の回路素子保護用の可飽和リアクトル、ならびにリ
ニア誘導粒子加速器におけるパルス変成器が含まれる。The particular applications of current interest in soft magnetic cores are collectively referred to as pulsed power. In these applications, low average inputs with long acquisition times are converted to outputs with high peak power delivered with short transit times. When producing such high power pulsed electrical energy, a very rapid reversal of magnetization occurs up to 100 T / μs (or 100 MT / s) in the core material. Examples of pulsed power applications include saturable reactors for magnetic pulse compression and circuit element protection during turn-on, and pulse transformers in linear induction particle accelerators.
金属ガラスは、それらの抵抗率が高く、薄いリボン形状
であり、このため急速な磁化反転下での損失が少ないの
で、パルス電力用として極めて好適である。(たとえば
下記を参照されたい:(i)“高エネルギーパルス電力
システムにおける金属ガラス",スミス(C.H.Smith),G
lass...Current Issues,ライトおよびデュパイ(A.F.W
right,J.Dupuy)編,(NATO ASI Series E,No.92,マー
チナス・ニジョフ出版社,オランダ,ドルドゥレヒト,1
985)p.188−199。)さらに金属ガラスはそれらの非晶
性のため磁気結晶異方性をもたず、従って急速磁化速度
下で、その材料の飽和磁気誘導の2倍の理論最大値に近
い値を伴う、極めて大きな時速揺れ(flux swing)を付
与する焼きなましを行うことができる。これらの金属ガ
ラス材料の有利な観点により、それらを各種のパルス電
力用途における磁心材料として用いることができる:リ
ニア誘導粒子加速器用の高電力パルス電源に、エネルギ
ーをパルス電源からこれら加速器のビームへカップリン
グするための誘導モジュールとして、発電機の磁気スイ
ッチとして、慣性閉じ込め融合の研究に、およびエキシ
マーレーザーを駆動するための磁気変調器に。Metallic glasses are highly suitable for pulsed power because of their high resistivity and thin ribbon shape, which results in low loss under rapid magnetization reversal. (See, for example: (i) "Metallic glass in high energy pulsed power systems", CHSmith, G
lass ... Current Issues , Light and Dupai (AFW
right, J.Dupuy), edited by (NATO ASI Series E, No.92, Martinus Nizhoff Publisher, Netherlands, Dordrecht, 1
985) p.188-199. ) Furthermore, metallic glasses do not have magnetocrystalline anisotropy due to their amorphous nature, and therefore have extremely large values under rapid magnetization rates, close to the theoretical maximum of twice the saturation magnetic induction of the material. It can be annealed to give it a flux swing. The advantageous aspects of these metallic glass materials allow them to be used as magnetic core materials in various pulsed power applications: high power pulsed power supplies for linear induction particle accelerators, energy from pulsed power supplies to the beams of these accelerators. As an induction module for rings, as a magnetic switch in generators, in the study of inertial confinement fusion, and as a magnetic modulator for driving excimer lasers.
一般的なパルス電力用途においては、磁心材料を最初に
適宜な外部磁界の付与により特定の磁性状態に“パーク
させる”、またはバイアスをかける。たとえば大きな負
の直流電界を付与することにより磁心材料を負の飽和状
態にする。(磁心材料がこの付与に際して飽和状態にさ
れる方向を正の方向と呼ぶ。)次いでこの電界を取り除
くと磁心材料は負の残留磁気下に置かれる。前者の処理
により磁心材料の飽和磁気誘導の2倍の最大磁束揺れを
付与することができるが、パルスリセットとして知られ
る後者の処理が便宜上最も一般的に採用される。その場
合、最大磁束揺れは残留磁気と飽和磁気誘導の和であ
る。以下、特に指示しない限りここで用いる“最大磁束
揺れ”という語は、残留磁気と飽和磁気誘導の和により
定められる値を意味する。金属ガラスは容易に焼なまし
して飽和磁気誘導、Bs、に極めて近似するBr値、残留磁
気誘導、を得ることができる。次いでその用途において
コンプレスまたは変成すべき入力が磁心材料に付与され
る。In typical pulsed power applications, the core material is first "parked" or biased to a particular magnetic state by the application of an appropriate external magnetic field. For example, the magnetic core material is brought into a negative saturated state by applying a large negative DC electric field. (The direction in which the magnetic core material is saturated during this application is called the positive direction.) Then, when this electric field is removed, the magnetic core material is placed under a negative remanence. While the former process can provide a maximum flux swing of twice the saturation magnetic induction of the magnetic core material, the latter process known as pulse reset is most commonly employed for convenience. In that case, the maximum magnetic flux fluctuation is the sum of remanence and saturation magnetic induction. Hereinafter, unless otherwise specified, the term “maximum magnetic flux fluctuation” means a value determined by the sum of residual magnetism and saturated magnetic induction. Metallic glass can be easily annealed to obtain a saturation magnetic induction, B s , a Br r value, remanent magnetic induction that is very close to B s . The input to be compressed or transformed in the application is then applied to the core material.
