JP2002050511A - 軟磁性材料 - Google Patents
軟磁性材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】鉛を含まず、高い耐水性を備えると共に、成形
体焼成温度付近で軟磁性金属との濡れ性がより良いガラ
ス組成物と、軟磁性金属とから構成される軟磁性材料を
提供する。 【解決手段】 軟磁性金属の粉粒体表面を、実質的にモ
ル表示で、Ｐ2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜
６％、ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ
2 Ｏ ７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０
〜８％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ
2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％からなるリン酸
塩ガラス組成物により被覆してある軟磁性材料。
体焼成温度付近で軟磁性金属との濡れ性がより良いガラ
ス組成物と、軟磁性金属とから構成される軟磁性材料を
提供する。 【解決手段】 軟磁性金属の粉粒体表面を、実質的にモ
ル表示で、Ｐ2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜
６％、ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ
2 Ｏ ７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０
〜８％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ
2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％からなるリン酸
塩ガラス組成物により被覆してある軟磁性材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性金属及びガ
ラス組成物から構成される軟磁性材料に関する。
ラス組成物から構成される軟磁性材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】軟磁性材料として、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ
−Ｂ−Ｍ（ＭはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂから選ばれた少な
くとも１種の元素）系非晶質合金やＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−
Ｂ系非晶質合金等の非晶質軟磁性金属が、結晶材料と比
べて、耐食性、耐摩耗性、強度、透磁率等に優れること
から、チョークコイルやフライバックトランスの磁芯材
料等として用いられている。しかし、前記軟磁性金属の
場合、その軟磁性を損なわないように非晶質状態を維持
すると共に、電気絶縁性を備えさせる必要があるので、
その結晶化温度よりも低い温度、約５００℃以下で、電
気絶縁性の結合材と共に加圧成形を行わなけらばならな
い。そこで、一般に、前記軟磁性金属の粉粒体に、その
結晶化温度よりも軟化点の低いガラス組成物からなる結
合材を混合し、加熱することにより、前記軟磁性金属の
結晶化温度よりも低い温度での加圧成形が行われてい
る。つまり、前記結合材は前記軟磁性金属の粉粒体間の
結合材として成形体の一部を構成するので、低温軟化性
だけでなく、加圧又は加熱による耐性、前記軟磁性金属
の軟磁性を損なわないように室温での電気絶縁性、及び
前記軟磁性金属との反応性が少ない等の性質が不可欠と
され、従来は、ＰｂＯを主成分とするガラス組成物が、
前記結合材として用いられていた。
−Ｂ−Ｍ（ＭはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂから選ばれた少な
くとも１種の元素）系非晶質合金やＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−
Ｂ系非晶質合金等の非晶質軟磁性金属が、結晶材料と比
べて、耐食性、耐摩耗性、強度、透磁率等に優れること
から、チョークコイルやフライバックトランスの磁芯材
料等として用いられている。しかし、前記軟磁性金属の
場合、その軟磁性を損なわないように非晶質状態を維持
すると共に、電気絶縁性を備えさせる必要があるので、
その結晶化温度よりも低い温度、約５００℃以下で、電
気絶縁性の結合材と共に加圧成形を行わなけらばならな
い。そこで、一般に、前記軟磁性金属の粉粒体に、その
結晶化温度よりも軟化点の低いガラス組成物からなる結
合材を混合し、加熱することにより、前記軟磁性金属の
結晶化温度よりも低い温度での加圧成形が行われてい
る。つまり、前記結合材は前記軟磁性金属の粉粒体間の
結合材として成形体の一部を構成するので、低温軟化性
だけでなく、加圧又は加熱による耐性、前記軟磁性金属
の軟磁性を損なわないように室温での電気絶縁性、及び
前記軟磁性金属との反応性が少ない等の性質が不可欠と
され、従来は、ＰｂＯを主成分とするガラス組成物が、
前記結合材として用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰｂＯ
を主成分とするガラス組成物は、環境に有害な鉛を含有
するため、環境対策の点から問題があった。また、鉛を
含有しない系のガラス組成物の場合でも、耐水性が低い
と、環境に有害な含有重金属が溶出し、同様に環境対策
の点から問題があった。また、近年、より強固で緻密な
成形体に対する要求が強く、このため成形体焼成温度付
近で前記軟磁性金属との濡れ性がより良いものが必要と
なってきている。従って、本発明の目的は、上記実情に
鑑みてなされたものであって、鉛を含まず、高い耐水性
を備えると共に、成形体焼成温度付近で軟磁性金属との
濡れ性がより良いガラス組成物と、軟磁性金属とから構
成される軟磁性材料を提供する点にある。
を主成分とするガラス組成物は、環境に有害な鉛を含有
するため、環境対策の点から問題があった。また、鉛を
含有しない系のガラス組成物の場合でも、耐水性が低い
と、環境に有害な含有重金属が溶出し、同様に環境対策
の点から問題があった。また、近年、より強固で緻密な
成形体に対する要求が強く、このため成形体焼成温度付
近で前記軟磁性金属との濡れ性がより良いものが必要と
なってきている。従って、本発明の目的は、上記実情に
鑑みてなされたものであって、鉛を含まず、高い耐水性
を備えると共に、成形体焼成温度付近で軟磁性金属との
濡れ性がより良いガラス組成物と、軟磁性金属とから構
成される軟磁性材料を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】〔構成〕請求項１の発明
の軟磁性材料の特徴構成は、軟磁性金属の粉粒体表面
を、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １
〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７
％、Ｋ2 Ｏ ０〜８％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９
〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ 2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％
からなるリン酸塩ガラス組成物により被覆してある点
にある。
の軟磁性材料の特徴構成は、軟磁性金属の粉粒体表面
を、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａ
ｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １
〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７
％、Ｋ2 Ｏ ０〜８％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９
〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ 2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％
からなるリン酸塩ガラス組成物により被覆してある点
にある。
【０００５】請求項２の発明の軟磁性材料の特徴構成
は、軟磁性金属、及び、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ5
３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８〜
２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７％、
Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ０〜８％、ただし、Ｚｎ
Ｏ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ 2
Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩ガラス組成物を混
合してある点にある。
は、軟磁性金属、及び、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ5
３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８〜
２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７％、
Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ０〜８％、ただし、Ｚｎ
Ｏ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ 2
Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩ガラス組成物を混
合してある点にある。
【０００６】請求項３の発明の軟磁性材料の特徴構成
は、軟磁性金属、及び、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ5
