CN103887031B - Fe基软磁性粉末、使用了其的复合磁性粉末及使用了上述复合磁性粉末的压粉磁芯 - Google Patents

Fe基软磁性粉末、使用了其的复合磁性粉末及使用了上述复合磁性粉末的压粉磁芯 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，特别是提供可通过调整Fe基软磁性粉末的表面的羟基密度，而得到高电阻率的压粉磁芯的Fe基软磁性粉末等。本发明的Fe基软磁性粉末的特征在于，粉末表面的羟基密度在20（at%·g/cm2）以上且100（at%·g/cm2）以下的范围内。羟基密度用{O浓度×（Metal‑OH比率）}/SA表示。式中的Metal‑OH比率表示粉末表面中羟基相对于O浓度的比率，O浓度（at%）及Metal‑OH比率（%）是利用XPS测定的分析结果，SA表示粉末表面的比表面积（m2/g）。

Description

Fe基软磁性粉末、使用了其的复合磁性粉末及使用了上述复 合磁性粉末的压粉磁芯
技术领域
本发明例如涉及适用于变压器、电源用扼流圈等的压粉磁芯等的Fe基非晶质合金。
背景技术
在用于电抗器、变压器或扼流圈等中使用的压粉磁芯可通过将具有大量的软磁性粉末和粘合剂树脂的复合磁性粉末压粉成型而得，其中，上述电抗器用于混合动力车等的升压电路、或发电、变电设备。在下述专利文献中具有关于压粉磁芯用粉末（软磁性粉末）的记载。
另外，为了谋求铁损的降低等而希望压粉磁芯的电阻率高。
在专利文献1中，将软磁性粉末（软磁性金属粉末1）的表面用由Al-Si-O系复合氧化物构成的醇盐层覆盖，再用绝缘层覆盖醇盐层的表面。根据具有像这样操作而制造的软磁性粉末的压粉磁芯，可得到高密度且比电阻高，而且高强度的效果。
然而根据专利文献1，为了用绝缘层覆盖软磁性粉末（软磁性金属粉末1）的表面，需要隔着醇盐层，从而出现了制造工序繁杂化、制造成本上升等问题。
另外，根据专利文献2，对软磁性粉末实施蒸汽处理，实施在表面形成有绝缘性的羟基化膜的绝缘处理。另外根据专利文献3，其中有在软磁性粉末的表面吸附了羟基的记载。
然而根据专利文献2、专利文献3，为了提高压粉磁芯的电阻率，并未调整粉末表面的羟基密度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-251600号公报
专利文献2：日本特开2003-133121号公报
专利文献3：日本特开2008-305823号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此本发明是用于解决上述以往的课题的发明，特别是，其目的在于提供可通过调整Fe基软磁性粉末的表面的羟基密度来得到高电阻率的压粉磁芯的Fe基软磁性粉末、使用了上述Fe基软磁性粉末的复合磁性粉末及使用了上述复合磁性粉末的压粉磁芯。
用于解决课题的方法
本发明的Fe基软磁性粉末，其特征在于，
以下的数学式2所表示的粉末表面的羟基密度在20（at%·g/cm2）以上且100（at%·g/cm2）以下的范围内。
（数学式2）{O浓度×（Metal-OH比率）}/SA
式中的Metal-OH比率表示粉末表面中羟基相对于O浓度的比率，O浓度（at%）及Metal-OH比率（%）是利用XPS测定的分析结果，SA表示粉末表面的比表面积（m2/g）。
在本发明中，上述羟基密度优选为28（at%·g/cm2）以上且96（at%·g/cm2）以下的范围内。
另外在本发明中，Fe基软磁性粉末的平均粒径（D50）优选为10μm以上且12.5μm以下。
另外，Fe基软磁性粉末的利用红外线吸收法测得的O浓度优选为0.2wt%以下。
