KR100582579B1

KR100582579B1 - 공명기 및 그 제조 방법, 상기 공명기를 포함하는 시스템 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR100582579B1
Application number: KR1020007000131A
Authority: KR
Inventors: 기젤허 헤르처
Original assignee: 바쿰슈멜체 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2018-07-01
Also published as: DE69827258D1; ATE280844T1; JP4370001B2; EP0996759B1; ES2226157T3; EP0996759A1; KR20010021573A; DE69827258T2; JP2002509648A; WO1999002748A1; US6018296A

Abstract

자기기계 전자식 도난 방지 시스템내의 마커로서 사용하기 위한 공명기는 조성물 Fe_aCo_bNi_cSi_xB_yM_z를 가지는 비정질 자기변형 합금의 평면 스트립에 의해 형성되며, 여기서, a, b, c, x, y 및 z는 원자%이고, a + b + c + x + y + z = 100이고, a + b + c > 75, a > 15, b < 20, c > 5 및 0 < z < 3이고, M은 C, P, Ge, Nb, Mo, Cr 및 Mn으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 원소이며, 상기 비정질 자기변형 합금은 자기장 강도(H_min)에서 최소인 공명 주파수(f_r)를 가지고 약 0.8 H_min인 자기장 강도 이상까지 선형인 B-H 루프와, 적어도 H_min만큼 큰 이방성 자기장(H_k)를 가진 상기 스트립의 평면에 수직인 단축의 이방성을 가지며, 바이어스 자기장(H_b)의 존재하에서의 교류 신호 버스트에 의해 구동되면, 0과 10 Oe사이의 H_b의 범위내의 상기 바이어스 자기장(H_b)에 대해서 최대로 얻을 수 있는 진폭의 약 50%인 최소 진폭을 가지는 상기 공명 주파수에서의 신호를 생성한다.

Description

공명기 및 그 제조 방법, 상기 공명기를 포함하는 시스템 장치 및 그 제조 방법 {RESONATOR AND METHOD OF MAKING THE SAME, SYSTEM OF APPARATUSES INCLUDING SAID RESONATOR AND METHOD OF MAKING THE SYSTEM OF APPARATUSES}

본 발명은 자기기계 전자식 도난 방지 시스템(magnetomechanical electronic article surveillance system)에 사용되는 마커에 사용하기 위한 비정질 자기변형(magnetostrictive) 합금, 특히 코발트 함량이 낮거나 없는 비정질 자기변형 합금에 관한 것이다. 또한 본 발명은 공명기(resonator)를 만들도록 이런 자기변형 합금을 어닐링하는 방법 및 이런 공명기를 사용하는 마커를 제조하는 방법 및 이런 마커를 사용하는 자기기계 전자식 도난 방지 시스템에 관한 것이다.

다양한 형태의 전자식 도난 방지 시스템은 상점 내의 상품과 같이 도난으로부터 보호되어야 할 제품에 부착되어 있는 마커 또는 태그를 사용하는 일반적인 특성을 가지는 것으로 알려져 있다. 제품이 정당하게 구입될 때, 마커는 제품에서 제거되거나 활성 상태에서 비활성 상태로 전환될 수 있다. 이런 시스템은 보통 상점의 모든 출구에 놓여 있는 검사 장치를 사용하며, 활성 마커가 검사 장치를 통과하면, 이것이 검사 시스템에 의해 검출되어 알람이 울리게 된다.

또 다른 형태의 전자식 도난 방지 시스템이 개발되어 있으며, 이는 자기기계식 시스템(magnetomechanical system)으로 알려져 있다. 이런 시스템은 예들 들어 미국 특허 제 4,510,489 호에 기술되어 있다. 이 형태의 시스템에서, 마커는 공명기로서 알려진 자기변형 재료로 된 부품으로 구성되어 있으며, 바이어싱 소자로 알려진, 자화가능한 재료의 스트립에 인접해 배치되어 있다. (반드시 그런 것은 아니지만) 일반적으로 공명기는 비정질 강자성 재료로 구성되어 있으며 바이어싱 소자는 결정형 강자성 재료로 구성되어 있다. 마커는 바이어스 소자를 자화함으로써 활성되고 바이어스 소자를 탈자화함으로써 비활성된다.

이런 자기기계식 시스템에서, 검출기 장치는 58kHz와 같은 저 무선 주파수 영역 내의 주파수에서 RF 버스트(burst) 형태의 펄스를 송신하는 송신기를 포함한다. 펄스(버스트)는 연속적인 펄스 사이의 포즈(pause)와 함께, 예를 들어 60Hz의 반복 속도로 방출(송신)된다. 검출기 장치는 송신기와 동시에 작동(게이트)되는 수신기를 포함하므로, 수신기는 송신기에 의해 방출된 펄스 사이의 포즈 동안에만 활성된다. 수신기는 펄스 사이의 이들 포즈에서 아무 것도 검출하지 않을 것으로 "예상"된다. 활성 마커가 송신기와 수신기 사이에 존재하는 경우에, 공명기는 송신된 펄스에 의해 작동하여, 위의 예에서의 송신기 주파수, 즉 58kHz로 기계적 진동을 일으키게 될 것이다. 공명기는 지수함수형 붕괴 시간("링-다운 시간(ring-down time)")을 가지고 공명기 주파수로 "울리는(rings)" 신호를 방출한다. 활성 마커가 송신기와 수신기 사이에 존재하면, 활성 마커에 의해 방출된 신호는 전송된 펄스들 사이의 포즈 에서 수신기에 의해서 검출되며 따라서 수신기는 알람을 울린다. 오류 알람을 최소화하기 위해서, 검출기는 대개 적어도 두 개, 적절하게는 4개의 연속적인 포즈들 내의 신호를 검출해야 한다.

조파 시스템(harmonic system) 및 자기기계식 시스템 모두가 상용 환경에 존재하므로, 한 형태의 시스템에서 작동하도록 설계된 마커가 다른 형태의 시스템에서는 오류 알람을 발생시키는 "오염(pollution)"으로 알려진 문제가 있다. 이것의 대부분은 흔히 조파 시스템에서 오류 알람을 울리는 종래 마커를 자기기계식 시스템에서 사용하고자 할 때 발생한다. 이것은 상술한 바와 같이 조파 시스템의 마커가 비선형 B-H 루프를 가짐으로써 검출 가능한 조파를 만들기 때문에 야기된다. 선형 B-H 루프를 갖는 마커는 조파 도난 방지 시스템에서는 보이지 않는다. 그러나, 비선형 B-H 루프는 자기 재료에 의해 나타난 "정상" 형태의 B-H 루프이며; 선형 B-H 루프를 가지는 재료를 만들기 위해서는 특별한 과정을 취해야 한다. 비정질 자기변형 재료는 이런 선형 B-H 루프에 대해서 설명하는 미국 특허 제 5,628,840 호에 공지되어 있다. 그러나, 이 재료는 여전히 링-다운 시간이 상당히 긴 문제점이 있으며, 이에 따라 재료로부터의 신호와 위조 RF원과의 구별이 어려워진다.

