CN114864209A - 压粉磁心用粉末及压粉磁心 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种减小粒径且抑制了磁滞损耗的压粉磁心用粉末及压粉磁心。压粉磁心用粉末在包含Fe‑Si系合金粉末时，所述Fe‑Si系合金粉末的中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下，粒度分布中的D10为6.9μm以上，进而，粒度分布的D90为50.9μm以下，在包含FeSiAl系合金粉末时，所述FeSiAl系合金粉末的中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，粒度分布中的D10为5.5μm以上。

Description

压粉磁心用粉末及压粉磁心

技术领域

本发明涉及一种压粉磁心用粉末及使用所述压粉磁心用粉末的压粉磁心。

背景技术

也被称为电感器或电抗器的线圈是将电能转换为磁能进行存储及释放的电磁零件。线圈在电力用途中也被特别称为电抗器，以混合动力汽车或电动汽车、燃料电池车的驱动系统等为首，在OA设备、太阳光发电系统、汽车、不间断电源等各种领域中被规格化。

在线圈中大多使用压粉磁心的芯。压粉磁心是对将压粉磁心用粉末压实所得的成形体进行退火而得。压粉磁心用粉末是软磁性金属的粉末，例如可列举：向Fe中添加Si所得的FeSi系合金或也被称为铝硅铁粉的向Fe中添加Si与Al所得的FeSiAl系合金。

根据提高能量转换效率或低发热等要求，对压粉磁心要求可以小的施加磁场获得大的磁通密度的磁特性、以及磁通密度变化中的能量损耗小的磁特性。作为与磁通密度相关的磁特性，例如可列举磁导率(μ)。作为与能量损耗相关的磁特性，可列举也被称为芯损耗的铁损(Pcv)。铁损(Pcv)由磁滞损耗(hysteresis loss)(Ph)与涡流损耗(eddy currentloss)(Pe)的和表示。

磁滞损耗与频率成比例，涡流损耗与频率的二次方成比例。因此，当在高频区域使用线圈时，涡流损耗在能量损耗中支配性地作用。因此，为了减低涡流损耗，提出了将压粉磁心用粉末的粒径设为45μm以上、180μm以下(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2009-32880号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在专利文献1中，暗示了在未满45μm时，由于粒径小，因此产生磁滞损耗。即，为了抑制涡流损耗，重要的是限制粒径大的压粉磁心用粉末并提高比电阻，但若减小粒径，则相反有磁滞损耗会变大的担忧。

本发明是为了解决所述课题而成，其目的在于提供一种减小粒径且抑制了磁滞损耗的压粉磁心用粉末及压粉磁心。

[解决问题的技术手段]

本发明人们进行努力研究，结果获得如下见解：小粒径的软磁性粉末并不一律导致磁滞损耗的增加，即便是小粒径，也存在磁滞损耗变低的特异性范围。换言之，可知：不论是粒径小于所述范围的情况，还是大于所述范围的情况，与粒径被限制于所述范围的情况相比，磁滞损耗会增加。

本实施方式的压粉磁心用粉末是基于由本发明人们所得的所述见解而成，为了达成所述目的，而包含Fe-Si系合金粉末，所述Fe-Si系合金粉末的中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下，粒度分布中的D10为6.9μm以上，进而，粒度分布的D90为50.9μm以下。所述Fe-Si系合金粉末也可设为Fe-5.5％Si系合金。另外，也可设为：所述Fe-Si系合金粉末为Fe-6.5％Si系合金，中值粒径D50为16.3μm以上、36.7μm以下，粒度分布中的D10为7.4μm以上，进而，粒度分布的D90为47.6μm以下。

进而，本发明人们进行努力研究，结果获得如下见解：在压粉磁心用粉末为FeSiAl系合金粉末的情况下，第一，若为小粒径，则并不一律导致磁滞损耗的增加，第二，若中值粒径D50为16.4μm以上，则磁滞损耗不会急剧增加，第三，若粒度分布中的D10未满5.5μm，则磁滞损耗会急剧增加。另外，本发明人们获得如下见解：在压粉磁心用粉末为FeSiAl系合金粉末的情况下，以中值粒径D5023.6μm为界，涡流损耗发生急变。