大部分のパルス電力用途は磁心材料に高い飽和磁気誘導
を必要とし、このために磁心に大きな磁束揺れが生じ
る。磁心材料は、好ましくは低い誘導磁気異方性エネル
ギーを備えている必要もある。低い誘導磁気異方性エネ
ルギーは最適な強磁性磁区構造を確立することによって
コアーロスを低下させ、従って磁心をより高い効率で操
作しうる。アライド・シグナル社から得られるメトグラ
ス(METGLAS、登録商標)2605CO(公称組成:Fe66Co18B
15Si1)は前記のパルス電力用途の多くに現在用いられ
ている高磁気誘導の金属ガラス状合金である。この金属
ガラスは米国特許第4,321,090号明細書に教示されてお
り、そこには高い飽和磁気誘導をもつ金属ガラスが示さ
れる。焼なましした状態でのこのガラス状合金の飽和磁
気誘導は約1.75Tである。しかしこの合金の高いコバル
ト含量によって磁気異方性エネルギーに関して高い値が
生じ、従って高いコアーロスが生じる。この合金の磁気
異方性エネルギーに関する約900J/m3の値は、金属ガラ
スにおいて得られる最も高いものに含まれる。その高い
磁気誘導にもかかわらず、この合金からはわずか約3.2T
の最大磁束揺れが得られる。さらに、この合金の高いCo
含量によって原料費が高くなる。このパルス電力用途に
用いられる磁心が磁心当たり100kgに及ぶ磁心材料を含
有すること考慮すると、またCoが戦略物質として分類さ
れていることを考慮すると、実質的に低下した水準のCo
を含有する、より経済的な合金が極めて望ましい。Most pulsed power applications require high saturation magnetic induction in the core material, which results in large flux swings in the core. The core material should also preferably have a low induced magnetic anisotropy energy. A low induced magnetic anisotropy energy reduces core loss by establishing an optimal ferromagnetic domain structure and thus allows the core to operate with higher efficiency. Methograss (METGLAS®) 2605CO (nominal composition: Fe 66 Co 18 B, obtained from Allied Signal)
15 Si 1 ) is a high magnetic induction metallic glassy alloy currently used in many of the above mentioned pulsed power applications. This metallic glass is taught in U.S. Pat. No. 4,321,090, which shows metallic glass with high saturation magnetic induction. The saturated magnetic induction of this glassy alloy in the annealed state is about 1.75T. However, the high cobalt content of this alloy gives rise to high values for the magnetic anisotropy energy and thus high core loss. A value of about 900 J / m 3 for the magnetic anisotropy energy of this alloy is among the highest obtained in metallic glasses. Despite its high magnetic induction, only about 3.2T from this alloy
The maximum magnetic flux fluctuation of is obtained. In addition, the high Co of this alloy
The raw material cost increases depending on the content. Considering that the magnetic core used for this pulsed power application contains up to 100 kg of magnetic core material per magnetic core, and considering that Co is classified as a strategic substance, a substantially lowered level of Co
A more economical alloy containing is highly desirable.
コバルト不含の金属ガラス状合金は、アライド・シグナ
ル社から得られるメトグラス(登録商標)2605SC(公称
組成:Fe81B13.5Si3.5C2)である。この合金は米国特許
第4,219,355号明細書に示されている。この合金の低い
磁気異方性エネルギー(約100J/m3)は、ある種のパル
ス電力用途に利用されている。しかしこの合金から得ら
れる低い飽和磁気誘導(約1.57T)、およびこれに応じ
て低い最大磁束揺れ(約2.9T)は、この合金をパルス電
力用途に広く用いるのを妨げている。The cobalt-free metallic glassy alloy is Methograss® 2605SC (nominal composition: Fe 81 B 13.5 Si 3.5 C 2 ) obtained from Allied Signal. This alloy is shown in U.S. Pat. No. 4,219,355. The low magnetic anisotropy energy of this alloy (about 100 J / m 3 ) has been used for certain pulsed power applications. However, the low saturation magnetic induction (~ 1.57T) and correspondingly low maximum flux swing (~ 2.9T) available from this alloy prevents its widespread use in pulsed power applications.
高い磁気誘導(大きな磁束揺れ)および低い磁気異方性
エネルギーの組み合わせをもたらす金属ガラス状合金
は、パルス電力用途にとって極めて望ましいであろう。
このような合金が製造原価において経済性をもたらすな
らば、さらに利点が得られるであろう。Metallic glassy alloys that provide a combination of high magnetic induction (large flux swing) and low magnetic anisotropy energy would be highly desirable for pulsed power applications.
Further advantages would be gained if such an alloy provided economics in manufacturing costs.
発明の要約 本発明は、少なくとも80%がガラス状であり、高い飽和
磁気誘導および低い磁気異方性エネルギーの組み合わせ
特色とする、鉄に富む磁性合金を提供する。一般に本発
明の金属ガラス状合金は、式FeaCobBcSidCeにより記載
される組成をもつ。式中のa−eは原子%であり、aは
72−84であり、bは2−8であり、cは11−16であり、
dは1−4であり、eは0.5−4である。又本発明の他
の金属ガラス状合金は、式FeaCobMnfBcSidCeにより記載
される組織をもつ。式中のa−fは原子%であり、a−
eは上記と同じであり、fは1以下である。上記の金属
ガラスは適切に焼なましすると、さらに負の残留磁気か
ら正の飽和への直流揺れに関して大きな値を示す。その
結果本発明の合金において飽和磁気誘導は1.55−1.75T
であり、磁気異方性エネルギー300−400J/m3であり、上
記の直流揺れは一般に2.9−3.2Tである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an iron-rich magnetic alloy that is at least 80% glassy and features a combination of high saturation magnetic induction and low magnetic anisotropy energy. Generally, the metallic glassy alloys of the present invention have a composition described by the formula Fe a Co b B c Si d C e . In the formula, ae is atomic% and a is
72-84, b is 2-8, c is 11-16,
d is 1-4 and e is 0.5-4. The other metallic glassy alloys of the present invention also have the structure described by the formula Fe a Co b Mn f B c Si d C e . A-f in the formula is atomic%, and a-f
e is the same as above, and f is 1 or less. When properly annealed, the above metallic glasses show a large value in terms of DC fluctuation from negative remanence to positive saturation. As a result, the saturation magnetic induction in the alloy of the present invention was 1.55-1.75T.
And the magnetic anisotropy energy is 300-400 J / m 3 , and the above DC fluctuation is generally 2.9-3.2T.
本発明の金属ガラスは、高い磁化速度を要求するパルス
電力用途のための大型磁心に用いるのに特に適してい
る。この種の用途の代表例は、リニア誘導粒子加速器用
の高電力パルス電源、エネルギーをパルス電源からこれ
ら加速器のビームへカップリングするための誘導モジュ
ール、慣性閉じ込め融合の研究における発電機の磁気ス
イッチ、およびエキシマーレーザーを駆動するための磁
気変調器である。他の用途にはエアボーン変成器(airb
orne transformer)、変流器、漏電遮断器、スイッチモ
ード電源などの磁心が含まれる。The metallic glasses of the present invention are particularly suitable for use in large cores for pulsed power applications requiring high magnetization rates. Typical examples of this type of application are high power pulsed power supplies for linear induction particle accelerators, induction modules for coupling energy from pulsed power supplies to the beams of these accelerators, magnetic switches of generators in the study of inertial confinement fusion, And a magnetic modulator for driving an excimer laser. Other applications include airborne transformers (airb
orne transformer), current transformer, earth leakage circuit breaker, switch mode power supply, etc.
