CN102822913A - 压粉磁芯及其制造方法 - Google Patents
压粉磁芯及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102822913A CN102822913A CN2011800159050A CN201180015905A CN102822913A CN 102822913 A CN102822913 A CN 102822913A CN 2011800159050 A CN2011800159050 A CN 2011800159050A CN 201180015905 A CN201180015905 A CN 201180015905A CN 102822913 A CN102822913 A CN 102822913A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- core
- compressed
- low permeability
- permeability 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 title abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 168
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 168
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 108
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 133
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 11
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 11
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 claims description 11
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 8
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 5
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052634 enstatite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N magnesium;dihydroxy(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].O[Si](O)=O BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000009702 powder compression Methods 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 13
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 16
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 8
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000023077 detection of light stimulus Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229910000702 sendust Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/255—Magnetic cores made from particles
-
- 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
- B22F1/16—Metallic particles coated with a non-metal
-
- 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
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
- B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
-
- 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
- H01F1/33—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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明提供一种具有低铁损耗，同时具有良好的恒导磁率性，适合作为车载用电抗器的芯的压粉磁芯。压粉磁芯为混合粉末的压粉体，所述混合粉末包含：表面具有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末和耐热温度为700℃以上、相对导磁率为1.0000004以下的低导磁率物质的粉末，压粉体的密度为6.7Mg/m3以上，压粉体中的软磁性粉末间的空隙中存在有低导磁率物质。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用在表面形成有绝缘被膜的铁基软磁性粉末而形成的压粉磁芯及其制造方法，特别涉及一种适用于作为电抗器用芯的压粉磁芯及其制造方法。
背景技术
近年来，燃料电池汽车、电动汽车、混合动力汽车等所谓低公害车的开发发展。特别是混合动力汽车在国内外的普及正在进展。在这样的混合动力汽车等中，在从电池的电压降压至电气设备用的电压、逆变器控制电动机等情况下，从直流电流转换为高频率交流电源通过开关电源等进行。
在上述那样的开关电源的电路中，设置有由芯（磁芯）和环绕在该芯周围的线圈构成的电抗器。作为电抗器的性能，除了小型、低损耗、低噪音以外，还需要具有在宽的直流电流区域内具有稳定的电感特性，即直流重叠特性优异。因此，作为电抗器用芯，期望为低铁损耗的同时，从低磁场至高磁场的导磁率稳定的芯，即恒导磁率性优异的芯。
一般而言，电抗器用芯由硅钢板、无定形薄带、氧化物铁氧体等材料构成，由这些材料构成的芯通过板材的叠层、压粉成形、压粉烧结等来制造。并且，为了改善直流重叠特性，还可以进行在芯的磁路中设置适当的空隙（间隙）以调整表观导磁率等。
伴随电动机的大输出化等，要求电抗器等的芯在大电流、高磁场侧的使用。期望这样的电抗器用芯即使在高磁场侧微分导磁率也不降低，即恒导磁率优异，但是由上述硅钢板、无定形薄带、氧化物铁氧体等材料构成的芯为导磁率高的材料，因此高磁场侧的磁通量密度饱和，作为磁化曲线切线的斜率的微分导磁率降低。为了将这样的恒导磁率性差的芯应用于电抗器，需要加厚芯所设置的间隙、增加间隙数等设计，但这样的芯的设计会导致漏磁通量的发生、损耗的增加、噪音的增大、电抗器的大型化，在对燃料消耗性能有要求、搭载空间有限制的车载用等用途方面不优选。
作为在材料组织构造上有特征的芯，有对铁等软磁性金属粉末进行压缩成形来制作而成的压粉磁芯。压粉磁芯与通过硅钢板等制作而成的叠层磁芯相比，制作时材料的成品率良好，还可以降低材料成本。并且，由于形状自由度高，通过进行磁芯形状的最佳设计，因此能够实现特性提高。另外，通过混合有机树脂、无机粉末等电绝缘物质与金属粉末、在金属粉末的表面包覆电绝缘被膜等来提高金属粉末间的电绝缘性，从而可以大幅降低磁芯的涡流损耗，特别是在高频区域能够得到优异的磁特性。由于这些特征，作为电抗器用芯，压粉磁芯受到关注。
