CN110088854A

CN110088854A - 软磁性扁平粉末

Info

Publication number: CN110088854A
Application number: CN201780077689.XA
Authority: CN
Inventors: 久世哲嗣; 三浦滉大; 泽田俊之
Original assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Current assignee: Sanyo Special Steel Co Ltd
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-08-02
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: CN110088854B; JP6396630B1; US11430588B2; KR102362736B1; WO2018117036A1; KR20190099389A; JPWO2018117036A1; US20190326040A1

Abstract

本发明以提供电阻性和耐腐蚀性高的软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材为目的，为了实现该目的，提供了一种软磁性扁平粉末，其为包含多个软磁性扁平粒子而成的软磁性扁平粉末，所述多个软磁性扁平粒子各自具备Fe系合金扁平粒子和形成于所述Fe系合金扁平粒子的表面的被覆层，所述被覆层包含选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分，所述无机酸选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸、氢氟酸和乙酸，所述金属盐选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐、Ga盐和Zr盐，所述被覆层具有10nm以上的厚度。

Description

软磁性扁平粉末

相关申请的相互参照

本申请主张基于2016年12月19日申请的日本国专利申请2016-245056号的优先权，其全部的公开内容通过参照纳入本说明书中。

技术领域

本发明涉及软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材。

背景技术

以往，含有软磁性扁平粉末的磁性片材能够作为电磁波吸收体、RFID(RadioFrequency Identification)用天线使用。另外，近年来，也被用于称为数字转换器的位置检测装置。该数字转换器有例如日本特开2011-22661号公报(专利文献1)中记载的电磁感应型，通过内置于板状的位置检测器的环形线圈，读取从内置于钢笔状的位置指示器的尖端的线圈发射的高频信号，从而检测指示位置。并且，以提高检测灵敏度为目的，在环形线圈的背面配置有作为高频信号的磁路的片材。

作为构成磁路的片材，可适用使软磁性扁平粉末在树脂或橡胶中取向的磁片、将软磁性无定形合金箔贴合而成的磁片等。使用磁片时，因为将检测板整体做成一张片材，所以不存在像无定形箔这样的在贴合部的检测不良等，而是能够得到优异的均匀性。

以往，在磁片中添加利用碾磨机(磨碎机)等将由Fe-Si-Al合金、Fe-Si合金、Fe-Ni合金、Fe-Al合金、Fe-Cr合金等所构成的粉末扁平化的产物。这是因为，由所谓的“Ollendorff式子”可知，为了得到高导磁率的磁性片材，重要的是：使用导磁率高的软磁性粉末，使用为了降低退磁场而沿磁化方向拥有高的长厚比的扁平粉末，以及在磁片中将软磁性粉末进行高填充。作为增大软磁性扁平粉末的长径，制作长厚比高的扁平状的粉末的方法，例如，日本专利第4636113号公报(专利文献2)中公开了使用碳数2～4的一价醇来实施扁平加工的方法。

数字转换器功能适用于智能手机、平板终端等，但这样的移动电子器件的小型化的要求严格，对于作为磁路片材使用的磁性片材的薄壁化的要求也高，逐渐成为使用50μm以下左右厚度的片材。此外，平板终端有液晶画面为10英寸的平板终端，对磁性片材也要求大面积。这样的薄壁的磁性片材通过通常适用的压延、加压的方法来制作的情况下，对以往的厚度的磁性片材而言没有问题的粉末的片材成形性成为了问题。

即，使用的软磁性扁平粉末的长径过大时，制作50μm以下的厚度的磁性片材时，很多情况下方向性不齐、或者片材内的磁性粉末中产生疏密，片材成型不良。为了使片材成型时没有这样的困难，实行了降低片材制作时的粉末填充率之类的方法、在成型后对片材进行加压之类的方法等。但是，对前一方法等而言，结果降低片材的导磁率，使性能降低。另外，对后一方法等而言，由于向片材中的粉末施加了过大的应力，因此向粉末中导入了应变。应变的导入导致粉末的矫顽力Hc的增大，粉末的导磁率降低，因此结果使性能降低。

