JP2014204051A - Soft magnetic flat-particle powder, and magnetic sheet arranged by use thereof - Google Patents

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文宏 前澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide soft magnetic flat-particle powder for a magnetic sheet which has a high magnetic permeability and can be used for various electronic devices.SOLUTION: Soft magnetic flat-particle powder comprises 84.0-96.0 mass% of Fe, 3.0-8.5 mass% of Si, and 1.0-13.0 mass% of Al. The soft magnetic flat-particle powder satisfies the formula (1) below, and has an aspect ratio of 15 or larger. In addition, at least one element of Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni and Cu may be substituted for part of Fe within a range of 5.0% or less. 2Si%-Al%≤15.0 Formula (1).

Description

本発明は、各種の電子デバイスに用いられる、高透磁率を有する磁性シート用軟磁性扁平粉末およびこれを含有する磁性シートに関する。   The present invention relates to a soft magnetic flat powder for a magnetic sheet having a high magnetic permeability, which is used in various electronic devices, and a magnetic sheet containing the same.

従来より、軟磁性扁平粉末を含有する磁性シートは、電磁波吸収体、RFID(Radio Frequency Identification)用アンテナとして用いられてきた。また、近年では、デジタイザと呼ばれる位置検出装置にも用いられるようになってきている。このデジタイザには、例えば特開2011−22661号公報(特許文献1)に開示されているような電磁誘導型のものがあり、ペン形状の位置指示器の先に内蔵されるコイルより発信された高周波信号を、パネル状の位置検出器に内蔵されたループコイルにより読み取ることで指示位置を検出する。ここで、検出感度を高める目的で、ループコイルの背面には高周波信号の磁路となるシートが配置される。   Conventionally, a magnetic sheet containing a soft magnetic flat powder has been used as an electromagnetic wave absorber and an RFID (Radio Frequency Identification) antenna. In recent years, it has come to be used also for a position detection device called a digitizer. This digitizer includes an electromagnetic induction type as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-22661 (Patent Document 1), and is transmitted from a coil built in the tip of a pen-shaped position indicator. The indicated position is detected by reading the high-frequency signal with a loop coil built in the panel-shaped position detector. Here, for the purpose of increasing the detection sensitivity, a sheet serving as a magnetic path for the high-frequency signal is disposed on the back surface of the loop coil.

この磁路となるシートとしては、軟磁性扁平粉末を含有する磁性シートや、軟磁性アモルファス合金箔を貼り合わせたものなどが適用される。磁性シートを用いる場合は、検出パネル全体を1枚のシートに出来るため、アモルファス箔のような貼り合せ部での検出不良などがなく優れた均一性が得られる。   As the sheet serving as the magnetic path, a magnetic sheet containing a soft magnetic flat powder or a soft magnetic amorphous alloy foil bonded thereto is applied. In the case of using a magnetic sheet, the entire detection panel can be made into one sheet, so that excellent uniformity can be obtained without any detection failure at the bonded portion such as an amorphous foil.

デジタイザ機能はスマートフォンやノートPCなどへ適用されるが、このようなモバイル電子デバイスは小型化の要求が厳しく、磁路シートとして用いられる磁性シートにも薄肉化の要求が高い。このような薄肉化には、従来使用されてきた電磁波吸収体やRFID用アンテナ用磁性シートよりも、さらに高い透磁率が必要になる。したがって、デジタイザの作動周波数である数百kHzにおいて、高い透磁率を有する磁性シートが求められている。   Although the digitizer function is applied to smartphones, notebook PCs, and the like, such mobile electronic devices are severely demanded for miniaturization, and there is a high demand for thinning magnetic sheets used as magnetic path sheets. Such thinning requires a higher magnetic permeability than conventionally used electromagnetic wave absorbers and RFID antenna magnetic sheets. Therefore, a magnetic sheet having a high magnetic permeability is required at a digitizer operating frequency of several hundred kHz.

従来より、磁性シートには、Fe−Si−Al合金、Fe−Si合金、Fe−Ni合金、Fe−Al合金、Fe−Cr合金などからなる粉末を、アトライタ(アトリッションミル)などにより扁平化したものが添加されてきた。これは、高い透磁率の磁性シートを得るために、いわゆる「Ollendorffの式」からわかるように、透磁率の高い軟磁性粉末を用いること、反磁界を下げるため磁化方向に高いアスペクト比を持つ扁平粉末を用いること、磁性シート中に軟磁性粉末を高充填することが重要であるためである。   Conventionally, powder made of Fe-Si-Al alloy, Fe-Si alloy, Fe-Ni alloy, Fe-Al alloy, Fe-Cr alloy, etc. is flattened on the magnetic sheet by an attritor (attrition mill) or the like. Has been added. This is because, in order to obtain a magnetic sheet having a high magnetic permeability, a so-called “Olendorff's formula” uses a soft magnetic powder having a high magnetic permeability, and a flatness having a high aspect ratio in the magnetization direction in order to reduce the demagnetizing field. This is because it is important to use powder and to highly fill the magnetic sheet with soft magnetic powder.

特にセンダストと呼ばれるFe−Si−Al合金は、Fe−9.6%Si−5.4%Alの組成において、結晶磁気異方性と磁歪がともにゼロとなり、これによって著しく高い透磁率が得られることから、現在、電磁波吸収体などに多く使用されている。例えば特開2005−281783号公報(特許文献2)に開示しているように、Siを8〜11wt%、Alを4〜7wt%含有するFe−Si−Al合金を用いることが提案されている。なお、この特許文献2の段落[0025]に好ましい範囲として記載されているとおり、Siが9.0〜10.5wt%、Alが4.5〜6.5wt%の成分が、上述にも示した最も高い透磁率が得られる組成として知られており、この組成の扁平粉末を用いることで磁気特性に優れた磁性シートが得られる。   In particular, the Fe-Si-Al alloy called Sendust has both the magnetocrystalline anisotropy and magnetostriction zero in the composition of Fe-9.6% Si-5.4% Al, thereby obtaining a remarkably high magnetic permeability. Therefore, it is currently widely used for electromagnetic wave absorbers. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-281783 (Patent Document 2), it is proposed to use an Fe—Si—Al alloy containing 8 to 11 wt% Si and 4 to 7 wt% Al. . In addition, as described in paragraph [0025] of Patent Document 2 as a preferable range, components having Si of 9.0 to 10.5 wt% and Al of 4.5 to 6.5 wt% are also shown above. In addition, it is known as a composition capable of obtaining the highest magnetic permeability, and a magnetic sheet having excellent magnetic properties can be obtained by using a flat powder having this composition.

