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TWI424071B - Fe-based amorphous alloy and a powder core using the Fe-based amorphous alloy and a powder core for sealing the coil - Google Patents

Fe-based amorphous alloy and a powder core using the Fe-based amorphous alloy and a powder core for sealing the coil Download PDF

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TWI424071B
TWI424071B TW099115469A TW99115469A TWI424071B TW I424071 B TWI424071 B TW I424071B TW 099115469 A TW099115469 A TW 099115469A TW 99115469 A TW99115469 A TW 99115469A TW I424071 B TWI424071 B TW I424071B
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amorphous alloy
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TW099115469A
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Keiko Tsuchiya
Hisato Koshiba
Kazuya Kaneko
Seiichi Abiko
Takao Mizushima
Original Assignee
Alps Green Devices Co Ltd
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Publication date
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Description

Fe基非晶質合金及使用該Fe基非晶質合金之壓粉磁心及封入線圈之壓粉磁心
本發明係關於例如可適用在變壓器或抗流線圈等之壓粉磁心及封入線圈之壓粉磁心的Fe基非晶質合金。
適用在電子零件等之壓粉磁心或封入線圈之壓粉磁心中，近年來隨著高頻化及大電化，係要求較佳的直流重疊特性與低磁心損失，以及可涵蓋至MHz為止之頻率的一定電感。
相對於藉由黏結材使Fe基非晶質合金成形為目的形狀之壓粉磁心，為了緩和Fe基非晶質合金之粉末成形時的應力應變或壓粉磁心之粉末成形時的應力應變，係於磁心成形後施以熱處理。
然而，對磁心成形體所實際施加之前述熱處理的溫度T1，考量到被覆導線或黏結材等之耐熱性，係無法提高至可對Fe基非晶質合金有效地緩和應力應變，以將前述磁心損失抑制在最低限度之最適熱處理溫度。
以往，前述最適熱處理溫度較高，(最適熱處理溫度-熱處理溫度T1)較大，係無法充分地緩和Fe基非晶質合金的應力應變，無法完全發揮Fe基非晶質合金的特性，而無法充分地降低磁心損失。
因此，為了將前述最適熱處理溫度降低較以往更低以提升磁心特性，必須降低Fe基非晶質合金的玻璃轉移溫度(Tg)。同時為了提高非晶質形成能，需提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，此外，提高磁化並提高耐蝕性者，就達成磁心特性的提升而言乃為必要。
下列所示之專利文獻所記載之發明，均未以完全滿足低玻璃轉移溫度(Tg)，高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，良好的磁化及耐蝕性者為目的，且非藉由此般觀點來調整各元素的添加量者。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-169466號公報
[專利文獻2]日本特開2005-307291號公報
[專利文獻3]日本特開2004-156134號公報
[專利文獻4]日本特開2002-226956號公報
[專利文獻5]日本特開2002-151317號公報
[專利文獻6]日本特開昭57-185957號公報
[專利文獻7]日本特開昭63-117406號公報
因此，本發明係為了解決上述以往課題而創作出者，尤以提供一種具備低玻璃轉移溫度(Tg)，高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，構成較低的最適熱處理溫度，且具備良好的磁化及耐蝕性之用作為壓粉磁心或封入線圈之壓粉磁心的Fe基非晶質合金者為目的。
本發明之Fe基非晶質合金，其特徵為：組成式係以Fe100-a-b-c-x-y-z-t Nia Snb Crc Px Cy Bz Sit 表示，且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%。
本發明中，可降低玻璃轉移溫度(Tg)並提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，且更可獲得高磁化及較佳耐蝕性。
具體而言，可將玻璃轉移溫度(Tg)降低至740K以下，將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設定在0.52以上(較佳為0.54以上)。此外，可將飽和質量磁化強度σs設為140(×10-6 Wbm/kg)以上，並將飽和磁化強度IS設為1T以上。
本發明中，較佳係僅添加Ni與Sn中的任一方。
Ni的添加，可降低玻璃轉移溫度(Tg)並將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)維持在較高之值。本發明中，能夠以10at%為限度來添加Ni。
此外，本發明中，由於以維持高磁化並降低玻璃轉移溫度(Tg)者為目的，係盡可能減少Sn的添加量。亦即，Sn的添加會導致耐蝕性的劣化，同時必須添加某種程度的Cr。因此，即使可降低玻璃轉移溫度(Tg)，由於Cr的添加會導致磁化的劣化，所以Sn的添加量愈少愈佳。本發明中，如後述實驗所示般，當添加Ni、Sn時，僅添加Ni與Sn中的任一方，藉此，可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)並提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，且更可獲得高磁化及較佳耐蝕性。
此外，本發明中，Ni的添加量a較佳為0at%~6at%之範圍內。藉此可提高非晶質形成能。
此外，本發明中，Ni的添加量a較佳為4at%~6at%之範圍內。藉此，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)，並獲得安定的高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)及Tx/Tm。