例如，如专利文献2所示那样，长厚比为20以上、平均粒径D₅₀较大的软磁性扁平粉末在片材成型上较为困难。

现有技术文献

非专利文献

专利文献1：日本特开2011-22661号公报

专利文献2：日本专利第4636113号公报

发明内容

发明要解决的课题

软磁性扁平粉末，特别是抑制噪声用磁性片材等磁性片材所用的软磁性扁平粉末要求电阻性和耐腐蚀性的提高。

因此，本发明的目的在于，提供电阻性和耐腐蚀性高的软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材。

用于解决课题的手段

为了解决上述技术问题，本发明提供以下软磁性扁平粉末和磁性片材。

[1]一种软磁性扁平粉末，其为包含多个软磁性扁平粒子而成的软磁性扁平粉末，

上述多个软磁性扁平粒子各自具备Fe系合金扁平粒子和形成于上述Fe系合金扁平粒子的表面的被覆层，

上述被覆层包含选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分，

上述无机酸选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸、氢氟酸和乙酸，

上述金属盐选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐、Ga盐和Zr盐，

上述被覆层具有10nm以上的厚度。

[2]根据[1]所述的软磁性扁平粉末，其中，上述被覆层的厚度为200nm以下。

[3]根据[1]或[2]所述的软磁性扁平粉末，其中，上述多个软磁性扁平粒子各自具有10～40的长厚比。

[4]根据[1]～[3]中任一项所述的软磁性扁平粉末，其中，上述多个软磁性扁平粒子各自具有0.5～5(μm)的厚度。

[5]根据[1]～[4]中任一项所述的软磁性扁平粉末，其平均粒径D₅₀为20～60(μm)。

[6]根据[1]～[5]中任一项所述的软磁性扁平粉末，其振实密度TD为0.6～1.5(Mg/m³)。

[7]根据[1]～[6]中任一项所述的软磁性扁平粉末，其平均粒径D₅₀/振实密度TD为30～100(10^-6·m⁴/Mg)。

[8]根据[1]～[7]中任一项所述的软磁性扁平粉末，其矫顽力Hc为176A/m以下。

[9]一种磁性片材，其包含[1]～[8]中任一项所述的软磁性扁平粉末而成。

[10]根据[9]所述的磁性片材，其实部导磁率μ’为30～260。

[11]根据[9]或[10]所述的磁性片材，表面电阻为1×10⁷～1×10¹⁵Ω·m。

[12]根据[9]～[11]中任一项所述的磁性片材，其中，将上述磁性片材的实部导磁率μ’设为X、将上述磁性片材的表面电阻设为Y(Ω·m)、并将上述被覆层的厚度设为D(nm)时，基于数学式(1)：

Z＝(X×log₁₀Y)/D…(1)

算出的Z为0.2～200。

发明效果

通过本发明，可提供电阻性和耐腐蚀性高的软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材。本发明的包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材作为抑制噪声用磁性片材(例如，在1MHz带前后使用的智能手机、平板等电子设备的抑制噪声用磁性片材)特别有用。

具体实施方式

以下，对本发明进行说明。

本发明的软磁性扁平粉末是多个软磁性扁平粒子的集合体，各个软磁性扁平粒子具备Fe系合金扁平粒子、和形成于该Fe系合金扁平粒子的表面的被覆层。

[Fe系合金扁平粒子]

Fe系合金扁平粒子是软磁性扁平粒子的母体。构成Fe系合金扁平粒子的Fe系合金只要具有软磁性就没有特别限定。构成Fe系合金扁平粒子的Fe系合金优选为矫顽力低、饱和磁化的值高的合金。作为构成Fe系合金扁平粒子的Fe系合金，可举出例如Fe-Si-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Al系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Cr系合金、Fe-Si-C系合金、Fe-C系合金等。通常而言，在矫顽力和饱和磁化方面优异的Fe系合金为Fe-Si-Al系合金，但根据需求的特性，也可以使用Fe-Si系合金、Fe-Al系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Cr系合金、Fe-Si-C系合金、Fe-C系合金等。

Fe-Si-Al系合金中，Si的含量优选为6.0～11.0质量％、进一步优选为8.0～10.0质量％，Al的含量优选为4.0～10.0质量％、进一步优选为5.0～8.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-Si系合金中，Si的含量优选为1.0～15.0质量％、进一步优选为1.0～10.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-Al系合金中，Al的含量优选为1.0～10.0质量％、进一步优选为1.0～8.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-Ni系合金中，Ni的含量优选为1.0～10.0质量％、进一步优选为1.0～8.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-Si-Cr系合金中，Si的含量优选为6.0～11.0质量％、进一步优选为8.0～10.0质量％，Cr的含量优选为1.0～10.0质量％、进一步优选为2.0～5.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-Cr系合金中，Cr的含量优选为1.0～10.0质量％、进一步优选为1.0～8.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-Si-C系合金中，Si的含量优选为6.0～11.0质量％、进一步优选为8.0～10.0质量％，C的含量优选为4.0～10.0质量％、进一步优选为5.0～8.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

Fe-C系合金中，C的含量优选为1.0～10.0质量％、进一步优选为1.0～8.0质量％，余量优选由Fe和不可避免的杂质构成。

[被覆层]

