CN101454847B - 软磁性材料和压粉铁心 - Google Patents

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Abstract

本发明提供即使在高温下也具有优异的抗弯强度的软磁性材料和压粉铁心。所述软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒(30)、芳族聚醚酮树脂(40)、以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(50)，其中所述多个复合磁性颗粒(30)中的每一个都具有金属磁性颗粒(10)和包围金属磁性颗粒(10)表面的绝缘膜(20)，所述金属皂和所述无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒形式。所述绝缘膜(20)含有磷酸盐。

Description

软磁性材料和压粉铁心
技术领域
本发明总体上涉及软磁性材料和压粉铁心，具体地说，本发明涉及具有多个金属磁性颗粒的软磁性材料和压粉铁心，该金属磁性颗粒中的每一个都覆盖有绝缘膜。
背景技术
近年来，随着世界范围内对环境的控制日益严格，机动车制造商都积极地开展减少排放物和降低燃料消耗方面的研发。因此，常规的发动机机械控制机构日益被发动机电子控制机构所取代。所以，要求作为控制机构核心部件的磁性材料具有更高的性能和更小的尺寸。特别是，为了在较低的能量下获得更精确的控制，人们正在加快开发在中频和高频范围内具有较高磁性的材料。对于在中频和高频范围内具有较高磁性的材料而言，该材料必须具有下列所有性能：高饱和磁通密度、高导磁率和高电阻率。尽管金属磁性材料通常具有高的饱和磁通密度和高的导磁率，但金属磁性材料的电阻率较低(10-6至10-4Ωcm)，因此其在中频和高频范围内具有较高的涡流损耗。因此，金属磁性材料的磁性能发生劣化，从而难以单独使用。与金属磁性材料相比，金属氧化物磁性材料具有较高的电阻率(1Ωcm至108Ωcm)，因此其在中频和高频范围内具有较低的涡流损耗，并且其磁性能较少发生劣化。然而，由于金属氧化物磁性材料的饱和磁通密度为金属磁性材料的饱和磁通密度的三分之一至二分之一，所以金属氧化物磁性材料的使用受到限制。考虑到这些情况，人们提出这样的复合磁性材料，该复合磁性材料是金属磁性材料和金属氧化物磁性材料的复合物，因此其具有高饱和磁通密度、高导磁率和高电阻率，从而弥补了金属磁性材料和金属氧化物磁性材料各自的缺陷。
例如，上述复合磁性材料在日本国家专利公开No.10-503807(专利文献1)中有所公开，该专利文献公开了采用有机材料(例如，聚苯醚、聚醚酰亚胺、酰胺低聚物)将多个复合磁性颗粒结合以形成复合磁性材料的方法，其中所述多个复合磁性颗粒中的每一个都是表面覆盖有磷酸铁膜的铁颗粒。
专利文献1：日本国家专利公开No.10-503807
发明内容
本发明所要解决的问题
在复合磁性材料被用于机动车的发动机控制机构的情况下，由于发动机的温度较高，所以要求复合磁性材料除了具有上述磁性能之外还要具有耐热性。然而，上述专利文献1中公开的软磁性材料存在着在高温下机械强度不足的问题。
因此为了解决上述问题而进行本发明，并且本发明的目的是提供即使在高温下也具有优异的抗弯强度的软磁性材料和压粉铁心。
解决问题的手段
本发明的软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒，其包括金属磁性颗粒和绝缘膜；芳族聚醚酮树脂；以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂，所述金属皂和所述无机润滑剂为平均粒度不大于2.0μm的颗粒。
关于软磁性材料，发现在软磁性材料中包含芳族聚醚酮树脂以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)时，可以抑制抗弯强度的劣化(特别是在高温下的劣化)。在不低于400℃且低于绝缘膜的热解温度的温度下进行热处理的过程中，芳族聚醚酮一度熔融并且在冷却时会再固化(结晶)。同时，平均粒度不大于2.0μm的微粒状无机润滑剂起到成核剂的作用以促进结晶。在金属皂中，尽管有机脂肪链在热处理过程被分解除去，但是锌或无机锌化合物(例如氧化锌)得以保留下来并起到成核剂的作用。随着芳族聚醚酮树脂发生结晶化，其结构变得致密并且分子间力增加，从而改善了耐热性和机械性能。因此，其中芳族聚醚酮树脂起到粘结剂作用的压粉铁心的耐热性和机械强度也应当得到改善。
关于软磁性材料，优选芳族聚醚酮树脂的重均分子量不小于10000并且不大于100000。由于重均分子量不大于100000，所以可以降低芳族聚醚酮树脂的熔体粘度。结果，当芳族聚醚酮树脂在热处理过程中发生熔融时，芳族聚醚酮树脂容易在复合磁性颗粒之间铺展，并且起到成核剂作用的金属皂残渣和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂可以容易进入到芳族聚醚酮树脂中。因此，可以改善软磁性材料的机械特性。另外，由于重均分子量不小于10000，所以可以抑制芳族聚醚酮树脂本身的强度发生劣化。
关于软磁性材料，优选芳族聚醚酮树脂的平均粒度不小于金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂的平均粒度的10倍，并且不大于金属磁性颗粒的平均粒度的2倍。由于平均粒度不小于金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂的平均粒度的10倍，所以可以抑制金属磁性颗粒的流动性降低，并且可以防止将金属皂和/或无机润滑剂涂敷到金属颗粒的表面上时受到阻碍。由于平均粒度不大于金属磁性颗粒的平均粒度的2倍，所以可以保持芳族聚醚酮树脂在复合磁性颗粒之间的分散。
关于软磁性材料，优选金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂的含量不小于多个复合磁性颗粒的0.001质量％并且不大于多个复合磁性颗粒的0.1质量％。由于含量不小于0.001质量％，所以可以由金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂进一步获得润滑性以抑制绝缘膜受到损害。与此形成对比的是，由于含量不大于0.1质量％，所以可以进一步抑制软磁性材料的磁通密度和强度的降低。
本发明的压粉铁心是使用上述的任意软磁性材料制备的。使用具有上述结构的压粉铁心，可以获得包括较小的铁耗在内的磁性能，同时压粉铁心即使在高温下也可具有优异的抗弯强度。
本发明的效果
如上所示，使用本发明的软磁性材料，可以制备这样的压粉铁心，该压粉铁心具有包括较小的铁耗在内的磁性能，同时即使在高温下也可具有优异的抗弯强度。
附图简要说明
图1示意性地示出本发明的实施方案中的软磁性材料。
图2是本发明的实施方案中的压粉铁心的放大剖视图。
图3是示出制备本发明的实施方案中的压粉铁心的方法的步骤顺序的流程图。
附图标记说明
10金属磁性颗粒，20绝缘膜，30复合磁性颗粒，40芳族聚醚酮树脂，50金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂，60绝缘物
实施本发明的最佳方式
下面将参照附图对本发明的实施方案进行说明。在下面的附图中，相同或相应的部分用相同的参考标号标示，并且不再重复对其进行说明。
<实施方案>
图1示意性示出了本发明的实施方案中的软磁性材料。如图1所示，本实施方案中的软磁性材料包含多个复合磁性颗粒30、芳族聚醚酮树脂40以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50，其中所述多个复合磁性颗粒30中的每一个都具有金属磁性颗粒10和包围金属磁性颗粒10表面的绝缘膜20，所述金属皂和所述无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒。绝缘膜20包含磷酸盐。
图2是本发明的实施方案中的压粉铁心的放大剖视图。图2中的压粉铁心是通过对图1中的软磁性材料进行压制成形和热处理而制得的。如图2所示，在本实施方案的压粉铁心中，多个复合磁性颗粒30通过芳族聚醚酮树脂40相连接，或通过复合磁性颗粒30的凹凸部分相啮合而连接。对于绝缘物60，软磁性材料中所包含的芳族聚醚酮树脂40或者金属皂和/或无机润滑剂50等在热处理过程中被转化为绝缘物。
在本发明的软磁性材料和压粉铁心中，金属磁性颗粒10由(例如)下列材料制成：铁(Fe)、铁(Fe)-铝(Al)合金、铁(Fe)-硅(Si)合金、铁(Fe)-氮(N)合金、铁(Fe)-镍(Ni)合金、铁(Fe)-碳(C)合金、铁(Fe)-硼(B)合金、铁(Fe)-钴(Co)合金、铁(Fe)-磷(P)合金、铁(Fe)-镍(Ni)-钴(Co)合金和铁(Fe)-铝(Al)-硅(Si)合金。金属磁性颗粒10可以是单一一种金属或者是合金。
金属磁性颗粒10的平均粒度优选不小于30μm并且不大于500μm。由于金属磁性颗粒10的平均粒度不小于30μm，所以可以降低矫顽力。由于平均粒度不大于500μm，所以可以降低涡流损耗。另外，还可以抑制在压制成形过程中粉末混合物的可压缩性发生劣化。因此，通过压制成形而获得的成形体的密度不会降低，并且可以避免变得难以处理。
此处提到的金属磁性颗粒10的平均粒度是指在粒度直方图中，当按照粒度的升序所累加的颗粒质量之和达到总质量的50％时所获得的粒度，即50％粒度。
绝缘膜20在金属磁性颗粒10之间起到绝缘层的作用。金属磁性颗粒10被绝缘膜20覆盖可以增加通过对软磁性材料压制成形而制得的压粉铁心的电阻率ρ。因此，可以抑制金属磁性颗粒10之间的涡流的流动，从而降低压粉铁心的涡流损耗。
使用含有磷酸盐的绝缘膜20。可以将含有磷酸盐的金属氧化物用于绝缘膜20以进一步降低覆盖金属磁性颗粒表面的涂层的厚度。因此，可以增加复合磁性颗粒30的磁通密度，并且改善磁性能。
作为磷酸盐，除了磷酸铁(铁的磷酸盐)以外，例如还可以使用磷酸锰、磷酸锌、磷酸钙和磷酸铝。磷酸盐可以是磷酸的复合金属盐，例如掺杂有少量铝的磷酸铁。作为氧化物，可以使用(例如)氧化硅、氧化钛、氧化铝和氧化锆。
可以使用由这些金属的合金制成的绝缘膜20。绝缘膜20可以以如图所示的单层的方式形成，或者也可以以多层的方式形成。
优选的是，绝缘膜20的平均厚度不小于0.005μm并且不大于20μm。更优选的是，绝缘膜20的平均厚度不小于0.05μm并且不大于0.1μm。在绝缘膜20的平均厚度不小于0.005μm的情况下，可以抑制由于隧道效应而引起的导电性。在绝缘膜20的平均厚度不小于0.05μm的情况下，可以有效地抑制由于隧道效应而引起的导电性。与此形成对比的是，在绝缘膜20的平均厚度不大于20μm的情况下，可以抑制绝缘膜20在压制成形过程中发生剪切断裂。另外，由于绝缘膜20与软磁性材料的比例并不是过度地高，所以可以抑制通过对软磁性材料进行压制成形而获得的压粉铁心的磁通密度发生显著降低。在绝缘膜20的平均厚度不大于0.1μm的情况下，可以进一步抑制磁通密度的下降。
此处提到的平均厚度通过下列方式来确定：通过组成分析(TEM-EDX：透射电子显微镜能量色散型X射线光谱法)得到薄膜的组成，通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)得到各元素的量，由这些数据来确定等效厚度，进一步由TEM照片直接观察涂层并把由上述方式得到的等效厚度的数量级确定为一个合适的值。
作为芳族聚醚酮树脂40，可使用(例如)聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)或聚醚酮酮。
优选的是，芳族聚醚酮树脂40相对于多个复合磁性颗粒30的含量不小于0.01质量％并且不大于0.1质量％。由于含量不小于0.01质量％，所以可以改善软磁性材料和压粉铁心的抗弯强度。与此形成对比的是，由于含量不大于0.1质量％，所以软磁性材料和压粉铁心中的非磁性层的比例受到限制，使得可以进一步抑制磁通密度的降低。
对于金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)，金属皂可以是硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、棕榈酸锂、棕榈酸钙、油酸锂、油酸钙等。具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂可以是氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、石墨等。
金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)相对于多个复合磁性颗粒的含量优选不小于0.001质量％并且不大于0.1质量％。含量不小于0.001质量％可以提供由金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂所获得的良好润滑性，从而可以抑制对绝缘膜的损害。含量不大于0.1质量％可以进一步抑制软磁性材料的磁通密度和强度的降低。金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50的平均粒度优选不大于0.8μm。平均粒度不大于0.8μm可以在使软磁性材料致密的同时进一步降低对绝缘膜20的损害，并由此可以进一步降低铁耗。
金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50的平均粒度是指在通过激光散射衍射法测定的粒度直方图中，当按照粒度的升序所累加的颗粒质量之和达到总质量的50％时所获得的粒度，即50％粒度。
软磁性材料的平均粒度优选不小于5μm并且不大于200μm。由于粒度不小于5μm，所以粉末的可压缩性降低并且磁通密度也降低。由于粒度不大于200μm，所以复合磁性颗粒的涡流损耗可以降低，当在频率为1kHz至10kHz的范围内使用时尤其是如此。