此外，本發明中，Sn的添加量b較佳為0at%~2at%之範圍內。藉此，更可有效地抑制耐蝕性的降低，並維持較高的非晶質形成能。
此外，本發明中，Cr的添加量c較佳為0at%~2at%之範圍內。此外，本發明中，Cr的添加量c尤佳為1at%~2at%之範圍內。藉此，更可有效地維持低玻璃轉移溫度(Tg)，並獲得高磁化及較佳耐蝕性。
此外，本發明中，P的添加量x較佳為8.8at%~10.8at%之範圍內。本發明中，為了降低玻璃轉移溫度(Tg)並提高以換算玻璃化溫度(Tg/Tm)表示之非晶質形成能，必須降低熔點(Tm)，藉由P的添加，可將熔點(Tm)抑制較低。本發明中，藉由將P的添加量x設為8.8at%~10.8at%之範圍內，更可有效地降低熔點(Tm)，提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
此外，本發明中，C的添加量y較佳為5.8at%~8.8at%之範圍內。藉此，更可有效地降低熔點(Tm)，提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
此外，本發明中，B的添加量z較佳為0at%~2at%之範圍內。藉此，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)。
此外，本發明中，B的添加量z較佳為1at%~2at%之範圍內。
此外，本發明中，Si的添加量t較佳為0at%~1at%之範圍內。藉此，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)。
此外，本發明中，(B的添加量z+Si的添加量t)較佳為0at%~4at%之範圍內。藉此，更可有效地將玻璃轉移溫度(Tg)抑制在740K以下。此外，可維持高磁化。
此外，本發明中，係以B的添加量z為0at%~2at%之範圍內，Si的添加量t為0at%~1at%之範圍內，以及(B的添加量z+Si的添加量t)為0at%~2at%之範圍內者尤佳。藉此，可將玻璃轉移溫度(Tg)抑制在710K以下。
或者是，本發明中，係以B的添加量z為0at%~3at%之範圍內，Si的添加量t為0at%~2at%之範圍內，以及(B的添加量z+Si的添加量t)為0at%~3at%之範圍內者尤佳。藉此，可將玻璃轉移溫度(Tg)抑制在720K以下。
此外，本發明中，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)較佳為0~0.36之範圍內。如此，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)並提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
此外，本發明中，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)尤佳為0~0.25之範圍內。
此外，本發明之壓粉磁心，其特徵係藉由黏結材將上述記載之Fe基非晶質合金的粉末進行固化成形所成。
或者是，本發明之封入線圈之壓粉磁心，其特徵係具備：藉由黏結材將上述記載之Fe基非晶質合金的粉末進行固化成形所成之壓粉磁心；以及覆蓋於前述壓粉磁心之線圈而成。
本發明中，可降低磁心的最適熱處理溫度，並可提高電感，此外，可降低磁心損失，改善實際安裝於電源時之電源效率(η)。
此外，本發明中，在前述封入線圈之壓粉磁心中，由於可降低Fe基非晶質合金的最適熱處理溫度，所以在未達黏結材的耐熱溫度之熱處理溫度下，可適切地緩和應力應變，提高壓粉磁心的導磁係數μ，可使用各圈之導體的剖面積較圓線線圈大之邊繞線圈，而能夠以較少圈數獲得期望的高電感。如此，本發明中，由於可使用各圈之導體的剖面積較大之邊繞線圈作為線圈，所以可降低直流電阻Rdc，而抑制發熱及銅耗損。
根據本發明之Fe基非晶質合金，可降低玻璃轉移溫度(Tg)，並提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，且更可獲得高磁化及較佳耐蝕性。
此外，根據使用本發明之Fe基非晶質合金的粉末之壓粉磁心或封入線圈之壓粉磁心，可降低磁心的最適熱處理溫度，並可提高電感。此外，可降低磁心損失，改善實際安裝於電源時之電源效率(η)。
本實施形態之Fe基非晶質合金，其組成式係以Fe100-a-b-c-x-y-z-t Nia Snb Crc Px Cy Bz Sit 表示，且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%。
如上述般，本實施形態之Fe基非晶質合金，為添加有作為主成分的Fe，與Ni、Sn、Cr、P、C、B、Si(惟Ni、Sn、Cr、B、Si的添加為任意)而成之軟磁性合金。
此外，本實施形態之Fe基非晶質合金，為了更提高飽和磁化強度或調整磁致伸縮，可形成有主向的非晶質相與α-Fe結晶相之混相組織。α-Fe結晶相為bcc構造。
本實施形態之Fe基非晶質合金中所含有之Fe的添加量，在上述組成式中係以(100-a-b-c-x-y-z-t)表示，在後述的實驗中，為65.9at%~77.4at%之範圍內。藉由提高Fe量，可獲得高磁化。
本實施形態之Fe基非晶質合金中所含有之Ni的添加量a，係限定在0at%~10at%之範圍內。藉由Ni的添加，可降低玻璃轉移溫度(Tg)並將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)維持在較高之值。在此，Tm為熔點。即使將Ni的添加量a提高至10at%，亦可獲得非晶質。惟當Ni的添加量a超過6at%時，換算玻璃化溫度(Tg/Tm)及Tx/Tm(在此，Tx為結晶化起始溫度)會降低，使非晶質形成能降低，所以在本實施形態中，Ni的添加量a較佳為0at%~6at%之範圍內，此外，若設為4at%~6at%之範圍內，則可安定地獲得低玻璃轉移溫度(Tg)以及高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。此外，亦可維持高磁化。
Fe基非晶質合金中所含有之Sn的添加量b，係限定在0at%~3at%之範圍內。即使將Sn的添加量b提高至3at%，亦可獲得非晶質。惟因Sn的添加會使合金粉末中的氧濃度增加，且因Sn的添加容易使耐蝕性降低。因此，Sn的添加量係抑制在所需最低限度。此外，當將Sn的添加量b設定在3at%左右時，Tx/Tm會大幅降低，使非晶質形成能降低，所以將Sn的添加量b的較佳範圍設為0~2at%。或者是，Sn的添加量b在1at%~2at%之範圍內者，可確保高Tx/Tm，故較佳。
本實施形態中，較佳係在Fe基非晶質合金中不添加Ni與Sn兩者或是僅添加Ni與Sn中的任一方。
例如在專利文獻1(日本特開2008-169466號公報)所記載之發明中，可觀察到許多同時添加有Sn與Ni之實施例。此外，對於同時添加的效果，亦在專利文獻1的[0043]欄等有所記載，其基本上係藉由退火處理(熱處理)溫度的降低以及非晶質形成之觀點來進行評估。
相對於此，本實施形態中，當添加Ni或Sn時，係僅添加當中的任一方，如此，不僅為低玻璃轉移溫度(Tg)及高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，並且能夠以提高磁化及耐蝕性為目的。本實施形態中，可獲得較專利文獻1的Fe基非晶質合金更高的磁化。
此外，取代Sn而同樣可降低熱處理溫度之元素，亦可添加In、Zn、Ga、Al等。惟In、Ga較昂貴，Al較Sn更難以藉由水原子化來製作出均一的球狀粉，且Zn的熔點較Sn還高，所以有提高合金全體的熔點之疑慮，此等元素中，尤佳仍為選擇Sn。
Fe基非晶質合金中所含有之Cr的添加量c，係限定在0at%~6at%之範圍內。Cr可將鈍態氧化覆膜形成於合金，而提升Fe基非晶質合金的耐蝕性。例如，當使用水原子化法來製作Fe基非晶質合金粉末時，合金熔湯直接接觸於水時，可防止在水原子化後之Fe基非晶質合金粉末的乾燥步驟中所產生之腐蝕部分的產生。另一方面，由於Cr的添加量，會使玻璃轉移溫度(Tg)上升，並使飽和質量磁化強度σs或飽和磁化強度IS 降低，所以將Cr的添加量c抑制在所需最低限度者為有效。尤其將Cr的添加量c設定在0at%~2at%之範圍內時，可將玻璃轉移溫度(Tg)維持較低，故較佳。
再者，尤佳係在1at%~2at%之範圍內調整Cr的添加量c。良好的耐蝕性及可將玻璃轉移溫度(Tg)維持較低，並維持高磁化。
Fe基非晶質合金中所含有之P的添加量x，係限定在6.8at%~10.8at%之範圍內。Fe基非晶質合金中所含有之C的添加量y，係限定在2.2at%~9.8at%之範圍內。藉由將P及C的添加量限定在上述範圍內，可獲得非晶質。
此外，本實施形態中，係降低Fe基非晶質合金的玻璃轉移溫度(Tg)，同時提高成為非晶質形成能的指標之換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，在玻璃轉移溫度(Tg)的降低下為了提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，必須降低熔點(Tm)。
本實施形態中，尤其藉由將P的添加量x調整為8.8at%~10.8at%之範圍內，可有效地降低熔點(Tm)，而提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
一般而言，P在半金屬中為人所知者為容易降低磁化之元素，為了獲得高磁化，該添加量必須降低某種程度。除此之外，當將P的添加量x設為10.8at%時，會成為Fe-P-C之三元合金的共晶組成(Fe79.4 P10.8 C9.8 )附近，所以添加P超過10.8at%者，會導致熔點(Tm)的上升。因此，P的添加量上限較佳係設為10.8at%。另一方面，如上述般，為了有效地降低熔點(Tm)以提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，較佳係添加P為8.8at%以上。
此外，較佳係將C的添加量y調整為5.8at%~8.8at%之範圍內。藉此，可有效地降低熔點(Tm)而提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)，並維持較高的磁化值。
Fe基非晶質合金中所含有之B的添加量z，係限定在0at%~4.2at%之範圍內。此外，Fe基非晶質合金中所含有之Si的添加量t，係限定在0at%~3.9at%之範圍內。藉此，可獲得非晶質，並可將玻璃轉移溫度(Tg)抑制較低。
具體而言，可將Fe基非晶質合金的玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K(克氏絕對溫度)以下。惟添加超過4.2at%時，會使磁化降低，所以該上限較佳係設為4.2at%。
此外，本實施形態中，(B的添加量z+Si的添加量t)較佳為0at%~4at%之範圍內。藉此，更可有效地將Fe基非晶質合金的玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K以下。此外，可維持高磁化。
此外，本實施形態中，藉由將B的添加量z設定在0at%~2at%之範圍內，並且將Si的添加量t設定在0at%~1at%之範圍內，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)。除此之外，藉由將(B的添加量z+Si的添加量t)設定在0at%~2at%之範圍內，可將玻璃轉移溫度(Tg)抑制在710K以下。
或者是，本實施形態中，藉由將B的添加量z設定在0at%~3at%之範圍內，將Si的添加量t設定在0at%~2at%之範圍內，以及將(B的添加量z+Si的添加量t)設定在0at%~3at%之範圍內，可將玻璃轉移溫度(Tg)抑制在720K以下。
專利文獻2(日本特開2005-307291號公報)、專利文獻3(日本特開2004-156134號公報)、及專利文獻4(日本特開2002-226956號公報)所記載之發明中所示之實施例中，B的添加量較本實施形態相對地高，並且(B的添加量z+Si的添加量t)亦較本實施形態還大。此外，專利文獻6(日本特開昭57-185957號公報)所記載之發明中，(B的添加量z+Si的添加量t)亦較本實施形態還大。
Si及B的添加量雖有利於非晶質形成能的提升，但容易使玻璃轉移溫度(Tg)上升，所以在本實施形態中，係儘可能的降低玻璃轉移溫度(Tg)，而將Si、B及Si+B的添加量抑制在所需最低限度。此外，藉由含有B作為必要元素，可促進非晶質化，並且可安定地獲得大粒徑的非晶質合金。
再者，本實施形態中，可降低玻璃轉移溫度(Tg)並同時提高磁化。
此外，本實施形態中，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)較佳為0~0.36之範圍內。此外，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)尤佳為0~0.25之範圍內。
專利文獻2(日本特開2005-307291號公報)所記載之發明中，雖然限定Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)之值，但在本實施形態中，係將Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)之值設定較專利文獻2更低。
本實施形態中，藉由將Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)設定在上述範圍內，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)並提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
專利文獻4(日本特開2002-226956號公報)所記載之發明中，雖然限定Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)之值，但將Al設為必要元素，使構成元素有所差異。此外，B的含量等，亦與本實施形態不同。專利文獻5(日本特開2002-151317號公報)所記載之發明中，亦將Al設為必要元素。
本實施形態之Fe基非晶質合金，尤佳為組成式以Fe100-c-x-y-z-t Crc Px Cy Bz Sit 表示，且1at%≦c≦2at%、8.8at%≦x≦10.8at%、5.8at%≦y≦8.8at%、1at%≦z≦2at%、0at%＜t≦1at%。
藉此，可將玻璃轉移溫度(Tg)降低至720K以下，將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設定在0.57以上，將飽和磁化強度IS 設為1.25以上，將飽和質量磁化強度σs設為175×10-6 Wbm/kg以上。
此外，本實施形態之Fe基非晶質合金，尤佳為組成式以Fe100-a-c-x-y-z-t Nia Crc Px Cy Bz Sit 表示，且4at%≦a≦6at%、1at%≦c≦2at%、8.8at%≦x≦10.8at%、5.8at%≦y≦8.8at%、1at%≦z≦2at%、0at%＜t≦1at%。
藉此，可將玻璃轉移溫度(Tg)降低至705K以下，將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設定在0.56以上，將飽和磁化強度IS 設為1.25以上，將飽和質量磁化強度σs設為170×10-6 Wbm/kg以上。
此外，本實施形態之Fe基非晶質合金，尤佳為組成式以Fe100-a-c-x-y-z Nia Crc Px Cy Bz 表示，且4at%≦a≦6at%、1at%≦c≦2at%、8.8at%≦x≦10.8at%、5.8at%≦y≦8.8at%、1at%≦z≦2at%。
藉此，可將玻璃轉移溫度(Tg)降低至705K以下，將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設定在0.56以上，將飽和磁化強度IS 設為1.25以上，將飽和質量磁化強度σs設為170×10-6 Wbm/kg以上。
此外，本實施形態之Fe基非晶質合金中，可將△Tx=Tx-Tg大致構成為20K以上，且因組成的不同可將△Tx構成為40K以上，更可提高非晶質形成能。
本實施形態中，例如可藉由原子化法，將由上述組成式所構成之Fe基非晶質合金製造為粉末狀，或是藉由液體急冷法製造為帶狀(長帶狀)。
本實施形態之Fe基非晶質合金中，可微量地混入有Ti、Al、Mn等元素作為不可避免的雜質。
本實施形態之Fe基非晶質合金粉末，例如可適用在藉由黏結材所固化成形之第1圖所示之圓環狀的壓粉磁心1或第2圖所示之封入線圈之壓粉磁心2。
第2圖(a)、(b)所示之封入線圈之磁心(電感元件)2，係具有壓粉磁心3以及覆蓋於前述壓粉磁心3之線圈4而構成。
Fe基非晶質合金粉末，係由大致呈球狀或橢圓體狀等所構成。前述Fe基非晶質合金粉末，係成為於磁心中存在有多數個，且各Fe基非晶質合金粉末間以黏結材所絕緣之狀態。
此外，前述黏結材，可列舉出環氧樹脂、聚矽氧烷樹脂、聚矽氧烷橡膠、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、PVA(聚乙烯醇)、丙烯酸樹脂等之液狀或粉末狀的樹脂或橡膠，或是水玻璃(Na2 O-SiO2 )、氧化物玻璃粉末(Na2 O-B2 O3 -SiO2 、PbO-B2 O3 -SiO2 、PbO-BaO-SiO2 、Na2 O-B2 O3 -ZnO、CaO-BaO-SiO2 、Al2 O3 -B2 O3 -SiO2 、B2 O3 -SiO2 )、藉由溶膠凝膠法所生成之玻璃狀物質(SiO2 、Al2 O3 、ZrO2 、TiO2 等為主成分者)等。
此外，潤滑劑可使用硬脂酸鋅、硬脂酸鋁等。黏結材的混合比為5質量%以下，潤滑劑的添加量約為0.1質量%~1質量%。
將壓粉磁心進行模壓成形後，係為了緩和Fe基非晶質合金粉末的應力應變而施以熱處理，但在本實施形態中，可降低Fe基非晶質合金的玻璃轉移溫度(Tg)，因此可將磁心的最適熱處理溫度降低較以往更低。在此所謂的「最適熱處理溫度」，是指可有效地對Fe基非晶質合金粉末緩和應力應變，並將磁心損失抑制在最低限度之相對於磁心成形體的熱處理溫度。例如，在N2 氣體、Ar氣體等之非活性氣體環境中，將升溫速度設為40℃/min，當到達預定的熱處理溫度時，在該熱處理溫度下保持1小時，然後將使磁心損失W成為最小時之前述熱處理溫度認定為最適熱處理溫度。
壓粉磁心成形後所施加之熱處理溫度T1，考量到樹脂的耐熱性等，係設定在最適熱處理溫度T2以下的低溫。本實施形態中，由於可將最適熱處理溫度T2降低較以往更低，所以可將(最適熱處理溫度T2-磁心成形後的熱處理溫度T1)降低較以往更小。
因此，本實施形態中，即使藉由壓粉磁心成形後所施加之熱處理溫度T1，亦可較以往更有效地緩和Fe基非晶質合金粉末的應力應變，並且本實施形態的Fe基非晶質合金可維持高磁化，因此可確保期望的電感，降低磁心損失(W)，改善實際安裝於電源時之電源效率(η)。
具體而言，本實施形態中，在Fe基非晶質合金中可將玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K以下，較佳係設定在710K以下。此外，可將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設定在0.52以上，較佳為0.54以上，尤佳為0.56以上。此外，可將飽和質量磁化強度σs設為140(×10-6 Wbm/kg)以上，將飽和磁化強度IS 設為1T以上。
此外，作為磁心特性，可將最適熱處理溫度設定在693.15K(420℃)以下，較佳為673.15 K(400℃)以下。此外，可將磁心損失W設定在90(kW/m3 )以下，較佳為60(kW/m3 )以下。
本實施形態中，如第2圖(b)之封入線圈之壓粉磁心2所示般，線圈4可使用邊繞線圈。所謂邊繞線圈，係以扁平線的短邊為內徑面而縱向捲繞之線圈。
根據本實施形態，由於可降低Fe基非晶質合金的最適熱處理溫度，所以在未達黏結材的耐熱溫度之熱處理溫度下，可適切地緩和應力應變，提高壓粉磁心3的導磁係數μ，可使用各圈之導體的剖面積較圓線線圈大之邊繞線圈，而能夠以較少圈數獲得期望的高電感。如此，本發明中，由於可使用各圈之導體的剖面積較大之邊繞線圈作為線圈4，所以可降低直流電阻Rdc，而抑制發熱及銅耗損。
此外，本實施形態中，可將磁心成形後的熱處理溫度T1設定在553.15K(280℃)~623.15 K(350℃)左右。
本實施形態之Fe基非晶質合金的組成，可藉由ICP-MS(高頻感應耦合電漿質譜分析裝置)來設定。
[實施例]
(求取最適熱處理溫度與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的實驗)
首先製造出由下列第1表所示之各組成所構成的各Fe基非晶質合金。此等合金均藉由液體急冷法形成為長帶狀者。
No.1的試樣為比較例，No.2~8為實施例。
第1表的各試樣為非晶質者，可藉由XRD(X射線繞射裝置)所確認出。此外，係藉由DSC(示差掃描熱析儀)來測定居禮溫度(Tc)、玻璃轉移溫度(Tg)、結晶化起始溫度(Tx)、熔點(Tm)(升溫速度Tc、Tg、Tx為0.67K/sec、Tm為0.33K/sec)。
此外，第1表所示之飽和磁化強度Is及飽和質量磁化強度σ s，係藉由VSM(振動試樣型磁力儀)所測定。