被覆层形成于Fe系合金扁平粒子的表面，软磁性扁平粒子的表面的至少一部分由被覆层形成。可以在Fe系合金扁平粒子的整个表面上形成有被覆层，也可以在Fe系合金扁平粒子的表面的一部分形成有被覆层。在Fe系合金扁平粒子的表面的一部分形成有被覆层时，Fe系合金扁平粒子的表面的剩余部分(Fe系合金扁平粒子的表面之中未形成有被覆层的部分)可以是Fe系合金扁平粒子的表面直接露出的状态，也可以是在Fe系合金扁平粒子的表面形成了氧化物层的状态。氧化物层是通过例如在被覆层形成之前或之后于大气气氛中进行的热处理而将Fe系合金扁平粒子所含元素氧化从而形成的。

被覆层是未经以Fe系合金扁平粒子所含元素为反应物的化学反应而形成的。因此，可以防止Fe系合金扁平粒子所含元素因被覆层的形成而消耗，由此，可以维持作为软磁性扁平粒子母体的Fe系合金扁平粒子的性能(例如磁特性)。由于被覆层未经将Fe系合金扁平粒子所含元素作为反应物的化学反应而形成，因此被覆层所含成分与Fe系合金扁平粒子所含元素未进行共价键合。

被覆层包含选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分。被覆层优选包含选自无机酸的金属盐及其水合物中1种或2种以上的成分。

选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分优选具有100℃以上、进一步优选具有200℃以上、更进一步优选具有300℃以上的熔点。

关于被覆层所含无机酸的金属盐，无机酸选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸、氢氟酸和乙酸，金属盐选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐、Ga盐和Zr盐。无机酸优选选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸和氢氟酸，进一步优选选自硫酸、铬酸、磷酸和氢氟酸。金属盐优选选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐和Zr盐，进一步优选选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐和Ni盐。Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐、Ga盐和Zr盐容易形成被覆层，并得到稳定的结构。因此，通过被覆层包含选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐、Ga盐和Zr盐中的1种或2种以上的金属盐，软磁性扁平粒子的电阻性和耐腐蚀性提高(进而，软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材的电阻性和耐腐蚀性提高)。

被覆层具有绝缘性。因此，将软磁性扁平粉末混合至树脂、橡胶等绝缘材料从而制作的磁性片材中，被覆层防止软磁性扁平粒子彼此的接触，由此，在涡电流的产生导致的实部导磁率μ’的降低受到抑制的同时，虚部导磁率μ”的降低也受到抑制。

被覆层也可以包含其他固体成分。作为其他固体成分，可举出例如氢氧化硅、二氧化硅等。氢氧化硅、二氧化硅等是通过添加至用于形成被覆层的被覆液的硫化硅与水、氧等发生反应而形成的。

被覆层具有10nm以上的厚度。被覆层的厚度越大，软磁性扁平粒子的电阻性和耐腐蚀性越是提高(进而，软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材的电阻性和耐腐蚀性提高)。被覆层的厚度优选为20nm以上、进一步优选为25nm以上、更进一步优选为30nm以上。若被覆层的厚度小于10nm，则软磁性扁平粒的电阻性和耐腐蚀性变得不充分(进而，软磁性扁平粉末和包含其而成的磁性片材的电阻性和耐腐蚀性变得不充分)。另外，若被覆层的厚度小于10nm，则有可能因软磁性扁平粒子彼此摩擦导致被覆层发生剥离。

被覆层的厚度的上限值没有特别限定，但若被覆层的厚度变得过大，则得不到与被覆层的增加相匹配的电阻性和耐腐蚀性的提高。另外，若被覆层的厚度变得过大，则软磁性扁平粉末的矫顽力存在变大的倾向，同时包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材之中Fe系合金扁平粒子所占的比例变小，因此磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’可能降低。因此，被覆层的厚度优选为200nm以下、进一步优选为150nm以下、更进一步优选为100nm以下。

使用透射电子显微镜测定被覆层的任意20处的厚度，以其平均值的方式计算被覆层的厚度。

[长厚比]

软磁性扁平粒子的长厚比是软磁性扁平粒子的长度方向的长度与软磁性扁平粒子的厚度之比(长度方向的长度/厚度)。软磁性扁平粒子的长厚比如下进行计算。用扫描电子显微镜观察软磁性扁平粒子，测定俯视下在其轮廓内可画出的最长线段的长度L。对由软磁性扁平粉末随机提取的50个软磁性扁平粒子测定长度L，并计算其平均值Lav。将软磁性扁平粒子包埋于树脂中并进行研磨，用光学显微镜观察研磨面。基于光学显微镜像，规定软磁性扁平粒子的厚度方向，测定最大厚度tm和最小厚度tn，计算平均厚度((tm+tn)/2)。对由软磁性扁平粉末随机提取的50个软磁性扁平粒子计算平均厚度((tm+tn)/2)，并计算其平均值tav。软磁性扁平粒子的长厚比基于长厚比＝平均值Lav/平均值tav进行计算。

软磁性扁平粒子的长厚比优选为10～40、进一步优选为13～37、更进一步优选为15～35。若软磁性扁平粒子的长厚比小于10，则包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向。若软磁性扁平粒子的长厚比超过40，则在包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材中，软磁性扁平粒子彼此容易接触，容易产生涡电流带来的磁损失。

[厚度]

软磁性扁平粒子的厚度优选为0.5～5μm、进一步优选为0.5～4.5μm、更进一步优选为0.5～4μm。若软磁性扁平粒子的厚度小于0.5μm，则包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材之中Fe系合金扁平粒子所占的比例变小，因此磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’可能降低。若软磁性扁平粒子的厚度超过5μm，则与橡胶、树脂等材料的混合变得困难，可能会产生磁性片材表面的凹凸变大等问题。软磁性扁平粒子的厚度如下进行计算。将软磁性扁平粒子包埋于树脂中并进行研磨，用光学显微镜观察研磨面。基于光学显微镜像，选定软磁性扁平粒子的厚度方向，测定最大厚度tm和最小厚度tn，计算平均厚度((tm+tn)/2)。对由软磁性扁平粉末随机提取的50个软磁性扁平粒子计算平均厚度((tm+tn)/2)，并以其平均值的方式进行计算。

[平均粒径D₅₀]

软磁性扁平粉末的平均粒径D₅₀优选为20～60μm、进一步优选为30～60μm。若平均粒径D₅₀小于20μm，则长厚比变小，包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向。若平均粒径D₅₀过大，则软磁性扁平粉末的片材成形性降低。特别是，若平均粒径D₅₀超过60μm，则磁性片材表面的凹凸有变得明显的倾向，因此为了防止这一情况而需要特别的处理，在性能方面、成本方面等不优选。另外，若平均粒径D₅₀超过60μm，则在包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材中，软磁性扁平粒子彼此容易接触，容易产生涡电流带来的磁损失。

[振实密度TD]

软磁性扁平粉末的振实密度TD优选为0.6～1.5Mg/m³、进一步优选为0.6～1.2Mg/m³。需要说明的是，Mg/m³与g/cc为相同含义。振实密度TD存在随着加工进行(加工时间越长)而单调降低的倾向。若振实密度TD小于0.6Mg/m³，则平均粒径D₅₀有变小的倾向，带来矫顽力的上升。另一方面，若振实密度超过1.5Mg/m³，则平均粒径D₅₀有变大的倾向，软磁性扁平粉末向磁性片材中的填充率降低，因此磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向。振实密度以JIS Z2512的规定为基准进行测定。

[平均粒径D₅₀/振实密度TD]

软磁性扁平粉末的平均粒径D₅₀/软磁性扁平粉末的振实密度TD优选为30～100(10^-6·m⁴/Mg)、进一步优选为30～80(10^-6·m⁴/Mg)。若D₅₀/TD小于30(10^-6·m⁴/Mg)，则软磁性扁平粒子的长厚比变小，软磁性扁平粉末向磁性片材中的填充率变低，因此磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向。另一方面，若D₅₀/TD超过100(10^-6·m⁴/Mg)，则软磁性扁平粒子的长厚比变大，软磁性扁平粉末向磁性片材中的填充率变高，因此磁性片材的成形性可能会劣化。

[矫顽力Hc]

软磁性扁平粉末的矫顽力Hc优选为176A/m以下、进一步优选为108A/m以下。若矫顽力Hc超过176A/m，则包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’降低，因此抑制噪声性能劣化。矫顽力Hc优选为32A/m以上、进一步优选为40A/m以上。矫顽力Hc为沿软磁性扁平粒子的长度方向施加磁场(144kA/m)而测定的矫顽力，将软磁性扁平粉末填充于树脂制容器，并基于沿容器的直径方向进行磁化的情况的值进行计算。填充至容器的软磁性扁平粒子的长度方向和厚度方向分别相当于容器的直径方向和高度方向，因此在容器的直径方向进行磁化的情况的值为长度方向的矫顽力，在容器的高度方向上进行磁化的情况的值为厚度方向的矫顽力。

[实部导磁率μ’]

复数导磁率μ由μ＝μ’-jμ”(式中、μ’表示实部、μ”表示虚部、j表示虚数单位((j)²＝-1))表示。需要说明的是，本说明书中，导磁率μ、实部导磁率μ’和虚部导磁率μ”均为与真空导磁率之比的相对导磁率，单位为无量纲。包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材的实部导磁率μ’优选为30～260、进一步优选为50～260、更进一步优选为70～260。若实部导磁率μ’小于30，则可能会降低磁性片材的导磁率，使性能降低。若实部导磁率μ’超过260，则被覆层的厚度过薄，软磁性扁平粉末的电阻性和耐腐蚀性可能变得不充分。从包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材(磁性片材中扁平粉末的体积填充率约为50％)切出外径7mm、内径3mm的环状样品，使用阻抗测定器在室温下测定13.56MHz时的阻抗特性，并由该结果计算复数导磁率μ。

[表面电阻]

包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材的表面电阻优选为1×10⁷～1×10¹⁵Ω·m、进一步优选为1×10⁸～1×10¹⁵Ω·m、更进一步优选为1×10⁹～1×10¹⁵Ω·m。若表面电阻小于1×10⁷Ω·m，则磁性片材的表面电阻有可能降低、性能有可能降低。若表面电阻超过1×10¹⁵Ω·m，则磁性片材的导磁率有可能降低、性能有可能降低。用2端子法测定包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材(磁性片材中扁平粉末的体积填充率约为50％)的表面的电阻，并由该结果计算表面电阻。

[Z值]

关于包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材，将实部导磁率μ’设为X、将表面电阻设为Y(Ω·m)、并将被覆层的厚度设为D(nm)时，基于数学式(1)：

Z＝(X×log₁₀Y)/D…(1)

算出的Z优选为0.2～200、进一步优选为50～200、更进一步优选为100～200。若Z小于0.2，则磁性片材之中软磁性扁平粉末所占的比例有变小的倾向，磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向。若Z大于200，则在制作磁性片材时有可能因软磁性扁平粒子彼此摩擦导致被覆层发生剥离。

[软磁性扁平粉末的制造方法]

本发明的软磁性扁平粉末可以通过包含原料粉末准备工序、扁平加工工序、热处理工序和被覆工序的方法来制造。

<原料粉末准备工序>

作为原料粉末，使用软磁性合金粉末。作为原料粉末而使用的软磁性合金粉末为Fe系合金粉末。Fe系合金粉末只要是软磁性合金粉末就没有特别限定，优选为矫顽力低、饱和磁化的值高的粉末。Fe系合金粉末是多个Fe系合金粒子的集合体，各个Fe系合金粒子的形状例如为球形。作为构成Fe系合金粒子的Fe系合金，可举出例如Fe-Si-Al系合金、Fe-Si系合金、Fe-Al系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Cr系合金、Fe-Si-C系合金、Fe-C系合金等。通常而言，矫顽力和饱和磁化的值优异的Fe系合金为Fe-Si-Al系合金，但根据需求的特性，也可以使用Fe-Si系合金、Fe-Al系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Si-Cr系合金、Fe-Cr系合金、Fe-Si-C系合金、Fe-C系合金等。Fe系合金的组成的具体例与上述相同。

Fe系合金粉末可以通过例如气体雾化法、水雾化法、盘式雾化法等各种雾化法，或者在基于熔融带来的合金化后实施的粉碎法来制作。Fe系合金粉末的含氧量越少越优选，因此Fe系合金粉末优选通过气体雾化法来制造，进一步优选通过使用不活泼气体的气体雾化法来制造。Fe系合金粉末即使通过盘式雾化法或水雾化法也能毫无问题地制造，但从量产性的观点出发，气体雾化法较优异。通过雾化法制造的粉末的形状接近球形，因此比通过使用磨碎机加工等的粉碎法制造的粉末更容易进行扁平化。通过粉碎法制造的粉末的粒径比雾化粉末小，因此有磁性片材表面的突起发生受到抑制的倾向。

Fe系合金粉末的粒度没有特别限定，但根据调节扁平后的平均粒径的目的、除去含氧量多的粉末的目的、其他制造上的目的等，也可以使用分级至所期望的粒度的Fe系合金粉末作为原料粉末。

<扁平加工工序>

原料粉末准备工序之后，对Fe系合金粉末进行扁平化。由此，可得到Fe系合金扁平粉末。扁平加工方法没有特别限定，Fe系合金粉末的扁平加工可以使用例如磨碎机、球磨机、振动磨机等来进行。其中，优选使用扁平加工能力相对优异的磨碎机。以干式进行扁平加工的情况下，优选使用不活泼气体。以湿式进行扁平加工的情况下，优选使用有机溶剂。

湿式的扁平加工中使用的有机溶剂的种类没有特别限定。有机溶剂的添加量相对于Fe系合金粉末100质量份，优选为100质量份以上、进一步优选为200质量份以上。有机溶剂的添加量的上限没有特别限制，可以根据要求的扁平粉末的大小和形状与生产率的平衡适当调节。有机溶剂可以是含水有机溶剂，为了降低氧含量，有机溶剂中的水分浓度相对于有机溶剂100质量份，优选为0.002质量份以下。可以与有机溶剂一同使用扁平化助剂，但为了抑制氧化，扁平化助剂的添加量相对于Fe系合金粉末100质量份，优选为5质量份以下。

<热处理工序>

扁平加工工序之后，对Fe系合金扁平粉末进行热处理。通过对Fe系合金扁平粉末进行热处理，磨碎机加工等扁平加工中发生的Fe系合金扁平粉末中的晶格缺陷得以恢复，Fe系合金扁平粉末的矫顽力降低，Fe系合金扁平粉末的导磁率提高。热处理装置只要能实现所期望的热处理温度就没有特别限定。热处理温度优选为300～800℃、进一步优选为500～800℃。通过在这样的温度下进行热处理，Fe系合金扁平粉末的矫顽力降低，可以得到高导磁率的软磁性扁平粉末。若热处理温度小于300℃，则热处理的效果不充分。另一方面，若热处理温度超过800℃，则有时因材料的组成而发生烧结，成为粗大的块从而在磁性片材的表面多处产生突起。热处理时间没有特别限制，可以根据处理量、生产率等进行适当调节。但是，若热处理时间变长，则生产率降低，因此热处理时间在5小时以内是合适的。

热处理工序中，热处理气氛为大气的情况下，Fe系合金扁平粉末发生氧化。因此，为了抑制Fe系合金扁平粉末的氧化，优选在真空中或不活泼气体(例如氩、氮)中对Fe系合金扁平粉末进行热处理。从表面处理的观点出发，也可以在氮气中对Fe系合金扁平粉末进行热处理，但该情况下，矫顽力的值上升，导磁率与在真空中进行热处理时相比有降低的倾向。

<被覆工序>

热处理工序之后，在Fe系合金扁平粉末的表面形成被覆层。被覆层可以通过以下的方法来形成。需要说明的是，被覆工序可以在大气中、真空中或不活泼气体(例如氩、氮)中进行。

首先，准备包含选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分的被覆液。被覆液的溶剂只要通过干燥处理蒸发就没有特别限定。被覆液的溶剂例如为水，被覆液例如为水溶液。关于无机酸的金属盐，无机酸选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸、氢氟酸和乙酸。无机酸优选选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸和氢氟酸，进一步优选选自硫酸、铬酸、磷酸和氢氟酸。可以适当调节被覆液所含的、选自铬酸及其水合物以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分的合计量，以实现要求的被覆层的组成、厚度等。被覆液所含的、选自铬酸及其水合物以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分的合计量相对于溶剂(例如水)100质量份，优选为1～50质量份、进一步优选为5～50质量份、更进一步优选为10～50质量份。

接着，将被覆液与Fe系合金扁平粉末混合，并将Fe系合金扁平粉末从被覆液分离。由此，可得到表面用被覆液被覆了的Fe系合金扁平粉末。被覆液与Fe系合金扁平粉末的混合方法没有特别限定。被覆液与Fe系合金扁平粉末的混合可以使用例如磨碎机、球磨机、振动磨机等来进行。其中，优选使用被覆能力相对优异的球磨机。使用磨碎机或振动磨机的情况下，有可能向热处理后的Fe系合金扁平粉末中再次引入应变。可以适当调节被覆液与Fe系合金扁平粉末的混合比(质量比)，使得Fe系合金扁平粉末的表面(优选为表面整体)用被覆液所被覆。

接着，干燥Fe系合金扁平粉末，使水分从被覆Fe系合金扁平粉末的表面的被覆液中蒸发，使选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分析出。干燥温度优选为70～300℃、进一步优选为100～300℃，干燥时间优选为1～10小时、进一步优选为2～10小时。这样，可以在Fe系合金扁平粉末的表面形成被覆层。被覆层未经将Fe系合金扁平粒子所含元素作为反应物的化学反应而形成，因此可以防止Fe系合金扁平粒子所含元素因被覆层的形成而消耗，由此，可以维持作为软磁性扁平粒子母体的Fe系合金扁平粒子的性能。由于被覆层未经将Fe系合金扁平粒子所含元素作为反应物的化学反应而形成，因此被覆层所含成分与Fe系合金扁平粒子所含元素未进行共价键合。

被覆工序之后，可以对通过被覆工序得到的软磁性扁平粉末进行热处理。由此，可以防止软磁性扁平粉末所含水分导致的、软磁性扁平粉末向磁性片材中的填充率的降低。在被覆工序后的热处理工序中，热处理气氛为大气的情况下，软磁性扁平粉末发生氧化。因此，为了抑制软磁性扁平粉末的氧化，优选在真空中或不活泼气体(例如氩、氮)中对软磁性扁平粉末进行热处理。在被覆工序后的热处理工序中，热处理温度优选为70～300℃、进一步优选为100～300℃，热处理时间优选为1～10小时、进一步优选为2～10小时。

从提高包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材的绝缘性等观点出发，有时适合使用表面处理过的软磁性扁平粉末，在软磁性扁平粉末的制造方法中，在热处理工序中或热处理工序的前后，也可以根据需要进行表面处理工序。例如，为了表面处理，也可以在微量含有活性气体的气氛下进行热处理。另外，通过以往提出的氰系偶联剂为代表的表面处理，也可以改善耐腐蚀性、向橡胶中的分散性等。

