CN101578669A - 软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法 - Google Patents

软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101578669A
CN101578669A CNA2008800014098A CN200880001409A CN101578669A CN 101578669 A CN101578669 A CN 101578669A CN A2008800014098 A CNA2008800014098 A CN A2008800014098A CN 200880001409 A CN200880001409 A CN 200880001409A CN 101578669 A CN101578669 A CN 101578669A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating film
insulating coating
soft magnetic
equal
magnetic material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008800014098A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101578669B (zh
Inventor
伊志岭朝之
坂本敏宏
前田彻
五十岚直人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN101578669A publication Critical patent/CN101578669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101578669B publication Critical patent/CN101578669B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/02—Cores, Yokes, or armatures made from sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/105—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing inorganic lubricating or binding agents, e.g. metal salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2202/00—Physical properties
    • C22C2202/02—Magnetic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/33—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials mixtures of metallic and non-metallic particles; metallic particles having oxide skin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供了可改善DC偏压特性的软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法。所述软磁性材料包含多个金属磁性颗粒10，该金属磁性颗粒10的粒径变动系数Cv(σ/μ)为小于或等于0.40，并且所述金属磁性颗粒10的圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为所述金属磁性颗粒10的粒径的标准偏差(σ)与其平均粒径(μ)的比值。该金属磁性颗粒10的平均粒径优选为大于或等于1μm且小于或等于70μm。该软磁性材料优选还具有包围各金属磁性颗粒10的表面的绝缘涂膜。

Description

软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法
技术领域
本发明涉及软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法、以及制造压粉磁芯的方法。例如，本发明涉及这样的软磁性材料，该软磁性材料不容易造成磁饱和，并且在用于转换器(inverter)等的磁芯时具有优异的直流(DC)偏压特性，并且本发明还涉及压粉磁芯、制造所述软磁性材料的方法、以及制造压粉磁芯的方法。
背景技术
磁性钢板已经被用作静态装置(如变压器、扼流圈和转换器)的铁芯中所用的软磁性材料。然而，人们正在研究将压粉磁芯用作磁性钢板的替代材料。
一般来说，施加于静态装置的线圈上的电流波形包括直流分量和交流分量。当DC电流增加时，线圈的电感应降低。由此使阻抗降低，从而造成(例如)输出功率降低或能量转换效率下降的问题。因此，用于静态装置的软磁性材料需要具有诸如随着DC电流的增加而电感应降低程度减小之类的特性，即，具有优异的DC偏压特性以及较低的损耗(较低的铁心损耗)。
然而，在DC偏压特性方面，压粉磁芯不如磁性钢板。这是因为软磁性材料的磁饱和导致其电感应随着DC电流的增加而降低。具体而言，随着DC电流的增加，施加到软磁性材料上的磁场增强。结果，磁饱和使磁导率降低。由于电感应与磁导率成正比，因此电感应也降低。
为了改善压粉磁芯的DC偏压特性，日本未审查专利申请公开No.2004-319652(专利文献1)披露了一种制造磁芯的方法以及这种磁芯。专利文献1中披露了使用粒径为5μm至70μm的不规则的软磁性粉末。
[专利文献1]  日本未审查专利申请公开No.2004-319652
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献1所披露的磁芯中，仅规定了粒径的范围，因此在上述范围内，粉末的粒径存在波动。这样，在对粉末进行模制时，磁芯内部的均匀性降低，因而在DC偏压特性方面还存在改善的余地。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供可以改善DC偏压特性的软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法、以及制造压粉磁芯的方法。
解决上述问题的手段
本发明的软磁性材料包含多个金属磁性颗粒。在该软磁性材料中，粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40，并且金属磁性颗粒的圆形度Sf大于或等于0.80并且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为金属磁性颗粒的粒径的标准偏差(σ)与该金属磁性颗粒的平均粒径(μ)的比值。
本发明的制造软磁性材料的方法包括制备多个金属磁性颗粒的制备步骤。在该制备步骤中，制得这样的金属磁性颗粒，其粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40，并且其圆形度Sf大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为粒径的标准偏差(σ)与平均粒径(μ)的比值。
在本发明的软磁性材料以及制造该软磁性材料的方法中，可通过将金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv控制为小于或等于0.40，来使金属磁性颗粒的粒径分布均一化。这样，可使通过压制软磁性材料而制成的压粉体的内部均匀性得到改善。这可有助于磁化过程中的磁畴壁移动并改善DC偏压特性。此外，由于通过将金属磁性颗粒的圆形度Sf控制为大于或等于0.80，可使在对软磁性材料进行压制成型时在各金属磁性颗粒的表面上发生的畸变减少，因此可以改善DC偏压特性。当金属磁性颗粒的外部形状为完整的圆形时，金属磁性颗粒的圆形度Sf为1。