第1表之磁心特性的實驗中所使用者，為第1圖所示之圓環狀的壓粉磁心，並將第1表所示之各Fe基非晶質合金的粉末，與樹脂(丙烯酸樹脂)；3質量%、潤滑劑(硬脂酸鋅)；0.3質量%混合，在模壓600MPa下，形成外徑20mm、內徑12mm、高度6.8mm之圓環狀的磁心成形體，然後在N2 環境氣體下，將升溫速度設為0.67K/sec(40℃/min)、熱處理溫度設為573.15K(300℃)，保持時間設為1小時予以成形。
第1表所示之「最適熱處理溫度」，是指將升溫速度設為0.67K/sec(40℃/min)、保持時間設為1小時下施以熱處理時，可將壓粉磁心的磁心損失(W)降低至最低之理想的熱處理溫度。第1表所示之最適熱處理溫度，其最低為633.15K(360℃)，成為實際上對磁心成形體所施行之熱處理溫度(573.15K)還高之值。
第1表所示之壓粉磁心的磁心損失(W)之評估，係使用岩通計測公司製的SY-8217 BH Analyzer，在頻率100kHz、最大磁通量密度25mT下所求得。此外，導磁係 數(μ)，係使用電感分析儀，在頻率100kHz下進行測定。
第3圖係顯示第1表之壓粉磁心的最適熱處理溫度與磁心損失(W)之關係的圖表。如第3圖所示，可得知將磁心損失(W)設定在90kW/m3 以下時，必須將最適熱處理溫度設定在693.15K(420℃)以下。
此外，第4圖係顯示合金的玻璃轉移溫度(Tg)與第1表之壓粉磁心的最適熱處理溫度之關係的圖表。如第4圖所示，可得知將最適熱處理溫度設定在693.15K(420℃)以下時，必須將玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K(466.85℃)以下。
此外，從第3圖中，可得知將磁心損失(W)設定在60kW/m3 以下時，必須將最適熱處理溫度設定在673.15K(400℃)以下。此外，從第4圖中，可得知將最適熱處理溫度設定在673.15K(400℃)以下時，必須將玻璃轉移溫度(Tg)設定在710K(436.85℃)以下。
如上述般，從第1表、第3圖及第4圖的實驗結果中，係將本實施例之玻璃轉移溫度(Tg)的適用範圍設定在740K(466.85℃)以下。此外，本實施例中，係將710K(436.85℃)以下的玻璃轉移溫度(Tg)設為較佳的適用範圍。
(B添加量及Si添加量的實驗)
首先製造出由下列第2表所示之各組成所構成的各Fe基非晶質合金。各試樣均藉由液體急冷法形成為長帶狀者。
第2表所示之試樣No.9~No.15(均為實施例)中，將Fe量、Cr量及P量固定，並改變C量、B量及Si量。此外，試樣No.2(實施例)中，係將Fe量設定較試樣No.9~No.15的Fe量稍微小。試樣No.16、No.17(比較例)中，組成雖與試樣No.2接近，但Si添加較試樣No.2還多。
如第2表所示，藉由將B的添加量z設定在0at%~4.2at%之範圍內，並將Si的添加量t設定在0at%~3.9at%之範圍內，不僅可形成非晶質，並可將玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K(466.85℃)以下。
此外，如第2表所示，藉由將B的添加量z設定在0at%~2at%之範圍內，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)。此外，將Si的添加量t設定在0at%~1at%之範圍內，更可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)。
此外，藉由將(B的添加量z+Si的添加量t)設定在0at%~4at%之範圍內，更可確實地將玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K(466.85℃)以下。
此外，藉由將B的添加量z設定在0at%~2at%之範圍內，將Si的添加量t設定在0at%~1at%之範圍內，並將(B的添加量z+Si的添加量t)設定在0at%~2at%之範圍內，可將玻璃轉移溫度(Tg)設定在710K(436.85℃)以下。
或者是，藉由將B的添加量z設定在0at%~3at%之範圍內，將Si的添加量t設定在0at%~2at%之範圍內，並將(B的添加量z+Si的添加量t)設定在0at%~3at%之範圍內，可將玻璃轉移溫度(Tg)設定在720K(446.85℃)以下。
此外，在第2表所示之實施例中，其換算玻璃化溫度(Tg/Tm)均為0.54以上。再者，可將飽和質量磁化強度σs設為176(×10-6 Wbm/kg)以上，將飽和磁化強度IS 設為1.27以上。
另一方面，在第2表所示之比較例的16、No.17中，玻璃轉移溫度(Tg)較740K(466.85℃)更高。
(Ni添加量的實驗)
首先製造出由下列第3表所示之各組成所構成的各Fe基非晶質合金。各試樣均藉由液體急冷法形成為長帶狀者。
第3表所示之試樣No.18~No.25(均為實施例)中，將Cr、P、C、B、Si的添加量固定，並改變Fe量、Ni量。如第3表所示，即使將Ni的添加量a提高至10at%，亦可獲得非晶質。此外，任一試樣，其玻璃轉移溫度(Tg)均為720K(446.85℃)以下，換算玻璃化溫度(Tg/Tm)均為0.54以上。
第5圖係顯示合金的Ni添加量與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的圖表，第6圖係顯示合金的Ni添加量與結晶化起始溫度(Tx)之關係的圖表，第7圖係顯示合金的Ni添加量與換算玻璃化溫度(Tg/Tm)之關係的圖表，第8圖係顯示合金的Ni添加量與Tx/Tm之關係的圖表。
如第5圖、第6圖所示，可得知當增加Ni的添加量a時，玻璃轉移溫度(Tg)與結晶化起始溫度(Tx)逐漸降低。
此外，如第7圖、第8圖所示，可得知將Ni的添加量a提高至6at%時，雖然可維持高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)及Tx/Tm，但當Ni的添加量a超過6at%時，換算玻璃化溫度(Tg/Tm)及Tx/Tm急遽地降低。
本實施例中，由於須達到玻璃轉移溫度(Tg)的降低，並同時增大換算玻璃化溫度(Tg/Tm)以提高非晶質形成能，所以將Ni的添加量a的範圍設定在0at%~10at%，較佳範圍係設定在0at%~6at%。
此外，若將Ni的添加量a設定在4at%~6at%之範圍內，則可降低玻璃轉移溫度(Tg)，並且可安定地獲得高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)及Tx/Tm。
(Sn添加量的實驗)參考例
首先製造出由下列第4表所示之各組成所構成的各Fe基非晶質合金。各試樣均藉由液體急冷法形成為長帶狀者。
第4表所示之試樣No.26~No.29中，將Cr、P、C、B、Si的添加量固定，並改變Fe量及Sn量。即使將Sn的添加量b提高至3at%，亦可獲得非晶質。
惟如第4表所示，當Sn的添加量b增加時，會使合金粉末中的氧濃度增加，使耐蝕性降低。當耐蝕性較低時，為了提高耐蝕性而添加Cr，但如此會導致飽和磁化強度Is及飽和質量磁化強度σ s的降低。因此，添加量b必須抑制在所需最低限度。
第9圖係顯示合金的Sn添加量與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的圖表，第10圖係顯示合金的Sn添加量與結晶化起始溫度(Tx)之關係的圖表，第11圖係顯示合金的Sn添加量與換算玻璃化溫度(Tg/Tm)之關係的圖表，第12圖係顯示合金的Sn添加量與Tx/Tm之關係的圖表。