一方、特開2005−209753号公報(特許文献3)には、軟磁性扁平粉末が、また、特開2002−299113号公報(特許文献4)には、軟磁性粉末およびそれを用いた圧粉磁心について開示されている。また、特開2005−123531号公報(特許文献5)には、電磁波吸収体に用いる扁平粉末が開示されている。さらに、特開平10−330806号公報(特許文献6)には凝球状異形金属粉末の製造方法や特開昭62−13207号公報(特許文献7)には金属粉末の製造方法がそれぞれ提案されている。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-209753 (Patent Document 3) discloses a soft magnetic flat powder, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-299113 (Patent Document 4) includes a soft magnetic powder and a compact using the same. A magnetic core is disclosed. JP-A-2005-123531 (Patent Document 5) discloses a flat powder used for an electromagnetic wave absorber. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-330806 (Patent Document 6) proposes a method for producing a coagulated metal powder, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-13207 (Patent Document 7) proposes a method for producing a metal powder. Yes.

特開2011−22661号公報JP 2011-22661 A 特開2005−281783号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-281783 特開2005−209753号公報JP 2005-209753 A 特開2002−299113号公報JP 2002-299113 A 特開2005−123531号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-123531 特開平10−330806号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-330806 特開昭62−13207号公報JP 62-13207 A 特開2010−196123号公報JP 2010-196123 A 特開2012−9825号公報JP 2012-9825 A

しかしながら、上述したような特許文献1および2に開示されているデジタイザ用磁路シートに用いる磁性シートなどにあっては、さらなる高透磁率化の要求が厳しく、従来の技術では対応しきれない状況になってきている。一方、特許文献3および4に開示されているような酸化皮膜を求めるものではない。また、それぞれの実施例には、本発明でいう成分組成やアスペスト比を満たすものは記載されていない。   However, in the magnetic sheet used for the digitizer magnetic path sheet disclosed in Patent Documents 1 and 2 as described above, there is a severe demand for higher magnetic permeability, which cannot be handled by the conventional technology. It is becoming. On the other hand, an oxide film as disclosed in Patent Documents 3 and 4 is not required. Moreover, what satisfy | fills the component composition and aspect ratio as used in the field of this invention is not described in each Example.

また、特許文献5に記載の扁平前粉末の酸素量については何ら課題とするものではない。しかも、特許文献3、4と同様に、実施例には本発明でいう成分組成を満たすものは記載されていない。さらに、特許文献6および7に開示されているようなアトマイズガスに酸素を積極的に添加するような必要はない。しかも、特許文献7の実施例には、特許文献3、4と同様に、本発明の成分組成やアスペスト比を満たすものは記載されていない。   Further, the oxygen content of the pre-flat powder described in Patent Document 5 is not a problem at all. In addition, as in Patent Documents 3 and 4, those that satisfy the component composition referred to in the present invention are not described in the examples. Furthermore, it is not necessary to positively add oxygen to the atomizing gas as disclosed in Patent Documents 6 and 7. In addition, in Examples of Patent Document 7, as in Patent Documents 3 and 4, those that satisfy the component composition and aspect ratio of the present invention are not described.

上述したような特許文献1および2の課題と特許文献3〜7の掲げる技術にはない特性を得るために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、特に合金組成として最も高い透磁率が得られるFe−9.6%Si−5.4%Alから意図的に外れた組成を詳細に検討し、磁性シートに用いる場合に高い透磁率を実現できる軟磁性扁平粉末として、さらに高い透磁率が得られる組成範囲を見出し本発明に至った。   In order to obtain the above-described problems of Patent Documents 1 and 2 and characteristics not found in the techniques disclosed in Patent Documents 3 to 7, the inventors have intensively developed and, as a result, obtained the highest magnetic permeability particularly as an alloy composition. As a soft magnetic flat powder capable of realizing a high magnetic permeability when used in a magnetic sheet, the composition deliberately deviated from Fe-9.6% Si-5.4% Al is obtained. The composition range obtained was found and the present invention was achieved.

その発明の要旨とするところは、
(1)組成が質量%で、Feが84.0%以上96.0%以下、Siが3.0%以上8.5%以下、Alが1.0%以上13.0%以下よりなり、下記式(1)を満たし、かつ、アスペクト比が15以上であることを特徴とする軟磁性扁平粉末。
2Si%−Al%≦15.0 ・・・ 式(1)
The gist of the invention is that
(1) The composition is mass%, Fe is 84.0% or more and 96.0% or less, Si is 3.0% or more and 8.5% or less, Al is 1.0% or more and 13.0% or less, A soft magnetic flat powder satisfying the following formula (1) and having an aspect ratio of 15 or more.
2Si% -Al% ≦ 15.0 Formula (1)

(2)5.0%以下の範囲で、Feの一部をTi、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuの1種以上の元素で置換したことを特徴とする前記(1)に記載された軟磁性扁平粉末。(3)前記(1)または(2)に記載された軟磁性扁平粉末を含有することを特徴とする磁性シートにある。   (2) In the above (1), a part of Fe is substituted with one or more elements of Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, and Cu within a range of 5.0% or less. Soft magnetic flat powder. (3) A magnetic sheet comprising the soft magnetic flat powder described in (1) or (2).

以上述べたように、本発明により、磁性シートとして用いる場合に高い透磁率を実現できる軟磁性扁平粉末とこれを用いた高透磁率磁性シートを提供できることにある。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a soft magnetic flat powder capable of realizing a high magnetic permeability when used as a magnetic sheet and a high magnetic permeability magnetic sheet using the same.

Fe−Si−Al合金の初透磁率を示す図である。It is a figure which shows the initial magnetic permeability of a Fe-Si-Al alloy. Fe−Si−Al合金のKおよびλsのマップを示す図である。It is a figure which shows the map of K and (lambda) s of a Fe-Si-Al alloy. 実験Aのμ’を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing μ ′ of Experiment A. 実験Aのμ”を示す図である。It is a figure which shows μ '' of experiment A. 実験Aのアスペクト比を示す図である。It is a figure which shows the aspect ratio of Experiment A. 実験Aの結晶粒径を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the crystal grain size of Experiment A. 実験Aの保磁力を示す図である。It is a figure which shows the coercive force of Experiment A. 実験Bの結果:μ’に及ぼすアスペクト比の影響を示す図である。The result of Experiment B is a diagram showing the influence of the aspect ratio on μ ′.

以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明における特徴は、従来、最も高い透磁率が得られると考えられてきたFe−9.6%Si−5.4%Alから外れた組成域において、扁平加工を施し磁性シートに用いた場合に、より高い透磁率が得られる組成域を見出したことである。すなわち、従来より知られてきた最も高い透磁率が得られる組成の近傍から、積極的に外れた組成域とすることで得られた技術である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A feature of the present invention is that, when used in a magnetic sheet after being flattened in a composition region that has been conventionally considered to obtain the highest magnetic permeability, Fe-9.6% Si-5.4% Al. In addition, a composition range in which higher magnetic permeability can be obtained has been found. In other words, this is a technique obtained by making the composition range positively deviated from the vicinity of the composition at which the highest magnetic permeability known so far is obtained.

