CN108735416A - 软磁性粉末、圧粉磁芯、磁性元件以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种软磁性粉末、圧粉磁芯、磁性元件以及电子设备，其具有由Fe_{100‑a‑b‑c‑d‑e‑ f}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_f(原子％)表示的组成，其中，M是选自于由Nb等组成的组中的至少一种元素，M’是选自于由V等组成的组中的至少一种元素，X是选自于由C等组成的组中的至少一种元素，a、b、c、d、e和f是满足0.1≤a≤3、0＜b≤30、0＜c≤25、5≤b+c≤30、0.1≤d≤30、0≤e≤10以及0≤f≤10的数，以40体积％以上含有粒径1nm以上30nm以下的结晶组织，当设表观密度为100时，振实密度为103以上130以下。

Description

软磁性粉末、圧粉磁芯、磁性元件以及电子设备

技术领域

本发明涉及软磁性粉末、圧粉磁芯、磁性元件以及电子设备。

背景技术

近年来，笔记本型电脑等移动设备的小型化、轻量化正在推进，为兼顾小型化和高性能化，需要提高开关电源的高频化。目前，开关电源的驱动频率已经增加到几百kHz以上，但与此同时，对于内置在移动设备中的扼流线圈和电感器等磁性元件，需要使其应对高频化。

例如，专利文献1中公开了一种压粉磁芯，含有由Fe_{(100-X-Y-Z-α-β)}B_XSi_YCu_ZM_αM’_β(原子％)(其中，M是选自于由Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti和Mo组成的组中的至少一种元素，M’是选自于由V、Cr、Mn、Al、铂族元素、Sc、Y、Au、Zn、Sn、Re和Ag组成的组中的至少一种元素，X、Y、Z、α和β分别满足12≤X≤15、0<Y≤15、0.1≤Z≤3、0.1≤α≤30、0≤β≤10。)表示的组成、并且其组织中的至少50％以上是具有晶体粒径为100nm以下的纳米结晶组织的纳米结晶磁性粉末或能够通过热处理表达所述纳米结晶组织的组成的非晶质磁性粉末中任一种磁性粉末。

在具有这种纳米结晶组织的磁性粉末中，可以通过优异的软磁特性来应对高频化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开第2004-349585号公报。

发明内容

但是，在专利文献1所记载的压粉磁芯中，磁性粉末的磁导率稍低。因此，在制成压粉磁芯等压粉体时，存在改善磁特性的课题。

本发明的目的在于提供一种能够制造高磁导率的压粉体的软磁性粉末、具有良好的磁特性的压粉磁芯和磁性元件、以及具有该磁性元件的高可靠性的电子设备。

上述目的通过下述的本发明实现。

本发明的软磁性粉末的特征在于，具有由Fe_{100-a-b-c-d-e-f}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_f(原子％)(其中，M是选自于由Nb、W、Ta、Zr、Hf和Mo组成的组中的至少一种元素，M’是选自于由V、Cr、Mn、铂族元素、Sc、Y、Au、Zn、Sn和Re组成的组中的至少一种元素，X是选自于由C、P、Ge、Ga、Sb、In、Be和As组成的组中的至少一种元素，a、b、c、d、e和f是满足0.1≤a≤3、0＜b≤30、0＜c≤25、5≤b+c≤30、0.1≤d≤30、0≤e≤10、以及0≤f≤10的数)表示的组成，以40体积％以上含有粒径1nm以上30nm以下的结晶组织，当设表观密度为100时，振实密度为103以上130以下。

由此，能够得到磁导率高的软磁性粉末，因此，通过使用这样的软磁性粉末，能够制造例如实现提高磁性能的压粉体。

在本发明的软磁性粉末中，所述组成由Fe_{100-a-b-c-d-e-f-g-h}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_fAl_gTi_h(原子％)表示，优选g和h是满足0.002≤g≤0.032以及0≤h≤0.038的数。

由此，能够进一步提高软磁性粉末的磁导率。其结果，能够得到低铁损且高磁导率的压粉体。

在本发明的软磁性粉末中，处于压粉后状态的压粉体的体积电阻率优选1kΩ·cm以上500kΩ·cm以下。

由此，软磁性粉末的颗粒之间被充分绝缘，因此，能够减少使用的绝缘材料的量，并且，相应地能够使软磁性粉末与压粉磁芯等的比例最大化。其结果，能够实现高磁特性与低损高度相容的压粉磁芯。

本发明的软磁性粉末优选进一步含有非晶质组织。

由此，结晶组织和非晶质组织抵消了彼此的磁致伸缩，因此，能够进一步减小软磁性粉末的磁致伸缩。其结果，能够获得磁导率特别高的软磁性粉末。另外，能够获得容易控制磁化的软磁性粉末。

本发明的压粉磁芯的特征在于，含有本发明的软磁性粉末。

由此，能够得到实现了磁导率提高的压粉磁芯。

本发明的磁性元件的特征在于，具备本发明的压粉磁芯。

由此，能够得到实现了高性能的磁性元件。

本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的磁性元件。

由此，能够得到可靠性高的电子设备。

附图说明

图1是示出应用了本发明的磁性元件的第一实施方式的轭流线圈的示意图(俯视图)。

图2是示出应用了本发明的磁性元件的第二实施方式的扼流线圈的示意图(立体透视图)。

图3是示出利用高速旋转水流雾化法制造软磁性粉末的装置的一个例子的纵截面图。

图4是示出应用了具备本发明的磁性元件的电子设备的移动型(或笔记本型)个人计算机的构成的立体图。

图5是示出应用了具备本发明的磁性元件的电子设备的智能手机的构成的俯视图。

图6是示出应用了具备本发明的磁性元件的电子设备的数码相机的构成的立体图。

附图标记说明

1...冷却用筒体；2...盖体；3...开口部；4...冷却液喷射管；5...吐出口；7...泵；8...贮液池；9...冷却液层；10、20...扼流线圈；11、21...压粉磁芯；12、22...导线；13...冷却液回收盖；14...排液口；15...坩埚；16...层厚调节用环；17...排液用网体；18...粉末回收容器；23...空间部；24...喷嘴；25...熔融金属；26...气体射流；27...气体供给管；30...粉末制造装置；100...显示部；1000...磁性元件；1100...个人计算机；1102...键盘；1104...主体部；1106...显示单元；1200...智能手机；1202...操作按钮；1204...听筒；1206...话筒；1300...数码相机；1302...外壳；1304...受光单元；1306...快门按钮；1308...存储器；1312...视频信号输出端子；1314...输入和输出端子；1430...电视监视器；1440...个人计算机。

具体实施方式

以下，基于附图所示的优选实施方式，对本发明的软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件以及电子设备进行详细说明。

[软磁性粉末]

本发明的软磁性粉末是具有软磁性的金属粉末。这种软磁性粉末可以应用于利用软磁性的任何用途，例如，通过粘合剂将颗粒彼此粘合并形成规定的形状，可以将其用于制造压粉磁芯。这样得到的压粉磁芯，其软磁性粉末的磁导率高，因此，具有良好的磁特性。

本发明的软磁性粉末是具有由Fe_{100-a-b-c-d-e-f}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_f(原子％)表示的组成的粉末。其中，M是选自于由Nb、W、Ta、Zr、Hf以及Mo组成的组中的至少一种元素，M’是选自于由V、Cr、Mn、铂族元素、Sc、Y、Au、Zn、Sn以及Re组成的组中的至少一种元素，X是选自于由C、P、Ge、Ga、Sb、In、Be以及As组成的组中的至少一种元素，a、b、c、d、e以及f是满足0.1≤a≤3、0＜b≤30、0＜c≤25、5≤b+c≤30、0.1≤d≤30、0≤e≤10以及0≤f≤10的数。

