特許 7424549 ナノ結晶合金薄帯及び磁性シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-22

(45)【発行日】2024-01-30

(54)【発明の名称】ナノ結晶合金薄帯及び磁性シート

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/153 20060101AFI20240123BHJP

   H01F 3/04 20060101ALI20240123BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20240123BHJP

   C21D 8/12 20060101ALN20240123BHJP

   C21D 6/00 20060101ALN20240123BHJP

【ＦＩ】

H01F1/153 133

H01F3/04

C22C38/00 303V

C21D8/12 H

C21D6/00 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023539140

(86)(22)【出願日】2023-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2023013211

【審査請求日】2023-06-26

(31)【優先権主張番号】P 2022055679

(32)【優先日】2022-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】小川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】豊永 詞

【審査官】古河 雅輝

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００７／０３２５３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０９４６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１０５２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２３５６４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ ６／００－ ６／０４

Ｃ２１Ｄ ８／１２

Ｃ２１Ｄ ９／４６

Ｃ２２Ｃ ５／００－２５／００

Ｃ２２Ｃ ２７／００－２８／００

Ｃ２２Ｃ ３０／００－３０／０６

Ｃ２２Ｃ ３５／００－４５／１０

Ｈ０１Ｆ １／１２－ １／３８

Ｈ０１Ｆ １／４４－ ３／１４

Ｈ０１Ｆ ４１／００－４１／０４

Ｈ０１Ｆ ４１／０８

Ｈ０１Ｆ ４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

組成式（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）_ａＳｉ_ｂＢ_ｃＣｕ_ｄＭ_ｅで表され、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素であり、原子％で、７５．０≦ａ≦８１．０、９．０≦ｂ≦１８．０、５．０≦ｃ≦１０．０、０．０２≦ｄ≦１．２、０．１≦ｅ≦１．５、０≦ｘ≦０．１で構成され、平均結晶粒径が５０ｎｍ以下のαＦｅ結晶相が体積率で４０％以上を占め、飽和磁束密度が１．３６Ｔ以上、残留磁束密度Ｂｒと磁界８０００Ａ／ｍの磁束密度Ｂ_８０００の比Ｂｒ／Ｂ_８０００が０．２０以上、最大透磁率が４０００以上である、ナノ結晶合金薄帯。

【請求項2】

前記ナノ結晶合金薄帯の長手方向に磁界８０Ａ／ｍ印加したときの磁束密度Ｂ８０_Ｌと、前記長手方向に直交する幅方向に磁界８０Ａ／ｍ印加したときの磁束密度Ｂ８０_Ｗと、の比（Ｂ８０_Ｌ／Ｂ８０_Ｗ）が０．６０～１．４０であり、かつＢ８０_Ｌ、Ｂ８０_Ｗともに０．４Ｔ以上である請求項１に記載のナノ結晶合金薄帯。

【請求項3】

飽和磁歪が７ｐｐｍ以下である請求項１又は請求項２に記載のナノ結晶合金薄帯。

【請求項4】

厚さが２０μｍ以下であり、幅が５ｍｍ以上である請求項１又は請求項２に記載のナノ結晶合金薄帯。

【請求項5】

前記ナノ結晶合金薄帯のシワ高さが０．１５ｍｍ以下であり、占積率が６８．０％以上である請求項１又は請求項２に記載のナノ結晶合金薄帯。

【請求項6】

請求項１に記載のナノ結晶合金薄帯と、
帯状に形成された支持体、及び、前記支持体における第１面及び第２面の少なくとも一方に設けられた粘着剤を有する粘着層と、を備え、
前記粘着層の前記粘着剤に、前記ナノ結晶合金薄帯が接着され、
前記粘着層の厚さが１～１０μｍである磁性シート。

【請求項7】

請求項１に記載のナノ結晶合金薄帯と、
帯状に形成された支持体、及び、前記支持体における第１面及び第２面に設けられた粘着剤を有する粘着層と、を備え、
前記粘着層の厚さが１～１０μｍであり、
複数の前記ナノ結晶合金薄帯が前記粘着層を介して多層に形成されている磁性シート。

【請求項8】

１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損が２０００ｋＷ／ｍ^３以下、１２８ｋＨｚ，０．０３Ｖでの複素透磁率実部が１５００以上である請求項６又は請求項７に記載の磁性シート。

【請求項9】

前記ナノ結晶合金薄帯にクラックが形成されている請求項６又は請求項７に記載の磁性シート。

【請求項10】

１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損が２０００ｋＷ／ｍ^３以下、１２８ｋＨｚ，０．０３Ｖでの複素透磁率実部が４００～３０００である請求項９に記載の磁性シート。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本国際出願は、２０２２年３月３０日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０２２－０５５６７９号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０２２－０５５６７９号の全内容を本国際出願に参照により援用する。

【技術分野】

【0002】

本開示はナノ結晶構造を有するナノ結晶合金薄帯及びそれを用いた磁性シートに関する。

【背景技術】

【0003】

ナノ結晶構造を有する低磁歪なナノ結晶合金薄帯が知られている。ナノ結晶合金薄帯は、透磁率が高く、損失も低いという優れた磁気特性を備え、それらの優れた磁気特性を広い周波数帯域で示す。ナノ結晶合金薄帯は、トランス、モータ、チョークコイル、磁気シールド、電流センサーなどの磁性部品に用いられる。

【0004】

これらの磁性部品としては、半導体などの高周波化に伴い、動作周波数をより高くした仕様の部品も多く、それに伴い使用する軟磁性材料をナノ結晶合金薄帯に切り替えることが増えてきている。その際、部品の更なる小型化を実現するため、約１．２Tである低磁歪なナノ結晶合金薄帯の飽和磁束密度をさらに上げることが求められている。

【0005】

また近年、携帯電話、小型電化製品、電子デバイス及び電気自動車などの充電方法に非接触充電が採用されたり、採用が検討されたりしている。非接触充電装置おいて、送受信コイルの磁心、又は磁気シールド用軟磁性材料として、ナノ結晶合金薄帯が使用されることがある。非接触充電用の軟磁性材料として求められる主な特性は、高透磁率、低損失、高飽和磁束密度、及び薄型化である。

【0006】

現在、非接触充電の電力転送に主に使用される周波数帯は１００ｋＨｚ前後であり、主に使用される軟磁性材料はフェライト及びナノ結晶合金薄帯に限定される。ナノ結晶合金薄帯は、薄帯の厚さが約２０μｍ以下と非常に薄く、飽和磁束密度がフェライトの３倍程度である。よって、ナノ結晶合金薄帯は、小型薄型化に優れ、受信・送信コイルセットの小型薄型化に大きく寄与する。このような理由から、ナノ結晶合金薄帯は、いろいろな製品の非接触充電用コイルに採用されたり、採用が検討されたりしている。

【0007】

非接触充電では充電時間を短縮するために、充電出力が高められる傾向にあり、この場合、軟磁性体に流れる磁束量を増加させるとよい。磁束量の増加分を補う方法としては、使用するナノ結晶合金薄帯量を増やす、又は使用量を変えずにより高い飽和磁束密度を持つナノ結晶合金薄帯に切り替えることが考えられ、特に後者が求められている。また非接触充電ではコイルから合金薄帯の板厚方向に磁束が流れ、その後中心部から面内外側に流れていくため、ナノ結晶合金薄帯は、等方的な磁気特性を有することが好ましい。

【0008】

特開２００８－１９６００６号公報には、一般式：Ｆｅ_{100－ｘ－ａ－ｙ－z}Ａ_xＭ_aＳｉ_yＢ_z（原子％）で表され、式中、ＡはＣｕ，Ａｕから選ばれる少なくとも１種の元素、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗから選ばれた少なくとも１種の元素を示し、ｘ、ａ、ｙ及びｚはそれぞれ０≦ｘ≦２、０≦ａ≦１．５、１３≦ｙ≦１８、４≦ｚ≦１０、ｘ＋ａ＋ｙ＋ｚ≦２５を満足する組成であり、平均粒径１２０ｎｍ以下のｂｃｃ Ｆｅ－Ｓｉ結晶粒とアモルファス相からなり、ｂｃｃ Ｆｅ－Ｓｉ結晶粒が体積分率で組織の５０％以上を占めており、飽和磁束密度Ｂｓが１．４Ｔ以上、飽和磁歪定数λｓが－３．５×１０^－６以上＋３．５×１０^－６以下の範囲にあることを特徴とするＦｅ基ナノ結晶軟磁性合金が開示されている。

