CN1790562A - 包含包括了颗粒表面涂有抗氧化金属的磁粉的粘结磁铁的磁芯 - Google Patents

包含包括了颗粒表面涂有抗氧化金属的磁粉的粘结磁铁的磁芯 Download PDF

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Abstract

本发明的一种电感部件，包括一种磁芯和连接到该磁芯的电感，所述电感部件经过回流焊接处理，所述磁芯在其磁路中具有至少一个磁隙，所述磁芯包括放置在磁隙中的磁偏置磁铁，以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，其特征在于，所述磁偏置磁铁包括粘结磁铁，该粘结磁铁包含稀土磁粉和粘结剂树脂，所述稀土磁粉具有5kOe或更大的内禀矫顽力，300℃或更高的居里温度，该居里温度高于在所述回流焊接处理中的温度，及2.5－50μm的平均粒径，以及所述稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子聚合组成。

Description

包含包括了颗粒表面涂有抗氧化 金属的磁粉的粘结磁铁的磁芯
本申请是申请号为01145653.1的分案申请，母案的申请日为2001年11月28日，在先申请为JP00-361289，优先权日为2000年11月28日。
技术领域
本发明涉及用在电感元件例如用在开关电源等中的扼流圈和变流器中的磁芯(下文简称为“芯”)，尤其涉及包含用于磁偏置的永磁体的磁芯。
背景技术
在例如开关电源等中使用的扼流圈和变压器中，通常以叠加到DC分量上的AC分量施加电压。所以，需要使用在那些扼流圈和变压器中的磁芯具有良好导磁率的磁特性，使得磁芯不由于DC分量的叠加磁饱和。这种磁特性称为“DC叠加特性”或者在本领域中简称为“叠加特性”。
作为在高频带内应用领域中的磁芯，已经使用了铁磁芯和粉末(dust)磁芯。这些磁芯由于其材料的物理特性而具有个别特征。即，铁磁芯具有高内禀导磁率和低饱和磁通密度，同时粉末磁芯具有低内禀导磁率和高饱和磁通密度。因此，通常用环形的粉末磁芯。另一方面，铁磁芯具有形成有磁隙的中央腿的E型芯部分，以防止DC分量叠加造成的磁饱和。
近来，由于随着电子器件的结构更加紧凑，要求电子部件小型化，因此有磁隙的磁芯也是小型的。因此，强烈要求对于DC分量的叠加有较高导磁率的磁芯。
通常，选择具有高饱和磁化强度的磁芯即选择不由于施加的高磁场而磁饱和的磁芯是必要的。但是，饱和磁化强度不可避免地由材料确定，不能作得象希望的那样高。
作为一种解决方案，通常提出在磁芯的磁路中形成的磁隙中放置永磁体，即使磁芯磁偏置，从而取消叠加DC分量造成的DC磁通。
利用永磁体进行磁偏置是改善DC叠加特性的好解决方案。但是，这个方法由于以下原因很难引入到实际应用中。具体地说，烧结的金属磁铁的使用大大增加了磁芯的芯损耗。此外，铁氧体磁铁的使用导致不稳定的叠加特性。
例如在日本未审查的专利公开No.50-133453或JP50-133453A中公开了解决这些问题的方法。该文献使用包括有高矫顽磁力的稀土磁粉和将它们彼此混压实成一种形状的粘结剂的粘结磁铁作为磁偏置磁铁。从而，改善了DC叠加特性和磁芯温度的升高。
近来，越来越强烈地要求改善电源的电源变换效率。因此，这种需要已经变成高水平，对于扼流圈和变压器来说，难以通过测量的磁芯温度确定磁芯的好坏。所以，必然利用磁芯损耗测量装置测量的磁芯损耗数据来确定它。根据本发明人的研究，确认磁芯损耗在具有JP50-133453A中公开的电阻值的磁芯中的值下降。
发明内容
所以，本发明的第一个目的是考虑以上描述提供一种具有出色的DC叠加特性和出色的磁芯损耗特性的简单廉价的磁芯，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置。
此外，近来要求表面安装型的线圈部件。那些线圈部件经过回焊处理以便表面安装在电路板上。在回焊处理的情况下，希望线圈部件的磁芯的磁特性不降级。此外，抗氧化稀土磁铁是不可缺少的。
本发明的第二个目的是考虑以上描述提供一种具有出色的DC叠加特性、出色的磁芯损耗特性、以及在回焊处理的条件下不影响特性的抗氧化性的简单廉价的磁芯，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置。
而且，希望不仅磁粉具有改善的抗氧化性，而且稀土磁铁具有高电阻率。
本发明的第三个目的是考虑以上描述提供一种具有出色的DC叠加特性、出色的磁芯损耗特性、抗氧化性以及高电阻率的简单廉价的磁芯，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置。
根据本发明的第一方面，为了实现上述第一个目的，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，提供包含磁偏置磁铁的磁芯，其中，磁偏置磁铁包括包含稀土磁粉和粘结剂树脂的粘结磁铁，稀土磁粉具有5kOe或更大的内禀矫顽力，300℃或更高的居里温度，2.0-50μm的平均粒径，稀土磁粉由表面有包含抗氧化金属的金属涂层的磁性粒子组成。
优选地，抗氧化金属是选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝和锡中的一种金属，或选自所述组的至少两种金属的合金。
优选地，粘结磁铁在体积百分比上可以包含20％或20％以上的粘结剂树脂成分，粘结磁铁具有1Ω·cm或更大的电阻率。该粘结剂树脂可以是聚酰胺酰亚胺树脂。
此外，磁粉在体积百分比上最好包含0.1-10％的抗氧化金属成分。
而且，能通过在包含磁偏置磁铁的上述磁芯上缠绕一匝或多匝的至少一个绕组来获得电感部件。
此外，电感部件包括线圈、扼流圈、变压器以及包含磁芯和绕组的其他部件。
根据本发明的第二方面，为了实现上述第二个目的，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，提供包含磁偏置磁铁的磁芯，其中，磁偏置磁铁包括包含稀土磁粉和粘结剂树脂的粘结磁铁，稀土磁粉具有10kOe或更大的内禀矫顽力，500℃或更高的居里温度，2.5-50μm的平均粒径，稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子组成。
优选地，抗氧化金属是选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝和锡中的一种金属，或选自所述组的至少两种金属的合金。
优选地，粘结磁铁在体积百分比上包含30％或30％以上的粘结剂树脂成分，粘结磁铁具有1Ω·cm或更大的电阻率。该粘结剂树脂是聚酰胺酰亚胺树脂。
此外，磁粉在体积百分比上包含0.1-10％的抗氧化金属成分。
而且，能通过在包含磁偏置磁铁的上述磁芯上缠绕一匝或多匝的至少一个绕组来获得电感部件。
此外，电感部件包括线圈、扼流圈、变压器以及包含磁芯和绕组的其他部件。
根据本发明的第三方面，为了实现上述第三个目的，磁芯中，在磁路中至少形成一个磁隙，包含放置在磁隙附近的磁偏置磁铁以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，提供包含磁偏置磁铁的磁芯，其中，磁偏置磁铁包括包含稀土磁粉和粘结剂树脂的粘结磁铁，稀土磁粉具有10kOe或更大的内禀矫顽力，500℃或更高的居里温度，2.5-50μm的平均粒径，粘结磁铁在体积百分比上包含30％或更高的粘结剂树脂成分，粘结磁铁具有1Ω·cm或更大的电阻率，稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子组成，金属层表面有玻璃层涂层，玻璃层由具有软化点的低熔玻璃组成，所述软化点低于抗氧化金属的熔点。