参照图1至图3，对图1中所示的软磁性材料和图2中所示的压粉铁心的制备方法进行说明。图3是示出制备本发明实施方案中的压粉铁心的方法的步骤顺序的流程图。
如图3所示，首先进行制备复合磁性颗粒30的步骤(S10)。具体而言，按照下列方式进行该步骤(S10)。制备金属磁性颗粒10。然后，将金属磁性颗粒10在(例如)不小于400℃并且不大于900℃的温度下进行热处理。由此在各金属磁性颗粒10的表面上形成绝缘膜20。例如，可通过将金属磁性颗粒10磷酸盐化以形成绝缘膜20。因此，获得了多个复合磁性颗粒30。
例如，可以通过将金属磁性颗粒10磷酸盐化以形成绝缘膜20。磷酸盐化过程形成这样的绝缘膜20，该绝缘膜20(例如)由磷酸铁(含有磷和铁)、或磷酸铝、磷酸硅、磷酸镁、磷酸钙、磷酸钇、磷酸锌等构成。为了形成这些磷酸盐的绝缘膜，可以采用溶剂喷射法或使用前体的溶胶-凝胶法。可供选用的另外一种方式是，可以形成由有机硅化合物制成的绝缘膜20。为了形成这种绝缘膜，(例如)可以采用使用有机溶剂的湿涂法或者使用混合器的直接涂敷法。
然后，进行将多个复合磁性颗粒30与芳族聚醚酮树脂混合的步骤(S20)。在该步骤(S20)中，对将它们混合的方法没有特别的限定，(例如)可以使用下列方法中的任何方法：机械合金化方法、振动球磨法、行星式球磨法、机械熔化法、共沉淀法、化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)、电镀法、溅射法、气相沉积法或溶胶-凝胶法。
然后，进行添加金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(它们为平均粒度不大于2.0μm的颗粒)的步骤(S30)。在该步骤(S30)中，将预定比例的金属皂和/或无机润滑剂50加入到复合磁性颗粒30中，并使用V型混合器将它们混合，因此制得本实施方案中的软磁性材料。对此处提到的混合方法没有特别的限定。
通过上述步骤(S10-S30)，获得了图1所示的实施方案中的软磁性材料。为了制备图2所示的压粉铁心，还要进行下列步骤。
进行将所获得的软磁性材料压制成形的步骤(S40)。在该步骤(S40)中，将所获得的软磁性材料置于模具中并在(例如)700MPa至1500MPa的压力下进行压制成形。因此，将软磁性材料压制为成形体。压制成形时的气氛优选是惰性气体气氛或减压气氛。在这种情况下，可以抑制复合磁性颗粒30被气氛中的氧气所氧化。
在压制成形过程中，金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(它们为平均粒度不大于2μm的颗粒)被设置在彼此相邻的复合磁性颗粒30之间。因此，会防止复合磁性颗粒30彼此发生强烈摩擦。此时，由于金属皂和/或无机润滑剂50具有优异的润滑性，所以设置在复合磁性颗粒30外表面上的绝缘膜20不会发生破裂。按照这种方式，可以保持绝缘膜20覆盖金属磁性颗粒10的表面这样的状态，并且可以确保绝缘膜20在金属磁性颗粒10之间起到绝缘层的作用。
然后进行热处理的步骤(S50)。在该步骤(S50)中，将通过压制成形而获得的成形体在不低于400℃并且低于绝缘膜20的热解温度的温度下进行热处理。由此除去成形体中存在的畸变和位错。此时，由于热处理是在低于绝缘膜20的热解温度的温度下进行的，所以热处理不会使绝缘膜20发生劣化。另外，热处理会使芳族聚醚酮树脂40以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)转化为绝缘物60。
在热处理后，成形体经过适当的加工(例如挤出和切削)，由此制得图2中所示的压粉铁心。
通过上述步骤(S10-S50)制得的如图2所示的压粉铁心的填充率优选为不小于95％。压粉铁心的填充率是压粉铁心(其包含绝缘膜20、芳族聚醚酮树脂40、金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)以及复合磁性颗粒30之间的空隙)的实测密度除以金属磁性颗粒10的理论密度而求得的。尽管金属磁性颗粒10的理论密度是在没有考虑绝缘膜20、芳族聚醚酮树脂40以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)的条件下确定的，但是这些因素在整体中只占极小的比例。因此使用上述方法可以得到非常接近于实际填充率的值。在金属磁性颗粒10由合金制成的情况下，特别是在金属磁性颗粒10由铁-钴合金制成的情况下，金属磁性颗粒10的理论密度可以使用下式来确定：
(铁的理论密度×铁在金属磁性颗粒10中所占的体积比)+(钴的理论密度×钴在金属磁性颗粒10中所占的体积比)。
如上所示，本发明的实施方案中的软磁性材料包含多个复合磁性颗粒30、芳族聚醚酮树脂40以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50，其中所述多个复合磁性颗粒30中的每一个都具有金属磁性颗粒10和包围金属磁性颗粒10表面的并含有硫酸盐的绝缘膜20，并且所述金属皂和所述无机润滑剂50是平均粒度不大于2.0μm的颗粒。由于包含芳族聚醚酮树脂40作为粘结剂树脂，所以软磁性材料可以通过热处理而具有改善的机械特性。
另外，由于包含了金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂50(它们是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)，所以可以抑制无机润滑剂在热处理过程中发生劣化或软化。因此会充分降低涡流损耗，并且可以抑制铁耗的劣化。
本发明的实施方案中的压粉铁心是通过将软磁性材料压制成形而制得的。因此，压粉铁心具有下列优异的特性：当施加不小于12000A/m的磁场时，磁通密度不小于16kG，电阻率不小于10-3Ωcm并且不大于102Ωcm；以及当在激励磁通密度为2.5kG并且测定频率为5kHz的条件下绘制全回路(BH曲线)时，铁耗值不大于1500dW/m3；以及在200℃下的抗弯强度不小于100MPa。此处提及的抗弯强度(弯曲强度)是基于JIS(日本工业标准)Z2238所规定的金属材料常规测试方法而测定的。
例1
在该实施例中检查本发明的软磁性材料和压粉铁心的效果。首先，参照下面的表1和表2，通过下列方法分别制得本发明实施例1至12和比较例1至5的压粉铁心。
Figure G2007800197554D00111
Figure G2007800197554D00121
<本发明实施例1的压粉铁心的制备>
作为金属磁性颗粒，准备纯铁粉(产品名“ABC100.30”，由Hoganas Japan K.K.株式会社生产，平均粒度为100μm)。将粉末的表面磷酸盐化，从而形成由磷酸铁制成的、平均厚度为100nm的绝缘膜。作为芳族聚醚酮树脂，加入相对于多个复合磁性颗粒而言为0.05质量％的PEEK(由Victrex-MC株式会社生产，平均粒度为100μm，重均分子量为43000)。作为金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)，加入相对于多个复合磁性颗粒而言为0.005质量％、平均粒度为0.8μm的硬脂酸锌(由NOF株式会社生产，平均粒度为0.8μm)。使用V型混合器将这些组分混合1小时，从而制得本发明实施例1中的软磁性材料。此后，向该软磁性材料施加1275MPa的压力，从而形成成形体。然后，在氮气流气氛中于420℃下将成形体热处理1小时。由此制得压粉铁心。
<本发明实施例2的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例2基本上与实施例1类似，但是实施例2与实施例1的不同之处仅在于使用六方晶系氮化硼(hBN，由Mizushima Ferroalloy株式会社生产，平均粒度为2μm)作为金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<本发明实施例3的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例3基本上与实施例1类似，但是实施例3与实施例1的不同之处仅在于使用二硫化钼(MoS2，由SumicoLubricant株式会社生产，平均粒度为1μm)作为金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<本发明实施例4的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例4基本上与实施例1类似，但是实施例4与实施例1的不同之处仅在于使用石墨作为金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<本发明实施例5的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例5基本上与实施例1类似，但是实施例5与实施例1的不同之处仅在于加入0.001质量％的金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<本发明实施例6的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例6基本上与实施例1类似，但是实施例6与实施例1的不同之处仅在于加入0.050质量％的金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<本发明实施例7的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例7基本上与实施例1类似，但是实施例7与实施例1的不同之处仅在于使用重均分子量为109000的PEEK(由Victrex-MC株式会社生产)作为芳族聚醚酮树脂。
<本发明实施例8的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例8基本上与实施例1类似，但是实施例8与实施例1的不同之处仅在于使用平均粒度为300μm的PEEK(由Victrex-MC株式会社生产)作为芳族聚醚酮树脂。
<本发明实施例9的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例9基本上与实施例1类似，但是实施例9与实施例1的不同之处仅在于使用重均分子量为10000的PEEK。
<本发明实施例10的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例10基本上与实施例1类似，但是实施例10与实施例1的不同之处仅在于使用重均分子量为100000的PEEK。
<本发明实施例11的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例11基本上与实施例1类似，但是实施例11与实施例1的不同之处仅在于使用了平均粒度不小于无机润滑剂的平均粒度的10倍并且为金属磁性颗粒的平均粒度的2倍的PEEK。
<本发明实施例12的压粉铁心的制备>
尽管本发明的实施例12基本上与实施例1类似，但是实施例12与实施例1的不同之处仅在于使用了相对于多个复合磁性颗粒而言含量为0.1质量％的无机润滑剂。
<比较例1的压粉铁心的制备>
尽管比较例1基本上与本发明的实施例1类似，但是比较例1与实施例1的不同之处仅在于使用聚苯硫醚(PPS，由IdemitsuPetrochemical株式会社生产)来代替芳族聚醚酮树脂。
<比较例2的压粉铁心的制备>
尽管比较例2基本上与本发明的实施例1类似，但是比较例2与实施例1的不同之处仅在于使用无定形树脂聚醚酰亚胺(PEI，由GE Plastic公司生产)来代替芳族聚醚酮树脂。
<比较例3的压粉铁心的制备>
尽管比较例3基本上与本发明的实施例1类似，但是比较例3与实施例1的不同之处仅在于使用平均粒度为7.5μm的硬脂酸锌(由NOF株式会社生产)来代替金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<比较例4的压粉铁心的制备>
尽管比较例4基本上与本发明的实施例1类似，但是比较例4与实施例1的不同之处仅在于使用亚乙基双硬脂酰胺(由NOF株式会社生产)来代替金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<比较例5的压粉铁心的制备>
尽管比较例5基本上与本发明的实施例1类似，但是比较例5与实施例1的不同之处仅在于不加入金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒)。
<铁耗的测定>
对于上述各压粉铁心，提供外径为34mm、内径为20mm、并且厚度为5mm的环状成形体(已被热处理)，使其初级绕组为300圈，次级绕组为20圈，由此得到用于测量磁性能的样品。使用BH曲线示踪器(产品名“BHS-40S10K”，由Riken Denshi株式会社生产)测定这些样品的铁耗。具体而言，首先测定施加12000A/m磁场时的磁通密度。在激励磁通密度为2.5kG(＝0.25T(特斯拉))和测定频率为5kHz的条件下，绘制全回路(BH曲线)。测定此时的铁耗。测定结果以铁耗值/单位体积(W/m3)的形式表示，并且将测定结果列于表3中。
<抗弯强度的测定>
制备尺寸为10mm×10mm×55mm的样品以用于测试三点弯曲抗弯强度。使用用于三点弯曲抗弯强度测试的样品，利用万能材料试验机autograph(产品名“TG-25”，由Shimazu株式会社生产)来进行三点弯曲抗弯强度测试。分别在室温下和200℃下进行三点弯曲抗弯强度测试，同时以40mm的间距支撑样品。测定结果列于表3中。
表3
Figure G2007800197554D00161
实施例：本发明的实施例
比较例：比较例
如表3所示，本发明实施例1-12中的各压粉铁心(其包含芳族聚醚酮树脂、以及金属皂和具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(它们为平均粒度不大于2.0μm的颗粒)中的至少一种)保持低的铁耗并显示出高的抗弯强度。特别是，在本发明的实施例1至6和实施例9至12(其中，芳族聚醚酮树脂的重均分子量不小于10000并且不大于100000，芳族聚醚酮树脂的平均粒度不小于金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂的平均粒度的10倍并且不大于金属磁性颗粒的平均粒度的2倍，以及金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂相对于多个复合磁性颗粒的含量不小于0.001质量％并且不大于0.1质量％)中，本发明的实施例1至6和实施例9至11的压粉铁心在200℃的高温下表现出非常优异的抗弯强度，并且本发明的实施例12的压粉铁心表现出相当低的铁耗。
与此形成对比的是，使用PPS来代替芳族聚醚酮树脂的比较例1的压粉铁心和使用PEI来代替芳族聚醚酮树脂的比较例2的压粉铁心虽然可以抑制铁耗的劣化，但是其在室温下和200℃下的抗弯强度都较低。
另外，使用平均粒度为7.5μm的金属皂(由NOF株式会社生产)来代替金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂为平均粒度不大于2.0μm的颗粒)的比较例3的压粉铁心在室温下和200℃下具有较低的抗弯强度。
另外，使用亚乙基双硬脂酰胺来代替金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂为平均粒度不大于2.0μm的颗粒)的比较例4的压粉铁心在室温下和200℃下具有相当低的抗弯强度。
另外，不加入金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂为平均粒度不大于2.0μm的颗粒)的比较例5的压粉铁心的铁耗严重劣化。
如上所讨论，发现实施例1的压粉铁心(其包含芳族聚醚酮树脂、以及金属皂和具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(该金属皂和无机润滑剂为平均粒度不大于2.0μm的颗粒)中的至少一种)的铁耗不增加，并且抗弯强度得到改善。
应当理解，本文所公开的实施方案和例子在所有情况下都是示例性的而不是进行限制的。本发明的范围由所附的权利要求书限定，而不是由以上的实施方案和例子所限定，并且本发明还涵盖与权利要求的含义和范围等同的所有修改和改变。
工业实用性
本发明的软磁性材料和压粉铁心用于(例如)与机动车发动机相关的装置、电机磁芯、电磁阀、反应器或通常用于电磁部件。

Claims (4)

1.一种软磁性材料，该软磁性材料包含：
多个复合磁性颗粒(30)，该复合磁性颗粒(30)包含金属磁性颗粒(10)和绝缘膜(20)，该绝缘膜(20)包围所述金属磁性颗粒(10)的表面并且含有磷酸盐；
芳族聚醚醚酮树脂(40)；以及
金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(50)，所述金属皂和所述无机润滑剂是平均粒度不大于2.0μm的颗粒，其中
相对于所述多个复合磁性颗粒(30)而言，所述金属皂和/或所述具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(50)的含量不小于0.001质量％并且不大于0.05质量％，并且
所述芳族聚醚醚酮树脂(40)相对于所述多个复合磁性颗粒(30)的含量不小于0.01质量％并且不大于0.1质量％。
2.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中
所述芳族聚醚醚酮树脂(40)的重均分子量不小于10000并且不大于100000。
3.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中
所述芳族聚醚醚酮树脂(40)的平均粒度不小于所述金属皂和/或所述具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(50)的平均粒度的10倍，并且不大于所述金属磁性颗粒(10)的平均粒度的2倍。
4.一种使用权利要求1所述的软磁性材料制备的压粉铁心。
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