另外，优选上述Fe基软磁性粉末用Fe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit表示，且0at%≤a≤10at%、0at%≤b≤3at%、0at%≤c≤6at%、6.8at%≤x≤10.8at%、2.0at%≤y≤9.8at%、0at%≤z≤8.0at%、0at%≤t≤5.0at%。
另外本发明的复合磁性粉末，其特征在于，通过利用粘合剂树脂将大量上述记载的Fe基软磁性粉末粘合而成。上述粘合剂树脂优选具有带有极性的官能团。另外上述官能团优选为羟基。另外在本发明中，上述粘合剂树脂优选为丙烯酸系树脂。
另外，本发明的压粉磁芯，其特征在于，通过将上述记载的上述复合磁性粉末压缩成型而得。
根据本发明，将粉末表面的羟基密度保持在较高水平。换言之，可使粉末表面的氧化密度变小。像这样通过提高粉末表面的羟基密度从而粉末表面的极性基增加，与粘合剂树脂制造复合磁性粉末时，可使其与粘合剂树脂的密合性提高。由此可抑制复合磁性粉末中的粘合剂树脂的附着量的减少，可适量地保持附着量。根据以上内容，可获得高电阻率。
发明效果
根据本发明的Fe基软磁性粉末，可提高粉末表面的羟基密度，可使其与粘合剂树脂的密合性提高。由此可抑制复合磁性粉末中的粘合剂树脂的附着量的减少，可获得高电阻率。
附图说明
图1是本实施方式中的Fe基软磁性粉末的示意图。
图2是表示本实施方式中的复合磁性粉末的剖面的示意图。但是，未表示出粘合剂树脂。
图3是压粉磁芯（芯）的立体图。
图4是线圈封入压粉磁芯的俯视图。
图5是大气中的铁表面氧化覆膜的结构示意图。
图6表示氧化铁表面的吸附水的化学反应式。
图7（a）、图7（b）是表示Fe基软磁性粉末的粉末表面的羟基与粘合剂树脂的关系的示意图。
图8是实施例1、实施例5、实施例7及比较例的各Fe基软磁性粉末表面的SEM图像。
图9是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
图10是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与压粉磁芯的磁导率的关系的曲线图。
图11是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与Fe基软磁性粉末的O浓度（利用红外线吸附法）的关系的曲线图。
图12是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与Fe基软磁性粉末的比表面积（SA）的关系的曲线图。
图13（a）是通过AES分析对实施例1的Fe基软磁性粉末的深度方向的O分布状态进行测定的实验结果，图13（b）是通过AES分析对比较例的Fe基软磁性粉末的深度方向的O分布状态进行测定的实验结果。
图14（a）是实施例1中的O原子的化学状态分析结果（XPS），图14（b）是比较例中的O原子的化学状态分析结果（XPS）。
图15是表示实施例1～实施例7及比较例中的Fe基软磁性粉末的O1S峰位置与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
图16是表示通过XPS测定的实施例1～实施例7及比较例中的Fe基软磁性粉末的Metal-OH比率、与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
图17表示实施例1中的FT-IR光谱（4000～600cm-1）的分析结果。
图18表示实施例1中的FT-IR光谱（3800～3000cm-1）的分析结果。
图19是表示实施例1～实施例7及比较例中的Fe基软磁性粉末的直至干燥开始为止的等待时间与粉末表面的羟基密度的关系的曲线图。
