アモルファス金属とは？アモルファス合金・ナノ結晶合金の種類（薄帯・ワイヤ・粉末・コア）と、Fe基・Co基の違い、鉄損・磁束密度での選び方

アモルファス金属とは

アモルファス金属は、原子が規則正しく並ばない、結晶構造のない金属です。プロテリアルの解説では、合金の溶湯を毎秒100万℃以上で超急冷して作ります。結晶が無いので結晶磁気異方性が無く、磁気を通しやすく、損失が小さくなります。

比較ページには、日本の会社が自社で作るアモルファス合金とナノ結晶合金の素材と、素材から自社で作るコアを、各社の代表の品の単位で載せています。変圧器とリアクトルの鉄心、コモンモードチョーク、アモルファス変圧器の完成品は、それぞれ別の比較に分けています。

電磁鋼板との違い

• いちばんの違いは鉄損です。Fe基のアモルファス合金の無負荷損（鉄損）は、方向性電磁鋼板などの約1/3〜1/5です
• 主な使い道は柱上変圧器と産業用変圧器で、ノイズ対策部品・電子回路部品・EV用部品にも使います
• プロテリアルは、電磁鋼板より鉄損が低いことから、モーター用コアへの検討が進んでいると書いています

アモルファスとナノ結晶の違い

• ナノ結晶は、結晶をごく細かくした合金です。プロテリアルのファインメットは、結晶粒径が10nm程度で、厚さは約20μmの薄帯です
• ファインメットのコアロスは、Fe基アモルファスの1/5以下です。飽和磁束密度はFe基アモルファスと同じ程度、透磁率はCo基アモルファスと同じ程度です
• 透磁率の変化は、-40℃〜150℃で±10%以内です

Fe基とCo基の使い分け

• Fe基は磁束を多く通せるので、変圧器やリアクトルの鉄心に使います。プロテリアルのMaDC-Aは、80A/mで1.57Tです
• Co基は小さな磁界で敏感に動くので、電源の可飽和コアやノイズ対策、磁気センサに使います。Niterra Materialsの可飽和コアや、愛知製鋼のCoFeSiB系の磁性ワイヤがこの例です

4つの形

• 薄帯（リボン）は、巻いたり重ねたりして鉄心にする素材です。例はプロテリアルのMaDC-Aとファインメットです
• ワイヤは、細い線にした素材です。例は愛知製鋼の磁性ワイヤと強度ワイヤで、回転液中紡糸法で円い断面、単ロール法で平たい断面に作ります
• 粉末は、固めて圧粉磁心にする素材です。例はエプソンアトミックスのKUAMETで、S.W.A.P.法で作ります
• コアは、薄帯を巻いて仕上げた磁性部品です。例はNiterra Materialsの可飽和コアMT12x8x4.5Wです

寸法と値

• MaDC-Aは、自社の2605HB1Mより鉄損が25%低い薄帯です
• 愛知製鋼の磁性ワイヤは、円断面が100μmと30μmの径、扁平断面が35μm×500μm幅と40μm厚×300μm幅です
• 愛知製鋼の強度ワイヤは、円断面が20μm・50μm・100μmの径です
• Niterra MaterialsのMT12x8x4.5Wは、総磁束が6.31μWbで、仕上り外径は13.8mmです

値段と買い方

• このページの6製品は、どれも値段を公式に出していません。形・組成・寸法・量・使う周波数を伝えて見積もりを取ります
• Niterra Materialsのアモルファス磁性部品は、公式サイトからサンプルを申し込めます。可飽和コアなどの標準品は100個の倍数で注文します

扱うときの注意

• コアの外装が変形や破壊するような力をかけないようにします
• コアを含浸するときは、磁気特性が変わらないか確かめます
• 輸送中は振動に注意し、落下・冠水させないようにします