如第9圖所示，當增加Sn的添加量b時，可觀察到玻璃轉移溫度(Tg)降低之傾向。
此外，如第12圖所示，可得知將Sn的添加量b設為3at%時，Tx/Tm降低使非晶質形成能惡化。
因此，本實施例中，為了抑制耐蝕性降低並提高非晶質形成能，係將Sn的添加量b設定在0at%~3at%之範圍內，較佳範圍係設定在0at%~2at%。
當將Sn的添加量b設定在2at%~3at%之範圍內時，如上述般，雖然Tx/Tm降低，但可提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
此外，如各表所示，除了試樣No.7之外，均為各Fe基非晶質合金中不含Ni及Sn兩者或是僅含有Ni與Sn中的任一方。另一方面，試樣No.7係含有Ni及Sn兩者，但其磁化較其他試樣稍微小，因此，藉由構成為不含Ni及Sn兩者或是僅含有Ni與Sn中的任一方，可提高磁化。
(P添加量及C添加量的實驗)
首先製造出由下列第5表所示之各組成所構成的各Fe基非晶質合金。各試樣均藉由液體急冷法形成為長帶狀者。
第5表之試樣No.9、10、12、14、15、30~33(均為實施例)中，將Fe、Cr的添加量固定，並改變P、C、B、Si的添加量。
如第5表所示，藉由將P的添加量x調整在6.8at%~10.8at%之範圍內，並將C的添加量y調整在2.2at%~9.8at%之範圍內，可獲得非晶質。此外，任一實施例中，均可將玻璃轉移溫度(Tg)設定在740K(466.85℃)以下，將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設定在0.52以上。
第13圖係顯示合金的P添加量x與熔點(Tm)之關係的圖表，第14圖係顯示合金的C添加量y與熔點(Tm)之關係的圖表。
本實施例中，可獲得740K(466.85℃)以下，較佳為710K(436.85℃)以下之玻璃轉移溫度(Tg)，但由於玻璃轉移溫度(Tg)的降低，為了提高以Tg/Tm表示之非晶質形成能，必須降低熔點(Tm)。如第13圖、第14圖所示，熔點(Tm)可視為對P量之相依性較C量還高者。
尤其若將P的添加量x設定在8.8at%~10.8at%之範圍內，更可有效地降低熔點(Tm)，因此可提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
此外，若將C的添加量y之較佳範圍設定在5.8at%~8.8at%之範圍內，則容易降低熔點(Tm)，因此可提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
此外，在第5表所示之實施例中，可將飽和質量磁化強度σs設為176×10-6 Wbm/kg以上，將飽和磁化強度IS 設為1.27T以上。
此外，本實施例中，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)均為0~0.36之範圍內。此外，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)較佳係設定在0~0.25之範圍內。例如，第2表所示之試樣No.2，該Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)超過0.25。相對於此，第5表所示之實施例中，Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)均低於0.25，藉由將Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)設定較低，可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)，並可確保換算玻璃化溫度(Tg/Tm)為0.52以上(較佳為0.54以上)之較高的值。
此外，添加Si之形態之Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)的下限值，較佳為0.08。
如此，即使添加Si，亦將Si量在與P量之比降低較小，藉此可有效地降低玻璃轉移溫度(Tg)，並可提高換算玻璃化溫度(Tg/Tm)。
(Cr添加量的實驗)
首先製造出由下列第6表所示之各組成所構成的各Fe基非晶質合金。各試樣均藉由液體急冷法形成為長帶狀者。
第6表之各試樣中，將Ni、P、C、B、Si的添加量固定，並改變Fe、Cr的添加量。如第6表所示，當增加Cr的添加量時，會使合金粉末的氧濃度逐漸降低，而提升耐蝕性。
第15圖係顯示合金的Cr添加量與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的圖表，第16圖係顯示合金的Cr添加量與結晶化起始溫度(Tx)之關係的圖表，第17圖係顯示合金的Cr添加量與飽和磁化強度Is之關係的圖表。
如第15圖所示，當增加Cr的添加量時，會使玻璃轉移溫度(Tg)逐漸增大。此外，如第6表及第17圖所示，藉由增加Cr的添加量，可使飽和質量磁化強度σs及飽和磁化強度IS 逐漸降低。
如第15圖及第6表所示，係以使獲得較低的玻璃轉移溫度(Tg)，且飽和質量磁化強度σs為140×10-6 Wbm/kg以上，飽和磁化強度IS 成為1T以上之方式，將Cr的添加量c設定在0at%~6at%之範圍內。此外，將Cr的較佳添加量c設定在0at%~2at%之範圍內。如第15圖所示，藉由將Cr的添加量c設定在0at%~2at%之範圍內，不論Cr的量為何，均可將玻璃轉移溫度(Tg)設定在較低之值。
再者，藉由將Cr的添加量c設定在1at%~2at%之範圍內，可提升耐蝕性，並安定地獲得低玻璃轉移溫度(Tg)，並且可維持高磁化。
此外，第6表之實施例中，均可將玻璃轉移溫度(Tg)設為700K(426.85℃)以下，將換算玻璃化溫度(Tg/Tm)設為0.55以上。
(對使用試樣No.3、5、6的各Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心所進行之磁心特性的實驗)
第7表所示之試樣No.3、5、6，係與第1表所示者相同。亦即藉由水原子化法來製作出各Fe基非晶質合金粉末，並藉由第1表的說明內容中所記載之第1圖的圓環狀壓粉磁心的製作條件，將各壓粉磁心予以成形。
下列第7表中，係顯示各試樣No.3、5、6的粉末特性及磁心特性(與第1表相同)。
第7表所示之粒度，係使用日機裝公司至的Microtrac粒度分布測定裝置MT300EX進行測定。
接著使用：採用試樣No.3、5、6的各Fe基非晶質合金粉末所成形並將第2圖所示之線圈4封入於壓粉磁心3中之封入線圈之壓粉磁心，分別測定電感(L)、磁心損失(W)及電源效率(η)。
電感(L)係使用LRC儀進行測定。此外，電源效率(η)，係將封入線圈之壓粉磁心安裝於電源進行測定。並將電源效率(η)的測定頻率設為300kHz。使用試樣No.3、5、6的各合金粉末之封入線圈之壓粉磁心，係將各試樣合金的粉末，與樹脂(丙烯酸樹脂)；3質量%、潤滑劑(硬脂酸鋅)；0.3質量%混合，然後在將2.5圈的線圈封入於上述合金粉末與樹脂等之混合材中之狀態下，在模壓600MPa下，形成6.5mm見方、高度3.3mm之磁心成形體，然後在N2 環境氣體下，將升溫速度設為0.03K/sec(2℃/min)、在熱處理溫度623.15K(350℃)下保持1小時而製作出。
第18圖係顯示與第2圖所示者為相同之各封入線圈之壓粉磁心的頻率與電感之關係的圖表，第19圖係顯示同樣之封入線圈之壓粉磁心的頻率與磁心損失W(最大磁通量密度固定在25mT)之關係的圖表，第20圖係顯示輸出電流與電源效率(η)之關係的圖表。
如第18圖所示，使用Fe基非晶質合金粉末之封入線圈之壓粉磁心的最適熱處理溫度愈低，愈可提高電感(L)。
此外，如第19圖所示，使用Fe基非晶質合金粉末之封入線圈之壓粉磁心的最適熱處理溫度愈低，愈可降低磁心損失(W)。
再者，如第20圖所示，使用Fe基非晶質合金粉末之封入線圈之壓粉磁心的最適熱處理溫度愈低，愈可提高電源效率(η)。
尤其當封入線圈之壓粉磁心的最適熱處理溫度為673.15K(400℃)以下時，可有效地降低磁心損失(W)並有效地提高電源效率(η)。
(對本實施例之Fe基非晶質合金粉末及以往品項(封入線圈之壓粉磁心)所進行之磁心特性的實驗)
將測定頻率設為300kHz，並以電感大致成為0.5μH之方式來調整各封入線圈之壓粉磁心的製作條件。
實驗中，係使用試樣No.5、6的各Fe基非晶質合金粉末，將封入線圈之壓粉磁心予以成形而作為實施例。
使用試樣No.5的試樣之封入線圈之壓粉磁心(電感L=0.49μH)，係將Fe基非晶質合金粉末，與樹脂(丙烯酸樹脂)；3質量%、潤滑劑(硬脂酸鋅)；0.3質量%混合，然後在封入2.5圈的線圈之狀態下，在模壓600MPa下，形成6.5mm見方、高度2.7mm之磁心成形體，然後在N2 環境氣體下，將熱處理溫度設為350℃(升溫速度2℃/min)所成形。
此外，使用試樣No.6的試樣之封入線圈之壓粉磁心(電感L=0.5μH)，係將Fe基非晶質合金粉末，與樹脂(丙烯酸樹脂)；3質量%、潤滑劑(硬脂酸鋅)；0.3質量%混合，然後在封入2.5圈的線圈之狀態下，在模壓600MPa下，形成6.5mm見方、高度2.7mm之磁心成形體，然後在N2 環境氣體下，將熱處理溫度設為320℃(升溫速度2℃/min)所成形。
此外，市售品1為以羰基Fe粉來構成磁性粉末之封入線圈之壓粉磁心，市售品2為以Fe基非晶質合金粉末所構成之封入線圈之壓粉磁心，市售品3為以FeCrSi合金來構成磁性粉末之封入線圈之壓粉磁心，其電感均為=0.5μH。
第21圖係顯示各試樣之輸出電流與電源效率(η)之關係。如第21圖所示，本實施例係較各市售品可獲得更高的電源效率(η)。
(對使用本實施例之Fe基非晶質合金粉末及比較例之Fe基非晶質合金粉末所形成之各封入線圈之壓粉磁心所進行的實驗)
將試樣No.6的Fe基非晶質合金粉末，與樹脂(丙烯酸樹脂)；3質量%、潤滑劑(硬脂酸鋅)；0.3質量%混合，然後在封入第2圖(b)所示之邊繞線圈之狀態下，在模壓600MPa下，形成6.5mm見方、高度2.7mm之磁心成形體，然後在N2 環境氣體下，將熱處理溫度設為320℃(升溫速度2℃/min)，將封入線圈之壓粉磁心予以成形，作為實施例。
此外，係準備使用有Fe基非晶質合金粉末之市售品之封入線圈之壓粉磁心作為比較例。
實驗中，係使用導體的寬度尺寸0.87mm、厚度0.16mm的邊繞線圈，圈數設為7，並以使電感(100kHz)成為3.31μH(相當於電感3.3μH者)之方式將封入線圈之壓粉磁心予以成形，作為實施例。
此外，實驗中，係使用導體的寬度尺寸0.87mm、厚度0.16mm的邊繞線圈，圈數設為10，並以使電感(100kHz)成為4.84μH(相當於電感4.7μH者)之方式將封入線圈之壓粉磁心予以成形，作為實施例。
此外，實驗中，線圈係使用導體的直徑為0.373mm之圓線線圈，圈數為10.5圈，並以使電感(100kHz)成為3.48μH(相當於電感3.3μH者)之方式製備封入線圈之壓粉磁心，作為比較例之封入線圈之壓粉磁心。
此外，實驗中，線圈係使用導體的直徑為0.352mm之圓線線圈，圈數為12.5圈，並以使電感(100kHz)成為4.4μH(相當於電感4.7μH者)之方式製備封入線圈之壓粉磁心，作為比較例之封入線圈之壓粉磁心。
實施例之封入線圈之壓粉磁心中，係使用邊繞線圈，比較例之封入線圈之壓粉磁心中，使用圓線線圈，此係由於實施例之Fe基非晶質合金的導磁係數μ為較高的25.9(參照第1表)，相對於此，比較例之Fe基非晶質合金的導磁係數μ為較低的19.2之故。
當欲提高電感L之值時，必須增加所對應之線圈的圈數，但如比較例般，當導磁係數μ較低時，與實施例相比，必須更為增加圈數。
線圈的各圈之導體的剖面積，當使用上述邊繞線圈及圓線線圈的各尺寸來計算時，實施例所使用之邊繞線圈係較比較例所使用之圓線線圈還大。因此，本實驗所使用之邊繞線圈，與圓線線圈相比，在壓粉磁心內無法無法獲取較多圈數，或者是當由於增加邊繞線圈的圈數而使位於線圈的上下方之壓粉磁心的厚度變得極薄時，會使增加圈數所帶來之電感L的增大效果變小，其結果係無法獲得預定的高電感L。
因此，比較例中，係使用可將各圈之導體的剖面積縮小為較邊繞線圈還小之圓線線圈來獲取較多圈數，而調整為可獲得預定的高電感L者。
相對於此，實施例中，由於壓粉磁心的導磁係數μ較高，與比較例相比，可減少圈數而獲得預定的高電感。因此，實施例中，可使用各圈之導體的剖面積較圓線線圈大之邊繞線圈。其結果為，即使在使用實施例的Fe系結晶質合金粉末之封入線圈之壓粉磁心中，當使用邊繞線圈更欲提高目標的電感時，雖然藉由增加圈數，使位於線圈的上下方之壓粉磁心的厚度變薄而無法期待充分的電感增大效果，但本實施例與比較例相比，對於寬廣範圍之電感的調整，可使用邊繞線圈。
實驗中，係對實施例之相當於電感3.3μH者及相當於電感4.7μH者，以及比較例之相當於電感3.3μH者及相當於電感4.7μH者，係測定線圈的直流電阻Rdc。該實驗結果如第8表所示。
如上述般，比較例中係使用圓線線圈，但如第8表所示，在使用圓線線圈之比較例中，直流電阻Rdc較大。因此，比較例之封入線圈之壓粉磁心中，無法適當地抑制發熱或銅耗損的損失。
相對於此，如上述般，實施例中，由於可提高Fe基非晶質合金粉末的導磁係數μ，所以可使用剖面積較本實驗所用的圓線線圈大之邊繞線圈，而能夠以較少圈數獲得預定的高電感L。如此，本實施例之封入線圈之壓粉磁心中，由於剖面積較大的邊繞線圈作為線圈，如第8表所示，與比較例相比，可降低直流電阻Rdc，所以可適當地抑制發熱或銅耗損的損失。
接著使用第8表所示之實施例之封入線圈之壓粉磁心(相當於電感4.7μH者)及比較例之封入線圈之壓粉磁心(相當於電感4.7μH者)，來測定相對於輸出電流之電源效率(η)。
第23圖(a)、(b)係顯示將測定頻率設為300kHz時之實施例及比較例的各相當於電感4.7μH者之輸出電流與電源效率(η)之關係的實驗結果，第24圖(a)、(b)係顯示將測定頻率設為500kHz時之實施例及比較例的各相當於電感4.7μH者之輸出電流與電源效率(η)之關係的實驗結果。在輸出電流為0.1~1A之範圍內，尤其在第24圖(a)中，可看出實施例及比較例的圖表似乎重疊，因此在第23圖(b)、第24圖(b)中，係擴大顯示在輸出電流為0.1~1A之範圍內之電源效率(η)的實驗結果。如第23圖及第24圖所示，本實施例與比較例相比，可獲得高電源效率(η)。
1、3．．．壓粉磁心
