合金组合物、合金粉末、合金带、电感器及电机的制作方法

1.本发明的一实施方式涉及一种合金组合物，具体地，涉及能够因具有优异的软磁性能而适用于各种电气和电子领域的合金组合物，由合金组合物制成的合金带和合金粉末、以及使用该合金组合物的电感器、电机等电子材料。


背景技术：

2.软磁材料是各种变压器、扼流圈、电感器、电机、发电机、磁开关、传感器等多种电磁材料或零部件等必需所包含的材料，硅钢等电钢板、坡莫合金(permalloy)、铁氧体等从以前开始就被广泛用作软磁材料，非晶态合金也被广泛用作软磁材料。
3.为了使用非晶态合金作为软磁材料，研究了多种合金的组成，直到最近还在持续进行利用fe基非晶态合金的优秀的磁性的研究。
4.但是，传统的fe基非晶态合金由于磁通密度不高，在改善性能方面，存在局限性。为了减少涡电流造成的损失，同时制造非晶态合金，像单辊法一样，为以薄带、带状制造fe基非晶态合金做出了很多努力，但由于材料本身的脆弱性和生产线的自动化问题，为制造和商用化易于形成多种三维形态的软磁合金粉末正在积极进行研究。
5.另一方面，在将软磁合金制成粉末的情况下，与单辊法等合金带的制造方法相比，冷却速度慢，在合金的冷却过程中容易发生结晶化，存在无法获得高非晶率的问题，因此还需要制造以高比例含有非晶态相的合金粉末的技术和非晶态合金组分的解决方案。
6.近来，为了提高非晶态合金的饱和磁通密度、磁导率等软磁性能，制造了以纳米尺寸的粒子形成结晶fe的纳米晶合金，对软磁性能特别优异的合金材料的需求正在增加，即使在制造纳米晶合金之后，也存在额外的问题，例如纳米晶合金中所含的纳米晶的不均匀形成或由于纳米晶化导致的耐腐蚀性劣化等。


技术实现要素：

7.技术问题
8.本发明的一实施方式的目的在于提供一种合金组合物，合金组合物作为具有优异的非晶态形成性能的合金组合物，合金组合物的第一结晶温度与第二结晶温度之差大，因而当对由该合金组合物制成的合金带或合金粉末进行热处理时可以稳定地结晶。
9.另外，其目的在于提供一种软磁材料，由本实施方式的合金组合物进行纳米晶化时形成，其质量均匀，而且能够获得精细且均匀的fe的晶粒。
10.此外，本发明的另一实施方式的目的在于提供一种软磁芯以及包括该软磁芯的电感器，所述软磁芯包括具有高饱和磁通密度的铁基合金，通过热处理使均匀的纳米晶粒分散且具有包含非晶态相的组织。
11.此外，本发明的另一实施方式的目的在于提供一种电机芯，以及具备包括该电机芯的定子或转子的电机，所述电机芯包括具有高饱和磁通密度的铁基合金，并包含非晶态相，且耐腐蚀性优异。
12.技术方案
13.本发明的一实施方式提供合金组合物，由组成式feasibbcpdcuey
fcg
表示，
14.所述a至f为原子百分比值，满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5、0《f≤3.0、0≤g≤4.0以及e/f≤4，
15.此时，所述组成式优选满足10≤c d f≤19，并且满足0.80《d/e≤1，满足0.5≤f≤2.5。
16.另外，所述合金组合物可以是由feasibbcpdcueyf表示的合金组合物，
17.所述合金组合物的第一结晶温度(t
x1
)与第二结晶温度(t
x2
)之差优选为120℃～200℃，
18.所述合金组合物的第一结晶温度(t
x1
)与第二结晶温度(t
x2
)之差优选为170℃～190℃，
19.本发明的另一个实施方案可以提供由上述合金组合物组成并且包括含有fe的晶粒以及分散有所述晶粒的非晶态相的合金带，并且还优选提供由上述合金组合物形成的合金粉末。
20.此时，合金粉末优选为包括所述含有fe的晶粒以及分散有所述晶粒的非晶态相的合金粉末。
21.本发明的另一实施方式优选提供电感器，其包括：卷绕的线圈；以及
22.软磁芯，内部具有所述线圈，
23.所述软磁芯包括以fe、si、b、p、cu以及y作为组分的软磁合金，并具有含有fe的晶粒分散于非晶态相中的复合组织，
24.或者，优选提供电感器，其包括：软磁芯，包括以fe、si、b、p、cu以及y作为组分的软磁合金；以及
25.线圈(coil)，卷绕于所述软磁芯表面，
26.所述软磁芯具有含有fe的晶粒分散于非晶态相中的复合结构。
27.此时，所述软磁芯优选为具有所述组分的合金粉末彼此绝缘并烧结而成，
28.优选地，所述软磁合金的第一结晶温度t
x1
与第二结晶温度t
x2
之差为120℃～200℃，
29.所述软磁合金由组成式feasibbcpdcuey
fcg
表示，
30.所述a至f为原子百分比值，优选满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5、0《f≤3.0、0≤g≤4.0以及e/f≤4。
31.另外，所述组成式优选满足10≤c d f≤19，更优选满足0.80《d/e≤1.0以及0.5≤f≤2.5。
32.另外，优选在电感器中，所述软磁合金由组成式feasibbcpdcueyf表示，
33.所述a至f为原子百分比值，优选满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5、0《f≤3.0以及e/f≤4，
34.优选地，所述含有fe的晶粒包括α-fe，
35.优选地，所述含有fe的晶粒的平均粒径为25nm以下。
36.本发明的另一实施方式提供电机，其包括：壳体；旋转轴，被所述壳体的中心支撑；转子(rotor)，连接于所述旋转轴；定子(stator)，固定于所述壳体，
37.所述转子或所述定子包括被线圈卷绕的电机芯，
38.所述电机芯包括以fe、si、b、p、cu以及y作为组分的软磁合金，并且具有含有fe的晶粒分散于非晶态相中的复合组织，
39.优选地，所述电机芯是由所述软磁合金被加工成软磁合金带之后层叠而成的，优选所述软磁合金带沿着与所述线圈的卷绕方向垂直的方向层叠而成的，
40.优选地，所述合金具有第一结晶温度t
x1
与第二结晶温度t
x2
之差为120℃～200℃。
41.另外，可以提供电机，其中，所述软磁合金由组成式feasibbcpdcuey
fcg
表示，
42.所述a至f为原子百分比值，满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5、0《f≤3.0、0≤g≤4.0以及e/f≤4，
43.此时，所述组成式优选满足10≤c d f≤19，并且满足0.80《d/e≤1.0，满足0.5≤f≤2.5。
44.另外，可以提供电机，其中，所述软磁合金由组成式feasibbcpdcueyf表示，
45.所述a至f为原子百分比值，满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5、0《f≤3.0以及e/f≤4，
46.优选地，所述含有fe的晶粒包括α-fe，所述含有fe的晶粒的平均粒径为25nm以下。
47.发明效果
48.本发明一实施方式的合金组合物作为具有fe-si-b-p-cu-y基组分的软磁合金组合物，由于包含y而第一结晶温度与第二结晶温度之差可增大。
49.另外，在组成式中cu原子和y原子的含量满足特定的关系，可以大大提高第二结晶温度与第一结晶温度之差，因此在通过热处理来制造软磁材料时，可以制造工艺设计稳定且品质优良的软磁材料。
50.此外，由合金组合物制备的合金带或合金粉末在热处理时，因包括分散有fe晶粒的非晶态相，从而可以具有高饱和磁通密度。
51.本发明第三实施方式的电感器包括由具有非晶态形成能力提高的组分的软磁合金制成的软磁芯，并且软磁合金包括分散有通过热处理获得的铁基纳米晶粒的复合组织，因而可具有高饱和磁通密度。
52.此外，由于电感器的软磁芯具有在第一结晶温度与第二结晶温度之差大的优点，可以容易地获得含有均匀纳米晶粒的复合组织。
53.本发明第四实施方式的电机包括由合金制成的电机芯，该合金具有除了fe基合金之外还包含稀土元素钇的组分，并且能够解决使用铁基非晶态合金作为电机的定子或转子的电机芯时可能出现的耐腐蚀问题，从而能够延长零部件和设备的寿命。
54.另外，本实施方式的电机由于第一结晶温度与第二结晶温度之差大，能够通过热处理来容易制造包括均匀分散有fe基纳米晶粒的非晶态相的复合组织，并具有优异的饱和磁通密度。
附图说明
55.图1至图3是示出部分实施例和比较例的合金组合物的xrd分析结果的图。
56.图4至图6是示出对部分实施例和比较例的合金组合物进行成型和热处理后制作的合金带的xrd分析结果的图。
57.图7至图9是示出部分实施例和比较例的dsc分析结果的图。
具体实施方式
58.以下在详细说明本发明之前，应当理解，本说明书所使用的术语仅用于描述具体实施例，而不是旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。除非另有说明，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。
59.在整个说明书和权利要求书中，除非另有说明，否则术语“包含(comprise,comprises,comprising)”是指包括所提及的某一物品、步骤或者某组物品和步骤，并不意味着排除任意的另一物品、步骤或另一组物品或另一组步骤。
60.另一方面，除非有明确的相反意见，否则本发明的各种实施例可以与其他实施例相结合。尤其是，指示为优选或有利的某一特征可以与指示为优选或有利的某一其他特征和多个特征组合。
61.在附图中，为方便起见，构成要素的宽度、长度、厚度等可被夸大表现。总体而言，在描述附图时从观察者的角度进行了描述，当说一个构成要素在另一个组件“上方/下方”或“上面/下面”时，这不仅包括其他构成要素“正上方/正下方”的情况，还包括其中间还有其他构成要素的情况。
62.在本说明书中，非晶态是指与非结晶态相同的意思，是指固体内没有结晶的，即不具有规律结构的相的非晶态相的组织性质。
63.本发明的第一实施方式是一种合金组合物，合金组合物可以是包含fe、si、b、p、cu以及y的fesibpcuy或fesibpcuyc基的软磁合金组合物。
64.更具体地，合金组合物可以表示为以原子百分比(atomic percent)表示的feasibbcpdcuey
fcg
，其中满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5、0《f≤3.0以及0≤g≤4.0，并满足a、b、c、d、e、f、g总和为100。
65.或者，合金组合物可以表示为以原子百分比(atomic percent)表示的feasibbcpdcueyf，其中满足80≤a≤87、0《b≤9、3≤c≤14、1≤d≤8、0.2≤e≤2.5以及0《f≤3.0，并满足a、b、c、d、e、f的总和为100。
66.此时，c d f的值优选为10至19，e/f的值优选为4以下。
67.在此，fe是合金组合物的主元素，是负责磁性的必需元素。fe的含量为80～87原子％，优选为80.5～86原子％，更优选为81～85原子％。fe低于相应范围时，由于合金用组合物的饱和磁通密度低，而软磁性能不高，增加了制造成本，当高于相应范围时，可能无法形成非晶态相或降低非晶态相的比例，并且在热处理过程中可能无法获得均匀的纳米晶体组织，因此可能存在由合金组合物获得的软磁材料的软磁性能劣化的问题。
68.以下，软磁材料是指通过对软磁合金组合物进行冷却和热处理而得到的物品，包括软磁材料和成型为所需形状的软磁部件。
69.在软磁合金组合物中，si元素是负责形成非晶态的元素，并且有助于在软磁合金组合物的纳米晶化期间纳米晶体的稳定化。si的含量优选为大于0原子％，并且优选为9原子％以下，更优选为1～7原子％。当si含量低于相应范围时，合金组合物的非晶态形成能力会降低，难以形成非晶态合金，在形成纳米晶体组织时，由于得不到均匀的纳米晶体组织，
软磁材料的软磁性能会不好。当si含量高于相应范围时，可能存在饱和磁通密度和非晶态形成能力反而降低的问题。
70.由于软磁合金组合物包含相应范围内的si，软磁合金组合物中第一结晶温度与第二结晶温度之差δt可以增加，并且可以获得包括均匀的纳米晶粒的软磁材料。
71.在软磁合金组合物中，可包含主要起到提高非晶形成能力的作用的b。
72.b的含量为3～14原子％，优选为3.5～13原子％。
73.当b的含量低于相应范围时，非晶态形成能力降低，从而得不到非晶态相或得到的比例低，软磁性能可能不好，当高于相应范围时，合金组合物的δt减少，难以在软磁材料中获得均匀的纳米晶粒，导致软磁性能变差。
74.另外，b作为轻元素，在制造合金组合物时被挥发或难以实现合金化，与目标组分相比，可能在实际获得的合金中包含更低的含量。
75.p可以提高合金组合物的非晶态形成能力，并且当与si或b一起包含于合金中时，可以提高非晶态形成能力及纳米晶粒的稳定性。
76.p的含量为1～8原子％，优选为1.5～7.5原子％。当p的含量低于相应范围时，存在非晶态形成能力降低，难以充分得到非晶态相的问题，当高于相应范围时，可能存在软磁合金或软磁材料的饱和磁通密度降低引起软磁性能劣化的问题。
77.c是选择性地包含在软磁合金组合物中的元素，原子的半径比较小，因此可以通过与硼类似的原理有助于提高非晶态形成能力。碳含量优选为0～4原子％。但是，当碳的含量大于4原子％时，fe基合金具有脆性，容易脆化，因此可能发生软磁性能劣化。
78.在软磁合金组合物中，cu用作有助于合金纳米化的元素。cu的含量为0.2～2.5原子％，优选为0.3～2.0原子％，更优选为0.4～1.7原子％。
79.当cu的含量低于相应的范围时，由于纳米晶化不能很好地进行，可能存在取决于纳米晶化的软磁材料的软磁性能的提高效果变差的问题，当高于该范围时，非晶态相合金变得不均匀，并且由于无法获得均匀的纳米晶结构，存在软磁材料的软磁性能劣化的问题。
80.p原子和cu原子之间有很强的引力。因此，当合金组合物以特定比例包含p元素和cu元素时，会形成纳米尺寸的团簇(cluster)，通过该纳米尺寸的团簇，在fe基合金的热处理过程中，结晶α-fe具有纳米晶粒的微观结构。更具体而言，根据本实施方式的软磁材料作为fe基纳米晶合金，含有平均粒径为25nm以下的α-fe(α-铁，alpha-iron)晶粒。
81.在本实施方式中，p的含量d与cu的含量e之比d/e为0.05以上且1.0以下，优选为大于0.80且1.0以下。
82.当d/e值在相应范围之外时，不可能获得均匀的纳米晶体结构，因此在使用该合金组合物制造的产品中软磁性能可能不好。
83.y是稀土类元素，作为原子半径大的原子，可以提高合金组合物的非晶态形成能力，通过降低合金组合物中的铁原子的扩散率或迁移率，可以防止用于形成合金的原子的结晶化。
84.此外，当合金组合物中包含钇时，可以通过在热处理过程中干扰fe基合金纳米晶化过程中fe原子的移动来抑制纳米晶粒的过度生长，并保持纳米晶粒尺寸小，可以提高fe基纳米晶合金的稳定性。
85.此外，由于钇与氧的结合强度优秀，可与合金组合物中的溶解氧发生反应，降低合
金组合物中的氧浓度，以防止其他金属形成氧化物，从而可以提高合金的耐久性和耐磨性等机械性能，以延长寿命。
86.y的含量可以在3.0原子％以内，优选在0.3～2.8原子％的范围内，更优选在0.5～2.5原子％的范围内。
87.当y的含量低于相应范围时，存在由于非晶态形成能力降低而难以充分获得非晶态相的问题，当高于相应范围时，生产成本增加，并且软磁合金和软磁材料的饱和磁通密度降低，因此可能存在软磁性能劣化的问题。
88.本发明的合金组合物同时包含cu、y以及p，在这种情况下，b、p以及y的原子百分比之和优选为10原子％以上且19原子％以下。当b、p以及y的含量之和c d f的值低于10原子％时，可能存在由于合金组合物的非晶态形成性能降低而合金制造过程中不能形成非晶态相的问题，当高于19原子％时，合金组合物中fe的含量相对较低，从而在合金组合物的热处理过程中，可能无法很好地进行纳米化，或者最终得到的软磁材料的饱和磁通密度低，存在软磁性能劣化的问题。
89.另外，作为钇含量f与cu含量e的关系的e/f的值优选为4以下，e/f的值更优选为3以下。当e/f的值大于相应范围时，由于合金组合物的非晶态形成能力降低而得到结晶合金，或在用于获得纳米晶粒的fe的热处理过程中，可能存在纳米晶粒的粒径增大或获得不规则的纳米晶合金的问题。
90.此外，由于y降低了原子的迁移率，为了形成结晶相而从外部吸收的能量增加，因此第一结晶温度或第二结晶温度可能增加。
91.可将本实施方式的合金组合物制造和成型为具有各种形状。例如，可以将合金组合物冷却以获得软磁材料，并且软磁材料可以具有连续的条状(strip)或带状，并且可以具有接近球形的粉末形状。
92.连续条状软磁材料可以使用用于制造非晶态条等的单辊制造装置或双辊制造装置等现有的装置来形成。粉末状软磁材料可以通过水雾化法(water atomize)或气体雾化法(gas atomize)制造，虽然可以通过粉碎或破碎条状软磁材料获得，但为了制造球形度优秀的粉末，最好使用雾化法制备粉末状的软磁材料。
93.可以对本实施方式的合金组合物或软磁材料实施成型，形成卷式磁芯、叠层磁芯、压粉磁芯等磁芯。另外，利用磁芯可以提供变压器、电感器、电机或发电机等部件。
94.本实施方式的合金组合物以非晶态相为主相。因此，当冷却的合金组合物在惰性气氛如ar气气氛中进行热处理时，结晶可以进行两次以上。第一次开始结晶的温度称为合金的第一结晶起始温度t
x1
，第二次开始结晶的温度称为第二结晶起始温度t
x2
。
95.另外，当第一结晶起始温度t
x1
和第二结晶起始温度t
x2
的温差称为δt＝t
x2-t
x1
，当简单地使用术语“结晶起始温度”时，可以理解为第一结晶起始温度t
x1
。
96.上述合金的结晶温度可以使用例如差示扫描量热仪(dsc)来测量，可以通过以20℃/min的升温速率进行热分析来评估。
97.由于本发明的合金组合物包含y作为组分，可增加δt，由于
△
t增加，合金热处理或纳米晶化时，可实现稳定的纳米晶化，并且可以均匀地获得结晶相α-fe，因此具有获得高饱和磁通密度的优点。
98.合金组合物的δt可以为120℃～200℃，优选为130℃～200℃，更优选为170℃以
上且190℃以下。当δt小于相应范围时，可能存在热处理后软磁材料的软磁能劣化的问题。
99.本实施方式的fe基合金组合物通过纳米晶化形成饱和磁通密度和抗磁力优异的软磁材料，因此可以用于制造具有软磁性能的磁芯。另外，可以使用磁芯来形成变压器、电感器、电机、传感器或发电机等部件。
100.更具体地，由合金组合物制造的芯或磁芯等具有包含fe的细微晶粒分散于非晶态相合金基体中的复合组织，非晶态相的合金基体优选为前述组分的非晶态合金，含有fe的晶粒优选粒径为纳米级的均匀的α-fe晶粒。
101.实施方式
102.本发明的第二实施方式是由上述合金组合物制备的合金粉末。
103.合金粉末可以通过在感应加热炉中制备上述合金组合物，然后通过雾化法将其粉碎来制备。在此，雾化方法只要是本领域公知的技术就没有限定，可以利用本领域技术人员能够采用的各种技术。
104.经雾化法冷却的合金粉末为含有非晶态相的非晶态合金粉末，通过附加热处理使该非晶态合金粉末结晶，得到其中含有纳米晶相的纳米晶软磁合金粉末。
105.具体而言，作为对非晶态合金粉末进行热处理而使其纳米晶化的步骤，包括在第一结晶起始温度附近或以上的温度下对合金进行处理的步骤。
106.优选地，热处理步骤在氩气氛中析出α-fe纳米晶粒的温度以上、即高于合金的第一结晶起始温度的温度下进行。另外，为了防止形成除α-fe纳米晶粒以外的使软磁性能劣化的金属氧化物，并获得均匀的纳米晶体组织，优选在低于第二结晶起始温度的β范围内进行热处理。
107.在热处理步骤中，以非晶态相包含于合金组合物中的fe原子可以形成晶相α-fe，该晶相α-fe以分散在合金中的核(nuclear)为中心，具有体心立方晶体结构(bcc)。此时，可以利用cu或y作为起纳米晶粒的凝结核作用的原子。
108.通过热处理形成的晶粒的平均粒径优选为25nm以下。当纳米晶粒的平均粒径大于相应范围时，会出现抗磁力和磁损耗增加的问题。
109.为了获得具有上述粒径的纳米晶粒，可以控制热处理过程中的温度和时间，热处理时间可以为30秒至1小时。热处理时间可根据温度而改变，但是当小于30秒时，可能无法达到所希望的纳米晶粒的粒径，当热处理时间大于1小时时，纳米晶粒的粒径可能会过度粗大化，导致抗磁力和磁损耗增加。
110.本发明的第三实施方式包括由上述合金组合物和合金粉末制造的电感器。
111.电感器(inductor)是构成电路的部件之一，一般指与电流变化量成正比地感应出电压的线圈(绕组)，具有在电路中稳定电流的特征，为了有效获得稳定电流的性能，最好使用软磁材料。
112.虽然本实施方式的电感器的种类及形态不受限制，但可以包括环形(toroidal)电感器、轴向(axial)电感器或芯片型电感器(以下简称芯片电感器)，优选为环形电感器或芯片电感器。
113.本发明一实施例的电感器包括由导体制成的线圈以及设置在线圈内部或线圈之间的软磁芯。
114.线圈作为与电路连接的导体，其突出到电感器的外部并与电路连接，或者与可电
连接到电感器的外部的电极接触，是电流通过电路流动的部分。
115.线圈可以根据电感器的形态、种类而具有不同的形态及结构。例如，可以是铜线等导电导线在软磁芯外部旋转并卷绕的形态，并且可以是将导电膏(paste)在磁性片上印刷成线圈图案后层叠的叠层型或者是用卷绕设备以螺旋形(spiral)卷绕线圈并在其内部和外部填充软磁芯的形态。
116.根据电感器的形状和类型，电感器芯也可以具有不同的形状和结构。例如，在环形电感器的情况下，包括环形或圆环形(torus)的芯，在轴向电感器的情况下，包括圆柱形磁芯，可以使用在这种芯的外侧卷绕线圈的形式。
117.本发明的优选实施例的电感器作为芯片电感器，包括用于包围被卷绕的线圈的内部和外部的芯。
118.本实施例的芯片感应器的优点在于，当用于电子电路时，在1～10mhz的频率区域内，将磁导率保持在规定水平以上，它可以在1～10mhz的高频带中使用，由于可以制造成体积小、尺寸小，因此空间效率和小型化非常重要，具有可用于使用低电流的智能手机、平板电脑、笔记本电脑等的优点。
119.具体地，对于制备成芯片型电感器形状的模具，其包括设置在模具内部的导电线圈，设置在导电线圈的外围和其之间的空间且包含合金粉末的磁芯在模具内部与线圈绝缘，以构成内部包括磁芯的电感器。
120.优选地，填充在电感器内部的合金粉末为软磁合金粉末，软磁合金粉末可采用粒径具有单一分布的单峰分布或双峰分布的粉末，也可以混合使用平均粒径不同的软磁合金粉末。
121.当混合平均粒径不同的软磁合金粉末时，与使用单一平均粒径的粉末的情况相比，空间的填充密度(packing density)提高，从而可以具有更高的磁导率和饱和磁通密度。
122.例如，可以将具有第一粒径的第一软磁合金粉末和具有小于第一粒径的第二粒径的第二软磁合金粉末的混合粉末填充到电感器中，第一粒径优选具有第二粒径的4至13倍的粒径关系。
123.当粒径超出相应粒径范围时，填充密度降低，磁导率降低，磁通密度降低，从而降低电感效率。
124.此外，软磁合金粉末可以在表面具有绝缘性能，以防止由于电磁感应造成的损失。当软磁合金粉末的表面未被绝缘时，由于电连接，随着外部磁场的变化，可能会产生感应电流和涡流，在这种情况下，磁导率损失增加，可能会出现电感降低和发热等问题。
125.为了绝缘性能，例如，软磁合金粉末可以进一步在表面上包括绝缘涂层，或者混合粉末时，可以与绝缘粘合剂或树脂混合以具有绝缘性能。
126.在本发明的一实施例的电感器中，可以在电感器内部填充由软磁合金粉末和聚合物树脂混合而成的混合物。
127.在这种情况下，粘合剂的组成和成分不受限制，任何本领域常用或本领域技术人员可以采用的组成的粘合剂材料都可以包括在本发明的电感器中。
128.将粘合剂与软磁合金粉末混合时，以软磁合金粉末为基准，粘合剂优选为1.5～5.0wt％。
129.如果粘合剂的混合比例太小，则软磁合金粉末可能会相互凝聚，难以与粘合剂混合，如果粘合剂的配合比过高，则软磁合金粉末的用量减少，导致磁导率和磁通密度降低，或者粉末-粘合剂之间的结合强度降低，可能会导致电极暴露、短路、电镀扩散等工艺缺陷。
130.优选地，软磁合金粉末的含量越高，磁芯的软磁性能越好，但是从电感器中包含线圈的芯片电感器的结构特点和芯片电感器制造工艺的特点上，对粉末的含量存在限制。
131.具体而言，整体芯片电感器的除去内部线圈的软磁芯部中所含的软磁合金粉末的含量可以为70～90vol％，优选为75～85vol％。
132.本实施方式的另一个优选实施例可以是环形电感器。在环形电感器中，将含有合金粉末的软磁芯成型为环形(包括圈形或环形)，包括上述环形磁芯的表面卷绕有绕组而具备的线圈。此时，线圈从环形磁芯绝缘并卷绕。
133.环形电感器虽然外观和形态与前述实施例的芯片电感器不同，但电感器的操作原理及详细配置可以相同，以下对与上述实施例的芯片电感器相同的部分省略说明，对有差异的部分进行说明。
134.环形电感器的优点在于，当用于电子电路时，在数百khz的频率区域中,磁导率保持在规定水平以上，可以在数十～数百khz的频段中使用，由于其体积较大，因此可用于不需要小型化的电子设备，能够使用高电流，用于容易散热的电子设备。
135.环形电感器可用于医疗器械、通讯、乐器、工业控制、制冷设备、空调设备、电源、镇流器、电磁离合器、电磁制动器、航空航天等领域，它主要可以起到过滤电路中产生的噪声的作用。
136.环形磁芯是单面由圆形或四角形等组成的圆环体(torus)，具有旋转对称的结构，不包含棱角，不会因芯内部形成的磁场，即磁芯，不会因磁链的集中或偏压而造成损失，并且是均匀的，因此可以有效地利用。
137.环形磁芯可以自行制造，并且可以通过在表面上卷绕线圈来成为电感器，因此与芯片电感器相比，具有自由成型或制造的优点。例如，在制造芯片电感器时，在保持芯内部具备的线圈和绝缘的同时，为防止线圈的破坏，限制了合金粉末的加压，但是以环形电感器为例，可以仅用合金粉末将磁芯压制到接近理论密度或对其进行热处理以增加磁导率和磁通密度。
138.即，环形磁芯中包含的合金粉末优选为软磁合金粉末，与芯片电感器磁芯相比，合金粉末的含量或体积分数可以更高，例如，软磁合金粉末在整个磁芯中所占的体积可以为95vol％至99.9vol％。
139.与芯片电感器的制造方法不同，环形电感器的制造方法可以分为制造环形磁芯步骤和卷绕线圈步骤。
140.在制造环形磁芯的步骤中，例如，将软磁合金粉末和粘合剂混合投入到环形磁芯型模具之后，可以采用以高于芯片电感器20倍以上的压力加压，成型为环形后，在数百度的温度下进行热处理的方法。
141.此时，热处理可以缓解软磁粉末的制造及加压成型工艺时产生的材料内部应力，从而大大改善磁导率、磁导率损失及磁通密度等软磁性能。
142.本发明的第四实施方式公开了包括由上述合金组合物制造的软磁材料的电机。
143.电机(motor)也称为电动机，是一种可以将电能转化为机械能(动力等)的装置，它
是一种利用载流导体在磁场中受到物理力量的原理的装置，可以使用电能产生旋转磁场，并且可以通过旋转磁场来产生诸如旋转能量的动能。
144.电机包括通过旋转磁场旋转并连接到旋转轴的转子(rotor)以及由于被固定而静止或不移动的同时使转子旋转的定子(stator)，并且可以根据所使用的电源的类型(直流或交流)和形状而具有各种结构。
145.本实施方式的电机优选为接受交流而运行的交流电机(ac motor)，对定子和转子的结构和形状没有限制。
146.电机可以在定子或转子中具备包含软磁材料的软磁芯，以下，将在电机的定子或转子中具备的软磁芯称为电机芯。定子或转子中的某一个由软磁性的电机芯以及卷绕在电机芯上的线圈形成，定子或转子中不具备电机芯的其余一个优选地包括具有n极和s极的永磁体。
147.即，在电机设置有被线圈卷绕的电机芯，并且根据电机的结构，电机芯设置在定子和转子中的任一个上。
148.电机具有多个线圈以及用于卷绕多个线圈的线轴(或线轴部)，多个线圈可以卷绕在单独分离的多个分割的电机芯(分体芯)的线轴上，也可以以一体式制造，在具备多个线轴的一个电机芯上卷绕多个线圈。
149.此时，多个线圈并不一定需要由分别流过电流的多个导体构成，包括即使通过单根导体连接也被通常认为是形成单独的绕组线圈的情况，例如卷绕在不同的位置处。
150.本实施方式的优选的一实施例为轴向间隙(axial gap)电机，其包括壳体，沿轴向布置有定子和转子。该电机具有：定子，包括可旋转地支撑在壳体的中央的旋转轴、以旋转轴为中心以辐射状排列的多个分体芯以及卷绕在芯上的线圈；转子，在旋转轴方向上，以与定子芯的一表面隔开的距离(气隙)的方式布置，并且中央部与旋转轴相连。
151.本实施方式的优选的另一实施例为径向间隙(radial gap)电机，其包括壳体，并且从旋转轴沿辐射方向或直径方向排列有定子和转子。该电机具有：转子，包括可旋转地支撑在壳体中心的旋转轴，以及以旋转轴为中心在外周表面上以辐射状排列的多个磁体；以及定子，相对于转子，沿着辐射方向或直径方向以与转子的外周面隔开规定的间隔(气隙)的方式布置，并且包括固定于壳体的多个电机芯以及卷绕在电机芯上的线圈。
152.其中，电机芯可以具有齿(teeth)，并且具有设置在线圈外部的绝缘线轴，并且线圈卷绕在线轴上。
153.电机芯是将合金以带状制造、成型后，加工成所希望的形状，此时，合金优选为软磁合金，可以通过将加工后的软磁合金带叠层并相互接合而制成，或者可以在将软磁合金制成粉末状后，通过烧结、注射或层压制造等方法制成所需形状，优选地，将软磁合金制成带等薄板状的软磁材料，然后实施加工、叠层和接合以制造电机芯。
154.本实施方式的一实施例包括具有定子或转子的电机，该定子或转子具有将合金组合物以带状成型后接合以制造的电机芯，电机芯可使用一体式电机芯和分体芯中的任何一种。
155.在通过将电机芯中所含的合金以带状成型后接合以制造电机芯时，优选地，各个带彼此绝缘，可对软磁合金定义以带状成型的软磁材料的层叠的层叠方向以及线圈卷绕在软磁材料周边的方向。卷绕方向是指导电导线围绕软磁材料周围并移动的方向，当电流沿
绕线变化时，线圈内部可沿卷绕方向或与卷绕方向相反的方向生成感应磁场。
156.软磁材料的层叠方向为厚度薄的软磁合金带层叠的方向，是指垂直于各软磁合金带之间的接合面的方向。
157.优选地，作为软磁材料的一示例的软磁合金带的层叠方向与卷绕方向相互垂直，这里，垂直方向具有广泛的含义，不仅是指精确的垂直，而且包括通常的能够视为正交或接近垂直的方向。
158.本发明的一实施例为包含上述实施方式的合金组合物材料的电机，通过包括包含铁基软磁合金材料(含有y)的定子或转子，可以提高定子或转子的耐腐蚀性，从而提高电机的使用寿命，并由于具有软磁性能，具有高效率。
159.以下，为了帮助理解发明，提出了优选的实施例，但以下实施例只是例示了本发明，在本发明的范畴及技术思想范围内可以进行多种变更和修改，这对本领域技术人员来说是显而易见的，这些变更和修改属于所附的权力要求范围也是理所当然的。
160.实施例
161.实施例1-4：合金带的制备
162.按照下表1所示的组成比制备合金组合物，使用轮速为3500rpm、气压为0.5bar、喷嘴和轮的间距为1.0mm的熔体旋转装置，将合金粉末制成非晶态合金带。
163.其后，将制备的非晶态合金带在氩气氛下以420℃的温度热处理20分钟。
164.实施例5-8：合金带的制备
165.按照下表1所示的组成比制备合金组合物，除了在450℃的温度下对合金带进行10分钟的热处理之外，以与实施例1至4中相同的方式制备合金带。
166.比较例
167.比较例1-5：合金带的制备
168.按照下表1所示的组成比制备合金组合物，并使用与实施例相同的设备在相同条件下制备合金带，然后将比较例1和2的合金带在420℃的温度下热处理20分钟，并将比较例4和5的合金带在450℃的温度下热处理10分钟。
169.[表1]
[0170]
[0171]
实验例
[0172]
实验例1：热处理前的xrd分析
[0173]
对实施例1、2和比较例1的合金带在热处理前进行xrd分析，图1示出了在合金带制造过程中高速冷却的轮(wheel)表面和冷却速度相对较低的空气(air)表面的分析结果。
[0174]
对实施例3、4和比较例2的合金带进行热处理前同样进行分析，将结果示于图2，对实施例5至8和比较例3至5的合金带进行同样的分析，将实施例5至7的结果示于图3。
[0175]
xrd分析结果可知，在实施例和比较例的组成中观察到了非晶态相，虽然未图示，但在比较例3中生成了fe的结晶相(α-铁)。
[0176]
实验例2：热处理后的xrd分析
[0177]
在420℃或450℃下进行热处理后，用xrd分析装置分析实施例1至8和比较例1、2、4、5的合金带，实施例1至7和比较例1至2的结果分别示于图4至图6。
[0178]
在比较例3的情况下，观察到在热处理前形成了fe的结晶相，因此未进行热处理。
[0179]
与实验例1相比，确认在热处理后的各实施例和比较例中检测到结晶相α-fe。
[0180]
实验例3：dsc分析
[0181]
使用差示扫描量热仪(dsc)以20℃/min的升温速率对实施例1至8和比较例1至5的合金带进行热分析，将实施例1至7和比较例1至2的结果示于图7至9。
[0182]
dsc分析结果，可以观察到，在实施例和比较例中，在保持除fe之外的其他成分的组成的同时，随着y的含量的增加，第一结晶温度(t
x1
)和第二结晶温度(t
x2
)增加，并且第二结晶温度的增加率更高，因而通过(t
x2-t
x1
)计算的δt也增加。
[0183]
此外，可以看出，在实施例7中，δt的值高达约179℃。
[0184]
实验例4：vsm分析
[0185]
对于实施例1至8和比较例1至5的合金样品，使用振动样品磁力计(vsm)在800ka/m的磁场中测量饱和磁通密度(bs)，将其结果整理并示于表2中。总体而言，热处理后饱和磁通密度增加，预计热处理过程中在内部fe形成纳米单位的结晶粒，因此具有更高的饱和磁通密度。
[0186]
进一步地，将上述实验例的结果整理并示于下表3中。
[0187]
[表2]
[0188]
[0189]
[表3]
[0190][0191]
上述各实施例中例示的特征、结构、效果等可以由实施例所属领域的普通技术人员针对其他实施例进行组合或修改后实施。因此，与这些组合和修改有关的内容应被解释为包含在本发明的范围内。