另外，本发明的软磁性粉末的特征在于，以40体积％以上含有粒径(晶体粒径)为1nm以上30nm以下的结晶组织，当设表观密度为100时，振实密度为103以上130以下。

由于这种软磁性粉末的磁导率高，因此，能够制造实现提高磁性能的压粉磁芯。

以下，对本发明的软磁性粉末的组成进行详细说明。

Fe对本发明的软磁性粉末的基本磁特性和机械特性有很大影响。

在由原料制造本发明的软磁性粉末时，由于Cu具有与Fe分离的倾向，因此在组成中会产生波动，产生容易部分结晶化的区域。其结果，促进了相对容易结晶化的体心立方晶格的Fe相，并容易形成上述那样的具有微小粒径的结晶组织。

Cu的含有率a为0.1原子％以上3原子％以下，优选为0.3原子％以上2原子％以下。如果Cu的含有率a小于所述下限值，则结晶组织的微细化受损，有可能无法形成粒径在上述范围内的结晶组织。另一方面，如果Cu的含量a超过所述上限值，则软磁性粉末的机械特性降低，有可能会变脆。

当由原材料制造本发明的软磁性粉末时，Si促进非晶质化。因此，在制造本发明的软磁性粉末时，先暂时形成均匀的非晶质组织，然后使其结晶化，由此，容易形成粒径更均匀的结晶组织。由于均匀的粒径有助于每个晶粒中的晶体磁各向异性的平均化，因此，能够降低矫顽力，并能够提高磁导率，从而实现增强软磁性。

Si的含有率b设定为超过0原子％30原子％以下，优选为5原子％以上20原子％以下。当Si的含有率b低于所述下限值时，非晶质化不充分，因此，可能难以形成粒径微小且均匀的结晶组织。另一方面，如果Si的含有率b超过所述上限值，则可能导致饱和磁通密度、最大磁矩和磁导率这样的磁特性降低或导致机械特性变差。

当由原材料制造本发明的软磁性粉末时，B促进非晶质化。因此，在制造本发明的软磁性粉末时，先暂时形成均匀的非晶质组织，然后使其结晶化，从而容易形成粒径更均匀的结晶组织。由于均匀的粒径有助于每个晶粒中的晶体磁各向异性的平均化，因此，能够降低矫顽力，并且提高磁导率，从而能够实现增强软磁性。另外，通过组合使用Si和B，能够基于它们两者的原子半径之间的差异，相互增强地促进非晶质化。

B的含有率c设定为超过0原子％25原子％以下，优选为3原子％以上20原子％以下。当B的含有率c低于所述下限值时，非晶质化不充分，因此，可能难以形成粒径微小且均匀的结晶组织。另一方面，如果B的含有率c超过所述上限值，则可能导致饱和磁通密度、最大磁力矩和磁导率这样的磁特性降低或导致机械特性变差。

另外，规定Si和B的合计含有率，将其设定为5原子％以上30原子％以下，优选10原子％以上25原子％以下。

M是选自于由Nb、W、Ta、Zr、Hf和Mo组成的组中的至少一种元素。当对含有大量非晶质组织的粉末进行热处理时，有助于与Cu一起使结晶组织微细化。因此，可以容易地形成如上所述的具有微小粒径的结晶组织。

M的含有率d设定为0.1原子％以上且30原子％以下，优选0.5原子％以上且20原子％以下。另外，当M包括多个元素时，多个元素的总含有率在所述范围内。另外，如果M的含有率d低于所述下限值，则结晶组织的微细化受损，有可能不能形成具有上述范围的粒径的结晶组织。另一方面，当M的含有率d超过所述上限值时，软磁性粉末的机械特性可能会下降，有可能变脆。

另外，M特别优选含有Nb。Nb特别有助于结晶组织的微细化。

除了上述基本要素以外，本发明的软磁性粉末还可以根据需要，进一步含有M’、X、Al、Ti中的至少任意一种元素。

M’是选自于由V、Cr、Mn、铂族元素、Sc、Y、Au、Zn、Sn和Re组成的组中的至少一种元素。这样的M’在提高软磁性粉末的磁特性的同时，也提高了耐腐蚀性。铂族元素是属于元素周期表中的第五周期和第六周期，同时也属于第八族、第九族和第十族的六种元素，具体而言，是Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt中的至少一种元素。

M’的含有率e设定为0原子％以上10原子％以下，优选为0.1原子％以上5原子％以下。当M’的含有率e超过所述上限值，则可能导致饱和磁通密度、最大磁力矩和磁导率这样的磁特性降低或导致机械特性变差。

另外，特别优选M’含有Cr。由于Cr抑制软磁性粉末的氧化，因此，能够特别抑制伴随氧化而导致磁特性变差或机械特性变差。

X是选自于由C、P、Ge、Ga、Sb、In、Be和As组成的组中的至少一种元素。和B同样，当由原材料制造本发明的软磁性粉末时，这样的X促进非晶质化。因此，X有助于在软磁性粉末中形成具有更均匀粒径的结晶组织。

X的含有率f设定为0原子％以上10原子％以下，优选为0.1原子％以上5原子％以下。如果X的含有率f超过所述上限值，则可能导致饱和磁通密度、最大磁力矩、磁导率这样的磁特性下降或导致机械特性变差。

通过添加微量的Al，可促进软磁性粉末颗粒中粒径均匀的结晶组织的形成。

优选Al的含有率g为0.002原子％以上0.032原子％以下，更优选为0.004原子％以上0.024原子％以下，进一步优选为0.006原子％以上0.019原子％以下。当Al的含有率g超过所述上限值时，当由原材料制造本发明的软磁性粉末时，非晶质化容易受到遏制。因此，当在软磁性粉末的颗粒中最终形成结晶组织时，该粒径容易变得不均匀，可能导致磁导率等磁特性变差。另一方面，当Al的含有率g低于所述下限值时，虽然会促进非晶质化，但难以使结晶化处理中的结晶化过程均匀。为此，要形成的结晶组织的粒径容易变得不均匀，由此可能导致磁导率等磁特性下降。

通过添加微量的Ti，可促进软磁性粉末颗粒中粒径均匀的结晶组织的形成。

优选Ti的含有率h为0原子％以上0.038原子％以下，更优选为0.002原子％以上0.025原子％以下，进一步优选为0.004原子％以上0.020原子％以下。当Ti的含有率h超过所述上限值时，当由原材料制造本发明的软磁性粉末时，非晶质化容易受到遏制。因此，当在软磁性粉末的颗粒中最终形成结晶组织时，该粒径容易变得不均匀，可能导致磁导率等磁特性变差。另一方面，当Ti的含有率h低于所述下限值时，虽然会促进非晶质化，但难以使结晶化处理中的结晶化过程均匀。为此，要形成的结晶组织的粒径容易变得不均匀，由此可能导致磁导率等磁性能下降。

在添加上述任意元素Al和Ti的情况下，本发明的软磁性粉末的组成通过在上述组成式中添加Al和Ti，由Fe_{100-a-b-c-d-e-f-g-h}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_fAl_gTi_h(原子％)表示。此时，g和h是如上所述满足0.002≤g≤0.032以及0≤h≤0.038的数。这样的软磁性粉末，通过使制造时非晶质化与结晶化的平衡最佳化，而具有更高的磁导率等磁特性。其结果，能够制造铁损低且磁导率高的压粉磁芯。

