電子機器の性能向上を可能にする
金属ガラス材料の開発

高性能化が要求される電子部品

21世紀に入り、日本をはじめ先進諸国は、地球環境に配慮した持続可能な社会を実現しようとしています。電子機器の要である半導体や電池などについても、より高性能なものを目指して日々開発が進められ、その成果は次々と社会に還元されています。

ところが近年、新たな課題が見えてきました。 周辺の電子部品の性能が、高性能化された主要部分に追いつかなくなってきたのです。

新規材料「金属ガラス」の登場

「金属ガラス」は、アモルファス（非晶質）金属の一種です。アモルファス金属には強靱性、耐食性、軟磁性に優れ、電子部品の材料として非常に有用です。しかし、非晶質であるため製造時に急速な冷却が必要で、薄いリボン状にしか成形できないという欠点がありました。

その欠点を克服したのが金属ガラスです。この材料は、液体から固体になる過程で過冷却という一種の安定状態を通過するため、緩やかな冷却が可能となり、望みの形に加工成形することができます。

金属ガラスは1990年、東北大学金属材料研究所の井上明久教授（現 東北大学総長）らによって発見されました。アモルファス金属がある条件を満たす場合、金属ガラスとなります。その条件は、発見者の名前をとって「井上3原則※」と呼ばれています。

90年代中ごろ、アルプス電気磁気デバイス事業部は、新規材料を模索していました。事業部長の「良い製品は良い部品から、良い部品は良い材料から生まれる」という方針に従ったものです。当時から井上教授とは共同で研究を行い、人事交流もありました。その共同研究を加速させたのが、97年（平成9年度）から始まったNEDOプロジェクト「スーパーメタル－アモルファス構造制御材料創製技術（制御冷却技術）」です。

アモルファス金属は、結晶金属のような欠陥やすべり面（結晶粒界）がないため、強度と粘り（強靭性）にすぐれる（図1）。
アモルファス金属の一種である金属ガラスは、安定な過冷却液体状態を持つため、成形しやすい（図2）。

未知の能力を秘める「金属ガラス」

金属ガラスの形状としてまず検討したのは粉末です。バインダーで固めることで、どのような形にでも成形できると考えたからです。

金属粉を作るにはアトマイズ法が一般的で、これにはガスと水の2つの方法があります。水嶋グループマネージャーは、量産化を考えて、コストが低い「水アトマイズ法」を選びました。そして2年後、粒状の粉末が生産できるようになりました。これをバインダー樹脂で固め、ついにアルプス電気独自の金属ガラス「リカロイ™」が完成しました。

球状の「リカロイ™」はインダクター（コイル）や磁性シートなどに利用されます。とくに大電力、高周波数にも対応でき、「これらのニーズが高まっているので、リカロイ™に追い風が吹いています」と事業開発本部プロセス技術2部の小柴寿人主任技師は言います。

その後、球を押しつぶした扁平型も開発しました。リカロイ™「HMLXWシリーズ」はノイズ抑制用磁気シートとして、カーナビやワンセグチューナー、携帯電話などのノイズを低減します。また、リカロイ™「HMLXSシリーズ」はRFIDアンテナ感度補助用磁気シートとして、おサイフケータイ※やSuica※※などの誤作動を防ぎます。

リカロイ™は、NEDOプロジェクトによって用途を固定せず材料開発から始めたため、まだたくさんの用途が見込めます。水嶋グループマネージャーは「企業単独では決してできなかった」とNEDOプロジェクトを振り返ります。