本文所述的“粒径的标准偏差(σ)”是指由激光衍射/散射粒径分布分析法所测得的金属磁性颗粒的粒径计算得到的值。本文所述的“金属磁性颗粒的平均粒径(μ)”是指在采用激光衍射/散射粒径分布分析法所测得的金属磁性颗粒的粒径直方图中，从具有最小粒径的颗粒开始直到颗粒的累积总质量达到50％时所对应的颗粒粒径，即50％粒径。“金属磁性颗粒的圆形度”由下面的式1规定。在式1中，可通过光学方法来测定金属磁性颗粒的面积和周长。例如，在光学方法中，使用市售可得的图像处理装置，将待测金属磁性颗粒进行投影，由所获得的各金属磁性颗粒的投影图像进行统计计算，从而得到面积和周长。
圆形度＝4π×(金属磁性颗粒的面积)/(金属磁性颗粒的周长的平方)    ...(式1)
在上述软磁性材料中，金属磁性颗粒的平均粒径优选为大于或等于1μm，且小于或等于70μm。
在制造上述软磁性材料的方法中，在制备步骤中，优选制备平均粒径为大于或等于1μm、且小于或等于70μm的金属磁性颗粒。
通过将金属磁性颗粒的平均粒径控制为大于或等于1μm，可以抑制由软磁性材料制成的压粉磁芯的矫顽力的增加及磁滞损耗的增加，而不会降低软磁性材料的流动性。通过将金属磁性颗粒的平均粒径控制为小于或等于70μm，可有效降低在1kHz或更高的高频范围内发生的涡流损耗。
上述软磁性材料还优选包含由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成的添加剂。在该软磁性材料中，添加剂与多个金属磁性颗粒的比例优选为大于或等于0.001质量％且小于或等于0.2质量％。
制造上述软磁性材料的方法还优选包括加入由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成的添加剂的添加步骤，其中添加剂与多个金属磁性颗粒的比例为大于或等于0.001质量％且小于或等于0.2质量％。
由于金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂具有高润滑性，因此通过将添加剂的比例控制为等于或大于0.001质量％，可使金属磁性颗粒的流动性得以提高。可提高将软磁性材料填充于模具中时软磁性材料的填充性能。结果，可提高将软磁性材料模制而成的压粉体的密度，并且可改善DC偏压特性。通过将添加剂的比例控制为小于或等于0.2质量％，可以抑制将软磁性材料模制而成的压粉体的密度的降低。这可防止DC偏压特性的劣化。
上述软磁性材料优选还具有包围各金属磁性颗粒表面的绝缘涂膜。
制造上述软磁性材料的方法优选还包括绝缘涂膜形成步骤，即，在各金属磁性颗粒的表面上形成绝缘涂膜。
由于绝缘涂膜包围着圆形度Sf为大于或等于0.80的各金属磁性颗粒的表面，因此在压粉体中，在金属磁性颗粒之间形成绝缘涂膜。这样，可有效地使金属磁性颗粒绝缘，从而降低涡流损耗。结果，在高频范围内可有效地降低铁心损耗。
尤其是在软磁性材料还包含金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种时，可进一步减轻在对软磁性材料进行模制时对绝缘涂膜的损害。这样，即使在高温气氛下，也可进一步改善金属磁性颗粒之间的绝缘性能，从而进一步降低涡流损耗。因此，在高频范围内可更有效地降低铁心损耗。
在上述软磁性材料中，绝缘涂膜优选由选自由磷酸化合物、硅化合物、锆化合物和硼化合物所组成的组中的至少一种材料构成。
在制造上述软磁性材料的方法中，在绝缘涂膜形成步骤中，优选形成这样的绝缘涂膜，该绝缘涂膜由选自由磷酸化合物、硅化合物、锆化合物和硼化合物所组成的组中的至少一种材料构成。
由于这些材料具有优异的绝缘性能，因此可更有效地抑制金属磁性颗粒之间的涡流流动。
在上述软磁性材料中，绝缘涂膜优选为第一绝缘涂膜；金属磁性颗粒均优选还具有包围第一绝缘涂膜的表面的另一绝缘涂膜；并且该另一绝缘涂膜优选含有热固性硅树脂。
在上述的制造软磁性材料的方法中，涂膜形成步骤优选包括如下步骤：第一绝缘涂膜形成步骤，即，形成作为第一绝缘涂膜的绝缘涂膜；以及另一绝缘涂膜形成步骤，即，形成包围第一绝缘涂膜的表面的另一绝缘涂膜。在另一绝缘涂膜形成步骤中，优选形成含有热固性硅树脂的另一绝缘涂膜。
第一绝缘涂膜被另一绝缘涂膜保护，从而在对软磁性材料进行热处理的过程中，可通过另一绝缘涂膜来抑制绝缘涂膜的温度升高。这样，可以获得这样的软磁性材料，其中，绝缘涂膜的耐热性得到提高。上述材料具有较高的耐热性，同时复合磁性颗粒之间的结合强度得到增强，其中所述复合磁性颗粒均包含金属磁性颗粒以及绝缘涂膜。
通过使用所述软磁性材料来制造本发明的压粉磁芯。制造本发明的压粉磁芯的方法包括如下步骤：利用上述制造软磁性材料的方法来制造软磁性材料；以及通过压制所述软磁性材料来制造压粉磁芯。
可看出，在本发明的软磁性材料以及制造该软磁性材料的方法中，包括多个其粒径变动系数Cv小于或等于0.40、圆形度Sf大于或等于0.80且小于或等于1的金属磁性颗粒，这种金属磁性颗粒可提高DC偏压特性。
附图简要说明
[图1]图1是示出根据本发明实施方案的软磁性材料的示意图。
[图2]图2是根据本发明的实施方案的压粉磁芯的放大剖视图。
[图3]图3是示出根据本发明实施方案的金属磁性颗粒的粒径分布以及已知的金属磁性颗粒实例的粒径分布的示意图。
[图4A]图4A是示出根据本发明实施方案的金属磁性颗粒的形状的示意图。
[图4B]图4B是示出已知的金属磁性颗粒实例的形状的示意图。
[图5]图5是示出根据本发明实施方案的另一软磁性材料的示意图。
[图6]图6是示出制造本发明实施方案的软磁性材料的方法的流程图。
[图7]图7是示出根据本发明实施方案的另一压粉磁芯的示意图。
[图8]图8是示出本发明实施方案的磁场与磁通密度之间的关系的图。
[图9]图9是示出本发明实施方案的DC电流与电感应之间的关系的图。
[图10]图10是示出实施例部分中用来测量DC偏压特性的装置的示意图。
[图11]图11是示出实施例部分中的DC偏压特性的图。
参照标号
10    金属磁性颗粒
20    绝缘涂膜
20a   第一绝缘涂膜
20b   另一绝缘涂膜
30    复合磁性颗粒
40    添加剂
50    绝缘物
本发明的最佳实施方式
下面将参照附图来对本发明的实施方案进行描述。附图中相同或相应的部分以相同的参照标号标明，而不对其进行重复说明。
图1是示出根据本发明实施方案的软磁性材料的示意图。如图1所示，该实施方案的软磁性材料包括：多个复合磁性颗粒30，其均具有金属磁性颗粒10以及包围金属磁性颗粒10的表面的绝缘涂膜20；以及添加剂40，其由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成。
图2是本发明的实施方案中的压粉磁芯的放大剖视图。图2中的压粉磁芯是通过将图1的软磁性材料进行压制和热处理而制得的。如图1和2所示，在该实施方案的压粉磁芯中，多个复合磁性颗粒30通过绝缘物50或通过复合磁性颗粒30的凸起和凹陷的啮合而相互结合在一起。绝缘物50是在热处理时由软磁性材料中所包含的添加剂40、树脂(未示出)等变成的物质。
在本发明的软磁性材料和压粉磁芯中，粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40，并且金属磁性颗粒10的圆形度Sf大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为金属磁性颗粒10的粒径的标准偏差(σ)与金属磁性颗粒10的平均粒径(μ)的比值。
金属磁性颗粒10的粒径变动系数Cv小于或等于0.40，优选小于或等于0.38，更优选小于或等于0.36。由于可通过将粒径变动系数Cv控制为小于或等于0.40从而使粒径分布均匀化，因此可改善由软磁性材料制成的压粉体的内部均匀性。这能够有助于磁化过程中的磁畴壁移动并改善DC偏压特性。可通过将粒径变动系数Cv控制为0.38或更低来进一步改善DC偏压特性。可通过将粒径变动系数Cv控制为0.36或更低而更有效地改善DC偏压特性。尽管粒径变动系数Cv优选具有较小的值，但是(例如)从制造时的难易程度来看，优选为0.001或更高。
图3是示出本发明实施方案的金属磁性颗粒10的粒径分布以及已知的金属磁性颗粒实例的粒径分布的示意图。如图3中所示，由于该实施方案(图3中的发明例)的金属磁性颗粒10的粒径变动系数小于或等于0.40，因此其粒径的标准偏差(σ)(即，其粒径的波动情况)比已知例要小。
金属磁性颗粒10的圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，优选为等于或大于0.91且小于或等于1，更优选为等于或大于0.92且小于或等于1。由于通过将金属磁性颗粒的圆形度Sf控制为大于或等于0.80，可减轻在对软磁性材料进行模制时在金属磁性颗粒的表面上发生的畸变，因此可改善DC偏压特性。可通过将圆形度Sf控制为等于或大于0.91而进一步改善DC偏压特性。可通过将圆形度Sf控制为等于或大于0.92而更有效地改善DC偏压特性。当金属磁性颗粒的外部形状为完整的圆形时，金属磁性颗粒的圆形度Sf为1。
图4A是示出本发明实施方案的金属磁性颗粒10的形状的示意图。图4B是示出已知的金属磁性颗粒11实例的形状的示意图。如图4A和4B中所示，由于本实施方案的金属磁性颗粒10的圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，因此与已知的金属磁性颗粒11实例相比，金属磁性颗粒10更呈现为球形。
金属磁性颗粒10的平均粒径(μ)优选为等于或大于1μm且小于或等于70μm，更优选为等于或大于1μm且小于或等于65μm，更优选为等于或大于20μm且小于或等于60μm。通过将金属磁性颗粒10的平均粒径控制为等于或大于1μm，可以抑制由软磁性材料制成的压粉磁芯的矫顽力以及磁滞损耗的增加，而不会降低软磁性材料的流动性。通过将平均粒径控制为等于或大于20μm，可以进一步抑制由软磁性材料制成的压粉磁芯的矫顽力及磁滞损耗的增加。通过将金属磁性颗粒10的平均粒径控制为小于或等于70μm，可以有效地降低在1kHz或更高的高频范围内发生的涡流损耗。通过将金属磁性颗粒10的平均粒径控制为小于或等于65μm，可以更有效地降低涡流损耗。通过将平均粒径控制为小于或等于60μm，可以极为有效地降低涡流损耗。
形成金属磁性颗粒10的材料的例子包括：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、铁(Fe)-铝(Al)-硅(Si)合金、铁(Fe)-铝(Al)-铬(Cr)合金、铁(Fe)-铝(Al)-锰(Mn)合金、铁(Fe)-铝(Al)-镍(Ni)合金、铁(Fe)-硅(Si)-铬(Cr)合金、铁(Fe)-硅(Si)-锰(Mn)合金和铁(Fe)-硅(Si)-镍(Ni)合金。金属磁性颗粒10可由单独一种金属制成、或者由合金制成。
图1中示出的软磁性材料和图2中示出的压粉磁芯优选还具有包围金属磁性颗粒10的表面的绝缘涂膜20。绝缘涂膜20起到金属磁性颗粒10间的绝缘层的作用。通过用绝缘涂膜20涂敷金属磁性颗粒10，可以提高在将软磁性材料压制后所获得的压粉磁芯的电阻率ρ。这可以抑制金属磁性颗粒10之间的涡流流动，从而降低压粉磁芯的涡流损耗。
绝缘涂膜20的平均膜厚优选为大于或等于10nm且小于或等于1μm。通过将绝缘涂膜20的平均膜厚控制为大于或等于10nm，可以有效地抑制涡流损耗。通过将绝缘涂膜20的平均膜厚控制为小于或等于1μm，可以防止绝缘涂膜20在压制时发生剪裂(sharefracture)。此外，由于绝缘涂膜20与软磁性材料的比值并未过高，因此可以防止在将软磁性材料压制后所获得的压粉磁芯的磁通密度发生显著降低。
本文所述的“平均厚度”是通过下述方法确定的：获得等效厚度、然后由TEM图像直接观察薄膜、并确认之前所得到的等效厚度的数量级为合适的值，其中所述等效厚度是考虑了由组成分析(透射电子显微镜能量色散型X射线光谱法(TEM-EDX))而得到的膜的组成，以及由电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)而得到的元素的含量后而获得的。
绝缘涂膜20优选由选自由磷酸化合物、硅化合物、锆化合物和硼化合物所组成的组中的至少一种材料构成。由于这些材料具有优异的绝缘性能，因此可有效地抑制金属磁性颗粒10之间的涡流流动。具体而言，绝缘涂膜20优选由氧化硅、氧化锆等构成。特别是，通过将含有磷酸盐的金属氧化物用于绝缘膜20，可以使覆盖金属磁性颗粒的表面的涂层进一步变薄。这是因为通过使用这种金属氧化物，可以增大复合磁性颗粒30的磁通密度，并改善其磁特性。
绝缘涂膜20可以由诸如Fe(铁)、Al(铝)、Ca(钙)、Mn(锰)、Zn(锌)、Mg(镁)、V(钒)、Cr(铬)、Y(钇)、Ba(钡)或Sr(锶)等金属构成。其可以由稀土元素的金属氧化物、金属氮化物、金属氧化物、金属磷酸盐化合物、金属硼酸盐化合物、金属硅酸盐化合物等构成。
绝缘涂膜20还可以由选自由Al(铝)、Si(硅)、Mg(镁)、Y(钇)、Ca(钙)、Zr(锆)和Fe(铁)所组成的组中的至少一种材料的无定形磷酸盐化合物构成，以及由至少一种所述材料的无定形硼酸盐化合物构成。
绝缘涂膜20还可以由选自由Si、Mg、Y、Ca和Zr所组成的组中的至少一种材料的无定形氧化物构成。
尽管以上示出了构成软磁性材料的复合磁性颗粒具有单层的绝缘涂膜，但是构成软磁性材料的复合磁性颗粒也可具有下述的多层绝缘涂膜。
图5是示出本发明实施方案的另一软磁性材料的示意图。如图5所示，在本实施方案的另一软磁性材料中，绝缘涂膜20具有第一绝缘涂膜20a和另一绝缘涂膜20b。第一绝缘涂膜20a包围金属磁性颗粒10的表面，并且另一绝缘涂膜20b包围第一绝缘涂膜20a的表面。
第一绝缘涂膜20a与图1和图2中所示的绝缘涂膜20具有基本相同的结构。
优选将硅树脂、热塑性树脂、非热塑性树脂、或高级脂肪酸的金属盐用作另一绝缘涂膜20b。具体而言，优选使用的是：热塑性树脂，如热塑性聚酰亚胺、热塑性聚酰胺、热塑性聚酰胺-酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮、高分子量聚乙烯、或全芳族聚酯；非热塑性树脂，如全芳族聚酰亚胺或非热塑性聚酰胺-酰亚胺；或高级脂肪酸的金属盐，如硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、棕榈酸锂、棕榈酸钙、油酸锂或油酸钙。特别是，绝缘涂膜20b优选由热固性硅树脂构成。也可将这些有机材料混合使用。高分子量聚乙烯是分子量为100,000或更高的聚乙烯。
第一绝缘涂膜20a和另一绝缘涂膜20b并非一定都由单层构成。第一绝缘涂膜20a和另一绝缘涂膜20b均可由多层构成。
图1中所示的软磁性材料以及图2中所示的压粉磁芯优选还包含由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成的添加剂。
金属皂的例子包括：硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、棕榈酸锂、棕榈酸钙、油酸锂和油酸钙。具有六方晶系结构的无机润滑剂的例子包括氮化硼、二硫化钼、二硫化钨和石墨。
优选以这样的比例加入添加剂40，使得添加剂40与多个金属磁性颗粒10的比例为大于或等于0.001质量％且小于或等于0.2质量％，更优选为大于或等于0.001质量％且小于等于0.1质量％。由于金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂具有高的润滑性，因此通过将添加剂40的比例控制为大于或等于0.001质量％，可以提高金属磁性颗粒10的流动性。这可提高将软磁性材料填充于模具中时软磁性材料的填充性能。结果，由于将软磁性材料模制而得到的压粉体的密度得到增加，因此可改善DC偏压特性。通过将添加剂40的比例控制为小于或等于0.2质量％，可以抑制通过对软磁性材料进行模制而得到的压粉体的密度发生降低。这可防止DC偏压特性的降低。