包含软磁性扁平粉末而成的磁性片材的制造可以使用软磁性扁平粉末，根据以往提出的方法来进行。例如，可以通过向将氯化聚乙烯等溶解于甲苯而得的溶液中混合软磁性扁平粉末，将其涂布于聚酯树脂等合成树脂制的基材，使之干燥，并用各种压制机、辊等进行压缩来制造。

实施例

以下，基于实施例具体地对本发明进行说明。

1.软磁性扁平粉末的制作

通过以下的原料粉末准备工序、扁平加工工序、热处理工序和被覆工序，制造软磁性扁平粉末。

(1)原料粉末准备工序

使用水雾化法(WA)、气体雾化法(GA)或盘式雾化法(DA)，制作表1和表2所示组成的合金粉末，分级为150μm以下，作为原料粉末使用。

将氧化铝制坩埚用于熔化，从坩埚下的直径5mm的喷嘴流出合金熔液，对其喷雾高压氩气从而实施气体雾化。

将氧化铝制坩埚用于熔化，从坩埚下的直径1～5mm的喷嘴流出合金熔液，落在高速旋转的盘上，由此实施盘式雾化。旋转速度设为40000～60000rpm。盘式雾化中，合金熔液通过盘被急速冷却并凝固，从而得到粉末。

将氧化铝制坩埚用于熔化，从坩埚下的直径5mm的喷嘴流出合金熔液，对其喷雾高压水从而实施水雾化。

(2)扁平加工工序

通过磨碎机对原料粉末进行扁平加工。对于磨碎机而言，将SUJ2制的直径4.8mm的磨球，与原料粉末和工业乙醇一起投入搅拌容器，将叶片的转速设为300rpm而实施扁平加工工序。

工业乙醇的添加量相对于原料粉末100质量份设为200～500质量份。不添加扁平化助剂，或者将其添加量设为相对于原料粉末100质量份为1～5质量份。

(3)热处理工序

扁平加工工序后，将从搅拌容器取出的扁平粉末移至不锈钢制的皿中，在80℃下使之干燥24小时。将这样得到的扁平粉末在真空中、氩(Ar)中、氮中或大气中以表1和表2所示的温度进行2小时热处理。

(4)被覆工序

以表1和表2所示的添加量(表1和表2中，溶质的添加量表示相对于水100质量份的溶质的质量份)添加表1和表2所示的溶质并混合，制备被覆液。使用磨碎机(AM)、球磨机(BM)或振动磨机(VM)混合热处理后的扁平粉末和被覆液。混合后，使取出的扁平粉末在100℃下干燥2小时。由此，溶质析出，在扁平粉末的表面形成了被覆层。

(5)热处理工序

被覆工序之后，将扁平粉末在大气中以100℃进行了2小时热处理。由此，使磁性片材制作时成为扁平粉末填充率降低的原因的水分蒸发。

2.软磁性扁平粉末的评价

对于所得的软磁性扁平粉末，评价被覆层的厚度、平均粒径、振实密度、构成粒子的厚度和长厚比、以及矫顽力。将评价结果示于表3和表4中。

被覆层的厚度用透射电子显微镜(日立制作所制HF-2000FE TEM)、平均粒径用激光衍射法(日机装公司制Microtrack MT3000)进行评价。振实密度是将大约20g的扁平粉末填充至容积100cm³的圆筒中，以落下高度10mm、振实次数200次之时的填充密度进行评价。关于矫顽力，是在直径6mm、高8mm的树脂制容器中填充扁平粉末，测量沿该容器的高度方向进行磁化时以及沿直径方向进行磁化时的值。构成粒子的厚度和长厚比的测定根据前述方法进行。矫顽力的测定使用Qumano公司制COERCIMETER HC 801。需要说明的是，填充有扁平粉末的圆柱的高度方向为厚度方向，因此沿容器的高度方向进行磁化时，为扁平粉末的厚度方向的矫顽力，沿容器的直径方向进行磁化时，为扁平粉末的长度方向的矫顽力。外加磁场以144kA/m实施。

3.磁性片材的制作和评价

将氯化聚乙烯溶解于甲苯中，并将所得的扁平粉末混合至该溶液中并使之分散。将该分散液以100μm左右的厚度涂布在聚酯树脂上，在常温常湿下使之干燥。其后，在130℃、15MPa的压力下进行压制加工，得到磁性片材。磁性片材的尺寸为150mm×150mm，厚度为50μm。需要说明的是，磁性片材中扁平粉末的体积填充率均为约50％。

对于所得的磁性片材，评价导磁率、电阻性和耐腐蚀性。将评价结果示于表3和表4中。需要说明的是，表3和表4中，“电阻的指数值”表示将磁性片材的表面电阻设为Y(Ω·m)时的log₁₀Y。另外，表3和表4中，Z值表示在将磁性片材的实部导磁率μ’设为X、将磁性片材的表面电阻设为Y(Ω·m)、并将被覆层的厚度设为D(nm)时，基于数学式(1)：