2．．．封入線圈之壓粉磁心
4．．．線圈(邊繞線圈)
第1圖為壓粉磁心的立體圖，
第2圖(a)為封入線圈之壓粉磁心的俯視圖，
第2圖(b)為沿著第2圖(a)所示之A-A線切斷並從箭頭方向所觀看之封入線圈之壓粉磁心的縱向剖面圖，
第3圖係顯示壓粉磁心的最適熱處理溫度與磁心損失W之關係的圖表，
第4圖係顯示合金的玻璃轉移溫度(Tg)與壓粉磁心的最適熱處理溫度之關係的圖表，
第5圖係顯示合金的Ni添加量與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的圖表，
第6圖係顯示合金的Ni添加量與結晶化起始溫度(Tx)之關係的圖表，
第7圖係顯示合金的Ni添加量與換算玻璃化溫度(Tg/Tm)之關係的圖表，
第8圖係顯示合金的Ni添加量與Tx/Tm之關係的圖表，
第9圖係顯示合金的Sn添加量與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的圖表，
第10圖係顯示合金的Sn添加量與結晶化起始溫度(Tx)之關係的圖表，
第11圖係顯示合金的Sn添加量與換算玻璃化溫度(Tg/Tm)之關係的圖表，
第12圖係顯示合金的Sn添加量與Tx/Tm之關係的圖表，
第13圖係顯示合金的P添加量與熔點(Tm)之關係的圖表，
第14圖係顯示合金的C添加量與熔點(Tm)之關係的圖表，
第15圖係顯示合金的Cr添加量與玻璃轉移溫度(Tg)之關係的圖表，
第16圖係顯示合金的Cr添加量與結晶化起始溫度(Tx)之關係的圖表，
第17圖係顯示合金的Cr添加量與飽和磁化強度Is之關係的圖表，
第18圖係顯示使用試樣No.3、5、6的Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心的頻率與電感L之關係的圖表，
第19圖係顯示使用試樣No.3、5、6的Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心的頻率與磁心損失W之關係的圖表，
第20圖係顯示將使用試樣No.3、5、6的Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心安裝於同一電源時之輸出電流與電源效率(η)(測定頻率300kHz)之關係的圖表，
第21圖係顯示將使用試樣No.5、6的Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心(相當於電感0.5μH)以及市售品安裝於同一電源時之輸出電流與電源效率(η)(測定頻率300kHz)之關係的圖表，
第22圖為使用實驗中所用之Fe系結晶質合金粉末所形成之封入線圈之壓粉磁心(比較例)的縱向剖面圖，
第23圖(a)係顯示將使用試樣No.6的Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心(實施例；相當於電感4.7μH者)，以及使用Fe系結晶質合金粉末所形成之封入線圈之壓粉磁心(比較例；相當於電感4.7μH者)安裝於同一電源時之輸出電流與電源效率(η)(測定頻率300kHz)之關係的圖表，(b)係擴大顯示(a)的輸出電流為0.1~1A之範圍的圖表，
第24圖(a)係顯示將使用試樣No.6的Fe基非晶質合金粉末所成形之封入線圈之壓粉磁心(實施例；相當於電感4.7μH者)，以及使用Fe系結晶質合金粉末所形成之封入線圈之壓粉磁心(比較例；相當於電感4.7μH者)安裝於同一電源時之輸出電流與電源效率(η)(測定頻率500kHz)之關係的圖表，(b)係擴大顯示(a)的輸出電流為0.1~1A之範圍的圖表。

Claims (18)

  1. 一種Fe基非晶質合金，其特徵為：組成式係以Fe100-a-c-x-y-z-t Nia Crc Px Cy Bz Sit 表示，且0at%≦a≦10at%、1at%≦c≦2at%、6.8at%≦x≦10.8at%、2.2at%≦y≦9.8at%、0at%≦z≦3at%、0at%≦t≦2at%，其中(B的添加量z+Si的添加量t)為0at%~4at%之範圍內，σ s≧167×10-6 Wbm/kg。
  2. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Ni的添加量a為0at%~6at%之範圍內。
  3. 如申請專利範圍第2項之Fe基非晶質合金，其中Ni的添加量a為4at%~6at%之範圍內。
  4. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Cr的添加量c為0at%~2at%之範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Cr的添加量c為1at%~2at%之範圍內。
  6. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中P的添加量x為8.8at%~10.8at%之範圍內。
  7. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中C的添加量y為5.8at%~8.8at%之範圍內。
  8. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中B的添加量z為0at%~2at%之範圍內。
  9. 如申請專利範圍第8項之Fe基非晶質合金，其中B的添加量z為1at%~2at%之範圍內。
  10. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Si 的添加量t為0at%~1at%之範圍內。
  11. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中B的添加量z為0at%~2at%之範圍內，Si的添加量t為0at%~1at%之範圍內，以及(B的添加量z+Si的添加量t)為0at%~2at%之範圍內。
  12. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中B的添加量z+Si的添加量t為0at%~3at%之範圍內。
  13. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)為0~0.36之範圍內。
  14. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Si的添加量t/(Si的添加量t+P的添加量x)為0~0.25之範圍內。
  15. 如申請專利範圍第1項之Fe基非晶質合金，其中Si的添加量t為0at%。
  16. 一種壓粉磁心，其特徵為藉由黏結材將如申請專利範圍第1至15項中任一項之Fe基非晶質合金的粉末進行固化成形所成。
  17. 一種封入線圈之壓粉磁心，其特徵係具備：藉由黏結材將如申請專利範圍第1至15項中任一項之Fe基非晶質合金的粉末進行固化成形所成之壓粉磁心；以及覆蓋於前述壓粉磁心之線圈而成。
  18. 如申請專利範圍第17項之封入線圈之壓粉磁心，其中前述線圈為邊繞線圈。
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