优选地，抗氧化金属是选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝和锡中的一种金属，或选自所述组的至少两种金属的合金。
优选地，磁粉包含抗氧化金属，所述低熔点玻璃成分占的体积百分比为0.1-10％。粘结剂树脂是聚酰胺酰亚胺树脂。
而且，能通过在包含磁偏置磁铁的上述磁芯上缠绕一匝或多匝的至少一个绕组来获得电感部件。
此外，电感部件包括线圈、扼流圈、变压器以及其他部件，其中每个通常包含磁芯和一个绕组或多个绕组。
此外，根据本发明的第一方面的一种电感部件，包括一种磁芯和连接到该磁芯的电感，所述电感部件经过回流焊接处理，所述磁芯在其磁路中具有至少一个磁隙，所述磁芯包括放置在磁隙中的磁偏置磁铁，以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，其特征在于，
所述磁偏置磁铁包括粘结磁铁，该粘结磁铁包含稀土磁粉和粘结剂树脂，
所述稀土磁粉具有5kOe或更大的内禀矫顽力，300℃或更高的居里温度，该居里温度高于在所述回流焊接处理中的温度，及2.5-50μm的平均粒径，以及
所述稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子聚合组成。
再有，根据本发明的第二方面的一种电感部件，包括一种磁芯和连接到该磁芯的电感，所述电感部件经过回流焊接处理，所述磁芯在其磁路中具有至少一个磁隙，所述磁芯包括放置在磁隙中的磁偏置磁铁，以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，其特征在于，
所述磁偏置磁铁包括粘结磁铁，该粘结磁铁包含稀土磁粉和粘结剂树脂，
所述稀土磁粉具有10kOe或更大的内禀矫顽力，500℃或更高的居里温度，该居里温度高于在所述回流焊接处理中的温度，及2.5-50μm的平均粒径，以及
所述稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子聚合组成。
本发明的共同发明人首先研究了待插入的永磁体，实现了本发明的上述第一个目的。共同发明人最后获得的知识是：使用具有1Ω·cm或更大电阻率且5kOe或更大的内禀矫顽力iHc的永磁体能提供具有出色的DC叠加特性和不降级的磁芯损耗特性的磁芯。这意味着获得出色的DC叠加特性所需的磁铁的特性是内禀矫顽力而不是磁能积。因此，本发明是基于这种发现，尽管使用具有高电阻率的永磁体，但如果永磁体具有高内禀矫顽力，则能提供充分高的DC叠加特性。
具有高电阻率和高内禀矫顽力的永磁体通常可以用由稀土磁粉和粘结剂混合然后压实形成的稀土粘结磁铁实现。但是，使用的磁粉可以是具有高矫顽力的任何一种磁粉。稀土磁粉包括SmCo系列，NdFeB系列，SmFeN系列，以及其他。
用于扼流圈或变压器的磁芯可以由具有软磁性的任何一种材料制成。概括地说，材料包括MnZn系列或NiZn系列的铁氧体，粉末磁芯，硅钢片，非晶的或其他。而且，磁芯不限于特殊形状而是本发明适用于具有不同形状例如螺旋形磁芯、E-E磁芯、E-I磁芯或其他的磁芯。这些磁芯中的每个磁芯在磁路中具有至少一个其中放置永磁体的磁隙。
尽管不限制磁隙的长度，但当间隙长度过小时，DC叠加特性降级。另一方面，当间隙长度过大时，导磁率下降。因此，自动确定间隙长度。尽管如果磁偏置永磁体具有较大的厚度则容易得到偏置效果，但磁偏置永磁体最好厚度较小以使磁芯小型化。但是，如果磁偏置永磁体的厚度小于50μm，则难以得到充分的磁偏置。因此，要求其中放置磁偏置永磁体的磁隙的长度为50μm或更大，考虑到磁芯尺寸的限制，长度为10000μm或更小是可取的。
至于插在磁隙中的永磁体的要求特性，需要5kOe或更大的内禀矫顽力。这是因为如果内禀矫顽力是5kOe或更小，则由于施加到磁芯的DC磁场造成矫顽力消失。此外，尽管电阻率最好高，但如果电阻率为1Ω·cm或更大，则电阻率不会造成磁芯损耗的降级。此外，磁粉的平均粒径最大希望为50μm或更小，原因是使用平均粒径大于50μm的磁粉导致磁芯损耗特性的降级。同时要求平均粒径的最小值为2.0μm或更大，原因是由于研磨造成的粒子氧化，在磁化强度降低方面，具有小于2.0μm的平均粒径的粉末是重要的。
本文中，为了改善磁粉中的抗氧化性，磁粉最好由表面有抗氧化金属涂层的磁性粒子组成，抗氧化金属是至少选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的一个或合金。如果抗氧化金属量所占的体积百分比介于0.1-10％之间，则得到具有抗氧化性和高DC叠加特性的磁芯是可能的。
此外，本发明的共同发明人研究了待插入的永磁体，实现了本发明上述第二个目的。共同发明人最后获得的知识是：使用具有1Ω·cm或更大电阻率且10kOe或更大的内禀矫顽力iHc的永磁体能提供具有出色的DC叠加特性和不降级的磁芯损耗特性的磁芯。这意味着获得出色的DC叠加特性所需的磁铁的特性是内禀矫顽力而不是磁能积。因此，本发明是基于这种发现，尽管使用具有高电阻率的永磁体，但如果永磁体具有高内禀矫顽力，则能提供充分高的DC叠加特性。
具有高电阻率和高内禀矫顽力的永磁体通常可以用由稀土磁粉和粘结剂混合然后压实形成的稀土粘结磁铁实现。但是，使用的磁粉可以是具有高矫顽力的任何一种磁粉。尽管稀土磁粉包括SmCo系列，NdFeB系列，SmFeN系列，以及其他，但在本发明中限制为Sm2Co17系列磁铁，原因是考虑到回流焊接处理和抗氧化的条件，要求具有500℃居里温度Tc且10kOe或更大的矫顽力的磁铁。
扼流圈或变压器用的磁芯可以由具有软磁性的任何一种材料制成。概括地说，材料包括MnZn系列或NiZn系列的铁氧体，粉末磁芯，硅钢片，非晶的或其他。而且，磁芯不限于特殊形状而是本发明适用于具有不同形状例如螺旋形磁芯、E-E磁芯、E-I磁芯或其他的磁芯。这些磁芯中的每个磁芯在磁路中具有至少一个其中放置永磁体的磁隙。
尽管不限制磁隙的长度，但当间隙长度过小时，DC叠加特性降级。另一方面，当间隙长度过大时，导磁率下降。因此，自动确定间隙长度。尽管如果磁偏置永磁体具有较大的厚度则容易得到偏置效果，但磁偏置永磁体最好厚度较小以使磁芯小型化。但是，如果磁偏置永磁体的厚度小于50μm，则难以得到充分的磁偏置。因此，要求其中放置磁偏置永磁体的磁隙的长度为50μm或更大，考虑到磁芯尺寸的限制，长度为10000μm或更小是可取的。
至于插在磁隙中的永磁体的要求特性，需要10kOe或更大的内禀矫顽力。这是因为如果内禀矫顽力是10kOe或更小，则由于施加到磁芯的DC磁场造成矫顽力消失。此外，尽管电阻率最好高，但如果电阻率为1Ω·cm或更大，则电阻率不会造成磁芯损耗的降级。此外，磁粉的平均粒径最大希望为50μm或更小，原因是使用平均粒径大于50μm的磁粉导致磁芯损耗特性的降级。同时要求平均粒径的最小值为2.5μm或更大，原因是由于研磨造成的粒子氧化，在磁化强度降低方面，具有小于2.5μm的平均粒径的粉末是重要的。
本文中，为了改善磁粉中的抗氧化性，磁粉最好由表面有抗氧化金属涂层的磁性粒子组成，抗氧化金属是至少选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的一个或合金。如果抗氧化金属量所占的体积百分比介于0.1-10％之间，则得到具有抗氧化性和高DC叠加特性的磁芯是可能的。
此外，本发明的共同发明人研究了待插入的永磁体，实现了本发明上述第三个目的，共同发明人最后获得的知识是：使用具有1Ω·cm或更大电阻率且10kOe或更大的内禀矫顽力iHc的永磁体能提供具有出色的DC叠加特性和不降级的磁芯损耗特性的磁芯。这意味着获得出色的DC叠加特性所需的磁铁的特性是内禀矫顽力而不是磁能积。因此，本发明是基于这种发现，尽管使用具有高电阻率的永磁体，但如果永磁体具有高内禀矫顽力，则能提供充分高的DC叠加特性。
具有高电阻率和高内禀矫顽力的永磁体通常可以用由稀土磁粉和粘结剂混合然后压实形成的稀土粘结磁铁实现。但是，使用的磁粉可以是具有高矫顽力的任何一种磁粉。
尽管稀土磁粉包括SmCo系列，NdFeB系列，SmFeN系列，以及其他，但在本发明中限制为Sm2Co17系列磁铁，原因是考虑到回流焊接处理和抗氧化的条件，要求具有500℃居里温度Tc且10kOe或更大的矫顽力的磁铁。
扼流圈或变压器用的磁芯可以由具有软磁性的任何一种材料制成。概括地说，材料包括MnZn系列或NiZn系列的铁氧体，粉末磁芯，硅钢片，非晶的或其他。而且，磁芯不限于特殊形状而是本发明适用于具有不同形状例如螺旋形磁芯、E-E磁芯、E-I磁芯或其他的磁芯。这些磁芯中的每个磁芯在磁路中具有至少一个其中放置永磁体的磁隙。
尽管不限制磁隙的长度，但当间隙长度过小时，DC叠加特性降级。另一方面，当间隙长度过大时，导磁率下降。因此，自动确定间隙长度。
至于插在磁隙中的永磁体的要求特性，需要10kOe或更大的内禀矫顽力。这是因为如果内禀矫顽力是10kOe或更小，则由于施加到磁芯的DC磁场造成矫顽力消失。此外，尽管电阻率最好高，但如果电阻率为1Ω·cm或更大，则电阻率不会造成磁芯损耗的降级。此外，磁粉的平均粒径最大希望为50μm或更小，原因是使用平均粒径大于50μm的磁粉导致磁芯损耗特性的降级。同时要求平均粒径的最小值为2.5μm或更大，原因是由于研磨造成的粒子氧化，在磁化强度降低方面，具有小于2.5μm的平均粒径的粉末是重要的。
本文中，为了改善磁粉中的抗氧化性，磁粉最好由表面有抗氧化金属涂层的磁性粒子组成，抗氧化金属是至少选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的一个或合金。但是，显然对于本领域的技术人员来说，当磁粉中每个磁性粒子的表面涂有抗氧化金属时，导致电阻率的降级。从电源效率和导磁率μ的频率特性的观点看，电阻率最好高。为了改善电阻率，抗氧化金属的涂层表面有低熔点玻璃涂层，低熔点玻璃的软化点低于讨论中的抗氧化金属的熔点。因此，能得到具有高电阻率和抗氧化性的磁芯。磁粉的抗氧化性和低熔点玻璃总的成分所占的体积百分比希望是0.1％或更高，原因是如果磁粉的抗氧化性和低熔点玻璃总成分所占的体积百分比小于0.1％，则抗氧化性基本等价于附加自由的(additive-free)。此外，因为如果总成分大于10％则磁粉具有低填充因子和下降的磁通，总成分可以占体积百分比的10％或更小。因此，当磁粉的抗氧化性和低熔点玻璃总成分占体积百分比的0.1-10％之间时，能得到具有抗氧化性和高电阻率的磁芯。
附图说明
图1是本发明的第一实施例中每个包含包括未覆盖任何覆盖金属的磁粉和覆盖不同覆盖金属的磁粉的磁偏置粘结磁铁的磁芯中磁通量和热处理温度之间关系的测量数据曲线；
图2是本发明的第一实施例中每个包含包括未覆盖任何覆盖金属的磁粉和覆盖另外的不同覆盖金属的磁粉的磁偏置粘结磁铁的磁芯中磁通量和热处理温度之间关系的测量数据曲线；
图3A是根据本发明第一实施例的磁芯的透视图；
图3B是包含图3A中所示的磁芯的扼流圈的横截面图；
图4是在磁粉未覆盖任何覆盖金属的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图5是在磁粉覆盖0.1vol％锌的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图6是在磁粉覆盖1.0vol％锌的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图7是在磁粉覆盖3.0vol％锌的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图8是在磁粉覆盖5.0vol％锌的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图9是在磁粉覆盖10vol％锌的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图10是在磁粉覆盖15vol％锌的情况下本发明第二实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图11是在磁粉未覆盖任何覆盖金属的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图12是在磁粉覆盖锌的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图13是在磁粉覆盖铝的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图14是在磁粉覆盖铋合金的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图15是在磁粉覆盖镓的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图16是在磁粉覆盖铟的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图17是在磁粉覆盖镁的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图18是在磁粉覆盖铅的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图19是在磁粉覆盖镝的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图20是在磁粉覆盖锡的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图21是在磁粉未覆盖任何覆盖金属的情况下本发明第三实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图22是磁粉覆盖0.1vol％锌的情况下本发明第五实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图23是磁粉覆盖1.0vol％锌的情况下本发明第五实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图24是磁粉覆盖3.0vol％锌的情况下本发明第五实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图25是磁粉覆盖5.0vol％锌的情况下本发明第五实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图26是磁粉覆盖10vol％锌的情况下本发明第五实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图27是磁粉覆盖15vol％锌的情况下本发明第五实施例中DC叠加特性的测量数据曲线；
图28是磁粉未覆盖任何覆盖金属的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图29是磁粉覆盖0.1vol％锌的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图30是磁粉覆盖1.0vol％锌的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图31是磁粉覆盖3.0vol％锌的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图32是磁粉覆盖5.0vol％锌的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图33是磁粉覆盖10vol％锌的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图34是磁粉覆盖15vol％锌的情况下根据本发明第五实施例的磁芯中导磁率频率特性的测量数据曲线；
图35是在本发明第六实施例中控制和例子的DC叠加特性变化的测量数据曲线，
图36是在本发明第六实施例中控制和例子的有效导磁率频率特性的测量数据曲线；以及
图37是在本发明第八实施例中控制和示例的有效导磁率频率特性的测量数据曲线。
具体实施方式
现在，作为本发明的实施例，将参考附图及其测量数据等继续描述固结(concrete)磁芯的制造。
(第一实施例)
现在，描述热处理情况下磁通变化的测量和比较例，在恒温室中，Sm2Co17系列的铁氧体磁芯具有其中插入了粘结磁铁的磁隙，其中，粘结磁铁包含由磁性粒子聚合组成的Sm2Co17磁粉，每个磁性粒子具有覆盖各种类型金属的表面。
为了制造粘结磁铁，将Sm2Co17磁粉(平均粒径为2.3μm)与5vol％的锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的每一种金属混合，然后在氩环境中进行2个小时的热处理。每种金属的每个热处理温度如表1所示。
表1
  元素   热处理温度(℃)
  ZnAlBiGaInMgPbSbSn   475725325100225700375700300
此后，将每种磁粉与作为粘结剂树脂的总体积相当于40vol％的量的12尼龙树脂混合，热搅和，在磁场中冲模形成，得到形状为10.6mm×7.0mm×1.5mm的粘结磁铁。在大约10T的脉冲磁场下在磁芯的磁路方向上磁化粘结磁铁。
每个粘结磁铁被放置在磁芯的磁隙中。每个最后得到的磁芯在恒温室中以20℃为单位从120℃至220℃进行大约30分钟的热处理，然后从每次热处理的恒温室中取出，测量其磁通。这些结果如图1和2所示。
根据结果，与热处理前的磁铁相比，包含由表面没有涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁在220℃下被退磁高达80％。相反，可以理解，包含表面有上述任何一种金属涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁在220℃的热处理下退磁高达99-91％，降级很小，具有稳定特性。这是因为磁铁的氧化被涂有抗氧化金属的每个磁粉的粒子表面抑制，限制了磁通的减小。
(第二实施例)
现在，测量和比较Sm-Fe-N粘结磁铁的特性，其中不同量的Zn覆盖到磁粉中每个粒子的表面，测量热处理前后磁铁的磁通并计算其变化。此外，示出了在Mn-Zn系列的铁氧体磁芯的磁路的磁隙中放置那些磁铁的每一种的情况下完成DC叠加特性和铁芯损耗特性的比较。
如下完成粘结磁铁的制造。金属覆盖这样完成：将Sm-Fe-N(平均粒径约为3μm)的磁粉与3vol％的Zn混合，在425℃的温度下在Ar环境中进行2个小时的热处理。此后，每种磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总体积40vol％的量的12-尼龙树脂混合，经热搅和，在没有磁场的情况下进行热压制，得到形状为10.6mm×7.0mm×1.5mm的粘结磁铁。在大约10T的脉冲磁场下在磁芯的磁路方向上磁化粘结磁铁。那些粘结磁铁的特性如表2所示。
表2
  Zn的量   矫顽力Hc   剩磁通密度Br
  没有涂层0.1vol％1.0vol％3.0vol％5.0vol％10vol％15vol％   9kOe10.5kOe11.5kOe12kOe12kOe12kOe12kOe   3300G3300G3270G3200G3120G2940G2700G
可以理解，与未覆盖任何金属粘结磁铁相比，每个覆盖Zn的粘结磁铁的矫顽力提高1.5-3Oe。这可以指出，覆盖Sm-Fe-N磁粉的粒子表面导致逆畴(inversedomain)难以出现且增大了矫顽力。此外，当Zn的量增大时，剩磁通密度下降。可以理解，当非磁性的Zn的量增大时，磁粉的比率下降。
那些粘结磁铁在220℃的温度下在空气的壁炉中进行60分钟的热处理，然后从壁炉中取出，完成磁通、DC叠加特性和磁芯损耗特性的测量。
利用TOEI制的TDF-5的数字磁通计测量每个磁铁的磁通。此外，在220℃的温度下热处理结束后完成再次脉冲磁化(re-pulse magnetization)，计算恢复的磁通量作为热波动造成的热退磁，计算未恢复的减少的量作为氧化造成的退磁。
在以100％表示的无热处理的磁通量的情况下，那些测量结果如表3所示。
表3
经热处理的磁通变化(％)
  Zn的量   无处理   热处理后   再次磁化后   热波动率   氧化
  无涂层0.1vol％1.0vol％3.0vol％5.0vol％10vol％15vol％   100100100100100100100   51747981828281   77949798999998   26201817171717   23632112
根据这些结果，插有包含由表面没有涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁的磁芯在220℃的温度下被氧化23％。与此相比较，可以看出，插有包含表面涂有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁的磁芯被热处理造成1-6％的氧化，降级非常小，具有稳定特性。可见，用抗氧化金属涂敷磁粉的粒子表面抑制了氧化，抑制了磁通的减少。
此外，对于热退磁，与包含由表面没有涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁相比，包含表面涂有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁具有较低值。可以认为，通过用锌涂敷磁粉的粒子表面，Sm-Fe-N磁铁的矫顽力增大。
在100kHz的AC磁场频率和由于DC叠加造成的0-200Oe的磁场条件下，利用Hewlett Packard造的4284A的LCR计测量插有磁铁的每个磁芯的DC叠加特性。在实验中使用的铁氧体磁芯是EE磁芯，它由Mn-Zn系列的铁氧体材料制成，具有7.5cm的磁路，有效横截面积为0.74cm2。EE磁芯具有间隙为1.5mm的中央磁腿。在间隙部分放置形成的粘结磁铁，以便使横截面等于铁氧体磁芯的中央磁腿的横截面且具有1.5mm的高度。这些形状如图3A和3B所示。在那些图中，参考数字1表示粘结磁铁，参考数字2表示磁芯，参考数字3表示线圈。此外，在线圈3中流动DC叠加电流，使得由DC叠加面造成的磁场方向与放置在磁芯2的磁隙中的粘结磁铁1中的磁化方向相反。
测量结果如图4-10所示。图4示出了在包含由表面未使用涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的情况下DC叠加特性。图5-10示出了在包含由表面分别使用0.1vol％、1.0vol％、3.0vol％、5.0vol％、10vol％和15vol％的锌成分涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的情况下的DC叠加特性。
从图4显然看出，当磁粉的磁性粒子表面没有涂层时，随着热处理时间间隔的增加，导磁率移向较低磁场侧，从而显著使特性降级。与此相比，如图5-9所示，当磁粉的磁性粒子表面有锌涂层时，可以理解在热处理中的性能降级率总是非常小。这可以认为，磁粉的氧化由于锌涂层而受到抑制。此外，图10所示，当磁粉与15wt％的锌混合时，可以理解，磁芯的导磁率不扩展到较高磁场侧，与其他相比，由于磁铁引起的偏置磁场的幅度非常小。可以认为，因为磁粉和锌彼此作用，由锌量或磁化幅度增大引起的磁粉下降率减小。
现在，在其相应磁隙中插有那些磁铁的磁芯中，利用Iwasaki Tsushinki K.K..制造的SY-8232的AC B-H曲线跟踪仪测量200kHz频率下、磁通密度为0.1T时的磁芯损耗特性。在实验中使用的铁氧体磁芯是EE磁芯，它由Mn-Zn系列的铁氧体材料制成，具有7.5cm的磁路，有效横截面积为0.74cm2。EE磁芯具有间隙为1.5mm的中央磁腿。在约10T的脉冲磁场下为使横截面等于铁氧体磁芯的中央磁腿的横截面且高度为1.5mm而形成的粘结磁铁在磁路方向上被磁化，并被插在铁氧体磁芯的间隙部分中。结果如表4所示。
表4
随热处理，磁芯损耗(kW/m3)和电阻率(Ω·cm)的变化
  Zn的量   未处理   热处理后   增量   电阻率(热处理前)
  没有涂层0.1vol％1.0vol％3.0vol％5.0vol％10vol％15vol％   360365395410440490755   585445395380420460740   225800-30-20-30-15   2.082.021.724325000.23
当磁粉的磁性粒子表面没有涂层时，热处理造成铁芯损耗增加200kW/m3或更多。与此相对照，当磁粉的磁性粒子表面由上述金属涂层时，热处理后磁芯损耗的增量在0.1vol％的Zn涂层的情况下是80kW/m3，在1.0vol％或更多的Zn涂层的情况下是小于零。当磁粉的锌含量是3.0vol％或更多时，磁芯损耗相反显示出下降趋势。此外，当磁粉与15vol％的锌混合时，磁芯损耗本身接近750kW/m3，且尽管热处理后磁芯损耗的增量不出现仍具有非常大的值。可以认为，在磁粉与15wt％的锌混合的情况下因为粘结磁铁的电阻率是0.23Ω·cm并且与其他成分比非常小，所以涡流损耗增大。
此外看来，热处理造成磁芯损耗下降的原因是锌氧化造成的粉末之间的绝缘增大和涡流损耗下降。
对于上述原因，可以理解，当用作涂层的Zn的量位于磁粉总量的0.1-10vol％范围内时，铁氧体磁芯具有非常出色的特性。此外，类似的结果可以在用第一实施例中表1所列一种金属或合金代替Zn作为涂层的情况下获得，原因是这些金属或合金中的每一个的电阻率与Zn的电阻率相比几乎没有区别。
(第三实施例)
现在，图示具有其中插有Sm-Co粘结磁铁的磁隙的Mn-Zn系列的铁氧体磁芯的DC叠加特性和磁芯损耗特性的测量和比较示例，其中粘结磁铁包含由表面有各种类型金属涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉。
为了制造粘结磁铁，Sm-Co磁粉(平均粒径为3μm)与5vol％的锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的每种金属混合，然后在氩气中热处理2小时。每种金属的每个热处理温度示于上述第一实施例所述的上述表1中。
此后，每种磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总量40vol％的量的环氧树脂混合，此后在没有磁场的情况下用冲模形成。在实验中使用的铁氧体磁芯是EE磁芯，它由Mn-Zn系列的铁氧体材料制成，具有7.5cm的磁路，有效横截面积为0.74cm2。EE磁芯具有间隙为1.5mm的中央磁腿。在铁氧体磁芯的间隙部分插入形成的粘结磁铁，以便使横截面等于铁氧体磁芯的中央磁腿的横截面且具有1.5mm的高度，绕磁芯缠绕线圈。那些形状如图3A和3B所示。
每个粘结磁铁放置在磁芯的磁隙中。每个最后得到的磁芯在270℃温度的恒温室中进行热处理，30分钟后从恒温室取出，测量起DC叠加特性和磁芯损耗特性。
在100kHz的AC磁场频率和由于DC叠加造成的0-200Oe的磁场条件下，利用Hewlett Packard造的4284A的LCR计测量插有磁铁的每个磁芯的DC叠加特性。此外，在线圈3中流动DC叠加电流，使得由DC叠加面造成的磁场方向与放置在磁芯2的磁隙中的粘结磁铁1中的磁化方向相反。
测量结果如图11-20所示。图11示出了在包含由表面未使用涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的情况下的DC叠加特性。图12-20示出了包含在表面分别有锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的情况下的DC叠加特性。
可见，与插有表面没有涂层的磁性粒子结合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯相比，包含插有表面有上述任何一种金属涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯的DC叠加特性的降级很小，尽管热处理的时间间隔增加，但具有稳定特性。这可以认为，用抗氧化金属涂敷磁粉的粒子表面抑制了氧化，偏置磁场的下降得到抑制。
现在，在插有那些磁铁的磁芯中，利用Iwasaki Tsushinki K.K..制造的SY-8232的AC B-H曲线跟踪仪测量5kHz频率下、磁通密度为0.1T时的磁芯损耗特性。结果示于表5。
表5
磁芯损耗的测量数据
  热处理的时间间隔  0分钟   30分钟   60分钟   90分钟  120分钟
  无ZnAlBiGaInMgPbSbSn  180220180225170175170230200205   250200180230180200170220230210   360215190230230220180230280230   450215200230230230200240350230  600220240240260280220260420235
在插有包含表面没有涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯中，热处理120分钟的磁芯损耗是没有热处理时的磁芯损耗的三倍或更多。与此相对照，可见，在插有每个包含由表面涂有上述金属之一的磁性粒子聚合组成的磁粉的相应粘结磁铁的磁芯中，热处理后磁芯损耗的增量平均为20-30％，磁芯具有非常出色的特性。
(第四实施例)
现在，图示具有其中插入了Sm-Co粘结磁铁的磁隙的Mn-Zn系列的铁氧体磁芯的磁通的测量和比较示例，其中Sm-Co粘结磁铁包含由表面有不同类型金属涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉。
为了制造粘结磁铁，Sm-Co磁粉(平均粒径为3μm)与(3vol％Zn+2vol％Mg)和(3vol％Mg+2vol％Al)中的每一种混合，然后以600℃在氩气中进行2个小时的热处理，从而完成金属涂层。此后，每种磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总重量45vol％的量的环氧树脂混合，在没有磁场的情况下用冲模形成。每个粘结磁铁在270℃温度下在空气中的壁炉中进行热处理，每1小时到4小时的热处理时间间隔且之后每2小时从壁炉中取出，测量其磁通。
利用TOEI造的TDF-5的数字磁通计测量每个磁铁的磁通。当热处理前磁通量以100％表示时，表6示出了每个热处理时间间隔之后磁通的变化率。
表6
热处理下的磁通变化(％)
  热处理的时间间隔(小时)   0   1   2   3   4   6   8   10
  没有涂层(3vol％Zn+2vol％Mg)(3vol％Mg+2vol％Al)   100100100   729898   619798   539797   459696   369596   309495   269494
在热处理10个小时之后，插有包含由表面没有涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯被退磁70％或更多。与此相比较，可以理解，在热处理10个小时之后，插有包含由表面有上述其中一种金属涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯被退磁约6％，降级非常小，具有稳定特性。可见，用抗氧化金属涂敷磁粉的粒子表面抑制了氧化，限制了磁通的减少。
(第五实施例)
现在，描述具有其中插有Sm-Co粘结磁铁的磁隙的Mn-Zn系列的铁氧体磁芯的DC叠加特性和磁芯损耗特性的测量和比较示例，其中粘结磁铁包含树脂和放置在树脂中由表面有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉。
为了制造粘结磁铁，Sm-Co磁粉(平均粒径为3μm)分别与0.1vol％、1.0vo％、3.0vo％、5.0vo％、10vo％、和15vo％的锌混合，然后在氩气中进行2个小时的热处理。此后，每种磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总量40vol％的量的环氧树脂混合，此后在没有磁场的情况下用冲模形成。与上述第三实施例一样，在实验中使用的铁氧体磁芯是EE磁芯，它由Mn-Zn系列的铁氧体材料制成，具有7.5cm的磁路，有效横截面积为0.74cm2。EE磁芯具有间隙为1.5mm的中央磁腿。在约10T的脉冲磁场中的磁路方向上磁化为使横截面等于铁氧体磁芯的中央磁腿的横截面且具有1.5mm的高度而形成的粘结磁铁并将其插在铁氧体磁芯的间隙部分中，绕磁芯缠绕线圈。那些形状如图3A和3B所示。
每个粘结磁铁放置在磁芯的磁隙中。每个最后得到的磁芯在270℃温度的恒温室中进行热处理，30分钟后从恒温室取出，测量起DC叠加特性和磁芯损耗特性。重复该过程。
在100kHz的AC磁场频率和由于DC叠加造成的0-200Oe的磁场条件下，利用Hewlett Packard造的4284A的LCR计测量插有磁铁的每个磁芯的DC叠加特性。此外，在线圈3中流动DC叠加电流，使得由DC叠加面造成的磁场方向与放置在磁芯2的磁隙中的粘结磁铁1中的磁化方向相反。
测量结果如图21-27所示。图21示出了插有包含由表面未使用涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯的DC叠加特性。图22-27示出了插有包含在表面分别有0.1vol％、1.0vo％、3.0vo％、5.0vo％、10vo％、和15vo％的锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的相应粘结磁铁的磁芯的DC叠加特性。
从图21中显然看出，在插有包含由表面未使用涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯中，随着热处理时间间隔的增加，导磁率相低磁场侧移动并显著降级。与此相比较，如图22-27所示，在插有包含由表面有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的每个相应磁铁的磁芯中，可以理解，热处理中的性能降级率总是非常小。可以理解，磁粉的氧化由于锌涂层而受到抑制。
此外，如图27所示，在插有包含在表面有15vo％的锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯中，可以理解，磁芯的导磁率不扩展到高磁场侧，由于磁铁引起的偏置磁场的幅度与其他相比非常小。可以认为，因为磁粉和锌彼此作用，由锌量或磁化幅度增大引起的磁粉下降率减小。
在1kHz和15MHz的AC磁场频率之间范围内，用Yokokawa Hewlett Packard制造的4194A阻抗分析仪测量频率特性。结果示于图28-34。
从图28可见，在插有包含由表面未使用涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯中，与DC叠加特性的方式类似，随着热处理时间间隔的增大，频率特性移动到低频侧并显著降级。与此相比较，如图29-34所示，在插有包含由表面有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的磁铁的磁芯中，在热处理中的性能降级率非常小。可以认为磁粉的氧化由于锌涂层而受到抑制。
此外，如图34所示，在插有包含在表面有15vo％的锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯中，可以理解，尽管热处理中降级率小，但在低频侧磁铁的导磁率下降。可以认为锌量的增加导致电阻率下降，结果，涡流损耗增加，频率特性降级。
对于上述原因，可以理解，当用做涂层的Zn的量在0.1-10vol％范围内时，铁氧体磁芯具有非常出色的特性。
(第六实施例)
根据本发明的第六实施例的磁芯使用包含由表面有金属和玻璃焊剂组合涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的Sm-Co粘结磁铁作为磁偏置粘结磁铁。此外，测量Sm-Co粘结磁铁的磁通特性和电阻率。在具有其中插有Sm-Co粘结磁铁的磁隙的磁路的Mn-Zn系列的铁氧体磁芯中，测量并比较有效导磁率μ的DC叠加特性和频率特性。
具体地说，如下制造例如Sm-Co粘结磁铁。作为材料，使用平均粒径约5μm的Sm-Co磁粉和平均粒径约为5μm的Zn金属粉末。Sm-Co磁粉与3vol％的Zn金属粉末混合，在氩气中以500℃的温度进行2个小时的热处理。锌的熔点时419.5℃。此后，磁粉分别与作为低熔点玻璃粉末的3vol％的软化点约为400℃的ZnO-B2O3-PbO和软化点约为410℃的B2O3-PbO混合，然后在氩气中以400℃和410℃的温度进行2个小时的热处理。
此后，每种最后得到的磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总量50vol％的量的环氧树脂混合，然后在没有磁场的情况下用冲模形成，得到相应的粘结磁铁。
如图3A所示，在实验中使用的铁氧体磁芯是EE磁芯2，它由Mn-Zn系列的铁氧体材料制成，具有7.5cm的磁路，有效横截面积为0.74cm2。EE磁芯2具有间隙为1.5mm的中央磁腿。在约10T的脉冲磁场中利用脉冲磁化机在磁路方向上磁化为使横截面等于铁氧体磁芯的中央磁腿的横截面且具有1.5mm的高度而形成的相应粘结磁铁。上述制造出的粘结磁铁1插在以上EE磁芯2的的间隙中，制成图3A所示磁芯。
在这种情况下，一种物质接一种物质地测量粘结磁铁的磁通和电阻率。每个测量样品以作为回流焊炉温度条件的270℃的温度在恒温室中保持30分钟，然后冷却至室温并离开室温2个小时。在回流处理之后，一个物质接一个物质地测量粘结磁铁的磁通和电阻率。此外，作为一种控制，制造包含由表面仅有锌涂层的磁性粒子聚合组成的Sm-Co磁粉的粘结磁铁，作为单个物质测量粘结磁铁的磁通和电阻率。那些结果示于表7和8。而且，对于每个粒子，测量回流处理前后的磁通的退磁因子。测量结果示于表7。
表7
 通量  样品   控制
 Zn+(ZnO-B2O3-PbO)   ZnO+(B2O3-PbO)   Zn
 回流处理之前(G)  195.2   192.4   198.3
 回流处理之后(G)  193.8   190.3   193.7
 退磁因子(％)  99.3   98.9   97.7
表8
 电阻率  样品   控制
 Zn+(ZnO-B2O3-PbO)   ZnO+(B2O3-PbO)   Zn
 回流处理之前(G)  2.88   2.72   0.98
 回流处理之后(G)  2.90   2.73   1.05
从表8可见，与包含由表面仅有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁(控制)相比，每个包含由表面有锌和玻璃焊剂组合涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的每个粘结磁铁(例子)的电阻率显著提高。此外，从表7可见，与包含由表面仅有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁(控制)相比，在回流处理之后，每个包含由表面有锌和玻璃焊剂组合涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的每个粘结磁铁(例子)的磁通的退磁因子提高。
现在，如图3B所示，线圈3缠绕在做好的磁芯(图3A)周围，得到电感部分。以叠加在直流上的交流(100kHz)向线圈3施加电压，利用LCR计测量DC叠加特性，在线圈常数(线圈尺寸)和线圈3的绕组数的基础上计算有效导磁率μ。计算结果如图35所示。在这种情况下，施加叠加电流，使得DC偏置磁场面的方向与插入物上磁化磁铁的磁化方向相反。此外，利用YokokawaHewlett Packard制造的4194A阻抗分析仪测量测量有效导磁率μ的频率特性。结果示于图36。而且，在该频率特性的基础上计算μ10MHz/μ10kHz的值并示于表9。以上述方式，每个测量样品以作为回流焊炉温度条件的270℃的温度在恒温室中保持30分钟，然后冷却至室温并离开室温2个小时。此后，将粘结磁铁插在铁氧体磁芯(EE磁芯)的间隙部分中，在磁芯周围缠绕线圈。以上述方式，测量有效导磁率μ的DC叠加特性、频率特性和μ10MHz/μ10kHz的值，将测量结果示于图35和36以及表9。而且，作为控制，以上述方式制造包含由表面有锌涂层的磁性粒子组成的Sm-Co磁粉的粘结磁铁和其中间隙部分无插入物的铁氧体磁芯样品，测量DC叠加特性、频率特性和μ10MHz/μ10kHz的值，测量结果也示于图35和36以及表9。
表9
  μ10MHz/μ10kHz  样品   控制
 Zn+(ZnO-B2O3-PbO)   ZnO+(B2O3-PbO)   Zn   气隙
  回流处理之前(％)  100.3   101.0   80.4   102.3
  回流处理之后(％)  101.1   101.1   92.6   102.3
从表9可见，与包含由表面仅有锌涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁相比，在插有每个相应的包含由表面有锌和玻璃焊剂组合涂层的磁性粒子聚合组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯中，有效导磁率μ是一种改善的频率特性。
如上所述，可以理解，本发明的第六实施例能获得具有高电阻率和良好退磁因子的磁芯。
尽管在本发明的第六实施例中选锌作为抗氧化金属粉末，但也可以使用任何其他的抗氧化金属。例如，可以容易地认为，在使用选自锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的一个或合金作为抗氧化金属的情况下能得到类似的优点。此外，尽管在本发明的第六实施例中用ZnO-B2O3-PbO和B2O3-PbO作为低熔点玻璃，但在使用K2O-SiO2-PbO，SiO2-B2O3-PbO等作为低熔点玻璃的情况下也能得到类似的优点。
(第七实施例)
根据本发明第七实施例的磁芯也与上述第六实施例相同的方式用Sm-Co粘结磁铁作为磁偏置粘结磁铁。具体地说，作为粘结磁铁的材料，在本发明上述第六实施例所述的类似方式中，使用平均粒径约为5μm的Sm-Co磁粉和平均粒径约为5μm的Zn金属粉末。Sm-Co磁粉分别与3vol％、5.0vol％和7.0vol％的Zn金属粉末混合，然后在氩气中以500℃的温度进行2个小时的热处理。此后，磁粉与作为低熔点玻璃的分别为0vol％、3.0vol％、5.0vol％、7.0vol％和10.0vol％软化点约400℃的ZnO-B2O3-PbO混合，然后分别在氩气中以400℃的温度进行2个小时的热处理。
此后，每种最后得到的磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总量的50vol％的量的环氧树脂混合，然后在没有磁场的情况下用冲模形成，得到相应的粘结磁铁。
在约10T的磁场中，利用脉冲磁化机，以与本发明上述实施例类似的方式形成以上制成的相应粘结磁铁以便具有一种形状。随后，对于每个最后得到的粘结磁铁，以与上述第六实施例相类似的方式，在回流处理前后测量磁通。结果示于表10。
表10
  回流处理之前   ZnO-B2O3-PbO
  0vol％   1vol％   3vol％   5vol％   7vol％  10vol％
  3vol％Zn   198.3   197.9   195.2   190.4   168.2  143.3
  5vol％Zn   197.2   196.2   194.3   156.2   140.8  122.1
  7vol％Zn   192.3   190.2   152.4   136.1   125.4  93.6
  回流处理之后   ZnO-B2O3-PbO
  0vol％   1vol％   3vol％   5vol％   7vol％  10vol％
  3vol％Zn   193.7   193.5   193.8   189.3   168.1  143.1
  5vol％Zn   192.2   193.2   193.2   154.8   139.8  121.9
  7vol％Zn   191.2   189.2   151.8   135.7   125.2  93.2
从表10可见，在体积百分比的基础上，当Zn粉末和低熔点玻璃粉末的总量为10vol％或更低时，能得到具有出色的抗氧化特性的粘结磁铁。此外，共同发明人确认在体积百分比的基础上，具有上述0.1vol％或更少的总量的磁粉基本与仅添加锌的粘结磁铁相同。
此外，尽管本发明的第七实施例仅描述了粘结磁铁的磁通，但共同发明人以与本发明上述第六实施例相同的方式将上述粘结磁铁1插入铁氧体磁芯(EE磁芯)2的中央腿中形成的间隙部分中(图3A)，如图3B所示将线圈3缠绕在磁芯周围，并测量DC叠加特性。在这种情况下，共同发明人确认得到了与磁通相对应的结果，当Zn粉末和低熔点玻璃粉末的总量位于0.1vol％和10vol％之间时，能得到具有出色抗氧化特性的粘结磁铁。
(第八实施例)
现在图示在包含由表面由锌和低熔点玻璃(ZnO-B2O3-PbO，B2O3-PbO)涂层的磁性粒子组成的Sm-Co粘结磁铁插入Mn-Zn系列的铁氧体磁芯的部分磁路中的情况下，样品测量和比较的Mn-Zn系列的导磁率μ和Sm-Co粘结磁铁的磁通的频率特性。
具体地说，粘结磁铁制造如下。首先，将平均粒径为3μm的Co磁粉与3vol％的Zn金属粉末混合，然后在氩气中以500℃的温度进行3个小时的热处理。之后，将磁粉分别与作为低熔点玻璃粉末的3vol％的软化点约为400℃的ZnO-B2O3-PbO和软化点约为410℃的B2O3-PbO混合，然后在氩气中以420℃的温度进行热处理。
之后，每种最后得到的磁粉与作为粘结剂树脂的相当于总量的40vol％的量的聚酰胺酰亚胺树脂混合，用混合搅拌器搅拌，之后用刮刀方法形成厚度约为150μm厚度的粘结磁铁片，然后在200℃下干燥30分钟。
如图3A所示，在实验中使用的铁氧体磁芯是EE磁芯，它由Mn-Zn系列的铁氧体材料制成，具有5.93cm的磁路，有效横截面积为0.83cm2。EE磁芯2具有间隙为200μm的中央磁腿。随后，以上制成的各粘结磁铁形成，以便横截面等于铁氧体磁芯的中央腿且高度为200μm的横截面，之后，在约10T的磁场中利用脉冲磁化机在磁路方向上磁化它。并且，将以上制造的粘结磁铁l插在上面EE磁芯2的间隙部分中，形成如图3A所示的磁芯。
表11示出了在空气中完成30分钟热处理时，包含由表面有锌和低熔点玻璃(ZnO-B2O3-PbO，B2O3-PbO)涂层的磁性粒子组成的磁粉的Sm-Co粘结磁铁片的电阻率磁芯损耗值、退磁因子。此外，图37示出了当粘结磁铁插在磁芯中时有效导磁率μ的频率特性。
表11
电阻率(Ω·cm)   退磁因子(％)  损耗(kW/m3)
 100mT，100kHz   50mT，200kHz
  无涂层 0.15   17.0  370.0   230.0
  3vol％Zn 0.12   2.0  390.8   250.5
  3vol％(ZnO-B2O3-PbO)+3vol％Zn 1.85   1.5  240.6   200.5
  3vol％(B2O3-PbO)+3vol％Zn 1.65   1.2  256.0   198.5
从表11可见，没有涂层的采样电阻率差、退磁因子差。此外，可见，仅有锌涂层的采样仍有低电阻率，尽管它与没有涂层的样品比具有低退磁因子。而且，可见，有锌和低熔点玻璃(ZnO-B2O3-PbO，B2O3-PbO)涂层的样品与没有涂层的样品和仅有锌涂层的样品相比具有放大的电阻率，良好的退磁因子和良好的磁芯损耗。
此外，从图37可见，有锌和低熔点玻璃(ZnO-B2O3-PbO，B2O3-PbO)涂层的样品与没有涂层的样品和仅有锌涂层的样品相比对于有效导磁率μ而言频率特性得到改善。
从上述结果可见，插有包含由表面有锌和低熔点玻璃(ZnO-B2O3-PbO，B2O3-PbO)涂层的磁性粒子组成的磁粉的粘结磁铁的磁芯具有抗氧化性，出色的磁芯损耗特性，以及对于有效导磁率μ的改进的频率特性。
尽管结合最佳实施例描述了本发明，但本领域的技术人员可以将本发明以其他方式付诸实施。例如，尽管在上述实施例中用12-尼龙树脂和环氧树脂作为粘结剂树脂，但也可以用聚酰胺酰亚胺等作为粘结剂树脂。

Claims (12)

1.一种电感部件，包括一种磁芯和连接到该磁芯的电感，所述电感部件经过回流焊接处理，所述磁芯在其磁路中具有至少一个磁隙，所述磁芯包括放置在磁隙中的磁偏置磁铁，以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，其特征在于，
所述磁偏置磁铁包括粘结磁铁，该粘结磁铁包含稀土磁粉和粘结剂树脂，
所述稀土磁粉具有5kOe或更大的内禀矫顽力，300℃或更高的居里温度，该居里温度高于在所述回流焊接处理中的温度，及2.5-50μm的平均粒径，以及
所述稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子聚合组成。
2.如权利要求1所述的一种电感部件，其特征在于，所述抗氧化金属可以是至少选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的一种金属或合金。
3.如权利要求1或2所述的一种电感部件，其特征在于，所述粘结剂树脂在体积百分比上具有的容量为所述磁粉的20％或更多，所述粘结磁铁具有1Ωcm或更大的指定电阻率。
4.如权利要求1到3中任何一个所述的一种电感部件，其特征在于，所述抗氧化金属在体积百分比上具有的容量为所述磁粉的0.1-10％。
5.如权利要求1到4中任何一个所述的一种电感部件，其特征在于，所述粘结剂树脂是聚酰胺酰亚胺树脂。
6.如权利要求1到5中任何一个所述的一种电感部件，其特征在于，所述电感至少包括一个在所述磁芯上缠绕一匝或多匝的绕组。
7.一种电感部件，包括一种磁芯和连接到该磁芯的电感，所述电感部件经过回流焊接处理，所述磁芯在其磁路中具有至少一个磁隙，所述磁芯包括放置在磁隙中的磁偏置磁铁，以提供从磁隙的相对端部到磁芯的磁偏置，其特征在于，
所述磁偏置磁铁包括粘结磁铁，该粘结磁铁包含稀土磁粉和粘结剂树脂，
所述稀土磁粉具有10kOe或更大的内禀矫顽力，500℃或更高的居里温度，该居里温度高于在所述回流焊接处理中的温度，及2.5-50μm的平均粒径，以及
所述稀土磁粉由表面涂有包含抗氧化金属的金属层的涂层的磁性粒子聚合组成。
8.如权利要求7所述的一种电感部件，其特征在于，所述抗氧化金属可以是至少选自一组锌、铝、铋、镓、铟、镁、铅、镝、锡中的一种金属或合金。
9.如权利要求7或8所述的一种电感部件，其特征在于，所述粘结剂树脂在体积百分比上具有的容量为所述磁粉的30％或更多，所述粘结磁铁具有1Ωcm或更大的指定电阻率。
10.如权利要求7到9中任何一个所述的一种电感部件，其特征在于，所述抗氧化金属在体积百分比上具有的容量为所述磁粉的0.1-10％。
11.如权利要求7到9中任何一个所述的一种电感部件，其特征在于，所述粘结剂树脂是聚酰胺酰亚胺树脂。
12.如权利要求7到11中任何一个所述的一种电感部件，其特征在于，所述电感至少包括一个在所述磁芯上缠绕一匝或多匝的绕组。
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