本实施方式的压粉磁心用粉末是基于由本发明人们所得的所述见解而成，为了达成所述目的，而包含FeSiAl系合金粉末，所述FeSiAl系合金粉末的中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，粒度分布中的D10为5.5μm以上。

也可设为：所述压粉磁心用粉末包括被覆所述Fe-Si系合金粉末的粒子表面的绝缘层。

包含所述压粉磁心用粉末的压粉磁心也是本发明的一形态。

[发明的效果]

根据本发明，在包含Fe-Si系合金粉末的压粉磁心用粉末中，粒径小且可抑制磁滞损耗，在包含FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末中，可抑制磁滞损耗，而且，也可减小涡流损耗，因此可抑制铁损。

附图说明

图1是表示包含Fe-Si系合金粉末的压粉磁心用粉末的中值粒径D50与磁滞损耗的关系的图表。

图2是表示包含Fe-Si系合金粉末的压粉磁心用粉末的粒度分布中的D10与磁滞损耗的关系的图表。

图3是表示包含Fe-Si系合金粉末的压粉磁心用粉末的粒度分布中的D90与磁滞损耗的关系的图表。

图4是表示包含FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末的中值粒径D50与磁滞损耗的关系及中值粒径D50与涡流损耗的关系的图表。

图5是表示包含FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末的中值粒径D50与铁损的关系的图表。

图6是表示包含FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末的粒度分布中的D10与磁滞损耗的关系的图表。

图7是表示包含FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末的中值粒径D50与初磁导率的关系的图表。

具体实施方式

以下，对本实施方式的压粉磁心用粉末及压粉磁心进行详细说明。此外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。

压粉磁心是用于也被称为电感器及电抗器的线圈的芯的磁性体。压粉磁心包含压粉磁心用粉末。压粉磁心用粉末视需要由绝缘层被覆。即，压粉磁心可通过如下方式来制作：对压粉磁心用粉末进行热处理，利用绝缘树脂被覆压粉磁心用粉末，对周围形成有绝缘层的压粉磁心用粉末进行加压成形，并对成形体进行煅烧。

作为压粉磁心用粉末，可使用以Fe为主成分且含有Si的Fe-Si系合金粉末。Fe-Si合金粉末例如可列举相对于Fe而含有5.5wt％的Si的Fe-5.5％Si合金粉末或相对于Fe而含有6.5wt％的Si的Fe-6.5％Si合金粉末，Si相对于Fe的比例也可为5.5％或6.5％以外的比率。另外，在Fe-Si系合金粉末中也可包含Co、Al、Cr或Mn。

另外，作为压粉磁心用粉末，可使用包含铁、硅及铝的三元合金即FeSiAl系合金粉末。FeSiAl系合金粉末例如相对于Fe而含有6wt％至10wt％左右的Si及4wt％至5wt％左右的Al。在FeSiAl系合金粉末中例如也可相对于Fe而包含1wt％至3wt％左右的Ni。进而，在FeSiAl系合金粉末中也可包含Co、Cr或Mn。

以下，在不区分Fe-Si系合金粉末与FeSiAl系合金粉末的情况下，简称为软磁性粉末。软磁性粉末可通过粉碎法来制作，也可通过雾化法来制作。在粉碎法中，通过颚式破碎机(Jaw Crusher)、锤磨机(Hammer Mill)、磨碎机(Attrition Mill)、捣磨机(stamp mill)或球磨机加工等将Fe-Si系合金或FeSiAl系合金的金属块机械性粉碎。雾化法可为水雾化法、气体雾化法、水气雾化法的任一种。对于Fe-Si系合金粉末而言，水雾化法目前获取性最佳且成本最低，及对于FeSiAl系合金粉末而言，粉碎法目前获取性最佳且成本最低。在使用水雾化法或粉碎法的情况下，其粒子形状为歪斜状，因此容易提高将其加压成形而得的粉末成形体的机械强度，因此优选。气体雾化法可有效地减低磁滞损耗而优选。

在Fe-Si系合金粉末的压粉磁心用粉末中，通过利用振动梳等进行的筛分或基于利用因气流中的粒子的粒径而飞行轨迹不同的气流进行的分级而使用中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下，粒度分布中的D10为6.9μm以上，粒度分布的D90为50.9μm以下的Fe-Si系合金粉末。若将所述粒度分布的Fe-Si系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则由于粒径小，因此可抑制压粉磁心的涡流损耗，而且即便粒径小，也可将压粉磁心的磁滞损耗抑制得低。另一方面，不论是中值粒径D50未满所述范围、粒度分布的D10未满所述范围、中值粒径D50超过所述范围，还是粒度分布的D90超过所述范围，磁滞损耗均会急剧上升。

在FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末中，通过利用振动梳等进行的筛分或基于利用因气流中的粒子的粒径而飞行轨迹不同的气流进行的分级而使用中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，粒度分布中的D10为5.5μm以上的FeSiAl系合金粉末。若将所述FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则可将磁滞损耗抑制得小，也可将涡流损耗抑制得更低，铁损变小。而且，若将中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则可获得初磁导率高的压粉磁心。

即，若将中值粒径D50为16.4μm以上的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则可将压粉磁心的磁滞损耗抑制得低。换言之，若将中值粒径D50未满16.4μm的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则压粉磁心的磁滞损耗会急剧上升。但是，以粒度分布中的D105.5μm为界，压粉磁心的磁滞损耗会发生急变。具体而言，若将粒度分布中的D10未满5.5μm的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则压粉磁心的磁滞损耗会急剧上升。

因此，在FeSiAl系合金粉末中，若中值粒径D50为16.4μm以上且粒度分布中的D10为5.5μm以上，则可将压粉磁心的磁滞损耗抑制得低。另外，以中值粒径D5023.6μm为界，压粉磁心的涡流损耗发生急变。具体而言，粒径小中，若将中值粒径D50为23.6μm以下的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则可特别抑制压粉磁心的涡流损耗。

FeSiAl系合金粉末优选为比表面积小。即，优选为球形度高。原因在于，若比表面积小，则FeSiAl系合金粉末彼此的间隙变少，可实现密度及磁导率的提高。作为表示球形度高的指标，在使用FeSiAl系合金粉末的圆形度的情况下，优选为圆形度为0.95以上。通过使用球磨机、机械合金化、喷射磨机、精碎机或表面改质装置来整平表面的凹凸，可使粒子的平均圆形度上升。

软磁性粉末优选为在由绝缘层被覆前在非氧化环境下预先进行热处理。非氧化环境优选为环境中的0.01％等低氧环境或惰性气体环境。作为惰性气体，可列举H₂或N₂。加热时间例如为1小时～6小时左右。在所述热处理工序中，优选为将软磁性粉末暴露于500℃以上、700℃以下的温度环境下。若将软磁性粉末暴露于500℃以上、700℃以下的温度环境下，则可获得磁滞损耗的减低效果。

被覆软磁性粉末的各粒子的绝缘层可以覆盖粒子整个表面的方式附着，也可以覆盖粒子的一部分表面的方式附着，这些两种形态也可混合存在。另外，所述绝缘层可附着于软磁性粉末的各粒子，也可附着于粒子的凝聚体的表面，这些两种形态也可混合存在。在覆盖粒子或凝聚体的一部分表面时，绝缘层可呈点状分散附着，也可呈块状分散附着，这些形态也可混合存在。