作为压粉磁芯的制造方法，有以下方法：在表面形成有无机绝缘被膜的软磁性粉末中添加热固化性树脂粉末，将形成的混合粉末进行压缩成形，对压粉体实施树脂固化处理（例如，参考专利文献1）。并且，近年来，要求压粉磁芯的进一步的低铁损耗化，进行了缓和对压粉磁芯实施热处理而由压粉成形导致的应变，降低磁滞损耗（例如，参考专利文献2）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-320830号公报
专利文献2：日本特开2000-235925号公报
发明内容
发明所要解决的课题
芯的铁损耗W是涡流损耗We和磁滞损耗Wh的和，当频率为f、励磁磁通量密度为Bm、固有电阻值为ρ、材料的厚度为t时，涡流损耗We由式1表示、磁滞损耗Wh由式2表示，由此铁损耗W由式3表示。其中，k1、k2为系数。
We=（k1Bm 2t2/ρ）f2 （式1）
Wh=k2Bm 1.6f （式2）
W=We+Wh=（k1Bm 2t2/ρ）f2+k2Bm 1.6f （式3）
如式1所示，涡流损耗We与频率f的平方成比例增大。由此，如式3所示，铁损耗W在几百kHz至几MHz的高频区域内，涡流损耗We的影响急剧增大，由此铁损耗W中的磁滞损耗Wh的影响相对减小。因此在高频区域，最优先需要增大固有电阻值ρ以降低涡流损耗We。
另一方面，车载用电抗器在5～30kHz左右的频率f下使用，普通电抗器在30～60kHz左右的频率f下使用，但该区域与几百kHz至几MHz的高频区域的情况相比，涡流损耗We对铁损耗W的影响小，相对地磁滞损耗Wh的影响大。因此在这样的频率区域使用时，铁损耗W的降低不仅需要降低涡流损耗We，还需要降低磁滞损耗Wh。
添加有树脂作为电绝缘物质的压粉磁芯中，树脂作为铁粉间的磁间隙起作用，因此最大微分导磁率低，恒导磁性优异。
但是，压粉磁芯是将铁等软磁性金属粉末进行压缩成形来制作而成的，因此在压缩成形的过程中，软磁性金属粉末中积累应变，由该应变而使磁滞损耗Wh大。在这样的压粉磁芯中，如上述专利文献2所述，通过对压粉磁芯实施热处理，放开软磁性金属粉末中积累的应变，从而可以降低磁滞损耗Wh而降低铁损耗W。然而，在对添加有树脂的压粉磁芯实施热处理的情况下，如果热处理温度过高，则树脂会劣化、分解，电绝缘性受损而使固有电阻值ρ骤减，因此导致涡流损耗We增大而铁损耗W增大。由此可见，热处理温度低于树脂的耐热温度（300℃左右），则应变的除去不完全，因此不能充分降低磁滞损耗Wh，使铁损耗W变高。
如果不添加树脂，只使用表面形成有磷酸盐系等电绝缘被膜的铁基软磁性粉末来制作压粉磁芯，则压粉磁芯能够在高温下进行热处理，从而可以降低磁滞损耗Wh而降低铁损耗W，但由于不含作为磁间隙起作用的树脂，因此在高磁场侧的微分导磁率相对于最大微分导磁率极端地减小，恒导磁率性降低。因此，与使用硅钢板、无定形薄带、氧化物铁氧体等材料构成的芯同样地，需要加厚芯所设置的间隙、增加间隙数等设计。
这样，需要适用于作为车载用电抗器的芯的，具有低铁损耗和优异的恒导磁率性的磁芯。
本发明的目的是提供一种低铁损耗，同时具有优异的恒导磁率性，适用于作为车载用电抗器的芯的压粉磁芯。
用于解决课题的方法
根据本发明的一种形态，压粉磁芯具有混合粉末，所述混合粉末包含：表面形成有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末和耐热温度为700℃以上、真空的导磁率为1时相对导磁率比空气低的低导磁率物质的粉末，密度为6.7Mg/m3以上，前述压粉体中的软磁性粉末间的空隙中存在有前述低导磁率物质。
添加的微粒子化后的低导磁率物质粉末的平均粒径优选为10μm以下，并且最大粒径优选为20μm以下。
并且，低导磁率物质在软磁性粉末间的空隙中存在的压粉磁芯的导磁率优选为60～140，优选含有Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、SiC、AlN、滑石、高岭石、云母及顽辉石中的至少1种以上。并且，低导磁率物质粉末的添加量优选为0.05～1.5体积%，更优选为0.1～1体积%。
发明的效果
根据本发明，可以提供一种低铁损耗同时恒导磁率性优异的压粉磁芯，能够提供在宽频率区域中的导磁率的稳定性提高了的车载用电抗器的芯。
附图说明
图1为与芯的直流磁化特性相关的说明图。
图2为表示以往的压粉磁芯的金属组织的一例的示意图。
图3为表示本发明的压粉磁芯的金属组织的一例的示意图。
图4为表示本发明的压粉磁芯与以往的压粉磁芯的端面的EPMA分析结果的图。
图5为表示关于本发明的压粉磁芯的励磁磁场与微分导磁率的关系图。
图6为表示本发明的压粉磁芯的L-I特性的图。
具体实施方式
通常的由硅钢板、无定形薄带、氧化物铁氧体等材料构成的芯如图1的实线所示，在高磁场侧磁通量密度饱和，作为磁化曲线切线的斜率的微分导磁率降低。由于在大电流、高磁场侧使用的电抗器的芯需要恒导磁率优异，因此期望如图1的虚线所示那样的即使在高磁场侧也显示微分导磁率不降低的磁化特性。压粉磁芯由于分散有导磁率低的树脂、气孔（软磁性粉末间的空隙）等磁间隙，因此恒导磁率性优异，但在大电流、高磁场侧的特性仍不能说充分。
在本发明中，使用表面形成有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末来制成的压粉磁芯中不含树脂，通过在压粉体内部存在耐热性高、与空气相比导磁率低的低导磁率物质的粉末，从而能够降低由高温下的热处理引起的铁损耗的同时，还能够改善压粉磁芯的恒导磁率性。此时，发现使低导磁率物质的粉末遍布在软磁性粉末间的空隙中是重要的，通过在原本应该形成孔隙的软磁性粉末粒子间的空隙中集中地分布低导磁率物质，从而可以使压粉磁芯中软磁性粉末的占空系数不降低地分散低导磁率物质，从而能够在不降低饱和磁通量密度、保持低铁损耗的同时，实现如图1所示那样的导磁率的变动抑制。
以下，对本发明进行详细说明。其中，关于本发明，表示粉末的配合比例的单位“体积%”是基于由物质的真密度和质量算出的体积的百分率，并非由粉末等的膨松度得到的值。因此，在实施时可以换算为质量单位来调制。
为了在保持作为压粉磁芯的优点的恒导磁率性的同时降低压粉磁芯的铁损耗，通过较高地设定压粉成形后的热处理温度，从而放开成形时的应变，充分降低磁滞损耗是有效的。因此，期望热处理温度为500℃以上，优选为600℃左右以上。这样地升高热处理温度，选择对这样的热处理温度具有耐久性（即，熔点或分解点高于热处理温度，优选高达50℃以上）的物质作为向构成压粉磁芯的电绝缘包覆铁基软磁性粉末中添加的物质是重要的。因此，本发明中使用的低导磁率物质不选择树脂那样的有机物，而选择耐热温度为700℃以上的低导磁率物质。这样，能够使压粉磁芯的热处理在高温（例如，500℃以上）下实施，可以实现磁滞损耗的降低。这里，所谓耐热温度，是指由热分解等引起的组成变化、状态变化等导致的导磁率不发生变化的最高温度。即，需要低导磁率物质的导磁率不会随着热处理温度发生变化，由于耐热温度<熔点和分解点，因此耐热温度为700℃以上意味着熔点和分解点超过700℃。
如图2示意性所示，不含有耐热性低的树脂、只由表面形成有电绝缘包覆E1的铁基软磁性粉末SM构成的压粉磁芯，在软磁性粉末SM间的空隙中形成气孔P（图中黑色的地方），气孔P中充满空气。当使真空的导磁率为1时，空气的相对导磁率为1.0000004，在密度为6.7Mg/m3左右的压粉磁芯的情况下，气孔P部分充满空气的压粉磁芯的导磁率为250左右。
与此相比，本发明的压粉磁芯如图3示意性所示，表面形成有电绝缘包覆E1的铁基软磁性粉末SM间的空隙中，存在与空气相比导磁率低的低导磁率物质LP。即，本发明的压粉磁芯通过将表面形成有电绝缘包覆的铁基软磁性粉末间的空隙中所形成的气孔的空气的一部分或全部置换为低导磁率物质，从而降低空隙部分的导磁率、也减小气孔率。这样，通过在铁基软磁性粉末间的空隙中局部存在与空气相比低导磁率物质的粉末，从而可以不降低饱和磁通量密度地降低压粉磁芯的最大微分导磁率，缩小与高磁场侧的微分导磁率的差，提高恒导磁率性。