图20是表示实施例1～实施例7及比较例中的Fe基软磁性粉末的粉末表面的羟基密度与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
具体实施方式
图1是本实施方式中的Fe基软磁性粉末的示意图。
图1所示的Fe基软磁性粉末1例如是用水雾化法制作的非晶质软磁性粉末。本发明的Fe基软磁性粉末1例如用组成式Fe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit表示，且0at%≤a≤10at%、0at%≤b≤3at%、0at%≤c≤6at%、6.8at%≤x≤10.8at%、2.0at%≤y≤9.8at%、0at%≤z≤8.0at%、0at%≤t≤5.0at%。
如图1所示，Fe基软磁性粉末1例如为大致球形。另外Fe基软磁性粉末1有时也呈大致椭圆体或其他形状。
Fe基软磁性粉末1的表面1a为微细的凹凸面。另一方面，就后述的比较例的Fe基软磁性粉末而言，与本实施方式相比，在表面生长出大的粒子（析出物），凹凸整体上变大。
图1所示的Fe基软磁性粉末1的表面1a为氧化覆膜，该氧化覆膜存在有金属元素（Metal）与O元素相结合的Metal-O状态、和金属元素（Metal）与羟基（OH）相结合的Metal-OH状态。此处，Metal-OH为化学吸附水的状态。
图5是大气中的铁表面氧化覆膜的结构示意图（引用自御幡弘明，其他3人，“高純度金属材料の開発と分析·評価に関する研究高純度鉄の耐食性に及ぼす不動体皮膜の影響（高纯度金属材料的开发与分析·评价的相关研究钝化膜给高纯度铁的耐腐蚀性带来的影响）”，福冈县工业技术中心研究报告；11，P101，（2001））。如图5所示，在金属结晶层（M）的表面存在金属氧化物层，在金属氧化物层的表面存在表面羟基。进一步地，在其上存在牢固地吸附的水分子的第一层、吸附的水的多分子层。
图6表示氧化铁表面的吸附水的化学反应式（引用自渡边春夫，“磁性粉末の表面化学（磁性粉末的表面化学）”，岩手表面技术恳谈会编，“第9回表面技術セミナー（第9次表面技术研讨会）”，P19，（1993））。水分子与化学吸附水的羟基发生氢键键合而结合的状态（也参照图5）为物理吸附水。
本实施方式着眼于适当地对粉末的表面1a中的Metal-OH（化学吸附水）在粉末表面1a中的密度进行调整。
此处粉末表面1a的羟基密度用以下的数学式3表示。
（数学式3）
{O浓度×（Metal-OH比率）}/SA
式中的Metal-OH比率表示粉末表面1a中羟基相对于O浓度的比率，O浓度（at%）及Metal-OH比率（%）是利用XPS测定的分析结果，SA表示粉末表面1a的比表面积（m2/g）。
关于XPS分析，使测定样品为分级为3μm以下（D50=2～3μm）的粉末。另外使X射线源为Al。另外将测定面积设为另外，在除去沾污后实施测定。关于除去沾污，将溅射速率设为4.1nm/min（SiO2换算）实施0.8min的溅射。Metal-OH比率（%）可根据XPS中的O1S峰位置的状态分析（波形分离）来求出。
另外关于比表面积SA，用BET1点法测定。
在本实施方式中，将通过数学式3得到的羟基密度设定为20（at%·g/cm2）以上且100（at%·g/cm2）以下。优选将羟基密度设定为28（at%·g/cm2）以上且96（at%·g/cm2）以下。
另外在本实施方式中，Fe基软磁性粉末1的平均粒径（D50）适合为10μm以上且12.5μm以下。平均粒径（D50）是基于体积分布的粒径。
另外在本实施方式中，Fe基软磁性粉末1中的利用红外线吸收法测得的O浓度适合为0.2wt%以下。在后述的比较例中，在粉末表面观察到被认为是析出物的凹凸，认为这是促进了粉末表面中的氧化的原因。另一方面，在本实施例中，与比较例相比O浓度低，在粉末表面1a没有看到比较例那么大的析出物。
