基于纳米晶磁性合金的磁芯.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107210108A(43)申请公布日2017.09.26(21)申请号201680008320.9(74)专利代理机构深圳市百瑞专利商标事务所(普通(22)申请日2016.01.05合伙)44240代理人金辉(30)优先权数据14/591,4912015.01.07US(51)Int.Cl.H01F1/147(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日H01F1/153(2006.01)2017.08.02H01F3/04(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2016/0121842016.01.05(87)PCT国际申请的公布数据WO2016/112011EN2016.07.14(71)申请人梅特格拉斯公司地址美国南卡罗来纳州申请人日立金属株式会社(72)发明人太田元基伊藤直树权利要求书3页说明书13页附图12页(54)发明名称基于纳米晶磁性合金的磁芯(57)摘要一种磁芯包括纳米晶合金薄带，具有局部结构，使得平均粒度小于40nm的纳米晶分散在非晶基质中并且占据所述薄带的超过百分之三十的体积比。所述薄带可具有基于铁的合金成分，包括量达0.6原子％至1.2原子％的Cu、量达10原子％至20原子％的B和量大于0原子％且高达10原子％的Si，其中，B和Si的组合含量为10原子％至24原子％。CN107210108ACN107210108A权利要求书1/3页1.一种磁芯，包括：纳米晶合金薄带，具有基于铁的合金成分，包括量达0.6原子％至1.2原子％的Cu、量达10原子％至20原子％的B和量大于0原子％且高达10原子％的Si，其中，B和Si的组合含量为10原子％至24原子％，所述纳米晶合金薄带具有局部结构，使得平均粒度小于40nm的纳米晶分散在非晶基质中并且占据所述薄带的超过百分之三十的体积比。2.一种磁芯，所述磁芯包括：具有用FeCuxBySizAaXb表示成分的纳米晶合金薄带，其中，0.6≤x<1.2、10≤y≤20、0≤(y+z)≤24且0≤a≤10、0≤b≤5，所有数字都是原子百分比，并且余量是Fe和附带杂质，并且其中，A包括可选自Ni、Mn、Co、V、Cr、Ti、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一个元素，并且X包括可选自Re、Y、Zn、As、In、Sn和稀土元素中的至少一个元素，所述纳米晶合金薄带具有局部结构，使得平均粒度小于40nm的纳米晶分散在非晶基质中并且占据所述薄带的超过百分之三十的体积比。3.根据权利要求1或2所述的磁芯，其中，在热处理期间施加1MPa和500MPa之间的张力的情况下，所述薄带经受以10℃/s或更大的升温速率从430℃至550℃的温度范围下的热处理不到30秒；以及在所述热处理之后，缠绕所述薄带，以形成缠绕芯。4.根据权利要求3所述的磁芯，其中，在沿着所述芯的周向施加不到4kA/m的磁场的情况下，在400℃至500℃的温度下将所述缠绕芯进一步热处理达1.8ks-10.8ks。5.根据权利要求1或2所述的磁芯，其中，所述芯是缠绕芯，以及所述芯的圆形部分包括当松开时其曲率半径在10mm和200mm之间的薄带，以及所述芯的所述圆形部分使得由(2-Rw/Rf)定义的薄带弛豫速率大于0.93，其中，Rw和Rf分别是所述薄带释放之前的薄带曲率半径和在其释放并且不受约束之后的薄带曲率半径。6.根据权利要求3所述的磁芯，其中，通过以超过10℃/s的平均升温速率从室温升至超过430℃且低于550℃的预定保持温度，对所述纳米晶合金薄带进行热处理，保持时间不到30秒。7.根据权利要求3所述的磁芯，其中，通过以超过10℃/s的平均升温速率从300℃升至超过450℃且低于520℃的预定保持温度，对所述纳米晶合金薄带进行热处理，保持时间不到30秒。8.根据权利要求7所述的磁芯，其中，所述保持时间不到20秒。9.根据权利要求1或2所述的磁芯，其中，所述纳米晶合金薄带的成分包含至少78原子％的Fe。10.根据权利要求1或2所述的磁芯，其中，所述纳米晶合金薄带的成分包含0.01原子％至10原子％的选自Ni、Mn、Co、V、Cr、Ti、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一个。11.根据权利要求10所述的磁芯，其中，所述纳米晶合金的成分包含总量低于0.4原子％的选自Nb、Zr、Ta和Hf中的至少一个。12.根据权利要求1或2所述的磁芯，其中，在所述纳米晶合金薄带的成分中，Re、Y、Zn、2CN107210108A权利要求书2/3页As、In、Sn和稀土元素的总量小于2.0原子％。13.根据权利要求12所述的磁芯，其中，Re、Y、Zn、As、In、Sn和稀土元素的总量小于1.0原子％。14.一种包括权利要求1或2所述