Fe−Si−Al合金を扁平化し磁性シートに用いる例は、過去に数多く見られ、多くの特許が出願されている。しかしながら、磁性シート用として提案されている組成はいずれもFe−9.6%Si−5.4%Alの近傍で、さらに、実際に特性評価されている組成はいずれもFe−9.6%Si−5.4%Alの直近である。これは、Fe−9.6%Si−5.4%Alの組成の特異性によると考えられる。すなわち、例えば図1に示すように、Fe−Si−Al合金の初透磁率は、Fe−9.6%Si−5.4%Alの、ごく近傍のわずかな組成域でのみ著しく高くなることが知られている。したがって、この組成からわずかでも外れた組成を、積極的に高透磁率磁性シート用として適用する検討がなされないことによると考えられる。   Many examples of flattening an Fe-Si-Al alloy and using it for a magnetic sheet have been seen in the past, and many patents have been filed. However, the compositions proposed for the magnetic sheet are all in the vicinity of Fe-9.6% Si-5.4% Al, and the compositions actually evaluated are all Fe-9.6%. It is in the immediate vicinity of Si-5.4% Al. This is considered to be due to the specificity of the composition of Fe-9.6% Si-5.4% Al. That is, for example, as shown in FIG. 1, the initial permeability of the Fe—Si—Al alloy is remarkably high only in a very small composition region of Fe-9.6% Si-5.4% Al. It has been known. Therefore, it is considered that a composition slightly deviating from this composition is not considered to be actively applied for a high magnetic permeability magnetic sheet.

これに対し、発明者らは、Fe−9.6%Si−5.4%Alから外れた広い範囲の組成域において、合金粉末を作製し、これを扁平加工した粉末についてX線回折を行なった。その結果、扁平化した粉末の厚さ方向とこれに垂直な面内において著しい結晶方位の異方化が認められ、扁平粉末の厚さ方向に(100)方向が揃っていることがわかった。すなわち、プレスにより扁平粉末の厚さ方向を磁性シートの厚さ方向に一致させたシートの表面でCu−Kα線を用いてX線回折したところ、アトライタ前の球状粉末と比較し、回折角2θ=65°付近のピークが明確に高いことが認められた。さらに、これら粉末を用いて作製した磁性シートの透磁率を測定したところ、Fe−9.6%Si−5.4%Alより、低Si側の広いAl量範囲において、より高い透磁率が得られることを見出した。この組成域の扁平粉末を用いた磁性シートが、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成よりも優れた透磁率を示す要因について、詳細は定かではないが以下のように推測される。   In contrast, the inventors made an alloy powder in a wide range of composition deviated from Fe-9.6% Si-5.4% Al, and performed X-ray diffraction on the flattened powder. It was. As a result, it was found that significant crystal orientation anisotropy was observed in the thickness direction of the flattened powder and in a plane perpendicular thereto, and the (100) direction was aligned with the thickness direction of the flattened powder. That is, when X-ray diffraction was performed using Cu—Kα rays on the surface of the sheet in which the thickness direction of the flat powder was matched with the thickness direction of the magnetic sheet by pressing, the diffraction angle 2θ was compared with the spherical powder before the attritor. A peak around = 65 ° was clearly observed to be high. Furthermore, when the magnetic permeability of the magnetic sheet produced using these powders was measured, a higher magnetic permeability was obtained in a wide Al content range on the low Si side than Fe-9.6% Si-5.4% Al. I found out that The details of the factor that the magnetic sheet using the flat powder in this composition range shows the magnetic permeability superior to that of the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition is not clear but is estimated as follows. The

本発明の範囲である、Feが84.0%以上96.0%以下、Siが3.0%以上8.5%以下、Alが1.0%以上13.0%以下で、かつ、2Si%−Al%≦15.0の組成は、例えば従来より知られている図2から、結晶磁気異方性定数(K)が正で、飽和磁歪定数(λs)もゼロ近傍から正となる領域である。ここで、立方晶の金属における結晶磁気異方性定数は、(100)方向が磁化容易軸になる場合が正の値で、(111)方向が磁化容易軸になる場合が負の値である。   Within the scope of the present invention, Fe is 84.0% or more and 96.0% or less, Si is 3.0% or more and 8.5% or less, Al is 1.0% or more and 13.0% or less, and 2Si The composition of% -Al% ≦ 15.0 is a region in which the magnetocrystalline anisotropy constant (K) is positive and the saturation magnetostriction constant (λs) is positive from near zero, for example, from the conventionally known FIG. It is. Here, the magnetocrystalline anisotropy constant in a cubic metal is a positive value when the (100) direction is the easy axis and a negative value when the (111) direction is the easy axis. .

上述したように扁平化した粉末は、厚さ方向に(100)が揃っているため、これに垂直な面内方向にも(010)や(001)の磁化容易軸方向が多く存在し、逆に磁化困難軸である(111)方向はほとんど存在しないものと考えられる。なお、磁性シートとして用いる場合、扁平粉末の厚さと垂直の面内方向が外部磁化方向となるため、このように正の結晶磁気異方性定数を有する合金は、磁性シート使用時の外部磁化方向と、結晶としての磁化容易方向が多く一致すると推測される。   As described above, since the flattened powder has (100) aligned in the thickness direction, there are many (010) and (001) easy-magnetization axis directions in the in-plane direction perpendicular to the thickness direction. It is considered that the (111) direction, which is the hard axis of magnetization, hardly exists. When used as a magnetic sheet, since the in-plane direction perpendicular to the thickness of the flat powder is the external magnetization direction, such an alloy having a positive magnetocrystalline anisotropy constant is in the direction of external magnetization when using the magnetic sheet. It is presumed that there are many coincidence directions of easy magnetization as crystals.