另外，Al和Ti的存在比，即g/h没有特别限制，优选为大约0.1以上10以下，更优选为大约0.3以上8以下，进一步优选为大约0.5以上6以下。当g/h在所述范围内时，不规则形状的出现概率和颗粒表面的摩擦阻力之间的平衡变得良好，从而被压粉时的软磁性粉末的填充率增大。因此，能够获得具有特别高的磁导率和饱和磁通密度的压粉体。

另外，在软磁性粉末中，可以有意地添加O(氧)，但O可能会无意中作为杂质而混入。在本实施方式的软磁性粉末中，优选O(氧)的含量以质量比计算为50ppm以上700ppm以下，更优选为100ppm以上650ppm以下，进一步优选为200ppm以上600ppm以下。通过将O的含量控制在所述范围内，能够降低软磁性粉末的矫顽力。由此，能够降低压粉磁芯或磁性元件的铁损。另外，容易确保软磁性粉末的粒子之间的绝缘性。

当O的含量低于所述下限值时，难以稳定地制造如此低氧浓度的软磁性粉末，这可能导致制造成本和制造产率方面的问题。另外，根据软磁性粉末等的合金组成等，有可能粒子之间的绝缘性会降低，涡流损耗会增加。另一方面，如果O的含量超过所述上限值，则根据软磁性粉末的材料组成等，有可能矫顽力会提高，磁滞损耗会增加。

O的含量是在后述的软磁性粉末的制造方法中，在进行结晶化处理等加热处理前的阶段所测量的值。

另外，要将软磁性粉末的O含有率设定在所述范围内，例如，可以使用低氧浓度或高氧浓度的材料作为使用原料。也就是说，通过使用氧浓度低的材料作为原料，能够降低软磁性粉末的O含有率，而通过使用高氧浓度的材料作为原料，能够提高软磁性粉末的O含有率。

尽管已经详细描述了本发明的软磁性粉末的组成，但是在该软磁性粉末中可以包含上述元素之外的元素(例如，S、N等)。在这种情况下，优选其它元素的含有率合计小于0.1原子％。此外，在这个范围内，无论是不可避免的还是有意的，都可以包含其它元素。

软磁性粉末所具有的组成，可以通过例如：JIS G 1257(2000)中规定的铁和钢-原子吸光分析法、JIS G 1258(2007)中规定的铁和钢-ICP发射光谱分析法、JIS G 1253(2002)中规定的铁和钢-火花放电发射光谱法、JIS G 1256(1997)中规定的铁和钢-荧光X射线分析法、JIS G 1211至G 1237中规定的重量-滴定-吸光光度法等方法来确定。具体而言，例如可以举出由SPECTRO公司制造的固体发射分光分析装置(火花放电发射光谱分析装置，型号：SPECTROLAB，机型：LAVMB08A)、(株式会社)Rigaku制造的ICP装置(CIROS120型)等。

另外，在确定C(碳)和S(硫)时，还可以特别使用JIS G 1211(2011)中规定的氧气流燃烧(高频感应加热炉燃烧)-红外线吸收法。具体而言，可以举出LECO公司制造的碳·硫分析装置CS-200。

另外，在确定N(氮)和O(氧)时，需要使用JIS G 1228(2006)中规定的铁和钢的氮定量法、JIS Z 2613(2006)中规定的金属材料的氧定量法。具体而言，可以举出LECO公司制造的氧·氮分析装置TC-300/EF-300。

本发明的软磁性粉末以40体积％以上含有粒径(晶体粒径)为1nm以上30nm以下的结晶组织。由于这种粒径的结晶组织微小，因此，每个晶粒中的晶体磁各向异性易于平均化。因此，能够降低矫顽力，特别是能够获得磁性软质粉末。另外，如果以这样的粒径含有一定量以上的结晶组织，则软磁性粉末的磁导率变高。其结果，能够获得低矫顽力和高磁导率的富有软磁性的粉末。于是，通过使得这种粒径的结晶组织的含量为上述下限值以上，能够充分获得这种效果。

另外，所述粒径范围内的结晶组织的含有比率为40体积％以上，优选为50体积％以上99体积％以下，更优选为60体积％以上95体积％以下。当所述粒径范围内的结晶组织的含有比率低于所述下限值时，微小粒径的结晶组织的比率降低，因此，晶体颗粒之间的交换作用引起的结晶磁各向异性的平均化变得不充分，有可能软磁性粉末的磁导率会降低，或软磁性粉末的矫顽力会增大。另一方面，所述粒径范围内的结晶组织的含有比率可以超过上限值，但如后所述，基于与非晶质组织之间共存的效果可能会变得不充分。

此外，本发明的软磁性粉末可以包含上述范围外的粒径(小于1nm或大于30nm)的结晶组织。在这种情况下，粒径在该范围外的结晶组织优选被抑制在10体积％以下，更优选抑制在5体积％以下。由此，能够抑制由于粒径在该范围外的结晶组织而降低上述效果。

本发明的软磁性粉末的结晶组织的粒径，可以通过例如使用电子显微镜观察软磁性粉末的切断面，从观察图像中读取的方法等来求出。此时，假设具有与结晶组织的面积相同的面积的正圆，可以将该正圆的直径(等效圆直径)作为结晶组织的粒径。

此外，含有比率(体积％)通过求出观察图像中的上述粒径范围内的晶体占据的面积比率，并将该面积比率作为含有比率来得到。

另外，本发明的软磁性粉末，优选结晶组织的平均粒径为3nm以上30nm以下，更优选为5nm以上25nm以下。由此，上述效果变得更加显着，并能够得到磁性特别软质的粉末。

本发明的软磁性粉末的结晶组织的平均粒径，可以通过例如由X射线衍射得到的光谱的衍射峰的宽度来算出。

另一方面，本发明的软磁性粉末可以进一步含有非晶质组织。由于所述粒度范围内的结晶组织和非晶质组织共存，相互抵消磁致伸缩，因此，能够进一步减少软磁性粉末的磁致伸缩。其结果，能够获得具有特别高磁导率的软磁性粉末。另外，能够获得容易控制磁化的软磁性粉末。

在这种情况下，非晶质组织的含有比率优选为所述粒径范围内的结晶组织的含有比率的2体积％以上500体积％以下，更优选为10体积％以上200体积％以下。由此，结晶组织和非晶质组织之间的平衡达到最优化，结晶组织和非晶质组织共存的效果变得更加显著。

包含在软磁性粉末中的组织是否为非晶质，可以通过例如检查在由X射线衍射获得的光谱中是否观察到衍射峰来确认。此外，也可以通过利用透射型电子显微镜等直接确认原子排列来确定。

另外，优选本发明的软磁性粉末的粒子的维氏硬度为1000以上3000以下，更优选为1200以上2500以下。当这种硬度的软磁性粉末被压缩成形为压粉磁芯时，颗粒间接触点处的变形被抑制在最小程度。因此，接触面积被抑制得较小，软磁性粉末的压粉体的电阻率增大。其结果，在被压粉时，能够确保颗粒之间更高的绝缘性。

如果维氏硬度低于所述下限值，根据软磁性粉末的平均粒径，当软磁性粉末压缩成形时，在颗粒之间的接触点处，颗粒有可能变得容易粉碎。其结果是，接触面积增大，软磁性粉末的压粉体的电阻率降低，因此，粒子间的绝缘性可能会降低。另一方面，如果维氏硬度超过所述上限值，则根据软磁性粉末的平均粒径，压粉成形性降低，成为压粉磁芯时的密度降低，因此，压粉磁芯的磁特性可能会降低。

另外，软磁性粉末的颗粒的维氏硬度，通过利用显微维氏硬度计在颗粒的横截面中心处测量而得到。另外，颗粒的截面的中心处，是在以通过颗粒的最大长度即长轴的方式切断颗粒时，与该切断面上的长轴的中点对应的部分。此外，在试验时，压头的压入负荷为50mN。

在此，在本实施方式的软磁性粉末中，当设表观密度为100时，振实密度为103以上130以下。这样的软磁性粉末是振实密度与表观密度之间具有适度大的差异的粉末。也就是说，这种软磁性粉末，可以说是在没振实(加振)时具有较低密度(不易被填充)，而在振实之后具有较高密度(易于填充)的粉末。由此可以说，满足上述表观密度和振实密度之间关系的软磁性粉末，是不规则形状的颗粒少，且颗粒之间的摩擦阻力大的粉末。

这种软磁性粉末在颗粒和绝缘材料之间具有高的紧贴性。因此，即使绝缘材料的使用量保持在少量，也能够获得具有足够机械强度的压粉体(例如，压粉磁芯、磁屏蔽片等)。另外，由于不规则形状的数量少，压粉时填充性良好，且能够获得高填充率的压粉体。

鉴于这些内容，根据本实施方式的软磁性粉末，能够获得磁导率和饱和磁通密度等磁特性高的压粉体。

表观密度为100时的振实密度，优选为105以上125以下，更优选为107以上120以下。

另外，如果振实密度的相对值小于所述下限值，则在将软磁性粉末压粉而得到压粉体时，软磁性粉末的填充性有可能会降低。因此，压粉体的磁导率和饱和磁通密度等可能会降低。另一方面，如果振实密度的相对值超过所述上限值，当将软磁性粉末压粉而得到压粉体时，收缩率可能会增大。因此，压粉体容易变形，可能磁导率会降低，尺寸精度会下降。

本实施方式的软磁性粉末的振实密度会根据粒径和合金组成而稍微变化，因而没有特别限定，优选为3.6g/cm³以上5.5g/cm³以下，更优选为3.8g/cm³以上5.2g/cm³以下。由于这样的软磁性粉末的填充性高，因此能够制造软磁性粉末填充率高的压粉体。因此，能够获得磁导率和饱和磁通密度等磁性能高的压粉体。

软磁性粉末的表观密度根据JIS Z 2504：2012中规定的金属粉末的表观密度测量方法进行测量，其单位例如为(g/cm³)。

另一方面，软磁性粉末的振实密度根据JIS Z 2512：2012中规定的金属粉末的振实密度测量法来测量，其单位例如为(g/cm³)。

另外，上述那样的颗粒表面的状态对上述表观密度和振实密度之间的关系具有特别的影响。这种情况下，优选以上述含有比率添加上述任意元素Al和Ti。由此，容易得到不规则形状的颗粒比较少，且颗粒之间的摩擦阻力比较大的粉末。其结果是，软磁性粉末的填充性提高，同时，颗粒与绝缘材料的紧贴性提高，绝缘材料的使用量受到抑制，因此，其结果是能够制造磁导率、饱和磁通密度等磁性能高的压粉磁芯。

在Al和Ti的含有比率少的情况下，尽管不规则形状的颗粒增多，但颗粒之间的摩擦阻力减小，且振实密度与表观密度之比趋于降低。另一方面，在Al和Ti的含有比率多的情况下，尽管不规则形状的颗粒减少，但颗粒间的摩擦阻力增大，振实密度与表观密度的比有增大的趋势。

另外，软磁粉末的氧含有比率有时也会影响颗粒之间的摩擦阻力。也就是说，当氧含有率高时，尽管颗粒之间的摩擦阻力增加，但振实密度几乎不增加。另一方面，当氧含有率低时，颗粒之间的摩擦阻力趋于减小。

本发明的软磁性粉末的平均粒径D50没有特别限定，优选为1μm以上40μm以下，更优选为3μm以上且30μm以下。通过使用这样的平均粒径的软磁性粉末，能够缩短涡流流过的路径，因此，能够制造能够充分抑制在软磁性粉末的颗粒中产生的涡流损耗的压粉磁芯。另外，由于平均粒径适度小，因此，能够提高压粉时的填充性。其结果是，能够提高压粉磁芯的填充密度，提高压粉磁芯的饱和磁通密度和磁导率。计算软磁性粉末的平均粒径D50，是在通过激光衍射法得到的基于质量标准的粒度分布中，作为从小径一侧开始累积50％时的粒径而求出的。

如果软磁性粉末的平均粒径小于所述下限值，则软磁性粉末变得过细，因此，有可能软磁性粉末的填充性容易下降。其结果是，压粉磁芯(压粉体的一例)的成形密度降低，因此，根据软磁性粉末的材料组成和机械特性，压粉磁芯的饱和磁通密度和磁导率有可能会降低。另一方面，如果软磁性粉末的平均粒径超过所述上限值，则根据软磁性粉末的材料组成和机械特性，不能充分地抑制颗粒中产生的涡流损耗，压粉磁芯的铁损可能会增加。

另外，关于本发明的软磁性粉末，在通过激光衍射法得到的基于质量标准的粒度分布中，当设从小径一侧开始累积10％的粒径为D10，且设从小径一侧开始累积至90％时的粒径为D90时，优选(D90-D10)/D50为1.0以上2.5以下，更优选为1.2以上2.3以下左右。(D90-D10)/D50是表示粒度分布的离散程度的指标，通过使得该指标在所述范围内，软磁性粉末的填充性变得良好。因此，可以获得磁导率和饱和磁通密度等磁特性特别高的压粉体。

另外，本发明的软磁性粉末的矫顽力没有特别限制，但优选为0.1(Oe)以上，2(Oe)以下(7.98(A/m)以上160(A/m)以下)，更优选为0.1(Oe)以上1.5(Oe)以下(39.9(A/m)以上120(A/m)以下)。如上所述，通过使用矫顽力小的软磁性粉末，即使在高频率下也能够制造出能够充分抑制磁滞损耗的压粉磁芯。

软磁性粉末的矫顽力可以使用磁力测量装置(例如，株式会社玉川制作所制造的TM-VSM1230-MHHL等)进行测量。

此外，优选本发明的软磁性粉末在被压粉状态下，即在形成压粉体时的体积电阻率为1(kΩ·cm)以上500(kΩ·cm)以下，更优选为5(kΩ·cm)以上300(kΩ·cm)以下，更优选为10(kΩ·cm)以上200(kΩ·cm)以下。由于这种体积电阻率是在不使用绝缘材料的情况下实现的，因此，是基于软磁性粉末颗粒之间的绝缘性本身的体积电阻率。因此，如果使用实现了这种体积电阻率的软磁性粉末，则软磁性粉末的颗粒间被充分绝缘，因此，能够减少绝缘材料的使用量，相应地，能够最大限度提高压粉磁芯等之中的软磁性粉末的比率。其结果，能够实现高磁特性和低损耗之间高度相容的压粉磁芯。

上述体积电阻率是按照如下方法测量的值。

首先，将0.8g待测量的软磁性粉末填充在由氧化铝制成的圆筒中。然后，将黄铜电极设置在圆筒的上方和下方。

接下来，使用数字式测力计，以10MPa的压力在上下电极之间加压，同时使用数字万用表测量上下电极之间的电阻。

然后，通过将所测量的电阻、加压时的电极间距离以及圆筒内部的横截面积代入下述计算公式来计算体积电阻率。

体积电阻率(kΩ·cm)＝电阻值(kΩ)×圆筒内部的横截面积(cm²)/电极间距离(cm)。

圆筒内部的横截面积可以通过πr²[cm²]来获得，其中圆筒的内径是2r(cm)。

另外，如上所述的压粉体的体积电阻率是上述那样通过增加颗粒之间的绝缘性来表现的。在这种情况下，软磁性粉末中的O(氧)的含有比率越高，越容易提高绝缘性，而另一方面，磁导率等磁性能会降低。因此，通过将软磁性粉末中的O(氧)的含有比率设定在所述范围内，能够获得体积电阻率在上述范围内的具有良好绝缘性的压粉磁芯，而不会显著降低磁导率等磁性能。

另外，本发明的软磁性粉末，优选作为压粉体时的磁导率在测量频率100kHz下为15以上，更优选为18以上且50以下。这种软磁粉末有助于实现具有优异磁特性的压粉磁芯。此外，由于磁导率相对较高，因此，也有助于压粉磁芯和磁性元件的小型化。

上述磁导率是将压粉体制成环形，由闭合磁路磁芯线圈的自感所求出的相对磁导率(实效磁导率)。为了测量磁导率，例如使用阻抗分析仪(HEWLETT PACKARD 4194A)这样的测量装置，并设测量频率为100kHz。另外，绕组的匝数是7匝，绕组的导线直径是0.5mm。

[压粉磁芯和磁性元件]

接下来，对本发明的压粉磁芯和本发明的磁性元件进行说明。

本发明的磁性元件能够应用于扼流线圈、电感器、噪声滤波器、电抗器、变压器、电动机、致动器、电磁阀、发电机这样的具有磁芯的各种磁性元件。此外，本发明的压粉磁芯能够应用于这些磁性元件具有的磁芯中。

在下文中，作为磁性元件的一个例子，以两种扼流圈为代表进行说明。

<第一实施方式>

首先，对应用了本发明的磁性元件的第一实施方式的扼流线圈进行说明。

图1是示出应用了本发明的磁性元件的第一实施方式的扼流线圈的示意图(俯视图)。

图1所示的扼流线圈10(本实施方式的磁性元件)具有：环状(环形)的压粉磁芯11和卷绕在该压粉磁芯11上的导线12。这种扼流线圈10通常被称为环形线圈。

压粉磁芯11(本实施方式的压粉磁芯)是将本发明的软磁性粉末与粘合剂(粘结剂)以及有机溶剂混合，将得到的混合物供至成形模具，同时进行加压、成形而得到的成形体。即，压粉磁芯11包含本发明的软磁性粉末。由于这样的压粉磁芯11的磁导率高，所以磁特性得以提高。另外，由于软磁性粉末的矫顽力低，因此，能够实现低铁损。其结果是，在将压粉磁芯11安装在电子设备等上的情况下，能够降低电子设备等的耗电，实现高性能化，有助于提高电子设备等的可靠性。

另外，如上所述，作为磁性元件的一例的扼流线圈10具备压粉磁芯11。由此，扼流线圈10实现了高性能和低铁损。其结果，当扼流线圈10安装在电子设备等中时，能够降低电子设备等的耗电，实现高性能，有助于提高电子设备等的可靠性。

作为用于制造压粉磁芯11的粘合剂的构成材料，可以列举例如：有机硅类树脂、环氧类树脂、酚醛类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚苯硫醚类树脂等有机材料；磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸锰、磷酸镉这样的磷酸盐以及硅酸钠这样的硅酸盐(水玻璃)等无机材料，其中，优选热固化性聚酰亚胺或环氧类树脂。这些树脂材料通过加热容易固化，同时，耐热性优异。因此，能够提高压粉磁芯11的制造容易度和耐热性。

另外，粘合剂对软磁性粉末的比例根据要制造的压粉磁芯11的目标饱和磁通密度、机械特性、容许的涡流损耗等而稍微变化，但优选为大约0.5质量％以上5质量％以下，更优选为大约1质量％以上3质量％以下。由此，能够获得软磁性粉末的各颗粒之间充分粘接，且饱和磁通密度和磁导率这些磁特性优异的压粉铁芯11。

另外，有机溶剂只要能够溶解粘合剂即可，没有特别限定，可以列举例如：甲苯、异丙醇、丙酮、甲乙酮、氯仿、乙酸乙酯等各种溶剂。

还可以根据需要，将各种添加剂添加到所述混合物中，以达到任意目的。

另一方面，作为导线12的构成材料，可以列举导电性高的材料，例如，含有Cu、Al、Ag、Au、Ni等的金属材料。

优选在导线12的表面设置具有绝缘性的表面层。由此，能够可靠地防止压粉磁芯11与导线12之间短路。这样的表面层的构成材料，可以列举例如：各种树脂材料等。

接下来，对扼流线圈10的制造方法进行说明。

首先，将本发明的软磁性粉末、粘合剂、各种添加剂和有机溶剂混合，得到混合物。

接着，将混合物干燥，获得块状干燥体之后，将该干燥体粉碎以形成造粒粉末。

接着，将该造粒粉末成形为所要制造的压粉磁芯的形状，得到成形体。

这种情况下的成形方法没有特别的限制，可以列举例如：压制成形、挤出成形、射出成形等方法。该成形体的形状和尺寸，通过预估此后加热成形体时的收缩率来决定。另外，在压制成形的情况下，成形压力设定为大约1t/cm²(98MPa)以上10t/cm²(981MPa)以下。

接着，通过加热所得到的成形体，使粘合剂固化，得到压粉磁芯11。此时，加热温度根据粘合剂的组成等而稍有变化，但在粘合剂由有机材料构成的情况下，优选为100℃以上500℃以下左右，更优选为120℃以上250℃以下左右。另外，加热时间根据加热温度而变化，但设定为大约0.5小时以上5小时以下。

由此，可以得到对本发明的软磁性粉末进行加压、成形而得的压粉磁芯11以及将导线12沿着压粉磁芯11的外周面卷绕而成的扼流线圈10(实施方式的磁性元件)。

压粉磁芯11的形状不限于图1所示的环状，例如也可以是环的一部分缺损的形状，或是棒状。

另外，根据需要，压粉磁芯11可以包括上述实施方式的软磁性粉末以外的软磁性粉末。

<第二实施方式>

接下来，对应用了本发明的磁性元件的第二实施方式的扼流线圈进行说明。

图2是示出应用本发明的磁性元件的第二实施方式的扼流线圈的示意图(立体透视图)。

下面，对第二实施方式的扼流线圈进行说明。在下面的说明中，主要以和所述第一实施方式的扼流线圈的不同点为中心进行说明，并对同样的事项省略其说明。

如图2所示，本实施方式的扼流线圈20通过将形成为线圈形状的导线22敷设入压粉磁芯21的内部而形成。也就是说，扼流线圈20是以压粉磁芯21铸型导线22而形成。

这种形式的扼流线圈20容易获得较小尺寸的线圈。并且，在制造这样的小型扼流线圈20时，通过使用饱和磁通密度大和磁导率大，且损耗小的压粉磁芯21，能够得到尽管小型，却能够应对大电流的低损耗/低发热的扼流线圈20。

另外，由于导线22被敷设入压粉磁芯21的内部，导线22与压粉磁芯21之间几乎不产生间隙。因此，能够抑制由压粉磁芯21的磁致伸缩引起的振动，并抑制由于该振动而产生的噪音。

在制造上述这样的本实施方式的扼流线圈20时，首先，导线22被放置在成形模具的空腔中，空腔的内部填充有包含本发明的软磁性粉末的造粒粉末。即，填充造粒粉以包裹导线22。

接着，将导线22与造粒粉末一起加压，得到成形体。

接着，和所述第一实施方式同样地，对该成形体进行热处理。由此，使粘合剂固化，得到压粉磁芯21和扼流线圈20(实施方式的磁性元件)。

根据需要，压粉磁芯21可以包括上述实施方式的软磁性粉末之外的软磁性粉末。

[软磁性粉末的制造方法]