３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８〜
２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７％、
Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ０〜８％、ただし、Ｚｎ
Ｏ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ 2
Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩ガラス組成物を焼
結成形してある点にある。
は、軟磁性金属、及び、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ5
３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８〜
２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７％、
Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ０〜８％、ただし、Ｚｎ
Ｏ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ 2
Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩ガラス組成物を焼
結成形してある点にある。
【０００７】請求項４の発明の特徴構成は、上記請求項
１又は請求項２又は請求項３に係る軟磁性材料の特徴構
成における前記軟磁性金属は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（Ｍ
はＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の
元素）系非晶質合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系非晶質合
金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（ＭはＮｂ，Ｗ，Ｔａ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏから選ばれた少なくとも１種
の元素）系ナノクリスタル、センダスト、パーマロイ、
Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、又は純鉄のうち
のいずれかからなるものである点にある。
１又は請求項２又は請求項３に係る軟磁性材料の特徴構
成における前記軟磁性金属は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（Ｍ
はＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂから選ばれた少なくとも１種の
元素）系非晶質合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系非晶質合
金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（ＭはＮｂ，Ｗ，Ｔａ，
Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏから選ばれた少なくとも１種
の元素）系ナノクリスタル、センダスト、パーマロイ、
Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、又は純鉄のうち
のいずれかからなるものである点にある。
【０００８】〔作用及び効果〕本発明の請求項１〜４の
特徴構成において、殊に、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ
5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８
〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７
％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2Ｏ ０〜８％、ただ
し、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2
Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩ガラス組
成物による作用及び効果について説明する。
特徴構成において、殊に、実質的にモル表示で、Ｐ2 Ｏ
5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ ８
〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１７
％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2Ｏ ０〜８％、ただ
し、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2
Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩ガラス組
成物による作用及び効果について説明する。
【０００９】Ｐ2 Ｏ5 は、ＰｂＯを含まない低融点ガラ
ス作製には、最適のガラス網目形成成分である。Ｐ2 Ｏ
5 の含有量が少なすぎるとガラスの失透性が増し、金属
との成形体焼成中に結晶を析出して、強固な成形体を取
得不能にするおそれ等が生ずるので、３９モル％以上含
有させる必要がある。しかし、含有量が多すぎると必然
的に含水量も多くなり、耐水性は極端に低下してしまう
ので、その含有量は４７モル％以下が好ましい。
ス作製には、最適のガラス網目形成成分である。Ｐ2 Ｏ
5 の含有量が少なすぎるとガラスの失透性が増し、金属
との成形体焼成中に結晶を析出して、強固な成形体を取
得不能にするおそれ等が生ずるので、３９モル％以上含
有させる必要がある。しかし、含有量が多すぎると必然
的に含水量も多くなり、耐水性は極端に低下してしまう
ので、その含有量は４７モル％以下が好ましい。
【００１０】Ａｌ2 Ｏ3 は、耐水性に有効な成分であ
る。また、少量のＡｌ2 Ｏ3 はリン酸塩ガラス中ではガ
ラス網目構造の強化に働き、ガラスの失透に対する安定
性を増す。そこで、耐水性を向上させるには、３モル％
以上含有させる必要がある。しかし、含有量が多すぎる
と、ガラスの粘度が増加し、低温軟化性を損なうので、
その含有量は６モル％以下が好ましい。
る。また、少量のＡｌ2 Ｏ3 はリン酸塩ガラス中ではガ
ラス網目構造の強化に働き、ガラスの失透に対する安定
性を増す。そこで、耐水性を向上させるには、３モル％
以上含有させる必要がある。しかし、含有量が多すぎる
と、ガラスの粘度が増加し、低温軟化性を損なうので、
その含有量は６モル％以下が好ましい。
【００１１】ＺｎＯは、低融性をあまり損なわずに耐水
性を向上させるので、ＰｂＯを含まない低融ガラスにと
って不可欠な成分である。しかし、含有量が多くなりす
ぎると、金属との濡れ性を阻害し、ガラスの失透傾向も
増加する。また、環境対策の点からも、あまり多すぎる
組成は好ましくない。従って、８〜２２モル％の含有量
が適当である。ＢａＯは、ＺｎＯと同様の作用効果を有
するので、ＺｎＯとの置換に有効な成分である。しか
し、ＺｎＯより低融性や濡れ性を阻害する効果が大きい
ので、含有量はあまり多くない方が良い。従って、１〜
１２モル％の含有量が適当である。しかも、ＺｎＯとＢ
ａＯの合計含有量は、１９〜２４モル％が適当である。
性を向上させるので、ＰｂＯを含まない低融ガラスにと
って不可欠な成分である。しかし、含有量が多くなりす
ぎると、金属との濡れ性を阻害し、ガラスの失透傾向も
増加する。また、環境対策の点からも、あまり多すぎる
組成は好ましくない。従って、８〜２２モル％の含有量
が適当である。ＢａＯは、ＺｎＯと同様の作用効果を有
するので、ＺｎＯとの置換に有効な成分である。しか
し、ＺｎＯより低融性や濡れ性を阻害する効果が大きい
ので、含有量はあまり多くない方が良い。従って、１〜
１２モル％の含有量が適当である。しかも、ＺｎＯとＢ
ａＯの合計含有量は、１９〜２４モル％が適当である。
【００１２】Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ及びＫ2 Ｏは、ガラス
の溶融性や物性の改善に効果的な成分である。しかし、
含有量が多くなりすぎると、低融性は助長されるが、ガ
ラスの耐水性が劣化するので好ましくない。低融性及び
耐水性から、Ｌｉ2 ＯとＮａ 2 Ｏについては各々７〜１
７モル％の含有量が好ましい。Ｋ2 Ｏは耐水性を劣化さ
せる効果が最も大きいので、０〜８モル％の含有量が適
当である。また、アルカリ金属酸化物は複数種共存させ
たほうが、混合アルカリ効果により、耐水性の劣化を抑
制することができるので、Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ及びＫ2
Ｏの合計量として２５〜３３モル％の含有量が適当であ
る。
の溶融性や物性の改善に効果的な成分である。しかし、
含有量が多くなりすぎると、低融性は助長されるが、ガ
ラスの耐水性が劣化するので好ましくない。低融性及び
耐水性から、Ｌｉ2 ＯとＮａ 2 Ｏについては各々７〜１
７モル％の含有量が好ましい。Ｋ2 Ｏは耐水性を劣化さ
せる効果が最も大きいので、０〜８モル％の含有量が適
当である。また、アルカリ金属酸化物は複数種共存させ
たほうが、混合アルカリ効果により、耐水性の劣化を抑
制することができるので、Ｌｉ2 Ｏ，Ｎａ2 Ｏ及びＫ2
Ｏの合計量として２５〜３３モル％の含有量が適当であ
る。
【００１３】従って、軟磁性金属、及び、上述のリン酸
塩ガラス組成物から軟磁性材料を構成することにより、
成形体焼成を低温で行うことができ、作製された成形体
の電磁的性質が損なわれることがないうえに、鉛を全く
含まず、高い耐水性を備えているので、環境対策の点か
らも好ましい。更に、成形体焼成温度付近で軟磁性金属
とガラス組成物との濡れ性が良いので、より強固で緻密
な成形体が得られる。
塩ガラス組成物から軟磁性材料を構成することにより、
成形体焼成を低温で行うことができ、作製された成形体
の電磁的性質が損なわれることがないうえに、鉛を全く
含まず、高い耐水性を備えているので、環境対策の点か
らも好ましい。更に、成形体焼成温度付近で軟磁性金属
とガラス組成物との濡れ性が良いので、より強固で緻密
な成形体が得られる。
【００１４】そして、請求項１に記載の発明に係る軟磁
性材料の特徴構成によれば、軟磁性金属の粉粒体表面
を、前記リン酸塩ガラス組成物により被覆しているの
で、成形体焼成の際、加熱により軟化したガラス組成物
は、前記軟磁性金属の粉粒体間に均一に入り込むため、
一層上述の効果が増長される。請求項２に記載の発明に
係る軟磁性材料の特徴構成によれば、前記軟磁性金属と
前記リン酸塩ガラス組成物を混合すれば良いので、簡便
に上述の効果を得ることができる。請求項３に記載の発
明に係る軟磁性材料の特徴構成によれば、前記軟磁性金
属及び前記リン酸塩ガラス組成物を予め焼結成形させて
いるため、最終的に成形体を焼成する際により均一な混
合物からなる成形体が得られ、確実に上述の効果を得る
ことができる。請求項４に記載の発明に係る軟磁性材料
の特徴構成によれば、種々の軟磁性金属において、請求
項１〜３の効果を得ることができ、利便である。
性材料の特徴構成によれば、軟磁性金属の粉粒体表面
を、前記リン酸塩ガラス組成物により被覆しているの
で、成形体焼成の際、加熱により軟化したガラス組成物
は、前記軟磁性金属の粉粒体間に均一に入り込むため、
一層上述の効果が増長される。請求項２に記載の発明に
係る軟磁性材料の特徴構成によれば、前記軟磁性金属と
前記リン酸塩ガラス組成物を混合すれば良いので、簡便
に上述の効果を得ることができる。請求項３に記載の発
明に係る軟磁性材料の特徴構成によれば、前記軟磁性金
属及び前記リン酸塩ガラス組成物を予め焼結成形させて
いるため、最終的に成形体を焼成する際により均一な混
合物からなる成形体が得られ、確実に上述の効果を得る
ことができる。請求項４に記載の発明に係る軟磁性材料
の特徴構成によれば、種々の軟磁性金属において、請求
項１〜３の効果を得ることができ、利便である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て簡単に説明する。Ｆｅ78Ｓｉ9 Ｂ13（平均粒子径約６
５μｍ）の軟磁性金属の粉粒体とリン酸塩ガラス組成物
粉粒体（平均粒子径約３μｍ）を９５：５の混合比（体
積比）に調合し、以下のように図１に示す粉粒体表面改
質装置を用いて、軟磁性金属の粉粒体表面をガラス粉粒
体により被覆した複合粉粒体からなる軟磁性材料を作製
した。図１は、粉粒体表面改質装置の側部断面図（円筒
状容器１の片側端部に近い位置で軸心と直交する方向で
切断した図）を示している。密封可能な円筒状容器１の
内部に調合した粉粒体９を投入し、回転軸２に固定され
たボス３から半径方向に突出する第１アーム４の先端に
取付けられた押圧部材５により粉粒体９を押圧・圧縮
し、ボス３から第１アームと交叉する半径方向に突出す
る第２アーム６の先端に取付けられたスクレパー７によ
り粉粒体９を掻き取る操作を、第１アーム４と第２アー
ム６の回転操作により繰り返して、強力な圧着摩擦力に
よって、粉粒体間で表面融合を誘発させて、軟磁性金属
の粉粒体表面をガラス粉粒体により被覆させた軟磁性材
料を作製した。
て簡単に説明する。Ｆｅ78Ｓｉ9 Ｂ13（平均粒子径約６
５μｍ）の軟磁性金属の粉粒体とリン酸塩ガラス組成物
粉粒体（平均粒子径約３μｍ）を９５：５の混合比（体
積比）に調合し、以下のように図１に示す粉粒体表面改
質装置を用いて、軟磁性金属の粉粒体表面をガラス粉粒
体により被覆した複合粉粒体からなる軟磁性材料を作製
した。図１は、粉粒体表面改質装置の側部断面図（円筒
状容器１の片側端部に近い位置で軸心と直交する方向で
切断した図）を示している。密封可能な円筒状容器１の
内部に調合した粉粒体９を投入し、回転軸２に固定され
たボス３から半径方向に突出する第１アーム４の先端に
取付けられた押圧部材５により粉粒体９を押圧・圧縮
し、ボス３から第１アームと交叉する半径方向に突出す
る第２アーム６の先端に取付けられたスクレパー７によ
り粉粒体９を掻き取る操作を、第１アーム４と第２アー
ム６の回転操作により繰り返して、強力な圧着摩擦力に
よって、粉粒体間で表面融合を誘発させて、軟磁性金属
の粉粒体表面をガラス粉粒体により被覆させた軟磁性材
料を作製した。
【００１６】次にリン酸塩ガラス組成物の実施例につい
て詳細に説明する。リン酸塩ガラス組成物は、以下のよ
うに作製した。炭酸塩（例えば、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｋ2 Ｃ
Ｏ3 等）、酸化物（例えば、ＢａＯ、ＺｎＯ等）、水酸
化物（例えば、Ａｌ（ＯＨ）3 等）及び酸（例えば、Ｈ
3 ＰＯ4 等）の原料をよく混合した後、高アルミナ質の
坩堝を用いて、９００℃、１時間、間欠的に攪拌しなが
ら溶融した。その後、融液を予め加熱してあるステンレ
ス板上に流し出し、徐冷して、実質的にモル表示で、Ｐ
2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ
８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１
７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０〜８％、ただ
し、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2
Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％ からなる組成のリン酸塩ガ
ラス組成物を得た。このようにして作製したリン酸塩ガ
ラス組成物のガラス転移点、耐水性、濡れ角を測定し
た。
て詳細に説明する。リン酸塩ガラス組成物は、以下のよ
うに作製した。炭酸塩（例えば、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｋ2 Ｃ
Ｏ3 等）、酸化物（例えば、ＢａＯ、ＺｎＯ等）、水酸
化物（例えば、Ａｌ（ＯＨ）3 等）及び酸（例えば、Ｈ
3 ＰＯ4 等）の原料をよく混合した後、高アルミナ質の
坩堝を用いて、９００℃、１時間、間欠的に攪拌しなが
ら溶融した。その後、融液を予め加熱してあるステンレ
ス板上に流し出し、徐冷して、実質的にモル表示で、Ｐ
2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、ＺｎＯ
８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ ７〜１
７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０〜８％、ただ
し、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ＋Ｎａ2
Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％ からなる組成のリン酸塩ガ
ラス組成物を得た。このようにして作製したリン酸塩ガ
ラス組成物のガラス転移点、耐水性、濡れ角を測定し
た。
【００１７】ガラス転移点は、ＤＳＣ法により、１０℃
／ｍｉｎの昇温条件で測定した。この値から、ガラス組
成物の低融性がわかる。
／ｍｉｎの昇温条件で測定した。この値から、ガラス組
成物の低融性がわかる。
【００１８】耐水性は、次のようにして求めた値（Ｗ）
を示す。ガラス組成物５ｇを純水５００ｍｌ中に６０分
間浸漬させ、引き上げたときの重量（ｇo ）、その後８
０℃で２４時間乾燥させたときの重量（ｇ80）から、次
式によりＷを求めた。 Ｗ＝（ｇo −ｇ80）／ｇ80×１００ 従って、Ｗの値が小さいほど耐水性が良く、使用上から
Ｗは２％以下が好ましい。
を示す。ガラス組成物５ｇを純水５００ｍｌ中に６０分
間浸漬させ、引き上げたときの重量（ｇo ）、その後８
０℃で２４時間乾燥させたときの重量（ｇ80）から、次
式によりＷを求めた。 Ｗ＝（ｇo −ｇ80）／ｇ80×１００ 従って、Ｗの値が小さいほど耐水性が良く、使用上から
Ｗは２％以下が好ましい。
【００１９】次に、濡れ角は以下のようにして測定し
た。なお、濡れ角とは図２に示すように、液滴の固相−
液相界面と液相−気相界面との角度θのことであり、濡
れ角θが小さいほど、液体が固体表面をぬらす濡れ性が
高いことを示す。まず、アモルファス金属のリボン上
に、ガラス組成物を固めて作成した円筒をのせ、４６０
℃の炉に入れて３０分保持後、濡れ角θ460 を測定し
た。その後温度を上げ、同様に、５４０℃での濡れ角θ
540 を測定した。そして、成形体焼成温度付近で軟磁性
金属との濡れ性がより良いガラス組成物を得るために
は、θ460 は１００℃以下、濡れ角の比θ540 ／θ460
は約０．４以下であるものが好ましい。
た。なお、濡れ角とは図２に示すように、液滴の固相−
液相界面と液相−気相界面との角度θのことであり、濡
れ角θが小さいほど、液体が固体表面をぬらす濡れ性が
高いことを示す。まず、アモルファス金属のリボン上
に、ガラス組成物を固めて作成した円筒をのせ、４６０
℃の炉に入れて３０分保持後、濡れ角θ460 を測定し
た。その後温度を上げ、同様に、５４０℃での濡れ角θ
540 を測定した。そして、成形体焼成温度付近で軟磁性
金属との濡れ性がより良いガラス組成物を得るために
は、θ460 は１００℃以下、濡れ角の比θ540 ／θ460
は約０．４以下であるものが好ましい。
【００２０】表１，２に、リン酸塩ガラス組成物の一例
として実施例１〜５について、本発明に含まれない組成
のガラス組成物の一例として比較例６〜９について、そ
の組成と各特性を示す。
として実施例１〜５について、本発明に含まれない組成
のガラス組成物の一例として比較例６〜９について、そ
の組成と各特性を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表１，２からわかるように、比較例６〜９
が、低溶融性、耐水性、濡れ性のうち少なくともひとつ
の特性に欠けるているのに対して、本発明に係る組成の
リン酸塩ガラス組成物は、従来の組成のガラス組成物と
は異なり、低溶融性、耐水性、濡れ性のすべてについて
優れた特性を備えている。
が、低溶融性、耐水性、濡れ性のうち少なくともひとつ
の特性に欠けるているのに対して、本発明に係る組成の
リン酸塩ガラス組成物は、従来の組成のガラス組成物と
は異なり、低溶融性、耐水性、濡れ性のすべてについて
優れた特性を備えている。
【００２４】〔別実施形態〕以下に他の実施形態を説明
する。 〈１〉軟磁性金属の粉粒体表面をガラス組成物により被
覆する方法は、先の実施形態に限らず、例えば、ゾルゲ
ル法又はプラズマ法等による方法で被覆しても良い。 〈２〉軟磁性材料は、先の実施形態に限らず、例えば、
ミキサー等により、軟磁性金属とガラス組成物を混合し
たものでも良い。 〈３〉軟磁性材料は、先の実施形態に限らず、軟磁性金
属とガラス組成物とを焼結成形したもの、例えば、それ
らの複合粉粒体や混合物等を焼結成形したものでも良
い。 〈４〉リン酸塩ガラス組成物は先の実施例で説明した成
分に限るものではなく、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 やＰ2 Ｏ5
の少量をＢ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 及びＴｉＯ2 で置換して
も良く、またＺｎＯやＢａＯの少量をＳｒＯ，ＣａＯ及
びＭｇＯ等で置換しても良い。 〈５〉軟磁性金属は、先の実施形態で説明したＦｅ78Ｓ
ｉ9 Ｂ13に限るものではなく、例えば、その他の組成比
からなるＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（ＭはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎ
ｂから選ばれた少なくとも１種の元素）系非晶質合金、
Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系非晶質合金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ
−Ｂ−Ｍ（ＭはＮｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及び
Ｍｏから選ばれた少なくとも１種の元素）系等のナノク
リスタル、センダスト、各種パーマロイ、Ｆｅ−Ｓｉ系
合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、又は純鉄等であっても良い。 〈６〉軟磁性材料におけるリン酸塩ガラス組成物の含有
量は、特に限定するものではないが、結合材としての機
能を果たすためには、約０．５〜２０ｖｏｌ％程度の含
有量が好ましい。 〈７〉リン酸塩ガラス組成物により軟磁性金属の粉粒体
表面を被覆する場合、そのガラス組成物の欠け落ち等に
より、その厚さが不均一になるのを防ぐため、約３μm
以下の厚さでの被覆が好ましい。 〈８〉本発明に係る軟磁性材料を構成するガラス組成物
は、不可避の不純物を含んでいても良い。尚、ＳｎＯ等
のＳｎ酸化物を含有する系のガラス組成物は、金属Ｓｎ
が析出するため、電気絶縁性等の点で問題があり、Ｓｎ
酸化物は含有しない方が良い。
する。 〈１〉軟磁性金属の粉粒体表面をガラス組成物により被
覆する方法は、先の実施形態に限らず、例えば、ゾルゲ
ル法又はプラズマ法等による方法で被覆しても良い。 〈２〉軟磁性材料は、先の実施形態に限らず、例えば、
ミキサー等により、軟磁性金属とガラス組成物を混合し
たものでも良い。 〈３〉軟磁性材料は、先の実施形態に限らず、軟磁性金
属とガラス組成物とを焼結成形したもの、例えば、それ
らの複合粉粒体や混合物等を焼結成形したものでも良
い。 〈４〉リン酸塩ガラス組成物は先の実施例で説明した成
分に限るものではなく、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 やＰ2 Ｏ5
の少量をＢ2 Ｏ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 及びＴｉＯ2 で置換して
も良く、またＺｎＯやＢａＯの少量をＳｒＯ，ＣａＯ及
びＭｇＯ等で置換しても良い。 〈５〉軟磁性金属は、先の実施形態で説明したＦｅ78Ｓ
ｉ9 Ｂ13に限るものではなく、例えば、その他の組成比
からなるＦｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（ＭはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎ
ｂから選ばれた少なくとも１種の元素）系非晶質合金、
Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系非晶質合金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ
−Ｂ−Ｍ（ＭはＮｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及び
Ｍｏから選ばれた少なくとも１種の元素）系等のナノク
リスタル、センダスト、各種パーマロイ、Ｆｅ−Ｓｉ系
合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、又は純鉄等であっても良い。 〈６〉軟磁性材料におけるリン酸塩ガラス組成物の含有
量は、特に限定するものではないが、結合材としての機
能を果たすためには、約０．５〜２０ｖｏｌ％程度の含
有量が好ましい。 〈７〉リン酸塩ガラス組成物により軟磁性金属の粉粒体
表面を被覆する場合、そのガラス組成物の欠け落ち等に
より、その厚さが不均一になるのを防ぐため、約３μm
以下の厚さでの被覆が好ましい。 〈８〉本発明に係る軟磁性材料を構成するガラス組成物
は、不可避の不純物を含んでいても良い。尚、ＳｎＯ等
のＳｎ酸化物を含有する系のガラス組成物は、金属Ｓｎ
が析出するため、電気絶縁性等の点で問題があり、Ｓｎ
酸化物は含有しない方が良い。
【図１】粉粒体表面改質装置の側部断面図
【図２】濡れ角の説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３Ｓ (72)発明者 河合 徹 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 佐武 秀機 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 大塚 勇 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 山本 裕史 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47号 株式会社クボタ内 Ｆターム(参考） 4G062 AA08 AA09 AA15 BB09 CC10 DA01 DB03 DC01 DD05 DE03 DE04 DF01 EA03 EA04 EB03 EB04 EC01 EC02 EC03 ED01 EE01 EF01 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM06 MM09 NN26 NN34 PP12 4K018 AA26 AA30 BA13 BC28 BD01 GA03 KA43 5E041 AA01 AA02 AA04 AA07 AA11 AA14 AA19 BC01 BD01 BD03 CA01
Claims (4)
- 【請求項１】 軟磁性金属の粉粒体表面を、実質的にモ
ル表示で、Ｐ2 Ｏ5３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６
％、ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2
Ｏ ７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０〜
８％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2
Ｏ＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％からなるリン酸塩
ガラス組成物により被覆してある軟磁性材料。 - 【請求項２】 軟磁性金属、及び、実質的にモル表示
で、Ｐ2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、
ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ
７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０〜８
％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ
＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩
ガラス組成物を混合してある軟磁性材料。 - 【請求項３】 軟磁性金属、及び、実質的にモル表示
で、Ｐ2 Ｏ5 ３９〜４７％、Ａｌ2 Ｏ3 ３〜６％、
ＺｎＯ ８〜２２％、ＢａＯ １〜１２％、Ｌｉ2 Ｏ
７〜１７％、Ｎａ2 Ｏ ７〜１７％、Ｋ2 Ｏ ０〜８
％、ただし、ＺｎＯ＋ＢａＯが１９〜２４％、Ｌｉ2 Ｏ
＋Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏが２５〜３３％ からなるリン酸塩
ガラス組成物を焼結成形してある軟磁性材料。 - 【請求項４】 前記軟磁性金属は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ
（ＭはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂから選ばれた少なくとも１
種の元素）系非晶質合金、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系非晶
質合金、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ−Ｂ−Ｍ（ＭはＮｂ，Ｗ，Ｔ
ａ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｉ及びＭｏから選ばれた少なくとも
１種の元素）系ナノクリスタル、センダスト、パーマロ
イ、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、又は純鉄の
うちのいずれかからなるものである請求項１又は請求項
２又は請求項３記載の軟磁性材料。
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|---|---|
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008308393A (ja) * | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Noritake Co Ltd | 無鉛低軟化点ガラス、無鉛低軟化点ガラス組成物、無鉛低軟化点ガラスペースト、および蛍光表示管 |
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