また、正の飽和磁歪定数は、磁性体を磁化した場合に、磁化方向に伸びることを意味し、その垂直の面においては僅かに収縮することを意味する。一般に、磁性シートは軟磁性扁平粉末と樹脂やゴムを混合したのち、これをプレスやロールなどによりシート状に延ばして作製される。したがって、軟磁性扁平粉末はプレスやロールによる圧縮によってシートの面内方向と扁平粉末の面内方向が一致し、積層するように配向する。同時にシートの厚さ方向に圧縮されるため、磁性シート内で扁平粉末は厚さ方向に押された状態が残留する。このような状態において、飽和磁歪定数が正の扁平粉末を、その面内方向に磁化すると、これに垂直な厚さ方向には僅かに収縮すると考えられる。この収縮は上述した扁平粉末が厚さ方向に押され、残留している応力を減じる方向に働くと推測される。   Further, a positive saturation magnetostriction constant means that when the magnetic material is magnetized, it extends in the magnetization direction, and slightly contracts in the perpendicular plane. In general, a magnetic sheet is produced by mixing a soft magnetic flat powder with resin or rubber, and then extending the sheet into a sheet shape by a press or a roll. Accordingly, the soft magnetic flat powder is oriented so that the in-plane direction of the sheet and the in-plane direction of the flat powder coincide with each other by compression by a press or roll. At the same time, since the sheet is compressed in the thickness direction, the flat powder remains pressed in the thickness direction in the magnetic sheet. In such a state, it is considered that when a flat powder having a positive saturation magnetostriction constant is magnetized in the in-plane direction, the powder contracts slightly in the thickness direction perpendicular thereto. This shrinkage is presumed to work in the direction in which the flat powder described above is pushed in the thickness direction and the residual stress is reduced.

以上のように、磁性シートとして使用する際に、外部磁化方向と磁化容易軸方向が多く一致すること、および、外部磁化方向に伸びることにより厚さ方向に押され、残留している応力が減じられることは、外部からの高周波磁界に対し、扁平粉末の面内方向での磁化回転を促進すると考えられ、通常の等方的な用途と比較し、本用途において、結晶磁気異方定数と飽和磁歪定数がともにゼロとなるFe−9.6%Si−5.4%Al組成よりも、高い透磁率を有する磁性シートが得られるものと推測される。   As described above, when used as a magnetic sheet, the external magnetization direction and the easy magnetization axis direction coincide with each other, and the residual stress is reduced by being pushed in the thickness direction by extending in the external magnetization direction. This is considered to promote the magnetization rotation in the in-plane direction of the flat powder against the high-frequency magnetic field from the outside, and in this application, compared with the usual isotropic application, the magnetocrystalline anisotropic constant and saturation It is presumed that a magnetic sheet having a magnetic permeability higher than that of an Fe-9.6% Si-5.4% Al composition in which both magnetostriction constants are zero is obtained.

さらに、本発明の組成範囲においては、通常の高透磁率組成であるFe−9.6%Si−5.4%Alと比較し、扁平加工による粉末粒子の変形挙動も異なることがわかった。すなわち、本発明の組成範囲は、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成よりも高いアスペクト比に変形されることも見出した。これにより、磁性シート中で発生する反磁界を小さくすることも可能であり、磁性シートの高透磁率化を促進する効果もあると考えられる。この変形挙動には、粉末粒子の硬さや延性などの機械的力学物性が影響していると考えられる。   Furthermore, in the composition range of this invention, it turned out that the deformation | transformation behavior of the powder particle by flat processing differs also compared with Fe-9.6% Si-5.4% Al which is a normal high magnetic permeability composition. That is, the present inventors have also found that the composition range of the present invention is deformed to an aspect ratio higher than that of the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition. Thereby, it is possible to reduce the demagnetizing field generated in the magnetic sheet, and it is considered that there is an effect of promoting high magnetic permeability of the magnetic sheet. This deformation behavior is considered to be influenced by mechanical mechanical properties such as hardness and ductility of the powder particles.

またさらに、本発明の組成範囲は扁平加工による結晶粒の微細化挙動も、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成とはことなることがわかった。アトライタなどの機械加工による扁平化加工において、粉末には大きな塑性ひずみが導入され、これにより、扁平粉末は結晶粒が微細化する。一般に透磁率や保磁力に及ぼす結晶粒径の影響は、20〜40nm程度を境に挙動が変化すると考えられているが、磁性シートに用いられる扁平粉末の結晶粒径は概ね50nm以上であり、この結晶粒径の領域では結晶粒径が小さくなるほど透磁率は低下し、保磁力は増加する。ここで、本発明範囲の組成とFe−9.6%Si−5.4%Al組成で、扁平加工による結晶粒微細化効果を比較したところ、本発明範囲の組成のほうが比較的結晶粒径が大きいことを見出した。   Furthermore, it was found that the composition range of the present invention is different from the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition in the crystal grain refinement behavior by flattening. In flattening by mechanical processing such as an attritor, a large plastic strain is introduced into the powder, and thereby the crystal grains of the flat powder are refined. In general, the influence of the crystal grain size on the permeability and coercive force is considered to change the behavior around 20 to 40 nm, but the crystal grain size of the flat powder used in the magnetic sheet is approximately 50 nm or more, In this crystal grain size region, the magnetic permeability decreases and the coercive force increases as the crystal grain size decreases. Here, when the composition of the scope of the present invention and the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition were compared for the effect of grain refinement by flattening, the composition of the scope of the present invention had a relatively larger crystal grain size. Found that it was great.

これにより、本発明範囲の組成はFe−9.6%Si−5.4%Al組成と比較し、扁平加工による透磁率の低下が比較的小さく抑えられると考えられる。なお、この現象についての要因は以下のように考えられる。一般に、Siをはじめ、B、C、Pといった半金属元素は、Feに対しアモルファス形成を促進する元素である。したがってSiには、メカニカルアロイのような機械的なひずみ導入によるアモルファス化やナノ結晶粒化も促進する効果があると考えられる。このことから本発明範囲の組成は、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成よりもSiが低いため、扁平加工後の結晶粒が比較的大きいものと推測される。   Accordingly, it is considered that the composition within the range of the present invention can suppress the decrease in the magnetic permeability due to the flattening process to be relatively small as compared with the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition. The cause of this phenomenon is considered as follows. In general, semimetal elements such as B, C, and P, including Si, are elements that promote amorphous formation with respect to Fe. Therefore, it is considered that Si has an effect of promoting amorphization and nanocrystallizing by introducing mechanical strain such as mechanical alloy. From this, the composition within the range of the present invention is presumed that the crystal grains after flattening are relatively large because Si is lower than the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition.

以上に述べたように、本発明範囲の組成は、結晶磁気異方性や磁歪といった磁気特性、硬さや延性などの機械的力学特性、さらには結晶粒微細化挙動によると考えられる複数の特徴から、本用途に用いる場合に限り、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成よりも優れた透磁率を示すことを見出し、本発明に至った。   As described above, the composition within the scope of the present invention is based on magnetic characteristics such as magnetocrystalline anisotropy and magnetostriction, mechanical and mechanical characteristics such as hardness and ductility, and a plurality of characteristics that are considered to be due to grain refinement behavior. Only when used in this application, the present inventors have found that the magnetic permeability is superior to that of the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition, and the present invention has been achieved.

なお、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成から外れた組成の検討例として、扁平加工時の酸化を考慮する特許文献8(特開2010−196123号公報)や、高温で用いる圧粉磁心に関する特許文献9(特開2012−9825号公報)などがあるが、前者は酸化による組成ズレを考慮し、より厳密にFe−9.6%Si−5.4%Al組成の有する高透磁率を得ようとするものであり、後者は扁平加工をともなわず、かつ、用途や使用環境(特に使用温度)も全く異なるため、いずれも本発明の成分検討の意図とは明確に異なっている。   In addition, as an examination example of the composition deviating from the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition, Patent Document 8 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-196123) that considers oxidation during flattening or a high temperature is used. Although there exists patent document 9 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-9825) regarding a powder magnetic core etc., the former has composition of Fe-9.6% Si-5.4% Al more strictly in consideration of the composition shift by oxidation. It is intended to obtain high permeability. The latter is not accompanied by flat processing, and the use and usage environment (especially the use temperature) are completely different. ing.

本発明における扁平粉末の製造方法は従来提案されている方法で可能である。例えば、各種のアトマイズ法により原料となる合金粉末を作製し、これを各種のミル装置により扁平加工した後、熱処理により透磁率を向上することが可能である。特に、原料粉末の製造効率や扁平加工処理の効率を考慮すると、水アトマイズもしくはガスアトマイズ法により原料粉末を作製し、アトライタにより扁平加工する方法が好適である。   The method for producing a flat powder in the present invention can be performed by a conventionally proposed method. For example, it is possible to improve the magnetic permeability by heat treatment after preparing alloy powder as a raw material by various atomizing methods, flattening this by various milling apparatuses. In particular, considering the production efficiency of the raw material powder and the flat processing efficiency, a method of producing the raw material powder by the water atomizing method or the gas atomizing method and flattening by an attritor is preferable.

また、扁平加工後の粉末は塑性ひずみが多量に導入され結晶粒も微細化しているため、従来提案されている熱処理によりこれらを解消し、透磁率を向上させることが可能であり、酸化による透磁率劣化を考慮すると、真空中や不活性雰囲気での熱処理が好適である。さらに、シアン系カップリング剤に代表される従来提案されている表面処理により、耐食性を改善したりゴムへの分散性を改善することも可能である。また、磁性シートの製造方法も従来提案されている方法で可能である。例えば、トルエンに塩素化ポリエチレンなどを溶解したものに扁平粉末を混合し、これを塗布、乾燥させたものを各種のプレスやロールで圧縮することで製造可能である。   In addition, since the powder after flattening has a large amount of plastic strain and crystal grains are refined, it can be eliminated by heat treatment that has been proposed in the past, and the magnetic permeability can be improved. In consideration of magnetic susceptibility deterioration, heat treatment in a vacuum or in an inert atmosphere is preferable. Furthermore, it is possible to improve the corrosion resistance or the dispersibility in rubber by a conventionally proposed surface treatment represented by a cyan coupling agent. In addition, a magnetic sheet can be produced by a conventionally proposed method. For example, it can be produced by mixing a flat powder with a solution obtained by dissolving chlorinated polyethylene or the like in toluene, and applying and drying the mixture with various presses or rolls.

Feが84.0%以上96.0%以下
本発明においてFeは、扁平粉末に強磁性を持たせ磁性シートの透磁率を向上させる必須元素である。しかしながら、84.0%未満もしくは96.0%を超えると磁性シートの透磁率が劣化する。84.0%未満の場合は扁平粉末の飽和磁束密度が過度に低くなるためと考えられ、96.0%を超えると扁平粉末の結晶磁気異方性定数が過度に大きくなるためと考えられる。好ましくは86.0%を超え94.0%未満であり、より好ましくは85.0%を超え92.0%未満の範囲である。
Fe is 84.0% or more and 96.0% or less. In the present invention, Fe is an essential element for imparting ferromagnetism to the flat powder and improving the magnetic permeability of the magnetic sheet. However, if the content is less than 84.0% or exceeds 96.0%, the magnetic permeability of the magnetic sheet deteriorates. If it is less than 84.0%, it is considered that the saturation magnetic flux density of the flat powder is excessively low, and if it exceeds 96.0%, the crystal magnetic anisotropy constant of the flat powder is excessively large. Preferably it is more than 86.0% and less than 94.0%, more preferably more than 85.0% and less than 92.0%.

Siが3.0%以上8.5%以下
本発明においてSiは、扁平粉末の透磁率を上げ磁性シートの透磁率を向上させる必須元素である。しかしながら、3.0%未満もしくは8.5%を超えると磁性シートの透磁率が劣化する。3.0%未満の場合は扁平粉末の結晶磁気異方性定数が過度に大きくなるためと考えられ、8.5%を超えると扁平粉末の結晶磁気異方性定数および/もしくは飽和磁歪定数が負の値になり、かつ、粉末粒子の硬さを過度に上昇させ扁平粉末のアスペクト比を下げてしまい、さらには、扁平加工における結晶粒微細化を過度に促進してしまう複合的な効果のためと考えられる。好ましくは3.5%を超え8.0%未満であり、より好ましくは4.0%を超え7.0%未満の範囲である。
Si is not less than 3.0% and not more than 8.5% In the present invention, Si is an essential element that increases the permeability of the flat powder and improves the permeability of the magnetic sheet. However, if it is less than 3.0% or exceeds 8.5%, the magnetic permeability of the magnetic sheet deteriorates. If it is less than 3.0%, it is considered that the crystal magnetic anisotropy constant of the flat powder becomes excessively large, and if it exceeds 8.5%, the crystal magnetic anisotropy constant and / or the saturation magnetostriction constant of the flat powder is increased. It is a negative value, and the hardness of the powder particles is excessively increased, the aspect ratio of the flat powder is decreased, and further, the compound effect of excessively promoting the grain refinement in the flat processing is obtained. This is probably because of this. Preferably, it is more than 3.5% and less than 8.0%, more preferably more than 4.0% and less than 7.0%.

Alが1.0%以上13.0%以下
本発明においてAlは、扁平粉末の透磁率を上げ磁性シートの透磁率を向上させる必須元素である。しかしながら、1.0%未満もしくは13.0%を超えると磁性シートの透磁率が劣化する。1.0%未満の場合は扁平粉末の結晶磁気異方性定数が過度に大きくなるためと考えられ、13.0%を超えると扁平粉末の飽和磁束密度が過度に低くなるためと考えられる。好ましくは2.0%を超え12.0%未満であり、より好ましくは3.5%を超え11.0%未満の範囲である。
Al is 1.0% or more and 13.0% or less In the present invention, Al is an essential element that increases the permeability of the flat powder and improves the permeability of the magnetic sheet. However, if it is less than 1.0% or exceeds 13.0%, the magnetic permeability of the magnetic sheet deteriorates. If it is less than 1.0%, it is considered that the magnetocrystalline anisotropy constant of the flat powder becomes excessively large, and if it exceeds 13.0%, the saturation magnetic flux density of the flat powder becomes excessively low. Preferably it is more than 2.0% and less than 12.0%, more preferably more than 3.5% and less than 11.0%.

2Si%−Al%≦15.0
本発明において2Si%−Al%は、本発明扁平粉末を用いた磁性シートの透磁率に影響するパラメータである。すなわち、2Si%−Al%が15.0を超えると磁性シートの透磁率が劣化する。ここで、2Si%−Al%=12.0は図2におけるFeが84.0%以下の範囲において、概ねλs=0のラインに一致する。したがって、2Si%−Al%が12.0より過度に高くなると、λsが大きく負の値となる組成域になる。このことから、2Si%−Al%が15.0を超えると磁性シートの透磁率が劣化すると考えられる。好ましくは13.5%未満、より好ましくは12.0%未満の範囲である。
2Si% -Al% ≦ 15.0
In the present invention, 2Si% -Al% is a parameter that affects the magnetic permeability of a magnetic sheet using the flat powder of the present invention. That is, when 2Si% -Al% exceeds 15.0, the magnetic permeability of the magnetic sheet deteriorates. Here, 2Si% -Al% = 12.0 generally corresponds to the line of λs = 0 in the range where Fe in FIG. 2 is 84.0% or less. Therefore, when 2Si% -Al% is excessively higher than 12.0, a composition range in which λs is large and has a negative value is obtained. From this, when 2Si% -Al% exceeds 15.0, it is thought that the magnetic permeability of a magnetic sheet deteriorates. Preferably it is less than 13.5%, more preferably less than 12.0%.

アスペクト比が15以上
本発明において扁平粉末のアスペクト比は、本発明扁平粉末を用いた磁性シートの透磁率に影響する因子である。すなわち、扁平粉末のアスペクト比が15未満では磁性シートの透磁率が劣化する。ここで扁平粉末のアスペクト比とは、扁平粉末の面内の長手方向の長さを厚さで除したものである。なお扁平粉末のアスペクト比は、大きければ大きいほど磁性シートの透磁率が向上するため、特に上限に規定はない。しかしながら、磁性シートの製造方法や製造条件によっては、アスペクト比が過度に大きい場合、ゴムや樹脂への分散が困難になったり、磁性シートの表面の凹凸を大きくするなどの問題が出る場合もある。したがって、扁平粉末のアスペクト比の好ましい範囲は35を超え300未満、より好ましくは50を超え250未満である。
The aspect ratio of the flat powder in the present invention is 15 or more. The aspect ratio of the flat powder is a factor that affects the magnetic permeability of the magnetic sheet using the flat powder of the present invention. That is, when the aspect ratio of the flat powder is less than 15, the magnetic permeability of the magnetic sheet is deteriorated. Here, the aspect ratio of the flat powder is obtained by dividing the length in the longitudinal direction of the flat powder by the thickness. In addition, since the permeability of a magnetic sheet improves so that the aspect ratio of flat powder is large, there is no restriction | limiting in particular in an upper limit. However, depending on the manufacturing method and manufacturing conditions of the magnetic sheet, when the aspect ratio is excessively large, it may be difficult to disperse in rubber or resin, or the surface irregularities of the magnetic sheet may increase. . Therefore, the preferable range of the aspect ratio of the flat powder is more than 35 and less than 300, more preferably more than 50 and less than 250.

5.0%以下の範囲で、Feの一部をTi、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuの1種以上の元素で置換
本発明においてTi、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuは扁平粉末の透磁率および磁性シートの透磁率に大きな悪影響を及ぼさない範囲でFeと置換できる選択元素である。しかしながら、5.0%を超えると磁性シートの透磁率が劣化する。好ましくは3.0%未満の置換、より好ましくは1.0%未満の置換に留めることである。
In a range of 5.0% or less, a part of Fe is replaced with one or more elements of Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni and Cu. In the present invention, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu is a selective element that can replace Fe within a range that does not have a significant adverse effect on the permeability of the flat powder and the permeability of the magnetic sheet. However, if it exceeds 5.0%, the magnetic permeability of the magnetic sheet deteriorates. Preferably less than 3.0% substitution, more preferably less than 1.0% substitution.

以下、本発明について実施例により具体的に説明する。
(実験A)
[扁平粉末の作製]
まず、磁性シートの透磁率に及ぼすFe、Si、Al量の影響を検討した。水アトマイズ法により所定の成分の粉末を作製し75μm以下に分級した。水アトマイズは、アルミナ製坩堝を溶解に用い、坩堝下の直径5mmのノズルから合金溶湯を出湯し、これに高圧水を噴霧することで実施した。これを原料粉末としアトライタにより扁平加工した。アトライタは、SUJ2製の直径4.8mmのボールを使用し、原料粉末と工業エタノールとともに攪拌容器に投入し、羽根の回転数を300rpmとして実施した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
(Experiment A)
[Production of flat powder]
First, the influence of the amount of Fe, Si, and Al on the magnetic permeability of the magnetic sheet was examined. Powders of predetermined components were prepared by the water atomization method and classified to 75 μm or less. Water atomization was performed by using an alumina crucible for melting, discharging molten alloy from a nozzle having a diameter of 5 mm under the crucible, and spraying high pressure water on the molten alloy. This was made into raw material powder and flattened by an attritor. The attritor was a SUJ2 ball with a diameter of 4.8 mm, and was put together with the raw material powder and industrial ethanol into a stirring vessel, and the blade rotation speed was 300 rpm.

通常、アトライタによる扁平加工において加工時間によりアスペクト比が変化するが、加工の前半は原料粉末が扁平化されアスペクト比は増大するが、ある加工時間を過ぎて加工の後半になると扁平化された粉末が粉砕されアスペクト比は減少する。したがって本実験においては、アトライタ加工時間ごとに粉末をサンプリングし、いずれの組成もアスペクト比が最大になる加工時間での比較を行なった。扁平加工後に攪拌容器から取り出した扁平粉末と工業エタノールをステンレス皿に移し、80℃で24時間乾燥させた。このようにして得た扁平粉末を窒素中で650℃で2時間熱処理し、磁性シート評価に用いた。   Normally, the aspect ratio changes depending on the processing time in flat processing with an attritor, but the raw material powder is flattened and the aspect ratio increases in the first half of the processing, but the flattened powder after a certain processing time and in the second half of the processing Is crushed and the aspect ratio decreases. Therefore, in this experiment, powder was sampled at every attritor processing time, and the comparison was made at the processing time at which the aspect ratio of each composition was maximum. The flat powder taken out of the stirring vessel after flattening and industrial ethanol were transferred to a stainless steel dish and dried at 80 ° C. for 24 hours. The flat powder thus obtained was heat-treated at 650 ° C. for 2 hours in nitrogen and used for magnetic sheet evaluation.

[磁性シートの作製および評価]
トルエンに塩素化ポリエチレンを溶解し、これに得られた扁平粉末を混合、分散した。この分散液をポリエステル樹脂に厚さ1mm程度に塗布し、常温常湿で乾燥させた。その後、130℃、15MPaの圧力でプレス加工し、磁性シートを得た。なお、磁性シート中の扁平粉末の体積充填率はいずれも約50%であった。次に、この磁性シートを、外径7mm、内径3mmのドーナツ状に切り出し、インピーダンス測定器により、室温で1MHzにおけるインピーダンス特性を測定し、その結果から透磁率(複素透磁率の実数部:μ’)を算出した。また、同様に0.1MHz〜100MHzの範囲における損失部(複素透磁率の虚数部:μ”)の最大値を評価した。
[Production and evaluation of magnetic sheet]
Chlorinated polyethylene was dissolved in toluene, and the resulting flat powder was mixed and dispersed. This dispersion was applied to a polyester resin to a thickness of about 1 mm and dried at normal temperature and humidity. Then, it pressed at 130 degreeC and the pressure of 15 Mpa, and obtained the magnetic sheet. The volume filling rate of the flat powder in the magnetic sheet was about 50%. Next, this magnetic sheet was cut into a donut shape having an outer diameter of 7 mm and an inner diameter of 3 mm, and impedance characteristics at 1 MHz were measured at room temperature with an impedance measuring device. From the result, permeability (real part of complex permeability: μ ′ ) Was calculated. Similarly, the maximum value of the loss part (imaginary part of complex permeability: μ ″) in the range of 0.1 MHz to 100 MHz was evaluated.

さらに、得られた磁性シートの断面を樹脂埋め研磨し、その光学顕微鏡像から「長手方向の長さ/厚さ」をランダムに50粉末測定し、その平均をアスペクト比とした。またさらに、得られた磁性シートの表面にてX線回折を行い、Scherrerの式を用い結晶粒径を評価した。X線回折にはCu−Kα線を用い、回折角2θ=45°付近のメインピークの半値幅から結晶粒径を算出した。そして、磁性シートの保磁力を保磁力メータで測定した。印加磁場は144kA/mで、磁性シートの面内方向に印加した。   Further, the cross-section of the obtained magnetic sheet was resin-filled and polished, 50 powders of “length / thickness in the longitudinal direction” were randomly measured from the optical microscope image, and the average was taken as the aspect ratio. Furthermore, X-ray diffraction was performed on the surface of the obtained magnetic sheet, and the crystal grain size was evaluated using the Scherrer equation. Cu-Kα rays were used for X-ray diffraction, and the crystal grain size was calculated from the half width of the main peak near the diffraction angle 2θ = 45 °. And the coercive force of the magnetic sheet was measured with a coercive force meter. The applied magnetic field was 144 kA / m and applied in the in-plane direction of the magnetic sheet.

これらの結果を、図3(μ’)、図4(μ”)、図5(アスペクト比)、図6(結晶粒径)、図7(保磁力)に示す。図3においては、μ’が160以上を●、140以上160未満を○、120以上140未満を△、120未満を×とした。図4においては、μ”の最大値が45以上を●、40以上45未満を○、35以上40未満を△、35未満を×とした。図5においては、アスペクト比が50を超えるものを●、35を超え50以下のものを○、15以上35以下のものを△、15未満のものを×とした。図6においては、結晶粒径が150nm以上のものを●、100nm以上150nm未満のものを○、80nm以上100nm未満のものを△、80nm未満のものを×とした。図7においては、保磁力が100A/m未満のものを●、100A/m以上200A/m未満のものを○、200A/m以上300A/m未満のものを△、300A/m以上のものを×とした。   These results are shown in Fig. 3 (µ '), Fig. 4 (µ "), Fig. 5 (aspect ratio), Fig. 6 (crystal grain size), and Fig. 7 (coercive force). , 160 or more is less than 160, ○ is 120 or more and less than 140 is Δ, and less than 120 is x. In FIG. 4, the maximum value of μ ″ is 45 or more, and 40 or more and less than 45 is ○. A value of 35 or more and less than 40 was evaluated as Δ, and a value of less than 35 as ×. In FIG. 5, those with an aspect ratio of more than 50 are indicated by ●, those having an aspect ratio of more than 35 and not more than 50 are indicated by ◯, those having an aspect ratio of 15 to 35 are indicated by Δ, and those having an aspect ratio of less than 15 are indicated by ×. In FIG. 6, the crystal grain size of 150 nm or more is indicated by ●, the crystal grain size of 100 nm or more and less than 150 nm is indicated by ◯, the crystal grain size of 80 nm or more and less than 100 nm is indicated by Δ, and the crystal grain size of less than 80 nm is indicated by ×. In FIG. 7, the coercive force is less than 100 A / m, ●, 100 A / m or more and less than 200 A / m, ○, 200 A / m or more and less than 300 A / m, Δ, 300 A / m or more. X.

図3より、本発明の組成範囲内(太い点線枠の範囲)の扁平粉末を用いた磁性シートは、いずれも120以上の高いμ’を有している。また、図4より、概ね高いμ’が得られた組成範囲において、高いμ”も得られていることがわかり、本発明の磁性シートは電磁波吸収特性にも優れている。図5から高いアスペクト比が概ね低Si組成により得られ、図6から比較的大きい結晶粒径も低Si組成において得られていることがわかる。なお、図5から、実験Aにおける本発明範囲の組成の扁平粉末は、いずれもアスペクト比が15以上であることがわかる。これに対し、図7から、保磁力は従来から高透磁率組成として知られるFe−9.6%Si−5.4%Al組成の、ごく近傍のみで著しく低い値となっていることがわかる。しかしながら、Fe−9.6%Si−5.4%Al組成ほどではないものの、本発明範囲の組成全体の広い組成域にわたり、比較的低い保磁力が得られている。これは、この組成域における結晶粒径が比較的大きいことに起因していると考えられる。   From FIG. 3, the magnetic sheets using the flat powder within the composition range of the present invention (the range of the thick dotted line frame) all have a high μ ′ of 120 or more. In addition, it can be seen from FIG. 4 that a high μ ″ is also obtained in the composition range in which a generally high μ ′ is obtained, and the magnetic sheet of the present invention is also excellent in electromagnetic wave absorption characteristics. The ratio is generally obtained with a low Si composition, and it can be seen from Fig. 6 that a relatively large crystal grain size is also obtained with a low Si composition, as shown in Fig. 5. As can be seen from FIG. 7, the coercive force has a Fe-9.6% Si-5.4% Al composition, which is conventionally known as a high permeability composition. It can be seen that the value is extremely low only in the vicinity, however, although it is not as high as the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition, Low coercivity This is thought to be due to the relatively large crystal grain size in this composition range.

したがって、合金組成自体の保磁力は、結晶磁気異方性定数および飽和磁歪定数がともにゼロとなるFe−9.6%Si−5.4%Al組成近傍で最も低い値が得られているが、扁平加工を受けた粉末を添加した磁性シートとして高周波磁界に対しては高い透磁率がこの組成から外れた本発明組成領域で得られていることがわかる。これは、合金組成自体の透磁率だけでなく、正の結晶磁気異方性および飽和磁歪定数、高いアスペクト比、大きい結晶粒径が得られる組成であることが要因であると考えられる。なお、本実験におけるX線回折の結果、全ての扁平粉末において、磁性シートの厚さ方向に(100)方向が異方化していることが認められた。   Therefore, the coercive force of the alloy composition itself has the lowest value in the vicinity of the Fe-9.6% Si-5.4% Al composition in which both the magnetocrystalline anisotropy constant and the saturation magnetostriction constant are zero. It can be seen that, as a magnetic sheet to which a powder subjected to flattening processing is added, a high magnetic permeability is obtained in the composition region of the present invention that deviates from this composition for a high-frequency magnetic field. This is considered to be caused not only by the magnetic permeability of the alloy composition itself, but also by a composition that provides positive magnetocrystalline anisotropy and saturation magnetostriction constant, high aspect ratio, and large crystal grain size. As a result of X-ray diffraction in this experiment, it was recognized that the (100) direction was anisotropic in the thickness direction of the magnetic sheet in all flat powders.

(実験B)
次に、磁性シートのμ’に及ぼすアスペクト比の影響について検討した。Fe−6%Si−7%AlおよびFe−3%Si−13%Alの組成において、アトライタ加工時間を変更し、数水準のアスペクト比の扁平粉末を作製し、実験Aと同様の方法でμ’およびアスペクト比の評価を行なった。なお、アトライタ加工時間以外の条件は、実験Aと同様である。その結果を図8に示す。図8から、両組成において高いアスペクト比に加工することにより高いμ’が得られていることがわかる。しかしながら、アスペクト比が15未満になると120未満のμ’しか得られていないことがわかる。
(Experiment B)
Next, the influence of the aspect ratio on μ ′ of the magnetic sheet was examined. In the composition of Fe-6% Si-7% Al and Fe-3% Si-13% Al, the attritor processing time was changed to produce a flat powder with several levels of aspect ratio. 'And aspect ratio were evaluated. The conditions other than the attritor processing time are the same as in Experiment A. The result is shown in FIG. FIG. 8 shows that a high μ ′ is obtained by processing to a high aspect ratio in both compositions. However, it can be seen that when the aspect ratio is less than 15, only μ ′ less than 120 is obtained.

(実験C)
さらに、Feの一部をTi、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuに置換する影響について検討した。Fe−6%Si−7%Alを基本組成とし、表1に示す置換元素をFeと所定の量で置換した。これらの組成について、実験Aと同様の方法で扁平粉末および磁性シートを作製し、μ’およびアスペクト比を評価した。その結果を、表1に示す。なお、μ’およびアスペクト比評価のマークは実験Aと同様である。表1より、5.0%以下の範囲で、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、CuをFeに対し置換した組成(No.1〜6)は、15以上のアスペクト比と120以上の高いμ’を有していることがわかる。これに対し、置換量が5.0%を超えるNo.7および8は120未満の低いμ’しか得られていない。
(Experiment C)
Furthermore, the effect of substituting part of Fe with Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, and Cu was examined. Fe-6% Si-7% Al was used as the basic composition, and the substitution elements shown in Table 1 were substituted with Fe by a predetermined amount. For these compositions, flat powders and magnetic sheets were prepared in the same manner as in Experiment A, and μ ′ and aspect ratio were evaluated. The results are shown in Table 1. Note that μ ′ and aspect ratio evaluation marks are the same as in Experiment A. From Table 1, the composition (Nos. 1 to 6) in which Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, and Cu are substituted for Fe within a range of 5.0% or less has an aspect ratio of 15 or more and 120 or more. It can be seen that it has a high μ ′. On the other hand, No. with a substitution amount exceeding 5.0%. 7 and 8 have only obtained a low μ ′ of less than 120.

Figure 2014204051
Figure 2014204051

以上述べたように、センダスト中心組成より、低Si組成とすることで、合金の硬さが下がり、扁平加工においてアスペクト比が大きく出来、かつ結晶磁気異方性定数および飽和磁歪定数が共に正となり、磁性シートとしての複素透磁率を高く出来る。さらには、アトライタによる扁平加工において、結晶粒の微細化効果が小さい等の極めて優れた磁性シートとして用いる場合に高い透磁率を実現できる軟磁性扁平粉末とこれを用いた高透磁率磁性シートを提供できることにある。


特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊
As described above, by using a lower Si composition than the Sendust center composition, the hardness of the alloy is reduced, the aspect ratio can be increased in flat processing, and both the magnetocrystalline anisotropy constant and the saturation magnetostriction constant are positive. The complex permeability as a magnetic sheet can be increased. Furthermore, we provide soft magnetic flat powder that can achieve high magnetic permeability when used as an excellent magnetic sheet with a small crystal grain refining effect in flat processing with an attritor, and a high magnetic permeability magnetic sheet using the same. There is something you can do.


Patent Applicant Sanyo Special Steel Co., Ltd.
Attorney: Attorney Shiina

Claims (3)

組成が質量%で、Feが84.0%以上96.0%以下、Siが3.0%以上8.5%以下、Alが1.0%以上13.0%以下よりなり、下記式(1)を満たし、かつ、アスペクト比が15以上であることを特徴とする軟磁性扁平粉末。
2Si%−Al%≦15.0 ・・・ 式(1)
The composition is mass%, Fe is 84.0% to 96.0%, Si is 3.0% to 8.5%, Al is 1.0% to 13.0%, and the following formula ( A soft magnetic flat powder satisfying 1) and having an aspect ratio of 15 or more.
2Si% -Al% ≦ 15.0 Formula (1)
5.0%以下の範囲で、Feの一部をTi、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cuの1種以上の元素で置換したことを特徴とする請求項1に記載された軟磁性扁平粉末。 The soft magnetism according to claim 1, wherein a part of Fe is substituted with one or more elements of Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu in a range of 5.0% or less. Flat powder. 請求項1または2に記載された軟磁性扁平粉末を含有することを特徴とする磁性シート。 A magnetic sheet comprising the soft magnetic flat powder according to claim 1.
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