本发明的压粉磁芯中，低导磁率物质主要存在于软磁性粉末间的空隙中，但也不排除夹在软磁性粉末粒子中的低导磁率物质，低导磁率物质的一部分可以夹在表面形成有电绝缘包覆的铁基软磁性粉末间来存在。这样的铁基软磁性粉末所夹持的低导磁率物质对于置换软磁性粉末间的空隙内的空气不起作用，但对于降低铁基软磁性粉末间的导磁率起作用。并且，低导磁率物质只要存在于软磁性粉末间的大多数空隙的至少一部分即可，优选存在于软磁性粉末间的全部空隙中，但是这并非必须。另外，优选低导磁率物质以充满空隙的方式存在，但并非限定于此，也可以不完全填充于空隙而部分地存在。低导磁率物质存在的体积部分的空气被置换，可以得到与其成比例的导磁率降低的效果。并且，作为低导磁率物质，如果使用高电阻率的物质，则可以起到提高铁基软磁性粉末的绝缘性的作用。
如果压粉磁芯的密度低，则软磁性粉末的占空系数降低，因此磁通量密度降低，铁损耗增大的同时，在高磁场侧的导磁率的降低变显著。因此，密度优选为6.7Mg/m3以上。密度的测定通过阿基米德方法进行测定。具体来说，通过JIS标准的Z2501中规定的方法进行测定。为了成形为这样的高密度，作为绝缘包覆铁基软磁性粉末，优选使用平均粒径（中值粒径）为50～150μm左右的粉末。这里，在图3中，为了说明对电绝缘被膜的厚度进行了强调，但是电绝缘被膜的厚度一般为10～200nm左右，因此实际上，与图示的相比相当薄，相对于绝缘包覆铁基软磁性粉末的粒径是可以忽略的。
作为铁基软磁性粉末，使用纯铁、Fe-Si合金、Fe-Al合金、坡莫合金、铁硅铝合金等含有铁合金的铁系金属的粉末，纯铁粉在磁通量密度高和成型性等方面优异。
在软磁性粉末表面所形成的电绝缘被膜只要为在上述热处理温度维持绝缘性的物质即可，从压粉体的强度的观点出发，由于含有磷酸盐的电绝缘被膜在热处理时相互粘合，因此优选为含有磷酸盐的电绝缘被膜。由无机绝缘被膜包覆的软磁性粉末可以从市面上销售的产品中适当地进行选择来使用，或者也可以通过已知的方法，在软磁性粉末的表面形成无机化合物的被膜来使用。例如，根据前述专利文献1（日本特开平9-320830号公报），通过将含有磷酸、硼酸和镁的水溶液与铁粉末混合，干燥，从而得到在1kg铁粉末的表面形成有0.7～11g左右的无机绝缘被膜的绝缘包覆软磁性粉末。
如果在使励磁磁场从0向10000A/m进行变化时的，压粉磁芯的最大微分导磁率为μmax，10000A/m的微分导磁率为μ10000A/m时，μ10000A/m相对于μmax的比率低于0.15时，则高磁场侧的磁通量密度饱和而电抗器的功能受损。因此优选μ10000A/m相对于μmax的比率为0.15以上的压粉磁芯。本发明中，通过导入如图3那样的低导磁率物质，从而实现这样的恒导磁率性。
由于低导磁率物质如上所述，是用于降低软磁性粉末间的空隙部分的导磁率来使用，因此需要使低导磁率物质的导磁率小于空气的相对导磁率1.0000004。如果使用低导磁率物质存在于空隙部分中的压粉磁芯的导磁率为60～130（即，由空气充满的空隙部分的压粉磁芯的导磁率的一半以下）的低导磁率物质，则压粉磁芯的恒导磁率性显著提高，因此优选。但是如果使用压粉磁芯的导磁率低于60的物质作为低导磁率物质，则虽然恒导磁率性提高，但妨碍软磁性粉末的磁通量的影响增大，在达到饱和磁通量密度之前的磁场中的微分导磁率过度降低。由此可知，低导磁率物质存在于空隙部分的压粉磁芯的导磁率优选在60～130的范围内。
关于低导磁率物质，具体而言，优选为选自包含氧化物、碳化物、氮化物及硅酸盐矿物的无机低导磁率物质中的至少一种。例如可以列举Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、SiC、AlN、滑石、高岭石、云母、顽辉石等无机化合物及矿物，优选选择其中的至少一种来使用，也可以将多种进行适当组合来使用。
如果使用粒子微细的低导磁率物质的粉末作为低导磁率物质的粉末，则易于填充于铁基软磁性粉末间的空隙中，因此优选将平均粒径以中值粒径计为10μm以下的低导磁率物质粉末添加至铁基软磁性粉末中，更优选平均粒径为3μm以下的低导磁率物质粉末。此外，最大粒径优选为20μm以下，更优选为10μm以下。作为将低导磁率物质粉末进行微粒子化的方法，例如，可适当利用使用喷射磨机、行星球磨机等进行粉碎的方法。在通过这些方法使用难以微粒子化的低导磁率物质的情况下，也可以使用冷冻粉碎等方法。作为将微粒子化后的低导磁率物质的粒径调整至上述的平均粒径（中值粒径）和最大粒径的方法，例如，有通过气流分级法进行分级的方法，可以使用气流分级装置等进行适当调整。
本发明的压粉磁芯中，作为铁基软磁性粉末，由于使用表面形成有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末（绝缘包覆铁基软磁性粉末），因此铁基软磁性粉末的表面被电绝缘而成中性。此外，低导磁率物质也大致为中性。因此，在绝缘包覆铁基软磁性粉末的表面上难以附着低导磁率物质的粉末，此外与绝缘包覆铁基软磁性粉末相比，低导磁率物质的粒子相当小，是可以装入磁性粉末间的空隙中的尺寸，因此如果将在绝缘包覆铁基软磁性粉末中混合低导磁率物质的粉末而得到的混合粉末进行压缩成形，则低导磁率物质的粉末倾向于逃脱铁基软磁性粉末间的空隙而易于局部存在。
低导磁率物质粉末的添加量优选为混合粉末全部量的0.05～1.5体积%。如果添加量少于0.05体积%，将不能获得充分的效果，如果添加超过1.5体积％，则由于铁基软磁性铁粉末的占空系数降低，难以提高压粉体密度，在磁通量密度降低的同时铁损耗增高，因此不优选。
混合上述绝缘包覆铁基软磁性粉末和低导磁率物质粉末来调制混合粉末，基于所形成的压粉磁芯的体积，称量与目标的压粉密度相对应的分量的混合粉末，通过在压粉磁芯用的模具内压缩成形，得到如图3那样的在软磁性粉末间的空隙中集中地分布低导磁率物质的压粉体。如果在成形时轻轻摇动，则易于提高混合粉末的压缩性。为了压粉至6.7Mg/m3以上的高密度，通常施加1000MPa左右的高成形压，因此为了充分缓和应变，在后续的热处理中使用500℃以上的高温是有意义的。
此外，如果在铁基软磁性粉末和低导磁率物质粉末混合时加入少量的分散剂，则能够防止微细的低导磁率物质粉末的凝集而更均匀地混合，因此优选。作为分散剂，例如，可以列举作为水性液状物的二氧化硅水合物分散液，作为固体的硅酸钙等熔剂那样的物质。
通过对上述所得的压粉体实施500～700℃左右的热处理10～60分钟左右，从而充分缓解压粉时的应变，减少所得的压粉磁芯的磁滞损耗。通过使所得的压粉磁芯的密度为6.7Mg/m3以上，且具有在绝缘包覆铁系软磁性粉末间的空隙中集中地局部存在耐热性的低导磁率物质的构造，从而软磁性粉末的占空系数可以维持在85～95体积%左右以上，气孔率大概为3.5～14.95体积%左右以下。因此，可以在将铁损耗维持为少的同时，降低最大导磁率，提高μ10000A/m相对于μmax的比率。此外，压粉磁芯中的软磁性粉末的占空系数和气孔率可以通过以下来确定：将压粉磁芯含浸清漆等后，切断，将研磨后的剖面用光学显微镜拍摄得到的图像，使用图像分析软件（例如，三谷商事株式会社制WinROOF等）对软磁性粉末的部分或气孔的部分的面积进行测定。这时，使用灰度对光学显微镜图像进行拍摄，将所得的灰度图像通过WinROOF进行图像分析时，根据状态法(mode method)对阈值进行调整，通过将气孔部分与软磁性粉末和低导磁率物质的部分二进制化，分离解析测量粒子来求得气孔部分的气孔率的同时，通过再次调整阈值，将气孔和低导磁率物质的部分与软磁性粉末的部分二进制化来解析，可以求得软磁性粉末的部分的占空系数，从这些解析值可以求得低导磁率物质的面积率，可近似作为体积率的值使用。
图4为使用上下模冲将原料粉末压缩成形而得的压粉体的冲压面通过EPMA（Electron Probe MicroAnalyzer）放大1000倍进行观察得到的SEM（Scanning Electron Microscope）图像，以及显示Fe、Mg、Si、O的各元素的分布的图像。实施例A为下述压粉体：在实施了形成磷酸盐系的电绝缘被膜的包覆处理后的纯铁粉中，添加1.5体积%的作为硅酸盐矿物的1种的滑石（Mg3Si4O10(OH)2）作为低导磁率物质粉末来调制混合粉末，将其作为原料粉末填充在模具的模孔中，采用上下模冲沿上下方向进行压缩成形而得，比较例A为下述压粉体：对仅由实施了形成磷酸盐系的电绝缘被膜的包覆处理后的纯铁粉构成的原料粉末进行同样地操作而压缩成形而得。
图4的SEM图像中，实施例A在观察到与浅灰色部分相区别的深灰色部分方面，与比较例A不同。关于这些部分，如果观察元素分布的图像，则由浅灰色部分为Fe分布，与此相对，深灰色的部分没有Fe分布而是作为滑石的成分的Mg、Si和O分布可知，浅灰色部分为纯铁粉，深灰色部分为滑石。滑石比较集中地存在于局部，与纯铁粉相接且与纯铁粉无间隙地密合，因此该部分相当于纯铁粉末间的空隙，这表明滑石充满在空隙中。在实施例A和比较例A中观察到空隙的量（面积）不同，但实施例A的深灰色部分和空隙（气孔）的面积的总和与比较例A的空隙（气孔）面积的总和大致相等。即，纯铁粉所占的面积大致相等。此外，在实施例A的SEM像中，对气孔进行观察，在与气孔相接触的部分检测出作为滑石的成分的Mg、Si和O。这意味着低导磁率物质占据软磁性粉末间的空隙的一部分，剩余部分为气孔。由此可知，通过将在实施了电绝缘包覆处理的铁基软磁性粉末中，添加混合有前述规定那样的低导磁率物质的粉末进行压缩成形，从而可以使低导磁率物质配置在软磁性粉末间的空隙中，将空隙内的空气置换为低导磁率物质。
关于本发明的压粉磁芯，低导磁率物质的面积率具体而言可以如下进行确认。即，基于上述那样的通过EPMA拍摄得到的图像数据，对构成低导磁率物质的元素中的主要元素的1种或多种测定元素分布，将所得的元素分布的图像使用图像分析软件（例如，三谷商事株式会社制WinROOF等），通过测定被测定的元素的分布面积，从而可以确定低导磁率物质的面积率。在该情况下，对EPMA的元素分布（elemental mapping）用灰度进行，将所得的灰度图像用WinROOF进行图像分析时，按照状态法将阈值设定为80来二进制化，并分离测量粒子进行解析，从而可以求得面积率。这里，在对多种元素进行元素分布的情况下，对于各元素，求出低导磁率物质的面积率作为所得的值的平均值。其中，在通过EPMA装置进行分析时，由测定原理可知在轻元素的检测时的灵敏度下降，因此在构成低导磁率物质的元素含有除了H、N、C、O等轻元素以外的元素的情况下，从精度方面出发，优选将该元素作为分析对象的元素来测定分布面积。
在以低导磁率物质粉末的添加量为0.05～1.5体积%来制作压粉磁芯的情况下，根据上述方法求得的低导磁率物质的面积率为1.5～30.0%。
实施例
作为低导磁率物质粉末，分别微粉化Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、SiC、AlN、滑石、高岭石和云母，通过气流分级装置准备分级后的平均粒径（中值粒径）为3.0μm的粉末。对于Al2O3，还如表1那样分别准备平均粒径为0.05～20μm的粉末。
此外，参考前述专利文献1，将平均粒径为75μm的纯铁粉的表面包覆磷酸盐系绝缘被膜，将其作为绝缘包覆软磁性粉末，在以下的操作中使用。
根据表1，在绝缘包覆软磁性粉末中添加混合低导磁率物质粉末来调制原料粉末（试样2～28、30～34）。此外，为了比较，作为原料粉末，准备未添加低导磁率物质粉末的绝缘包覆软磁性粉末（试样1），向绝缘包覆软磁性粉末中添加了0.5体积%的作为低导磁率物质粉末的聚酰亚胺系树脂粉末的混合粉末（试样29）。
称量使压粉体密度为6.9Mg/m3（试样1～3、9～34）或为表1所记载的值（试样4～8）的分量的原料粉末，压粉成形为内径：20mm、外形：30mm、厚度：5mm的环状的试验片。然后，在650℃对试样编号1～28的试验片实施热处理，在200℃对试样编号29的试验片实施热处理。此外，试样编号30～34的试验片除了将热处理温度变更为表1所记载的200～600℃的范围的温度以外，可以与试样13同样地操作。
将所得试验片的铁损耗在频率为10kHz、励磁磁通量密度为0.1T的条件下进行测定。并且，通过四探针法测定各试验片的电阻率。此外，使励磁磁场从0向10000A/m变化，测定10000A/m的磁通量密度B10000A/m、最大微分导磁率μmax以及10000A/m的微分导磁率μ10000A/m。将测定结果示于表1中。
并且，使用试样1和试样13的试验片对直流重叠特性（L-I特性）进行评价，研究添加低导磁率物质对L-I特性带来的影响。
表1
根据表1，如果将低导磁率物质粉末的添加量不同而其他条件相同的试样1、2、5、13～20进行比较，则添加有低导磁率物质粉末的试样2、5、13～20比未添加低导磁率物质粉末的试样1的铁损耗低。并且，低导磁率物质粉末的添加量越多，则铁损耗越降低，添加0.05体积%以上可观察到降低铁损耗的效果。
添加低导磁率物质导致铁损耗降低的主要原因并不是由提高绝缘性而引起涡流损耗降低，而应理解为磁滞损耗的降低。虽然该现象的原因还不清楚，但认为是由于添加的低导磁率物质粉末起到润滑剂的作用，在压粉成形时降低软磁性粉末间的摩擦，减小软磁性粉末的塑性变形。
关于低导磁率物质粉末的添加量超过1.5体积%的试样20，由于软磁性粉末的占空系数的降低，因此即使在高压力下进行压粉成形，也只能将压粉体密度提高到6.7Mg/m3左右。并且，由于磁通量密度降低，因此在作为电抗器用铁芯使用的情况下，需要加大芯的剖面积，这会导致电抗器的大型化，因此不优选用于车载用等对搭载空间有限制的用途。
由试样3～8的测定结果确认了，虽然压粉体密度越低，则铁损耗越高，但获得了如上所述那样的由添加低导磁率物质粉末而引起的降低铁损耗的效果，可知在本发明中，关于铁损耗，为了得到可以作为电抗器用铁芯使用的压粉磁芯，只要密度为6.7Mg/m3以上即可。
可知添加有平均粒径为20μm的Al2O3的试样17的铁损耗降低和电阻率提高的效果小，但关于添加有平均粒径为10μm以下的低导磁率物质粉末的试样9～16，铁损耗降低和电阻率提高的效果大。特别是可知，关于添加有平均粒径为3μm以下的低导磁率物质粉末的试样9～13，电阻率提高的效果大。
关于未添加低导磁率物质的试样1，μ10000A/m相对于μmax的比率低，在高磁场侧导磁率显著降低，但通过添加低导磁率物质粉末而将μmax抑制得低，μ10000A/m相对于μmax的比率升高，可以提高恒导磁率性（试样2～34）。并且确认了，低导磁率物质粉末的添加量越多，则效果越大，添加0.05体积%以上可确认提高恒导磁率性的效果。
并且，压粉体密度为7.2Mg/m3的试样8与密度为6.6～7.1Mg/m3的试样5～7相比，磁通量密度高，但由于μmax变高，μ10000A/m相对于μmax的比率稍微变低。因此，作为压粉磁芯所要求的特性，在磁通量密度和恒导磁率性中重视磁通量密度的情况下，优选将压粉体密度设定为7.1Mg/m3以上，在重视恒导磁率性的情况下，优选将压粉体密度设定为7.1Mg/m3以下。
为了对所添加的低导磁率物质粉末的粒径的影响进行评价，对试样1、12、13、16和17，在图5中显示励磁磁场与各试样的微分导磁率的关系。即使添加平均粒径为20μm的低导磁率物质，也没有将μmax抑制得低，μ10000A/m相对于μmax的比率降低，但通过添加平均粒径为10μm以下的低导磁率物质，则提高恒导磁率性。特别是可知如果添加平均粒径为3μm以下的低导磁率物质，则效果大。
图6为使用试样1和试样13的试验片对L-I特性进行评价，显示研究低导磁率物质粉末的添加对L-I特性带来的影响而得到的结果。可知添加有低导磁率物质的试样13的压粉磁芯可维持高电感值直至大电流侧。因此，通过使用本发明的压粉磁芯，能够减轻加厚芯所设置的间隙、增加间隙数等设计上的负担，使电抗器小型化。
关于添加有1.0体积%的聚酰亚胺系树脂作为低导磁率物质粉末的试样29，由于树脂为低密度，因此原料粉末的理论密度降低，压粉体密度较低。并且，由于使用树脂，因此热处理温度不能设定得高，由于在200℃进行热处理，则铁损耗显著提高。
从试样30～34以及试样13的测定结果可知，热处理温度低于500℃时，不能充分除去压粉磁芯的应变且铁损耗大，但热处理温度为500℃时，压粉磁芯的铁损耗显著减少，随着热处理温度提高，铁损耗进一步减少。
产业可利用性
根据本发明，可以适用于作为变压器、电抗器、扼流线圈等特别是车载用电抗器等要求小型化的磁电路用的铁芯，可以提供低铁损耗的同时，具有优异的恒导磁率性和直流重叠特性的压粉磁芯。特别适用于从几kHz至低于100kHz的频率区域。
Claims (18)
1.一种压粉磁芯，其是具有混合粉末的压粉体的压粉磁芯，所述混合粉末包含：表面具有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末和耐热温度为700℃以上、具有比空气的相对导磁率低的相对导磁率的低导磁率物质的粉末，所述压粉体中的软磁性粉末间的空隙中存在有所述低导磁率物质，所述压粉体的密度为6.7Mg/m3以上。
2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，在频率为10kHz、励磁磁通量密度为0.1T下的铁损耗为150kW/m3以下。
3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯，所述压粉磁芯的导磁率为60～140。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的压粉磁芯，所述低导磁率物质为氧化物、碳化物、氮化物及硅酸盐矿物中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的压粉磁芯，所述低导磁率物质为Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、SiC、AlN、滑石、高岭石、云母及顽辉石中的至少一种。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的压粉磁芯，所述低导磁率物质的粉末的平均粒径为10μm以下。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的压粉磁芯，所述低导磁率物质的粉末的最大粒径为20μm以下。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的压粉磁芯，所述混合粉末中的所述低导磁率物质的粉末的量为0.05～1.5体积%。
9.一种压粉磁芯，其是具有混合粉末的压粉体的压粉磁芯，所述混合粉末包含：表面具有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末和耐热温度为700℃以上、具有比空气的相对导磁率低的相对导磁率的低导磁率物质的粉末，所述压粉体具有在倍率为1000倍下进行观察时的所述低导磁率物质的面积率为1.5～30%的剖面或表面。
10.一种压粉磁芯，在使励磁磁场从0向10000A/m进行变化时的压粉磁芯的最大微分导磁率为μmax，在10000A/m的微分导磁率为μ10000A/m时，μ10000A/m相对于μmax的比率为0.15以上。
11.根据权利要求1～10中的任一项所述的压粉磁芯，其作为车载用电抗器的铁芯使用。
12.一种压粉磁芯的制造方法，准备耐热温度为700℃以上、具有比空气的导磁率低的导磁率的低导磁率物质的粉末，将表面具有电绝缘被膜的铁基软磁性粉末与所述低导磁率物质的粉末混合，将所述混合粉末压缩成形而得到密度为6.7Mg/m3以上的压粉体，将所述压粉体在500℃以上进行热处理。
13.根据权利要求12所述的压粉磁芯的制造方法，使用所得的压粉磁芯的导磁率为60～140的低导磁率物质的粉末。
14.根据权利要求12或13所述的压粉磁芯的制造方法，所述低导磁率物质的粉末为氧化物、碳化物、氮化物及硅酸盐矿物中的至少一种的粉末。
15.根据权利要求14所述的压粉磁芯的制造方法，所述低导磁率物质的粉末包含Al2O3、TiO2、MgO、SiO2、SiC、AlN、滑石、高岭石、云母及顽辉石中的至少一种。
16.根据权利要求12～15中的任一项所述的压粉磁芯的制造方法，所述低导磁率物质的粉末的平均粒径为10μm以下。
17.根据权利要求12～16中的任一项所述的压粉磁芯的制造方法，所述低导磁率物质的粉末的最大粒径为20μm以下。
18.根据权利要求12～17中的任一项所述的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，添加0.05～1.5体积%的所述低导磁率物质的粉末。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010073648 | 2010-03-26 | ||
| JP2010-073648 | 2010-03-26 | ||
| PCT/JP2011/057363 WO2011118774A1 (ja) | 2010-03-26 | 2011-03-25 | 圧粉磁心及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102822913A true CN102822913A (zh) | 2012-12-12 |
| CN102822913B CN102822913B (zh) | 2017-06-09 |
Family
ID=44673314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201180015905.0A Active CN102822913B (zh) | 2010-03-26 | 2011-03-25 | 压粉磁芯及其制造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9646756B2 (zh) |
| EP (1) | EP2555210A4 (zh) |
| JP (1) | JP5462356B2 (zh) |
| KR (1) | KR101493481B1 (zh) |
| CN (1) | CN102822913B (zh) |
| WO (1) | WO2011118774A1 (zh) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103971892A (zh) * | 2013-02-04 | 2014-08-06 | Nec东金株式会社 | 磁芯、电感器和包括电感器的模块 |
| CN104485200A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-01 | 上海楚尧电子科技有限公司 | 一种电抗器 |
| CN104956453A (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-30 | 韦沙戴尔电子公司 | 低轮廓高电流复合变压器 |
| CN105051839A (zh) * | 2013-03-27 | 2015-11-11 | 日立化成株式会社 | 电抗器用压粉磁芯 |
| TWI509644B (en) * | 2014-01-15 | 2015-11-21 | Soft magnetic alloy powders composition, magnetic core and inductance component | |
| CN105280322A (zh) * | 2014-06-13 | 2016-01-27 | 丰田自动车株式会社 | 软磁性部件、电抗器、磁粉芯用粉末和制造磁粉芯的方法 |
| CN107275031A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-20 | 太阳诱电株式会社 | 磁性体和具有磁性体的线圈部件 |
| 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 |
| CN108431910A (zh) * | 2016-01-07 | 2018-08-21 | 株式会社自动网络技术研究所 | 复合材料成型体、反应器、以及复合材料成型体的制造方法 |
| CN109950016A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-28 | 中南大学 | 一种提高硬脆性Fe基磁粉芯磁性能的方法 |
| CN110323029A (zh) * | 2018-03-28 | 2019-10-11 | Tdk株式会社 | 复合磁性体 |
| CN110957096A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-04-03 | 山西中磁尚善科技有限公司 | 一种铁硅铝磁芯及其制备工艺 |
| US10854367B2 (en) | 2016-08-31 | 2020-12-01 | Vishay Dale Electronics, Llc | Inductor having high current coil with low direct current resistance |
| CN112289536A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-01-29 | Tdk株式会社 | 复合磁性粉及使用其的压粉磁芯、以及复合磁性粉的制造方法 |
| TWI719285B (zh) * | 2017-03-29 | 2021-02-21 | 日商太陽誘電股份有限公司 | 線圈零件 |
| US10998124B2 (en) | 2016-05-06 | 2021-05-04 | Vishay Dale Electronics, Llc | Nested flat wound coils forming windings for transformers and inductors |
| US11948724B2 (en) | 2021-06-18 | 2024-04-02 | Vishay Dale Electronics, Llc | Method for making a multi-thickness electro-magnetic device |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101493481B1 (ko) | 2010-03-26 | 2015-02-13 | 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 | 압분자심 및 그 제조방법 |
| JP6088284B2 (ja) * | 2012-10-03 | 2017-03-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 軟磁性混合粉末 |
| KR101499297B1 (ko) * | 2012-12-04 | 2015-03-05 | 배은영 | 고온성형에 의한 고투자율 비정질 압분자심코아 및 그 제조방법 |
| US10008324B2 (en) * | 2013-01-16 | 2018-06-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for manufacturing powder magnetic core, powder magnetic core, and coil component |
| JP2015026812A (ja) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． | チップ電子部品及びその製造方法 |
| JP6508878B2 (ja) * | 2014-03-17 | 2019-05-08 | 株式会社トーキン | 軟磁性成型体 |
| JP6397388B2 (ja) | 2014-09-08 | 2018-09-26 | 株式会社豊田中央研究所 | 圧粉磁心、磁心用粉末およびそれらの製造方法 |
| JP6478107B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2019-03-06 | 日立化成株式会社 | 圧粉磁心および該圧粉磁心を用いたリアクトル |
| JP5894320B1 (ja) * | 2015-07-09 | 2016-03-23 | 株式会社 ディー・エヌ・エー | 情報処理装置及び情報処理プログラム |
| JP6378156B2 (ja) * | 2015-10-14 | 2018-08-22 | トヨタ自動車株式会社 | 圧粉磁心、圧粉磁心用粉末、および圧粉磁心の製造方法 |
| JP6780342B2 (ja) * | 2016-07-25 | 2020-11-04 | Tdk株式会社 | 軟磁性金属圧粉磁心及び軟磁性金属圧粉磁心を用いたリアクトル |
| US11324120B2 (en) * | 2017-03-08 | 2022-05-03 | Sumitomo Electric Printed Circuits, Inc. | Flexible printed circuit board |
| JP7412937B2 (ja) * | 2019-09-18 | 2024-01-15 | 株式会社東芝 | 磁性材料、回転電機及び磁性材料の製造方法。 |
| 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 |
| CN111986866A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-24 | 天津大学 | 一种高频低磁损的功率型软磁复合材料及其制备方法 |
| JP7436960B2 (ja) * | 2020-08-24 | 2024-02-22 | Tdk株式会社 | 複合磁性体および電子部品 |
| CN113539662B (zh) * | 2021-07-19 | 2023-02-10 | 安徽瑞德磁电科技有限公司 | 一种低损耗软磁复合材料的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003217919A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Nec Tokin Corp | 圧粉磁芯及びこれを用いた高周波リアクトル |
| CN1615528A (zh) * | 2002-01-17 | 2005-05-11 | Nec东金株式会社 | 压粉磁心和使用该磁心的高频电抗器 |
| JP2009120915A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Kobe Steel Ltd | 圧粉磁心用鉄粉及びその製造方法 |
| WO2009075173A1 (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | 粉末及びその製造方法 |
| JP2009302165A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧粉磁心及びその製造方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5846044B2 (ja) | 1979-04-14 | 1983-10-14 | 日本金属株式会社 | 圧粉鉄心 |
| JP3857356B2 (ja) | 1996-05-28 | 2006-12-13 | 日立粉末冶金株式会社 | 圧粉磁心用磁性粉の製法 |
| JP2000235925A (ja) | 1999-02-12 | 2000-08-29 | Tokin Corp | チョークコイル |
| JP3629390B2 (ja) | 1999-11-25 | 2005-03-16 | 日立粉末冶金株式会社 | 高周波用圧粉磁心およびその製造方法 |
| JP2003303711A (ja) * | 2001-03-27 | 2003-10-24 | Jfe Steel Kk | 鉄基粉末およびこれを用いた圧粉磁心ならびに鉄基粉末の製造方法 |
| JP2004143554A (ja) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Jfe Steel Kk | 被覆鉄基粉末 |
| US20050254989A1 (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-17 | Nec Tokin Corporation | High-frequency core and inductance component using the same |
| WO2008133172A1 (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Hitachi High-Technologies Corporation | 樹脂混合用複合フィラー |
| JP5311397B2 (ja) | 2009-05-01 | 2013-10-09 | キヤノン電子株式会社 | モーター用圧粉磁心およびその製造方法 |
| KR101493481B1 (ko) | 2010-03-26 | 2015-02-13 | 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 | 압분자심 및 그 제조방법 |
-
2011
- 2011-03-25 KR KR1020127027593A patent/KR101493481B1/ko active IP Right Grant
- 2011-03-25 CN CN201180015905.0A patent/CN102822913B/zh active Active
- 2011-03-25 WO PCT/JP2011/057363 patent/WO2011118774A1/ja active Application Filing
- 2011-03-25 JP JP2012507085A patent/JP5462356B2/ja active Active
- 2011-03-25 EP EP11759578.5A patent/EP2555210A4/en not_active Ceased
- 2011-03-25 US US13/637,246 patent/US9646756B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003217919A (ja) * | 2002-01-17 | 2003-07-31 | Nec Tokin Corp | 圧粉磁芯及びこれを用いた高周波リアクトル |
| CN1615528A (zh) * | 2002-01-17 | 2005-05-11 | Nec东金株式会社 | 压粉磁心和使用该磁心的高频电抗器 |
| JP2009120915A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Kobe Steel Ltd | 圧粉磁心用鉄粉及びその製造方法 |
| WO2009075173A1 (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | 粉末及びその製造方法 |
| JP2009302165A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧粉磁心及びその製造方法 |
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104956453A (zh) * | 2013-01-25 | 2015-09-30 | 韦沙戴尔电子公司 | 低轮廓高电流复合变压器 |
| US10840005B2 (en) | 2013-01-25 | 2020-11-17 | Vishay Dale Electronics, Llc | Low profile high current composite transformer |
| CN103971892B (zh) * | 2013-02-04 | 2018-01-16 | 株式会社东金 | 磁芯、电感器和包括电感器的模块 |
| CN103971892A (zh) * | 2013-02-04 | 2014-08-06 | Nec东金株式会社 | 磁芯、电感器和包括电感器的模块 |
| CN105051839A (zh) * | 2013-03-27 | 2015-11-11 | 日立化成株式会社 | 电抗器用压粉磁芯 |
| US10074468B2 (en) | 2013-03-27 | 2018-09-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Powder magnetic core for reactor |
| 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 |
| 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 |
| TWI509644B (en) * | 2014-01-15 | 2015-11-21 | Soft magnetic alloy powders composition, magnetic core and inductance component | |
| CN105280322A (zh) * | 2014-06-13 | 2016-01-27 | 丰田自动车株式会社 | 软磁性部件、电抗器、磁粉芯用粉末和制造磁粉芯的方法 |
| CN105280322B (zh) * | 2014-06-13 | 2018-04-27 | 丰田自动车株式会社 | 软磁性部件、电抗器、磁粉芯用粉末和制造磁粉芯的方法 |
| CN104485200A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-04-01 | 上海楚尧电子科技有限公司 | 一种电抗器 |
| CN108431910A (zh) * | 2016-01-07 | 2018-08-21 | 株式会社自动网络技术研究所 | 复合材料成型体、反应器、以及复合材料成型体的制造方法 |
| CN108431910B (zh) * | 2016-01-07 | 2020-10-23 | 株式会社自动网络技术研究所 | 复合材料成型体、反应器、以及复合材料成型体的制造方法 |
| US10304601B2 (en) | 2016-03-31 | 2019-05-28 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Magnetic body and coil component using the same |
| CN107275031A (zh) * | 2016-03-31 | 2017-10-20 | 太阳诱电株式会社 | 磁性体和具有磁性体的线圈部件 |
| US10998124B2 (en) | 2016-05-06 | 2021-05-04 | Vishay Dale Electronics, Llc | Nested flat wound coils forming windings for transformers and inductors |
| US11875926B2 (en) | 2016-08-31 | 2024-01-16 | Vishay Dale Electronics, Llc | Inductor having high current coil with low direct current resistance |
| US11049638B2 (en) | 2016-08-31 | 2021-06-29 | Vishay Dale Electronics, Llc | Inductor having high current coil with low direct current resistance |
| US10854367B2 (en) | 2016-08-31 | 2020-12-01 | Vishay Dale Electronics, Llc | Inductor having high current coil with low direct current resistance |
| TWI719285B (zh) * | 2017-03-29 | 2021-02-21 | 日商太陽誘電股份有限公司 | 線圈零件 |
| CN110323029A (zh) * | 2018-03-28 | 2019-10-11 | Tdk株式会社 | 复合磁性体 |
| CN110323029B (zh) * | 2018-03-28 | 2021-09-14 | Tdk株式会社 | 复合磁性体 |
| CN109950016A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-06-28 | 中南大学 | 一种提高硬脆性Fe基磁粉芯磁性能的方法 |
| CN112289536A (zh) * | 2019-07-25 | 2021-01-29 | Tdk株式会社 | 复合磁性粉及使用其的压粉磁芯、以及复合磁性粉的制造方法 |
| CN112289536B (zh) * | 2019-07-25 | 2024-04-02 | Tdk株式会社 | 复合磁性粉及使用其的压粉磁芯、以及复合磁性粉的制造方法 |
| CN110957096A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-04-03 | 山西中磁尚善科技有限公司 | 一种铁硅铝磁芯及其制备工艺 |
| US11948724B2 (en) | 2021-06-18 | 2024-04-02 | Vishay Dale Electronics, Llc | Method for making a multi-thickness electro-magnetic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5462356B2 (ja) | 2014-04-02 |
| CN102822913B (zh) | 2017-06-09 |
| EP2555210A1 (en) | 2013-02-06 |
| JPWO2011118774A1 (ja) | 2013-07-04 |
| KR20130001283A (ko) | 2013-01-03 |
| KR101493481B1 (ko) | 2015-02-13 |
| US9646756B2 (en) | 2017-05-09 |
| WO2011118774A1 (ja) | 2011-09-29 |
| US20130015939A1 (en) | 2013-01-17 |
| EP2555210A4 (en) | 2017-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102822913A (zh) | 压粉磁芯及其制造方法 | |
| JP6443523B2 (ja) | 圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心 | |
| CN102202818B (zh) | 压粉磁芯及其制造方法 | |
| Liu et al. | Microstructure and magnetic properties of soft magnetic powder cores of amorphous and nanocrystalline alloys | |
| CN102969105B (zh) | 磁性材料、磁性材料的制造方法及感应器元件 | |
| JP5710427B2 (ja) | 磁性材料、磁性材料の製造方法および磁性材料を用いたインダクタ素子 | |
| US8810353B2 (en) | Reactor and method for manufacturing same | |
| US9067833B2 (en) | Iron oxide and silica magnetic core | |
| CN103430249B (zh) | 复合材料、电抗器用磁芯、电抗器、转换器和功率转换器装置 | |
| CN102007550A (zh) | 复合磁性材料的制造方法及复合磁性材料 | |
| CN103430250A (zh) | 复合材料、电抗器用磁芯、电抗器、转换器和功率转换器装置 | |
| JPWO2014068928A1 (ja) | 複合磁性体およびその製造方法 | |
| JP2005050918A (ja) | リアクトル、リアクトル用コアおよびその製造方法 | |
| Li et al. | Soft magnetic properties of gas-atomized FeSiAl microparticles with a triple phosphoric acid-sodium silicate-silicone resin insulation treatment | |
| CN104321839A (zh) | 软磁复合材料 | |
| US9859044B2 (en) | Powder magnetic core and reactor using the same | |
| US10586646B2 (en) | Magnetic core and coil component | |
| EP3514809B1 (en) | Magnetic core and coil component | |
| JP2011216745A (ja) | 圧粉磁心およびその製造方法 | |
| JP6478141B2 (ja) | 磁心の製造方法、磁心およびそれを用いたコイル部品 | |
| JP7377076B2 (ja) | 圧粉磁心の製造方法 | |
| CN115691929A (zh) | 压粉磁心用粉末、压粉磁心及压粉磁心用粉末的制造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Lishennoco Co.,Ltd. Address before: Tokyo, Japan Patentee before: Showa electrical materials Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230615 Address after: Tokyo, Japan Patentee after: Showa electrical materials Co.,Ltd. Address before: Chiba County, Japan Patentee before: HITACHI POWDERED METALS Co.,Ltd. |