자기기계식 도난 방지 시스템 내의 마커에서 사용하기 위한 공명기의 추가의 바람직한 특성은 공명기의 공명 주파수가 바이어스 소자에 의해 발생된 예비 자화 자기장(필드) 강도의 의존성이 낮다는 것이다. 바이어스 재료는 마커를 활성 및 비활성하는데 사용되며, 따라서 쉽게 자화 및 탈자화될 수 있다. 바이어스 소자가 마커를 활성하기 위해서 자화되면, 바이어스 소자에 의해 생긴 자기장의 정확한 강도는 보장될 수 없다. 그러므로, 적어도 지정된 자기장 강도 영역 내에서, 공명기의 공명 주파수가 다른 자화 자기장 강도에 대해 크게 변화하지 않는 것이 바람직하다. 이것은 df_r/dH_b가 작아야 된다는 의미이며, 여기서, f_r는 공명 주파수이고, H_b는 바이어스 소자에 의해 생성된 자화 자기장의 강도이다.

그러나, 마커의 비활성시, 공명 주파수의 매우 큰 변화가 자화 자기장의 제거시 일어나는 것이 바람직하다. 이것은 비활성 마커가 제품에 부착된 상태로 남아 있는 경우에도, 검출기 장치가 검출하도록 설계되어 있는 공명 주파수로부터 멀리 떨어진 공명 주파수에서 적어도 공명하게 할 것이다.

마지막으로, 공명기를 만드는데 사용된 재료는 공명기 재료가 대량으로 처리될 수 있도록 허용하는 기계적 성질을 가져야 하며, 상기 대량 처리는 대개 자기특성을 셋팅(setting)하기 위한 열처리(어닐링)를 포함한다. 이것은 비정질 금속이 대개 연속적인 리본으로서 주조되기 때문에, 리본이 연속적인 어닐링 챔버 내에서 처리될 수 있도록 충분한 연성을 가지고 있어야 한다는 의미이고, 리본이 어닐링 챔버를 통과될 때 공급 릴로부터 언롤링(풀려짐)되어야 하고 가능하게는 어닐링 후 재감김되어야 한다는 의미이다. 특히, 어닐링된 리본이 대개 작은 스트립으로 절단되고 이 스트립을 마커로 만들기 때문에, 재료는 취성이 너무 높아서는 안되고, 어닐링 공정에 의해 한번 셋팅된 자기 성질은 재료의 절단으로 변경되거나 나빠져서는 안된다는 것을 의미한다.

일반적인 비정질 금속 분야에서 다수의 합금 조성물이 알려져 있고, 다수의 비정질 합금 조성물도 상술한 형태의 양자의 도난 방지 시스템에서의 사용을 위해 제안되어 왔다.

미국 특허 제 5,469,489 호에 대응하는 PCT 출원 공개번호 제 WO 96/32731호 및 제 WO 96/32518호는 식 Co_aFe_bNi_cM_dB_eSi_fC_g를 필수 구성요소로 하여 이루어지는 유리상 금속 합금(glassy metal alloy)을 개시하며, 여기서 M은 몰리브덴 및 크롬으로부터 선택되고, a, b, c, d, e, f 및 g는 원자%이고, a는 약 40 내지 43% 범위, b는 약 35 내지 42% 범위, c는 약 0 내지 5% 범위, d는 약 0 내지 3% 범위, e는 약 10 내지 25% 범위, f는 약 0 내지 15% 범위이고 g는 약 0 내지 2% 범위이다. 합금은 급속 응고에 의해 리본으로 주조되고, 자기적 성질을 강화하기 위해서 어닐링되고, 자기기계식으로 활성된 도난 방지 시스템에 사용하도록 특별히 맞추어진 마커로서 형성될 수 있다. 마커는 주파수 영역에서 상대적인 선형 자화 응답성에 의해 특징지어지며 조파 마커 시스템은 자기적으로 작동한다. 마커에 대해 검출된 전압 크기는 크고, 기계적 공명과 조파 재발광(harmonic re-radiance)에 근거한 도난 방지 시스템 사이의 간섭은 방지된다.

미국 특허 제 5,469,140호에는 횡방향 포화 자기장을 가하면서, 열처리되는 비정질 자기 합금의 리본형 스트립이 공지되어 있다. 처리된 스트립은 펄스화된 호출 신호 도난 방지 시스템용 마커에 사용된다. 스트립에 대한 양호한 재료는 철, 코발트, 실리콘 및 붕소로 형성되며, 코발트의 비율은 30원자%를 초과한다.

미국 특허 제 5,252,144 호에는 다양한 자기변형 합금이 이들의 링 다운 특성을 개선하도록 어닐링될 것이 제안되어 있다. 그러나 이 특허에는 가열하는 동안 자기장을 인가하는 것은 개시되어 있지 않다.

상술한 특성의 가장 바람직한 형태와 조합을 얻는 (즉 상술한 특성 모두가 최적화되기 위해서는) 많은 합금 조성물은 비교적 많은 양의 코발트를 포함하고 있다. 비정질 재료를 제조하기 위해 합금 조성물 내에 흔히 사용되는 원료 중에는 코발트가 가장 비싸다. 이에 따라 코발트 함량이 상당히 높은 합금 조성물로 만든 비정질 금속 제품은 비싸다. 도난 방지 시스템 분야, 특히 자기기계식 도난 방지 시스템의 분야에서, 코발트 함량이 상당히 낮거나 없어, 가격이 상대적으로 낮은 제품 마커 내의 공명기를 형성하도록 작용할 수 있는 비정질 합금이 필요하다. 그러나, 코발트 함량이 낮거나 코발트가 없음에 따라 상술한 합금의 자기 및 기계적 성질이 크게 나쁘게 되어서는 안된다.

비정질 합금은 흔히 "원료" 형태로 리본으로서 주조되고 계속해서 원료 리본에 바람직한 자기 성질을 특별히 설정하도록 맞추어진다. 통상적으로, 이런 처리는 리본을 챔버 내에서 어닐링하는 동시에 자기장을 받게 하는 단계를 포함한다. 가장 흔하게, 자기장은 리본에 대해서 횡방향으로, 즉 리본의 길이방향 축(가장 긴 축)에 대해서 수직 방향으로 그리고 리본의 평면 내로 방향이 정해진다. 그러나, 리본 또는 스트립의 평면에 수직으로 방향이 정해지는 자기장, 즉 리본 또는 스트립의 수직인 평탄면에 평행한 방향을 가지는 자기장에서 합금을 처리하면서 비정질 금속 합금을 어닐링 하는 것은 알려져 있다. 이 방법의 어닐링은 미국 특허 제 4,268,325호에 공지되어 있다. 코발트가 없는 많은 합금이 여기에 공지되어 있을 지라도, 다수의 코발트 함유 합금도 기재되어 있다. 미국 특허 제 4,268,325호에 제공되어 있는 코발트 함유 합금 조성물의 특정예들 중에서, 가장 낮은 코발트 함량은 15원자%이고 코발트 함량이 74원자% 만큼 높은 다른 예들도 있다. 특히, 이러한 특허에 공지되어 있는 일반화된 식은 코발트 함유 합금이고, 약 40 내지 80원자% 범위의 코발트를 함유하는 것으로 설명되어 있다. 이 특허에 따라서 형성된 합금의 자기 성질중 단지 약간의 상세한 설명이 여기에 기술되어 있으나, 이런 합금에 대한 예시적인 B-H 루프가 도시되어 있다. 비선형인 B-H 루프를 근거하면, 이 특허에서 개시된 합금은 조파 도난 방지 시스템에만 전용으로 사용하기에 적합한 것이었다. 이들 일부의 합금이 자기변형 성질을 나타내지 않을지라도, 이들은 상술한 비선형 B-H 루프를 여전히 나타내고 있으므로, 상술한 오염의 문제점을 해결하지 못하고 있다.