特别是，由于构成添加剂40的金属皂和具有六方晶系结构的无机润滑剂可以赋予良好的润滑性(这抑制了对绝缘涂膜20的损害)，因此可进一步减轻在对软磁性材料进行模制时对绝缘涂膜20的损害。结果，即使在高温环境下，也可保持彼此相邻的金属磁性颗粒10之间的结合强度，这可进一步降低涡流损耗。因此，在高频范围内可更有效地降低铁心损耗。
添加剂40的平均粒径优选为小于或等于2.0μm。通过将平均粒径控制为小于或等于2.0μm，可以进一步减轻在将软磁性材料压制成型时对绝缘涂膜20的损害，这可进一步降低铁心损耗。
本文所述的“添加剂40的平均粒径”是指在采用激光散射/衍射法测得的粒径直方图中，从具有最小粒径的颗粒开始直到颗粒的累积总质量达到50％时所对应的颗粒的粒径，即50％粒径D。
图1中所示出的软磁性材料还可包含不同于上述添加剂40的润滑剂等以及树脂(图中未示出)。
下面将参照图6来说明制造本发明的软磁性材料的方法。图6是示出制造本发明实施方案的软磁性材料的方法的流程图。
如图6中所示，首先进行制备多个金属磁性颗粒10的制备步骤(S11)。在制备步骤(S11)中，制备这样的金属磁性颗粒10，其粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40，并且其圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为金属磁性颗粒10的粒径的标准偏差(σ)与金属磁性颗粒10的平均粒径(μ)的比值。
在制备步骤(S11)中，制得多个上述的金属磁性颗粒10。可通过(例如)雾化法、水雾化法等将具有一定组成的铁进行雾化而制备这些金属磁性颗粒10。特别是，在制备步骤(S11)中，优选制备平均粒径大于或等于1μm且小于或等于70μm的金属磁性颗粒10。
如图6中所示，随后进行第一热处理步骤(S12)，即，对多个金属磁性颗粒10进行热处理。在第一热处理步骤(S12)中，在(例如)等于或高于700℃且低于1400℃的温度下对多个金属磁性颗粒10进行热处理。在热处理前，在金属磁性颗粒10的内部存在许多由雾化过程中的热应力等所造成的缺陷，如畸变和晶界。可通过在第一热处理步骤(S12)中对金属磁性颗粒10进行热处理，来减少这些缺陷。第一热处理步骤(S12)可以省略。
如图6中所示，随后进行绝缘涂膜形成步骤(S13)，即，在各金属磁性颗粒10的表面上形成绝缘涂膜20。在绝缘涂膜形成步骤(S13)中，在各金属磁性颗粒10的表面上形成上述绝缘涂膜20(或者形成第一绝缘涂膜20a和另一绝缘涂膜20b)。这样，便制得多个复合磁性颗粒30。
在绝缘涂膜形成步骤(S13)中，可以通过(例如)对金属磁性颗粒10进行磷酸盐化处理来形成由磷酸盐构成的绝缘涂膜20。可以采用溶剂喷射法或使用前体的溶胶-凝胶法作为形成由磷酸盐构成的绝缘涂膜20的方法，以代替磷酸盐化处理。可供选用的另外一种方式是，可以由有机硅化合物来形成绝缘涂膜20。可以采用使用有机溶剂的湿涂处理法、或者使用混合器的直接涂敷处理法等来形成该绝缘涂膜。
在绝缘涂膜形成步骤(S13)中，优选形成这样的绝缘涂膜20，其由选自由磷化合物、硅化合物、锆化合物和硼化合物所组成的组中的至少一种材料构成。具体而言，优选形成由磷酸铁、磷酸锰、磷酸锌、磷酸钙、磷酸硅、磷酸锆等构成的绝缘涂膜20。
在制造如图5所示的具有多层的绝缘涂膜20的软磁性材料时，绝缘涂膜形成步骤(S13)包括：绝缘涂膜形成步骤，即，形成作为第一绝缘涂膜20a的绝缘涂膜20；以及另一绝缘涂膜形成步骤，即，形成包围第一绝缘涂膜20a的表面的另一绝缘涂膜20b。另一绝缘涂膜20b优选含有热固性硅树脂。
在形成图5中所示的具有两层的绝缘涂膜的情况中，将具有第一绝缘涂膜20a的各金属磁性颗粒10与在下述的添加步骤(S14)中加入的添加剂40混合，以形成另一绝缘涂膜20b。
也可以采用下面的方法取代上述方法来形成另一绝缘涂膜20b，该方法为：将溶解于有机溶剂中的硅树脂混合或喷射，然后将硅树脂干燥以除去有机溶剂。
如图6所示，随后进行加入添加剂40的添加步骤(S14)，使得添加剂40与多个金属磁性颗粒10的比例为大于或等于0.001质量％且小于或等于0.2质量％，其中所述添加剂40由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成。在添加步骤(S14)中，金属磁性颗粒10与添加剂40混合。对混合方法没有限定。该方法的例子包括：机械合金化法、振动球磨法、行星式球磨法、机械熔化法(mechanofusion)、共沉淀法、化学气相沉积法(CVD法)、物理气相沉积法(PVD法)、镀敷法、溅射法、气相沉积法和溶胶-凝胶法。还可任选地加入树脂或其他添加剂。
通过上述步骤(S11至S14)，获得本实施方案的软磁性材料。为了制造本实施方案的压粉磁芯，继续进行如下步骤。
随后进行压制步骤(S21)，即，将所获得的软磁性材料填充在模具中，并进行压制。在压制步骤(S21)中，在等于或大于390MPa且小于或等于1500MPa的压力下对软磁性材料进行压制成型。结果，获得由软磁性材料压制成型而形成的压粉体。压制步骤优选在惰性气体气氛或减压气氛下进行。在这种情况下，可以防止混合粉末被大气中的氧气所氧化。
如果进行添加步骤(S14)，则由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种所构成的添加剂40存在于彼此相邻的复合磁性颗粒30之间。这会防止复合磁性颗粒30在压制步骤(S21)中发生剧烈地摩擦。由于添加剂40表现出良好的润滑性，因此形成于各复合磁性颗粒30的外表面上的绝缘涂膜20不会破裂。这可保持绝缘涂膜20涂覆在各金属磁性颗粒10的表面上的状态。因此，绝缘涂膜20能够确实地起到金属磁性颗粒10之间的绝缘层的作用。
在添加步骤(S14)中，可加入其他润滑剂或树脂以取代添加剂40，或者除了添加剂40之外，还可加入其他润滑剂或树脂。
接下来，进行第二热处理步骤(S22)，即，对通过压制而获得的压粉体进行热处理。在第二热处理步骤(S22)中，(例如)在575℃至绝缘涂膜20的热分解温度之间的温度下，对压粉体进行热处理。压制后，压粉体内部存在许多缺陷。通过进行第二热处理步骤(S22)可除去这些缺陷。此外，由于在低于绝缘涂膜20的热分解温度的温度下进行第二热处理步骤(S22)，因此绝缘涂膜20不会由于第二热处理步骤(S22)而发生劣化。第二热处理步骤(S22)将添加剂40变为绝缘物50。
在第二热处理步骤(S22)之后，可任选地对压粉体进行适当处理(例如挤出处理或切割处理)，以得到图2所示的压粉磁芯。
通过上述步骤(S11至S14以及S21至S22)，可制得图2所示的本实施方案的压粉磁芯。当使用具有双层的绝缘涂膜20的软磁性材料时，可制得图7中所示的压粉磁芯。图7是示出本发明实施方案的另一压粉磁芯的示意图。
如上所述，本发明的软磁性材料具有这样的金属磁性颗粒10，其粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40，并且其圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为金属磁性颗粒粒径的标准偏差(σ)与金属磁性颗粒的平均粒径(μ)的比值。如图3、4A和4B所示，由于粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40，因此金属磁性颗粒10的粒径波动得以降低(可获得均一的粒径分布)。这能够提高由软磁性材料制成的压粉磁芯的内部均匀性，从而有助于磁化过程中的磁畴壁移动。由于金属磁性颗粒10的圆形度Sf大于或等于0.80，因此可减少在对软磁性材料进行压制成型时在各金属磁性颗粒10的表面上发生的畸变。如图8中所示，在B-H曲线中，金属磁性颗粒10的粒径变动系数Cv与圆形度Sf的协同作用可改善磁通密度。结果，如图9中所示，可抑制由DC电流增加而导致的电感应降低。换言之，可改善DC偏压特性。图8是示出本发明实施方案的磁场与磁通密度之间的关系的图。图9是示出本发明实施方案的DC电流与电感应之间的关系的图。在图8和9中，示出了作为本发明例子的由包含本实施方案的金属磁性颗粒10的软磁性材料制成的压粉磁芯。
[例子]
在这些例子中，对通过包含以下的金属磁性颗粒而获得的效果进行了检测，其中所述金属磁性颗粒的Cv(σ/μ)小于或等于0.40，并且其圆形度Sf大于或等于0.80。