在绝缘层中包含作为绝缘材料的硅烷偶合剂、硅酮寡聚物、硅酮树脂或它们的混合。例如，在Fe-Si系合金或FeSiAl系合金的粒子或凝聚体的外侧可附着硅烷偶合剂与硅酮树脂，也可附着硅酮寡聚物与硅酮树脂。另外，在多种绝缘材料附着于Fe-Si系合金或FeSiAl系合金的粒子或凝聚体的外侧的情况下，包含所述多种绝缘材料的绝缘层可按种类分为各层，也可为混合有各种类的单层。

作为硅烷偶合剂，可使用氨基硅烷系、环氧硅烷系、异氰脲酸酯系的硅烷偶合剂，特别优选为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、三-(3-三甲氧基硅烷基丙基)异氰脲酸酯。作为硅烷偶合剂的添加量，相对于软磁性粉末，优选为0.05wt％以上、1.0wt％以下。通过将硅烷偶合剂的添加量设为所述范围，可提高压粉磁心用粉末的流动性，并且提高所成形的压粉磁心的密度、磁特性、强度特性。

在混合软磁性粉末与硅烷偶合剂后，对软磁性粉末与硅烷偶合剂的混合物进行加热干燥。干燥温度为25℃～200℃。原因在于，若干燥温度低于25℃，则存在溶剂残留，被膜变得不完全的情况。另一方面，原因在于，若干燥温度高于200℃，则存在发生分解，无法形成为被膜的情况。干燥时间为2小时左右。

作为硅酮寡聚物，可使用：具有烷氧基硅烷基、不具有反应性官能基的甲基系、甲基苯基系；或具有烷氧基硅烷基及反应性官能基的环氧系、环氧甲基系、巯基系、巯基甲基系、丙烯酸甲基系、甲基丙烯酸甲基系、乙烯基苯基系；或者不具有烷氧基硅烷基而具有反应性官能基的脂环式环氧系等。特别是，通过使用甲基系或甲基苯基系的硅酮寡聚物，可形成厚且硬的绝缘层。另外，考虑到硅酮寡聚物层的形成容易度，也可使用粘度相对较低的甲基系、甲基苯基系。相对于软磁性粉末，硅酮寡聚物的添加量理想为0.1wt％以上、2.0wt％以下。

在混合软磁性粉末与硅酮寡聚物后，对软磁性粉末与硅酮寡聚物的混合物进行加热干燥。干燥温度优选为25℃～300℃。若干燥温度未满25℃，则膜的形成变得不完全，涡流损耗变高，损耗增大。另一方面，若干燥温度大于300℃，则因粉末氧化而磁滞损耗变高，损耗增大。干燥时间为2小时左右。

硅酮树脂是在主骨架具有硅氧烷键(Si-O-Si)的树脂，可形成挠性优异的绝缘层。作为硅酮树脂，典型而言，可使用甲基系、甲基苯基系、丙基苯基系、环氧树脂改性系、醇酸树脂改性系、聚酯树脂改性系、橡胶系等。其中，特别是在使用甲基苯基系的硅酮树脂的情况下，可形成加热减量少、耐热性优异的绝缘层。

相对于Fe-Si系合金粉末，硅酮树脂的添加量优选为1.0wt％～2.0wt％。若添加量少于1.0wt％，则无法作为绝缘被膜发挥功能，涡流损耗增加，由此磁特性降低，若添加量多于2.0wt％，则导致压粉磁心的密度降低。另外，相对于FeSiAl系合金粉末，硅酮树脂的添加量优选为0.8wt％～2.0wt％。

若添加量少于0.8wt％，则无法作为绝缘被膜发挥功能，涡流损耗增加，由此磁特性降低，若添加量多于2.0wt％，则导致压粉磁心的密度降低。

在混合软磁性粉末与硅酮树脂后，对软磁性粉末与硅酮树脂的混合物进行加热干燥。干燥温度优选为100℃～200℃。原因在于，若干燥温度小于100℃，则存在膜的形成变得不完全，涡流损耗变高的情况。另一方面，原因在于，若干燥温度大于200℃，则存在粉末成为无机物，无法起到作为粘合剂的作用，形状保持性变差，成形体的密度及磁导率降低的情况。干燥时间为2小时左右。

此外，在软磁性粉末中也可附加各种添加物。例如，也可添加氧化铝粉末、氧化镁粉末、二氧化硅粉末、二氧化钛粉末及氧化锆粉末等无机绝缘粉末；缩合磷酸铝、缩合磷酸钙及缩合磷酸镁等缩合磷酸金属盐。

在使用此种压粉磁心用粉末来制作压粉磁心时，向压粉磁心用粉末中添加润滑剂来进行加压成形及煅烧。润滑剂被覆被覆了压粉磁心用粉末的绝缘层的表面。作为润滑剂，并不限定于此，例如可列举：硬脂酸及其金属盐以及乙烯双硬脂酰胺、乙烯双硬脂酸酯酰胺等。相对于压粉磁心用粉末，润滑剂的添加量优选为0.2wt％～0.8wt％左右。相对于压粉磁心用粉末，润滑剂的添加量进而优选为0.3wt％～0.6wt％左右。通过设为所述范围，可进一步提高压粉磁心用粉末间的润滑性。

加压成形工序是通过对形成有绝缘层的压粉磁心用粉末进行加压成形来成形压粉成形体的工序。对压粉磁心用粉末施加10ton/cm²～20ton/cm²左右的压力来制作压粉成形体。加压力更优选为以平均计为12ton/cm²～15ton/cm²左右。

加压成型后的煅烧工序中，在氮气中、氮气与氢气的混合气体、0.01％等低氧环境等非氧化性环境中或大气中，在600℃以上且低于被覆于压粉磁心用粉末的绝缘层被破坏的温度(例如，设为900℃)的温度下进行热处理。通过经过所述煅烧工序而可制作压粉磁心。

此种压粉磁心用粉末及压粉磁心适合用于假定100kHz以上的高频带及例如100mT等高磁通密度的电抗器或变压器。在数十kHz左右的频带中，压粉磁心用粉末的粒径对磁滞损耗造成的影响小。另一方面，在100kHz以上的高频带及例如100mT等高磁通密度中，将模态设为与数十kHz左右的频带不同，压粉磁心用粉末的粒径对磁滞损耗造成的影响变大。

通常认为：若减少粒径，则磁滞损耗会变大。但是，在使用包含Fe-Si系合金粉末的压粉磁心用粉末的情况下，即便是小粒径，如上所述，也存在磁滞损耗特异性变小的范围。通过将粒径限制于所述范围，即便在100kHz以上的高频带及例如100mT等高磁通密度的无法无视磁滞损耗的状况下，也可达成低磁滞损耗。因此，此种压粉磁心用粉末及压粉磁心适合用于假定100kHz以上的高频带及例如100mT等高磁通密度的电抗器或变压器。

进而，在使用包含FeSiAl系合金粉末的压粉磁心用粉末的情况下，通常而言，若粒径小，则有涡流损耗变小的倾向，其中，存在涡流损耗被抑制得特别小的范围。通过使粒径与这些范围一致，即便在100kHz以上的高频带及例如100mT等高磁通密度的无法无视磁滞损耗的状况下，也可达成低磁滞损耗，另外，可使涡流损耗更低。因此，此种压粉磁心用粉末及压粉磁心适合用于假定100kHz以上的高频带及例如100mT等高磁通密度的电抗器或变压器。

基于实施例来对本发明进行进一步详细说明。此外，本发明并不限定于下述实施例。

(Fe-Si系合金粉末)

制作实施例1至实施例6以及比较例1至比较例4的压粉磁心用粉末，进而，使用这些压粉磁心用粉末的各个来制作压粉磁心。实施例1至实施例6以及比较例1至比较例4的压粉磁心用粉末的粒径与所使用的Fe-Si系合金粉末不同。关于其他情况，制作压粉磁心用粉末起至制作压粉磁心为止，利用共通的制造方法及制造条件来制作。

实施例1至实施例6以及比较例1至比较例4中共通的制造方法如下所述。首先，准备Si的含有率为6.5％的Fe-6.5％Si合金粉末或Si的含有率为5.5％的Fe-5.5％Si合金粉末的Fe-Si系合金粉末。过150目的筛，将经筛选的Fe-Si系合金粉末在650℃的氮气环境中暴露2小时。进而，将所述热处理后的Fe-Si系合金粉末过筛，以成为与实施例1至实施例6以及比较例1至比较例4相应的粒度分布的方式分级。

相对于经分级的Fe-Si系合金粉末，混合0.5wt％的硅酮寡聚物，在200℃的大气环境下干燥2小时。进而，混合1.6wt％的固体成分为50％的硅酮树脂，在150℃的大气环境下干燥2小时。由此，制作在Fe-Si系合金粉末的表面形成有硅酮寡聚物的层、进而在硅酮寡聚物层上层叠有硅酮树脂层的压粉磁心用粉末。

出于消除凝聚的目的，使压粉磁心用粉末通过孔径250μm的筛，添加0.5wt％的润滑剂(阿克蜡(Acrawax)(注册商标))。将添加有润滑剂的压粉磁心用粉末填充于模具中，进行压制成形，从而获得外径16.5mm、内径11.0mm、高度5.0mm的各压粉成形体。在压制成形的压力为15ton/cm²下进行。由此，制作压粉成形体。制作压粉成形体后，将所述压粉成形体在850℃的氮气环境下或0.01％的低氧环境下煅烧2小时。由此，制作压粉磁心。

在各实施例及比较例的压粉磁心上利用φ0.5mm的铜线卷绕一次绕组20圈、二次绕组20圈的卷线，测定磁滞损耗。关于测定条件，设为频率100kHz、最大磁通密度Bm＝100mT，并使用磁计测设备即BH分析仪(岩通计测股份有限公司：SY-8219)。然后，利用以下的(1)式～(3)式并通过最小二乘法来算出磁滞损耗系数，由此最终求出磁滞损耗。

Pcv＝Kh×f+Ke×f²··(1)

Ph＝Kh×f··(2)

Pe＝Ke×f²··(3)

Pcv：铁损

Kh：磁滞损耗系数

Ke：涡流损耗系数

f：频率

Ph：磁滞损耗

Pe：涡流损耗

将各实施例及比较例中所使用的Fe-Si系合金的种类、粒度分布、各煅烧环境下的磁滞损耗的结果示于下表1中。

(表1)

另外，基于表1的结果，将压粉磁心用粉末的中值粒径D50与磁滞损耗的关系汇总于图1的图表中，将压粉磁心用粉末的中值粒径D10与磁滞损耗的关系汇总于图2的图表中，将压粉磁心用粉末的中值粒径D90与磁滞损耗的关系汇总于图3的图表中。

在图1至图3中，绘图为方形的系列为使用含有Fe-6.5％Si的粉末在氮气环境下煅烧的各实施例及比较例的结果，绘图为圆形的系列为使用含有Fe-6.5％Si的粉末在0.01％低氧环境下煅烧的各实施例及比较例的结果，绘图为三角的系列为使用含有Fe-5.5％Si的粉末在氮气环境下煅烧的各实施例及比较例的结果，绘图为菱形的系列为使用含有Fe-5.5％Si的粉末在0.01％低氧环境下煅烧的各实施例及比较例的结果。

如图1所示，中值粒径D50为16.3μm以上、36.7μm以下的Fe-6.5％Si系合金粉末的磁滞损耗被限制得小。另外，中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下的Fe-5.5％Si系合金粉末的磁滞损耗被限制得小。

总而言之，可确认到：若Fe-Si系合金粉末的中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下，则相对于粒径的磁滞损耗的影响小，磁滞损耗被限制得小。另一方面，确认到：若脱离所述范围，则如原则所述，粒径小成为磁滞损耗的产生原因，磁滞损耗变大。

但是，如图2及图3所示，粒度分布中的D10为7.4μm以上、进而粒度分布的D90为47.6μm以下的Fe-6.5％Si系合金粉末的磁滞损耗被限制得小。另外，粒度分布中的D10为6.9μm以上、进而粒度分布的D90为50.9μm以下的Fe-5.5％Si系合金粉末的磁滞损耗被限制得小。

总而言之，可确认到：在除中值粒径的条件以外，Fe-Si系合金粉末的粒度分布中的D10为6.9μm以上、进而粒度分布的D90为50.9μm以下的情况下，相对于粒径的磁滞损耗的影响小，磁滞损耗被限制得小。即，如图2及图3所示，确认到，在Fe-Si系合金粉末的粒度分布中的D10脱离所述范围、进而粒度分布的D90脱离所述范围的情况下，即便中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下，磁滞损耗也变大。

因此，如表1以及图1至图3所示，可确认到：包含中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下、粒度分布中的D10为6.9μm以上、进而粒度分布的D90为50.9μm以下的Fe-Si系合金粉末的实施例1至实施例6的压粉磁心与比较例1至比较例4的压粉磁心相比，磁滞损耗变低。可确认到：特别是当在氮气环境下进行煅烧时，相对于比较例1至比较例4，实施例1至实施例6的磁滞损耗的低度变得显著。

(FeSiAl系合金粉末)

其次，制作实施例7至实施例10以及比较例5至比较例9的压粉磁心用粉末，进而，使用这些压粉磁心用粉末的各个来制作压粉磁心。实施例7至实施例10以及比较例5至比较例9的压粉磁心用粉末的粒度分布、圆形度及保磁力与FeSiAl系合金粉末不同。关于其他情况，制作压粉磁心用粉末起至制作压粉磁心为止，利用共通的制造方法及制造条件来制作。

实施例7至实施例10以及比较例5至比较例9中共通的制造方法如下所述。首先，将FeSiAl系合金粉末过150目的筛，将经筛选的FeSiAl系合金粉末在650℃的氮气环境中暴露2小时。进而，将所述热处理后的FeSiAl系合金粉末过筛，以成为与实施例7至实施例10以及比较例5至比较例9相应的粒度分布的方式分级。

相对于经分级的FeSiAl系合金粉末，添加0.3wt％的润滑剂(阿克蜡(Acrawax)(注册商标))并加以混合，其次，混合0.5wt％的硅烷偶合剂，进而，混合1.5wt％的固体成分为50％的硅酮树脂，在150℃的大气环境中干燥2小时。

出于消除凝聚的目的，使压粉磁心用粉末通过孔径250μm的筛，添加0.2wt％的润滑剂(阿克蜡(Acrawax)(注册商标))。将添加有润滑剂的压粉磁心用粉末填充于模具中，进行压制成形，从而获得外径16.5mm、内径11.0mm、高度5.0mm的各压粉成形体。在压制成形的压力为15ton/cm²下进行。由此，制作压粉成形体。制作压粉成形体后，将所述压粉成形体在700℃的氮气环境下煅烧2小时。由此，制作压粉磁心。

在各实施例及比较例的压粉磁心上利用φ0.5mm的铜线卷绕一次绕组17圈、二次绕组17圈的卷线，测定磁滞损耗。关于测定条件以及铁损、磁滞损耗及涡流损耗的算出方法，与实施例1至实施例4以及比较例1至比较例4相同。

另外，测定各实施例及比较例的密度。密度是表观密度。测定所制作的压粉成形体的外径、内径及高度，根据这些值，并基于π×(外径²-内径²)×高度来算出各压粉成形体的体积(cm³)。然后，测定压粉成形体的重量，将重量除以体积，由此算出密度。此外，所测定的重量为经过压制成形后的重量，且为FeSiAl系合金粉末、硅烷偶合剂、硅酮树脂及润滑剂的合计重量。

进而，测定各实施例及比较例的磁导率。磁导率设为测定铁损时设定最大磁通密度Bm时的振幅磁导率，使用电感电容电阻计(Inductance Capacitance Resistancemeter，LCR计)(安捷伦科技(Agilent Technology)股份有限公司制造：4284A)来算出。关于磁导率，不使直流电流重叠地测定磁场为零的初磁导率(0kA/m)。

将各实施例及比较例中所使用的FeSiAl系合金粉末的粒度分布、圆形度、保磁力(Hc)、密度、初磁导率(0kA/m)、铁损(Pcv)、磁滞损耗(Ph)及涡流损耗(Pe)的结果示于下表2中。

另外，基于表2的结果，将压粉磁心用粉末的中值粒径D50与磁滞损耗的关系及中值粒径D50与涡流损耗的关系汇总于图4的图表中，将压粉磁心用粉末的中值粒径D50与铁损的关系汇总于图5的图表中，将压粉磁心用粉末的粒度分布中的D10与磁滞损耗的关系汇总于图6的图表中，将压粉磁心用粉末的中值粒径D50与初磁导率的关系汇总于图7的图表中。

如表2及图4所示，可确认到中值粒径D50为16.4μm以上的实施例7至实施例10的磁滞损耗被限制得低。另外，如表2及图4所示，可确认到与超过23.6μm的范围相比，23.6μm以下的范围内的涡流损耗进一步变低。因此，如表2及图5所示，可确认到若FeSiAl系合金粉末的中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，则可将铁损抑制得低。

但是，如表2及图6所示，可确认到以粒度分布中的D10 5.5μm为变曲点，磁滞损耗显著不同。即，若粒度分布中的D10未满5.5μm，则将FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末的压粉磁心的磁滞损耗会显著变高。另一方面，若粒度分布中的D10为5.5μm以上，则将FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末的压粉磁心的磁滞损耗被抑制得低。

根据表2及图4至图6而可知：总而言之，可确认到通过将中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，粒度分布中的D10为5.5μm以上的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，可抑制压粉磁心的磁滞损耗，即便是小粒径，也可进一步抑制涡流损耗，从而成为良好的铁损。

进而，如表2及图7所示，确认到：若FeSiAl系合金粉末的中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，则压粉磁心的初磁导率接近100H/m或100H/m以上。即，确认到：若将中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，粒度分布中的D10为5.5μm以上的FeSiAl系合金粉末用作压粉磁心用粉末，则压粉磁心不仅为低铁损，而且具有接近100H/m或100H/m以上的初磁导率。

(其他实施方式)

在本说明书中，对本发明的实施方式进行了说明，但所述实施方式是作为例子而提示，并非意图限定发明的范围。所述的实施方式能够以其他各种形式实施，在不脱离发明的范围的范围内，可进行各种省略或置换、变更。实施方式或其变形包含于发明的范围或主旨内，同样地包含于权利要求所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (6)

1.一种压粉磁心用粉末，其特征在于，

包含Fe-Si系合金粉末，

所述Fe-Si系合金粉末的中值粒径D50为13.8μm以上、39.2μm以下，粒度分布中的D10为6.9μm以上，进而，粒度分布的D90为50.9μm以下。

2.根据权利要求1所述的压粉磁心用粉末，其特征在于，

所述Fe-Si系合金粉末为Fe-5.5％Si系合金。

3.根据权利要求1所述的压粉磁心用粉末，其特征在于，

所述Fe-Si系合金粉末为Fe-6.5％Si系合金，中值粒径D50为16.3μm以上、36.7μm以下，粒度分布中的D10为7.4μm以上，进而，粒度分布的D90为47.6μm以下。

4.一种压粉磁心用粉末，其特征在于，

包含FeSiAl系合金粉末，

所述FeSiAl系合金粉末的中值粒径D50为16.4μm以上、23.6μm以下，粒度分布中的D10为5.5μm以上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压粉磁心用粉末，其特征在于，

包括被覆所述粉末的粒子表面的绝缘层。

6.一种压粉磁心，其特征在于，

包含如权利要求1至5中任一项所述的压粉磁心用粉末。

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