図面の簡単な説明 本発明は、以下の本発明の好ましい形態の詳細な説明お
よび添付の図面を参照することによってより完全に理解
され、他の利点も明らかになるであろう。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be more fully understood and other advantages will become apparent by reference to the following detailed description of the preferred embodiments of the invention and the accompanying drawings.
第1図は、強磁性材料に極めて高い磁化速度を付与した
際に得られる動的磁化曲線の模式図であり、図中のHaは
付与された磁界であり、△Bは磁気誘導の全変化であ
る; 第2図は、本発明の好ましい金属ガラスに関するコアー
ロスを磁化速度、(dB/dt)、の関数として対数−対数
目盛り上にプロットしたものであり、リボン表面の被膜
により得られる磁心に対する有益な効果を表す; 第3図は同様なプロットにおいて、本発明の好ましい金
属ガラスにより得られるロスを、現在パルス電力用途の
磁心に商業的に用いられている2種の先行技術金属ガラ
スにより得られるロスと比較したものであり、この図の
データはすべて被覆および焼なまししたリボンから得ら
れた; 第4図は同様なプロットにおいて、第3図と同じ合金に
関して、平均磁界、H(ave.)、に関する数値を磁化速
度、(dB/dt)、の関数として示したものであり、H(a
ve.)は磁気誘導変化、△B、の単位当たりのコアーロ
スと定義される; 第5図は、本発明の各種の好ましい金属ガラスにより得
られるコアーロスを磁化速度、(dB/dt)、の関数とし
て対数−対数目盛り上にプロットしたものである;およ
び 第6図は同様なプロットにおいて、第5図と同じ合金に
関して(dB/dt)に対するH(ave.)の依存性を示した
ものである。FIG. 1 is a schematic diagram of a dynamic magnetization curve obtained when an extremely high magnetization speed is applied to a ferromagnetic material, where H a is the applied magnetic field and ΔB is the total magnetic induction. FIG. 2 is a plot of core loss for a preferred metallic glass of the invention on a log-log scale as a function of magnetization rate, (dB / dt), obtained by coating a ribbon surface. FIG. 3 shows in a similar plot, the loss obtained with the preferred metallic glasses of the present invention, in a similar plot, due to the two prior art metallic glasses currently used commercially in magnetic cores for pulsed power applications. All data in this figure were obtained from coated and annealed ribbons, compared to the loss obtained; FIG. 4 shows the average magnetic field for the same alloy as FIG. 3 in a similar plot. , H (ave.), The magnetization rate, the figures for are those shown as (dB / dt), function, H (a
ve.) is defined as the core loss per unit of magnetically induced change, ΔB; FIG. 5 shows the core loss obtained with various preferred metallic glasses of the invention as a function of the magnetization rate, (dB / dt). Is plotted on a log-log scale as; and FIG. 6 shows the dependence of H (ave.) On (dB / dt) for the same alloy as FIG. 5 in a similar plot. .
好ましい形態の説明 本発明によれば、少なくとも80%がガラス状であり、高
い飽和磁気誘導および低い磁気異方性エネルギーの組み
合わせを特色とする、鉄に富む磁性金属ガラス合金が提
供される。一般に本発明の金属ガラス状合金は、式FeaC
obBcSidCeにより記載される組成をもつ。式中のa−e
は原子%であり、aは72−84であり、bは2−8であ
り、cは11−16であり、dは1−4であり、eは0.5−
4である。又本発明の他の金属ガラス状合金は、式FeaC
obMnfBcSidCeにより記載される組成をもつ。式中のa−
fは原子%であり、a−eは上記と同じであり、fは1
以下である。上記の金属ガラスは適切に焼なましするこ
とにより、さらに負の残留磁気から正の飽和への直流揺
れに関して大きな値を示す。その結果本発明の合金にお
いて飽和磁気誘導は1.55−1.75Tであり、磁気異方性エ
ネルギー300−400J/m3であり、上記の直流揺れは一般に
2.9−3.2Tである。DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention there is provided an iron-rich magnetic metallic glass alloy that is at least 80% glassy and features a combination of high saturation magnetic induction and low magnetic anisotropy energy. Generally, the metallic glassy alloys of the present invention have the formula Fe a C
It has the composition described by o b B c Si d C e . Ae in the formula
Is atomic%, a is 72-84, b is 2-8, c is 11-16, d is 1-4, and e is 0.5-.
It is 4. Another metallic glassy alloy of the present invention has the formula Fe a C
having the composition described by o b Mn f B c Si d C e. A- in the formula
f is atomic%, ae is the same as above, and f is 1
It is the following. When appropriately annealed, the above metallic glass exhibits a large value in terms of DC fluctuation from negative remanence to positive saturation. As a result, the saturation magnetic induction in the alloy of the present invention is 1.55-1.75 T, the magnetic anisotropy energy is 300-400 J / m 3 , and the above DC fluctuation is generally
It is 2.9-3.2T.
ガラス状である合金にわずかな結晶質部分が存在しても
合金の最適な軟磁性性能を損なう傾向があるので、本発
明の合金はX線回折により測定して好ましくは90%がガ
ラス状であり、極めて好ましくは100%がガラス状であ
る。さらに少なくとも1.6Tの飽和磁気誘導を示す本発明
のガラス状合金が、パルス電力用途の観点から特に好ま
しい。The presence of a small amount of crystalline portion in the glassy alloy tends to impair the optimum soft magnetic performance of the alloy, so the alloy of the present invention is preferably 90% glassy as measured by X-ray diffraction. Yes, and very preferably 100% is glassy. Furthermore, the glassy alloys of the present invention exhibiting a saturation magnetic induction of at least 1.6 T are particularly preferred from the viewpoint of pulse power applications.
本発明の金属ガラスの例には下記のものが含まれる:Fe
75Co6B14Si3C2、Fe77Co6B12Si3C2、Fe78Co6B12Si3C1、Fe79
Co2B14Si3C2、Fe76Co6B15Si1C2、Fe78Co6B12Si1C3、Fe77Co
7B12Si2C2、Fe80Co6B11Si1C2、Fe78Co6B12Si2C2、Fe76Co6B
14Si3Mn1、Fe78Co8B11Si3、Fe81Co2B14Si3、Fe84Co2B13Si1
およびFe79Co6B12Si3。Examples of metallic glasses of the present invention include: Fe
75 Co 6 B 14 Si 3 C 2 , Fe 77 Co 6 B 12 Si 3 C 2 , Fe 78 Co 6 B 12 Si 3 C 1 , Fe 79
Co 2 B 14 Si 3 C 2 , Fe 76 Co 6 B 15 Si 1 C 2 , Fe 78 Co 6 B 12 Si 1 C 3 , Fe 77 Co
7 B 12 Si 2 C 2 , Fe 80 Co 6 B 11 Si 1 C 2 , Fe 78 Co 6 B 12 Si 2 C 2 , Fe 76 Co 6 B
14 Si 3 Mn 1 , Fe 78 Co 8 B 11 Si 3 , Fe 81 Co 2 B 14 Si 3 , Fe 84 Co 2 B 13 Si 1
And Fe 79 Co 6 B 12 Si 3 .
パルス電力用途、たとえば磁気スイッチに用いることを
目的とした合金における高い飽和磁気誘導の重要性は下
記のように解される:飽和磁気誘導の単位がボルト−秒
毎平方メートル(Vs/m2)[1(Vs/m2)=1T]である場
合には、一定の断面積の磁心は出力から既知量のVsを
“ホールドオフ(hold off)”するであろう。従って特
定の入力電圧水準においてこのホールドオフ時間は磁心
材料が高い飽和磁気誘導をもつほど大きい。The importance of high saturation magnetic induction in alloys intended for use in pulsed power applications, such as magnetic switches, is understood as follows: The unit of saturation magnetic induction is Volts-second per square meter (Vs / m 2 ) [ 1 (Vs / m 2 ) = 1T], a core of constant cross-sectional area will “hold off” a known amount of Vs from the output. Therefore, at a particular input voltage level, this hold-off time will be greater if the core material has a higher saturation magnetic induction.
本発明の合金にCoが存在することによって飽和磁気誘導
水準が上昇する。約2at.%以下のコバルト含量は、コバ
ルトを含有しない合金よりわずかに飽和磁気誘導水準を
上昇させるにすぎない。Coの存在による飽和磁気誘導の
上昇速度は約8at.%を越えるCoにおいて実質的に低下す
るので、これより高い水準のCoは元素の実質的な原価の
ため望ましくない。The presence of Co in the alloy of the present invention increases the saturation magnetic induction level. Cobalt contents below about 2 at.% Only slightly increase the saturation magnetic induction level over alloys containing no cobalt. Higher levels of Co are undesirable due to the substantial cost of the element, as the rate of saturation magnetic induction rise due to the presence of Co is substantially reduced for Co above about 8 at.%.
炭素を含有する本発明の合金は各種の理由から好ましい
本発明の合金である:第1に、合金にCを導入すると合
金の飽和磁気誘導水準がさらに上昇することが見出され
た。この上昇は11−14at.%のホウ素を含有する合金に
おいて特に顕著である。このためB含量が約11−14at.
%である本発明の合金がより好ましい。Carbon containing alloys of the present invention are preferred alloys of the present invention for a variety of reasons: First, it has been found that introducing C into the alloy further increases the saturation magnetic induction level of the alloy. This increase is especially noticeable in alloys containing 11-14 at.% Boron. Therefore, the B content is about 11-14 at.
% Of the alloy of the present invention is more preferred.
わずか約2at.%の水準に達するCの添加によって飽和磁
気誘導水準の上昇が得られ、この水準を越えると合金の
飽和磁気誘導水準は低下し始めることも認められた。こ
のため、11−14at.%のBおよび0.5−2at.%のCの組み
合わせを含む本発明の合金が特に好ましい。第I表のデ
ータはCが本発明の合金の飽和磁気誘導に及ぼす効果を
示すためのものである。It has also been found that the addition of C to a level of only about 2 at.% Results in an increase in the saturation magnetic induction level, above which the saturation magnetic induction level of the alloy begins to decrease. For this reason, alloys of the present invention containing a combination of 11-14 at.% B and 0.5-2 at.% C are particularly preferred. The data in Table I are for showing the effect of C on the saturation magnetic induction of the alloys of the invention.
本発明の合金中にCの存在が要求される第2の理由は、
溶融物中にCを導入することによって鉄に富む合金溶融
物の取扱い適性が改良されることである。金属ガラスの
急速凝固リボンの大規模生産という観点から、合金溶融
物の取扱い適性の改良は重要な利点である。本発明の合
金中において最大量約4at.%のCが、飽和磁気誘導水準
のロスと溶融物の取扱い適性の改良との間の受容しうる
妥協をもたらす。第I表から、4at.%のCを含有する合
金の飽和磁気誘導が炭素を含有しない合金のものとほぼ
等しいことが認められるであろう。 The second reason why the presence of C is required in the alloy of the present invention is
The introduction of C into the melt improves the handleability of the iron-rich alloy melt. From the perspective of large-scale production of rapidly solidifying ribbons of metallic glass, improving the handleability of alloy melts is an important advantage. A maximum amount of about 4 at.% C in the alloys of the present invention provides an acceptable compromise between loss of saturation magnetic induction level and improved melt handleability. From Table I it will be seen that the saturation magnetic induction of alloys containing 4 at.% C is approximately equal to that of alloys containing no carbon.
さらに本発明の合金中におけるCの存在は、合金の磁気
異方性エネルギーの低下を助成すると考えられる。強磁
性材料の磁気異方性エネルギーは、材料の磁気モーメン
トを、確立された好ましい整列方向からそれる方向へ回
転させるのに必要なエネルギーの尺度である。このエネ
ルギーの大きさは、材料中に特定の磁区構造を確立する
際の容易さを支配する。Furthermore, the presence of C in the alloys of the present invention is believed to help reduce the magnetic anisotropy energy of the alloys. The magnetic anisotropy energy of a ferromagnetic material is a measure of the energy required to rotate the magnetic moment of the material away from the established preferred alignment direction. The magnitude of this energy governs the ease with which a particular magnetic domain structure can be established in the material.
パルス電力用途に用いることを目的とする合金におい
て、低い磁気異方性エネルギー、従ってコアーロスの低
下が重要であることは、第1図に示される。この図は高
い磁化速度を付与した強磁性材料から得られる動的磁化
曲線(“B−Hループ”)の模式図である;Haは磁心材
料に付与された磁界であり、△Bは磁心材料から得られ
る磁束揺れである。この図に示されるように、この磁化
曲線は磁心材料からの5領域(または部分)の磁気応答
に分割される。The importance of low magnetic anisotropy energy, and thus core loss reduction, in alloys intended for use in pulsed power applications is shown in FIG. This figure is a schematic diagram of the dynamic magnetization curve obtained from ferromagnetic material imparted with high magnetization rates ( "B-H loops"); H a is the magnetic field applied to the magnetic core material, △ B is the magnetic core It is the magnetic flux fluctuation obtained from the material. As shown in this figure, this magnetization curve is divided into five regions (or portions) of the magnetic response from the core material.
領域Iにおいて、Haは急速な上昇ののち、通常は漂遊イ
ンダクタンス(stray inductance)により制限されて最
大値に達し、次いで実際には多くの場合低下する。この
ピークは領域IIにおいてリボンの厚さに及ぶ棒状強磁性
磁区の確立を伴い、Hの最低値は有効磁区壁間隔の達成
に対応する。磁化は、領域IIIでごくわずかなHa消費に
おいてこれらの棒状磁区壁が移動することにより進行す
る。領域IIIの週末に向かって、リボン表面付近の磁区
部分の移動度がより高いため直ちにリボンの内部を囲む
単一磁区壁が生じ、これは一般に“サンドイッチ”磁区
と呼ばれる。詳細には理解されていないが、一般に当技
術分野においては領域IVの磁化挙動は領域Vにおいて飽
和が達成される前にこのサンドイッチ磁区が進行するこ
とに関連があると考えられている。In region I, H a rises rapidly, then reaches a maximum, usually limited by stray inductance, and then in fact often falls. This peak is associated with the establishment of rod-shaped ferromagnetic domains that span the thickness of the ribbon in Region II, with the lowest value of H corresponding to achieving an effective domain wall spacing. Magnetization proceeds due to the movement of these rod-shaped domain walls at very low H a consumption in region III. Towards the weekend in Region III, the higher mobility of the magnetic domain near the ribbon surface immediately resulted in a single domain wall surrounding the interior of the ribbon, commonly referred to as a "sandwich" domain. Although not understood in detail, it is generally believed in the art that the magnetization behavior in region IV is related to the progress of this sandwich domain before saturation is achieved in region V.
第1図の動的磁化曲線と縦軸により内包される面積は、
その磁心材料のコアーロスを表す。このコアーロスは実
際には通常のヒステリシスループの半分をその材料が移
動するにすぎない“半サイクル”ロスである。以下、本
発明のものであるか否かに関係なく、本発明の記述に関
して材料のコアーロスについての言及はすべてこれら半
サイクルロスを意味する。The area included by the dynamic magnetization curve and the vertical axis in FIG.
It represents the core loss of the magnetic core material. This core loss is actually a "half-cycle" loss in which the material travels only half the normal hysteresis loop. Hereinafter, all references to core loss of material with respect to the description of the present invention, whether or not of the present invention, refer to these half cycle losses.
第1図から、棒状磁区確立の効率が改良されると、すな
わち領域IIの“ひざ(knee)”が短縮されると、コアー
ロスを減少させうることが明らかである。この効率は強
磁性異方性エネルギーに直接に関連するので、パルス電
力用途に用いることを目的とする合金は好ましくは低い
磁気異方性エネルギーをもつべきである。From FIG. 1 it is clear that improved efficiency of rod-shaped domain establishment, ie shortening of the "knee" of region II, can reduce core loss. Since this efficiency is directly related to the ferromagnetic anisotropy energy, alloys intended for use in pulsed power applications should preferably have a low magnetic anisotropy energy.
Fe−B−Si系の金属ガラスの磁気異方性エネルギーを適
量の第4元素の添加によって低下させうることは、当技
術分野で十分に理解されている。前記のように、炭素が
この種の元素の1つである。この種の元素の他の例には
Mo、Nb、VおよびCrが含まれる。It is well understood in the art that the magnetic anisotropy energy of Fe-B-Si based metallic glass can be lowered by adding an appropriate amount of the fourth element. As mentioned above, carbon is one such element. Other examples of this kind of element are
Includes Mo, Nb, V and Cr.
ところが意外にもFe−Co−B−Si系の金属ガラスにおい
ては、Cは“母体”合金の飽和磁気誘導水準を高める唯
一の添加元素であることが見出された。試みた他のすべ
ての添加元素は、飽和磁気誘導を実質量低下させる。第
II表はこれらの所見を示す。これらの理由から、第II表
に挙げた炭素以外の各種添加元素は、磁心材料に高い飽
和磁気誘導を要求する用途、たとえばパルス電力用途の
磁心に用いることを目的とする金属ガラス状合金から排
除すべきである。However, it was surprisingly found that in Fe-Co-B-Si based metallic glasses, C is the only additive element that enhances the saturation magnetic induction level of the "matrix" alloy. All other additive elements tried reduce the saturation magnetic induction by a substantial amount. First
Table II shows these findings. For these reasons, various additive elements other than carbon listed in Table II are excluded from applications requiring high saturation magnetic induction in magnetic core materials, for example, metallic glassy alloys intended for use in magnetic cores for pulsed power applications. Should.
本発明の合金におけるSiの効果は、飽和磁気誘導を低下
させるがそれらの結晶化温度を上昇させることにより合
金のガラス状状態の温度安定性を向上させることであ
る。本発明の合金におけるSiの最高水準約4at.%がSiの
これら2効果間の受容しうるバランスを定める。 The effect of Si in the alloys of the invention is to improve the temperature stability of the glassy state of the alloys by reducing their saturation magnetic induction but raising their crystallization temperature. The highest level of Si in the alloys of the invention of about 4 at.% Defines an acceptable balance between these two effects of Si.
磁心材料表面に絶縁被膜を用いることにより磁心のコア
ーロスを低下させうることは当技術分野で周知である。
これは本発明の合金から製造された磁心にも実際に該当
する。用いる材料および方法に応じて、これらの被膜は
磁心の層間短絡を最小限に抑え、または排除し、層間渦
電流からの全コアーロスへの関与を低下または排除す
る。第2図はロス対磁化速度(dB/dt)のプロットにお
いて、本発明の好ましい合金に得られるコアーロスの低
下の程度を示す。It is well known in the art that core loss of a magnetic core can be reduced by using an insulating coating on the surface of the magnetic core material.
This is also true for magnetic cores made from the alloys of the invention. Depending on the materials and methods used, these coatings minimize or eliminate inter-layer shorts in the core and reduce or eliminate contribution to total core loss from inter-layer eddy currents. FIG. 2 shows, in a plot of loss vs. magnetization rate (dB / dt), the extent of core loss reduction obtained for the preferred alloys of the present invention.
この図のデータは、ほぼ同一質量の被覆された、または
被覆されない50mm幅の合金リボンから製造され、等しい
焼なましを付与された、同一形状の円環状磁心から得ら
れた。調べた磁化速度の範囲は、被覆リボンについて図
中に示したデータ点に表される。本発明の説明に関連し
て採用したこれおよび他の図において、平明にするため
に他の場合はすべてデータに対する線形回帰対応点であ
る線のみを示す。被覆リボンは鋳造したままのリボンを
コロイドシリカの希溶液に浸漬することにより得られ
た。ホスト溶液は市販のコロイド中のイソプロパノール
であり、メタノールを希釈に用いた。調べた約6:1−約1
0:1の希釈度範囲では、被覆リボンから得たロスはほぼ
等しいことが認められた。他の希釈度がより大きな低下
をもたらす可能性はある。これと同様であるか、または
より大きな本発明材料のコアーロス低下を達成するため
に、他の被覆法、たとえば吹き付け塗布またはスパッタ
ー塗布と、他の被覆材料、たとえばマグネシウムもしく
は有機フィルム、たとえばポリイミドの組み合わせを採
用しうることは当業者に周知であろう。同様に、被覆材
料に応じてリボンを被覆前に焼なまししうることも自明
である。The data in this figure were obtained from identically shaped toroidal cores made from coated or uncoated 50 mm wide alloy ribbons of approximately equal mass and given equal anneal. The range of magnetization rates investigated is represented by the data points shown in the figure for the coated ribbon. In this and other figures adopted in connection with the description of the invention, for clarity, only lines which are linear regression corresponding points to the data are shown for all other cases. The coated ribbon was obtained by immersing the as-cast ribbon in a dilute solution of colloidal silica. The host solution was isopropanol in a commercially available colloid and methanol was used for dilution. Examined about 6: 1-about 1
It was observed that in the 0: 1 dilution range, the losses obtained from the coated ribbons were approximately equal. Other dilutions may result in a greater reduction. A combination of other coating methods, such as spray coating or sputter coating, with other coating materials, such as magnesium or organic films, such as polyimide, to achieve a core loss reduction of the invention material that is similar or greater than this. It will be well known to those skilled in the art that Similarly, it is self-evident that the ribbon can be annealed before coating, depending on the coating material.
第3図は、第2図と同一の合金から得たロスを、現在パ
ルス電力用途の磁心に商業的に用いられている2種の先
行技術金属ガラスから得たロスと、磁化速度の関数とし
て比較したものである。この図に示した3種の合金すべ
ての幅50mmのリボンを先に詳述したと同様に被覆し、そ
れらそれぞれに最適な条件下で焼なましした。本発明の
合金において広範な磁化速度にわたって達成されるロス
の低下水準がこの図により示される。FIG. 3 shows the loss obtained from the same alloy as in FIG. 2 as a function of the loss obtained from two prior art metallic glasses currently in commercial use in magnetic cores for pulsed power applications. It is a comparison. A 50 mm wide ribbon of all three alloys shown in this figure was coated as detailed above and annealed to each of them under optimal conditions. This figure illustrates the level of loss reduction achieved in the alloys of the invention over a wide range of magnetization rates.
第3図に表される3種の合金それぞれが異なる最大磁束
揺れを示す。従ってパルス電力用途における合金性能
の、より直接的な尺度は、最大磁束揺れ1Tについてのコ
アーロスとして定義される平均磁界、H(ave.)であ
る。この磁界は、測定されたコアーロスを測定された最
大磁束揺れで割ることにより求められる。第4図は第3
図と同じH(ave.)対(dB/dt)のプロットにおいて、
本発明合金に一般的な卓越した性能特性を市販の先行技
術金属ガラスと比較して説明するために、この性能尺度
を採用する。Each of the three alloys represented in FIG. 3 exhibits different maximum flux swings. Therefore, a more direct measure of alloy performance in pulsed power applications is the average magnetic field, H (ave.), Defined as the core loss for maximum flux swing 1T. This magnetic field is determined by dividing the measured core loss by the measured maximum flux swing. Figure 4 is the third
In the same plot of H (ave.) Vs. (dB / dt) as in the figure,
This performance measure is employed to describe the outstanding performance characteristics typical of the alloys of the present invention as compared to commercially available prior art metallic glasses.
以下の実施例は本発明をより完全に理解するために提示
される。本発明の原理および実施を説明するために提示
された詳細な手法、条件および報告したデータは例示で
あり、本発明の範囲を限定するものと解すべきでない。
実施例に記載した合金組成は公称組成である。The following examples are presented so that the invention might be more fully understood. The detailed procedures, conditions and reported data provided to illustrate the principles and practice of the present invention are illustrative and should not be construed as limiting the scope of the invention.
The alloy compositions described in the examples are nominal compositions.
実施例 第III表に試料No.1−47と表示したガラス状金属合金
を、ナラシムハンにより米国特許第4,142,571号明細書
(これに言及することによりその記載をここに引用す
る)に教示された方法に従って溶融物から急速焼入れし
た。鋳造物はすべて真空チャンバー内で、高純度の成分
元素からなる溶融物0.025−0.100kgを用いて製造され
た。得られた一般に厚さ25−30μmおよび幅約6mmのリ
ボンは、Cu−Ka線を用いるX線回折法および差動走査熱
量法により、結晶性をもたないと判定された。若干の合
金は市販の合金と直接に比較しうるために、別個に幅50
mmのリボンとしても鋳造された。各合金は少なくとも80
%がガラス状であり、それらの大部分が90%以上ガラス
状であり、多くの場合合金は100%がガラス状であっ
た。これらのガラス状金属合金のリボンは強靱で光沢が
あり、硬質かつ延性であった。EXAMPLE A method of teaching a glassy metal alloy designated Sample No. 1-47 in Table III by Narasimhan in U.S. Pat. No. 4,142,571, which is incorporated herein by reference. Quenching from the melt according to. All castings were produced in a vacuum chamber with 0.025-0.100 kg of melt consisting of high purity constituent elements. Ribbon obtained generally thicknesses 25-30μm and a width of about 6mm is by X-ray diffractometry and differential scanning calorimetry using a Cu-K a line, is determined to have no crystallinity. Some alloys have a width of 50
It was also cast as a mm ribbon. At least 80 for each alloy
% Were glassy, most of them were 90% or more glassy, and often alloys were 100% glassy. The ribbons of these glassy metal alloys were tough, shiny, hard and ductile.
これらの合金の飽和磁気モーメントの測定には市販の振
動式試料磁力計を用いた。与えられた合金からの鋳造し
たままのリボンを数枚の小さな正方形(約2m×2mm)に
切断し、それらの面を最大印加磁界約755kA/mに平行に
して、それらの面にほぼ法線の方向にランダムに配向さ
せた。次いで、測定された密度(mass density)を用い
て飽和磁気誘導、Bs、を計算した。これらの合金の多く
の密度はアルキメデスの原理による標準的方法により測
定された。A commercially available vibrating sample magnetometer was used to measure the saturation magnetic moment of these alloys. As-cast ribbons from a given alloy are cut into a few small squares (about 2m x 2mm) with their faces parallel to the maximum applied magnetic field of about 755kA / m and almost normal to those faces. Were randomly oriented. The saturated magnetic induction, B s , was then calculated using the measured mass density. The densities of many of these alloys were measured by standard methods according to Archimedes' principle.
コアーロスは閉磁気路(closed magnetic path)型の円
環状試料について測定された。円環状試料はガラス状金
属合金の連続リボンを平均磁気路の長さ約0.13mとなる
ようにセラミックボビン(外径約40mm)に巻き付けるこ
とにより調製された。各円環状試料は約0.002−0.01kg
のリボンを含んでいた。円環体はすべてロス測定の前に
焼なましされた。焼なまし温度は約573−623Kであり、
焼なまし時間は約900−3600sであり、約400−約1600A/m
の強度の外部磁界を円環体に焼なましサイクル期間中付
与した。Core loss was measured on a closed magnetic path type annular sample. An annular sample was prepared by winding a continuous ribbon of glassy metal alloy around a ceramic bobbin (outer diameter of about 40 mm) with an average magnetic path length of about 0.13 m. Each annular sample is about 0.002-0.01kg
Included a ribbon. All toruses were annealed prior to loss measurement. The annealing temperature is about 573-623K,
Annealing time is about 900-3600s, about 400-1600A / m
An external magnetic field of this strength was applied to the torus during the annealing cycle.
円環体は約3−約10回の1組の絶縁一次巻き線によって
低インダクタンスコンデンサーバンクに放電することに
より駆動された。市販の電流プローブを用いて一次巻き
線の電流を測定した。1回の二次巻き線は磁化速度(dB
/dt)に比例した電圧を与えた。電圧および電流の波形
をディジタルオシロスコープに1点当たり20nsで計数化
し、記録した。次いでこれらの蓄積された波形を処理す
ることによりコアーロス、印加磁界および最大磁束揺れ
を計算した。別個の約5−10回の1組の巻き線を用い
て、円環体を磁化する前にパルスリセット磁界を付与
し、負の残留磁気から正の飽和までの最大磁束揺れを生
じさせた。The torus was driven by discharging it into a low inductance capacitor bank with a set of insulated primary windings for about 3 to about 10 turns. The current in the primary winding was measured using a commercially available current probe. One secondary winding has a magnetization rate (dB
/ dt) was applied a voltage proportional to. The voltage and current waveforms were digitized and recorded on a digital oscilloscope at 20 ns per point. Core loss, applied magnetic field and maximum flux fluctuations were then calculated by processing these accumulated waveforms. A separate set of about 5-10 turns was used to apply the pulse resetting field before magnetizing the torus, producing maximum flux swing from negative remanence to positive saturation.
本発明合金につき測定されたこれら磁性を例示するため
に、コアーロスおよび平均磁界の値を第III表の6種の
合金により得られた磁化速度の関数としてそれぞれ第5
および6図に示す。 To illustrate these magnetisms measured for the alloys of the present invention, the values of core loss and average magnetic field are each given as a function of the magnetization rate obtained with the six alloys of Table III.
And shown in FIG.
上記測定の潜在的な誤差源は、同様に二次巻き線により
巻き込まれた空気中の(dB/dt)のピックアップによる
ものである。この影響を最小限に抑えるために、磁心材
料のみを巻き込んだ二次巻き線1回を含む円環状磁心を
若干製造した。第2−4図のデータはこの構造体を用い
て得られた。A potential source of error for the above measurements is due to the pickup of (dB / dt) in air, which is also engulfed by the secondary winding. In order to minimize this effect, some annular magnetic cores including one secondary winding in which only the magnetic core material was wound were manufactured. The data in Figures 2-4 were obtained using this structure.
以上、本発明をかなり詳細に説明したが、これらの詳細
に固執する必要はなく、さらに変更および修正しうるこ
とは当業者に自明であり、これらはすべて請求の範囲の
記載により定められる本発明の範囲に包含されることは
理解されるであろう。Although the present invention has been described in considerable detail above, it is obvious to those skilled in the art that it is not necessary to stick to these details and further changes and modifications can be made, and these are all defined by the claims. It will be understood that it is included in the range of.
Claims (9)
obBcSidCe(式中のa−eは原子%であり、aは72−84
であり、bは2−8であり、cは11−16であり、dは1
−4であり、eは0.5−2である)により記載される組
成を有し、飽和磁気誘導1.55−1.75T、磁気異方性エネ
ルギー300−400J/m3、および負の残留磁気から正の飽和
への直流揺れ2.9−3.2Tを有する、焼きなましされた磁
性金属ガラス状合金。1. At least 80% is glassy and has the formula Fe a C
o b B c Si d C e (where ae is atomic% and a is 72-84)
, B is 2-8, c is 11-16, and d is 1
-4 and e is 0.5-2), with a saturation magnetic induction of 1.55-1.75 T, magnetic anisotropy energy of 300-400 J / m 3 , and a negative remanence to a positive value. Annealed magnetic metallic glassy alloy with DC swing to saturation 2.9-3.2T.
性合金。2. The magnetic alloy according to claim 1, wherein d is 1-2.
合金。3. The magnetic alloy according to claim 1, wherein c is 11-14.
Fe78Co6B12Si3C1、Fe79Co2B14Si3C2、Fe76Co6B15Si1C2、Fe
78Co6B12Si1C3、Fe77Co7B12Si2C2、Fe80Co6B11Si1C2、Fe78
Co6B12Si2C2、Fe78Co8B11Si3、Fe79Co6B12Si2C1およびFe
79Co6B12Si3を有する、第1請求項ないし第3請求項に
記載の磁性合金。4. A composition formula Fe 75 Co 6 B 14 Si 3 C 2 , Fe 77 Co 6 B 12 Si 3 C 2 ,
Fe 78 Co 6 B 12 Si 3 C 1 , Fe 79 Co 2 B 14 Si 3 C 2 , Fe 76 Co 6 B 15 Si 1 C 2 , Fe
78 Co 6 B 12 Si 1 C 3 , Fe 77 Co 7 B 12 Si 2 C 2 , Fe 80 Co 6 B 11 Si 1 C 2 , Fe 78
Co 6 B 12 Si 2 C 2 , Fe 78 Co 8 B 11 Si 3 , Fe 79 Co 6 B 12 Si 2 C 1 and Fe
The magnetic alloy according to any one of claims 1 to 3, which has 79 Co 6 B 12 Si 3 .
MnfBcSidCe(式中のa−eは原子%であり、aは72−84
であり、bは2−8であり、cは11−16であり、dは1
−4であり、eは0.5−2であり、fは1以下である)
により記載される組成を有し、飽和磁気誘導1.55−1.75
T、磁気異方性エネルギー300−400J/m3、および負の残
留磁気から正の飽和への直流揺れ2.9−3.2Tを有する、
焼きなましされた磁性金属ガラス状合金。5. Fe a Co b at least 80% glassy
Mn f B c Si d C e (a-e in the formula are atomic%, a is 72-84
, B is 2-8, c is 11-16, and d is 1
-4, e is 0.5-2, and f is 1 or less)
Saturated magnetic induction 1.55-1.75 having a composition described by
T, magnetic anisotropy energy 300-400 J / m 3 , and DC reversal 2.9-3.2T from negative remanence to positive saturation,
Annealed magnetic metallic glassy alloy.
合金。6. The magnetic alloy according to claim 5, wherein d is 1-2.
合金。7. The magnetic alloy according to claim 5, wherein c is 11-14.
心において、磁心がその磁心材料として、少なくとも80
%がガラス質であり、式FeaCobBcSidCe(式中のa−e
は原子%であり、aは72−84であり、bは2−8であ
り、cは11−16であり、dは1−4であり、eは0.5−
2である)により記載される組成を有し、飽和磁気誘導
1.55−1.75T、磁気異方性エネルギー300−400J/m3、お
よび負の残留磁気から正の飽和への直流揺れ2.9−3.2T
を有する焼きなましされた磁性金属ガラス状合金を有す
る磁心。8. A magnetic core suitable for use at a magnetization speed of 1 MT / s or more, wherein the magnetic core is at least 80 as a magnetic core material.
% Is glassy, and the formula Fe a Co b B c Si d C e (a-e in the formula
Is atomic%, a is 72-84, b is 2-8, c is 11-16, d is 1-4, and e is 0.5-.
2) and a saturated magnetic induction
1.55-1.75T, DC shaking 2.9-3.2T of magnetic anisotropy energy 300-400J / m 3, and from the negative remanence to positive saturation
A magnetic core having an annealed magnetic metallic glassy alloy with.
心において、磁心がその磁心材料として、少なくとも80
%がガラス質であり、FeaCobMnfBcSidCe(式中のa−e
は原子%であり、aは72−84であり、bは2−8であ
り、cは11−16であり、dは1−4であり、eは0.5−
2であり、fは1以下である)により記載される組成を
有し、飽和磁気誘導1.55−1.75T、磁気異方性エネルギ
ー300−400J/m3、および負の残留磁気から正の飽和への
直流揺れ2.9−3.2Tを有する焼きなましされた磁性金属
ガラス状合金を含む磁心。9. A magnetic core suitable for use at a magnetization speed of 1 MT / s or more, wherein the magnetic core is at least 80 as a magnetic core material.
% Is glassy, and Fe a Co b Mn f B c Si d C e (a-e in the formula
Is atomic%, a is 72-84, b is 2-8, c is 11-16, d is 1-4, and e is 0.5-.
2 and f is less than or equal to 1), saturated magnetic induction 1.55-1.75 T, magnetic anisotropy energy 300-400 J / m 3 , and negative remanence to positive saturation. A magnetic core comprising an annealed magnetic metallic glassy alloy having a DC swing of 2.9-3.2T.
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04502649A JPH04502649A (en) | 1992-05-14 |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2510372A Expired - Lifetime JPH0689438B2 (en) | 1989-07-14 | 1990-06-20 | Iron-rich metallic glass with high saturation magnetic induction and excellent soft ferromagnetism at high magnetization rates |
Country Status (5)
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|---|---|
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| JP (1) | JPH0689438B2 (en) |
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Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69004580T2 (en) * | 1990-01-24 | 1994-03-10 | Allied Signal Inc | FROSTY METALLIC GLASSES WITH HIGH SATURATION INDUCTION AND GOOD SOFT MAGNETIC PROPERTIES WITH HIGH MAGNETIZATION SPEEDS. |
| JPH07335450A (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Hitachi Metals Ltd | Compact transformer, inverter circuit, and discharge tube lighting circuit |
| US6930581B2 (en) * | 2002-02-08 | 2005-08-16 | Metglas, Inc. | Current transformer having an amorphous fe-based core |
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