接下来，对制造本发明的软磁性粉末的方法进行说明。

本发明的软磁性粉末可以通过任意的制造方法来制造，例如可以举出：雾化法(例如，水雾化法、气雾化法、高速旋转水流雾化法等)、还原法、羰基法、粉碎法等各种粉末化法。

在雾化方法中，根据冷却介质的种类和装置构成的不同，已知有：水雾化法、气体雾化法、高速旋转水流雾化法等。其中，本发明的软磁性粉末，优选通过雾化法制造，更优选通过水雾化法或高速旋转水流雾化法制造，进一步优选通过高速旋转水流雾化法制造。雾化法是通过使熔融金属(熔融液)与高速喷射的流体(液体或气体)碰撞，将熔融金属微粉化并冷却来制造金属粉末(软磁性粉末)的方法。通过这样的雾化法制造软磁性粉末，能够高效地制造极微小的粉末。另外，由于表面张力的作用，所得粉末的颗粒形状接近于球形。因此，在制造压粉磁芯时，可以得到填充率高的材料。也就是说，能够获得能够制造磁导率和饱和磁通密度高的压粉磁芯的软磁性粉末。

本说明书中的“水雾化法”是指将水或油等液体作为冷却液使用，在将其喷射成集中于一点的倒圆锥形的状态下，向该集中点使熔融金属流下并碰撞，从而将熔融金属微粉化来制造金属粉末的方法。

另一方面，根据高速旋转水流雾化法，由于能够以极高的速度冷却熔融液，因此能够在熔融金属中的无序原子排列得到高度维持的状态下实现凝固。因此，通过之后对其进行结晶化处理，能够高效地制造具有均匀粒径的结晶组织的软磁性粉末。

以下，对通过高速旋转水流雾化方法制造软磁性粉末的方法进行说明。

在高速旋转水流雾化法中，沿着冷却用筒体的内周面喷射供给冷却液，使其沿着冷却用筒体的内周面旋转，从而在内周面形成冷却液层。另一方面，熔融软磁性粉末的原材料，在使所得到的熔融金属自然落下的同时，对其喷射液体或气体的射流。由此，熔融金属被分散，且分散的熔融金属被带入冷却液层。其结果，分散并微粉化的熔融金属迅速冷却并固化，得到软磁性粉末。

图3是示出利用高速旋转水流雾化法制造软磁性粉末的装置的一个例子的纵截面图。

图3所示的粉末制造装置30具备：用于在内周面上形成冷却液层9的冷却用筒体1；坩埚15，其是用于向冷却液层9内侧的空间部23流下并供给熔融金属25的供给容器；泵7，作为向冷却用筒体1供给冷却液的装置；以及用于将向下流动的细流状的熔融金属25分成液滴，并供给到冷却液层9的喷射气体射流26的喷嘴24。

冷却用筒体1呈圆筒形，并被设置成筒体轴线沿着铅直方向或相对于铅直方向以30°或更小的角度倾斜。在图3中，尽管筒体轴线相对于铅直方向倾斜，但筒体轴线也可以与铅直方向平行。

冷却用筒体1的上端开口被盖体2封闭，在盖体2中形成有用于将流下的熔融金属25供给到冷却用筒体1的空间部23的开口部3。

另外，在冷却用筒体1的上部设置有冷却液喷射管4，该冷却液喷射管4构成为向冷却用筒体1的内周面的切线方向喷射并供给冷却液。并且，沿着冷却用筒体1的圆周方向等间隔地设置有多个冷却液喷射管4的吐出口5。此外，冷却液喷射管4的管轴方向被设定成相对于与冷却用筒体1的轴线正交的平面向下方倾斜0°以上20°以下的程度。

冷却液喷射管4通过泵7经由配管与贮液池8连接，被泵7吸上的贮液池8内的冷却液经由冷却液喷射管4喷射并供给至冷却用筒体1。由此，冷却液一边沿着冷却用筒体1的内周面旋转一边缓缓流下，形成沿内周面的冷却液层(冷却液层9)。根据需要，在贮液池8中或循环流动路径的中间可以插入冷却器。除了水之外，也可以使用油(硅油等)作为冷却液，并可以添加各种添加剂。此外，通过事先除去冷却液中的溶解氧，能够抑制在粉末制造过程中伴随着冷却的氧化。

另外，在冷却用筒体1的内周表面的下部可拆装地设置有用于调节冷却液层9的层厚度的层厚调节用环16。通过设置该层厚调节用环16，能够抑制冷却液的流下速度，在确保冷却液层9的层厚的同时，使层厚均匀。层厚调节用环16可以根据需要设置。

另外，在冷却用筒体1的下部连续设置圆筒状的排液用网体17，在该排液用网体17的下侧设置有漏斗状的粉末回收容器18。在排液用网体17的周围设置冷却液回收盖13，以覆盖排液用网体17，形成在该冷却液回收盖13底部的排液口14通过配管与贮液池8连接。

另外，在空间部23中设置有用于喷射空气或惰性气体等气体的喷嘴24。该喷嘴24安装在经由盖体2的开口部3插入的气体供给管27的前端，该喷出口朝向细流状的熔融金属25，并设置成指向其前面的冷却液层9。

为在这样的粉体制造装置30中制造软磁性粉末，首先使泵7运转，在冷却用筒体1的内周面形成冷却液层9，然后，使坩埚15内的熔融金属25流入空间部23。当气体射流26吹到该熔融金属25时，熔融金属25飞散，微粉化的熔融金属25卷入冷却液层9中。其结果，微粉化的熔融金属25冷却并固化，从而得到软磁性粉末。

根据高速旋转水流雾化法，通过连续供给冷却液，能够稳定地保持极高的冷却速度，因此，所制造的软磁性粉末的非晶化程度稳定。其结果，通过之后对其进行结晶化处理，能够有效地制造具有粒径均匀的结晶组织的软磁性粉末。

另外，被气体射流26微细化成一定大小的熔融金属25会惯性下落，直到其被卷入冷却液层9中，因此，此时液滴形成为球形。结果，能够制造软磁性粉末。

例如，从坩埚15流下的熔融金属25的量取决于装置的大小，并没有特别限制，但优选每分钟保持在1kg以下。由此，熔融金属25飞散时，会以适当大小的液滴形式飞散，因此，可以得到具有上述平均粒径的软磁性粉末。另外，通过将一定时间内供给的熔融金属25的量抑制在某个程度，能够充分地获得冷却速度，因此，非晶化程度增大，能够获得具有均匀粒径的结晶组织的软磁性粉末。例如，通过将熔融金属25流下的量减少至所述范围内，能够进行减小平均粒径这种调节。

另一方面，从坩埚15流下的熔融金属25的细流的外径，即坩埚15的流出口的内径没有特别限定，但优选为1mm以下。由此，气体射流26均匀地施加到熔融金属25的细流上，使得适度大小的液滴容易均匀地飞散。其结果，能够得到上述那样的平均粒径的软磁性粉末。另外，由于在一定时间内供给的熔融金属25的量被抑制，因此，能够充分地获得冷却速度，实现充分的非晶化。

另外，气体射流26的流速没有特别限定，但优选为100m/s以上1000m/s以下。由此，熔融金属25就能以适当大小的液滴形式飞散，因此，能够获得具有上述平均粒径的软磁性粉末。另外，由于气体射流26具有足够的速度，所以飞散的液滴也具有足够的速度，使得液滴变得更微细，同时可以缩短被卷入冷却液层9中的时间。其结果，液滴可以在短时间内形成为球形，并且可以在短时间内冷却，因此可以进一步实现非晶化。例如，通过使得气体射流26的流速增大至所述范围内，能够进行减小平均粒径这种调节。