【0009】

特表２０１４－５１６３８６号公報には、Ｆｅ_{１００－ａ－ｂ－ｃ－ｄ－ｘ－ｙ－ｚ}Ｃｕ_ａＮｂ_ｂＭ_ｃＴ_ｄＳｉ_ｘＢ_ｙＺ_ｚと、最大１ａｔ％の不純物とからなり、Ｍが元素Ｍｏ、Ｔａ又はＺｒの１種又は複数種であり、Ｔが元素Ｖ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ又はＮｉの１種又は複数種であり、Ｚが元素Ｃ、Ｐ又はＧｅの１種又は複数種であり、０ａｔ％≦ａ＜１．５ａｔ％、０ａｔ％≦ｂ＜２ａｔ％、０ａｔ％≦（ｂ＋ｃ）＜２ａｔ％、０ａｔ％≦ｄ＜５ａｔ％、１０ａｔ％＜ｘ＜１８ａｔ％、５ａｔ％＜ｙ＜１１ａｔ％及び０ａｔ％≦ｚ＜２ａｔ％である、テープの形に構成されている合金であって，粒子の少なくとも５０ｖｏｌ％の平均径が１００ｎｍ未満であるナノ結晶性構造と、中央の線形性部分を持つヒステリシスループと、残留磁気率Ｊｒ／Ｊｓ＜０．１と保磁力Ｈｃ対異方場強度Ｈａ比＜１０％と、を有する、合金が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２００８－１９６００６号公報

【文献】特表２０１４－５１６３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ナノ結晶合金薄帯の飽和磁束密度は、含有するＦｅ量に依存する。また、ナノ結晶合金薄帯が優れた磁気特性を持つためには、平均粒径５０ｎｍ以下となる微細ナノ結晶構造を有することが必要であり、そのためには、核生成を促進するＣｕ及び結晶粒の粒成長を抑制するＮｂの添加が必須である。また、ナノ結晶合金薄帯が低磁歪を維持するためには、一定量のＳｉの添加が必要である。求められる磁気特性の値にもよるが、平均粒径５０ｎｍ以下となる微細ナノ結晶構造を維持し、磁歪７ｐｐｍ以下となるようにＣｕ，Ｎｂ，Ｓｉ量を調整することで、飽和磁束密度１．２０Ｔ～１．３５Ｔ程度までは実現することができる。

【0012】

特許文献１では、飽和磁束密度１．４Ｔ以上で低磁歪なナノ結晶合金薄帯が開示されている。しかし、飽和磁束密度を上げるために、Ｃｕ，Ｎｂ量を低減しており、熱処理時の昇温速度も１００００℃／ｍｉｎ．（１６６Ｋ／ｓｅｃ．）以下と遅く、優れた磁気特性を示すために必要な平均結晶粒径５０ｎｍ以下の微細ナノ結晶構造を得ることができない。

【0013】

この特許文献１に記載された方法では、平均結晶粒径は１００ｎｍ程度となる。このため、特許文献１の実施例では、２０ｋＨｚ、０．２Ｔの鉄損が１０Ｗ／ｋｇ以上となっている。特許文献１の表１に記載されているとおり、発明例の磁心損失は比較例のナノ結晶材と比較して大幅に劣化していることがわかる。特許文献１のＦｅ基ナノ結晶軟磁性合金は、飽和磁束密度重視の製品用途で用いることはできるが、磁心損失の良好な材料が求められる用途には向いていない。

【0014】

特許文献２では、１．４Ｔ以上のナノ結晶合金薄帯が開示されているが、合金について、張力を印加して熱処理しているため、異方性が付与されてしまう。さらに、透磁率も３０００以下となり、残留磁気率Ｊｒ／Ｊｓ（Ｂｒ／Ｂｓ）が０．１以下と低い。このため、特許文献２の合金は、低透磁率を必要とする一部の製品以外では使用に適さない。また、熱処理時に合金薄帯を拘束していないため、ナノ結晶時に薄帯にシワやスジなどが入りやすく、板厚偏差、占積率などの特性が悪化しやすい。また、シワやスジなどが生じた部分は、非常に脆くなり、張力により切れるなどの課題が生じ得る。

【0015】

本開示は、高飽和磁束密度で、高透磁率な優れた磁気特性を備えるナノ結晶合金薄帯を得ること、更に低磁歪で、低損失であり、等方性を備えたナノ結晶合金薄帯を得ること、また、シワやスジなどが抑制され、高い占積率を実現するナノ結晶合金薄帯を得ること、又は、それらを用いた磁性シートを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本開示の第１の態様に係るナノ結晶合金薄帯は、組成式（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）_ａＳｉ_ｂＢ_ｃＣｕ_ｄＭ_ｅで表され、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素であり、原子％で、７５．０≦ａ≦８１．０、９．０≦ｂ≦１８．０、５．０≦ｃ≦１０．０、０．０２≦ｄ≦１．２、０．１≦ｅ≦１．５、０≦ｘ≦０．１で構成され、平均結晶粒径が５０ｎｍ以下のαＦｅ結晶相が体積率で４０％以上を占め、飽和磁束密度が１．３６Ｔ以上、残留磁束密度Ｂｒと磁界８０００Ａ／ｍの磁束密度Ｂ_８０００との比Ｂｒ／Ｂ_８０００が０．２０以上、最大透磁率が４０００以上である。

【0017】

本開示の第２の態様に係る磁性シートは、本開示のナノ結晶合金薄帯と、帯状に形成された支持体、並びに、前記支持体における第１面及び第２面の少なくとも一方に設けられた粘着剤を有する粘着層と、を備え、前記粘着層の前記粘着剤に、前記ナノ結晶合金薄帯が接着され、前記粘着層の厚さが１～１０μｍである。

【0018】

また、前記粘着層は、前記第１面及び前記第２面に粘着剤が設けられ、複数の前記ナノ結晶合金薄帯が前記粘着層を介して多層に形成されている磁性シートとしてもよい。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、高飽和磁束密度で、高透磁率な優れた磁気特性を備えるナノ結晶合金薄帯を得ることができる。更に、低磁歪で、低損失であり、等方性を備えたナノ結晶合金薄帯を得ることができる。また、シワやスジなどが抑制され、高い占積率を実現するナノ結晶合金薄帯を得ることができる。また、それらを用いた磁性シートを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本開示の熱処理方法の一実施形態を示す概念図である。

【図2】本開示の磁性シートの構成を説明する断面視図である。

【図3】本開示の磁性シートの構成を説明する断面視図である。

【図4】本開示の磁性シートの製造方法を説明する摸式図である。

【図5】第１巻出しロールから供給される積層体の構成を説明する断面視図である。

【図6】第１巻出しロールから供給され、樹脂シートが剥離された積層体の構成を説明する断面視図である。

【図7】第２巻出しロールから供給されるナノ結晶合金薄帯の構成を説明する断面視図である。

【図8】本開示の磁性シートの構成を説明する断面視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。本開示は、以下の実施形態に何ら制限されず、本開示の趣旨の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。

【0022】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、組成式（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）_ａＳｉ_ｂＢ_ｃＣｕ_ｄＭ_ｅで表され、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素であり、原子％で７５．０≦ａ≦８１．０、９．０≦ｂ≦１８．０、５．０≦ｃ≦１０．０、０．０２≦ｄ≦１．２、０．１≦ｅ≦１．５、０≦ｘ≦０．１で構成される。

【0023】

本開示のナノ結晶合金薄帯の組成に関して、以下に詳細に説明する。

【0024】

Ｆｅ（鉄）の含有量は、原子％で７５．０％以上８１．０％以下である。

【0025】

Ｆｅの含有量を７５．０％以上とすることにより、高い飽和磁束密度を得ることができる。好ましくは７６％以上であり、さらに好ましくは７７％以上である。

【0026】

また、Ｆｅの含有量が８１．０％を超えると低磁歪化が困難となるため、Ｆｅの含有量は８１．０％以下とする。好ましくは８０％以下であり、さらに好ましくは７８％以下である。

【0027】

また、Ｆｅの一部をＮｉ及びＣｏの少なくとも１種の元素に置換しても良い。（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）としたとき、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ｘは０．１以下である。Ｆｅの一部をＮｉ及びＣｏの少なくとも１種の元素に置換する場合、（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）_ａで表すａが７５．０％≦ａ≦８１．０％の範囲内となる。（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）の含有量ａは、好ましくは７６％以上であり、さらに好ましくは７７％以上である。また、好ましくは８０％以下であり、さらに好ましくは７８％以下である。

【0028】

Ｓｉ（ケイ素）の含有量は、は、原子％で９．０％以上１８．０％以下である。

【0029】

Ｓｉの含有量は９．０％以上とすることで低磁歪化を実現することができる。Ｓｉの含有量は、好ましくは１０％以上であり、さらに好ましくは１３％以上であり、さらに好ましくは１５％以上である。１８．０％を超えるとアモルファス形成能が落ち、鋳造した際に結晶化が生じ、軟磁気特性を著しく低下させる。好ましくは１７．０％以下であり、さらに好ましくは１６．５％以下である。

【0030】

Ｂ（ホウ素）の含有量は、原子％で５．０％以上１０．０％以下である。

【0031】

Ｂの含有量が５．０未満ではアモルファスの形成が困難となるため、Ｂの含有量は５．０％以上とする。好ましくは５．５％以上であり、さらに好ましくは６．０％以上である。

【0032】

Ｂの含有量が１０．０％を超えると、Ｆｅ量、Ｓｉ量が減るため、飽和磁束密度が小さくなる及び磁歪が大きくなる。そのため、Ｂの含有量は１０．０％以下とする。好ましくは８．５％以下であり、さらに好ましくは７．５％以下であり、さらに好ましくは７．０％以下である。

【0033】

Ｃｕ（銅）の含有量は、原子％で０．０２％以上１．２％以下である。

【0034】

Ｃｕを含有することにより均一微細なナノ結晶組織が得られやすくなる。Ｃｕの含有量は０．０２％未満では平均粒径５０ｎｍ以下とすることが難しくなる。このため、Ｃｕの含有量は０．０２％以上とする。好ましくは０．０５％以上であり、好ましくは０．２％以上であり、好ましくは０．３％以上であり、さらに好ましくは０．５％以上である。

【0035】

Ｃｕの含有量が１．２％を超えると、脆化しやすくなり、飽和磁束密度が小さくなる。このため、Ｃｕの含有量は、１．５％以下とする。好ましくは１．０％以下であり、さらに好ましくは０．７５％以下であり、さらに好ましくは０．６５％以下である。

【0036】

Ｍ元素は、Ｎｂ，Ｍｏ，Ｖ，Ｚｒ，Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種であり、Ｍ元素の含有量は、原子％で０．１％以上１．５％以下である。

【0037】

Ｍ元素を含有させることにより、軟磁性を著しく劣化させるＦｅＢ化合物の析出開始温度を高温側にシフトさせることができる。これにより、ｂｃｃＦｅ（αＦｅ）結晶化開始温度とＦｅＢ析出開始温度との差を広くすることができ、最適な熱処理温度の範囲を広げる効果を奏し、熱処理条件を緩和させることができる。Ｍ元素の含有量は、好ましくは０．３％以上であり、さらに好ましくは０．４％以上である。

【0038】

Ｍ元素は高価であるため、Ｍ元素の含有量が多くなるとナノ結晶合金薄帯の価格が上がってしまう。このため、Ｍ元素の含有量は少ない方が好ましい。したがって、Ｍ元素の含有量は、１．５％以下とする。好ましくは１．０％以下であり、さらに好ましくは０．９％以下であり、さらに好ましくは０．８％以下であり、さらに好ましくは０．７％以下である。

【0039】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、Ｃ（炭素）を含有していても良い。Ｃは溶湯の湯流れを良くする効果があり、微量含むことで鋳造性などを向上させる。一方多量に添加すると薄帯が脆くなるため、Ｃの含有量は１質量％以下が好ましい。また、Ｃは原料の不純物として含まれうる。

【0040】

Ｃ量を低減するほど原料価格が高価となるため、０．０１質量％以上は許容することが好ましい。なお、Ｃの効果を高めるためには、Ｃの含有量は０．１質量％以上が好ましい。

【0041】

また、本開示のナノ結晶合金薄帯は、上記した元素以外にも不純物を含有し得る。

【0042】

不純物としては、例えば、Ｓ（硫黄）、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｐ、Ｔｉ、Ａｌ等が挙げられる。例えば、Ｓの含有量は、好ましくは２００質量ｐｐｍ以下であり、Ｏの含有量は、好ましくは５０００質量ｐｐｍ以下であり、Ｎの含有量は、好ましくは１０００質量ｐｐｍ以下である。

【0043】

Ｐの含有量は、好ましくは２０００質量ｐｐｍ以下である。これらの不純物の総含有量は、０．５質量％以下であることが好ましい。また、上記の範囲であれば、不純物に相当する元素が添加されていても良い。

【0044】

本開示のナノ結晶合金薄帯の製造方法について、好ましい実施形態を説明する。

【0045】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、上記した合金組成を備える合金溶湯を回転する冷却ローラ上に噴出させ、冷却ローラ上で急冷凝固させて合金薄帯を得る。そして、その合金薄帯を熱処理することにより、ナノ結晶合金薄帯を得ることができる。

【0046】

合金溶湯を急冷凝固して得られた合金薄帯はアモルファス状態の合金組織となっており、非晶質合金薄帯となっている。この非晶質合金薄帯を熱処理することにより、ナノ結晶合金薄帯が得られる。合金溶湯を急冷凝固して得られた非晶質合金薄帯は微細な結晶からなる結晶相を有していても良い。

【0047】

合金溶湯を得るためには、目的とする合金組成とするための複数の材料である各元素源（純鉄、フェロボロン、フェロシリコン等）が配合される。そして、複数の材料が誘導加熱炉で加熱され、融点以上になることで、溶融して合金溶湯となる。

【0048】

合金薄帯は、合金溶湯を所定形状のスリット状のノズルから回転する冷却ローラ上に噴出させて、合金溶湯を冷却ローラ上で急冷凝固させることで得ることができる。冷却ローラは外径３５０～１０００ｍｍ、幅１００～４００ｍｍ、回転の周速は２０～３５ｍ／秒とすることができる。この冷却ローラは内部に外周部の温度上昇を抑制するための冷却機構（水冷など）を備えている。

【0049】

また、冷却ローラの外周部は、熱伝導率１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上となるＣｕ合金で構成されていることが好ましい。外周部の熱伝導率を１２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることにより、合金溶湯が合金薄帯へ鋳造される際の冷却速度を高めることができる。

【0050】

こうすることにより、合金薄帯の脆化を抑制し、合金薄帯の厚肉化（厚みを増大させること）を可能とするとともに、鋳造時の表面結晶化を抑制することができる。よって、熱処理時の結晶粒の粗大化を抑制し、鉄損を低くできる。

【0051】

また、外周部の熱伝導率は１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることが好ましく、さらに１８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることが好ましい。

【0052】

冷却ローラの外周部とは、合金溶湯が接し得る部分であり、その厚さは５～１５ｍｍ程度あればよく、その内側はローラ構造を維持する構造材を用いればよい。

【0053】

上記の急冷法（合金溶湯を急速冷却することで合金薄帯を得る手法）で製造された非晶質合金薄帯を熱処理することにより、ナノ結晶合金薄帯を得ることができる。

【0054】

本開示における熱処理方法について、好ましい実施形態を以下説明する。

【0055】

本開示において、熱処理温度は５００～７００℃で行うことが好ましい。昇温速度は１５０００℃／ｍｉｎ．以上であることが好ましい。

【0056】

本開示の熱処理において、非晶質合金薄帯を加熱体に接触させて熱処理することが好ましい。この加熱体は所望の温度（熱処理温度、５００～７００℃）に設定されており、その所望の温度に設定された加熱体に非晶質合金薄帯を接触させて熱処理を行うことが好ましい。

【0057】

このとき、非晶質合金薄帯と加熱体との接触時間（保持時間）は０．１秒から３０秒とすることが好ましい。接触時間の下限は０．２秒がより好ましい。接触時間の上限は１０秒がより好ましく、さらに５秒がより好ましく、２秒が最も好ましい。量産性を向上させるため、高速化及び安定化を図る場合、接触時間は０．２秒から２秒とすることが好ましい。

【0058】

本開示の熱処理において、昇温速度を３００００℃／ｍｉｎ．以上とすることがより好ましい。昇温速度の上限は熱処理装置の設備能力、加熱体及び薄帯押え部材の温度、加熱体及び薄帯押え部材と薄帯の接触状態などによって決めることができるが、実質的に２４００００℃／ｍｉｎ．程度である。好ましくは１０００００℃／ｍｉｎ．である。

【0059】

熱処理中に磁場を印加したり、張力を付与したりすることで透磁率やＢ８０_Ｌ／Ｂ８０_Ｗなどの特性を調整することが可能である。

【0060】

本開示において、非晶質合金薄帯を加熱体に接触させて熱処理する際、非晶質合金薄帯が加熱体に押え付けられた状態で熱処理することが好ましい。

【0061】

非晶質合金薄帯が加熱体に押え付けられた状態で熱処理する方法として、非晶質合金薄帯の加熱体に接触する面の反対面に薄帯押え部材を接触させ、非晶質合金薄帯が加熱体に押え付けられた状態とすることができる。この薄帯押え部材が非晶質合金薄帯を加圧するような構成とし、非晶質合金薄帯が加熱体に押え付けられた状態とすることができる。薄帯押え部材は柔軟部材とすることが好ましい。

【0062】

柔軟部材としては、金属部材とすることが好ましい。なお、柔軟部材とは、ローラに沿って変形できる部材のことである。

【0063】

また、薄帯押え部材としては、ベルトやローラとしてもよい。

【0064】

本開示の熱処理方法の一例について図を用いて説明する。

【0065】

図１は、本開示の熱処理方法の一実施形態を示す概念図である。

【0066】

図１に示す熱処理方法は、加熱体となる加熱ローラ２と、薄帯押え金属ベルト３（薄帯押え部材）と、その薄帯押え金属ベルト３を支持するローラ４，５とを備えている。薄帯押え金属ベルト３（薄帯押え部材）は、非晶質合金薄帯（以下、薄帯ともいう）１が加熱体となる加熱ローラ２に押え付けられた状態とする構成（要素）の一例である。

【0067】

熱処理方法では、この加熱ローラ２（加熱体）と薄帯押え金属ベルト３との間に非晶質合金薄帯１を通し、非晶質合金薄帯１が加熱体（加熱ローラ２）に押え付けられた状態で、非晶質合金薄帯１を加熱する。図１中の矢印は各部の動きを示しており、加熱ローラ２、ローラ４，５は円筒形であり、回転する構造である。これらにより、非晶質合金薄帯１は、搬送されながら、かつ加熱ローラ２に押え付けられた状態で加熱される。

【0068】

ここで、加熱ローラ２により加熱された後の非晶質合金薄帯１はナノ結晶合金薄帯となる。

【0069】

ローラ４，５としては加熱することができる加熱ローラを用いることが好ましい。これらにより、非晶質合金薄帯１に接触する前に薄帯押え金属ベルト３を加熱しておくことが好ましい。ローラ４，５を加熱ローラとする場合、薄帯押え金属ベルト３の温度（薄帯押え金属ベルト３が非晶質合金薄帯１に接するときの温度）を、非晶質合金薄帯１の加熱温度と同等か、やや低い温度とすることが好ましい。

【0070】

ローラ４，５の温度は、薄帯押え金属ベルト３の温度を適切とするための温度とすればよい。例えば、ローラ４，５の温度を加熱体の温度より５０℃ほど高く設定することも望ましい。薄帯押え金属ベルト３、ローラ４，５の温度としては、非晶質合金薄帯１の熱処理に適した温度を選択することができる。

【0071】

薄帯押え金属ベルト３は、柔軟部材の一例であり、柔軟部材は、可撓性、強度の観点から、金属部材が好ましい。例えば、耐熱性ステンレスやニッケル基の超耐熱合金などの耐熱性に優れた材質を用いることがより好ましい。

【0072】

上記の熱処理方法によると、非晶質合金薄帯１の加熱体に接触する面の反対面に柔軟部材（薄帯押え金属ベルト３）が押し付けられた構造となり、これにより、非晶質合金薄帯１は、加熱体（加熱ローラ２）に押え付けられた状態となる。非晶質合金薄帯１は、薄帯押え金属ベルト３で加熱ローラ２に密接し、非晶質合金薄帯１、薄帯押え金属ベルト３、及び加熱ローラ２が一体とした動きをすることが好ましい。

【0073】

ここで、加熱ローラ２は、非晶質合金薄帯に直接接してその非晶質合金薄帯を加熱するための加熱体である。非晶質合金薄帯１は、円筒状の加熱ローラ２の外周面の一部（周方向の一部領域）に当接（接触）し、加熱される。加熱ローラ２に非晶質合金薄帯の搬送駆動力を持たせてもよい。

【0074】

薄帯押え金属ベルト３を駆動するためのローラとしては、ローラ４，５の両方が用いられてもよいし、どちらか一方のみが用いられてもよい。ローラ５に駆動力を持たせ、ローラ４は機械的に従属させる構成としてもよい。こうすることにより、ローラ４やローラ５に対する電気的同期運転といった複雑な制御を回避することができ、更に、ローラ４とローラ５との熱膨張差による同期ズレを修正する必要もなくなる。

【0075】

加熱ローラ２は、非晶質合金薄帯１を当接させて加熱するための凸面を有する加熱体の一例である。また、「凸面」とは、非晶質合金薄帯側に盛り上がった面を意味する。例えば、加熱ローラ２は、図１に示すローラのように、円筒（円柱）形の側面が形成する曲面の他、略Ｄ型部材の曲面部分のように部材の一部に構成された曲面などを備えていても良く、非晶質合金薄帯が追随して十分な接触が確保される形状であればよい。なお、本開示の加熱体は回転しない構成としても良く、その加熱体上を薄帯が移動する（滑走する）構成としても良い。

【0076】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、平均結晶粒径５０ｎｍ以下のαＦｅ結晶相が体積率で４０％以上を占めている。

【0077】

また、本開示のナノ結晶合金薄帯は、飽和磁束密度が１．３６Ｔ以上、残留磁束密度Ｂｒと磁界８０００Ａ／ｍの磁束密度Ｂ_８０００との比Ｂｒ／Ｂ_８０００が０．２０以上、最大透磁率が４０００以上である。飽和磁束密度は１．３７Ｔ以上であることが好ましく、さらに１．４０Ｔ以上であることが好ましい。最大透磁率は５０００以上であることが好ましい。

【0078】

本開示のナノ結晶合金薄帯はナノ結晶合金薄帯の長手方向に磁界８０Ａ／ｍ印加したときの磁束密度Ｂ８０_Ｌと、前記長手方向に直交する幅方向に磁界８０Ａ／ｍ印加したときの磁束密度Ｂ８０_Ｗと、の比（Ｂ８０_Ｌ／Ｂ８０_Ｗ）が０．６０～１．４０であり、かつＢ８０_Ｌ、Ｂ８０_Ｗともに０．４Ｔ以上であることが好ましい。比（Ｂ８０_Ｌ／Ｂ８０_Ｗ）は０．７０～１．３０であることがより好ましい。また、Ｂ８０_Ｌ、Ｂ８０_Ｗともに０．５Ｔ以上であることがより好ましい。

【0079】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、飽和磁歪が７ｐｐｍ以下であることが好ましい。より好ましくは５ｐｐｍ以下である。

【0080】

また、飽和磁歪は０ｐｐｍであることが最も好ましい。

【0081】

組成式（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）_ａＳｉ_ｂＢ_ｃＣｕ_ｄＭ_ｅで表され、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素であり、原子％で、７５．０≦ａ≦７７．０、１５．０≦ｂ≦１８．０、５．０≦ｃ≦７．５、０．０２≦ｄ≦１．２、０．６≦ｅ≦１．５、０≦ｘ≦０．１のとき、飽和磁歪がほぼ０ｐｐｍ（－２．０ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下）のナノ結晶合金薄帯が得られる。また、このとき、０．１９０≦ｂ／ａ≦０．２２５であることが好ましい。

【0082】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、厚さが２５μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましい。また、厚さは、５μｍ以上であることが好ましく、更に１０μｍ以上が好ましい。幅は５ｍｍ以上であることが好ましく、２０ｍｍ以上であることがより好ましく、３０ｍｍ以上であることがより好ましい。

【0083】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、シワ高さが０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは０．１０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．０８ｍｍ以下である。

【0084】

また、本開示のナノ結晶合金薄帯は、占積率が６８．０％以上であることが好ましい。占積率は、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは７５％以上である。

【0085】

占積率は、ＪＩＳ Ｃ ２５３４：２０１７に準拠した以下の方法で測定することができる。

【0086】

長さ１２０ｍｍに切断した薄帯を２０枚重ね平らな試料台にセットし、直径１６ｍｍの平らなアンビルを５０ｋＰａの圧力で積層した薄帯に乗せ幅方向に１０ｍｍ間隔で高さを測定する。そのときの最大高さをｈｍａｘ（μｍ）とし以下の計算式から占積率ＬＦを求める。

【0087】

ＬＦ（％）＝試料の重量（ｇ）／密度（ｇ／ｃｍ^３）／ｈｍａｘ（μｍ）／試料長さ（２４０ｃｍ）／薄帯の幅（ｃｍ）×１００００
このとき、密度（ｇ／ｃｍ^３）は、熱処理後の合金薄帯の密度である。この密度は７．４ｇ／ｃｍ^３とすることができる。

【0088】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、電子部品、モータなどに用いる磁心やシールド材などに使用することに適している。これにより、優れた磁気特性を備える磁心やシート材を得ることができる。

【0089】

本開示のナノ結晶合金薄帯は、例えば、非接触充電用の磁性シートとして使用できる磁性シートを構成することができる。

【0090】

本開示の磁性シートは、ナノ結晶合金薄帯と、帯状に形成された支持体、並びに、前記支持体における第１面及び第２面の少なくとも一方に設けられた粘着剤を有する粘着層と、を備え、前記粘着層の前記粘着剤に、前記ナノ結晶合金薄帯が接着され、前記粘着層の厚さが１～１０μｍである。粘着層は支持体の両面に粘着剤を備える構成であることが好ましい。

【0091】

また、粘着層を介して複数のナノ結晶合金薄帯が積層された磁性シートとすることが好ましい。具体的には、ナノ結晶合金薄帯の一面に粘着層が貼り付けられた磁性シートを複数用意する。第一の磁性シートのうち、粘着層のナノ結晶合金薄帯が貼られてない側に、別の磁性シートのナノ結晶合金薄帯を貼り付けることによって、ナノ結晶合金薄帯が積層された磁性シートを構成することができる。このとき、ナノ結晶合金薄帯の積層数は所望の特性を得るために適宜選択できる。

【0092】

本開示の磁性シートは、ナノ結晶合金薄帯が積層された磁性シートから試料を採取して測定したとき、１２８ｋＨｚ，０．２Ｔでの鉄損が２０００ｋＷ／ｍ^３以下、１２８ｋＨｚ、０．０３Ｖでの複素透磁率実部が１５００以上であることが好ましい。

【0093】

鉄損は、低い方が好ましく、より好ましくは１８００ｋＷ／ｍ^３以下であり、より好ましくは１７００ｋＷ／ｍ^３以下であり、より好ましくは１５００ｋＷ／ｍ^３以下である。

【0094】

また、本開示の磁性シートを非接触充電用途で用いる場合、充電出力が大きくなるほど発生する磁束量が大きくなるため、磁性シートの磁気飽和を抑制し及び渦電流損失を低減するため、ナノ結晶合金薄帯にクラックが形成されていることが好ましい。

【0095】

本開示の磁性シートは、クラックが形成されたナノ結晶合金薄帯が積層された磁性シートから試料を採取して測定したとき、１２８ｋＨｚ，０．２Ｔでの鉄損が２０００ｋＷ／ｍ^３以下、１２８ｋＨｚ、０．０３Ｖ複素透磁率実部が４００～３０００であることが好ましい。

【0096】

〔実施例１〕
実施例１では、合金組成がＦｅ_７６．４Ｓｉ_１６Ｂ_６．５Ｃｕ_０．６Ｎｂ_０．５となるように元素源を配合し、配合物を１３５０℃に加熱して合金溶湯を作製し、その合金溶湯を周速３０ｍ／秒で回転する外径４００ｍｍ、幅２００ｍｍの冷却ローラ上に噴出させ、冷却ローラ上で急冷凝固させて、非晶質合金薄帯を作製した。冷却ローラの外周部は、熱伝導率が１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のＣｕ合金で構成されており、内部には外周部の温度制御用の冷却機構を備えている。

【0097】

この非晶質合金薄帯を昇温速度６℃／ｍｉｎ．、熱処理温度４７０℃、保持時間１時間の条件で熱処理した試料（比較例１）と、昇温速度７９２００℃／ｍｉｎ．、熱処理温度６６０℃、保持時間１．２秒の条件で熱処理した試料（実施例１）とを作製した。実施例１の熱処理には、図１に示す熱処理方法を用いた。熱処理後の実施例１及び比較例１の試料は、ナノ結晶合金薄帯である。

【0098】

また、実施例１及び比較例１のナノ結晶合金薄帯の幅は５０ｍｍであり、厚さは１６．４μｍであった。

【0099】

この実施例１と比較例１とについて、平均結晶粒径、２０ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損、Ｂｒ／Ｂ_８０００、及び最大透磁率を表１に示す。実施例１及び比較例１のＢ_８０００（Ｂｓ）は１．４１Ｔと同等であった。

【0100】

実施例１では、昇温速度を１５０００℃／ｍｉｎ．以上とすることで平均結晶粒径を５０ｎｍ以下とすることができた。また、２０ｋＨｚ，０．２Ｔでの鉄損も１０Ｗ／ｋｇ以下と優れている。また、Ｂｒ／Ｂ_８０００は０．２０以上であり、最大透磁率は４０００以上を示した。実施例１では、高飽和磁束密度、低損失かつ高透磁率なナノ結晶合金薄帯を実現することができた。測定方法は実施例２で説明する。

【0101】

【表1】

【0102】

〔実施例２〕
実施例２では、表２に示す各組成となるように元素源を配合し、配合物を１３５０℃に加熱して合金溶湯を作製し、その合金溶湯を周速３０ｍ／秒で回転する外径４００ｍｍ、幅２００ｍｍの冷却ローラ上に噴出させ、冷却ローラ上で急冷凝固させて、非晶質合金薄帯を作製した。

【0103】

非晶質合金薄帯の幅と厚さを表３に示す。冷却ローラの外周部は、熱伝導率が１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）のＣｕ合金で構成されており、内部には外周部の温度制御用の冷却機構を備えている。

【0104】

表２に示す各材質の非晶質合金薄帯を用い、表３の条件で、熱処理を行った。評価結果を表３、４に示す。なお、表の空欄は未測定であることを意味する。

【0105】

【表2】

【0106】

【表3】

【0107】

【表4】

【0108】

〔平均結晶粒径〕
平均結晶粒径はＸ線回折実験から得られたＸ線回折パターン中の（１１０）面からの回折ピークの積分幅を用いて、シェラーの式から求めた。（１１０）面からの回折ピークの積分幅は回折パターンに対する擬Ｖｏｉｇｔ関数を用いたピーク分解を行うことによって求め、平均粒径をＤ、積分幅をβ、回折角をθ、シェラー定数をＫ、Ｘ線の波長をλとすると、以下で与えられるシェラーの式（数１）からＤが求まる。

【0109】

ただし今回の場合、Ｘ線の波長λ＝０．１５４０５０ｎｍ，シェラー定数Ｋ＝１．３３３を仮定として適用した。また積分幅は、装置由来の回析線幅の広がり分だけ積分幅が狭くなるように補正した値を用いている。

【0110】

【数1】

【0111】

〔体積率〕
体積率は、ナノ結晶の体積率であり、ナノ結晶以外の部分は非晶質の部分である。

【0112】

この体積率は、Ｆｅの（１１０）面からの回折ピークの積分強度とハローパターンの積分強度との比で求める。ハローパターンの積分強度は、Ｆｅの（１１０）面からの回折ピークの積分強度＋２θ＝４４°近傍の積分強度である。ナノ結晶が示すピーク及びアモルファスが示すハローパターンの積分強度は、Ｘ線回折パターンに対する擬Ｖｏｉｇｔ関数を用いたピーク分解を行うことによって求める。

【0113】

体積率Ｖは、ナノ結晶の（１１０）ピークの積分強度をＩｃ、２θ＝４４°近傍のハローパターンの積分強度をＩａとすると、以下で与えられる式（数２）からは求まる。ただし、本実施例の組成の場合、Ｆｅ及びＦｅ_２Ｂの積分強度のピークが重なり、分解が困難なため、Ｉｃ、Ｉａには、微量であるが析出されるＦｅ_２Ｂの積分強度も含まれ得る。

【0114】

【数2】

【0115】

〔飽和磁束密度Ｂｓ〕
飽和磁束密度Ｂｓは、メトロン技研株式会社製直流磁化特性試験装置にて熱処理後のナノ結晶合金薄帯（単板試料）に磁界８０００Ａ／ｍ印加し、その時の最大磁束密度を測定して得られる。本開示のナノ結晶合金薄帯は、比較的飽和しやすい特性であるため、磁界８０００Ａ／ｍ印加時点で飽和する。Ｂ_８０００と飽和磁束密度Ｂｓとがほぼ同じ値となるため、飽和磁束密度ＢｓをＢ_８０００で表す。

【0116】

〔最大透磁率〕
最大透磁率は、メトロン技研株式会社製直流磁化特性試験装置にて熱処理後のナノ結晶合金薄帯（単板試料）に磁界８００Ａ／ｍ印加し、その時の磁界Ｈに対する透磁率を測定し、このときの最大を示す透磁率が適用される。

【0117】

〔磁束密度Ｂ８０〕
メトロン技研株式会社製直流磁化特性試験装置にてナノ結晶合金薄帯の長手方向（鋳造方向）及び長手方向と直交する幅方向にそれぞれ磁界８０Ａ／ｍ印加し、その時の最大磁束密度をそれぞれＢ８０_Ｌ，Ｂ８０_Ｗとした。そして、その比Ｂ８０_Ｌ／Ｂ８０_Ｗを算出し、等方性の評価をおこなった。

【0118】

〔飽和磁歪〕
株式会社共和電業製歪ゲージを張り付けた試料（ナノ結晶合金薄帯）に電磁石で５ｋＯｅの磁界を印加した。そして、電磁石を３６０°回転させ、試料に印加する磁界の方向を３６０°変化させせたときに生じた試料の伸び及び収縮の最大変化量を歪ゲージの電気抵抗値の変化から測定した。飽和磁歪＝２／３×最大変化量とした。

【0119】

飽和磁歪と、Ｓｉ／Ｆｅ（ａｔ％比）と、の関係を表５に示す。表５に示すとおり、組成式（Ｆｅ１－ｘＡｘ）ａＳｉｂＢｃＣｕｄＭｅで表され、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素であり、原子％で、７５．０≦ａ≦７７．０、１５．０≦ｂ≦１８．０、５．０≦ｃ≦７．５、０．０２≦ｄ≦１．２、０．６≦ｅ≦１．５、０≦ｘ≦０．１のとき、飽和磁歪がほぼ０ｐｐｍ（－２．０ｐｐｍ以上２．０ｐｐｍ以下）のナノ結晶合金薄帯が得られた。また、このとき、０．１９０≦ｂ／ａ≦０．２２５である。

【0120】

【表5】

【0121】

〔シワ高さ〕
シワ高さは、薄帯表面に形成された、スジやシワの高さのことである。ナノ結晶合金薄帯をガラス板に挟んだ状態で株式会社キーエンス製レーザー顕微鏡ＶＲ３２００にて薄帯表面の高さを測定し、その最大値と最小値の差をシワ高さとして算出した。

【0122】

ナノ結晶合金薄帯をガラス板に挟んだ理由は、薄帯が非常に薄く薄帯のみを測定ステージに置くとうねりなどで薄帯が部分的に浮き上がり、高さの測定に影響するため、それらの影響を極力小さくする目的である。

【0123】

〔磁束密度Ｂｒ〕
メトロン技研株式会社製直流磁化特性試験装置にて熱処理後のナノ結晶合金薄帯（単板試料）に磁界８０００Ａ／ｍ印加し、その時の磁界０の時の磁束密度Ｂの値をＢｒとした。

【0124】

〔鉄損〕
岩崎通信機株式会社製ＢＨアナライザＳＹ８２１８にて、１５層のナノ結晶合金薄帯から、内径８．８ｍｍ、外径１９．９ｍｍのリングコアを打ち抜き、ケースにいれ、鉄損を測定した。測定条件として、１次２次巻線１５ターン巻き、周波数２０ｋＨｚ、磁束密度０．２Ｔを採用した。

【0125】

以上のとおり、本開示によれば、平均結晶粒径が５０ｎｍ以下のαＦｅ結晶相が体積率で４０％以上を占め、飽和磁束密度が１．３６Ｔ以上のナノ結晶合金薄帯が得られた。また、残留磁束密度Ｂｒと磁界８０００Ａ／ｍの磁束密度Ｂ_８０００の比Ｂｒ／Ｂ_８０００が０．２０以上、最大透磁率が４０００以上のナノ結晶合金薄帯が得られた。

【0126】

また、本開示によれば、ナノ結晶合金薄帯の長手方向に磁界８０Ａ／ｍ印加したときの磁束密度Ｂ８０_Ｌと、前記長手方向に直交する幅方向に磁界８０Ａ／ｍ印加したときの磁束密度Ｂ８０_Ｗと、の比（Ｂ８０_Ｌ／Ｂ８０_Ｗ）が０．６０～１．４０であり、等方性の特性を示すナノ結晶合金薄帯が得られた。

【0127】

また、本開示によれば、飽和磁歪が７ｐｐｍ以下のナノ結晶合金薄帯が得られた。

【0128】

また、本開示によれば、シワ高さが０．１５ｍｍ以下であり、占積率が６８．０％以上のナノ結晶合金薄帯が得られた。

【0129】

よって、本開示により、高飽和磁束密度で、高透磁率な優れた磁気特性を備えるナノ結晶合金薄帯を得ることができた。また、低磁歪で、低損失であり、等方性を備えたナノ結晶合金薄帯を得ることができた。また、シワやスジなどが抑制され、高い占積率を実現するナノ結晶合金薄帯を得ることができた。

【0130】

〔実施例３〕
実施例３では、実施例１のナノ結晶合金薄帯の一面に３μｍ厚の粘着層を貼り付けて、磁性シートを作製した。

【0131】

図２は、磁性シートの構造を説明する幅方向に切断した断面視図である。

【0132】

磁性シートは、図２に示すように、１層の粘着層１０と、１層の樹脂シート１５と、１層のナノ結晶合金薄帯２０と、が積層された構成を有する。

【0133】

粘着層１０には、支持体１１と、粘着剤１２と、が設けられている。なお、支持体１１は、長尺状に形成された帯状の膜部材、例えば長方形状に形成された膜部材である。支持体１１は、可撓性を有する樹脂材料を用いて形成されている。樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いることができる。

【0134】

粘着剤１２は、例えば、感圧性接着剤を用いることができる。例えば、アクリル系の接着剤、シリコーン系の接着剤、ウレタン系の接着剤、合成ゴム、天然ゴム等の、公知の接着剤を粘着剤１２として用いることができる。アクリル系の接着剤は、耐熱性、耐湿性に優れ、かつ、接着可能な材質も幅広いため、粘着剤１２として好ましい。

【0135】

粘着剤１２は、支持体１１における第１面１１Ａ及び第２面１１Ｂに膜状又は層状に設けられている。ここで、粘着層１０は、第１面１１Ａ側の粘着剤１２と、支持体１１と、第２面１１Ｂ側の粘着剤１２と、のそれぞれの厚さの合計が３μｍであった。

【0136】

また、樹脂シート１５を取り去ることにより、第２面１１Ｂ側の粘着剤１２を用いて磁性シートを他の部材へ貼り付けることができる。

【0137】

また、上記した磁性シートを複数用意して、ナノ結晶合金薄帯が複数積層された磁性シートを作製した。複数の磁性シートを用いて、ナノ結晶合金薄帯が粘着層を介して積層されるように構成した。

【0138】

具体的には、まず、第１の磁性シートの粘着層１０のうちナノ結晶合金薄帯２０が貼られてない側で、樹脂シート１５（１５Ｂ）を剥がす。次いで、粘着層１０の粘着剤１２が露出した部分に、別の磁性シートのナノ結晶合金薄帯２０を貼り付ける。これを繰り返すことによって、ナノ結晶合金薄帯が１５層積層された磁性シートを構成した。

【0139】

ナノ結晶合金薄帯が１５層積層された磁性シートを用い、その磁性シートを内径８．８ｍｍ、外径１９．９ｍｍのリング状に打ち抜いた。このリング状の磁性シートを用い、１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損と１２８ｋＨｚ，０．０３Ｖでの複素透磁率実部を評価した。結果を表６に示す。

【0140】

また、同様にして、実施例２のＮｏ．１～１１についても１５層の磁性シートを作製し、１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損と１２８ｋＨｚ，０．０３Ｖでの複素透磁率実部を評価した。結果を表６に示す。

【0141】

本開示によれば、１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損が２０００ｋＷ／ｍ^３以下、１２８ｋＨｚ，０．０３Ｖでの複素透磁率実部が１５００以上である磁性シートが得られた。

【0142】

本開示により、優れた磁気特性を備える磁性シートを構成できた。

【0143】

【表6】

【0144】

〔実施例４〕
実施例４では、実施例１のナノ結晶合金薄帯の一面に３μｍ厚の粘着層１０を貼り付けて、その後ナノ結晶合金薄帯にクラック２１を形成させ、磁性シートを作製した。

【0145】

図３は、この磁性シート１００の構造を説明する幅方向に切断した断面視図である。

【0146】

磁性シート１００は、図３に示すように、１層の粘着層１０と、１層の樹脂シート１５と、１層のナノ結晶合金薄帯２０と、が積層された構成を有する。ここで、ナノ結晶合金薄帯２０にはクラック２１が形成されていて、このクラック２１により、ナノ結晶合金薄帯２０は小片２２に分割されている。

【0147】

また、上記した磁性シートを複数用意して、ナノ結晶合金薄帯が複数積層された磁性シートを作製した。複数の磁性シートを用いて、ナノ結晶合金薄帯２０が粘着層１０を介して積層されるように構成した。

【0148】

具体的には、まず、第１の磁性シート１００の粘着層１０のナノ結晶合金薄帯２０が貼られてない側で、樹脂シート１５を剥がす。次いで、粘着層１０の粘着剤１２が露出した部分に、別の磁性シート１００のナノ結晶合金薄帯２０を貼り付ける。これを繰り返すことによって、ナノ結晶合金薄帯が１５層積層された磁性シートを構成した。

【0149】

ナノ結晶合金薄帯が１５層積層された磁性シートを用い、その磁性シートを内径８．８ｍｍ、外径１９．９ｍｍのリング状に打ち抜いた。このリング状の磁性シートを用い、１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損と１２８ｋＨｚ，０．０３Ｖでの複素透磁率実部を評価した。その結果を表７に示す。

【0150】

また、同様にして、実施例２のＮｏ．４についても１５層の磁性シートを作製し、１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損と１２８ｋＨｚ、０．０３Ｖでの複素透磁率実部を評価した。結果を表７に示す。

【0151】

本開示によれば、１２８ｋＨｚ、０．２Ｔでの鉄損が２０００ｋＷ／ｍ^３以下、複素透磁率実部が４００～３０００である磁性シートが得られた。

【0152】

【表7】

【0153】

実施例３、４において、鉄損及び複素透磁率実部の測定方法は以下のとおりである。

【0154】

〔鉄損〕
岩崎通信機株式会社製ＢＨアナライザＳＹ８２１８にて、１５層の磁性シートから、内径８．８ｍｍ、外径１９．９ｍｍのリングコアを打ち抜き、ケースにいれ、鉄損を測定した。測定条件として、１次２次巻線１５ターン巻き、１２８ｋＨｚ、磁束密度０．２Ｔでの鉄損を採用した。

【0155】

〔複素透磁率〕
岩崎通信機株式会社製ＢＨアナライザＳＹ８２１８にて、１５層の磁性シートから、内径８．８ｍｍ、外径１９．９ｍｍのリングコアを打ち抜き、ケースにいれ、複素透磁率実部を測定した。測定条件として、１次２次巻線１５ターン巻き、周波数１２８ｋＨｚ、電圧０．０３Ｖを採用した。

【0156】

図４は、本開示のナノ結晶合金薄帯が１層の磁性シート１００の製造方法を説明する模式図である。図４では、ナノ結晶合金薄帯２０に粘着層１０を連続的に貼り付ける方法を示す。

【0157】

磁性シート１００は、図４に示す製造装置５００を用いて製造される。製造装置５００には、製造工程の上流から下流に向かって、第１巻出しロール５１０と、第１巻取りロール５２０と、第２巻出しロール５３０と、複数の貼付けローラ５４０と、クラック部５５０と、平坦化ローラ５６０と、第３巻取りロール５７０と、が設けられている。製造装置５００には、さらに複数の誘導ローラ５８０が設けられてもよい。誘導ローラ５８０については図示していない位置でも必要に応じて配置することができる。

【0158】

図５は、第１巻出しロール５１０から供給される積層体の構成を説明する断面視図である。

【0159】

第１巻出しロール５１０には、図５に示すように、積層体であって、粘着層１０の第１面１１Ａ及び第２面１１Ｂに樹脂シート１５Ａ，１５Ｂが積層された積層体が巻き付けられている。

【0160】

第１面１１Ａに配置された樹脂シート１５Ａは保護シートである。第２面１１Ｂに配置された樹脂シート１５Ｂはライナーとも表記する。樹脂シート１５Ａは、第２面１１Ｂに配置された樹脂シート１５Ｂよりも厚さが薄いシートである。

【0161】

図６は、第１巻出しロール５１０から供給され、樹脂シート１５Ａが剥離された積層体の構成を説明する断面視図である。

【0162】

第１巻出しロール５１０から巻き出された積層体は、図６に示すように、樹脂シート１５Ａが剥離される。剥離された樹脂シート１５Ａは、図４に示すように、第１巻取りロール５２０に巻き取られる。

【0163】

図７は、第２巻出しロール５３０から供給されるナノ結晶合金薄帯２０の構成を説明する断面視図である。

【0164】

樹脂シート１５Ａが剥離された積層体は、複数の誘導ローラ５８０により、貼付けローラ５４０に導かれる。貼付けローラ５４０には、さらに第２巻出しロール５３０から巻き出されたナノ結晶合金薄帯２０が導かれている。貼付けローラ５４０に導かれるナノ結晶合金薄帯２０には、図７に示すように、クラック２１は形成されていない。

【0165】

図２は、貼付けローラ５４０により、ナノ結晶合金薄帯２０が粘着層１０に接着された状態を説明する断面視図である。

【0166】

貼付けローラ５４０としては、図４に示すように、対向して配置された円筒形の２つのローラを備える。２つのローラは、それぞれ突起を備えない滑らかな周面を有する。２つのローラは、樹脂シート１５Ａが剥離された積層体にナノ結晶合金薄帯２０を押し付けて接着する。

【0167】

具体的には、対向して配置された２つのローラの間に、積層体とナノ結晶合金薄帯２０とを導き、２つのローラを用いて、図２に示すように、粘着層１０の第１面１１Ａにナノ結晶合金薄帯２０を押し付けて接着する。ナノ結晶合金薄帯２０が接着された積層体は、図４に示すように、貼付けローラ５４０からクラック部５５０に導かれる。

【0168】

なお、クラック２１を形成しない場合は、クラック部５５０に導かれることなく、第３巻取りロール５７０に巻き取られるようにしてもよいし、所望の長さで切断されるようにしてもよい。

【0169】

図３は、クラック部５５０によりナノ結晶合金薄帯２０にクラック２１が形成された状態を説明する断面視図である。

【0170】

クラック部５５０は、粘着層１０に接着されたナノ結晶合金薄帯２０にクラック２１を形成する。具体的には、クラック部５５０は、対向して配置された２つのローラを備える。すなわち、クラック部５５０は、クラックローラ５５０Ａと、支持ローラ５５０Ｂとを備える。

【0171】

製造装置５００は、これらの２つのローラの間に、ナノ結晶合金薄帯２０が接着された積層体を導く。クラックローラ５５０Ａは、周面に突起が設けられた円筒形のローラである。支持ローラ５５０Ｂは、周面に突起が設けられていない円筒形のローラである。製造装置５００は、クラックローラ５５０Ａの突起部分をナノ結晶合金薄帯２０に押し付けて、図３に示すようにクラック２１を形成する。

【0172】

支持ローラ５５０Ｂは、樹脂シート１５が剥離された積層体側に配置されている。クラック２１が形成されたナノ結晶合金薄帯２０には複数の小片２２が含まれる。複数の小片２２は、粘着層１０に接着される。

【0173】

ここで、クラックローラ５５０Ａの構成について説明する。クラックローラ５５０Ａには、上記の突起として、複数の凸状部材が周面に配置されている。クラックローラ５５０Ａの凸状部材の端部の先端の形状は、平坦、錐状、中央が窪む逆錐状、又は筒状でもよい。複数の凸状部材は、規則的に配置されてもよいし、不規則に配置されてもよい。

【0174】

クラック部５５０から平坦化ローラ５６０に導かれた積層体は、平坦化ローラ５６０により平坦化処理が行われる。なお、平坦化ローラ５６０は整形ローラとも表記する。

【0175】

具体的には、平坦化ローラ５６０における対向して配置された２つのローラの間に積層体が導かれ、積層体が２つのローラに挟まれて押圧される。これにより、クラック２１が形成されたナノ結晶合金薄帯２０の表面が平坦化される。

【0176】

平坦化処理が行われた後の積層体が磁性シート１００となる。磁性シート１００は、誘導ローラ５８０を経由して第３巻取りロール５７０に導かれる。磁性シート１００は、第３巻取りロール５７０に巻き取られる。第３巻取りロール５７０に巻き取られ、リング状又は渦巻き状の形状になった磁性シート１００が巻体状磁性シート２００である。

【0177】

磁性シート１００は、巻き取られる方法が採用されてもよいし、巻き取られることなく所定長さに切断されてもよい。

【0178】

ここで、ナノ結晶合金薄帯２０の幅Ｂと粘着層１０の幅Ａとは次式の関係を満たす形状を有していることが好ましい（図８参照）。

【0179】

０．２ｍｍ≦（幅Ａ－幅Ｂ）≦３ｍｍ
幅Ａは、粘着層１０に関する寸法であって、より好ましくは粘着層１０におけるナノ結晶合金薄帯２０が接着される粘着剤１２が設けられた領域に関する寸法である。幅Ｂは、ナノ結晶合金薄帯２０に関する寸法である。粘着剤１２が粘着層１０の支持体１１の全面に設けられている場合には、幅Ａは、粘着層１０又は支持体１１に関する寸法である。

【0180】

ここで、（幅Ａ－幅Ｂ）の下限は、０．５ｍｍであることが好ましく、更に１．０ｍｍであることが好ましい。また、（幅Ａ－幅Ｂ）の上限は、２．５ｍｍであることが好ましく、更に２．０ｍｍであることが好ましい。

【0181】

ナノ結晶合金薄帯２０は、粘着層１０と幅方向において中心が一致するように配置されてもよいし、中心が離れて配置されてもよい。この場合、０ｍｍ＜隙間ａ、及び、０ｍｍ＜隙間ｂの関係（図８参照。）を満たすように配置されている。

【0182】

隙間ａ及び隙間ｂは、粘着層１０の端部からナノ結晶合金薄帯２０の端部までの距離である。具体的には隙間ａは、粘着層１０の第１粘着層端部１０Ｘから、ナノ結晶合金薄帯２０の第１薄帯端部２０Ｘまでの距離である。隙間ｂは、粘着層１０の第２粘着層端部１０Ｙから、ナノ結晶合金薄帯２０の第２薄帯端部２０Ｙまでの距離である。

【0183】

第１薄帯端部２０Ｘは、ナノ結晶合金薄帯２０における第１粘着層端部１０Ｘと同じ側の端部である。第２粘着層端部１０Ｙは、粘着層１０の第１粘着層端部１０Ｘと反対側の端部である。第２薄帯端部２０Ｙは、ナノ結晶合金薄帯２０における第２粘着層端部１０Ｙと同じ側の端部である。

【0184】

幅Ａ、幅Ｂ、隙間ａ、及び隙間ｂは、磁性シート１００の長手方向と交差する方向、より好ましくは直交する方向の寸法である。磁性シート１００の長手方向と、粘着層１０の長手方向は同じ方向である。また、磁性シート１００の長手方向と、ナノ結晶合金薄帯２０の長手方向は同じ方向である。

【0185】

磁性シート１００は、粘着層１０における粘着剤１２が設けられた領域の幅Ａを、ナノ結晶合金薄帯２０の幅Ｂよりも広く設定される。このような構成によれば、粘着層１０にナノ結晶合金薄帯２０を貼り付ける際に、粘着層１０やナノ結晶合金薄帯２０に蛇行が生じても、ナノ結晶合金薄帯２０の全面に粘着層１０の粘着剤１２が配置されやすくすることができる。また、ナノ結晶合金薄帯２０の全面に粘着層１０が配置されることにより、ナノ結晶合金薄帯２０にクラック２１が形成されて小片２２が形成された後、小片２２が脱落することを抑制することができる。

【0186】

磁性シート１００は、幅Ａから幅Ｂを引いた値が０．２ｍｍ以上に設定される。このような構成によれば、粘着層１０にナノ結晶合金薄帯２０を貼り付ける際に、ナノ結晶合金薄帯２０に粘着剤１２が配置されない部分が発生してしまうことを抑制しやすい。

【0187】

磁性シート１００は、幅Ａから幅Ｂを引いた値が３ｍｍ以下に設定される。このような構成によれば、磁性シート１００におけるナノ結晶合金薄帯２０が配置されていない部分が大きくなることを抑制しやすい。また、磁性シート１００を並列して並べたときに、ナノ結晶合金薄帯間の間隔（磁気ギャップ）が大きくなることを抑制しやすい。

【0188】

磁性シート１００は、０ｍｍ＜隙間ａ、及び、０ｍｍ＜隙間ｂの関係を満たすように設定される。このような構成によれば、粘着層１０にナノ結晶合金薄帯２０を貼り付ける際に、ナノ結晶合金薄帯２０が粘着剤１２の設けられた領域から突出することを抑制しやすい。そのため、ナノ結晶合金薄帯２０に粘着剤１２が配置されない部分が発生することを抑制しやすい。

【0189】

本開示によれば、高飽和磁束密度で、高透磁率のナノ結晶合金薄帯が得られた。また、本開示によれば、低磁歪で、低損失であり、等方性を備えたナノ結晶合金薄帯が得られた。また、本開示によれば、シワやスジなどが抑制され、高い占積率を実現するナノ結晶合金薄帯が得られた。

【0190】

本開示によれば、優れた磁気特性のナノ結晶合金薄帯を用いた磁性シートが得られた。

【要約】

高飽和磁束密度で、高透磁率な優れた磁気特性を備えるナノ結晶合金薄帯を提供する。組成式（Ｆｅ_１－ｘＡ_ｘ）_ａＳｉ_ｂＢ_ｃＣｕ_ｄＭ_ｅで表され、ＡはＮｉ及びＣｏの少なくとも１種であり、ＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ及びＷから選ばれた少なくとも１種の元素であり、原子％で、７５．０≦ａ≦８１．０、９．０≦ｂ≦１７．５、５．０≦ｃ≦１０．０、０．０２≦ｄ≦１．５、０．１≦ｅ≦３．５、０≦ｘ≦０．１で構成され、平均結晶粒径が５０ｎｍ以下のαＦｅ結晶相が体積率で４０％以上を占め、飽和磁束密度が１．３６Ｔ以上、残留磁束密度Ｂｒと磁界８０００Ａ／ｍの磁束密度Ｂ_８０００の比Ｂｒ／Ｂ_８０００が０．２０以上、最大透磁率が４０００以上である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】