DE112015003386T5

DE112015003386T5 - Magnetisches Verbundmaterial, Spulenkomponente, die dasselbe verwendet und Herstellungsverfahren für das magnetische Verbundmaterial

Info

Publication number: DE112015003386T5
Application number: DE112015003386.6T
Authority: DE
Inventors: Junichi Kotani; Nobuya Matsutani
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-07-22
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2017-03-30
Also published as: JPWO2016013183A1; CN106415742B; WO2016013183A1; JP6653420B2; CN106415742A; US20170053729A1; US10210987B2

Abstract

Ein magnetisches Verbundmaterial enthält erste Partikel, die aus einem weichmagnetischen Metall hergestellt sind, und zweite Partikel, die zwischen den ersten Partikeln vorgesehen sind. Jedes der zweiten Partikel enthält eine erste feste Phase und eine zweite feste Phase. Das magnetische Verbundmaterial weist hohe magnetische Eigenschaften auf.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Verbundmaterial mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften, auf eine Spulenkomponente, die das magnetische Verbundmaterial verwendet, und auf ein Verfahren zum Herstellen des magnetischen Verbundmaterials.
Hintergrundgebiet
PTL1 offenbart ein herkömmliches magnetisches Verbundmaterial, das durch Mischen erster Partikel, zweiter Partikel und isolierender Partikel gebildet ist.
Das in PTL1 offenbarte magnetische Verbundmaterial weist keine ausreichend hohen magnetischen Eigenschaften auf.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

PTL1: US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2010/0289609.

Zusammenfassung
Ein magnetisches Verbundmaterial enthält erste Partikel, die aus einem weichmagnetischen Metall hergestellt sind, und zweite Partikel, die zwischen den ersten Partikeln vorgesehen sind. Jedes der zweiten Partikel enthält eine erste feste Phase und eine zweite feste Phase.
Das magnetische Verbundmaterial weist hohe magnetische Eigenschaften auf.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Partikels des magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der Ausführungsform.
2B ist eine Querschnittsansicht eines anderen zweiten Partikels des magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der Ausführungsform.
2C ist eine Querschnittsansicht eines nochmals anderen zweiten Partikels des magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der Ausführungsform.
3 ist eine Querschnittsansicht eines magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform.
4 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der Ausführungsform.
5 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren magnetischen Verbundmaterials in Übereinstimmung mit der Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Einzelteilansicht einer Spulenkomponente in Übereinstimmung mit der Ausführungsform.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Verbundmaterials 5 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das magnetische Verbundmaterial 5 enthält die ersten Partikel 1, die aus einem weichmagnetischen Metall hergestellt sind, und die zweiten Partikel 2, die zwischen den ersten Partikeln 1 vorgesehen sind. Jedes der zweiten Partikel 2 enthält eine erste feste Phase 3 und eine zweite feste Phase 4.
Das magnetische Verbundmaterial 5 weist eine kleinere Anzahl Leerräume auf, die zwischen den Partikeln gebildet sind, als ein magnetisches Verbundmaterial, das durch einfaches Mischen zweier verschiedener Partikel gebildet ist: die erste feste Phase 3 und die zweite feste Phase 4. Dies ermöglicht den aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln, mit einem hohen Füllgrad zu füllen.
Die zweiten Partikel 2 werden im Folgenden detailliert erläutert. In jedem der zweiten Partikel 2 ist die erste feste Phase 3 aus einem Isolator hergestellt, während die zweite feste Phase 4 aus einem magnetischen Material hergestellt ist. Diese Konfiguration ermöglicht nicht nur den aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1, sondern auch der aus dem magnetischen Material hergestellten zweiten feste Phasen 4, mit einem hohen Füllgrad zu füllen.
Ferner verhindert die aus dem Isolator hergestellte erste feste Phase 3 einen Kontakt zwischen den aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1, einen Kontakt zwischen den aus dem magnetischen Material hergestellten zweiten festen Phasen 4 und einen Kontakt zwischen den aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1 und den aus dem magnetischen Material hergestellten zweiten festen Phasen 4, womit ein darauf erzeugter Wirbelstrom unterdrückt wird.
Die zweite feste Phase 4 aus dem magnetischen Material kann ein Metall sein, genauer eine einfache Substanz aus einem Metall, das aus Fe, Co und Ni ausgewählt ist. Fe, Co und Ni weisen magnetische Eigenschaften auf und ermöglichen somit, dass das magnetische Verbundmaterial 5 hohe magnetische Eigenschaften aufweist.
Das Metall kann eine auf Fe-Si basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Al basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Cr basierende Legierung oder eine auf Fe-Ni basierende Legierung sein. Diese Legierungen weisen ebenfalls magnetische Eigenschaften auf und ermöglichen somit, dass das magnetische Verbundmaterial 5 hohe magnetische Eigenschaften aufweist.
Die zweiten Partikel 2 können, wie in 1 gezeigt ist, teilweise physikalisch aneinander gebunden sein. In diesem Fall sind die ersten festen Phasen 3 der zweiten Partikel 2 aneinander gebunden oder sind die zweiten festen Phasen 4 der zweiten Partikel 2 aneinander gebunden. Diese physikalische Bindung der zweiten Partikel 2 erhöht die mechanische Festigkeit des magnetischen Verbundmaterials 5. Die ersten festen Phasen 3 können an die zweiten festen Phasen 4 gebunden sein, wodurch sie die mechanische Festigkeit des magnetischen Verbundmaterials 5 erhöhen.
Die zweiten Partikel 2 gemäß der Ausführungsform weisen keine Zweischichtstruktur auf, in der eine feste Phase über der Fläche der anderen festen Phase angeordnet ist, sondern weisen eine Struktur auf, in der die festen Phasen in den Querschnitten der Partikel in die Struktur hinein gebildet sind. 2A ist eine Querschnittsansicht des zweiten Partikels des magnetischen Verbundmaterials 5 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform. 2B ist eine Querschnittsansicht eines anderen zweiten Partikels des magnetischen Verbundmaterials 5 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform. 2C ist eine Querschnittsansicht noch eines anderen zweiten Partikels des magnetischen Verbundmaterials 5 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform. Die in 2A bis 2C gezeigten Querschnitte des zweiten Partikels 2 zeigen, dass die erste feste Phase 3 und die zweite feste Phase 4 nicht nur auf der Oberfläche des zweiten Partikels 2 gebildet sind, sondern ebenfalls in das Innere des Partikels hinein.
Die aus einem Isolator hergestellte, erste feste Phase 3 ist aus einem Oxid hergestellt. Das Oxid kann Al und/oder Cr und/oder Ti und/oder Mg und/oder Si und/oder Ca, detaillierter Al₂O₃ und/oder Cr₂O₃ und/oder TiO und/oder MgO und/oder SiO₂ oder eine Verbundoxid, das mehrere Arten der obigen Elemente enthält, enthalten.
Das magnetische Verbundmaterial 5 gemäß der Ausführungsform wird durch einen thermischen Prozess in einer chemisch inaktiven Atmosphäre gebildet. Dieser Prozess wird später beschrieben.
Die ersten Partikel 1 werden im Folgenden detailliert erläutert. 3 ist eine Querschnittsansicht des magnetischen Verbundmaterials 5, um insbesondere die ersten Partikel 1 zu zeigen. Ein oxidierter Film 6, der Al, Cr, Ti, Mg, Si oder Ca enthält, kann auf der Oberfläche des aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikels 1 ausgebildet sein. Der oxidierte Film 6 kann aus Al₂O₃, Cr₂O₃, TiO₂, MgO, SiO₂ oder aus einem Verbundoxid, das die obigen Elemente enthält, hergestellt sein. Der oxidierte Film 6 über der Oberfläche jedes der ersten Partikel 1 verhindert, dass die aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikel 1 einander kontaktieren, oder verhindert, dass die aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikel 1 die aus einem magnetischen Material hergestellten zweiten festen Phasen 4 kontaktieren, womit die darauf erzeugten Wirbelströme unterdrückt werden. Die Dicke des oxidierten Films 6 kann vorzugsweise größer oder gleich 10 nm und kleiner oder gleich 500 nm sein.
Die oxidierten Filme 6 gemäß der Ausführungsform sind über den Oberflächen der ersten Partikel 1 derart ausgebildet, dass ein Teil eines Metalls, das in jedem der aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikel 1 enthalten ist, thermisch verarbeitet wird, um oxidiert zu werden, ohne jedoch darauf eingeschränkt zu sein; der oxidierte Film 6 kann aus einem Oxid eines Metalls hergestellt sein, das nicht in den aus dem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1 enthalten ist.
4 ist eine Querschnittsansicht eines anderen magnetischen Verbundmaterials 5 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform. Das magnetische Verbundmaterial 5 kann ferner, wie in 4 gezeigt ist, zwischen den zweiten Partikeln 2 dritte Partikel 8 enthalten, die aus einem Isolator hergestellt sind.
Das dritte Partikel 8 weist eine Kristallstruktur auf, die von der Kristallstruktur der ersten festen Phase 3 und der zweiten festen Phase 4 des zweiten Partikels 2 verschieden ist. Das dritte Partikel 8 kann aus diversen Arten von Ferritmaterialien, genauer aus einem auf Mn-Zn basierenden Ferrit, aus einem auf Ni-Zn basierenden Ferrit, aus einem auf Mg-Zn basierenden Ferrit oder aus einem Ferrit eines Spinelltyps, wie etwa Ferrospinell, hergestellt sein. Ein Ferrit eines Spinelltyps kann durch Hinzufügen einiger Elemente zu einem Ferrospinell gebildet werden, damit er magnetische Eigenschaften aufweist.
Außerdem können die dritten Partikel 8 von zweiten Partikels 2 umgeben sein.
Zum Beispiel werden dann, wenn im Prozess zum Bilden der zweiten Partikel 2 FeAl₂O₄ als ein Ausgangsmaterial eingesetzt wird, die erste feste Phase 3, die aus einem Oxid hergestellt ist, das Al enthält, und die zweite feste Phase 4, die aus Fe hergestellt ist, durch den thermischen Prozess gebildet, der später beschrieben wird.
Genauer wird, wenn FeAl₂O₄ in einer chemisch inaktiven Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000°C verarbeitet wird, das Material des FeAl₂O₄ teilweise reduziert, derart, dass die erste feste Phase 3, die aus einem Oxid hergestellt ist, das Al enthält, und die zweite feste Phase 4, die aus Fe hergestellt ist, gebildet werden. Zu diesem Zeitpunkt hat nicht die gesamte Menge des FeAl₂O₄ reagiert, d. h. ein Teil des FeAl₂O₄ ist geblieben, wie es ist, wodurch es die aus einem isolierenden Material hergestellten, dritten Partikel 8 bereitstellt. Die dritten Partikel 8, die aus dem in der Struktur verbleibenden, isolierenden Material hergestellt sind, erhöhen eine isolierende Komponente zum Isolieren zwischen den aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1, wobei dementsprechend ein Wirbelstrom unterdrückt wird. Die Anzahl pro Volumeneinheit der dritten Partikel 8 kann größer werden, wenn der Abstand von den aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1 größer wird.
Das magnetische Verbundmaterial 5 kann, wie in 3 gezeigt ist, zwischen den ersten Partikeln 1 und den zweiten Partikeln 2 die Leerräume 7 enthalten. Die Leerräume 7 können miteinander in Verbindung stehen.
5 ist eine Querschnittsansicht eines nochmals anderen magnetischen Verbundmaterials 5 gemäß der Ausführungsform. In dem in 5 gezeigten magnetischen Verbundmaterial 5 füllt das organische Harz 9 die Leerräume 7. Das organische Harz 9 ist in die Leerräume 7 imprägniert und ausgehärtet, um die Bindungsfestigkeit zwischen den aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1 und den zweiten Partikeln 2 zu erhöhen, wodurch die mechanische Festigkeit des magnetischen Verbundmaterials 5 erhöht wird. Außerdem ermöglichen die miteinander in Verbindung stehenden Leerräume 7, dass das organische Harz 9 leicht in das magnetische Verbundmaterial 5 imprägniert, was zu einer verkürzten Lieferzeit im Herstellungsprozess beiträgt.
Die aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikel 1 gemäß der Ausführungsform werden im Folgenden beschrieben.
Eine einzelne metallische Substanz, Fe und/oder Co und/oder Ni, als magnetisches Material ist ein spezifisches Beispiel für das weichmagnetische Metall. Das weichmagnetische Metall kann eine auf Fe-Si basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Al basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Cr basierende Legierung oder eine auf Fe-Ni basierende Legierung sein. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikel 1 kann vorzugsweise größer oder gleich 1 μm und kleiner oder gleich 100 μm sein. Dass der durchschnittliche Partikeldurchmesser der ersten Partikel 1 aus einem weichmagnetischen Metall größer oder gleich 1 μm ist, stellt die Wirkung bereit, dass in den Herstellungsverfahren die ersten Partikel 1 gemischt werden, ohne eine Aggregation mit anderen Materialen aufzuweisen. In der Dispergierung bewegen sich die ersten Partikel 1 getrennt voneinander und bilden unabhängige Partikel. Der Wirbelstromverlust im magnetischen Verbundmaterial 5 steigt proportional zum Quadrat der Größe eines Abschnitts, in dem ein Wirbelstrom fließt. Um eine Wirkung der Wirbelströme zu verringern, kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser der ersten Partikel 1 vorzugsweise kleiner oder gleich ungefähr 100 μm sein. Stärker bevorzugt kann der durchschnittliche Partikeldurchmesser der ersten Partikel 1 größer oder gleich 3 μm und kleiner oder gleich 50 μm sein. Dieser Bereich des durchschnittlichen Partikeldurchmessers unterdrückt die Aggregation der ersten Partikel 1, wobei die Erzeugung von Wirbelströmen unterdrückt wird.
Bezüglich der Werte des durchschnittlichen Partikeldurchmessers können zwischen den Messverfahren einige Fehler beobachtet werden; dementsprechend kann sich der oben erwähnte, bevorzugte Bereich des durchschnittlichen Partikeldurchmessers innerhalb eines Fehlerbereichs ändern.
Der durchschnittliche Partikeldurchmesser der zweiten Partikel 2 ist nicht auf einen spezifischen Wert eingeschränkt, kann jedoch vorzugsweise kleiner als der durchschnittliche Partikeldurchmesser der ersten Partikel 1 sein. Diese Konfiguration ermöglicht, dass die erste feste Phase 3 eine hohe Isolationswirkung zwischen den ersten Partikeln 1 aus einem weichmagnetischen Metall aufweist, wobei die Erzeugung von Wirbelströmen unterdrückt wird.
Gemäß der Ausführungsform werden die Werte der jeweiligen, durchschnittlichen Partikeldurchmesser der ersten Partikel 1 und der zweiten Partikel 2 in einem Querschnitt des magnetischen Verbundmaterials 5 gemessen. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser wird durch Ermitteln der Durchmesser von 200 oder mehr ersten Partikeln 1 oder zweiten Partikeln 2 in einem Querschnitt als äquivalente Kreisdurchmesser mit einer Bildanalysevorrichtung und durch Summieren der Durchmesser berechnet. Der Partikeldurchmesser, bei dem der kumulative Wert 50% der Gesamtanzahl der Partikel entspricht, wird als der durchschnittliche Partikeldurchmesser bestimmt.
Die Materialzusammensetzungen der ersten festen Phasen 3, der zweiten festen Phase 4 und des oxidierten Films 6 der zweiten Partikel 2 wird durch eine Elementanalyse des Querschnitts des magnetischen Verbundmaterials 5 mit einer Röntgenstrahl-Mikroanalyseeinrichtung (XMA) überwacht.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Spulenkomponente 11, die das magnetische Verbundmaterial 5 enthält. Die Spulenkomponente 11 enthält die Spule 10, die um zumindest einen Teil des magnetischen Verbundmaterials 5 gewickelt ist. Die Spule 10 der Ausführungsform ist um den Teil 5P des magnetischen Verbundmaterials 5 gewickelt. Das magnetische Verbundmaterial 5 gemäß der Ausführungsform enthält ein magnetisches Material mit einem hohen Füllgrad und unterdrückt die Erzeugung von Wirbelströmen, was die Spulenkomponente 11 mit einer geringen Größe und mit einer Struktur mit einem niedrigen Profil versieht.
Ein Verfahren zur Herstellung des magnetischen Verbundmaterials 5 gemäß der Ausführungsform wird im Folgenden beschrieben.
Zuerst als die aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikel 1 ein Pulver einer Fe-Si-Al-Legierung, das einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 30 μm aufweist und aus 10,0 Gewichtsanteilen Si, 5,0 Gewichtsanteilen Al und dem Rest aus Fe zusammengesetzt ist. Das Fe-Si-Al-Legierungspulver wird durch Gaszerstäubung vorbereitet. Die zweiten Partikel 2 werden aus einem FeAl₂O₄-Pulver hergestellt und weisen einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,2 μm auf. Eine Menge eines ersten Zusatzstoffs, die Menge des FeAl₂O₄-Pulvers (zweite Partikel 2), die zu 100 Gewichtsanteilen des Fe-Si-Al-Legierungspulvers (erste Partikel 1) hinzuzufügen ist, beträgt 15 Gewichtanteile. Das Fe-Si-Al-Legierungspulver und das FeAl₂O₄-Pulver werden zusammengemischt und dispergiert. Ein Acrylharz und ein organisches Lösungsmittel werden zu den Pulvern gemischt, um die Mischung zu bilden, und darauffolgend wird die Mischung mit einer Drehkugelmühle dispergiert, wodurch das Mischungsmaterial bereitgestellt wird.
In dem Misch- und Dispergierungsprozess des Fe-Si-A1-Legierungspulvers (erste Partikel 1), des FeAl₂O₄-Pulvers (zweite Partikel 2), des Acrylharzes und des organischen Lösungsmittels gibt es keine bestimmte Reihenfolge des Mischens und Dispergierens.
Wie oben beschrieben, wird der durchschnittliche Partikeldurchmesser des magnetischen Verbundmaterials 5 durch Messung auf einem Querschnitt des magnetischen Verbundmaterials 5 ermittelt. Die durchschnittlichen Partikeldurchmesser des Ausgangsmaterials des Fe-Si-A1-Legierungspulvers und des FeAl₂O₄-Pulvers sind jedoch D50-Werte, die durch ein Laserbeugungsstreuungsverfahren gemessen werden.
Anschließend wird das Mischungsmaterial bei einem Druck von 8 t/cm² druckgeformt, wodurch ein Formkörper bereitgestellt wird, der eine vorgegebene Form aufweist.
Daraufhin wird an dem Formkörper ein thermischer Prozess in einer chemisch inaktiven Atmosphäre durchgeführt, d. h., er wird für fünf Stunden bei einer Temperatur von 1200°C in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt, um eine Verzerrung freizusetzen, die im Pressformen im Fe-Si-Al-Legierungspulver erzeugt wurde. Ferner entfernt der thermische Prozess Sauerstoff aus dem FeAl₂O₄-Pulver, wodurch die zweiten Partikel 2 gebildet werden, die zwei feste Phasen aufweisen: die erste feste Phase 3 aus Fe und die zweite feste Phase 4 aus einem Oxid, das Al enthält.
Die Temperatur in dem thermischen Prozess kann vorzugsweise höher als oder gleich 1000°C und niedriger als oder gleich 1300°C sein, und die Erwärmungszeit kann vorzugsweise höher als oder gleich weniger als 0,5 Stunden und kürzer als oder gleich 6 Stunden sein.
Wenn der thermische Prozess bei Temperaturen durchgeführt wird, die niedriger als der oben stehende Bereich sind (z. B. bei ungefähr 1000°C), reagiert nicht das gesamte FeAl₂O₄-Pulver, und es wird ermöglicht, dass ein Teil des FeAl₂O₄-Pulvers als die dritten Partikel 8 verbleibt. Die dritten Partikel 8 fungieren als ein Isolator, der den Kontakt zwischen den ersten Partikeln 1 verhindert. Um einen Teil des FeAl₂O₄-Pulvers als die dritten Partikel 8 zu belassen, kann die Temperatur im thermischen Prozess vorzugsweise höher als oder gleich 600°C und niedriger als oder gleich 1200°C sein, und die Erwärmungszeit kann vorzugsweise länger als oder gleich 0,5 Stunden und kürzer als oder gleich 6 Stunden sein.
Wenn oben ein thermischer Hochtemperaturprozess in einer Sauerstoffatmosphäre auf dem Fe-Si-Al-Legierungspulver durchgeführt wird, bevor es mit anderen Materialen gemischt wird, wird der oxidierte Film 6 auf den Flächen der ersten Partikel 1 gebildet, wie in 3 gezeigt ist. Um den oxidierten Film 6 auf den Flächen der ersten Partikel 1 zu bilden, kann die Temperatur im thermischen Prozess vorzugsweise höher als oder gleich 500°C und niedriger als und gleich 1200°C sein, und die Erwärmungszeit kann vorzugsweise länger als oder gleich 0,5 Stunden und kürzer als oder gleich 6 Stunden sein.
Im magnetischen Verbundmaterial 5 gemäß der Ausführungsform wie oben beschrieben enthält jedes der zweiten Partikel 2 eine erste feste Phase 3, die aus einem Isolator hergestellt ist, und eine zweite feste Phase 4, die aus einem magnetischen Material hergestellt ist. Diese Konfiguration verkleinert die Leerräume 7, die zwischen den Partikeln gebildet sind und ermöglicht, dass das magnetische Verbundmaterial 5 sehr viele erste Partikel und sehr viele zweite feste Phasen 4 als magnetisches Material enthält.
Ferner verhindert die aus einem Isolator hergestellte, erste feste Phase 3 den Kontakt zwischen den aus einem weichmagnetischen Metall hergestellten ersten Partikeln 1, den Kontakt zwischen den zweiten festen Phasen 4 und den Kontakt zwischen den ersten Partikeln 1 und den zweiten festen Phasen 4, wobei dementsprechend die Erzeugung von Wirbelströmen unterdrückt wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Ein magnetisches Verbundmaterial gemäß der Ausführungsform weist hohe magnetische Eigenschaften auf und ist nützlich für Spulenkomponenten, die diverse Arten magnetischen Materials aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: erster Partikel
2: zweiter Partikel
3: erste feste Phase
4: zweite feste Phase
5: magnetisches Verbundmaterial
6: oxidierter Film
7: Leerräume
8: dritter Partikel
9: organisches Harz
10: Spule
11: Spulenkomponente

Claims

Magnetisches Verbundmaterial, das Folgendes umfasst: mehrere erste Partikel, die aus einem weichmagnetischen Metall hergestellt sind; und mehrere zweite Partikel, die zwischen den mehreren ersten Partikeln vorgesehen sind, wobei jedes der mehreren zweiten Partikel eine erste feste Phase und eine zweite feste Phase enthält.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei die erste feste Phase aus einem Oxid hergestellt ist.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 2, wobei das Oxid Al und/oder Cr und/oder Ti und/oder Mg und/oder Si und/oder Ca enthält.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei die zweite feste Phase aus Metall hergestellt ist.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 4, wobei das Metall entweder eine auf Fe, Co, Ni, Fe-Si basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Al basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Cr basierende Legierung oder eine auf Fe-Ni basierende Legierung ist.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, das ferner mehrere dritte Partikel, die aus einem isolierenden Material hergestellt sind, das zwischen den mehreren zweiten Partikeln angeordnet ist, umfasst.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 6, wobei das isolierende Material ein Ferrit eines Spinelltyps ist.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 6, wobei eine Anzahl der mehreren dritten Partikel pro Volumeneinheit des magnetischen Verbundmaterials zunimmt, wenn sie von den mehreren ersten Partikeln entfernt beabstandet sind.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei mehrere Leerräume zwischen den mehreren ersten Partikeln und den mehreren zweiten Partikeln vorgesehen sind.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 9, wobei die mehreren Leerräume miteinander in Verbindung stehen.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, das ferner ein organisches Harz, das zwischen den mehreren ersten Partikeln und den mehreren zweiten Partikeln angeordnet ist, umfasst.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei ein durchschnittlicher Durchmesser der mehreren ersten Partikel größer als ein durchschnittlicher Durchmesser der mehreren zweiten Partikel ist.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, wobei ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser der mehreren ersten Partikel größer oder gleich 1 μm ist und kleiner oder gleich 100 μm ist.
Magnetisches Verbundmaterial nach Anspruch 1, das ferner einen oxidierten Film, der auf jeder der Flächen der mehreren ersten Partikel angeordnet ist, umfasst.
Spulenkomponente, die Folgendes umfasst: das magnetische Verbundmaterial nach Anspruch 1; und eine Spule, die zumindest um einen Teil des magnetischen Verbundmaterials gewickelt ist.
Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Verbundmaterials, das Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Mischungsmaterials, das ein erstes Pulver, das aus den mehreren ersten Partikeln hergestellt ist, ein zweites Pulver, das aus den mehreren zweiten Partikeln hergestellt ist, und ein Harz enthält, die zusammengemischt sind; Bereitstellen eines Formkörpers durch Druckformen des Mischungsmaterials; und Bilden einer ersten festen Phase und einer zweiten festen Phase in jedem der mehreren zweiten Partikel durch Ausführen eines thermischen Prozesses an dem Formkörper.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der thermische Prozess in einer chemisch inaktiven Atmosphäre ausgeführt wird, und wobei die erste feste Phase aus einem Oxid hergestellt ist und die zweite feste Phase aus einem Metall hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Oxid Al und/oder Cr und/oder Ti und/oder Mg und/oder Si und/oder Ca enthält, und wobei das Metall entweder eine auf Fe, Co, Ni, Fe-Si basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Al basierende Legierung, eine auf Fe-Si-Cr basierende Legierung oder eine auf Fe-Ni basierende Legierung ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die mehreren ersten Partikel Metall enthalten und das Verfahren ferner vor dem Bereitstellen des Mischungsmaterials das Bilden eines oxidierten Films auf jeder der Flächen der mehreren ersten Partikel durch Oxidieren des Metalls der mehreren ersten Partikel umfasst.