另外，作为其它条件，优选将供给冷却用筒体1的冷却液喷射时的压力设定为大约50MPa以上200MPa以下左右，液温设定为大约-10℃以上40℃以下左右。由此，能够使冷却液层9的流速最佳化，能够适度且均匀地冷却微粉化的熔融金属25。

另外，在熔融软磁性粉末的原材料时，相对于原材料的熔点Tm，优选将该熔融温度设定为Tm+20℃以上Tm+200℃以下左右，更优选设定为Tm+50℃以上Tm+150℃以下左右。由此，当通过气体射流26将熔融金属25微粉化时，能够将颗粒之间的特性差异抑制得特别小，同时能够更可靠地实现软磁性粉末的非晶化。

也可以根据需要使用液体射流代替气体射流26。

另外，在雾化法中，优选冷却熔融金属时的冷却速度为1×10⁴℃/秒以上，更优选为1×10⁵℃/秒以上。通过这种急速冷却，能够获得非晶化程度特别高的软磁性粉末，最终能够获得具有均匀粒径的结晶组织的软磁性粉末。此外，能够抑制软磁性粉末颗粒之间的组成比例的参差不齐。

对如上所述制造的软磁性粉末实施结晶化处理。由此，非晶质组织的至少一部分结晶而形成结晶组织。

结晶处理可以通过对含有非晶质组织的软磁性粉末进行热处理来进行。热处理的温度没有特别限定，但优选为520℃以上640℃以下，更优选为560℃以上630℃以下，进一步优选为570℃以上620℃以下。此外，热处理的时间优选为1分钟以上180分钟以下，更优选为3分钟以上120分钟以下，进一步优选为5分钟以上60分钟以下。通过将热处理的温度和时间分别设定在所述范围内，可以更均匀地生成具有更均匀粒径的结晶组织。其结果是，能够得到含有40体积％以上的粒径为1nm以上30nm以下的结晶组织的软磁性粉末。一般认为，这是由于通过在一定程度上含有大量(40体积％以上)的微细且均匀的粒径的结晶组织，与非结晶组织占优势的情况，或含有大量粒径粗大的结晶组织的情况相比，结晶组织和非结晶组织之间的界面处的相互作用变得特别占优势，并且硬度相应地得以提高的缘故。

如果热处理的温度或时间低于所述下限值，则根据软磁性粉末的材料组成等，结晶变得不充分，且粒径的均匀性差，因此，不能享受结晶组织和非晶质组织之间的界面的相互作用，硬度可能会不足。因此，压粉体的电阻率降低，可能无法确保颗粒间的高绝缘性。另一方面，如果热处理的温度或时间超过所述上限值，则根据软磁性粉末的材料组成等，结晶化进行过度，粒径的均匀性变差，因此，结晶组织与非晶质组织之间的界面减少，可能硬度仍然会变得不足。因此，压粉体的电阻率降低，可能无法确保颗粒间的高绝缘性。

另外，结晶化处理的气氛没有特别限定，但优选为氮气、氩气这样的惰性气体氛；氢气、氨分解气体这样的还原性气体氛；或是它们的减压氛。由此，在抑制金属的氧化的同时，能够使其结晶化，从而获得磁特性优异的软磁性粉末。

如上所述，能够制造本实施方式涉及的软磁性粉末。

对于这样得到的软磁性粉末，可以根据需要进行分级。分级方法可以列举例如：筛分分级、惯性分级、离心分级、风力分级等干式分级；沉降分级等湿式分级等。

此外，根据需要，可以在所获得的软磁性粉末的每个颗粒表面上形成绝缘膜。该绝缘膜的构成材料，可以列举例如：磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸锰、磷酸镉这样的磷酸盐；硅酸钠这样的硅酸盐(水玻璃)等无机材料等。另外，上述的粘合剂的构成材料，可以从所列举的有机材料中适当选择。

[电子设备]

接下来，参照图4至图6，对具备本发明的磁性元件的电子设备(本发明的电子设备)进行详细说明。

图4是示出应用了具备本发明的磁性元件的电子设备的移动型(或笔记本型)个人计算机的构成的立体图。在该图中，个人计算机1100由具有键盘1102的主体部1104和具有显示部100的显示单元1106构成，显示单元1106经由铰链结构部相对于主体部1104被可旋转地支撑。在这样的个人计算机1100中，例如内置有用于开关电源的扼流线圈、电感器以及电动机等磁性元件1000。

图5是示出应用了具备本发明的磁性元件的电子设备的智能手机的构成的俯视图。在该图中，智能手机1200具有多个操作按钮1202、听筒1204以及话筒1206，在操作按钮1202与听筒1204之间设置有显示部100。在这样的智能手机1200中，内置有例如：电感器、噪声滤波器和电动机等磁性元件1000。

图6是示出应用了具备本发明的磁性元件的电子设备的数码相机的构成的立体图。在该图中，还简要地示出了与外部设备的连接。数码相机1300利用CCD(Charge CoupledDevice：电荷耦合器件)等摄像元件对被摄体的光学图像进行光电转换，以生成摄像信号(图像信号)。

在数码相机(Digital Still Camera)1300的壳体(主体)1302的背面设置显示部100，构成为显示基于CCD的摄像信号而拍摄的图像，显示部100作为将被摄体显示为电子图像的取景器而发挥作用。另外，在壳体1302的正面一侧(图中的后侧)设置有包括光学透镜(摄像光学系统)和CCD等的受光单元1304。

当摄影者确认在显示部100上显示的被摄体图像，并按下快门按钮1306时，此时的CCD的摄像信号被传送并存储在存储器1308中。此外，在数码相机1300中，在壳体1302的侧面上设置有视频信号输出端子1312、和用于数据通信的输入/输出端子1314。并且，如图所示，根据需要，分别在视频信号输出端子1312上连接有电视监视器1430，在用于数据通信的输入/输出端子1314上连接有个人计算机1440。此外，被构成为存储在存储器1308中的摄像信号通过规定操作输出到电视监视器1430或个人计算机1440中。在这种数码相机1300中也内置有例如电感器、噪声滤波器等磁性元件1000。

具备本发明的磁性元件的电子设备，除应用于图4的个人计算机(移动型个人计算机)、图5的智能手机、图6的数字静态照相机以外，也可以应用于例如：手机、平板电脑、钟表、喷墨式吐出装置(例如，喷墨打印机)、膝上型个人计算机、电视机、摄像机、视频磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本(也包括通讯功能)、电子词典、计算器、电子游戏设备、文字处理机、工作站、可视电话、防盗用电视监视器、电子双筒镜、POS终端、医疗设备(例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内窥镜)、鱼群探测器、各种类型的测量仪器，仪器仪表类(例如，用于车辆、飞机、船舶的仪器仪表类)、移动控制设备类(例如，汽车的驱动用控制装置等)、飞行模拟器等。

如上所述，这样的电子设备具备本发明的磁性元件。由此，能够提高电子设备的可靠性。

以上，基于优选的实施方式对本发明的软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件以及电子设备进行了说明，但本发明不限于此。

例如，在上述实施方式中，以压粉磁芯作为本发明的软磁性粉末的应用例进行了说明，但应用例并不限定于此，例如，也可以是磁性流体、磁屏蔽片，磁头等磁性设备。

而且，压粉磁芯和磁性元件不限于图中所示的形状，可以是任何形状。

实施例

接下来，对本发明的具体实施例进行说明。

1.压粉磁芯的制造

(样品No.1)

[1]首先，将原料在高频感应炉中熔融，并通过高速旋转水流雾化法粉末化，以获得软磁性粉末。此时，设定从坩埚流下的熔融金属的流量为0.5kg/min，设定坩埚的流出口的内径为1mm，设定气体射流的流速为900m/s。接下来，通过风力分级机进行分级。将得到的软磁性粉末的合金组成示于表1。使用SPECTRO株式会社制造的固体发射光谱分析仪(火花发射光谱仪)(型号：SPECTROLAB，型式：LAVMB08A)确定合金组成。

[2]接着，对得到的软磁性粉末进行粒度分布测量。该测量使用激光衍射式粒度分布测量装置(Microtrac，HRA9320-X100，日机装株式会社制)进行。然后，根据粒度分布，求出软磁性粉末的D50(平均粒径)为20μm。

[3]接下来，将得到的软磁性粉末在氮气氛中以560℃加热15分钟。由此，使颗粒中的非晶质组织结晶。

[4]接下来，将得到的软磁性粉末与环氧树脂(粘合剂)和甲苯(有机溶剂)混合，获得混合物。相对于软磁性粉末100质量份，环氧树脂的添加量为2质量份。

[5]接下来，搅拌所获得的混合物，短时间干燥，获得块状干燥物。随后，使该干燥物通过孔径400μm的筛，将干燥物粉碎，获得造粒粉末。将得到的造粒粉末在50℃下干燥1小时。

[6]接下来，将所获得的造粒粉末填充到成形模具中，并基于以下成形条件获得成形体。

<成形条件>

·成形方法：压制成形

·成形形状：环形

·成形体的尺寸：外径28mm、内径14mm、厚度5mm

·成形压力：1t/cm²(98MPa)

[7]接下来，将成形体在大气气氛中以150℃加热0.75小时，使粘合剂固化。由此，获得压粉磁芯。

(样品No.2至32)

除了分别使用表1所示的软磁性粉末之外，以和样品No.1同样方法，得到压粉磁芯。各样品的平均粒径D50控制在3μm以上30μm以下的范围内。

(样品No.33至44)

除了分别使用表2所示的软磁性粉末之外，以和样品No.1同样方法，得到压粉磁芯。各样品的平均粒径D50控制在3μm以上30μm以下的范围内。

在表1和表2中，将高速旋转水流雾化法标记为“旋转水”，将水雾化法标记为“喷雾水”。

另外，在表1和2中，在各样品编号的软磁性粉末中，相当于本发明的标记为“实施例”，不相当于本发明的软磁性粉末标记为“比较例”。

此外，表1和表2的“余量”标记，表示在合金组成中Fe是除其它元素以外剩下的部分。

2.软磁性粉末和压粉磁芯的评估

2.1测量软磁性粉末的粉末特性

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，测量其表观密度AD和振实密度TD。

然后，计算表观密度为100时的振实密度的相对值。

测量结果和计算结果显示在表3和表4中。

2.2测量软磁性粉末的磁特性

2.2.1测量软磁性粉的矫顽力

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，基于下述测量条件测量各自的矫顽力。

<矫顽力的测量条件>

·测量装置：磁力测量装置(株式会社玉川制作所制造VSM系统、TM-VSM 1230-MHHL)

然后，根据下面的评估标准评估所测量的矫顽力。

<矫顽力的评估标准>

◎：矫顽力不足0.5

○：矫顽力为0.5以上且不足1.0

△○：矫顽力为1.0且不足1.33

△△：矫顽力为1.33以上且不足1.67

△×：矫顽力为1.67以上且不足2.0

×：矫顽力为2.0以上

评估结果示于表3和4中。

2.2.2测量软磁性粉末的磁导率

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，基于下述测量条件测定各自的磁导率。

<磁导率的测量条件>

·测量装置：阻抗分析仪(HEWLETT PACKARD 4194A)

·测量频率：100kHz

·绕组匝数：7匝

·绕组的导线直径：0.5mm

测量结果显示在表3和表4中。

2.3软磁性粉末中结晶组织和非晶质组织的含有率的测量

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，在包括长轴的平面将颗粒切断。然后，使用透射型电子显微镜观察切断面，确定结晶组织以及非晶质组织。

接下来，从观察图像测量结晶组织的粒径，以确定包含在特定粒径范围(1nm至30nm)中的结晶组织的面积比，并将其视为规定粒径的结晶组织的含有率(体积％)。

随后，求出非晶质组织的面积比，并将其视为非晶质组织的含有率(体积％)，并求出非晶结构的含有率对规定粒径的结晶组织的含有率的比(非晶质/结晶体)。

测量结果显示在表3和表4中。

2.4测量软磁性粉末平均晶体粒径

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，基于通过X射线衍射得到的衍射峰的宽度，求出结晶组织的平均粒径。

测量结果显示在表3和表4中。

2.5测量软磁性粉末的维氏硬度

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，在包括长轴的平面将颗粒切断。然后，使用显微维氏硬度计测量切断面的中央部分的维氏硬度。

测量结果显示在表3和表4中。

2.6测量软磁性粉末的体积电阻率

对于各实施例和各比较例中得到的软磁性粉末，使用数字万用表测量作为压粉体时的体积电阻率。

测量结果显示在表3和表4中。

2.7测量压粉磁芯的绝缘击穿电压

对于各实施例和各比较例中得到的压粉磁芯，测量了绝缘击穿电压。

具体而言，在压粉磁芯上设置一对电极之后，在电极间施加50V的直流电压，使用自动耐压绝缘试验机(菊水电子工业株式会社制，TOS9000)测量电极间的电阻。

此后，同样重复测量电阻，同时每次升压50V。然后，记录低于电阻的测量极限时的电压，将其作为绝缘击穿电压。

测量结果显示在表3和表4中。

从表3和表4可知，各实施例中得到的软磁性粉末的磁导率高。

另一方面，各比较例中得到的软磁性粉末的磁导率相对较低。

Claims (7)

1.一种软磁性粉末，其特征在于，

具有由Fe_{100-a-b-c-d-e-f}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_f表示的组成，其中，M是选自于由Nb、W、Ta、Zr、Hf和Mo组成的组中的至少一种元素，M’是选自于由V、Cr、Mn、铂族元素、Sc、Y、Au、Zn、Sn和Re组成的组中的至少一种元素，X是选自于由C、P、Ge、Ga、Sb、In、Be和As组成的组中的至少一种元素，a、b、c、d、e和f是满足0.1≤a≤3、0＜b≤30、0＜c≤25、5≤b+c≤30、0.1≤d≤30、0≤e≤10以及0≤f≤10的数，

所述软磁性粉末以40体积％以上含有粒径1nm以上30nm以下的结晶组织，

当设表观密度为100时，振实密度为103以上130以下，

其中，a、b、c、d、e、f的单位是原子％。

2.根据权利要求1所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述组成由Fe_{100-a-b-c-d-e-f-g-h}Cu_aSi_bB_cM_dM’_eX_fAl_gTi_h表示，g和h是满足0.002≤g≤0.032以及0≤h≤0.038的数，

其中，g、h的单位是原子％。

3.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末，其特征在于，

压粉后的状态的压粉体的体积电阻率为1kΩ·cm以上且500kΩ·cm以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述软磁性粉末还含有非晶质组织。

5.一种压粉磁芯，其特征在于，

含有权利要求1至4中任一项所述的软磁性粉末。

6.一种磁性元件，其特征在于，

具备权利要求5所述的压粉磁芯。

7.一种电子设备，其特征在于，

具备权利要求6所述的磁性元件。