본 발명의 목적은 종래의 공명기보다 낮은 비용으로 자기기계 전자식 도난 방지 시스템에서 사용하기 적합한 성질을 가지는 공명기를 제조하기 위해서, 비정질 자기변형 합금과 이를 처리하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 조파 도난 방지 시스템에서 나타나지 않는 이런 공명기를 구현하는 마커를 제조하기 위해 충분한 선형 자기 거동을 나타내는 비정질 자기변형 합금을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 자기기계 전자식 도난 방지 시스템에 사용하기 적합한, 이런 공명기를 구현하는 마커를 제공하고, 이런 마크를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비정질 자기변형 합금으로 구성된 공명기를 가지는 저 비용 마커로 작동 가능한 자기기계 전자식 도난 방지 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적은 공명기, 이런 공명기를 구현하는 마커와 이런 마커를 이용하는 자기기계 전자식 도난 방지 시스템으로 성취되며, 여기서 공명기는 코발트 함량이 낮은 비정질 자기변형 합금으로 구성되고 원료 비정질 자기변형 합금은 리본 또는 스트립 형태로 어닐링된다. 공명기는 자기장 강도(H_min)에서 최소인 공명 주파수(f_r)를 가지며, 적어도 약 0.8 H_min인 자기장 강도까지 선형인 B-H 루프를 가지며 적어도 H_min만큼 큰 이방성 자기장 강도(H_k)를 가지는 스트립의 평면에 수직인 단축(單軸)의 이방성을 가진다.

본 발명의 공명기 내의 상술한 단축의 이방성은 두 개의 성분, 즉 방향과 크기 성분을 가진다. 방향 즉 스트립의 평면에 수직인 방향은 어닐링 공정에 의해 설정된다. 이 방향은 리본 또는 스트립의 평면에 실질적으로 수직으로 방향이 정해지고 그 평면으로부터 벗어나게(비횡방향(non-transverse) 자기장으로) 방향이 정해지는 자기장의 존재 하에서 리본 또는 스트립을 어닐링함으로써 설정되거나, 상부 및 하부로부터, 각각 스트립 또는 리본 두께의 약 10%의 깊이까지, 리본 또는 스트립으로 결정성(crystallinity)을 도입함으로써 설정될 수 있다. 그러므로, 여기서 사용한 바와 같이, "비정질"(공명기에 언급할 때)은 최소 약 80% 비정질(공명기를 그의 평면에 수직인 단면으로 볼 때)을 의미한다.

이방성 자기장 강도(크기)는 어닐링 공정과 합금 조성물의 조합에 의해 설정되며, 크기의 정도는 주로 합금 조성물을 조정함므로써 변경(조정)되며, 그리고 나서 평균(공칭(nominal)) 크기로부터의 변경은 정상값의 약 ±40% 내에서 성취 가능하다.

여기서 사용한 바와 같이, "저코발트 함량"이라는 용어에는 0원자%, 즉 코발트가 없는 조성물이 포함된다. 상술한 바와 같이 어닐링될 때, 자기기계 전자식 도난 방지 시스템 내의 마커로서 사용하기에 바람직한 성질을 가지는 공명기를 제조하는 합금 조성물에 대한 양호한 일반 식은 다음과 같다:

Fe_aCo_bNi_cSi_xB_yM_z

여기서, a, b, c, x, y 및 z는 원자%이고, M은 C, P, Ge, Nb 및/또는 Mo과 같은 하나 이상의 유리 형성 촉진 원소, 및/또는 Cr 및/또는 Mn과 같은 하나 이상의 전이 금속이며,

a + b + c > 75

a > 15

0 < b < 20

c > 5

0 < z < 3

x와 y는 나머지이므로, a + b + c + x + y +z = 100이다. (상술한 범위 지정값과 여기의 여러 곳에서 사용된 바와 같은, 모든 수치 하한 및 상한 지정값은 그 지정값 자체를 포함하며 또 그 앞에 "약"이라는 단어가 붙은 것으로 해석되어야 한다. 즉 문자적으로 특정된 지정값에서의 작은 변동은 허용될 수 있다). 상술한 조성물을 가진 합금의 공명기는, 바이어스 자기장의 존재 하에서 공명 주파수에서 기계적으로 진동하도록 여기될 때, 리본의 평면에 수직인 자기장에서의 어닐링 후 높은 초기 진폭을 가진 신호를 방출하며, 처리된 합금(공명기)의 공명 주파수는 예비 자화 자기장의 변화에 의해 최소 변화를 나타낸다.

본 발명에 따라서 만들어진 공명기는 조파 안전 시스템(harmonic security system) 내에서 알람을 울릴 가능성은 사실상 없다. 그 이유는 공명기가 조파 도난 방지 시스템에 나타나지 않는 공명기를 제조하기 위해, 리본 또는 스트립의 평면에 수직인 자기장 내에서 상술한 어닐링을 함으로써 설정되는, 약 4∼5Oe 범위의 자기장 강도까지 충분한 선형 자기 거동(즉 B-H 루프 내에 현저한 "킹크(kink)"가 없는)을 가지기 때문이다. 또한 오염 문제를 해결하는데 기여하는 것은 본 발명에 따라서 만들어진 공명기가, 예비 자화 자기장이 제거될 때, 즉 활성 상태로부터 비활성 상태로 전환될 때 적어도 1.2 kHz만큼 변하는 공명 주파수를 가진다는 것이다.

본 발명에 따라서 만들어진 공명기에 대해서, H_min은 약 5와 약 8 Oe사이의 범위이고, 이방성 자기장(H_k)는 최소 약 6 Oe이다. 통상적으로 H_min은 약 0.8H_k이다.

본 발명에 따라서 만들어진 공명기는, 약 4와 8Oe 사이의 범위의 예비자화 자기장 강도(H_b) 내에서 약 400Hz/Oe 보다 적은, 즉 ┃df_r/dH_b┃ < 400 Hz/Oe인 양만큼 변하는 공명 주파수(f_r)를 가진다. 양호한 실시예에서, 예비자화 자기장 강도에 대한 공명 주파수의 의존성은 0에 가깝다.

상술한 공명기는 리본 형태와 같은 합금을 가열하면서 (주조한 그대로의) 원료 합금을 수직인 비횡방향 자기장을 받게 함으로써 형성된다. 리본의 가열은 예들 들어 전류를 리본에 통과시킴으로써 달성될 수 있다. 양호하게, 리본의 열처리는 약 250℃와 430℃ 사이의 온도 범위내에서 일어나고 열처리는 1분 이하로 지속된다.

조성물의 다른 실시예에서, 합금은 10원자% 보다 적은 코발트 함량을 가지며 또 다른 실시예에서 합금은 10원자% 이상의 니켈 함량과 4원자% 이하의 코발트 함량을 가진다. 또 다른 실시예에서 합금은 30원자% 이하의 철 함량과 30원자% 이상의 니켈 함량을 가진다. 또 다른 실시예에서는 a + b + c > 79이다.

상술한 바와 같이 원료 비정질 합금은 비정질 금속 리본의 평면에 수직인 자기장 내에서 주조한 후 어닐링하는 것이 바람직하지만, 자기기계식 도난 방지 시스템에 바람직한 상술한 자기적 성질은, 비스듬하게 향한 자기장, 즉 비정질 리본 또는 스트립 평면의 방향을 가지지만 리본의 길이방향 축(가장 긴 방향)에 대해서 90도 어긋난 각도의 자기장 존재 하에서 비정질 리본을 어닐링함으로써 얻어질 수도 있다. 수직 자기장와 비스듬한 자기장이 조합(벡터 합)된 자기장에서의 어닐링도 사용될 수 있다.

자기기계식 도난 방지 시스템에서 사용하기 위한 마커는 강자성 재료로 이루어진 바이어스 소자에 인접한 하우징 내에 포함된, 상술한 식 및 성질을 가지는 합금으로 구성된 공명기를 가진다. 이런 마커는 예정된 주파수에서 연속적인 RF 버스트를 방출하고 버스트 사이에 포즈를 가진 송신기와, 예정된 주파수에서 신호를 검출하도록 변조되는 검출기와, 수신기 회로가 버스트 사이 포즈 내의 예정된 주파수에서 신호를 찾기 위해서 활성되도록 송신기 회로와 수신기 회로의 작동을 동기화하는 동기화 회로와, 연속적인 펄스 사이의 포즈 중 하나 이상 내에, 마커로부터 시작하는 것으로 확인되는 신호를 검출기 회로가 검출하면 울리는 알람을 포함하는 자기기계식 도난 방지 시스템에 사용하기에 적합하다. 알람은 신호가 검출되고 이것이 하나 이상의 포즈 내에서 마커로부터 시작하는 것으로 확인될 때에 울리는 것이 적절하다.

도 1은 개략적으로 도시한 자기기계식 도난 방지 시스템에서의 본 발명의 원리에 따라서 만들어진 공명기를 가진 마커를 도시한 것으로, 내부 부품을 도시하도록 부분적으로 절취한 하우징의 상부를 가지는 도면이며,

도 2a 및 도 2b는 각각 B-H 루프와, 주조 형태, 즉 어떠한 처리도 하지 않은 종래의 비정질 합금의 예비 자화 자기장에 대한 신호 진폭과 공명 주파수의 관계를 도시하는 도면이며,

도 3a 및 도 3b는 각각 B-H 루프와, 횡방향 자기장내에서 어닐링된 종래의 비정질 합금의 예비 자화 자기장에 대한 신호 진폭과 공명 주파수의 의존성을 도시하는 도면이며,

도 4는 본 발명에 따른 수직 자기장 및 본 발명에 따르지 않은 횡방향 자기장 양자에서 어닐링된, 본 발명에 따른 제 1 예의 합금 조성물에 대한 B-H 루프를 도시하는 도면이며,

도 5는 본 발명에 따른 수직 자기장 및 본 발명에 따르지 않은 횡방향 자기장 양자에서 어닐링된, 본 발명에 따른 제 2 예의 합금 조성물에 대한 B-H 루프를 도시하는 도면이며,

도 6은 수직 자기장에서의 어닐링 후 도 4의 합금에 대한 신호 진폭과 공명 주파수의 의존성을 도시하는 도면이며,

도 7은 수직 자기장에서의 어닐링 후 도 5의 합금의 바이어스 자기장에 대한 신호 진폭과 공명 주파수의 각 의존성을 도시하는 도면이며,

도 8은 본 발명에 따르지 않은 횡방향 자기장에서의 어닐링시, 도 4 및 도 6의 합금의 바이어스 자기장에 대한 신호 진폭과 공명 주파수의 각 의존성을 도시하는 도면이며,

도 9는 본 발명에 따르지 않은 횡방향 자기장에서의 어닐링시, 도 5 및 도 7의 합금의 신호 진폭과 공명 주파수의 각 의존성을 도시하는 도면이며,

도 10a 및 도 10b는 각각 본 발명의 원리에 따른 어닐링 공정의 제 1 실시예의 측면도 및 단부도이며,

도 11a 및 도 11b는 각각 본 발명의 원리에 따른 어닐링 공정의 제 2 실시예의 단부도 및 상부도이며,

도 12는 본 발명에 따른 수직 자기장에서 어닐링된 예시적인 합금 조성물 Fe₄₀Co₂Ni₄₀Si₅B₁₃에 대한 B-H 루프를 도시하는 도면이며,

도 13은 수직 자기장에서의 어닐링 후 예시적인 합금 Fe₄₀Co₂Ni₄₀Si₅B₁₃의 신호 진폭과 공명 주파수의 각 의존성을 도시하는 도면이며,

도 14는 본 발명에 따르지 않은 횡방향 자기장에서의 어닐링 후 예시적인 합금 Fe₄₀Co₂Ni₄₀Si₅B₁₃의 신호 진폭과 공명 주파수의 각 의존성을 도시하는 도면이며,

도 15는 수직 자기장에서의 매우 간단한 어닐링 후 예시적인 합금 Fe₄₀Co₂Ni₄₀Si₅B₁₃의 신호 진폭과 공명 주파수의 각 의존성을 도시하는 도면이다.

도 1은 공명기(3)와 자기 바이어스 소자(4)를 포함하는 하우징(2)을 가진 마커(1)를 사용하는 자기기계 전자식 도난 방지 시스템을 도시한다. 공명기(3)는 아래의 식을 따른 조성물을 가진 어닐링된 비정질 자기변형 금속의 리본에서 절단된다.

Fe_aCo_bNi_cSi_xB_yM_z

a + b + c > 75

a > 15

0 < b < 20

c > 5

0 < z < 3이다.

x와 y가 나머지를 구성하므로, a + b + c + x + y + z = 100이다. 공명기(3)를 제조하도록 어닐링되고 절단되는 비정질 리본은 리본의 평면에 수직, 즉 리본에 수직인 표면에 평행한 방향을 가진 자기장의 존재 하에서 어닐링된다. 기계적으로 진동하도록 아래에 기술한 바와 같이 여기될 때, 공명기(3)는 높은 초기 진폭을 가진 공명 주파수에서 신호를 발생하고, 도 1에 도시한 자기기계 전자식 도난 방지 시스템내에서 이를 높은 신뢰도로 검출한다.

조성물의 다른 실시예에서, 합금은 코발트 함량이 10원자%보다 낮으며, 또 다른 실시예에서 합금은 10원자% 이상의 니켈 함량과 4원자%보다 낮은 코발트 함량을 가진다. 또 다른 실시예에서 합금은 30원자%보다 낮은 철 함량과 30원자%보다 높은 니켈 함량을 가진다. 또 다른 실시예에서는 a + b + c > 79이다.

마커(1)는 자기 바이어스 소자가 통상적으로 1과 6 Oe 범위로 본 목적에 적합하게 자화되고, 공명기(3)가 적어도 약 4-5 Oe까지의 범위에서 선형 자기 거동, 즉 선형 B-H 루프를 가질 때 활성 상태이며, 이것은 수직 자기장에서의 상술한 어닐링에 의해 설정된다. 더욱이, 공명기(3)의 공명 주파수(f_r)는 자기 바이어스 소자(4)에 의해 생긴 자기장이 제거될 때 즉, 자기 바이어스 소자(4)가 마커(1)를 비활성화하기 위해서 탈자화할 때 1.2 kHz 이상으로 변한다. 공명기(3)의 공명 주파수(f_r)는 소정의 자기장 강도에서 최소를 가지며, 여기서 이를 H_min으로 표시한다. 공명기(3)의 B-H 루프는 약 0.8H_min까지의 자기장 강도에서 선형이고 적어도 H_min 만큼 크고 H_min보다 클 수 있는 이방성 자기장 강도(H_k)를 가진다. 이방성 자기장 강도(H_k)는 최소 약 6 Oe이다. 통상적으로 H_min은 약 0.8H_k이다. 그러므로, H_min은 약 5와 약 8 Oe사이의 범위일 것이다. 본 발명의 공명기(3)의 공명 주파수(f_r)는 자기 바이어스 소자(4)에 의해 만들어진 바이어스 자기장(H_b)의 변화에 따라서 최소 량만큼, 적합하게 약 400 Hz/Oe 이하 만큼 변화하며, 어떤 경우에는 이런 변화가 0에 가깝게 나타날 수 있다.

도 1에 도시한 자기기계식 도난 방지 시스템은 종래 방식으로 작동한다. 시스템은 마커(1) 외에, 연속 버스트 사이의 포즈로, 예들 들어 60Hz의 반복 속도로 58kHz와 같은 예정된 주파수에서 RF버스트를 방출(송신)하는 코일 또는 안테나(6)를 가진 송신기 회로(5)를 포함한다. 송신기 회로(5)는 동기화 회로(9)에 의해 상술한 RF버스트를 방출하도록 제어되고, 또한 동기화 회로(9)는 수신 코일 또는 안테나(8)를 가진 수신기 회로(7)를 제어한다. 송신기 회로(5)가 활성될 때 활성 마커(1)(즉, 자화된 바이어스 소자(4)를 가지는 마커)가 코일(6, 8)사이에 존재하면, 코일(6)에 의해 방출된 RF 버스트는 공명기(3)를 58kHz(이 예에서)의 공명 주파수에서 진동하도록 구동시켜, 지수적으로 감쇠하는, 초기의 높은 진폭을 가진 신호를 발생한다.

동기화 회로(9)는 수신기 회로(7)를 활성하여 제 1 및 제 2 검출창 내에 (이 예에서는) 58kHz인 예정 주파수에서 신호를 찾도록 수신기 회로(7)를 제어한다. 통상적으로, 동기화 회로(9)는 약 1.6ms의 지속시간을 가지는 RF 버스트를 방출하도록 송신기 회로(5)를 제어할 것이며, 이 경우에, 동기화 회로(9)는 RF 버스트 단부후 약 0.4ms에서 시작하는 약 1.7ms 지속 시간의 제 1 검출창 내에서 수신기 회로(7)를 활성화할 것이다. 제 1 검출창 동안, 수신기 회로(7)는 58kHz와 같은 예정 주파수에서, 존재하는 임의의 신호를 통합한다. 제 2 검출창으로부터의 통합된 신호와 신뢰성 있게 비교될 수 있도록 제 1 검출창에서의 통합 결과를 만들기 위해서, 마커(1)에 의해 방출된 신호는, 존재할 경우, 상당히 높은 진폭을 가져야 한다.

본 발명에 따라서 만들어진 공명기(3)가 18 mOe에서 송신기 회로(5)에 의해 구동되면, 수신기 코일(8)은 100 권선수의 폐쇄-결합된 픽업 코일이고, 신호 진폭은 약 1.6ms 지속시간의 a.c. 여기 버스트 후 약 1ms에서 측정되고 제 1 검출창에서 약 40mV의 진폭을 생성한다. 일반적으로, A1

N ㆍWㆍH_ac이며, 여기서 N은 수신기 코일의 권선수이고, W는 공명기의 폭이고 H_ac는 여기(구동) 자기장의 자기장 강도이다. A1을 제조하는 이들 요소의 특정 조합은 중요하지 않다.

결국, 동기화 회로(9)는 수신기 회로(7)를 비활성하고, 그리고 나서 상술한 RF 버스트의 단부후 약 6ms에서 시작하는 제 2 검출창 동안 수신기 회로(7)를 재활성한다. 제 2 검출창 동안, 수신기 회로(7)는 다시 예정 주파수(58kHz)에서 적합한 진폭을 가진 신호를 찾는다. 마커(1)로부터 나오는 신호는 존재할 경우 감쇠 진폭을 가지는 것으로 알려져 있기 때문에, 수신기 회로(7)는 제 2 검출창 내에서 검출된 어느 58kHz 신호의 진폭과 제 1 검출창 내에서 검출된 신호의 진폭을 비교한다. 진폭차가 지수적으로 감쇠하는 신호의 것과 일치하면, 사실상 신호가 코일(6, 8) 사이에 존재하는 마커(1)로부터 나오고, 따라서 수신기 회로(7)가 알람(10)을 활성화시킨다.

이 방법은 마커(1)와 다른 RF원으로부터의 위조 RF 신호에 의해 오류 알람을 확실하게 피한다. 이런 위조 신호는 상당히 일정한 진폭을 나타낼 것이며, 그러므로 이런 신호가 제 1 및 제 2 검출창 각각 내에 통합되어도, 비교 표준과 일치하지 않고 수신기 회로(7)가 알람(10)을 울리지 못하게 할 것이다.

특히, 1.2kHz 이상인 바이어스 자기장(H_b)가 제거될 때 공명기(3)의 공명 주파수(f_r)의 상술한 큰 변화에 의해서, 마커(1)가 비활성될 때, 비활성이 완전히 효과적이지 않을 지라도, 마커(1)는 수신기 회로(7)가 변조되는 예정 공명 주파수에서, 송신기 회로(5)에 의해 여기되어도 신호를 방출하지 않을 것이다.

다양한 형태의 도난 방지 시스템에 사용된 종래의 비정질 재료와 이들의 자성을 조사할 때, 발명자는 예들 들어, 상술한 미국 특허 제 5,628,840호에 기술한 바와 같은 합금에 대한 약 6 Oe에서 400 Hz/Oe의 주파수 변경이 예들 들어 PCT출원 공개 제 WO 90/03652 호에 기술된 비선형 실시예의 주파수 변경의 값에 거의 대응하는 것에 주목했다.

그러나 또한 본 발명자는 도 1에 도시한 예의 실시예에 주목해서, 약 8Oe의 다소 다른 테스트 자기장 강도에서, 테스트 자기장 강도에 대한 공명 주파수(f_r)의 변화율, 즉┃df_r/dH_b┃는 0에 가까운 값으로 나타나지만, 적절한 신호 진폭은 여전히 존재함을 발견하였다. 이것은 예비자화 자기장 강도가 이런 공명기 내에 사용될 수 있으므로 ┃df_r/dH_b┃ = 0인 곳에 놓여지게 되는 것을 본 발명자가 인식할 수 있게 한다. 대안으로서, 바이어스 자기장을 개조하도록 스트립의 조성물 또는 기하학적 형상을 개조하여, ┃df_r/dH_b┃ = 0이 적용되는 곳이 표준 자기기계식 도난 방지 시스템 내에 적용되는 테스트 자기장 강도의 값, 예를 들어 6과 7Oe 사이의 자기장 강도에 대응하는 것으로 생각될 수 있다. 이에 따라 예들 들어, 지구 자기장 내에 포함되어 있는 공명기에서의 마커의 다른 방위에 의해서 또는 자기장(H_b)를 생성하는 강자성 바이어스 소자의 특성의 변동에 의해서 일어나는 것과 같은, 테스트 자기장 강도(바이어스 자기장 강도)의 변동에 매우 둔감한 공명 주파수를 가진 공명기가 얻어질 것이다. 종래 마커에서 얻어지는 것보다 변동 공명 주파수가 작은 마커는 자기기계 전자식 도난 방지 시스템 내 모니터링 영역 내에서 검출속도가 더 빠르게 될 것이다.

이후의 실험은 상술한 내용이 사실임을 보여주지만, 공명기의 성질은 크게 분산되며, 그 이유는 공명기의 성질이 제조 공정의 극소의 편차에 의해서 영향을 받기 때문이다. 더욱이, 상술한 오염의 단점은 여전히 남아 있으며, 즉 이런 시도에서는 경험적 공명기의 B-H 루프가 비선형이므로, 공명기가 조파 도난 방지 시스템에서 알람을 울리는 것으로 나타난다.

그리고 나서, 실험 샘플의 성질은 횡방향 자기장에서의 어닐링을 실시함으로써 개조되도록 시도된다. 그러나 도 3a 및 도 3b에 도시한 바와 같이, 이것은 ┃df_r/dH_b┃ = 0에서 매우 작게 되는 신호 진폭(A1)를 발생시켜, 신호 검출을 매우 어렵게 만든다. 이는 기본 특성과 관련된 문제로 보인다.

리본의 평면내에서 위치하고 리본의 길이방향 축선에 횡방향으로 배치된 자기장내에서 스트립을 열처리하지 않고, 그 대신에 리본의 길이방향에 수직이고 리본이 평면내에 위치하지 않는 방향으로 배향된 자기장 즉, 리본에 수직인 평면에 평행한 방향의 자기장내에서 리본을 열처리하는 경우에, 상당한 개선이 이루어진다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 식에 따른 여러 조성물을 가진 처리된 합금의 자기 거동(B-H 루프)을 도시한다. "주조한 그대로"의 합금의 각 샘플은 본 발명에 따른 수직 자기장의 존재 하에서 어닐링을 실시하고, 다른 샘플은 횡방향 자기장의 존재 하에서 어닐링을 실시한다. 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 두 형태의 어닐링은 실질적으로 선형의 자화 거동을 야기한다. 이것은 기대한 대로이다. 왜냐하면, 두 형태의 자화의 결과는 스트립이 절단되는 리본의 평면에 수직인 단축의 이방성을 만들고, 이것이 이런 선형 거동을 성취하는데 필수 조건이기 때문이다.

그러나, 예상치 못한 결과는 리본(스트립)의 평면에 수직인 단축의 이방성을 생성하도록 수직(비-횡방향) 자기장의 존재 하에서의 어닐링시 도 4 및 도 5에 지정된 합금에 의해 나타나는 자기탄성 성질이다. 이들 성질들은 각각 도 6 및 도 7의 두 조성물에 대해서 도시되어 있다. 도 3b에 도시한 종래의 횡방향 자기장 어닐링된 비정질 자기변형 재료에 의해 예시된 성질과 도 6 및 도 7을 비교함으로써 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 공명기(처리된 합금)는 공명 주파수가 최소, 즉 ┃df_r/dH_b┃

0인 위치점에 있을 때 여전히 충분히 높은 신호 진폭을 유지한다.

도 6 및 도 7에 도시한 결과를 만드는 공정에서 소오스를 테스트하기 위해서, 동일한 조성물의 다른 합금 샘플을 횡방향 자기장 내에서 어닐링함으로써 종래방식으로 처리한다. 이렇게 하면 도 8 및 도 9에 도시한 성질을 가진 공명기가 만들어진다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 겨우 검출 가능한 신호 진폭이 공명 주파수가 최소값을 가지는 위치점에 존재한다. 높은 신호 진폭은 단지 도 8 및 도 9에 도시한 곡선의 중심 부분 내에서만 발견될 수 있지만, 그 위치점에서는 자기장 강도에 따른 공명 주파수의 변화도는 매우 높다. 6.5 Oe에서, 예들 들어, 도 8에 도시한 처리된 합금은 ┃df_r/dH_b┃

1900 Hz/Oe 값을 나타내고, 도 9에 도시한 처리된 합금은 이 위치점에서 낮은 값을 나타내지만, 여전히 약 1600 Hz/Oe를 유지한다.

더욱이, 도 3b에서 알 수 있듯이, 종래의 어닐링된 합금은 ┃df_r/dH_b┃

640 Hz/Oe의 낮은 값을 나타내지만 15원자%의 코발트 함량을 가진다. 이것은 도 8 및 도 9에 나타난 값보다 더 좋은 값이므로, 종래의 횡방향 자기장 어닐링을 사용할 때, ┃df_r/dH_b┃의 값을 감소하기 위해서 보다 높은 코발트 함량이 필요하다는 것을 설명하고 있다.

그러나, 상술한 바와 같이, 코발트 함량이 낮거나 코발트가 없는 합금을 수직(비횡방향) 자기장의 존재 하에서 열처리를 받게 함으로써, 선형 B-H 루프를 설정하고 동시에 분명히 400 Hz/Oe 아래인 저 주파수 의존성을 달성할 수 있고, 심지어 신호 진폭의 큰 손실 없이 0에 가깝게 만들 수 있다. 동시에, 1 kHz보다 휠씬 큰 공명 주파수(f_r)의 매우 높은 변화는 예비자화 자기장이 제거될 때, 즉 본 방법으로 처리된 비정질 자기변형 합금으로 구성된 공명기를 구현하는 마커가 비활성화될 때 달성된다.

전술한 바와 같이, 코발트를 전혀 사용하지 않거나, 매우 적은 양의 코발트를 사용하면, 원료비가 매우 낮아진다.

도시된 예에서 알 수 있듯이, 공명 주파수의 최소의 위치, 즉 ┃df_r/dH_b┃

0이 적용되는 자기장 강도의 위치는 합금 조성물 선택과 어닐링 시간과 어닐링 온도의 변화에 의해서 마음대로 정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 공명기에 대해서, 상술한 제로값이 놓이는 것이 중요한 통상적인 자기장 강도는 6과 7Oe 사이이다. 그러므로, 자기기계 전자식 도난 방지 시스템에 사용하고자 하는 공명기에 대해서, 합금 및 열처리는 6과 7Oe 사이에서 최소의 공명 주파수 변화를 일으키도록 설계되어 있다. 그러므로, 합금 조성물 Fe₃₅Co₅Ni₄₀Si₄B₁₆은 약 350℃에서 15분의 열처리 후 본 발명의 목적에 이상적으로 알맞다. 이러한 목적으로 약간 높은 ┃df_r/dH_b┃

0이 적용되는 자기장 강도의 값은 동일한 열처리 후 조성물 Fe₆₂Ni₂₀Si₂B₁₆의 경우에 발생한다. 그러나, 이 합금 조성물은 열처리의 지속시간을 단축함으로써 원하는 목표값 6-7Oe에 맞출 수 있다. 또한 열처리의 지속시간을 단축하면 경제적으로도 좋다. 열처리에 대해서 이상적인 바람직한 시간 범위는 수 초이다. 열처리 시간은 Si 함량을 낮추고 대응해서 Ni함량을 증가시킴으로써 감소되거나, 코발트를 약간 증가시킴으로써 가능하게 될 수도 있다.

전술한 도면들 모두에서 도시한 합금 샘플은 리본으로부터 절단된 스트립이고 폭 6mm, 길이 38mm 및 두께 약 20-30㎛이다. 도 3a와 도 3b의 샘플은 360℃에서 약 7초간 어닐링된다. 도 4 내지 도 9의 각각의 샘플은 350℃에서 15분 동안 어닐링된다.

또한 공명기로서 사용되는 스트립(처리된 리본으로부터 절단됨)의 길이를 약간 조절함으로써 공명기의 공명 주파수(f_r)를 원하는 값으로 설정할 수 있다. 공명 주파수(f_r)는 종래의 관계식, f_r = (0.5/L)*(E/D)^0.5에 의해 공명기의 길이에 관련되어 있으며, 여기서 L은 스트립 길이이고, E는 스트립의 영모듈이고, D는 스트립의 밀도이다. 본 발명의 공명기의 장점은 종래의 공명기와 동일한 길이의 스트립이 주어질 때, 본 발명의 공명기가 낮은 공명 주파수를 가진다는 것이다. 이것은 현재의 표준과 같이, 58kHz의 공명 주파수에서 기계적으로 진동하는 스트립을 얻기 위해서, 공명기를 형성하는 스트립이 종래의 공명기와 비교해서 20%까지 짧게 될 수 있으므로, 재료의 비용을 절약할 뿐만 아니라 보다 소형의 마커를 생산할 수 있게 된다는 의미이다.

물론, 다른 공명기는 여러 필요성에 맞추기 위해서, 다른 공명 주파수와 다른 자기장 강도에서 작동되게 설계될 수 있다.

수직 자기장의 존재 하에서의 어닐링과 조성물 선택을 조합한 본 발명의 효과적인 다른 예로서, 합금 조성물은 횡방향 자기장의 존재 하에서 통상적으로 어닐링될 때 자기기계식 도난 방지 시스템에서 사용하기 적합한 바람직한 성질을 가지지 못하는 것으로 종래 기술에서 언급된 조성물 중에서 선택되었다. 이 목적을 위해서, 조성물 Co₂Fe₄₀Ni₄₀B₁₃Si₅(상술한 미국 특허 제 5,628,840호의 표 II의 조성물 C)를 가지는 합금은 수직 자기장의 존재 하에서 어닐링된다. 미국 특허 제 5,628,840 호에 공지된 모든 합금은 횡방향 자기장의 존재 하에서 어닐링되는 것으로 기술되며, 미국 특허 제 5,628,840호의 칼럼 7, 50-53줄에서는, 주어진 타입의 어닐링에서, 합금 C가 공명 마커 시스템에서의 작동의 관점으로부터 바람직한 자기 성질을 갖도록 설정될 수 없다고 분명히 기재되어 있다.

이와 대조적으로, 상술한 본 발명의 식 내에 있는 합금 조성물이 본 발명에 따라서 수직 자기장의 존재 하에서 어닐링처리될 때, ┃df_r/dH_b┃ < 400Hz/Oe의 값을 나타내고 뿐만 아니라 공명 주파수가 최소에 접근하는 위치점에서 높은 초기 진폭을 생성함으로써, 자기기계식 도난 방지 시스템 내의 공명기로서 사용하기에 아주 적합하게 만든다. 특히, 본 발명에 따른 합금 조성물로부터 만든 공명기는 또한 바이어스 자기장이 제거될 때 공명 주파수에서의 상술한 큰 변화(1.2kHz이상)를 나타낸다.

이미 논의된 곡선과 비교가능한 합금 조성물에 대한 곡선은 도 12, 도 13 및 도 14에 도시되어 있다. 도 15는 다른 어닐링 실시예에서, 즉 단지 비횡방향 자기장에서의 매우 간단한 어닐링 후에 만들어진 합금에 대한 f_r과 A1의 각 의존성을 도시한다.

조사한 합금에 대한 어닐링 공정에서의 변화의 효과는 표 1 및 표 2에 도시되어 있다.

표 1: 조사한 합금 조성물의 예들

No.	조성물 원자%	J_s(T)	λ_s(ppm)
1	Fe₆₂Ni₂₀Si₂B₁₆	1.44	33
2	Fe₅₃Ni₃₀Si₁B₁₆	1.33	29
3	Fe₄₀Co₂Ni₄₀Si₅B₁₃	1.03	19
4	Fe₃₅Co₅Ni₄₀Si₄B₁₆	0.96	16

표 2는 수직 자기장 어닐링 후의 이방성 자기장(H_k), df/dH=0에서 바이어스 자기장(H_min), H_min에서 공명 주파수(f_r,min), H_min에서 신호 진폭(A1)(약 18mOe 피크 진폭의 1.6ms 긴 톤 버스트 여기 후 1ms) 및 H_min에서 Q를 도시한다. 배치 어닐링은 약 3kOe의 수직 자기장에서의 약 500 적층된 피이스(stacked piece)로 수행되며, 릴-투-릴 어닐링(reel-to reel annealing)은 약 10cm 길이의 균질 온도 영역을 가지는 오븐 내에서 약 10 kOe(전자석에 의해 형성됨)의 수직 자기장 내에서의 연속 스트립으로 수행된다. L은 공명기 길이이다. 리본 폭은 6mm이고 두께는 약 25㎛이다.

합금번호	어닐링처리	L(mm)	H_k(Oe)	H_min(Oe)	f_r,min(kHz)	A1(mV)	Q
1	15분 350℃ 배치	38.0	10.2	8.9	49.3	58	105
2	1.5m/분 350℃ 릴-투-릴	38.0	8.4	6.7	49.6	50	109
3	15분 300℃ 배치	38.0	9.2	7.8	52.5	77	181
3	0.5m/분 350℃ 릴-투-릴	38.0	6.6	5.4	51.3	58	131
3	0.5m/분 325℃ 릴-투-릴	38.0	6.5	4.8	52.5	62	149
3	0.5m/분 350℃ 릴-투-릴	33.6	7.2	5.8	58.1	51	147
3	0.5m/분 325℃ 릴-투-릴	34.4	6.9	5.0	58.2	50	148
4	15분 350℃ 배치	38.0	7.4	6.5	53.5	64	154

주목: 1m/분의 어닐링 속도는 약 6초의 짧은 어닐링 시간에 대응한다. 또는 노가 10cm 대신에 1m이면, 이것은 10m/분의 어닐링 속도에 대응할 것이다.

본 발명에 따른 어닐링 공정의 제 1 예는 도 10a 및 도 10b에 도시되어 있으며, 도 10a는 측면도이고 도 10b는 단부도이다. 도 10a 및 도 10b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 식 내의 조성물을 가진 비정질 리본(11)은 회전 공급릴(12)로부터 제거되어 어닐링 챔버(13)를 통과하고 권취릴(14)에 재감긴다. 어닐링 챔버(13)는 임의의 적당한 어닐링 노일 수 있으며, 리본(11)의 온도는 적합한 열원으로부터 직접 열을 가하거나 리본(11)을 통해 전류를 통과시키는 방식에 의해서 상승된다. 어닐링 챔버(13) 내에서, 리본(11)이 또한 개략적으로 도시한 자석 장치(15a, 15b)에 의해 생성된 자기장(B)을 받는다. 자기장(B)은 2000 Oe이상, 적합하게는 그 이상의 크기를 가지며, 리본(11)의 길이방향 축(가장 긴)에 수직이며, 리본(11)의 평면에 벗어나 있다. 즉, 자기장(B)은 리본(11)에 수직인 평탄한 표면에 평행하다. 리본(11)에 대한 자기장(B)의 기하학적 방향 설정은 또한 도 10b에 도시한 단부도에 도시되어 있다.

상술한 바와 같이, 자기기계식 도난 방지 시스템에 사용하기에 적합한 본 발명의 공명기를 만드는 상술한 자기 성질은 또한 리본(11)의 평면에서의 비횡방향 어닐링에 의해 만들 수 있다. 이를 성취하기 위한 어닐링 공정은 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있다. 어닐링 공정의 이 실시예에서, 자기장(B)은 리본(11)의 평면 내로 방향이 정해져 있지만, 리본(11)의 길이방향 축에 대해서 90도로부터 크게 이탈한 각도로 방향이 정해져 있다. 상술한 바와 같이, 리본의 평면 내에 있을 지라도 종래의 횡방향 어닐링은 항상 리본의 길이방향 축에 수직으로 방향이 정해진 자기장으로 이루어진다. 다르게 방향이 정해진 자석 장치(15c, 15d)는 도 11a 및 도 11b 내에 도시된 실시예에 사용된다.

도 10a, 도 10b, 도 11a 및 도 11b에 각각 도시된 자기장의 형태는 리본의 평면 내에 있고 리본의 길이방향 축에 대해서 90도 방향이 설정되어 있음을 의미하는 횡방향 자기장의 정의에 따라, 비횡방향 자기장으로서 설명될 수 있음이 일반적이다. 자기기계식 도난 방지 시스템에서 사용하기 위한 공명기에 적합한 상술한 자기 성질을 만들기 위해서, 도 11a 및 도 11b의 제 2예에서 도시한 비횡방향 자기장 어닐링은 단독으로 사용될 때, 도 10a 및 도 10b의 실시예의 수직 자기장 내에서의 어닐링 때에 정해진 것 보다 코발트 함량이 높은 합금에 수행되어야 한다. 그러므로, 수직과 비스듬한 자기장의 조합은 모든 조성물을 적합하게 조정하는데 사용될 수 있으며, 여기서 자기장이 생기는데 이 자기장은 도 10a 및 도 10b의 예에서 도시한 수직 자기장와 도 11a 및 도 11b의 예에서 도시한 비스듬한 자기장의 벡터 합이다.

다양한 개량과 변경이 당업자에 의해 제안될 수 있을지라도, 모든 개량과 변경은 여기서 설명된 특허 내에서 실시할 수 있다.

Claims

자기기계 전자식 도난 방지 시스템 내의 마커에 사용하기 위한 공명기로서,

조성 Fe_aCo_bNi_cSi_xB_yM_z를 가지는 비정질 자기변형 합금의 평면형 스트립을 포함하며, 여기서, a, b, c, x, y 및 z는 원자%이고, a + b + c + x + y + z = 100이고, a + b + c > 75, a > 15, b < 20, c > 5 및 z < 3이고,

상기 M은:

C, P, Ge, Nb, 및 Mo 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유리 형성 촉진 원소; 또는

하나 이상의 전이 금속; 또는

C, P, Ge, Nb, 및 Mo 로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유리 형성 촉진 원소 및 하나 이상의 전이 금속이며,

상기 비정질 자기변형 합금은 자기장 강도 H_min에서 최소인 공명 주파수 f_r을 가지고, 적어도 0.8 H_min의 최소 자기장 강도까지 선형인 B-H 루프와 상기 스트립의 평면에 수직이고 이방성 자기장 강도 H_k가 H_min이상인 단축(單軸)의 이방성을 가지며, 바이어스 자기장 H_b의 존재 하에서의 교류 신호 버스트에 의해 구동될 때, 0과 10 Oe사이의 H_b 범위 내의 상기 바이어스 자기장 H_b에 대해서 최대로 얻을 수 있는 진폭의 50% 이상인 진폭을 가지는 상기 공명 주파수에서 신호를 생성하는,

공명기.
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제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 전이 금속은 Cr 및 Mn으로 이루어지는 군으로부터 선택되는,

공명기.
제 1 항에 있어서, a + b + c > 79인,

공명기.
제 1 항에 있어서, b < 10인,

공명기.
제 5 항에 있어서, c > 10이고 b < 4인,

공명기.
제 1 항에 있어서, a < 30이고, c > 30인,

공명기.
제 1 항에 있어서, Fe₄₀Co₂Ni₄₀Si₁₅B₁₃의 조성을 가지는,

공명기.
제 1 항에 있어서, Fe₆₂Ni₂₀Si₂B₁₆의 조성을 가지는,

공명기.
제 1 항에 있어서, Fe₃₅Co₅Ni₄₀Si₄B₁₆의 조성을 가지는,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바이어스 자기장 H_b가 제거될 때 상기 공명 주파수 f_r이 1.2kHz 이상 만큼 변하는,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 6과 7 Oe 사이의 범위에서 ┃df_r/dH_b┃
0인,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, H_min이 5 내지 8 Oe 범위에 있는,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 H_min이 0.8 H_k인,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 H_k가 6 Oe 이상인,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 f_r이 5와 8 Oe사이의 H_b의 범위 내에서 H_b에 의존하여 400Hz/Oe 미만만큼 변하는,

공명기.
제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립의 평면에 수직이며 상기 평면으로부터 벗어나도록 방향이 정해진 자기장 내에서 상기 비정질 자기변형 합금의 상기 평면 스트립이 어닐링되는,

공명기.
자기기계 전자식 도난 방지 시스템 장치 내에 사용되는 마커로서,

바이어스 자기장 H_b를 형성하는 바이어스 소자;

상기 바이어스 소자 다음에 배치되고 제 1 항, 제 8 항, 제 9 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 공명기; 및

상기 바이어스 소자 및 상기 공명기를 둘러싸는 하우징을 포함하는,

마커.
ⅰ) 제 18 항에 따른 마커;

ⅱ) 상기 마커가 기계적으로 공명되고 공명 주파수에서 신호를 방출하도록 상기 마커를 여기시키는 송신기 수단;

ⅲ) 상기 공명 주파수에서 상기 공명기로부터의 상기 신호를 수신하여 통합시키는 수신기 수단;

ⅳ) 상기 수신기 수단 및 상기 송신기 수단에 연결되어, 상기 송신기 수단이 상기 마커를 여기시킨 후에 상기 공명 주파수의 신호를 검출하도록 상기 수신기 수단을 활성화시키는 동기화 수단, 및

ⅴ) 알람을 포함하며,

상기 수신기 수단은, 상기 공명기로부터의 공명 주파수 신호가 상기 수신기 수단에 의해 검출되면 상기 알람을 울리게 하는 수단을 포함하는,

자기기계 전자식 도난 방지 시스템 장치.
자기기계 전자식 도난 방지 시스템 장치에 사용되는 공명기의 제조 방법으로서,

제 1 항에 따른 공명기에 대해 명시된 조성을 가지는 비정질 자기변형 합금을 제공하는 단계; 및

평면형의 상기 비정질 자기변형 합금의 평면에 수직이고 상기 평면으로부터 벗어난 방향을 가진 자기장 내에서 상기 평면형 비정질 자기변형 합금을 어닐링하는 단계를 포함하는,

공명기의 제조 방법.
제 20 항에 있어서, 상기 평면형 비정질 자기변형 합금을 어닐링하는 단계는 상기 평면형 비정질 자기변형 합금을 250℃와 430℃ 사이의 온도 범위에서 1분 미만 동안 어닐링하는 단계를 포함하는,

공명기의 제조 방법.
자기기계 전자식 도난 방지 시스템 장치에 사용되는 공명기의 제조 방법으로서,

제 1 항에 따른 공명기에 대해 명시된 조성을 가지는 비정질 자기변형 합금을 제공하는 단계; 및

평면형 상기 비정질 자기변형 합금 평면에 수직한 자기장 및 경사진 자기장의 벡터 합인 방향을 가지는 자기장 내에서 상기 평면형 비정질 자기변형 합금을 어닐링하는 단계를 포함하는,

공명기의 제조 방법.
자기기계 전자식 도난 방지 시스템 장치에 사용되는 마커의 제조 방법으로서,

제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따라 공명기를 제조하는 단계;

바이어스 자기장 H_b를 생성하는 자화된 강자성 바이어스 소자 다음에 상기 공명기를 위치시키는 단계; 및

상기 공명기 및 상기 바이어스 소자를 하우징으로 둘러싸는 단계를 포함하는 마커의 제조 방법.
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