Z＝(X×log₁₀Y)/D…(1)

算出的值。

复数导磁率μ由μ＝μ’-jμ”(式中、μ’表示实部、μ”表示虚部、j表示虚数单位((j)²＝-1))表示。需要说明的是，本说明书中，导磁率μ、实部导磁率μ’和虚部导磁率μ”均为与真空导磁率之比的相对导磁率，单位为无量纲。从磁性片材切出外径7mm、内径3mm的环状样品，使用阻抗测定器(KEYSIGHT公司制E4991B阻抗·分析仪)，在室温13.56MHz下测定阻抗特性，并由该结果计算复数导磁率μ(复数导磁率的实数部：μ’、复数导磁率的虚数部：μ”)。关于电阻，用2端子法测定了磁性片材表面的电阻。电阻的测定使用了MitsubishiChemical Analytech Co.，Ltd.制Hiresta-UX MCP-HT800。耐腐蚀性通过使用了磁性片材的盐水浸渍实验进行评价。盐水浸渍实验在浓度20％、温度60℃、时间100小时的非常苛刻的条件下进行。耐腐蚀性的评价基准如下。

A：变色的区域为磁性片材(10mm见方)的5％以下。

B：变色的区域超过磁性片材(10mm见方)的5％且为20％以下。

C：变色的区域超过磁性片材(10mm见方)的20％且为50％以下。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

表1～4的No.1～42之中，No.4～11、15～28、32～39是本发明例，No.1～3、12～14、29～31、40～41是比较例。

比较例No.1～3、12～14、29～31、40～41中，由于被覆层的厚度小于10nm，因此磁性片材的电阻低(电阻的指数值：小于3)、耐腐蚀性差(耐腐蚀性的评价：C)。另外，若被覆层的厚度小于10nm，则软磁性扁平粒子的长度方向的矫顽力有变高的倾向(长度方向的矫顽力：超过200A/m)，磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向(复数导磁率μ的实部μ’：小于100)。

本发明例No.4～11、15～28、32～39中，被覆层的厚度为10nm以上，因此磁性片材的电阻高(电阻的指数值：6以上)、耐腐蚀性良好(耐腐蚀性的评价：A或B)。但是，若被覆层的厚度超过200nm，则软磁性扁平粒子的长度方向的矫顽力有变高的倾向(长度方向的矫顽力：超过400A/m)，同时，磁性片材之中Fe系合金扁平粒子所占的比例变小，因此磁性片材在高频区域的实部导磁率μ’有降低的倾向(复数导磁率μ的实部μ’：小于20)。

Claims

1.一种软磁性扁平粉末，其为包含多个软磁性扁平粒子而成的软磁性扁平粉末，

所述多个软磁性扁平粒子各自具备Fe系合金扁平粒子和形成于所述Fe系合金扁平粒子的表面的被覆层，

所述被覆层包含选自铬酸及其水合物、以及无机酸的金属盐及其水合物中的1种或2种以上的成分，

所述无机酸选自硫酸、硝酸、铬酸、磷酸、氢氟酸和乙酸，

所述金属盐选自Na盐、Al盐、Ti盐、Cr盐、Ni盐、Ga盐和Zr盐，

所述被覆层具有10nm以上的厚度。

2.根据权利要求1所述的软磁性扁平粉末，其中，所述被覆层的厚度为200nm以下。

3.根据权利要求1或2所述的软磁性扁平粉末，其中，所述多个软磁性扁平粒子各自具有10～40的长厚比。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的软磁性扁平粉末，其中，所述多个软磁性扁平粒子各自具有0.5μm～5μm的厚度。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的软磁性扁平粉末，其平均粒径D₅₀为20μm～60μm。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的软磁性扁平粉末，其振实密度TD为0.6Mg/m³～1.5Mg/m³。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的软磁性扁平粉末，其平均粒径D₅₀/振实密度TD为30×10^-6·m⁴/Mg～100×10^-6·m⁴/Mg。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的软磁性扁平粉末，其矫顽力Hc为176A/m以下。

9.一种磁性片材，其包含权利要求1～8中任一项所述的软磁性扁平粉末而成。

10.根据权利要求9所述的磁性片材，其实部导磁率μ’为30～260。

11.根据权利要求9或10所述的磁性片材，其表面电阻为1×10⁷Ω·m～1×10¹⁵Ω·m。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的磁性片材，其中，将所述磁性片材的实部导磁率μ’设为X、将所述磁性片材的表面电阻设为Y、并将所述被覆层的厚度设为D时，基于数学式(1)算出的Z为0.2～200，

Z＝(X×log₁₀Y)/D···(1)

其中，Y的单位为Ω·m，D的单位为nm。