(实施例1至4)
在实施例1中，使用由上述实施方案中所描述的方法制得的软磁性材料。具体而言，在制备步骤(S11)中，通过对铁粉进行水雾化来制备金属磁性颗粒，该金属磁性颗粒中含有99.6重量％或更高的铁、并且余量由诸如0.3重量％或更低的O和0.1重量％或更低的C、N、P、Mn等微量杂质构成。按表中所示的那样对实施例1至4中的金属磁性颗粒的平均粒径进行选择。实施例1至4中的金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv和圆形度Sf如表中所示。通过激光衍射/散射粒径分布分析法测量目标软磁性材料(多个金属磁性颗粒)的粒径分布，从而计算出金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv。通过测量金属磁性颗粒的投影图像的面积和周长，按照上述式1，来统计计算出圆形度Sf。
然后在绝缘涂膜形成步骤(S13)中，通过进行磷酸盐化处理来形成由磷酸铁构成的绝缘涂膜。
在添加步骤(S14)中，在实施例1至3中加入0.1质量％的硬脂酸锌作为金属皂。在实施例4中，加入0.1质量％的乙撑双硬脂酰胺，其为具有非六方晶系结构的润滑剂。此外，还加入0.3质量％的甲基硅树脂。由此获得实施例1至4的软磁性材料。
在压制步骤(S21)中，向软磁性材料施加1000MPa的压力以制备压粉体。在第二热处理步骤(S22)中，在氮气流气氛中，于500℃下对压粉体进行1小时的热处理。由此制得实施例1的压粉磁芯。
(比较例1至4)
按照与实施例2的软磁性材料基本相同的方式制造比较例1至4的软磁性材料。然而，将其粒径变动系数Cv、圆形度Sf以及平均粒径(μ)变为下表中所示的数值。按照与实施例1相同的方式制造比较例1至4的软磁性材料。
(评价方法)
对于实施例1至4以及比较例1至4的各压粉磁芯，测量DC偏压特性和涡流损耗。
具体而言，在按照如图10所示的方式将样品组装好之后，使用DC偏压测试仪测量DC偏压特性。图11和表格示出了其结果。图10是示出例子中用以测量DC偏压特性的装置的示意图。图11是示出例子中DC偏压特性的图。在图11中，纵轴代表在xA时的电感应LxA与在0A时的电感应L0A的比值(LxA/L0A)(无单位)，横坐标代表所施加的电流(单位：A)。表格中的L8A/L0A表示在8A时的电感应L8A与在0A时的电感应L0A的比值。
在测得铁心损耗后，基于铁心损耗的频率依赖性，通过将铁心损耗分为磁滞损耗和涡流损耗来评价涡流损耗。具体而言，对于实施例1至4和比较例1至4中所获得的各压粉磁芯，在环状压粉体(经热处理后)上进行绕线来制备磁性能测试用样品，使第一次缠绕的匝数为300，并且第二次缠绕的匝数为20，其中该环状压粉体的外径为34mm、内径为20mm，并且厚度为5mm。使用交流(AC)-BH曲线示踪器，在50Hz至10000Hz的不同频率下，于1kG(＝0.1T(特斯拉))的激励磁通密度下测定这些样品的铁心损耗。随后由该铁心损耗计算涡流损耗。结果示于表格中。利用以下三个算式，通过最小二乘法拟合铁心损耗的频率曲线，从而算得涡流损耗：
(铁心损耗)＝(磁滞损耗系数)×(频率)+(涡流损耗系数)×(频率)2
(涡流损耗)＝(涡流损耗系数)×(频率)2
[表1]
Figure A20088000140900211
(测量结果)
从图11和表格可明显地看出，与比较例1至3相比，实施例1至4(其中所包含的金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv(σ/μ)小于或等于0.40、并且圆形度Sf为大于或等于0.8且小于或等于1.0)的电感应降低幅度较小，并且DC偏压特性更好。
将实施例1与比较例4进行比较(其中实施例1和比较例4中的金属磁性颗粒具有基本相同的粒径和粒径变动系数)，发现随着圆形度的增加，涡流损耗可得到抑制。因此，将实施例1与实施例2至4(其中金属磁性颗粒的圆形度为等于或大于0.91)进行比较，发现当圆形度为等于或大于0.91时，可获得更好的偏压特性和较低的涡流损耗。
将实施例3和4与实施例1进行比较(在这三个实施例中，金属磁性颗粒具有基本相同的粒径变动系数Cv)，发现当平均粒径较小时，可获得较好的DC偏压特性和较低的涡流损耗。此外，将实施例3与实施例4进行比较，发现通过使用金属皂来提高绝缘涂膜的耐热温度，获得了较低的磁滞损耗，并表现出最好的特性。
在上述这些例子中，已经证实：包含以下的金属磁性颗粒的软磁性材料的DC偏压特性可得到改善，所述金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv(σ/μ)(金属磁性颗粒粒径的标准偏差(σ)与金属磁性颗粒的平均粒径(μ)的比值)为小于或等于0.40，并且其圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1。
应当理解，本文中公开的实施方案和例子仅是示例性的，而非限定性的。本发明的范围不是由上面的实施方案限定，而是由所附的权利要求书限定，并且可在所附权利要求书或其等同方式的精神和范围内进行任何修改。
工业实用性
本发明的软磁性材料、压粉磁芯、制造所述软磁性材料的方法、以及制造所述压粉磁芯的方法可应用于(例如)静态装置(如变压器、扼流圈或转换器)的铁芯。

Claims (14)

1.一种软磁性材料，包含：
多个金属磁性颗粒，
其中，所述金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv(σ/μ)为小于或等于0.40，并且所述金属磁性颗粒的圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为所述金属磁性颗粒的粒径的标准偏差(σ)与所述金属磁性颗粒的平均粒径(μ)的比值。
2.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述金属磁性颗粒的平均粒径大于或等于1μm且小于或等于70μm。
3.根据权利要求1或2所述的软磁性材料，还包含：
添加剂，该添加剂由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成，
其中所述添加剂与所述多个金属磁性颗粒的含量比为大于或等于0.001质量％且小于或等于0.2质量％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的软磁性材料，还包含：包围所述的各金属磁性颗粒的表面的绝缘涂膜。
5.根据权利要求4所述的软磁性材料，其中所述绝缘涂膜由选自磷酸化合物、硅化合物、锆化合物和硼化合物所组成的组中的至少一种材料构成。
6.根据权利要求4或5所述的软磁性材料，
其中所述绝缘涂膜为第一绝缘涂膜；
其中所述每个金属磁性颗粒均包含另一绝缘涂膜，该另一绝缘涂膜包围所述第一绝缘涂膜的表面；并且
其中所述另一绝缘涂膜含有热固性硅树脂。
7.一种使用权利要求1至6中任一项所述的软磁性材料而制得的压粉磁芯。
8.一种制造软磁性材料的方法，包括：
制备多个金属磁性颗粒的制备步骤，
其中，在所述制备步骤中，制备这样的金属磁性颗粒，该金属磁性颗粒的粒径变动系数Cv(σ/μ)为小于或等于0.40，并且所述金属磁性颗粒的圆形度Sf为大于或等于0.80且小于或等于1，其中所述粒径变动系数为所述金属磁性颗粒的粒径的标准偏差(σ)与平均粒径(μ)的比值。
9.根据权利要求8所述的制造软磁性材料的方法，其中，在所述制备步骤中，制备平均粒径为大于或等于1μm且小于或等于70μm的所述金属磁性颗粒。
10.根据权利要求8或9所述的制造软磁性材料的方法，还包括：添加由金属皂以及具有六方晶系结构的无机润滑剂中的至少一种构成的添加剂的添加步骤，其中所述添加剂与所述多个金属磁性颗粒的含量比为大于或等于0.001质量％且小于或等于0.2质量％。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的制造软磁性材料的方法，还包括在所述的各金属磁性颗粒的表面上形成绝缘涂膜的绝缘涂膜形成步骤。
