纳米晶体软磁性合金材料和磁性部件

摘要

本发明提供一种在耐腐蚀性和饱和磁通密度这两方面优异的纳米晶体软磁性合金材料。本发明提供具有Fe100‑a‑b‑c‑d‑e‑fM1aPbCucCodNieM2f的合金组成的含有纳米晶体的软磁性合金材料。在本发明的纳米晶体软磁性合金材料的合金组成中，M1为选自Si、B和C中的至少1种元素，M2为选自V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Sn、Bi和In中的至少1种元素，对于与合金组成中的摩尔份对应的a、b、c、d、e和f，3≤a≤20，1≤b≤10，0.1≤c≤1.5，0≤d≤5，0≤e≤5，0≤f≤3。纳米晶体软磁性合金材料的从表面至深度30nm的表面区域具有平均29原子％以上的O元素。

说明书

技术领域

本发明涉及纳米晶体软磁性合金材料和磁性部件。更具体而言，本发明涉及含有纳米晶体的纳米晶体软磁性合金材料和使用该纳米晶体软磁性合金材料的磁性部件。

背景技术

软磁性材料在以电子设备为代表的各种制品中被利用。更具体而言，软磁性材料被用于磁性部件，例如被用于电子设备中的线圈部件的芯材用途等。

作为软磁性材料，已知有具有合金组成的软磁性合金。例如，在专利文献1中提出了通过对非晶基体的前体进行加热使其晶体析出而得到的纳米晶体软磁性合金材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－94652号公报

发明内容

本申请发明人注意到现有的纳米晶体软磁性合金材料仍然具有应克服的课题，并发现为此采取对策的必要性。具体而言，本申请发明人发现具有以下的课题。

专利文献1的纳米晶体软磁性合金材料即使在不含B(硼)的情况下，也会成为在非晶基质中析出有α－Fe晶体的组织。这样的合金材料虽然提高承担磁性的Fe浓度而提高饱和磁通密度，但如果提高Fe浓度，则这次必须减少其它添加元素的量。

例如，作为软磁性合金材料，如果有可有助于耐腐蚀性的元素等，则它们的元素量会减少。此时，有从合金材料的表面产生锈的顾虑。即，担心使用这样的软磁性合金材料的磁性部件的可靠性降低。

本发明是鉴于上述课题而作出的。即，本发明的主要目的在于提供在饱和磁通密度和耐腐蚀性这两个方面优异的纳米晶体软磁性合金材料。

本申请发明人并不是在现有技术的扩展上应对，而是尝试在新的方向上进行处置来解决上述课题。其结果，发明了实现上述主要目的的纳米晶体软磁性合金材料。

在本发明中，可提供一种纳米晶体软磁性合金材料，是含有纳米晶体的软磁性合金材料，

具有Fe

在所述合金组成中，M1为选自Si、B和C中的至少1种元素，M2为选自V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Sn、Bi和In中的至少1种元素，对于与将合金组成的整体设为100摩尔份时的各摩尔份对应的a、b、c、d、e和f，3≤a≤20，1≤b≤10，0.1≤c≤1.5，0≤d≤5，0≤e≤5，0≤f≤3，

在所述软磁性合金材料的从表面至深度30nm的表面区域中具有平均29原子％以上的O元素。

本发明的纳米晶体软磁性合金材料成为在饱和磁通密度和耐腐蚀性这两个方面优异的合金材料。

更具体而言，本发明的纳米晶体软磁性合金材料带来优异的饱和磁通密度。另外，在带来优异的饱和磁通密度的同时，本发明的纳米晶体软磁性合金材料还很好地维持耐腐蚀性。即，本发明成为很好地兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料。

附图说明

图1A是表示验证试验中的纳米晶体软磁性合金材料的合金组成和含量特性的表1－1(实施例)。

图1B是表示验证试验中的纳米晶体软磁性合金材料的合金组成和含量特性的表1－2(比较例)。

图2A是表示验证试验中的纳米晶体软磁性合金材料的饱和磁通密度和耐腐蚀性的表2－1(实施例)。

图2B是表示验证试验中的纳米晶体软磁性合金材料的饱和磁通密度和耐腐蚀性的表2－2(比较例)。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。但是，实施方式以例示为目的，本发明并不特别限定于以下说明的实施方式。

本说明书中提及的各种数值范围旨在包括下限和上限的数值本身。标注“以上”和“以下”的用语时自不必言，未标注这些用语时，只要没有特别说明，则包含数值本身。例如取1～10这样的数值范围为例，应解释为包含下限值的“1”，并且也包含上限值的“10”。

本发明的一个实施方式的软磁性合金材料含有纳米晶体。即，软磁性合金材料成为含有微小尺寸的晶相的合金材料。优选本发明的软磁性合金材料含有晶相的同时还含有非晶相。由于这样的形态，本发明的软磁性合金材料被称为纳米晶体软磁性合金材料(以下，也简称为“软磁性合金材料”进行本发明的说明)。

某一优选的实施方式的本发明的软磁性合金材料成为多个晶粒分散在非晶相中这样的合金材料。晶粒的粒径优选为纳米尺寸，因此，软磁性合金材料可以在非晶相中存在纳米级的晶粒。仅为例示，但晶粒的平均粒径优选为约70nm以下。例如晶粒的平均粒径可以为约60nm以下、约50nm以下或约40nm以下等。上述平均粒径的下限值没有特别限制，例如可以为约5nm、约10nm、约15nm、或约20nm等。

在此所谓的“平均粒径”广义上是指至少由晶粒的图像求出的平均粒径。特别是这样的晶粒的平均粒径是根据透射型电子显微镜(TEM)和X射线衍射并由谢勒公式算出的值。

晶粒优选为Fe纳米晶粒。Fe纳米晶粒例如可以为α－Fe纳米晶粒。某一优选的实施方式的软磁性合金材料成为含有高密度地分散的α－Fe纳米晶粒并且在其粒间含有非晶相的组织。含有纳米晶粒的软磁性合金材料的结晶度没有特别限制，例如为约20％以上，进一步而言可以为约30％以上等。上述结晶度可以通过X射线衍射法算出(即，可以基于软磁性合金材料的X射线衍射光谱算出)。

本发明的纳米晶体软磁性合金材料具有Fe系的合金组成，特别是具有Fe

换言之，本发明的纳米晶体软磁性合金材料的合金组成成为Fe的一部分被上述的元素种以上述的比例取代而成的组成。这样的合金组成可直接或间接地有助于软磁性合金材料的耐腐蚀性和饱和磁通密度。本发明的软磁性合金材料的合金组成可以通过ICP发光分光分析和/或碳量分析(优选为燃烧红外线吸收法)来掌握或鉴定。为了更明确地理解本发明而进行详述，作为ICP发光分光分析装置，使用Thermo Fisher Scientific制(型号iCAP6300)的装置，另外，作为碳量分析装置，使用株式会社堀场制作所制(EMIA-920V2/FA)的装置。

本发明的纳米晶体软磁性合金材料在其表面区域这一点至少具有特征。具体而言，软磁性合金材料的从表面至深度30nm的表面区域具有平均29原子％以上的O元素。没有特别限制，上述O元素在软磁性合金材料中可以以氧化物的形态存在。即，在软磁性合金材料的从最表面至深度30nm的局部区域中，如果在这样的区域(深度0～30nm的表面区域)进行平均，则可存在相当于约29原子％以上的O元素的氧化物。通过上述表面区域的特征，容易获得在耐腐蚀性和饱和磁通密度这两个方面优异的合金。因此，使用本发明的纳米晶体软磁性合金材料的磁性部件在呈现期望的磁特性的同时可靠性也高。

本说明书中直接或间接提及的“平均含量(原子％)”可通过从软磁性合金材料的表面向内部(特别是其中心)测定浓度分布来掌握。对O元素而言，可以通过利用X射线光电子能谱(XPS：X-ray photoelectron spectroscopy)测定软磁性合金材料的从最表面至内部的O元素的浓度分布来掌握“平均含量(原子％)”。即，在本说明书中“平均含量(原子％)”广义上是指依据上述X射线光电子能谱测定的值，更具体而言，是指通过使用X射线光电子能谱装置(ULVAC-PHI株式会社制，型号PHI-5000VersaProbe)并交替实施离子溅射和XPS半定量分析而得到的值(特别是指测定表面的任意20个位置而得的平均值且深度方向的测定间隔为1.5nm时的值)。

纳米晶体软磁性合金材料的表面区域(特别是从最表面至深度30nm为止的表面区域)中所含的O元素的平均含量(原子％)为约29原子％以上，例如可以为约30原子％以上或约35原子％以上等。对上述表面区域(特别是从最表面至深度30nm为止的局部表面区域)中所含的O元素的平均含量(原子％)的上限值没有特别限制，例如可以为约70原子％、例如约69原子％、约68原子％、约60原子％、约55原子％或约50原子％等上限。

在某一优选的实施方式中，纳米晶体软磁性合金材料的合金组成中的M1至少包含Si。Si元素的含量在本发明的纳米晶体软磁性合金材料中进一步得到减少。如果减少Si量，则能够实现高饱和磁通密度。另一方面，如果减少Si量，则耐腐蚀性可能降低，但在本发明中，由于在合金材料的表面区域含有一定以上的O元素，因此，能够在不会非期望地损害耐腐蚀性的情况下兼具高饱和磁通密度和高耐腐蚀性这两者。例如，本发明的纳米晶体软磁性合金材料的Si元素的含量以合金材料整体基准计为0.5原子％～20原子％左右，如果举出其一个例子，则为0.5原子％～10原子％左右。

Si元素例如可以至少含有于软磁性合金材料的表面区域。在该情况下，在纳米晶体软磁性合金材料的表面区域至少含有O元素和Si元素。特别是在软磁性合金材料的从最表面至深度30nm为止的表面区域中，可以至少含有O元素和Si元素。这是指至深度30nm为止的表面区域如上所述含有平均29原子％以上的O元素时，在该表面区域还含有Si元素。表面区域中的Si元素可直接或间接地有助于耐腐蚀性的提高。虽然不受特定的理论约束，但推测Si元素通过在软磁性合金材料的表面区域(特别是从最表面至深度30nm为止的表面区域)形成钝化膜(例如SiO

在此，本说明书中的“耐腐蚀性”广义上是指软磁性合金材料呈现在其表面呈现没有锈或减少锈的特性。狭义上，“耐腐蚀性”是指在将软磁性合金材料暴露于酸性试剂时，在其顽磁力不会以非期望的程度过度增加的指标这一点上，合金材料表面没有锈或减少锈的特性。

本发明的纳米晶体软磁性合金材料特别是具有依照以下的盐水喷雾试验掌握的耐腐蚀性。更具体而言，在对于“盐水喷雾前的顽磁力Hc

作为供试体，使用薄带形态(5mm×5mm、平均厚度：23μm)的纳米晶体软磁性合金材料。利用顽磁力自动测量仪(东北特殊钢株式会社制，型号K-HC1000)测定上述供试体的顽磁力。使用顽磁力自动测量仪的顽磁力的测定本身依照后述的“顽磁力Hc的测定”。将该阶段中得到的顽磁力作为“盐水喷雾前的顽磁力Hc

另一方面，本发明的纳米晶体软磁性合金材料具有更优异的饱和磁通密度(Bs)，优选为1.40T以上，例如具有1.50T以上或1.60T以上等的饱和磁通密度。本发明的纳米晶体软磁性合金材料如上所述在呈现优异的耐腐蚀性的同时还具有更高的饱和磁通密度，因此，能够使使用其的磁性部件小型化。对纳米晶体软磁性合金材料的饱和磁通密度的上限没有特别限制，例如为1.90T左右(如果进一步例示，则为1.80T或1.70T等)。

本说明书中的饱和磁通密度(Bs)是指利用振动试样型磁力计(VSM：Vibrating-Sample Magnetometer)测定的值。更具体而言，依照以下的方法得到的Bs相当于本发明中的饱和磁通密度的值。

使用薄带形态(6.3mm×8.5mm、平均厚度：23μm)的纳米晶体软磁性合金材料作为供试体。首先，使用VSM(东英工业株式会社制，型号VSM-5)测定该供试体的饱和磁化的值。更具体而言，利用VSM测定施加外部磁场10KOe时的饱和磁化的值。接着，使用通过阿基米德法测得的供试体的真密度的值，从而由测定的饱和磁化的值得到饱和磁通密度Bs。

软磁性合金材料的合金组成中的M1至少包含Si时，如果将合金组成的整体设为100摩尔份，则Si元素量优选为0.4摩尔份～10摩尔份，更优选为0.5摩尔份～5摩尔份，进一步优选为1摩尔份～3摩尔份。容易得到饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者均更优异的软磁性合金材料，容易给软磁性合金材料带来更低的顽磁力Hc。具体而言，软磁性合金材料的Hc优选为约60A/m以下，更优选为50A/m以下，例如可以为40A/m以下或30A/m以下等。

本说明书中的“顽磁力Hc”的值是指依照以下的方法得到的值。

首先，将软磁性合金材料的薄带(平均厚度：23μm)加工成5mm×5mm。接着，将加工后的软磁性合金薄带贴附于氧化铝板(10mm×10mm×2mm)而作为供试体。将上述供试体设置于样品台，利用顽磁力自动测量仪(东北特殊钢株式会社制，型号K-HC1000)进行测定。

在某一优选的实施方式中，本发明的纳米晶体软磁性合金材料在P(磷)元素这一点上也具有特征。具体而言，在软磁性合金材料的表面区域含有P元素。优选在纳米晶体软磁性合金材料的表面区域至少含有O元素和P元素。这是因为表面区域中的P元素能够与O元素相结合地直接或间接地有助于耐腐蚀性的提高。特别是软磁性合金材料的合金组成中的M1至少包含Si时，优选在软磁性合金材料的表面区域与Si元素一起含有P元素。因此，在优选的实施方式的纳米晶体软磁性合金材料的表面区域至少含有O元素、Si元素以及P元素。特别是在纳米晶体软磁性合金材料的从最表面至深度30nm为止的表面区域中，优选与O元素和Si元素一起含有P元素。这是指至深度30nm为止的表面区域如上所述具有平均29原子％以上的O元素时，在其表面区域还含有Si元素以及P元素。由此，在进一步维持饱和磁通密度的同时还容易给软磁性合金材料带来更优异的耐腐蚀性。这是因为上述表面区域中的P元素能够直接或间接地有助于耐腐蚀性的提高。

例如，某一优选的实施方式的纳米晶体软磁性合金材料在从其表面至深度100nm的表面区域含有平均0.1原子％以上的P元素。没有特别限制，但上述P元素在软磁性合金材料的表面区域可以以氧化物的形态存在。即，在软磁性合金材料的从最表面至深度100nm为止的表面区域中，如果在该区域进行平均，则可以存在约0.1原子％以上的P元素参与的氧化物。直接或间接地由于这样的与P元素有关的表面区域的特征，能够使耐腐蚀性进一步提高。在更优选的实施方式中，纳米晶体软磁性合金材料的从表面至深度100nm的表面区域含有平均0.1原子％～平均0.9原子％的P元素。进一步优选纳米晶体软磁性合金材料的从表面至深度100nm的表面区域含有平均0.3原子％～平均0.7原子％的P元素，特别优选含有平均0.5原子％～平均0.6原子％的P元素。

某一优选的实施方式的纳米晶体软磁性合金材料在其表面区域与内部区域之间P元素的平均含量不同。即，软磁性合金材料的表面区域中的P元素的平均含量与软磁性合金材料的内部区域(与表面区域相比位于更内侧的区域)中的P元素的平均含量的差较大，而不是彼此接近的值。例如，纳米晶体软磁性合金材料的从最表面至深度100nm为止的表面区域的P元素的平均含量(原子％)少于比该表面区域更靠内侧的软磁性合金材料的中央区域中的P元素的平均含量(原子％)。反过来说，可以说相对于纳米晶体软磁性合金材料的最表面比100nm(不含100nm)更靠内侧的软磁性合金材料的中央区域的P元素的平均含量(原子％)多于从最表面至深度100nm为止的表面区域的P元素的平均含量(原子％)。如果更具体地例示，则“表面区域的P元素的平均含量”与“中央区域中的P元素的平均含量”的比(即，“表面区域的P元素的平均含量”/“中央区域中的P元素的平均含量”的值)优选为0.02～0.5，更优选为0.04～0.3，进一步优选为0.07～0.13。不受特定的理论约束，表面区域中的P元素能够对软磁性合金材料的特别是耐腐蚀性带来优异的效果，另一方面，中央区域中的P元素能够对软磁性合金材料的特别是磁特性带来优异的效果。例如，纳米晶体软磁性合金材料的中央区域中的P元素能够有助于更低的顽磁力。

应予说明，P元素也可承担非晶基质的稳定化。因此，通过在纳米晶体软磁性合金材料的表面区域含有平均0.1原子％以上的P元素，非晶基质稳定化，容易获得高耐腐蚀性。但是，如果P元素的含量过量，则非晶形成能力反而降低，容易出现顽磁力降低的趋势。因此，以软磁性合金材料的整体基准计P元素的含量优选为10原子％以下。

本说明书中所谓的“中央区域”广义上是指与作为对象的纳米晶体软磁性合金材料的中心对应的区域(因此，纳米晶体软磁性合金材料具有粉末形态时，是指与X方向、Y方向、Z方向各自的中央部对应的区域，纳米晶体软磁性合金材料具有薄带形态时，是指沿着其厚度方向和幅方向与正中对应的区域)。狭义上，在将薄带厚度或粉末粒径设为d时，“中央区域”是指从距离软磁性合金材料最表面的深度0.25×d至0.75×d为止的区域。

纳米晶体软磁性合金材料的P元素的整体含量可以为某一定的范围。例如，在本发明的软磁性合金材料中，P元素量可以为1摩尔份～10摩尔份，例如为2摩尔份～10摩尔份。即，在上述的合金组成Fe

本发明的纳米晶体软磁性合金材料呈现优异的耐腐蚀性，但Fe(铁)含量不会成为非期望地降低饱和磁通密度的程度。例如，在软磁性合金材料的表面区域可存在某一定量的Fe。如果更具体地进行例示，则在纳米晶体软磁性合金材料的从最表面至深度30nm为止的表面区域中，可含有平均30原子％以上的Fe元素。即，在纳米晶体软磁性合金材料的从最表面至深度30nm的表面区域中，如果在该区域进行平均，则可存在约30原子％以上的Fe元素。这样的表面区域的特征能够直接或间接地有助于兼具耐腐蚀性和饱和磁通密度这两者的软磁性合金材料的特性。从某钟观点来说，可以说本发明的纳米晶体软磁性合金材料带来优异的耐腐蚀性，但从在Fe量这一点上也可以说很好地维持了饱和磁通密度。

在本发明的纳米晶体软磁性合金材料中，其表面区域含有Fe元素，但如上所述含有O元素，进一步优选还含有Si元素。在该情况下，在软磁性合金材料的表面(例如最表面)，可含有氧化铁、氧化硅或者和/或铁与硅的复合氧化物等。即，对于纳米晶体软磁性合金材料的表面中的Fe(铁)元素和Si(硅)元素，它们的至少一部分各自以氧化物的状态存在，或者它们彼此复合化而形成氧化物。这样的表面区域的特征能够直接或间接地有助于更高的饱和磁通密度和更高的耐腐蚀性这两个特性。氧化铁、氧化硅和/或铁与硅的复合氧化物例如可以以在纳米晶体软磁性合金材料的表面析出的析出物的形式存在。

在某一优选的实施方式中，本发明的纳米晶体软磁性合金材料在含有Cu(铜)元素这一点也具有特征。具体而言，软磁性合金材料在其表面区域与内部区域之间Cu元素的平均含量的差较小。即，软磁性合金材料的表面区域中的Cu元素的平均含量与软磁性合金材料的内部区域(与其表面区域相比位于更内侧的区域)中的Cu元素的平均含量成为彼此接近的值，而不是彼此的差很大。例如，软磁性合金材料的从表面至深度20nm为止的表面区域的Cu元素的最大含量(原子％)与比该表面区域更靠内侧的从上述深度20nm(但是不包括20nm)至深度40nm的内部区域中的Cu元素的最大含量(原子％)之间的彼此的相对比在1～2.5的范围。更具体而言，如果将软磁性合金材料的从表面至深度20nm的表面区域中的Cu元素的含量最大值(原子％的max值)设为Q1

应予说明，在本发明的纳米晶体软磁性合金材料中，Cu元素也可承担晶体结构的稳定化。因此，本发明的纳米晶体软磁性合金材料的Cu元素的量以合金材料整体基准计可以成为0.1原子％～1.5原子％等，由此容易稳定地得到纳米晶体结构。

本发明的软磁性合金材料的合金组成中的M1至少对形成非晶起作用。即，如果在合金组成中含有选自Si(硅)、B(硼)和C(碳)中的至少1种元素，则容易给软磁性合金材料带来与晶粒一起组织化的非晶相。例如，如果M1以合金材料整体基准计为3原子％以上，则容易提供非晶形成能力。另一方面，如果M1的含量过量增加，则容易出现饱和磁通密度降低的趋势，因此，M1的含量例如可以为20原子％以下。

本发明的软磁性合金材料的合金组成中的M2能够有助于顽磁力的降低。即，如果在合金组成中含有选自V(钒)、Zr(锆)、Nb(铌)、Mo(钼)、Hf(铪)、Ta(钽)、W(钨)、Sn(锡)、Bi(铋)和In(铟)中的至少1种元素，则容易带来顽磁力降低的趋势。应予说明，在Fe

本发明的软磁性合金材料的合金组成中的Co(钴)优选可有助于顽磁力。关于此，Fe

本发明的软磁性合金材料的合金组成中的Ni(镍)优选可有助于饱和磁通密度。关于此，在Fe

本发明的软磁性合金材料没有特别限制，其合金组成中的M1可以至少含有B。即，可以在纳米晶体软磁性合金材料中含有B(硼)元素。例如，如果将合金组成的整体设为100摩尔份，则B元素量可成为2摩尔份～12摩尔份(例如5摩尔份～11摩尔份)。如果含有B元素，则能够促进非晶形成，因此，容易给软磁性合金材料带来与晶粒一起组织化的非晶相。

本发明的纳米晶体软磁性合金材料优选为定型材料。即，本发明的软磁性合金材料成为具有某种规定形状的合金材料。例如，本发明的纳米晶体软磁性合金材料具有薄带形态或粉末形态。成为具有长条形状且薄的软磁性合金体，或者成为以粉状或粒状的集合体的形式提供的软磁性合金体。

仅是一个例子，薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料可以具有宽度尺寸(短边尺寸)为约1～10mm(例如1～5mm等)的长条形状且厚度为约8～50μm(例如，10～40μm或15～30μm等)。具有薄带形态的软磁性合金材料通常可以通过使用辊装置的液体骤冷法来制造。薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料具有挠性，在制造后可以连续地卷取。

粉末形态的纳米晶体软磁性合金材料例如平均粒径可以成为约10～150μm(在某种情况下为2～40μm等)。为了方便，在此所谓的平均粒径可以看做例如D50的中值粒径。具有粉末形态的软磁性合金材料可以将上述的薄带粉碎而得到。例如，可以通过使用棒磨机或球磨机等机械装置的粉碎而得到粉末形态的软磁性合金材料。在该情况下，纳米晶体的析出可以通过热处理来获得，可以在薄带的粉碎前进行该热处理，或者可以在薄带的粉碎后进行热处理。此外，具有粉末形态的软磁性合金材料也可以通过雾化法来制造。即，使合金的熔融金属从坩埚底部的小孔流出的同时对该流出液高速喷吹气体或水等而使其凝固，从而可以制作粉体。如果对该粉体进行热处理而使纳米晶体析出，则能够获得期望的粉末形态的软磁性合金材料。

以下，对本发明的一个实施方式的软磁性合金材料的制造方法进行说明。取由母合金的原料金属制造薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料的情况为例。

首先，准备母合金的原料。作为母合金的原料，分别准备选自Fe、Si、B、Fe－P合金、Cu、C、Co、Ni、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Sn、Bi和In中的至少1种的母合金的原料。上述母合金原料也可以使用市售品。

接着，关于这些原料，以成为期望的合金组成的方式进行称量，将该称量的原料用加热炉加热至熔点以上使其熔融。作为加热炉，可以使用高频感应加热炉。接下来，将熔融物浇铸于铸模而制作母合金。作为铸模，可以使用铜制的铸模。得到母合金后，将其破碎并投入到液体骤冷装置的坩埚中，通过高频感应加热使母合金熔融而得到熔融金属。液体骤冷装置的内部的气氛优选设定为大气气氛。接着，导入非活性气体(例如，氩气)而从坩埚底面的狭缝孔排出熔融金属，利用设置于坩埚的正下方的旋转辊(例如，旋转铜辊)进行骤冷，由此得到合金薄带。

上述合金薄带优选进行热处理，经由这样的处理，最终得到纳米晶体合金薄带。上述热处理优选为通过红外线加热进行的处理。即，优选使用红外线加热装置进行热处理。另外，通过红外线加热进行的处理优选在含氧气氛下(例如大气气氛下)进行，这样的含氧气氛下的红外线加热直接或间接地有助于“纳米晶体软磁性合金材料的从表面至深度30nm的表面区域中的平均29原子％以上的O元素”。另外，红外线加热中的升温速度优选为400～600℃/分钟，最高温度优选为约300～500℃(如果举出一个例子，则为400℃)，该最高温度下的保持时间优选为0(不包含0秒)～3600秒(如果举出一个例子，则为60秒)。在某一优选的实施方式中，使用碳板进行这样的热处理。例如，可以用碳板夹持合金薄带并从上下照射红外线来进行热处理。

在本发明中，也提供含有纳米晶体软磁性合金材料的磁性部件。即，本发明中也提供含有上述的纳米晶体软磁性合金材料的磁性部件。

本发明的一个实施方式的磁性部件例如可以为线圈部件。在该情况下，线圈部件的磁心可使用上述的纳米晶体软磁性合金材料。例如，本发明的磁性部件可以为具有以下构成的线圈部件。

·在将薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料卷绕或层叠而制作的磁心(芯)进行绕线而成的线圈部件

·在通过将含有粉末形态的纳米晶体软磁性合金材料和树脂的混合物进行压粉成型而制作的磁心(芯)进行绕线而成的线圈部件

·将含有粉末形态的纳米晶体软磁性合金材料和树脂的混合物成型后，通过将该成型物和绕线一体成型而得到的线圈部件

这样的本发明的磁性部件含有很好地兼具耐腐蚀性和饱和磁通密度的上述的纳米晶体软磁性合金材料。因此，本发明的磁性部件即使作为更小型化的部件提供也能够呈现期望的磁特性。

提供磁性部件作为线圈部件时，纳米晶体软磁性合金材料被用于磁心。对使用树脂材料的磁心进行详述。上述磁心由含有本发明的粉末形态的纳米晶体软磁性合金材料(以下，也简称为“纳米晶体软磁性粉末”)和树脂的复合材料形成。作为树脂，例如可以使用环氧树脂、酚醛树脂和/或有机硅树脂等。复合材料中的纳米晶体软磁性粉末的含量仅为例示，可以为60vol％～90vol％。这是因为如果纳米晶体软磁性粉末的含量为上述范围内，则容易得到具有优异的磁特性的磁心。磁心的尺寸和形状没有特别限定，可以根据目标用途而适当设定。磁心例如可以为环形芯等。

这样的磁心的制造方法包括：将纳米晶体软磁性粉末与环氧树脂、酚醛树脂和/或有机硅树脂等树脂混合，将得到的混合物成型而得到成型体的工序，以及对成型体进行加热的工序。成型体可以通过将含有纳米晶体软磁性粉末和树脂的混合物进行压制成型而得到。成型体的尺寸和形状没有特别限定，可以根据期望的磁心的尺寸和形状而适当设定。成型体的加热温度可以根据使用的树脂的种类等而适当设定。

线圈部件具有磁心和卷绕于该磁心的线圈导体(绕线)。线圈导体本身可以通过将用搪瓷被覆的铜线等金属线缠绕于磁心而形成。金属线的缠绕本身可以通过惯用方法进行。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但仅例示了典型例。因此，本发明并不限定于此，本领域技术人员容易理解，在不变更本发明的意图的范围内可考虑各种方案。

例如，上述对具有“Fe

实施例

对本发明进行了验证试验。具体而言，实施了确认纳米晶体软磁性合金材料的特性的试验。

(纳米晶体软磁性合金材料的制作)

首先，作为母合金的原料，分别准备选自Fe、Si、B、Fe－P合金、Cu、C、Co、Ni、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Sn、Bi和In中的至少1种的母合金的原料。上述母合金原料使用市售品。

接着，关于这些原料，以成为表1－1和1－2(图1A和1B)中举出的合金组成的方式进行称量，将该称量的原料用加热炉加热至熔点以上使其熔融。作为加热炉，使用高频感应加热炉。接下来，将熔融物浇铸于铜制的铸模而制作母合金。得到母合金后，将其使用颚式破碎机破碎成1cm左右的大小并投入到液体骤冷装置的坩埚中，通过高频感应加热使母合金熔融而得到熔融金属。液体骤冷装置的内部的气氛设定为大气气氛。接着，导入氩气而从坩埚底面的狭缝孔排出熔融金属，利用设置于坩埚的正下方的旋转铜辊进行骤冷，由此得到合金薄带(平均厚度：约23μm)。

上述合金薄带使用红外线加热装置(Advance理工株式会社制，型号RTA4000)进行热处理，由此得到纳米晶体软磁性合金材料。另外，红外线加热中的升温速度优选为400～600℃/分钟的范围。红外线加热中的最高温度为约400℃，将该最高温度下的保持時间设为60秒。特别是上述热处理通过将合金薄带用碳板夹持并从上下照射红外线来进行。

(纳米晶体软磁性合金材料的评价)

对于上述得到的薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料，由透射型电子显微镜(TEM)和X射线衍射并通过谢勒公式来估计平均粒径，结果确认到形成了粒径20～50nm的α－Fe晶粒。

对纳米晶体软磁性合金材料进行ICP发光分光分析和碳量分析(燃烧红外线吸收法)，结果可知是表1－1和1－2(图1A和图1B)中举出的组成。

从纳米晶体软磁性合金材料的自由面(自由凝固的面)的表面向内部，利用X射线光电子能谱(XPS：X-ray photoelectron spectroscopy/ULVAC-PHI株式会社制，型号PHI-5000VersaProbe)测定元素的浓度分布。

使用振动试样型磁力计(VSM：Vibrating-SampleMagnetometer/东英工业株式会社制，型号VSM-5)进行纳米晶体软磁性合金材料的饱和磁通密度的测定。特别是将薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料加工成6.3mm×8.5mm，测定施加外部磁场10KOe时的饱和磁化的值。使用通过阿基米德法得到的纳米晶体软磁性合金材料的真密度的值将饱和磁化的值转换为饱和磁通密度Bs。

为了评价耐腐蚀性，也使用顽磁力自动测量仪(东北特殊钢株式会社制、型号K-HC1000)进行纳米晶体软磁性合金材料的顽磁力测定。将薄带形态的纳米晶体软磁性合金材料加工成5mm×5mm并粘贴于氧化铝板(10mm×10mm×2mm)，将得到的样品设置于样品台进行顽磁力的测定。将在此得到的顽磁力作为“盐水喷雾前的顽磁力Hc

将测定顽磁力Hc

关于上述的“饱和磁通密度Bs的测定”和“盐水喷雾试验”(耐腐蚀性)的结果，示于表2－1和2－2(图2A和2B)。

表中举出的实施例1～32在本发明的范围内，比较例1～41在本发明的范围外。更具体而言，作为合金组成，具有Fe

参照表1－1和1－2以及表2－1和2－2，能够掌握以下的事项。

·比较例1～41的纳米晶体软磁性合金材料不满足“作为合金组成，具有Fe

·另一方面，满足上述的合金组成且还满足在从合金材料表面至深度30nm为止的表面区域具有平均29原子％以上的O元素的要件的实施例1～32的纳米晶体软磁性合金材料很好地兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者。

·特别是在实施例1、6和31中，示出在表面区域(从最表面至深度30nm的表面区域)含有Si元素。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为在其表面区域至少含有O元素和Si元素的合金材料。

·在实施例1～16和18～32中，相对于合金组成整体100摩尔份，Si元素量成为0.5摩尔份～10摩尔份。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可以是如此合金组成的Si元素量为0.5摩尔份～10摩尔份的合金材料。

·在实施例1～32中，在表面区域含有P元素。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为在其表面区域至少含有O元素和P元素的合金材料。

·在实施例1～32中，表面区域中所含的P元素的含量(特别是从最表面至深度100nm的表面区域所含的P元素含量)成为平均0.1原子％以上。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为在其表面区域(从表面至深度100nm的表面区域)含有平均0.1原子％以上的P元素的合金材料。

·在实施例1～32中，相对于合金组成整体100摩尔份，P元素量成为1摩尔份～10摩尔份(例如2摩尔份～10摩尔份)。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可以是如此合金组成的P元素量为1摩尔份～10摩尔份(例如2摩尔份～10摩尔份)的合金材料。

·认为纳米晶体软磁性合金材料的内侧的P元素的含量、特别是“比从表面至深度100nm的表面区域更靠内侧的软磁性合金材料的中央区域中的P元素的含量(原子％)”成为与合金组成整体的P元素量大致同等的值。鉴于此，在实施例1～32中，“软磁性合金材料的从表面至深度100nm的表面区域中的P元素的平均含量比“比该表面区域更靠内侧的软磁性合金材料的中央区域中的P元素的平均含量”少。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为具有这样的P元素含量的特征的合金材料。

·特别是在实施例1、6和31中，“软磁性合金材料的从表面至深度20nm的表面区域中的Cu元素的含量最大值”与“比表面区域更靠内侧的从深度20nm(但不包括20nm)至深度40nm的内部区域中的Cu元素的含量最大值”之间的彼此的相对比在1～2.5的范围。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为具有这样的Cu元素的含量特征的合金材料。

·特别是在实施例1、6和31中，表面区域中所含的Fe元素的含量(特别是从最表面至深度30nm的表面区域中所含的Fe元素含量)成为平均30原子％以上。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为在其表面区域(从表面至深度30nm的表面区域)中含有平均30原子％以上的Fe元素的合金材料。

·在实施例1、6和31中，示出在表面区域中与O元素一起含有Si元素和Fe元素。鉴于此，推测在软磁性合金材料的表面含有氧化铁、氧化硅和/或铁与硅的复合氧化物。因此，兼具饱和磁通密度和耐腐蚀性这两者的纳米晶体软磁性合金材料可成为在表面含有氧化铁、氧化硅和/或铁与硅的复合氧化物的合金材料。

最后，另外描述本发明的方案。上述的本发明虽然没有限定，但包含以下的方案。

(方案1)

一种纳米晶体软磁性合金材料，是含有纳米晶体的软磁性合金材料，

具有Fe

在合金组成中，M1为选自Si、B和C中的至少1种元素，M2为选自V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Sn、Bi和In中的至少1种元素，3≤a≤20，1≤b≤10，0.1≤c≤1.5，0≤d≤5，0≤e≤5，0≤f≤3，

在软磁性合金材料的从表面至深度30nm的表面区域中具有平均29原子％以上的O元素。

(方案2)

根据方案1所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，M1至少包含Si，在表面区域至少含有O元素和Si元素。

(方案3)

根据方案1或2所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，M1至少包含Si，将合金组成的整体设为100摩尔份时，Si元素量为0.5摩尔份～10摩尔份。

(方案4)

根据方案1～3中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，在表面区域至少含有O元素和P元素。

(方案5)

根据方案1～4中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，在软磁性合金材料的从表面至深度100nm的表面区域中含有平均0.1原子％以上的P元素。

(方案6)

根据方案1～5中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，将合金组成的整体设为100摩尔份时，P元素量为2摩尔份～10摩尔份。

(方案7)

根据方案1～6中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，软磁性合金材料的从表面至深度100nm的表面区域中的P元素的平均含量少于与其表面区域相比更靠内侧的软磁性合金材料的中央区域中的P元素的平均含量。

(方案8)

根据方案1～7中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，软磁性合金材料的从表面至深度20nm的表面区域中的Cu元素的最大含量与比其表面区域更靠内侧的从上述深度20nm(但不包括20nm)至深度40nm的内部区域中的Cu元素的最大含量之间的彼此的相对比在1～2.5的范围。

(方案9)

根据方案1～8中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，在软磁性合金材料的从表面至深度30nm的表面区域中含有平均30原子％以上的Fe元素。

(方案10)

根据方案1～9中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，在上述软磁性合金材料的表面含有氧化铁、氧化硅和/或铁与硅的复合氧化物。

(方案11)

根据方案1～10中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料，其中，软磁性合金材料具有薄带形态或粉末形态。

(方案12)

一种磁性部件，含有方案1～11中任一项所述的纳米晶体软磁性合金材料。

产业上的可利用性

本发明的纳米晶体软磁性合金材料可以作为磁性材料利用于以电子设备为代表的各种制品。特别是本发明的纳米晶体软磁性合金材料与以往相比呈现很好地兼具高饱和磁通密度和高耐腐蚀性的特性，因此，能够更好地用于要求高性能的电子设备等磁性部件。