图2是表示本实施方式中的复合磁性粉末的剖面的示意图。但是未表示出粘合剂树脂。
图2所示的本实施方式的复合磁性粉末（造粒粉）10是利用粘合剂树脂（未图示）将大量的软磁性粉末1粘合而成。但是在图2中，仅对一个软磁性粉末1标注符号1。此处所述的大量是指，在以体积分布计的体积累积值50%的粒径（D50；平均粒径）为数μm～数十μm左右的软磁性粉末中，制造以平均粒径（D50）计大约为100μm前后～数百μm的复合磁性粉末所需要的数量。
粘合剂树脂是丙烯酸系树脂、硅酮树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂等。此处，粘合剂树脂适合具有带有极性的官能团。官能团优选为羟基，粘合剂树脂具体优选为丙烯酸系树脂。
相对于复合磁性粉末10（软磁性粉末1、粘合剂树脂及润滑剂）的总质量添加0.5～5.0质量%左右的粘合剂树脂。
图2示出了通过复合磁性粉末10的大致中心O的剖面。此处，可将“中心”定义为几何学的中心点。若复合磁性粉末10为大致球状或大致椭圆体，则X、Y及Z方向的各中点相交的点为中心。另外，还可将“中心”定义为“重心”。
图2示出了将复合磁性粉末10置于X-Y平面上，通过大致中心O的X-Z剖面。
图2所示的复合磁性粉末10为大致球形或大致椭圆体等。或者复合磁性粉末10有时也为球状或椭圆体以外的形状。但是，就复合磁性粉末10而言，图2所示的剖面形状适合为大致圆形或大致椭圆形状。此时，复合磁性粉末10的纵横比适合为1～1.5。纵横比以通过图2所示的中心O的长直径d与短直径e之比（d/e）表示。
本实施方式中的复合磁性粉末10用喷雾干燥法制造。喷雾干燥法是指使软磁性粉末11与粘合剂树脂的混合浆料从任意的方向喷出而使之干燥的方法。在喷雾干燥法可使用喷雾干燥器。
在本实施方式中，可以使复合磁性粉末10的平均粒径在80μm～110μm的范围内形成。
在本实施方式中，可将大量图2所示的复合磁性粉末10压缩成型来制造图3所示的压粉磁芯11、图4所示的线圈封入压粉磁芯2（符号3为压粉磁芯，符号4为线圈）。
对本实施方式中的Fe基软磁性粉末1、复合磁性粉末10及压粉磁芯的制造方法进行说明。
Fe基软磁性粉末1例如用水雾化法制作。接着，将Fe基软磁性粉末1投入干燥机。将使其投入为止的等待时间设定为10小时以内，优选设定为约5小时以内。进一步优选将等待时间设定为约2小时以内，更优选设定为约1小时以内。
将Fe基软磁性粉末1投入干燥机后，使干燥机内的保持温度为约80℃～120℃左右。另外，将干燥机内的保持时间设为约3小时左右。另外使干燥机内的气氛为减压下。
将经过上述工序的Fe基软磁性粉末1、粘合剂树脂、润滑剂和偶联剂在溶剂中搅拌、混合而制成泥状的浆料。此处使用水作为溶剂。另外作为润滑剂，可使用硬脂酸锌、硬脂酸铝等。另外，偶联剂可使用硅烷偶联剂等。
然后利用喷雾干燥法，生成具有软磁性粉末11和粘合剂树脂而成的粒状的复合磁性粉末（造粒粉）10。
接着，将上述复合磁性粉末10填充于成型模具内，压缩成型为压粉磁芯的形状。此时的压制压力与图3的压粉磁芯11、和图4的线圈封入压粉磁芯2不同。就图3的压粉磁芯11而言，为6～20t/cm2左右，就图4的线圈封入压粉磁芯2而言，为6～7t/cm2左右。
然后，对压粉磁芯实施热处理。热处理温度比Fe基软磁性粉末1的结晶化温度低。该热处理是为了消除Fe基软磁性粉末1的应变、获得良好的磁特性，而并非使其烧结。需要说明的是，认为通过该热处理，润滑剂、偶联剂几乎气化消失，从而与粘合剂树脂一体化。部分粘合剂树脂也气化消失。
另外即使将本实施方式的复合磁性粉末10压缩成型而形成压粉磁芯，若观察压粉磁芯的剖面形状，则也能推测是使用本实施方式的复合磁性粉末10成型而得。
就本实施方式中的Fe基软磁性粉末1而言，上述的数学式3所表示的羟基密度在20（at%·g/cm2）以上且100（at%·g/cm2）以下的范围内。这样，在本实施方式中，将粉末表面1a的羟基密度保持在较高水平。换言之，可使粉末表面1a的氧化密度变小。这样，通过提高粉末表面1a的羟基密度，从而粉末表面1a的极性基增加。
如图7所示，Fe基软磁性粉末1的粉末表面1a的羟基（化学吸附水）例如与丙烯酸系树脂（粘合剂树脂）的羟基键合。因此如图7（a）所示，羟基密度越高，则与图7（b）所示的羟基密度低的状态相比，在制造复合磁性粉末10时，可使Fe基磁性粉末1与粘合剂树脂的密合性提高。由此可抑制复合磁性粉末10中的粘合剂树脂的附着量的减少。通过以上方法，可获得高电阻率。
根据本实施方式，如例如专利文献1所示，在使绝缘层（粘合剂树脂）附着于Fe基软磁性粉末的表面时即使不设置醇盐层等中间覆膜，也可以通过在Fe基软磁性粉末1的粉末表面1a直接赋予羟基、并调整羟基密度，来抑制粘合剂树脂的附着量的减少，有效地获得高电阻率。
实施例
利用水雾化法制作出以下的表1所示的实施例1～实施例7及比较例的Fe基软磁性粉末。需要说明的是，各试样的组成均设为Fe74.43at%Cr1.96at%P9.04at%C2.16at%B7.54at%Si4.87at%。
[表1]
如表1所示在实施例1中，通过水雾化法制作出Fe基软磁性粉末后，将直至使Fe基软磁性粉末投入干燥机为止的等待时间设为1.8小时。另外在实施例2中，将等待时间设为0.93小时；在实施例3中，将等待时间设为1.52小时；在实施例4中，将等待时间设为0.83小时；在实施例5中，将等待时间设为1.12小时；在实施例6中，将等待时间设为1.8小时；在实施例7中，将等待时间设为4.58时间；在比较例中，将等待时间设为24小时。
干燥后，测定各Fe基软磁性粉末的粉末特性。利用激光衍射散射法测定各Fe基软磁性粉末的平均粒径（D50）。
另外，利用红外线吸收法测定各Fe基软磁性粉末的O浓度。另外利用BET1点法测定各Fe基软磁性粉末的比表面积。在表1中示出以上的粉末特性的实验结果。
图8是干燥后的实施例1、实施例5、实施例7及比较例中的各Fe基软磁性粉末的粉末表面的SEM照片。将加速电压设置为0.7kV、将倍率设为200k来进行SEM观察。需要说明的是在图8中，也一并记载了压粉磁芯的电阻率。
如图8所示，可知在比较例中，在粉末表面析出物生长得较大，粉末表面的凹凸变大。另一方面，可知与比较例相比，实施例1、实施例5及实施例7的析出物的生长被抑制。特别是，与实施例7相比，直至干燥开始为止的等待时间少的实施例1及实施例5粉末的表面的状态为非常微小的凹凸面，由此可知，与实施例7相比，实施例1及实施例5的析出物的生长进一步被抑制。
接着，将实施了干燥工序的Fe基软磁性粉末、丙烯酸系树脂（粘合剂树脂）、硬脂酸锌（润滑剂）和硅烷偶联剂在溶剂（水）中混合而制成泥状的浆料。相对于Fe基软磁性粉末、丙烯酸系树脂及润滑剂的固体成分将丙烯酸系树脂的配合量设为2.0wt%，相对于固体成分将硬脂酸锌设为0.3wt%，相对于软磁性粉末将偶联剂设为0.5wt%。
然后将浆料放入喷雾干燥装置，制造复合磁性粉末（造粒粉）10。使喷雾干燥装置内的转子的转数在4000～6000rpm的范围内调整。另外使导入装置内的热风温度为130～170℃的范围，将干燥室下部的温度控制在80～90℃的范围内。另外将干燥室内的压力设为2mmH2O（约0.02kPa）。另外使干燥室内为空气（Air）气氛。
为了除去粗大粉末而使如上得到的复合磁性粉末通过网眼大小为212μm的筛，过筛后的复合磁性粉末的平均粒径在80μm～110μm的范围内。
接着，将各实施例及比较例的各复合磁性粉末分别填充在模具内，以588MPa（6t/cm2）的表面压力进行加压成型，制作出外径12mm、内径6mm、厚度3mm的各压粉磁芯。将得到的各压粉磁芯在氮气流气氛中、在372℃下进行17分钟热处理。之后，使其含浸于硅酮溶液（13.5wt%），在70℃使其干燥30分钟后，在285℃加热1分钟并实施涂布处理。
就得到的各压粉磁芯的电阻率而言，使用超兆欧表（super megohmmeter）（DKK-TOA制SM-8213）在100V的电压下测定电阻。
另外对得到的各压粉磁芯实施铜线绕线，使用阻抗分析仪（HP4192A）测定100kHz的频率下的磁导率。
将各压粉磁芯的电阻及磁导率示于表1。
图9是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
如图9及表1所示，与直至干燥开始为止的等待时间长的比较例相比，直至干燥开始为止的等待时间短的实施例1～7的电阻率变高。
图10是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与压粉磁芯的磁导率的关系的曲线图。关于磁导率，实施例及比较例之间没有较大的差。
图11是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与Fe基软磁性粉末的O浓度（利用红外线吸附法）的关系的曲线图。
如图11及表1所示，实施例1～7与比较例相比O浓度变低。
图12是表示直至对实施例1～7及比较例的Fe基软磁性粉末进行干燥为止的等待时间与Fe基软磁性粉末的比表面积（SA）的关系的曲线图。
如图12及表1所示，与比较例相比，实施例1～7的比表面积（SA）变小。
由此可知，电阻率低的比较例与实施例相比，O浓度及比表面积变大。另外，如图8的SEM照片所示，在比较例中，在粉末表面观察到大的析出物。根据以上内容，认为比较例与实施例相比粉末表面的氧化得到促进。
因此，为了调查各实施例及比较例的氧化状态，用AES分析（俄歇电子能谱法）测定从粉末表面向深度方向的O分布状态。
作为分析条件，选择平均粒径约2μm的Fe基软磁性粉末，将加速电压设为5keV，将光斑大小（spot size）设为1μmφ，实施从粉末的表面向朝向中心的深度方向的定量分析。另外作为溅射条件，将能量设为2000eV，将Ar气压设为8.5×10-2Pa，将溅射速率设为6.5nm/min（SiO2换算）。
对实施例1及比较例进行AES分析。将其实验结果示于图13。图13（a）是实施例1的实验结果，图13（b）是比较例的实验结果。
如图13所示，就向深度方向的O分布状态而言，实施例和比较例并没有很大变化。但是，就O浓度的峰值而言，比较例比实施例变高。通过AES分析，实施例及比较例都在粉末的最表面发现沾污（由无机成分或有机成分造成的污染），故在接下来的XPS分析中，为了除去沾污，利用溅射从表面除去约3.3nm的深度。
通过XPS（X射线光电子能谱）分析，调查各实施例及比较例中的粉末表面的O浓度及化学状态。
作为XPS分析条件，使用分级为3μm以下的粉末，使X射线源为Al，将测定面积设为在除去沾污后（溅射0.8min）实施粉末表面的定量分析和状态分析。需要说明的是，将溅射速率设为4.1nm/min（SiO2换算）。
利用XPS分析求出实施例1～7及比较例中的O浓度（除去沾污后）（at%）、O1S峰位置、Metal-OH比率及Metal-Oxide比率。
图14是粉末表面的O原子的化学状态的分析结果。对所有的试样进行图14的分析，但是，此处，在图14（a）中示出实施例1的分析结果，在图14（b）中示出比较例的分析结果。
可知就图14（a）的实施例1而言，O1S峰位置为531.08eV，Metal-OH比率为43.01%，Metal-Oxide比率为56.99%。
此外可知就图14（b）的比较例而言，O1S峰位置为530.61eV，Metal-OH比率为15.26%，Metal-Oxide比率为84.74%。
在以下的表2中，记载了实施例1～7及比较例的XPS分析结果。另外在表2中一并记载表1所示出的粉末特性及磁芯特性。
[表2]
图15是表示实施例1～实施例7及比较例的O1S峰位置与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
另外图17是表示实施例1～实施例7及比较例的粉末表面的O浓度（XPS）与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
如图15所示，观察到O1S峰位置越向高能量侧位移，则电阻率变大的倾向。
如图15所示，认为O1S峰位置向低能量侧的位移所引起的电阻率的降低的原因可能在于，O原子从Metal-OH状态变化成Metal-Oxide状态。因此如图14所示，在各试样中，实施了O1S的峰位置的状态分析（波形分离）。
图16是表示由O1S的峰位置的状态分析得到的实施例1～7及比较例中的Metal-OH比率、与压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。
如图16所示，可知若Metal-OH比率变大则电阻率变大。即观察到粉末表面的处于Metal-OH状态的O原子越是减少，则电阻率越是降低的倾向。推测由于粉末表面的氧化，因此粉末表面的Metal-OH变化成Metal-Oxide状态，这对压粉磁芯的电阻率造成影响。
接着，利用FT-IR分析确认基于XPS分析结果的Metal-OH的存在。
在FT-IR分析中，使用BIO-RAD制FTS-40A作为装置。另外使用BIO-RAD制的漫反射附件作为附件。另外检测器使用Mid-IR DTGS。另外，将测定区域设为4000～600cm-1、将分辨率设为8cm-1、将累计次数设为100次。需要说明的是FT-IR分析是对实施例1进行。将其实验结果示于图17。
图17是将FT-IR光谱设为4000～600cm-1时的FT-IR分析结果。图18是将FT-IR光谱设为3800～3000cm-1时的FT-IR分析结果，并将其放大表示。
当在3690cm-1附近、3630cm-1附近观察到光谱的峰时，其是与γ-氧化铁的尖晶石结晶的6配位、4配位Fe离子键合的孤立表面羟基，当在3660cm-1附近观察到光谱的峰时，其是与α-氧化铁的尖晶石结晶的6配位Fe离子键合的孤立表面羟基，当在3600cm-1以下观察到光谱的峰时，其是受到了氢键的影响的羟基。需要说明的是关于FT-IR分析，使用H.Watanabe and J.seto,Bull.Chem.Soc.Jpn.,66.395（1993）作为参考文献。
如图18所示，在3690cm-1附近、3660cm-1附近、3630cm-1附近观察到羟基的峰。它们被确认为是通过化学吸附（参照图5、图6）而与粉末表面的Fe键合的羟基的峰，从而确认了存在Metal-OH。
如上可知，Metal-OH（化学吸附水）与电阻率相关
因此将以下的数学式4所示的羟基密度作为用于区别实施例与比较例的指标。
（数学式4）
{O浓度×（Metal-OH比率）}/SA
式中的Metal-OH比率表示粉末表面中羟基相对于O浓度的比率，O浓度（at%）及Metal-OH比率（%）是利用XPS测定的分析结果，SA是粉末表面的比表面积（m2/g）。即使用以下的表3所示的、“XPS分析结果”栏的除去沾污后O浓度（at%）、Metal-OH比率、“干燥后粉末特性”栏的比表面积SA进行计算。
[表3]
在表3中追加了实施例8。就实施例8而言，将直至使利用水雾化法制造的Fe基软磁性粉末投入干燥机为止的等待时间设为20分钟，除此以外，以与其他试样相同的条件进行。在实施例8中，使等待时间减少至近乎极限，或减少至理论上的数值。
图19是表示各试样的直至干燥开始为止的等待时间与羟基密度的关系的曲线图。但是在图19中未记载实施例8的实验结果。
如图19所示，可知越是使等待时间缩短，则越能提高羟基密度。
图20是表示各试样的羟基密度与各压粉磁芯的电阻率的关系的曲线图。但是在图20中未记载实施例8的实验结果。
如图20所示，可知羟基密度越是变高则压粉磁芯的电阻率也变高。
像图7中说明的那样，可推测粉末表面的羟基密度（化学吸附水的密度）越高，则越能增加作为绝缘材料的粘合剂树脂（像丙烯酸系树脂那样，分子结构的一部分具有极性、易于与羟基键合的树脂）在粉末表面的附着量，由此使压粉磁芯的电阻率增大。
根据表3所示的实施例1～实施例8的实验结果，将羟基密度设定为20（at%·g/cm2）以上且100（at%·g/cm2）以下。另外，将34（at%·g/cm2）以上且96（at%·g/cm2）以下设为优选的范围。另外，将50（at%·g/cm2）以上且96（at%·g/cm2）以下设为更优选的范围。
另外基于表3所示的实验结果，将Fe基软磁性粉末的平均粒径（D50）设为10μm以上且12.5μm以下。另外，将Fe基软磁性粉末的利用红外线吸收法测得的O浓度设为0.2wt%以下，更优选设为0.17wt%以下。另外将Fe基软磁性粉末的利用红外线吸收法测得的O浓度设为大于0wt%。
符号说明
1 Fe基软磁性粉末
2 线圈封入压粉磁芯
1a 粉末表面
3、11 压粉磁芯
4 线圈
10 复合磁性粉末

Claims (11)

1.一种Fe基软磁性粉末，其特征在于，以下的数学式1所表示的粉末表面的羟基密度在51at％·g/cm2以上且96at％·g/cm2以下的范围内，
数学式1
{O浓度×(Metal-OH比率)}/SA
式中的Metal-OH比率表示粉末表面中羟基相对于O浓度的比率，O浓度及Metal-OH比率是利用XPS测定的分析结果，SA表示粉末表面的比表面积，其中，所述O浓度的单位是at％，Metal-OH比率的单位是％，比表面积的单位是m2/g。
2.根据权利要求1所述的Fe基软磁性粉末，其中，平均粒径D50为10μm以上且12.5μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的Fe基软磁性粉末，其中，利用红外线吸收法测得的O浓度为0.2wt％以下。
4.根据权利要求1或2所述的Fe基软磁性粉末，其中，所述Fe基软磁性粉末用Fe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcPxCyBzSit表示，且0at％≤a≤10at％、0at％≤b≤3at％、0at％≤c≤6at％、6.8at％≤x≤10.8at％、2.0at％≤y≤9.8at％、0at％≤z≤8.0at％、0at％≤t≤5.0at％。
5.一种复合磁性粉末，其特征在于，通过用粘合剂树脂将权利要求1或2所述的Fe基软磁性粉末粘合而成。
6.根据权利要求5所述的复合磁性粉末，其中，所述粘合剂树脂具有带有极性的官能团。
7.根据权利要求6所述的复合磁性粉末，其中，所述官能团为羟基。
8.根据权利要求5所述的复合磁性粉末，其中，所述粘合剂树脂为丙烯酸系树脂。
9.根据权利要求6或7所述的复合磁性粉末，其中，所述粘合剂树脂为丙烯酸系树脂。
10.一种压粉磁芯，其特征在于，通过将权利要求5所述的所述复合磁性粉末压缩成型而得。
11.一种压粉磁芯，其特征在于，通过将权利要求6至8中任1项所述的所述复合磁性粉末压缩成型而得。
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