12.根据权利要求11所述的制造软磁性材料的方法，其中，在所述绝缘涂膜形成步骤中，形成由选自磷酸化合物、硅化合物、锆化合物和硼化合物所组成的组中的至少一种材料构成的绝缘涂膜。
13.根据权利要求11或12所述的制造软磁性材料的方法，
其中所述缘涂膜形成步骤包括：
第一绝缘涂膜形成步骤，即，形成作为第一绝缘涂膜的绝缘涂膜；以及
另一绝缘涂膜形成步骤，即，形成包围所述第一绝缘涂膜的表面的另一绝缘涂膜；并且
其中，在所述另一绝缘涂膜形成步骤中，形成了含有热固性硅树脂的所述另一绝缘涂膜。
14.一种制造压粉磁芯的方法，包括如下步骤：
利用权利要求8至13中任一项所述的制造软磁性材料的方法来制造软磁性材料；以及
通过压制所述软磁性材料来制造所述压粉磁芯。
CN2008800014098A 2007-09-11 2008-09-03 软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法 Active CN101578669B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007235637A JP5368686B2 (ja) 2007-09-11 2007-09-11 軟磁性材料、圧粉磁心、軟磁性材料の製造方法、および圧粉磁心の製造方法
JP235637/2007 2007-09-11
PCT/JP2008/065876 WO2009034894A1 (ja) 2007-09-11 2008-09-03 軟磁性材料、圧粉磁心、軟磁性材料の製造方法、および圧粉磁心の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101578669A true CN101578669A (zh) 2009-11-11
CN101578669B CN101578669B (zh) 2012-11-07

Family

ID=40451903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800014098A Active CN101578669B (zh) 2007-09-11 2008-09-03 软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8123874B2 (zh)
EP (1) EP2154694B1 (zh)
JP (1) JP5368686B2 (zh)
CN (1) CN101578669B (zh)
ES (1) ES2537805T3 (zh)
WO (1) WO2009034894A1 (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104347221A (zh) * 2013-08-07 2015-02-11 罗伯特·博世有限公司 软磁性金属粉末复合材料和用于制造其的方法
CN105659337A (zh) * 2013-09-27 2016-06-08 日立化成株式会社 压粉磁芯、磁芯用压粉体的制造方法、压粉磁芯制造用的压模和模具装置、以及压粉磁芯制造用压模的润滑组合物
CN105895301A (zh) * 2016-05-28 2016-08-24 深圳市固电电子有限公司 一种铁粉芯电感及其制备方法
CN107615411A (zh) * 2015-06-04 2018-01-19 株式会社神户制钢所 压粉磁芯用混合粉末以及压粉磁芯
CN107658090A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 Tdk株式会社 软磁性金属压粉磁芯及具备软磁性金属压粉磁芯的电抗器
CN107799279A (zh) * 2016-09-02 2018-03-13 Tdk株式会社 压粉磁芯
CN108573786A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 Tdk株式会社 压粉磁芯
CN108735428A (zh) * 2017-04-19 2018-11-02 株式会社村田制作所 线圈部件
CN109935450A (zh) * 2017-12-13 2019-06-25 株式会社村田制作所 线圈部件
CN110199364A (zh) * 2017-01-31 2019-09-03 阿尔卑斯阿尔派株式会社 压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具有该压粉磁芯的电气/电子部件和安装有该电气/电子部件的电气/电子设备
CN111151740A (zh) * 2020-01-21 2020-05-15 柯昕 一种一体成型电感器的制造方法
CN113470919A (zh) * 2017-01-12 2021-10-01 株式会社村田制作所 磁性体粒子、压粉磁芯和线圈部件
CN113518676A (zh) * 2019-03-06 2021-10-19 杰富意钢铁株式会社 压粉磁芯用铁基粉末和压粉磁芯
CN113543908A (zh) * 2019-03-22 2021-10-22 日本特殊陶业株式会社 压粉磁芯

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5067544B2 (ja) * 2007-09-11 2012-11-07 住友電気工業株式会社 リアクトル用コアとその製造方法およびリアクトル
JP5482097B2 (ja) * 2009-10-26 2014-04-23 Ｔｄｋ株式会社 軟磁性材料、並びに、圧粉磁芯及びその製造方法
JP4927983B2 (ja) * 2010-04-09 2012-05-09 日立化成工業株式会社 圧粉磁心及びその製造方法
CN101912757B (zh) * 2010-08-30 2012-06-27 武汉大学 一种荧光-磁性双编码微球的制备方法
JP5728987B2 (ja) * 2010-09-30 2015-06-03 Tdk株式会社 圧粉磁心
JP5991460B2 (ja) * 2011-03-24 2016-09-14 住友電気工業株式会社 複合材料、リアクトル用コア、及びリアクトル
JP5995181B2 (ja) 2011-03-24 2016-09-21 住友電気工業株式会社 複合材料、リアクトル用コア、及びリアクトル
JP4906972B1 (ja) 2011-04-27 2012-03-28 太陽誘電株式会社 磁性材料およびそれを用いたコイル部品
JP2012238841A (ja) 2011-04-27 2012-12-06 Taiyo Yuden Co Ltd 磁性材料及びコイル部品
JP5032711B1 (ja) * 2011-07-05 2012-09-26 太陽誘電株式会社 磁性材料およびそれを用いたコイル部品
JP5082002B1 (ja) 2011-08-26 2012-11-28 太陽誘電株式会社 磁性材料およびコイル部品
JP6052960B2 (ja) * 2012-01-12 2016-12-27 株式会社神戸製鋼所 軟磁性鉄基粉末の製造方法
JP5892421B2 (ja) * 2012-02-16 2016-03-23 日立金属株式会社 金属粉末、その製造方法、及び圧粉磁心
US20150130573A1 (en) * 2012-05-25 2015-05-14 Ntn Corporation Powder core, powder core manufacturing method, and method for estimating eddy current loss in powder core
JP2014086672A (ja) * 2012-10-26 2014-05-12 Tamura Seisakusho Co Ltd 圧粉磁心及びその製造方法、磁心用粉末及びその製造方法
DE102013109993A1 (de) * 2013-09-11 2015-03-12 Endress + Hauser Flowtec Ag Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, Spulenkern und Feldspule
JP6322938B2 (ja) * 2013-09-27 2018-05-16 日立化成株式会社 圧粉磁心、磁心用圧粉体の製造方法、圧粉磁心製造用押型及び金型装置、並びに、圧粉磁心製造用押型の潤滑液
JP5920495B2 (ja) * 2014-05-14 2016-05-18 Tdk株式会社 軟磁性金属粉末、およびその粉末を用いた軟磁性金属圧粉コア
JP6393345B2 (ja) * 2015-01-22 2018-09-19 アルプス電気株式会社 圧粉コア、該圧粉コアの製造方法、該圧粉コアを備える電気・電子部品、および該電気・電子部品が実装された電気・電子機器
JP2017135358A (ja) * 2016-01-22 2017-08-03 株式会社東芝 扁平磁性金属粒子、圧粉材料、回転電機、モータ、発電機
US11915847B2 (en) * 2017-03-09 2024-02-27 Tdk Corporation Dust core
CN107452458B (zh) * 2017-07-05 2020-10-13 深圳顺络汽车电子有限公司 一种铁合金磁性材料及其制备方法
JP2019218611A (ja) * 2018-06-20 2019-12-26 Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 リン酸表面処理軟磁性粉末の製造方法、及びリン酸表面処理軟磁性粉末
US10937576B2 (en) 2018-07-25 2021-03-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Flaky magnetic metal particles, pressed powder material, rotating electric machine, motor, and generator
JP6882375B2 (ja) * 2019-06-06 2021-06-02 株式会社神戸製鋼所 圧粉磁心用混合粉末および圧粉磁心
JP2021057434A (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 株式会社村田製作所 コイル部品およびそれに用いられる磁性粉末混合樹脂材料の製造方法
JP7338529B2 (ja) * 2020-03-24 2023-09-05 Tdk株式会社 流動性付与粒子および磁性コア
JP2022022650A (ja) * 2020-06-30 2022-02-07 太陽誘電株式会社 金属磁性粒子を含む磁性基体及び当該磁性基体を備えるコイル部品

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5921527A (ja) * 1982-07-26 1984-02-03 Tdk Corp ソフトフエライト用酸化鉄及びその製造方法
JPS6319448A (ja) 1986-07-07 1988-01-27 ハリ−　ウイリアム　メイア− 常時かみ合いギヤ変速機
US5338508A (en) * 1988-07-13 1994-08-16 Kawasaki Steel Corporation Alloy steel powders for injection molding use, their compounds and a method for making sintered parts from the same
JPH0715121B2 (ja) * 1988-08-20 1995-02-22 川崎製鉄株式会社 射出成形用Ｆｅ―Ｃｏ系合金微粉およびＦｅ―Ｃｏ系焼結磁性材料
JP2001102207A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Tdk Corp 圧粉磁心の製造方法
JP3670575B2 (ja) 2000-01-12 2005-07-13 Ｔｄｋ株式会社 コイル封入圧粉コアの製造方法およびコイル封入圧粉コア
JP2004319652A (ja) 2003-04-15 2004-11-11 Tamura Seisakusho Co Ltd 磁心の製造方法およびその磁心
JP4289665B2 (ja) * 2003-07-30 2009-07-01 株式会社豊田中央研究所 リアクトル、リアクトル用コアおよびその製造方法
EP1698945B1 (en) * 2003-12-22 2012-10-24 Powdertech Co., Ltd. Resin-coated carrier for electrophotographic developing agent, process for producing the same and electrophotographic developing agent utilizing the resin-coated carrier
JP2006024869A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 圧粉磁心およびその製造方法
JP4701797B2 (ja) * 2005-04-04 2011-06-15 Ｊｆｅスチール株式会社 圧粉磁芯用被覆鉄基粉末および圧粉磁芯
JP4650073B2 (ja) 2005-04-15 2011-03-16 住友電気工業株式会社 軟磁性材料の製造方法、軟磁性材料および圧粉磁心
JP4654881B2 (ja) 2005-11-02 2011-03-23 住友電気工業株式会社 軟磁性材料を用いて製造された圧粉磁心
JP5067544B2 (ja) * 2007-09-11 2012-11-07 住友電気工業株式会社 リアクトル用コアとその製造方法およびリアクトル

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10490327B2 (en) 2010-04-19 2019-11-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Coil component
CN104347221A (zh) * 2013-08-07 2015-02-11 罗伯特·博世有限公司 软磁性金属粉末复合材料和用于制造其的方法
CN104347221B (zh) * 2013-08-07 2019-07-09 罗伯特·博世有限公司 软磁性金属粉末复合材料和用于制造其的方法
CN105659337B (zh) * 2013-09-27 2018-04-10 日立化成株式会社 压粉磁芯、磁芯用压粉体的制造方法、压粉磁芯制造用的压模和模具装置、以及压粉磁芯制造用压模的润滑组合物
CN105659337A (zh) * 2013-09-27 2016-06-08 日立化成株式会社 压粉磁芯、磁芯用压粉体的制造方法、压粉磁芯制造用的压模和模具装置、以及压粉磁芯制造用压模的润滑组合物
CN108288530B (zh) * 2013-09-27 2020-06-09 日立化成株式会社 压粉磁芯、以及磁芯用压粉体的制造方法
US9754710B2 (en) 2013-09-27 2017-09-05 Hitachi Chemical Company, Ltd. Powder magnetic core, method of manufacturing powder compact for magnetic core, die and die assembly for manufacturing powder magnetic core, and die lubricating composition for manufacturing powder magnetic core
CN108288530A (zh) * 2013-09-27 2018-07-17 日立化成株式会社 压粉磁芯、以及磁芯用压粉体的制造方法
CN107615411A (zh) * 2015-06-04 2018-01-19 株式会社神户制钢所 压粉磁芯用混合粉末以及压粉磁芯
CN107615411B (zh) * 2015-06-04 2021-04-02 株式会社神户制钢所 压粉磁芯用混合粉末以及压粉磁芯
CN105895301B (zh) * 2016-05-28 2017-12-29 深圳市固电电子有限公司 一种铁粉芯电感及其制备方法
CN105895301A (zh) * 2016-05-28 2016-08-24 深圳市固电电子有限公司 一种铁粉芯电感及其制备方法
CN107658090A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 Tdk株式会社 软磁性金属压粉磁芯及具备软磁性金属压粉磁芯的电抗器
CN107658090B (zh) * 2016-07-25 2020-03-27 Tdk株式会社 软磁性金属压粉磁芯及具备软磁性金属压粉磁芯的电抗器
US11545287B2 (en) 2016-09-02 2023-01-03 Tdk Corporation Dust core
TWI644333B (zh) * 2016-09-02 2018-12-11 日商Ｔｄｋ股份有限公司 Powder core
CN107799279A (zh) * 2016-09-02 2018-03-13 Tdk株式会社 压粉磁芯
CN113470919A (zh) * 2017-01-12 2021-10-01 株式会社村田制作所 磁性体粒子、压粉磁芯和线圈部件
CN110199364B (zh) * 2017-01-31 2021-07-16 阿尔卑斯阿尔派株式会社 压粉磁芯及其制造方法、电气/电子部件及设备
US11482356B2 (en) 2017-01-31 2022-10-25 Alps Alpine Co., Ltd. Powder core, electric or electronic component including the powder core and electric or electronic device having the electric or electronic component mounted therein
CN110199364A (zh) * 2017-01-31 2019-09-03 阿尔卑斯阿尔派株式会社 压粉磁芯、该压粉磁芯的制造方法、具有该压粉磁芯的电气/电子部件和安装有该电气/电子部件的电气/电子设备
CN108573786B (zh) * 2017-03-09 2020-05-12 Tdk株式会社 压粉磁芯
CN108573786A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 Tdk株式会社 压粉磁芯
US10796828B2 (en) 2017-04-19 2020-10-06 Murata Manufacturing Co., Ltd. Coil component
CN108735428A (zh) * 2017-04-19 2018-11-02 株式会社村田制作所 线圈部件
US11842833B2 (en) 2017-04-19 2023-12-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. Coil component
CN109935450B (zh) * 2017-12-13 2021-05-25 株式会社村田制作所 线圈部件
CN109935450A (zh) * 2017-12-13 2019-06-25 株式会社村田制作所 线圈部件
CN113518676A (zh) * 2019-03-06 2021-10-19 杰富意钢铁株式会社 压粉磁芯用铁基粉末和压粉磁芯
CN113543908A (zh) * 2019-03-22 2021-10-22 日本特殊陶业株式会社 压粉磁芯
CN113543908B (zh) * 2019-03-22 2023-05-23 日本特殊陶业株式会社 压粉磁芯
CN111151740A (zh) * 2020-01-21 2020-05-15 柯昕 一种一体成型电感器的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
ES2537805T3 (es) 2015-06-12
JP2009070914A (ja) 2009-04-02
EP2154694A1 (en) 2010-02-17
US20100044618A1 (en) 2010-02-25
US8123874B2 (en) 2012-02-28
EP2154694A4 (en) 2010-12-08
WO2009034894A1 (ja) 2009-03-19
JP5368686B2 (ja) 2013-12-18
EP2154694B1 (en) 2015-05-13
CN101578669B (zh) 2012-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101578669B (zh) 软磁性材料、压粉磁芯、制造软磁性材料的方法以及制造压粉磁芯的方法
JP5067544B2 (ja) リアクトル用コアとその製造方法およびリアクトル
JP5050745B2 (ja) リアクトル用コアとその製造方法およびリアクトル
CN101233586B (zh) 软磁性材料、软磁性材料的制造方法、压粉铁心以及压粉铁心的制造方法
CA2670732C (en) Soft magnetic powder
JP5650928B2 (ja) 軟磁性材料、成形体、圧粉磁心、電磁部品、軟磁性材料の製造方法および圧粉磁心の製造方法
CN106663513B (zh) 磁芯、磁芯的制造方法以及线圈部件
JPWO2005096324A1 (ja) 軟磁性材料および圧粉磁心
KR20120075425A (ko) 압분 자심용 철계 연자성 분말 및 그의 제조방법 및 압분 자심
JPWO2012001943A1 (ja) 複合磁性体とその製造方法
JP2010126786A (ja) 冶金用粉末、圧粉磁心、冶金用粉末の製造方法および圧粉磁心の製造方法
JP5445801B2 (ja) リアクトル、及び昇圧回路
CN101454847B (zh) 软磁性材料和压粉铁心
CN105873697B (zh) 软磁粉末混合料
JP2020113739A (ja) 圧粉磁心およびインダクタ
JP2009228108A (ja) 冶金用粉末および冶金用粉末の製造方法
US20210057139A1 (en) Dust core
JP2019057654A (ja) 軟磁性材料、軟磁性材料を用いた圧粉磁心、圧粉磁心を用いたリアクトル、及び圧粉磁心の製造方法
US20150015359A1 (en) Soft magnetic composite, method for preparing the same, and electronic components including the same as core material
JP2021093405A (ja) 圧粉磁心の製造方法
JP2007129093A (ja) 軟磁性材料およびこれを用いて製造された圧粉磁心
JPWO2014054093A1 (ja) 圧粉磁心およびその製造方法
JP2024044442A (ja) 圧粉磁心用粉末の製造方法及び圧粉磁心用粉末
JP2021036576A (ja) 複合粒子及び圧粉磁芯
JP2021036577A (ja) 圧粉磁芯

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant