CN112638562A - 软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法 - Google Patents

软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112638562A
CN112638562A CN201980057422.3A CN201980057422A CN112638562A CN 112638562 A CN112638562 A CN 112638562A CN 201980057422 A CN201980057422 A CN 201980057422A CN 112638562 A CN112638562 A CN 112638562A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soft magnetic
magnetic powder
powder
mass
heat
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
CN201980057422.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112638562B (zh
Inventor
河内岳志
增田恭三
井上健一
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.)
Dowa Electronics Materials Co Ltd
Original Assignee
Dowa Electronics Materials Co 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 Dowa Electronics Materials Co Ltd filed Critical Dowa Electronics Materials Co Ltd
Priority claimed from PCT/JP2019/042467 external-priority patent/WO2020090849A1/ja
Publication of CN112638562A publication Critical patent/CN112638562A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112638562B publication Critical patent/CN112638562B/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
    • 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
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14708—Fe-Ni based alloys
    • H01F1/14733—Fe-Ni based alloys in the form of particles
    • H01F1/14741—Fe-Ni based alloys in the form of particles pressed, sintered or bonded together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08—Cores, Yokes, or armatures made from 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
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/07—Metallic powder characterised by particles having a nanoscale microstructure
    • 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
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • 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
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F5/106—Tube or ring forms
    • 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
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • 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
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based 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
    • 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
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B22F2009/0828—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid with water
    • 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
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/03—Oxygen
    • 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
    • B22F2207/00—Aspects of the compositions, gradients
    • B22F2207/01—Composition gradients
    • B22F2207/07—Particles with core-rim gradient
    • 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
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/35—Iron
    • 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
    • B22F2304/00—Physical aspects of the powder
    • B22F2304/10—Micron size particles, i.e. above 1 micrometer up to 500 micrometer
    • 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
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%

Abstract

一种软磁性粉末，其为由包含Si的Fe合金构成的软磁性粉末，前述软磁性粉末包含0.1～15质量％的Si，距离前述软磁性粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si的原子浓度与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)为4.5～30。

Description

软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁 芯和压粉磁芯的制造方法
技术领域
本发明涉及软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法。
背景技术
电子设备中安装有例如电感器等具有压粉磁芯的磁性部件。在电子设备中，为了高性能化和小型化而谋求高频化，随之，对于构成磁性部件的压粉磁芯也要求应对高频化。
压粉磁芯一般通过将软磁性粉末与根据需要的树脂等粘结材料复合化后，再进行压缩成型来制造。若对该压粉磁芯流通交流磁通，则一部分能量丧失而放热，因此，对于电子设备而言成为问题。这种磁损由磁滞损耗和涡流损耗构成。为了减小磁滞损耗，要求减小压粉磁芯的矫顽力Hc，增大磁导率μ。此外，为了降低涡流损耗，研究了在构成压粉磁芯的软磁性粉末的颗粒表面形成绝缘膜来提高电绝缘性、减小软磁性粉末的粒径等对策(以下有时将由包含软磁性粉末的软磁性材料形成的压粉磁芯的磁损、磁特性称为“软磁性粉末的磁损”、“软磁性粉末的磁特性”)。需要说明的是，涡流损耗与频率的平方成比例，因此，若使用的交流呈现高频化，则涡流损耗变大，其降低变得尤为重要。
对于用于电源用途等的压粉磁芯而言，为了改善直流叠加特性而要求高的饱和磁化强度。但是，若进行前述那样的降低涡流损耗的措施，则因非磁性成分增加而导致饱和磁化强度容易降低。同时实现高的饱和磁化强度和涡流损耗的降低成为课题。
作为软磁性粉末，由于能够获得高磁导率而提出了包含Si的FeSi合金粉末(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载了通过配混5～7质量％的Si而能够提高软磁特性。
此外，专利文献2～5中记载了将FeSi粉末、FeSiCr粉末、用四烷氧基硅烷进行了表面处理的FeSiCr粉末在氢气气氛等还原性气氛或氮气气氛等非活性气氛中以400～1100℃左右的温度进行热处理。这种在非氧化性气氛(即实质上不含氧的气氛)中的高温热处理通常是为了防止粉末的氧化且去除粉末的残留应力、形变而进行的。粉末的氧化会涉及降低饱和磁化强度等磁特性。此外，通过去除粉末的形变等而使磁畴壁易于移动，能够降低软磁性粉末的矫顽力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-171167号公报
专利文献2：日本特许第4024705号公报
专利文献3：日本特开2010-272604号公报
专利文献4：日本特许第5099480号公报
专利文献5：日本特开2009-88502号公报
发明内容
发明要解决的问题
如专利文献1所示那样，包含Fe和Si的软磁性粉末的磁特性优异。并且，如上所述，对于软磁性粉末而言，期望饱和磁化强度高且降低涡流损耗。尤其是，对于在高频区域中使用的软磁性粉末而言，强烈期望降低涡流损耗。本发明人等经研究可知：专利文献2～5中公开的在规定气氛中进行热处理而得到的软磁性粉末虽然饱和磁化强度充分，但电绝缘性不充分，在降低涡流损耗的方面存在悬念。
因而，本发明的课题在于，对于包含Fe和Si的软磁性粉末而言，与现有技术同等地维持饱和磁化强度且实现优异的电绝缘性，并且提供制造这种软磁性粉末的方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过在包含微量氧的气氛中以规定的温度对包含Fe和Si的软磁性粉末进行热处理，能够提供饱和磁化强度为现有技术的同等以上且电绝缘性充分高的软磁性粉末，由此完成了本发明。
即，本发明如下所示。
一种软磁性粉末，其为由包含Si的Fe合金构成的软磁性粉末，前述软磁性粉末包含0.1～15质量％的Si，距离前述软磁性粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si的原子浓度与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)为4.5～30。
前述软磁性粉末的通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)优选为0.1～15μm、更优选为0.5～8μm。
前述软磁性粉末优选包含84～99.7质量％的Fe，优选包含0.2～10质量％的Si，前述软磁性粉末进一步包含Cr，前述Cr的含量优选为0.1～8质量％。
此外，本发明的软磁性粉末的热处理方法具有如下热处理工序：在氧浓度为1～2500ppm的气氛中，以450～1100℃对由包含0.1～15质量％的Si的Fe合金构成的软磁性粉末进行热处理。
在前述热处理工序中，优选实施10～1800分钟的前述热处理。此外，供于前述热处理工序的前述软磁性粉末进一步包含Cr，前述Cr的含量优选为0.1～8质量％。
本发明的软磁性材料包含例如上述软磁性粉末和粘结剂。本发明的压粉磁芯包含上述软磁性粉末。该压粉磁芯可通过例如将上述软磁性粉末或前述软磁性材料成型为规定的形状，对所得的成型物进行加热来制造。
发明的效果
根据本发明，可提供与现有技术同等地维持饱和磁化强度且具有优异电绝缘性的包含Fe和Si的软磁性粉末。
附图说明
图1是表示实施例1和比较例1的ESCA测定结果(Si与Fe的原子浓度之比)的图。图1的(a)表示至30nm深度为止的测定结果，图1的(b)表示至300nm深度为止的测定结果。
具体实施方式
以下，说明本发明的软磁性粉末及其制造方法(软磁性粉末的热处理方法)的实施方式。
<软磁性粉末>
本发明的软磁性粉末的实施方式由包含Si(硅)的Fe(铁)合金构成。
(合金组成)
前述软磁性粉末以0.1～15质量％的范围包含Si，优选包含Fe作为主成分。Fe是有助于软磁性粉末的磁特性、机械特性的元素。Si是提高软磁性粉末的磁导率等磁特性的元素。与Fe有关的前述“主成分”表示在构成软磁性粉末的元素之中含有率最高的元素。从磁特性、机械特性的观点出发，软磁性粉末中的Fe含量优选为84～99.7质量％，更优选为88～98.2质量％。从提高磁导率等的磁特性而不损害基于Fe的磁特性、机械特性的观点出发，软磁性粉末中的Si含量设为上述范围。此外，在本发明中，如后所述，由于Si局部存在于软磁性粉末的颗粒表面附近，因而，软磁性粉末具有优异的电绝缘性。从该电绝缘性、磁特性的观点出发，Si的含量优选为0.2～10质量％，更优选为1.2～8质量％。此外，从抑制由含有杂质导致的磁特性恶化的观点出发，软磁性粉末中的Fe和Si的含量的总和优选为90质量％以上。
本发明的软磁性粉末的实施方式中，从降低粉末的氧含量、提高饱和磁化强度等磁特性且提高粉末的耐氧化性的观点出发，优选包含Cr(铬)。在该软磁性粉末中，从前述观点出发，Cr的含量优选为0.1～8质量％、更优选为0.5～7质量％。此外，从抑制由含有杂质导致的磁特性恶化的观点出发，该软磁性粉末中的Fe、Si和Cr的含量的总和优选为97质量％以上。
需要说明的是，本实施方式的软磁性粉末中，除了包含以上的Fe、Si和Cr之外，可以在发挥本发明效果的范围内包含其它元素。作为其例子，可列举出Na(钠)、K(钾)、Ca(钙)、Pd(钯)、Mg(镁)、Co(钴)、Mo(钼)、Zr(锆)、C(碳)、N(氮)、O(氧)、P(磷)、Cl(氯)、Mn(锰)、Ni(镍)、Cu(铜)、S(硫)、As(砷)、B(硼)、Sn(锡)、Ti(钛)、V(钒)、Al(铝)。这些之中，去除氧后的物质的含量总和优选为1质量％以下，更优选为10～5000ppm。
本发明的软磁性粉末的实施方式中，从获得良好饱和磁化强度的观点出发，以不可避免的杂质的形式包含的氧的含量优选较低。需要说明的是，粉末的粒径越小则氧含量越大，因此，在本发明中，为了校正由粒径导致的氧含量的变动，采用氧含量(O)与软磁性粉末的通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)之积(O×D50(质量％·μm))。从获得软磁性粉末的良好饱和磁化强度的观点出发，前述乘积(O×D50(质量％·μm))优选为8(质量％·μm)以下、更优选为0.40～7.50(质量％·μm)。
(颗粒表面附近的Si/Fe原子浓度比)
本发明的软磁性粉末的实施方式中，Si局部存在于该颗粒表面附近，可以认为其像绝缘膜那样地发挥功能(且不对饱和磁化强度造成不良影响)，从而实现软磁性粉末的优异电绝缘性。关于Si的局部存在，具体而言，距离软磁性粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si的原子浓度(原子％)与Fe的原子浓度(原子％)之比(Si/Fe)为4.5～30。需要说明的是，本说明书中，距离软磁性粉末的颗粒表面1nm的深度处的各元素的原子浓度如下那样进行测定(详情在实施例中如后所述)。
测定装置：ULVAC-PHI公司制、PHI5800 ESCA SYSTEM
测定光电子能谱：Fe2p、Si2p
分析直径：φ0.8mm
测定光电子相对于试样表面的射出角度：45°
X射线源：单色Al射线源
X射线源输出功率：150W
背景处理：shirley法
Ar溅射蚀刻速度按照SiO2换算设为1nm/分钟，从最外表面起至溅射时间0～300分钟为止进行81点的测定。将溅射时间1分钟设为距离颗粒表面的深度为1nm，使用此时的Si的原子浓度值和Fe的原子浓度值，求出Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)。
距离软磁性粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)小于4.5时，难以实现优异的电绝缘性，反之，该比(Si/Fe)超过30的物质难以制造。从实现优异电绝缘性的观点和实际制造方面的观点出发，原子浓度之比(Si/Fe)优选为6～28，更优选为7.6～26，进一步优选为11.5～26。
此外，从防止颗粒内部的偏析等而形成均匀的合金、实现良好磁特性的观点出发，本发明的软磁性粉末的实施方式的距离颗粒表面300nm的深度处的Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)优选为0.001～0.5。需要说明的是，本说明书中，距离软磁性粉末的颗粒表面300nm的深度处的各元素的原子浓度与1nm深度处的各元素的原子浓度的测定方法同样操作来进行测定，将溅射时间300分钟设为距离颗粒表面的深度为300nm，使用此时的Si的原子浓度值和Fe的原子浓度值，求出Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)。
此处，针对软磁性粉末中的Si的分布进行说明。如上所述，本发明的软磁性粉末的实施方式中，Si局部存在于颗粒的表面侧。例如，如后述图1(的实线)所示那样，原子浓度之比(Si/Fe)在颗粒内部小且均匀，但在颗粒表面附近的一定范围内，明显比内部更大。换言之，与内部相比，表面侧的Si的比率变高。
具体而言，在从颗粒表面起至深度2nm为止的区域中，原子浓度之比(Si/Fe)优选为4.5～30，在从颗粒表面起至大于深度2nm且深度4nm以下的区域，原子浓度之比(Si/Fe)优选为1～30。此外，在比表面区域深的内部(距离颗粒表面深度为100nm以上的区域)，原子浓度之比(Si/Fe)优选为0.001～0.5。
(平均粒径(D50))
本发明的软磁性粉末的实施方式的通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)没有特别限定，从通过制成微细颗粒来降低涡流损耗的观点出发，优选为0.1～15μm、更优选为0.5～8μm。
(BET比表面积)
从抑制在粉末的颗粒表面产生氧化物而发挥良好磁特性的观点出发，本发明的软磁性粉末的实施方式的通过BET单点法而测定的比表面积(BET比表面积)优选为0.15～3.00m2/g，更优选为0.20～2.50m2/g。
(振实密度)
从提高粉末的填充密度而发挥良好磁特性的观点出发，本发明的软磁性粉末的实施方式的振实密度优选为2.0～7.5g/cm3，更优选为2.8～6.5g/cm3。
(X射线衍射(XRD)测定中的特性)
在对本发明的软磁性粉末的实施方式进行XRD测定的情况下，在面指数(1,1,0)中容易观察到强峰，该峰对于分析粉末的晶体结构是有用的。
其峰位置通常为2θ＝52.40～52.55°的范围。
由该峰求出的d值通常为
Figure BDA0002958136460000071
该峰的半值宽度(FWHM)通常为0.060～0.110°(对应的微晶尺寸为
Figure BDA0002958136460000072
)、优选为0.065～0.105°(对应的微晶尺寸为
Figure BDA0002958136460000073
)。若XRD中的衍射峰的半值宽度这样小(即，若微晶尺寸大)，则存在软磁性粉末的磁特性优异的倾向。
前述峰的积分宽度通常为0.100～0.160°。
(形状)
本发明的软磁性粉末的实施方式的形状没有特别限定，可以为球状、大致球状，也可以为粒状、薄片状(鳞片状)或变形的形状(不规则形状)。
(电绝缘性)
本发明的软磁性粉末的实施方式中，如上所述，Si局部存在于颗粒表面，电绝缘性优异。具体而言，通过下述压粉电阻试验求出的软磁性粉末的压粉体的电阻R(体积电阻率)优选为3.0×103～5.0×106Ω·cm，更优选为3.5×103～1.0×106Ω·cm。
[压粉电阻试验]
将软磁性粉末6.0g装入粉体电阻测定系统(三菱化学分析公司制的MCP-PD51型)的测定容器内后，开始加压，测定在承载有20kN载荷的时刻的、横截面为φ20mm的圆形形状的压粉体的体积电阻率。
(电绝缘性与饱和磁化强度的平衡)
如[背景技术]一项中说明的那样，针对软磁性粉末要求兼顾优异的饱和磁化强度和低的涡流损耗，但降低涡流损耗的对策有时会使饱和磁化强度降低。本发明的软磁性粉末的实施方式实现了前述的兼顾，电绝缘性优异，且饱和磁化强度也确保规定的值。具体而言，软磁性粉末的压粉体电阻R(Ω·cm)的数值的常用对数(logR)与饱和磁化强度σs(emu/g)之积(logR×σs)优选为600(emu/g)以上，更优选为620～1400(emu/g)。
<软磁性粉末的热处理方法>
上述说明的本发明的软磁性粉末的实施方式可通过本发明的软磁性粉末的热处理方法的实施方式来获得。该热处理方法具有如下热处理工序：在氧浓度为1～2500ppm的气氛中，以450～1100℃对规定的软磁性粉末进行热处理。以下，针对该热处理方法进行说明。
(原料粉末)
本发明的软磁性粉末的热处理方法的实施方式中，供于热处理工序的软磁性粉末(以下也称为“原料粉末”)与本发明的软磁性粉末的实施方式的组成和形状等实质相同，但Si的局部存在状态不同。
即，原料粉末由以0.1～15质量％的范围包含Si的Fe合金构成，优选包含Fe作为主成分(在构成粉末的元素之中含有率最高的成分)。原料粉末中的Fe含量优选为84～99.7质量％，更优选为88～98.2质量％。Si含量优选为0.2～10质量％，更优选为1.2～8质量％。此外，原料粉末中的Fe和Si的含量的总和优选为90质量％以上。此外，原料粉末优选包含Cr(铬)，其含量优选为0.1～8质量％、更优选为0.5～7质量％。此时的原料粉末中的Fe、Si和Cr的含量的总和优选为97质量％以上。此外，原料粉末可以在发挥本发明效果的范围内包含其它元素，作为其例子，可列举出Na、K、Ca、Pd、Mg、Co、Mo、Zr、C、N、O、P、Cl、Mn、Ni、Cu、S、As、B、Sn、Ti、V、Al。这些之中，去除氧后的物质的含量总和优选为1质量％以下，更优选为10～5000ppm。
距离原料粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si的原子浓度(原子％)与Fe的原子浓度(原子％)之比(Si/Fe)通常为0.05～2.5。此外，距离原料粉末的颗粒表面300nm的深度处的Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)优选为0.001～0.5。
原料粉末的氧含量与通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)之积(O×D50(质量％·μm))优选为8(质量％·μm)以下、更优选为0.40～7.50(质量％·μm)。原料粉末的通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)优选为0.1～15μm、更优选为0.5～8μm。原料粉末的通过BET单点法而测定的比表面积(BET比表面积)优选为0.15～3.00m2/g，更优选为0.20～2.50m2/g。原料粉末的振实密度优选为2.0～7.5g/cm3，更优选为2.8～6.5g/cm3。在对原料粉末的实施方式进行XRD测定的情况下，面指数(1,1,0)中的峰的峰位置通常为2θ＝52.40～52.55°，d值通常为
Figure BDA0002958136460000091
半值宽度(FWHM)通常为0.100～0.180°(对应的微晶尺寸为
Figure BDA0002958136460000092
)、优选为0.110～0.160°(对应的微晶尺寸为
Figure BDA0002958136460000093
)，积分宽度通常为0.160～0.240°。
上述说明的原料粉末可通过公知的方法例如气体雾化法、水雾化法、利用了等离子体等的气相法来制造，此外，也可以作为市售品来购买。可以对它们进行分级来调整其粒度分布。
(热处理工序)
本发明的热处理方法的实施方式的热处理工序中，在氧浓度为1～2500ppm的气氛中，以450～1100℃对上述说明的原料粉末进行热处理。通过在这种高温下进行热处理，可期待[背景技术]中说明的去除粉末的残留应力、形变的效果，但本发明中，通过进一步在1～2500ppm这一微量氧存在的状态下进行高温热处理，Si会局部存在于粉末的颗粒表面，由此能够获得电绝缘性优异的软磁性粉末(以下，也将历经热处理工序的软磁性粉末称为“热处理后粉末”)。其机理尚不明确，可推测为以下那样的机理。通过热处理而发生原子扩散，但微量氧的存在会促进Si向颗粒表面侧方向的扩散。由此可以认为：在热处理后粉末中，Si局部存在于颗粒表面(具体而言，距离热处理后粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si与Fe的原子浓度比(Si/Fe)为4.5～30，与热处理前相比优选达到10～40倍的数值)。
需要说明的是，若存在氧，则也会发生粉末的氧化，若粉末发生氧化，则导致饱和磁化强度等磁特性的降低。但是，本发明中，由于热处理的气氛中的氧为微量，因此，粉末的氧化被抑制至最小限度，实质上不发生饱和磁化强度的降低。作为其结果，能够确保与现有技术同样的一定程度的饱和磁化强度。
本发明的热处理方法的实施方式的热处理工序中，从充分提高热处理后粉末的电绝缘性的观点出发，热处理的温度优选为500～1000℃、更优选为550～850℃。
此外，从提高热处理后粉末的电绝缘性且防止由生产率和氧化导致的热处理后粉末的饱和磁化强度降低的观点出发，热处理工序中的热处理优选实施10～1800分钟，更优选实施60～1200分钟。
从适当提高软磁性粉末的电绝缘性且防止氧化而防止粉末的饱和磁化强度降低的观点出发，前述热处理工序中的前述气氛中的氧浓度优选为5～1500ppm，更优选为10～1200ppm，进一步优选为60～950ppm。
关于前述热处理工序中的气氛，只要氧浓度为上述范围且实质上不显示与原料粉末反应的反应性，就没有特别限定。从适合地发挥本发明效果的观点出发，前述气氛优选实质上仅包含氧和非活性元素。作为前述非活性元素的例子，可列举出氦、氖、氩、氮等。这些之中，从成本的观点出发，优选为氮。
<软磁性材料>
如上所述，上述说明的本发明的软磁性粉末的实施方式的电绝缘性优异，且与现有技术同等地维持饱和磁化强度。
从这种特性出发，本发明的软磁性粉末的实施方式可适合地应用于软磁性材料。软磁性粉末其自身可以用作软磁性材料，也可以与粘结剂混合而制成软磁性材料。在后者的情况下，通过例如将软磁性粉末与粘结剂(绝缘树脂和/或无机粘结剂)混合并造粒，能够获得粒状的复合体粉末(软磁性材料)。从实现良好磁特性的观点出发，该软磁性材料中的软磁性粉末的含量优选为80～99.9质量％。从同样的观点出发，粘结剂的软磁性材料中的含量优选为0.1～20质量％。
作为前述绝缘树脂的具体例，可列举出(甲基)丙烯酸类树脂、有机硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂。作为前述无机粘结剂的具体例，可列举出二氧化硅粘结剂、氧化铝粘结剂。进而，软磁性材料(软磁性粉末单独的情况以及粉末与粘结剂的混合物的情况这两者)可根据需要而包含蜡、润滑剂等其它成分。
<压粉磁芯>
通过将上述说明的软磁性材料成型为规定形状并进行加热，能够制造包含本发明的软磁性粉末的实施方式的压粉磁芯。更具体而言，通过将软磁性材料装入规定形状的模具中，进行加压并加热而得到压粉磁芯。
实施例
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明完全不限定于它们。
[比较例1]
在中间包炉中，一边使将电解铁(纯度：99.95质量％以上)28.2kg、硅金属(纯度：99质量％以上)1.1kg和铬铁合金(Fe为33wt％、Cr为67wt％)0.67kg在氮气气氛下进行加热熔解而得的金属熔液在氮气气氛下(氧浓度为0.001ppm以下)从中间包炉的底部下落，一边以150MPa的水压、160L/分钟的水量吹附高压水(pH10.3)而使其骤冷凝固，将所得浆料进行固液分离，水洗固态物，在真空中、40℃、30小时的条件下进行干燥。
针对如此得到的大致球状的FeSiCr合金粉末1，求出组成(Fe、Si、Cr的含量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻R和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和3。
[组成]
FeSiCr合金粉末1的组成测定如下进行。
Fe通过滴定法，按照JIS M8263(铬矿石-铁定量方法)，如下那样地进行分析。首先，向试样(FeSiCr合金粉末1)0.1g中添加硫酸和盐酸并进行加热分解，加热至硫酸产生白烟为止。在自然冷却后，添加水和盐酸并加热而使可溶性盐类溶解。然后，向所得试样溶液中添加温水而使液量为120～130mL左右，使液温为90～95℃左右后，添加几滴酸性靛蓝溶液，添加氯化钛(III)溶液直至试样溶液的颜色从黄绿色变为蓝色、接着变为无色透明为止。接着，添加重铬酸钾溶液直至试样溶液保持5秒钟的蓝色状态。使用自动滴定装置，用重铬酸钾标准溶液对该试样溶液中的铁(II)进行滴定，求出Fe量。
Si通过重量法，如下那样地进行分析。首先，向试样(FeSiCr合金粉末1)中添加盐酸和高氯酸并进行加热分解，加热至高氯酸产生白烟为止。接着，进行加热而使其干固。在自然冷却后，添加水和盐酸并加热而使可溶性盐类溶解。接着，使用滤纸滤去不溶解残渣，将残渣与滤纸一同转移至坩埚中，使其干燥、灰化。在自然冷却后，与坩埚一同称量。添加少量的硫酸和氢氟酸，进行加热使其干固后，加强热。在自然冷却后，与坩埚一同称量。然后，从第一次称量值中减去第二次称量值，以SiO2计来计算重量差，求出Si量。
Cr使用电感耦合等离子体(ICP)发光分析装置(日立高新技术公司制的SPS3520V)进行分析。
氧含量利用氧·氮·氢分析装置(株式会社堀场制作所制的EMGA-920)进行测定。
[粒度分布]
针对粒度分布，使用激光衍射式粒度分布测定装置(SYMPATEC公司制的HELOS粒度分布测定装置(HELOS&RODOS(气流式的分散模块)))，以5bar的分散压力求出体积基准的粒度分布。
[BET比表面积]
BET比表面积使用BET比表面积测定器(MOUNTECH公司制的Macsorb)，在测定器内以105℃流通20分钟的氮气并脱气后，一边流通氮气与氦气的混合气体(N2：30体积％、He：70体积％)，一边利用BET单点法进行测定。
[振实密度]
振实密度(TAP)与日本特开2007-263860号公报中记载的方法同样地，将FeSiCr合金粉末1在内径6mm×高度11.9mm的有底圆筒形的模具中填充至容积的80％为止，形成合金粉末层，对该合金粉末层的上表面均匀地施加0.160N/m2的压力，利用该压力将前述合金粉末层压缩至合金粉末不会进一步密实填充为止，然后测定合金粉末层的高度，由该合金粉末层的高度的测定值和已填充的合金粉末的重量求出合金粉末的密度，将其作为FeSiCr合金粉末1的振实密度。
[压粉体电阻R]
压粉体电阻R如下操作来进行测定。将6.0g的FeSiCr合金粉末1填充至粉体电阻测定系统(三菱化学ANALYTECH公司制的MCP-PD51型)的测定容器内后，开始加压，测定在承载有20kN载荷时刻的横截面为φ20mm的圆形形状的压粉体的体积电阻率。
[磁特性(磁导率、保持力和饱和磁化强度)的测定]
将FeSiCr合金粉末1与双酚F型环氧树脂(TESK公司制；单液性环氧树脂B-1106)以97:3的质量比例进行称量，使用真空搅拌·脱泡混合机(EME公司制；V-mini300)对它们进行混炼，制成在环氧树脂中分散有供试粉末的糊剂。使该糊剂在加热板上以30℃干燥2hr，制成合金粉末与树脂的复合体后，解粒成粉末状，制成复合体粉末。将该复合体粉末0.2g装入环状容器内，利用手动加压机施加9800N(1Ton)的载荷，由此得到外径7mm、内径3mm的圆环形状的成形体。针对该成形体，使用RF阻抗/材料分析仪(Agilent Technologies公司制；E4991A)和测试夹具(Agilent Technologies公司制；16454A)，测定10MHz下的复数相对磁导率的实数部μ’。
此外，使用高灵敏度型振动试样型磁强计(东英工业公司制：VSM-P7-15型)，在施加磁场(10kOe)、M测定范围(50emu)、步进比特为100bit、时间常数为0.03秒、等待时间为0.1秒的条件下测定FeSiCr合金粉末1的磁特性。利用B-H曲线求出饱和磁化强度σs和矫顽力Hc。需要说明的是，处理常数依据制造商指定。具体如下所示。
交叉点检测：最小二乘法 M平均点数为0 H平均点数为0
Ms Width：8 Mr Width：8 Hc Width：8 SFD Width：8 S.Star Width：8
取样时间(秒)：90
2点校正P1(Oe)：1000
2点校正P2(Oe)：4500
[X射线衍射(XRD)测定]
粉末XRD图案使用X射线衍射装置(理学公司制、型号：RINT-UltimaIII)进行测定。X射线源使用钴，在加速电压为40kV、电流为30mA的条件下产生X射线。发散狭缝开口角为1/3°、散射狭缝开口角为2/3°、受光狭缝宽度为0.3mm。为了准确测定半值宽度，通过步进扫描在测定间隔为0.02°、计数时间为5秒、累积次数为3次的条件下，对2θ为51.5～53.5°的范围进行测定。
根据所得衍射图，使用粉末X射线分析软件PDXL2，分析面指数(1,1,0)中的峰，求出峰位置、d值、半值宽度(FWHM)、积分宽度、微晶尺寸。
[ESCA分析]
针对所得FeSiCr合金粉末1，通过ESCA测定表面组成比。测定利用以下条件来进行。
测定装置：ULVAC-PHI公司制的PHI5800 ESCA SYSTEM
测定光电子能谱：Fe2p、Si2p
分析直径：φ0.8mm
测定光电子相对于试样表面的射出角度：45°
X射线源：单色Al射线源
X射线源输出功率：150W
背景处理：shirley法
Ar溅射蚀刻速度按照SiO2换算设为1nm/分钟，从最外表面起至溅射时间0～300分钟为止进行81点的测定。将溅射时间1分钟设为距离颗粒表面的深度为1nm，将300分钟设为深度300nm，使用此时的Si的原子浓度值和Fe的原子浓度值，求出Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)。
[比较例2]
除了将金属熔液调制原料变更为电解铁26.9kg、硅金属1.1kg和铬铁合金2.0kg之外，利用与比较例1相同的方法得到大致球状的FeSiCr合金粉末2。针对该合金粉末2，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[实施例1]
对于比较例1中得到的FeSiCr合金粉末1，使用炉，在包含100ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，以800℃实施960分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末3。针对该合金粉末3，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。此外，将ESCA分析的结果(至深度300nm为止的Si与Fe的原子浓度之比)与比较例1的结果一同示于图1。
[实施例2]
对于比较例1中得到的FeSiCr合金粉末1，使用与实施例1相同的炉，在包含100ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至500℃，以500℃实施960分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末4。针对该合金粉末4，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[实施例3]
对于比较例1中得到的FeSiCr合金粉末1，使用与实施例1相同的炉，在包含100ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，以800℃实施20分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末5。针对该合金粉末5，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[实施例4]
对于比较例1中得到的FeSiCr合金粉末1，使用与实施例1相同的炉，在包含100ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至700℃，以700℃实施60分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末6。针对该合金粉末6，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[实施例5]
对于比较例2中得到的FeSiCr合金粉末2，使用与实施例1相同的炉，在包含100ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至700℃，以700℃实施60分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末7。针对该合金粉末7，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[比较例3]
对于比较例2中得到的FeSiCr合金粉末2，使用棚式干燥机，在大气气氛中以150℃实施60分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末8。针对该合金粉末8，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[比较例4]
对于比较例2中得到的FeSiCr合金粉末2，使用棚式干燥机，在大气气氛中以200℃实施60分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末9。针对该合金粉末9，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[比较例5]
对于比较例1中得到的FeSiCr合金粉末1，使用与实施例1相同的炉，在包含100ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至400℃，以400℃实施960分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末10。针对该合金粉末10，利用与比较例1相同的方法，求出组成、氧含量、粒度分布、压粉电阻和磁特性(包括压粉磁芯的密度)，进而进行X射线衍射测定。结果示于下述表2和表3。
[比较例6]
对于比较例1中得到的FeSiCr合金粉末1，使用与实施例1相同的炉，在CO/CO2/N2气氛中(氧浓度为0.1ppm)，以10℃/分钟的升温速度加热至800℃，以800℃实施960分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末11。针对该合金粉末11，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[比较例7]
除了变更分级条件而变更粒度之外，利用与比较例1相同的方法得到大致球状的FeSiCr合金粉末12。针对该合金粉末12，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性。结果示于下述表2和表3。
[实施例6]
对于比较例7中得到的FeSiCr合金粉末12，使用与实施例1相同的炉，在包含800ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至700℃，以700℃实施240分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末13。针对该合金粉末13，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[比较例8]
除了变更分级条件而变更粒度之外，利用与比较例1相同的方法得到大致球状的FeSiCr合金粉末14。针对该合金粉末14，利用与比较例1相同的方法求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性。结果示于下述表2和表3。
[实施例7]
对于比较例8中得到的FeSiCr合金粉末14，使用与实施例1相同的炉，在包含2000ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至700℃，以700℃实施240分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末15。针对该合金粉末15，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
[比较例9]
除了变更分级条件而变更粒度之外，利用与比较例1相同的方法得到大致球状的FeSiCr合金粉末16。针对该合金粉末16，利用与比较例1相同的方法求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性。结果示于下述表2和表3。
[实施例8]
对于比较例9中得到的FeSiCr合金粉末16，使用与实施例1相同的炉，在包含2000ppm氧的氮气气氛中，以10℃/分钟的升温速度加热至700℃，以700℃实施240分钟的热处理，得到FeSiCr合金粉末17。针对该合金粉末17，利用与比较例1相同的方法，求出组成(Fe、Si、Cr的量和氧含量)、粒度分布、BET比表面积、振实密度、压粉体电阻和磁特性，进而进行X射线衍射(XRD)测定和ESCA分析。结果示于下述表2和表3。
将以上的实施例1～8和比较例1～9的热处理条件示于下述表1，将由它们得到的合金粉末1～17的粉体特性示于下述表2，将合金粉末1～17的绝缘特性和磁特性示于下述表3(表3中为了参考而再次示出热处理条件和距离颗粒表面1nm的深度处的Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe))。
[表1]
Figure BDA0002958136460000191
[表2]
Figure BDA0002958136460000201
[表3]
Figure BDA0002958136460000211
关于距离颗粒表面1nm的深度处的Si与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)，热处理前的原料粉末(比较例1和2)为1以下，深度300nm处的比(Si/Fe)为0.03左右。这样地利用水雾化法制造的FeSiCr合金粉末中，在热处理前针对Si观察到一定程度的在颗粒表面的局部存在(偏析)，但压粉体电阻R不充分。
若对于该原料粉末(比较例2)在大气气氛中进行200℃以下的热处理(比较例3和4)，则1nm的深度处的原子浓度之比(Si/Fe)几乎观察不到变化，氧含量和O×D50(质量％·μm)略微上升。在与原料粉末的对比中，电绝缘性不充分、表现为压粉体电阻R略微上升的程度，饱和磁化强度σs略微恶化。
对于比较例1的原料粉末，在本发明规定的存在微量氧的气氛中以较低温度进行热处理时(比较例5)，在1nm的深度处的原子浓度之比(Si/Fe)几乎观察不到变化。对于比较例1的原料粉末，在高温但实质上不存在氧的气氛中进行热处理时(比较例6)，1nm的深度处的原子浓度之比(Si/Fe)一定程度上升。但是，在它们与原料粉末的对比中，饱和磁化强度σs均未变化，电绝缘性略微恶化。
另一方面，对于比较例1和2的原料粉末，实施本发明的热处理方法时(实施例1～5)，1nm的深度处的原子浓度之比(Si/Fe)大幅上升8.0以上，电绝缘性也上升两位数以上。另一方面，饱和磁化强度σs没有变化，与原料粉末同等。
若针对实施例1和比较例1的软磁性粉末中的Si分布进行具体说明，则比较例1的软磁性粉末如图1的(a)的虚线所示那样，在任何深度下，原子浓度之比(Si/Fe)均为1以下而不会明显变化，Si大致均匀地存在。与此相对，实施例1的软磁性粉末如实线所示那样，比(Si/Fe)在颗粒内部(距离颗粒表面的深度为30nm以上的深区)为0.5以下，均匀而无明显变化，但从深度10nm附近起朝向表面侧变大，在深度1nm的位置处达到17.4，Si这样地局部存在于表面侧。像这样，根据Si局部存在于表面侧的软磁性粉末，与Si均匀存在的软磁性粉末相比，能够既同等地维持饱和磁化强度又获得更高的电绝缘性。
对于与比较例1和2相比粒径发生变化的原料粉末(比较例7～9)，实施本发明的热处理方法时，也观察到同样的效果(实施例6～8)。需要说明的是，在这些实施例的情况下，与实施例1～5相比磁导率变高，认为这是因为：其是粒度分布与实施例1～5的FeSiCr合金粉末不同的合金粉末，由此在测定磁特性时的圆环形状的成形体的形成中，颗粒的填充性得以提高。

Claims (12)

1.一种软磁性粉末，其为由包含Si的Fe合金构成的软磁性粉末，
所述软磁性粉末包含0.1～15质量％的Si，
距离所述软磁性粉末的颗粒表面1nm的深度处的Si的原子浓度与Fe的原子浓度之比(Si/Fe)为4.5～30。
2.根据权利要求1所述的软磁性粉末，其中，通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)为0.1～15μm。
3.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末，其包含84～99.7质量％的Fe。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的软磁性粉末，其包含0.2～10质量％的Si。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的软磁性粉末，其中，所述软磁性粉末进一步包含Cr，所述Cr的含量为0.1～8质量％。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的软磁性粉末，其中，通过激光衍射式粒度分布测定装置而测定的体积基准的累积50％粒径(D50)为0.5～8μm。
7.一种软磁性粉末的热处理方法，其具有如下热处理工序：在氧浓度为1～2500ppm的气氛中，以450～1100℃对由包含0.1～15质量％的Si的Fe合金构成的软磁性粉末进行热处理。
8.根据权利要求7所述的软磁性粉末的热处理方法，其中，在所述热处理工序中，实施10～1800分钟的所述热处理。
9.根据权利要求7或8所述的软磁性粉末的热处理方法，其中，供于所述热处理工序的所述软磁性粉末进一步包含Cr，所述Cr的含量为0.1～8质量％。
10.一种软磁性材料，其包含权利要求1～6中任一项所述的软磁性粉末和粘结剂。
11.一种压粉磁芯，其包含权利要求1～6中任一项所述的软磁性粉末。
12.一种压粉磁芯的制造方法，其中，将权利要求1～6中任一项所述的软磁性粉末或权利要求10所述的软磁性材料成型为规定的形状，对所得的成型物进行加热而得到压粉磁芯。
CN201980057422.3A 2018-10-30 2019-10-30 软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法 Active CN112638562B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018204136 2018-10-30
JP2018-204136 2018-10-30
JP2019195775A JP6851448B2 (ja) 2018-10-30 2019-10-29 軟磁性粉末の熱処理方法
JP2019-195775 2019-10-29
PCT/JP2019/042467 WO2020090849A1 (ja) 2018-10-30 2019-10-30 軟磁性粉末、軟磁性粉末の熱処理方法、軟磁性材料、圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112638562A true CN112638562A (zh) 2021-04-09
CN112638562B CN112638562B (zh) 2023-09-08

Family

ID=70547150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980057422.3A Active CN112638562B (zh) 2018-10-30 2019-10-30 软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220005636A1 (zh)
JP (2) JP6851448B2 (zh)
KR (1) KR20210083245A (zh)
CN (1) CN112638562B (zh)
TW (1) TWI815988B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7420534B2 (ja) * 2019-02-28 2024-01-23 太陽誘電株式会社 軟磁性合金粉及びその製造方法、並びに軟磁性合金粉から作られるコイル部品及びそれを載せた回路基板
JP7281319B2 (ja) * 2019-03-28 2023-05-25 太陽誘電株式会社 積層コイル部品及びその製造方法、並びに積層コイル部品を載せた回路基板
WO2022009502A1 (ja) * 2020-07-10 2022-01-13 Ｊｆｅミネラル株式会社 金属粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法
JP2022026524A (ja) 2020-07-31 2022-02-10 太陽誘電株式会社 金属磁性粉末及びその製造方法、並びにコイル部品及び回路基板
JP2022026525A (ja) * 2020-07-31 2022-02-10 太陽誘電株式会社 金属磁性粉末及びその製造方法、並びにコイル部品及び回路基板
JP2022035559A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 株式会社村田製作所 複合磁性体
JP7139082B2 (ja) * 2020-11-10 2022-09-20 Ｊｆｅミネラル株式会社 軟磁性合金粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007231330A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Jfe Steel Kk 圧粉磁心用金属粉末および圧粉磁心の製造方法
CN101410331A (zh) * 2006-03-31 2009-04-15 国立大学法人东京大学 磁性材料
JP2014143286A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Tdk Corp 軟磁性体組成物およびその製造方法、磁芯、並びに、コイル型電子部品
JP2017008376A (ja) * 2015-06-23 2017-01-12 大同特殊鋼株式会社 Ｆｅ基合金組成物、軟磁性粉体、複合磁性体、及び軟磁性粉体の製造方法
US20170256345A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-07 Sanyo Special Steel Co., Ltd. Flat Soft Magnetic Powder and Production Method Therefor

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2658111B2 (ja) 1988-01-13 1997-09-30 セイコーエプソン株式会社 手動式プリンタ
JP4024705B2 (ja) 2003-03-24 2007-12-19 株式会社豊田中央研究所 圧粉磁心およびその製造方法
KR101007725B1 (ko) 2008-02-15 2011-01-13 (주)에스엔알 위치인식 시스템 및 그 위치인식 방법
JP2010272604A (ja) 2009-05-20 2010-12-02 Nec Tokin Corp 軟磁性粉末及びそれを用いた圧粉磁芯、インダクタ並びにその製造方法
JP2015088529A (ja) * 2013-10-28 2015-05-07 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
JP6501148B2 (ja) 2015-03-12 2019-04-17 日立化成株式会社 圧粉成形体を用いた磁気シート材およびその製造方法
JP6722403B2 (ja) * 2016-08-23 2020-07-15 大同特殊鋼株式会社 軟磁性金属粉体及びこれを含む複合磁性シート体
JP7045905B2 (ja) * 2018-03-30 2022-04-01 山陽特殊製鋼株式会社 軟磁性粉末及びその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007231330A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Jfe Steel Kk 圧粉磁心用金属粉末および圧粉磁心の製造方法
CN101410331A (zh) * 2006-03-31 2009-04-15 国立大学法人东京大学 磁性材料
JP2014143286A (ja) * 2013-01-23 2014-08-07 Tdk Corp 軟磁性体組成物およびその製造方法、磁芯、並びに、コイル型電子部品
JP2017008376A (ja) * 2015-06-23 2017-01-12 大同特殊鋼株式会社 Ｆｅ基合金組成物、軟磁性粉体、複合磁性体、及び軟磁性粉体の製造方法
US20170256345A1 (en) * 2016-03-01 2017-09-07 Sanyo Special Steel Co., Ltd. Flat Soft Magnetic Powder and Production Method Therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN112638562B (zh) 2023-09-08
JP7049435B2 (ja) 2022-04-06
US20220005636A1 (en) 2022-01-06
JP2020070499A (ja) 2020-05-07
TWI815988B (zh) 2023-09-21
JP2021077894A (ja) 2021-05-20
TW202035730A (zh) 2020-10-01
KR20210083245A (ko) 2021-07-06
JP6851448B2 (ja) 2021-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112638562B (zh) 软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法
JP6447937B2 (ja) 磁心の製造方法
CN110997184B (zh) 软磁性粉末、Fe粉末或含有Fe的合金粉末的制法、软磁性材料、以及压粉磁芯的制法
JP2021122061A (ja) Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系結晶粒子を含む磁石粉末およびそれから製造される焼結磁石ならびにそれらの製造方法
KR20160132838A (ko) 자심, 코일 부품 및 자심의 제조 방법
JP7045905B2 (ja) 軟磁性粉末及びその製造方法
JP2018178254A (ja) Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉末およびその製造方法
JP2019218611A (ja) 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
JPWO2019065481A1 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
CN113518674B (zh) 软磁性粉末、软磁性粉末的热处理方法、软磁性材料、压粉磁芯和压粉磁芯的制造方法
WO2020090849A1 (ja) 軟磁性粉末、軟磁性粉末の熱処理方法、軟磁性材料、圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法
WO2019045100A1 (ja) 軟磁性粉末、Ｆｅ粉末又はＦｅを含む合金粉末の製造方法、軟磁性材料、並びに圧粉磁心の製造方法
JP7177393B2 (ja) 軟磁性金属粉末
JP2011187634A (ja) 磁性材料
JP2023079830A (ja) 軟磁性金属粉末、磁気コア、磁性部品および電子機器
WO2021241466A1 (ja) 軟磁性粉末、軟磁性粉末の製造方法、軟磁性材料、圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant