JP2017059816A - 軟磁性材料、回転電機、モータ及び発電機 - Google Patents

Abstract

【課題】高い透磁率、低い損失、等の優れた特性を有する軟磁性材料を提供する。【解決手段】実施の形態の軟磁性材料は、扁平磁性金属粒子であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下で、格子歪みが０．０１％以上１０％以下で、扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子と、扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む介在相と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、軟磁性材料、回転電機、モータ及び発電機に関する。

現在、軟磁性材料は、回転電機（例えば、モータ、発電機など）、変圧器、インダクタ、トランス、磁性インク、アンテナ装置等の様々なシステム、デバイスの部品に適用されており非常に重要な材料である。これらの部品においては、軟磁性材料の有する透磁率実部（比透磁率実部）μ’を利用するため、実際に使用する場合は、利用周波数帯域に合わせてμ’を制御しなければならない。また、高効率のシステムを実現するためには、出来るだけ低損失の材料にする必要がある。つまり、透磁率虚部（比透磁率虚部）μ”（損失に相当）を出来るだけ小さくする必要がある。損失に関しては、損失係数ｔａｎδ（＝μ”／μ’×１００（％））が一つの目安となり、μ’に対してμ”が小さければ小さい程損失係数ｔａｎδが小さくなり好ましい。そのためには、実際の動作条件においての鉄損を小さくする必要があり、すなわち、渦電流損失、ヒステリシス損失、強磁性共鳴損失、残留損失（その他の損失）を出来る限り小さくする必要がある。渦電流損失を小さくするためには電気抵抗を大きくしたり、金属部のサイズを小さくしたり、磁区構造を細分化したりする事が有効である。ヒステリシス損失を小さくするためには、保磁力を小さくしたり、飽和磁化を大きくしたりする事が有効である。強磁性共鳴損失を小さくするためには、材料の異方性磁界を大きくする事によって強磁性共鳴周波数を高周波化する事が有効である。また、近年ではハイパワーの電力を扱う需要が高まっているため、特に、材料に印加される実効的な磁界が大きい動作条件下（高電流、高電圧など）で損失が小さい事が求められる。そのためには磁気飽和を起こさないように軟磁性材料の飽和磁化は出来るだけ大きい方が好ましい。更には、近年では、システム、デバイス機器の利用周波数帯域の高周波数帯化が進んでおり（高周波化によって機器の小型化が可能）、高周波で高い透磁率と低い損失を備え、特性に優れた磁性材料の開発が急務となっている。

また、近年、省エネ問題、環境問題に対する意識の高まりから、システムの効率を出来るだけ高める事が強く求められている。特に、モータシステムは、世の中の電力消費の多くを担っているため、モータの高効率化は非常に重要である。この中でモータを構成するコア等は軟磁性材料で構成され、軟磁性材料の透磁率や飽和磁化を出来るだけ大きくする事や、損失を出来るだけ小さくする事が求められている。また、モータの一部に使われている磁性楔（磁性くさび）においては損失を出来るだけ小さくする事が求められている。尚、トランスを用いたシステムにおいても同様の事が要求される。モータやトランスなどにおいては、高効率化とともに小型化への要求も大きい。小型化を実現するためには、軟磁性材料の透磁率、飽和磁化を出来るだけ大きくする事が重要である。また、磁気飽和を防ぐためにも飽和磁化を出来るだけ大きくする事が重要である。更にはシステムの動作周波数を高周波化したい需要も大きく、高周波帯域で低損失の材料の開発が強く求められている。

また、高い透磁率と低い損失を有する軟磁性材料は、インダクタンス素子やアンテナ装置などにも用いられるが、その中でも特に、近年、パワー半導体に用いるパワーインダクタンス素子への応用に関して注目されている。近年、省エネルギー、環境保護の重要性が盛んに唱えられており、ＣＯ_２排出量削減や化石燃料への依存度の低減が不可欠となってきた。この結果，ガソリン自動車に代わる電気自動車やハイブリッド自動車の開発が精力的に進められている。また、太陽光発電や風力発電といった自然エネルギーの利用技術が省エネ社会のキー・テクノロジーといわれており、先進各国は自然エネルギーの利用技術の開発を積極的に進めている。さらに、環境にやさしい省電力システムとして、太陽光発電、風力発電等で発電した電力をスマートグリッドで制御し、家庭内やオフィス、工場に高効率で需給するＨＥＭＳ（Ｈｏｍｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＢＥＭＳ（Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）構築の重要性が盛んに提唱されている。このような省エネルギー化の流れの中で、重要な役割を担うのがパワー半導体である。パワー半導体は、高い電力やエネルギーを高効率で制御する半導体であり、ＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ、パワー・バイポーラ・トランジスタ、パワー・ダイオードなどのパワー個別半導体に加え、リニア・レギュレータ、スイッチング・レギュレータなどの電源回路、さらにはこれらを制御するためのパワー・マネジメント用ロジックＬＳＩなどが含まれる。パワー半導体は，家電，コンピュータ，自動車，鉄道などあらゆる機器に幅広く使われており、これら応用機器の普及拡大，さらにこれらの機器へのパワー半導体の搭載比率拡大が期待できるため，今後のパワー半導体は大きな市場成長が予想されている。例えば、多くの家電に搭載されているインバータには、ほとんどといって良いほどパワー半導体が使われており、これによって大幅な省エネが可能になる。パワー半導体は、現在、Ｓｉが主流であるが、更なる高効率化や機器の小型化のためには、ＳｉＣ、ＧａＮの利用が有効であると考えられている。ＳｉＣやＧａＮはＳｉよりも、バンドギャップや絶縁破壊電界が大きく、耐圧を高くできるため素子を薄くできる。そのため、半導体のオン抵抗を下げることができ、低損失化・高効率化に有効である。また、ＳｉＣやＧａＮはキャリア移動度が高いため、スイッチング周波数を高周波化することが可能となり、素子の小型化に有効となる。更には、特にＳｉＣではＳｉよりも熱伝導率が高いため放熱能力が高く高温動作が可能となり、冷却機構を簡素化ができ小型化に有効となる。以上の観点から、ＳｉＣ、ＧａＮパワー半導体の開発が精力的に行われている。しかし、その実現のためには、パワー半導体とともに使用されるパワーインダクタ素子の開発、すなわち、高透磁率軟磁性材料（高い透磁率と低い損失）の開発が不可欠である。この時、磁性材料に求められる特性としては、駆動周波数帯域での高い透磁率、低い磁気損失は勿論のこと、大電流に対応できる高い飽和磁化が必要となる。飽和磁化が高いと、高い磁場を印加しても磁気飽和を起こしにくく、実効的なインダクタンス値の低下が抑制できる。これによって、デバイスの直流重畳特性が向上し、システムの効率が向上する。

また、高周波で高い透磁率と低い損失を有する磁性材料は、アンテナ装置等の高周波通信機器のデバイスへの応用も期待される。アンテナの小型化、省電力化の方法として、高透磁率（高い透磁率と低い損失）の絶縁基板をアンテナ基板として、アンテナから通信機器内の電子部品や基板へ到達する電波を巻き込んで電子部品や基板へ電波を到達させずに送受信を行う方法がある。これによって、アンテナの小型化と省電力化が可能となるが、同時に、アンテナの共振周波数を広帯域化することも可能となり好ましい。

なお、上記各々のシステム、デバイス、に組み込んだ際に求められるその他の特性としては、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、高靱性、等も挙げられる。また、複雑な形状に適用するためには、板やリボンの形状よりも圧紛体の方が好ましい。しかしながら一般に圧紛体にすると、飽和磁化、透磁率、損失、強度、靱性などの点で特性が劣化する事が知られており、特性の向上が強く求められている。

次に既存の軟磁性材料について、その種類と問題点について説明する。

１０ｋＨ以下のシステム用の既存の軟磁性材料としては、珪素鋼板（ＦｅＳｉ）が挙げられる。珪素鋼板は歴史が古く、大電力を扱う回転電機（例えば、モータや発電機など）、トランスのコア材料のほとんどに採用されている材料である。無方向珪素鋼板から方向性珪素鋼板へと高特性化が図られ、発見当初に比べると進化はしているが、近年では特性改善は頭打ちになってきている。特性としては、高飽和磁化、高透磁率、低損失を同時に満たす事が特に重要である。世の中では、珪素鋼板を超える材料の研究がアモルファス系、ナノクリスタル系の組成を中心に盛んに行われてはいるが、すべての面で珪素鋼板を超える材料組成はいまだ見付かっていない。また複雑な形状に適用可能な圧紛体の研究も行われているが、圧紛体においては板やリボンと比べて、特性が悪いという欠点を有している。

１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚのシステム用の既存の軟磁性材料としては、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）、ナノクリスタル系ファインメット（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｃｕ−Ｎｂ）、Ｆｅ基又はＣｏ基アモルファス・ガラスのリボン・圧粉体、又はＭｎＺｎ系フェライト材料が挙げられる。しかしながら、いずれも高透磁率、低損失、高飽和磁化、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、高靱性、を完全に満たしてはおらず不十分である。

１００ｋＨｚ以上（ＭＨｚ帯域以上）の既存の軟磁性材料としては、ＮｉＺｎ系フェライト、六方晶フェライト等が挙げられるが、高周波での磁気特性が不十分である。

以上の事から、高飽和磁化、高透磁率、低損失、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、高靱性、を満たしつつ、複雑な形状への適用が可能な圧粉化への対応が可能な軟磁性材料の開発が不可欠である。

特開２０１３−６５８４４号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは高い透磁率、低い損失、等の優れた特性を有する軟磁性材料、並びにこれを用いた回転電機、モータ及び発電機を提供する事にある。

本実施の形態の軟磁性材料は、扁平磁性金属粒子であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下で、格子歪みが０．０１％以上１０％以下で、扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子と、扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む介在相と、を備える。

第１の実施の形態の軟磁性材料の概念図である。 扁平磁性金属粒子の配向を説明する図である。 第２の実施の形態の軟磁性材料の模式図である。 共晶粒子を有する第３の実施の形態の軟磁性材料の模式図である。 中間介在粒子を有する第３の実施の形態の軟磁性材料の模式図である。 積層構造を有する第４の実施の形態の軟磁性材料の概念図である。 第５の実施の形態のモータシステムの概念図例である。 第５の実施の形態のモータの概念図例である。 第５の実施の形態のモータコアの概念図例である。 第５の実施の形態の変圧器・トランスの概念図例である。 第５の実施の形態のインダクタの概念図例である。 第５の実施の形態の発電機の概念図例である。 磁束の方向と軟磁性材料の配置方向の関係を示す概念図である。

以下、図面を用いて実施の形態を説明する。なお、図面中、同一又は類似の箇所には、同一又は類似の符号を付している。

（第１の実施の形態）
本実施の形態の軟磁性材料は、扁平磁性金属粒子であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下で、格子歪みが０．０１％以上１０％以下で、扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子と、扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む介在相と、を備える。

つまり、本実施の形態の軟磁性材料１００は、扁平磁性金属粒子１０と介在相からなる圧紛体である。この時、扁平磁性金属粒子１０は出来る限り扁平面１０ａを並べて積層する形で配向し、且つ、扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａにおいて一方向に磁気異方性を有する。ここで、扁平磁性金属粒子１０は、扁平状（ｆｌａｋｙ、ｆｌａｔｔｅｎｅｄ）の形状（ｆｌａｋｙ ｓｈａｐｅ、ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｓｈａｐｅ）をした、扁平粒子（ｆｌａｋｙ ｐａｒｔｉｃｌｅ、ｆｌａｔｔｅｎｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ）である。

この扁平面１０ａ内での一軸磁気異方性の大きさとしては、０．１Ｏｅ以上１０ｋＯｅ以下が好ましく、より好ましくは１Ｏｅ以上１ｋＯｅ以下、更に好ましくは１Ｏｅ以上１００Ｏｅ以下である。尚、磁気異方性を有しているかどうか、またどの程度の磁気異方性を有しているか、については、例えばＶＳＭ等を用いて、方向を変えて測定する事によって簡単に評価できる。通常の扁平粒子を用いた圧紛体では扁平面１０ａ内は磁気的に等方的であるので、本実施の形態と根本的に異なる。扁平面１０ａ内において磁気異方性を有する事によって、磁気特性が大きく向上する。

まず、扁平磁性金属粒子１０の磁区構造が多磁区構造の場合は、磁化は磁壁移動で進行するが、扁平面１０ａ内の容易軸方向の方が困難軸方向よりも保磁力が小さくなり、損失（ヒステリシス損失）が小さくなる。また容易軸方向の方が困難軸方向よりも透磁率が大きくなる。尚、等方的な扁平磁性金属粒子の場合と比べると、磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子の場合の方が、特に容易軸方向において保磁力が小さくなり、これによって損失が小さくなり好ましい。また透磁率も大きくなり好ましい。つまり、扁平面１０ａ内方向で磁気異方性を有する事によって、等方的な材料と比べて磁気特性が向上する。特に、扁平面１０ａ内の容易軸方向の方が困難軸方向よりも磁気特性が優れる。

次に、扁平磁性金属粒子１０の磁区構造が単磁区構造の場合は、磁化は回転磁化で進行するが、この場合は、扁平面１０ａ内の困難軸方向の方が容易軸方向よりも保磁力が小さくなり、損失が小さくなる。完全に回転磁化で磁化が進行する場合は保磁力がゼロになり、これによってヒステリシス損失がゼロとなり好ましい。

尚、磁化が磁壁移動で進行するか（磁壁移動型）それとも回転磁化で進行するか（回転磁化型）は、磁区構造が多磁区構造になるかそれとも単磁区構造になるか、によって決定される。この時、多磁区構造になるか単磁区構造にあるかは、扁平磁性金属粒子１０のサイズ（厚さやアスペクト比）、組成、粒子同士の相互作用の状況、等によって決定される。例えば、扁平磁性金属粒子１０の厚さは小さい程単磁区構造になりやすく、厚さが１０ｎｍ以上１μｍ以下の時、特に１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の時に単磁区構造になりやすい。組成としては、結晶磁気異方性が大きい組成においては厚さが大きくても単磁区構造を維持し易く、結晶磁気異方性が小さい組成においては厚さが小さくないと単磁区構造を維持し難い傾向にある。つまり、単磁区構造になるか多磁区構造になるかの境目の厚さは組成によっても変わる。また扁平磁性金属粒子１０同士が磁気的に結合して磁区構造が安定化した方が単磁区構造になりやすい。

以上の本実施の形態の基本的な概念図を図１に記す。図１（ａ）は、本実施の形態の軟磁性材料の概念図である。図１（ｂ）は、本実施の形態の扁平磁性金属粒子１０の概念図である。図１（ｃ）には、磁化が磁壁移動で進行する場合と回転磁化で進行する場合の両方に関して、その磁化曲線の挙動（Ｂ−Ｈ曲線）を記してある。尚、磁化挙動が磁壁移動型か、それとも、回転磁化型かの判断は、次の様に簡単に判別する事ができる。まず、軟磁性材料１００の面内（扁平磁性金属粒子の扁平面と平行な面）において、磁界を加える向きを変えて磁化測定を行い、磁化曲線の違いが最も大きくなる２つの方向（この時２つの方向は互いに９０度傾いた方向）を探し出す。次に、その２つの方向の曲線を図１（ｃ）と見比べる事によって磁壁移動型か回転磁化型かを判別する事ができる。

扁平磁性金属粒子１０の配向については、図２にその概念図を示す。本明細書では、扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａに平行な面と、軟磁性材料１００の平面とのなす角度が０度に近ければ近い程配向していると定義する。具体的には、１０個以上の多数の扁平磁性金属粒子１０に関して前述の角度を求めその平均値が、好ましくは０度以上４５度以下、より好ましくは０度以上３０度以下、更に好ましくは０度以上１０度以下である事が望ましい。

尚、扁平磁性金属粒子１０は扁平状の形状を有しているが、磁性金属粒子の形状は扁平状の方が、球状よりも好ましい。つまりアスペクト比としては、５以上１００００以下が好ましく、これによって透磁率が大きくなる。また、強磁性共鳴周波数を高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくでき好ましい。厚さｔは、１０ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｎｍ以上１μｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。これによって扁平面１０ａ内に平行な方向に磁界が印加された際に、渦電流損失を十分に小さくできて好ましい。また、厚さｔが小さい方が、またアスペクト比が大きい方が、磁気モーメントが扁平面１０ａに平行な方向に閉じ込められ、回転磁化が進行しやすくなり好ましい。

尚、アスペクト比は、扁平磁性金属粒子１０の長さが最も長くなる方向の組織の寸法（長寸法）と、最も短くなる方向の組織の寸法（短寸法）の比、すなわち、「長寸法／短寸法」を指す。したがって、常に、アスペクト比は１以上となる。完全な球状の場合は、長寸法も短寸法も球の直径と等しくなるためアスペクト比は１になる。扁平状である扁平磁性金属粒子１０のアスペクト比は扁平面１０ａの直径（長寸法）／厚さ（短寸法）である。図１（ｂ）に示した扁平磁性金属粒子１０においては、扁平面１０ａ内の最小長さをｂ、最大長さをａ、厚さをｔとして、アスペクト比は、（（（ａ＋ｂ）／２）／ｔ）で計算される。ここで、（ａ＋ｂ）／２は、扁平面６内の最小長さｂと最大長さａの平均をとったものである。尚、アスペクト比及び厚さｔは、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）観察や走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）観察などによって簡単に評価できる。

前記扁平磁性金属粒子１０の格子歪みは、０．０１％以上１０％以下が好ましく、より好ましくは０．０１％以上５％以下、更に好ましくは０．０１％以上１％以下、更に好ましくは０．０１％以上０．５％以下にすることが好ましい。これによって、磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。

尚、格子歪みは、Ｘ線回折法（ＸＲＤ：Ｘ-ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）で得られる線幅を詳細に解析する事によって算出できる。即ち、Ｈａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒプロット、Ｈａｌｌ−Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎプロットを行う事によって、線幅の広がりの寄与分を、結晶粒径と格子歪みに分離する事ができる。これによって格子歪みを算出する事ができる。Ｈａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒプロットの方が信頼性の観点から好ましい。Ｈａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒプロットに関しては、例えば、Ｎ． Ｃ． Ｈａｌｄｅｒ， Ｃ． Ｎ． Ｊ． Ｗａｇｎｅｒ， Ａｃｔａ Ｃｒｙｓｔ． ２０ （１９６６） ３１２−３１３．等を参照されたい。ここで、Ｈａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒプロットは、以下の式で表される。

つまり、縦軸にβ^２／ｔａｎ^２θ、横軸にβ／ｔａｎθｓｉｎθを取ってプロットし、その近似直線の傾きから結晶粒径Ｄを算出、また縦軸切片から格子歪みεを算出する。上記式のＨａｌｄｅｒ−Ｗａｇｎｅｒプロットによる格子歪み（格子歪み（二乗平均平方根））が０．０１％以上１０％以下、より好ましくは０．０１％以上５％以下、更に好ましくは０．０１％以上１％以下、更に好ましくは０．０１％以上０．５％以下であると、磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。

上記の格子歪み解析はＸＲＤでのピークが複数検出できる場合には有効な手法であるが、一方でＸＲＤでのピーク強度が弱く検出できるピークが少ない場合（例えば１つしか検出されない場合）は解析が困難である。この様な場合は、次の手順で格子歪みを算出する事が好ましい。まず、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）発光分光分析、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ-ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）などで組成を求め、磁性金属元素Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの３つの組成比を算出する（２つの磁性金属元素しかない場合は、２つの組成比。１つの磁性金属元素しかない場合は、１つの組成比（＝１００％））。次に、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉの組成から理想的な格子面間隔ｄ_０を算出する（文献値などを参照。場合によっては、その組成の合金を作製し、格子面間隔を測定によって算出する）。その後、測定した試料のピークの格子面間隔ｄと理想的な格子面間隔ｄ_０との差を求める事によって歪み量を求めることができる。つまりこの場合は、歪み量としては、（ｄ−ｄ_０）／ｄ_０×１００（％）、として算出される。以上、格子歪みの解析は、ピーク強度の状態に応じて上述の２つの手法を使い分け、また場合によっては両方を併用しながら評価するのが好ましい。

前記扁平磁性金属粒子の扁平面１０ａ内における格子面間隔は、方向によって差を有し、最大格子面間隔ｄ_ｍａｘと最小格子面間隔ｄ_ｍｉｎの差の割合（＝（ｄ_ｍａｘ−ｄ_ｍｉｎ）／ｄ_ｍｉｎ×１００（％））が、０．０１％以上１０％以下が好ましく、より好ましくは０．０１％以上５％以下、更に好ましくは０．０１％以上１％以下、更に好ましくは０．０１％以上０．５％以下にすることが好ましい。これによって、磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。尚、格子面間隔はＸＲＤ測定によって簡単に求める事ができる。このＸＲＤ測定を軟磁性材料１００において、面内で向きを変えながら測定を行う事によって、方向による格子定数の差を求める事ができる。

前記扁平磁性金属粒子１０の結晶子は、扁平面１０ａ内で一方向に数珠繋ぎになっているか、又は、結晶子が棒状でありかつ扁平面１０ａ内で一方向に配向しているかどちらかである事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。

前記扁平磁性金属粒子１０は、Ｆｅ、Ｃｏの２つの磁性金属を含み、ＦｅとＣｏの合計量に対してＣｏが１０原子％以上６０原子％以下含まれる事が好ましく、更に好ましくは、１０原子％以上４０原子％以下含まれる事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。また、Ｆｅ−Ｃｏ系は高飽和磁化を実現し易いため好ましい。更にＦｅとＣｏの組成範囲が上記の範囲に入る事によって、より高い飽和磁化が実現でき好ましい。

前記扁平磁性金属粒子１０は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｙ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含む事が好ましい。これによって、前記扁平磁性金属粒子１０の熱的安定性や耐酸化性を高める事が出来る。中でも、Ａｌ、Ｓｉは、扁平磁性金属粒子１０の主成分であるＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉと固溶し易く、熱的安定性や耐酸化性の向上に寄与するために特に好ましい。

なお、磁気異方性を誘起させるためには、扁平磁性金属粒子１０の結晶性をできるだけ非晶質化させ、磁場や歪みによって面内一方向に磁気異方性を誘起させる方法もある。このためには、扁平磁性金属粒子１０をできる限り非晶質化させやすい組成にすることが望ましい。このような観点においては、扁平磁性金属粒子１０に含まれる磁性金属が、Ｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｗ、Ｐ、Ｎ、Ｇａ、から選ばれる少なくとも１つの添加金属を、磁性金属と非磁性金属と添加金属の合計量に対していずれも０．００１原子％以上２５原子％以下含まれることが好ましい。

前記扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａが結晶的に配向している事が好ましい。配向方向としては、（１１０）面配向、（１１１）面配向、が好ましいが、より好ましくは（１１０）面配向である。扁平磁性金属粒子１０の結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ）の場合は（１１０）面配向が好ましく、扁平磁性金属粒子１０の結晶構造が面心立方構造（ｆｃｃ）の場合は（１１１）面配向が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。

また、更に好ましい配向方向としては、（１１０）［１１１］方向、（１１１）［１１０］方向、が好ましいが、より好ましくは（１１０）［１１１］方向である。扁平磁性金属粒子１０の結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ）の場合は（１１０）［１１１］方向への配向が好ましく、扁平磁性金属粒子１０の結晶構造が面心立方構造（ｆｃｃ）の場合は（１１１）［１１０］方向への配向が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。なお本明細書において、「（１１０）［１１１］方向」とは、すべり面が（１１０）面又はそれに結晶学的に等価な面すなわち｛１１０｝面であり、すべり方向が［１１１］方向又はそれに結晶学的に等価な方向すなわち＜１１１＞方向をいう。（１１１）［１１０］方向に関しても同様である。すなわち、すべり面が（１１１）面又はそれに結晶学的に等価な面すなわち｛１１１｝面であり、すべり方向が［１１０］方向又はそれに結晶学的に等価な方向すなわち＜１１０＞方向をいう。

前記扁平磁性金属粒子１０の結晶構造は、体心立方構造であることが好ましいが、より好ましくは、面心立方構造の結晶構造を部分的に有する、「体心立方構造と面心立方構造の混相の結晶構造」である事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。

介在相２０は、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む。これにより、抵抗を高くすることができるためである。介在相２０は、扁平磁性金属粒子１０の電気抵抗率よりも高い方が好ましい。これによって扁平磁性金属粒子１０の渦電流損失を低減できるためである。介在相２０は、扁平磁性金属粒子１０を取り囲んで存在するため、扁平磁性金属粒子１０の耐酸化性、熱的安定性を向上させる事ができ好ましい。この中で酸素を含むものは、高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点からより好ましい。介在相２０は、扁平磁性金属粒子１０同士を機械的に接着する役割も担っているため、高い強度の観点からも好ましい。

また、介在相２０は、軟磁性材料全体に対して０．０１ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下、より好ましくは０．１ｗｔ％以上６０ｗｔ以下、更に好ましくは０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下の量を含むことが好ましい。介在相２０の割合が大きすぎると、磁性を担う扁平磁性金属粒子１０の割合が小さくなるため、これによって軟磁性材料１００の飽和磁化や透磁率が小さくなり好ましくない。逆に、介在相２０の割合が小さすぎると、扁平磁性金属粒子１０と介在相２０との接合が弱くなり、熱的な安定性や強度・靱性等の機械的特性の観点から好ましくない。飽和磁化、透磁率などの磁気特性と、熱的な安定性、機械特性の観点から最適な介在相２０の割合は、軟磁性材料全体に対して０．０１ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下、より好ましくは０．１ｗｔ％以上６０ｗｔ以下、更に好ましくは０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下である。

また、介在相２０と扁平磁性金属粒子１０との格子ミスマッチ割合が０．１％以上５０％以下である事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。格子ミスマッチを上述の範囲に設定するためには、介在相の組成と扁平磁性金属粒子１０の組成の組み合わせを選ぶことによって実現できる。例えば、ｆｃｃ構造のＮｉは格子定数が３．５２Åで、ＮａＣｌ型構造のＭｇＯは格子定数が４．２１Åであり、両者の格子ミスマッチが（４．２１−３．５２）／３．５２×１００＝２０％になる。つまり、扁平磁性金属粒子１０の主組成をｆｃｃ構造のＮｉに、介在相２０をＭｇＯにする事によって、格子ミスマッチを２０％に設定できる。この様に、扁平磁性金属粒子１０の主組成と介在相２０の主組成の組み合わせを選ぶ事によって、格子ミスマッチを上述の範囲に設定する事が可能となる。

次に、第１の実施の形態の軟磁性材料１００の製造方法について説明する。尚、製造方法に関しては、特に限定されず、あくまで一例として説明する。

まず、単ロール急冷装置やスパッタ装置などの成膜装置を用いて、リボン又は薄膜を作製する。この際、成膜法においては磁場中成膜や回転成膜等によって膜面内に一軸異方性を付与させた膜を製膜する事が望ましい。尚、成膜装置を用いた場合は、厚さを薄くでき、かつ、組織が洗練されたものになりやすく、回転磁化を起こしやすいため、回転磁化型のものを作る場合は成膜法を用いるのが望ましい。

次に、このリボン又は薄膜を、ミキサー装置等を用いて適当な大きさに切断する。その後、切断した小片を回収し、例えば遊星型ミル等の粉砕装置によって粉砕・圧延化を行う。尚、粉砕装置は、強い重力加速度の印加できる装置が好ましいが、特に種類を選ばない。遊星ミル、ビーズミル、回転ボールミル、振動ボールミル、撹拌ボールミル（アトライター）、ジェットミル、遠心分離機、またはミルと遠心分離を組み合わせた手法などが挙げられるが、例えば数十Ｇの重力加速度が印加できるハイパワー遊星ミル装置等が好ましい。ハイパワー遊星ミル装置の場合は、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上の方向ではなく角度を持った方向になる、傾斜型遊星ミル装置がより好ましい。通常の遊星ミル装置では、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上の方向であるが、傾斜型遊星ミル装置では容器が傾斜した状態で回転運動を行うため、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上ではなく角度を持った方向になる。これによって、試料にパワーが効率よく伝達し、粉砕・圧延化が効率良く進行するため好ましい。また、量産性を考慮すると、大量処理が容易なビーズミル装置が好ましい。尚、粉砕を効率良く進行させるためには、液体窒素などを用いて低温での粉砕処理を行う事がより好ましい。

以上の切断と粉砕・圧延化を繰り返し、所定の厚さ及びアスペクト比の扁平磁性金属粒子１０になるように処理を行う事が望ましい。この時、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１μｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下になる様に粉砕・圧延を行うと、回転磁化を起こしやすい粒子になる。また得られた扁平磁性金属粒子１０は熱処理によって格子歪みを適度に除去する事が望ましい。この時、磁場中で熱処理を施す事がより望ましい。次に、得られた扁平磁性金属粒子１０を、介在相を構成する材料とともに混合、成型する。尚、成型時には磁場中で成型を行い、扁平粒子を配向させる。最後に、扁平面１０ａ内の一方向に磁場を印加しながら熱処理を施す事によって、格子歪みが０．０１％以上１０％以下（より好ましくは０．０１％以上５％以下、更に好ましくは０．０１％以上１％以下、更に好ましくは０．０１％以上０．５％以下）、面内での格子面間隔の最大値と最小値の差の割合が０．０１％以上１０％以下（より好ましくは０．０１％以上５％以下、更に好ましくは０．０１％以上１％以下、更に好ましくは０．０１％以上０．５％以下）になるように調整する。この様にして得られた軟磁性材料１００は扁平磁性金属粒子１０が配向し、かつ、扁平面１０ａ内で一方向に磁気異方性を有するものである。

尚、プロセス中で印加する磁場は大きければ大きい程好ましいが、１ｋＯｅ以上印加する事が好ましく、更に好ましくは１０ｋＯｅ以上印加する事が好ましい。またプロセス中で行う熱処理においては、温度は、５０℃以上８００℃以下が好ましく、更に好ましくは２００℃以上６００℃以下の温度である。この温度範囲に設定する事によって、格子歪みを適度に開放する事ができる。尚、熱処理は、低酸素濃度の雰囲気下、真空雰囲気下で行うのが好ましいが、更に好ましくは、Ｈ_２、ＣＯ、ＣＨ_４等の還元雰囲気下が好ましい。これは、扁平磁性金属粒子１０が酸化していても還元雰囲気で熱処理を施す事によって、酸化してしまった金属を還元して、金属に戻す事が可能となる。これによって、酸化し飽和磁化が減少した扁平磁性金属粒子１０を還元して、飽和磁化を回復させる事も出来る（透磁率も向上できる）。一方でプロセスコストの低減のためには、ＡｒやＮ_２等の低酸素濃度の雰囲気下や真空雰囲気下が好ましい。尚、熱処理によって、扁平磁性金属粒子１０の結晶化が著しく進行してしまうと特性が劣化（保磁力が増加、透磁率が低下）してしまうため、過剰な結晶化を抑制するように条件を選定することが好ましい。

尚、粉砕・圧延を行った扁平磁性金属粒子１０において、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以上１μｍ以下、更に好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の場合においては、１０ｋＯｅ以上、好ましくは２０ｋＯｅ以上の磁場中で２００℃以上６００℃以下の温度で熱処理を行う事によって、結晶子が印加する磁場方向に一方向に数珠繋ぎになったり、また結晶化が進行する際に棒状に結晶化が進行する事によって棒状の結晶子が磁場方向に配向したりし易いため、より好ましい。

以上、本実施形態の軟磁性材料によれば、特に、高い透磁率、低い損失、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態の軟磁性材料１２０においては、扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ０．１ｎｍ以上１μｍ以下で、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む被覆層で覆われている点で、第１の実施形態と異なっている。ここで、第１の実施形態と重複する内容については、記載を省略する。

図３は、本実施形態の扁平磁性金属粒子１０の模式図である。

被覆層１４は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｙ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含み、且つ、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む事がより好ましい。非磁性金属は、Ａｌ、Ｓｉが熱的安定性の観点から特に好ましい。扁平磁性金属粒子１０がＭｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｙ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、希土類元素からなる群からから選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含む場合は、被覆層１４は、扁平磁性金属粒子１０の構成成分の１つである非磁性金属と同じ非磁性金属を少なくとも１つ含むことがより好ましい。酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の中では、酸素（Ｏ）を含む事が好ましく、酸化物、複合酸化物である事が好ましい。以上は、被覆層１４形成の容易性、耐酸化性、熱的安定性の観点からである。以上によって、扁平磁性金属粒子１０と被覆層１４の密着性を向上でき、軟磁性材料の熱的安定性及び耐酸化性を向上させることが可能となる。被覆層１４は、扁平磁性金属粒子１０の熱的安定性や耐酸化性を向上させるのみならず、扁平磁性金属粒子１０の電気抵抗を向上させることができる。電気抵抗を高くすることによって、渦電流損失を抑制し、透磁率の周波数特性を向上することが可能になる。このため、被覆層１４は電気的に高抵抗であることが好ましく、例えば１ｍΩ・ｃｍ以上の抵抗値を有することが好ましい。

また、被覆層１４の存在は、磁気的な観点からも好ましい。扁平磁性金属粒子１０は、扁平面１０ａのサイズに対して厚さのサイズが小さいため、疑似的な薄膜と見なす事ができる。この時、扁平磁性金属粒子１０の表面に被覆層１４を形成させて一体化させたものは、疑似的な積層薄膜構造と見なす事ができ、磁区構造がエネルギー的に安定化する。これによって、保磁力を低減させる事（これによってヒステリシス損失が低減）が可能になり、好ましい。この時、透磁率も大きくなり好ましい。このような観点においては、被覆層１４は非磁性である事がより好ましい（磁区構造が安定化しやすくなる）。

被覆層１４の厚みは、熱的安定性・耐酸化性・電気抵抗の観点からは、厚ければ厚い程好ましい。しかしながら、被覆層の厚さが厚くなりすぎると、飽和磁化が小さくなるため透磁率も小さくなり好ましくない。また、磁気的な観点からも、厚さが厚くなりすぎると、「磁区構造が安定化して低保磁力化・低損失化・高透磁率化する効果」は低減する。以上を考慮して、好ましい被覆層の厚さは、０．１ｎｍ以上１μｍ以下、より好ましくは０．１ｎｍ以上１００ｍ以下である。

以上、本実施形態の軟磁性材料によれば、特に高い透磁率、低い損失、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態の軟磁性材料においては、介在相２０は、共晶系を有する酸化物か、樹脂を含有するか、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有するか、これら３つのうち少なくとも１つを有する点で、第１又は第２の実施の形態と異なっている。ここで、第１又は第２の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。

まず、１つ目の「介在相２０が共晶系を有する酸化物の場合」について説明する。この場合、介在相２０は、Ｂ（ホウ素）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｌｉ（リチウム）、Ｂａ（バリウム）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｌａ（ランタン）、Ｐ（リン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｇｅ（ゲルマニウム）、Ｗ（タングステン）、Ｎａ（ナトリウム）、Ｔｉ（チタン）、Ａｓ（ヒ素）、Ｖ（バナジウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｐｂ（鉛）、Ｔｅ（テルル）、Ｓｎ（スズ）からなる群のうちの少なくとも２つの第２の元素を含む共晶系を有する酸化物を含む。特に、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐｂのうちの少なくとも２つの元素を含む共晶系を含むことが好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子と介在相２０との密着性が強固になり（接合強度が高まり）、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。

また上記の共晶系を有する酸化物は、軟化点が２００℃以上６００℃以下である事が好ましく、更に好ましくは、４００℃以上５００℃以下である。更に好ましくは、Ｂ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｐｂのうちの少なくとも２つの元素を含む共晶系を有する酸化物であり、且つ軟化点が４００℃以上５００℃以下である事が好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子１０と上記の共晶系を有する酸化物との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。扁平磁性金属粒子１０を上記の共晶系を有する酸化物とともに一体化させる際は、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点付近の温度、好ましくは軟化点よりやや高い温度で熱処理しながら一体化させる事によって、扁平磁性金属粒子１０と上記の共晶系を有する酸化物との密着性を向上させ、機械的特性を向上させる事が出来る。一般に、熱処理の温度がある程度高い程、扁平磁性金属粒子１０と上記の共晶系を有する酸化物との密着性は向上し、機械的特性は向上する。ただし熱処理の温度が高くなりすぎると、熱膨張係数が大きくなるため扁平磁性金属粒子１０と上記の共晶系を有する酸化物との密着性が逆に低下してしまう事もある（扁平磁性金属粒子１０の熱膨張係数と上記の共晶系を有する酸化物の熱膨張係数の差が大きくなると、密着性が更に低下してしまう事もある）。また、扁平磁性金属粒子１０の結晶性が非晶質又は非晶質的な場合は、熱処理の温度が高いと結晶化が進行し保磁力が増加してしまい好ましくない。このため、機械的特性と保磁力特性を両立させるために、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点を２００℃以上６００℃以下、更に好ましくは４００℃以上５００℃以下にして、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点付近の温度、好ましくは軟化点よりやや高い温度で熱処理しながら一体化させる事が好ましい。また、一体化した材料を実際にデバイスやシステムの中で使用する際の温度は軟化点より低い温度で使用する事が好ましい。

また、上記の共晶系を有する酸化物は、ガラス転移点を有する事が望ましい。更には、上記の共晶系を有する酸化物は、熱膨張係数が０．５×１０^-６／℃以上４０×１０^-６／℃以下である事が望ましい。これによって、扁平磁性金属粒子１０と上記の共晶系を有する酸化物との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。

尚、粒径が１０ｎｍ以上１０μｍ以下の粒子状（好ましくは球状）の共晶粒子２２を少なくとも１つ以上含む事がより好ましい。この共晶粒子２２は、粒子状以外の上記の共晶系を有する酸化物と同じ材料を含む。軟磁性材料中には空隙も部分的に存在している事があり、上記の共晶系を有する酸化物の一部が粒子状、好ましくは球状となって存在している事を容易に観察する事が出来る。空隙がない場合も、粒子状もしくは球状の界面は容易に判別する事が出来る。共晶粒子２２の粒径は、より好ましくは１０ｎｍ以上１μｍ、更に好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。これによって、熱処理時に、扁平磁性金属粒子同士の密着性を保持しながらも、応力を適度に緩和させる事によって、扁平磁性金属粒子に印加される歪みを低減し、保磁力を低減させる事が出来る。これによって、ヒステリシス損失も低減し、透磁率は向上する。なお、共晶粒子２２の粒径は、ＴＥＭ又はＳＥＭ観察により測定することが出来る。図４は、この時の軟磁性材料１１０の模式図である。図４では介在相２０が隙間なく空間を埋めているが、実際には、空隙が部分的に存在していても良い。

また、介在相２０は、その軟化点が、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点よりも高く、より好ましくは軟化点が６００℃より高く、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）及びＦ（フッ素）からなる群のうちの少なくとも１つの元素を含む中間介在粒子２４をさらに含む事が好ましい。中間介在粒子２４が扁平磁性金属粒子１０間に存在する事によって、軟磁性材料１５０が高温に曝された時、扁平磁性金属粒子１０同士が熱的に融合し特性が劣化する事を抑制する事が出来る。すなわち、主に熱的な安定性のために中間介在粒子２４が存在する事が望ましい。尚、中間介在粒子２４の軟化点が上記の共晶系を有する酸化物の軟化点よりも高く、更に好ましくは軟化点が６００℃以上である事によって、熱的な安定性をより高める事が出来る。

中間介在粒子２４は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｙ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含み、且つ、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）及びＦ（フッ素）からなる群のうちの少なくとも１つの元素を含む事が好ましい。より好ましくは、高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点から、酸素を含有する酸化物もしくは複合酸化物である事がより好ましい。特に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ_２Ｏ_３）などの酸化物、やＡｌ−Ｓｉ−Ｏ等の複合酸化物などが高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点から好ましい。

図５は、中間介在粒子２４を含む軟磁性材料１２０及び軟磁性材料１３０の模式図である。図５においては、介在相２０が共晶粒子２２を含まない場合（図５（Ａ））と含む場合（図５（Ｂ））を示している。図では介在相２０が隙間なく空間を埋めているが、空隙は部分的に存在しても構わない。

中間介在粒子２４を含む軟磁性材料１２０及び軟磁性材料１３０を製造する方法としては、例えば、扁平磁性金属粒子及び中間介在粒子（酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粒子、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）粒子、酸化チタン（ＴｉＯ_２）粒子、酸化ジルコニウム（Ｚｒ_２Ｏ_３）粒子など）を、ボールミル等によって混合し、分散させた状態を作り、その後、プレス成型などで一体化させる方法などが挙げられる。分散させる方法は、適度に分散させる事が出来る方法であれば、その方法は特に拘らない。

次に、２つ目の「介在相２０が樹脂を含有する場合」について説明する。この場合、樹脂は、特に限定されないが、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（「テフロン」（登録商標））系樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ニトリル−ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、シリコーン樹脂、その他の合成ゴム、天然ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、或いはそれらの共重合体が用いられる。特に、耐熱性の高いシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、を含む事が好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子と介在相との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。

次に、３つ目の「介在相２０がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、磁性を有する場合」について説明する。この場合、介在相が磁性を有する事によって、扁平磁性金属粒子１０同士が磁気的に結合し易くなり透磁率が向上するため好ましい。また、磁区構造が安定化するため、透磁率の周波数特性も向上し、好ましい。尚、ここで言う磁性とは、強磁性、フェリ磁性、弱磁性、反強磁性、等の事を示す。特に、強磁性、フェリ磁性の場合が、磁気的な結合力が高まり好ましい。介在相２０が磁性を有する点については、ＶＳＭ（Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｇｅｔｏｍｅｔｅｒ：振動試料型磁力計）等を用いて評価することが出来る。介在相２０がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し磁性を有する点については、ＥＤＸ等を用いて簡単に調べる事が出来る。

以上、介在相２０の３つの形態を説明したが、これら３つのうち少なくとも１つを満たす事が好ましいが、２つ以上、更には３つ全てを満たしても構わない。

以上、本実施形態の軟磁性材料によれば、特に、熱的安定性や機械的特性、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。

（第４の実施の形態）
本実施形態の軟磁性材料１６０は、扁平磁性金属粒子１０を含有する磁性層３０と、Ｏ、Ｃ、Ｎのいずれかを含有する中間層４０とからなる積層型の構造を有している点で、第１ないし第３の実施形態の軟磁性材料と異なっている。ここで、第１ないし第３の実施形態と重複する点については、記載を省略する。

すなわち、軟磁性材料１６０は、扁平磁性金属粒子であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下で、格子歪みが０．０１％以上１０％以下で、前記扁平磁性金属粒子が配向し、かつ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する前記扁平磁性金属粒子と、前記扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む介在相２０と、を含む磁性層と、前記磁性層に接して設けられ酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）のいずれかを含有する中間層と、を備える。この時、中間層４０の透磁率を前記磁性層３０の透磁率よりも小さくする事が好ましい。これらの処置によって、疑似的な薄膜積層構造を実現でき、層方向の透磁率が高くできるため好ましい。また、このような構造においては、強磁性共鳴周波数を高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくでき好ましい。更には、この様な積層構造においては、磁区構造が安定化し、低磁気損失を実現できるため好ましい。尚、これらの効果を更に高めるためには、中間層４０の透磁率を介在相２０の透磁率よりも小さくする事がより好ましい。これによって、疑似的な薄膜積層構造において、層方向の透磁率を更に高くできるため好ましい。また、強磁性共鳴周波数を更に高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくでき好ましい。図６は本実施の形態の軟磁性材料の模式図である。

以上、本実施形態の軟磁性材料１６０によれば、特に、高い透磁率、低い損失、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。

（第５の実施の形態）
本実施の形態のシステム及びデバイス装置は、第１ないし第４の実施の形態の軟磁性材料を有するものである。したがって、第１ないし第４の実施の形態と重複する内容については記載を省略する。このシステム、デバイス装置に含まれる軟磁性材料の部品は、例えば、各種モータや発電機などの回転電機（例えば、モータ、発電機など）、変圧器、インダクタ、トランス、チョークコイル、フィルタ等のコアや、回転電機用の磁性楔（磁性くさび）等である。図７に、回転電機システムの一例としてモータシステム１０００の概念図を示す。モータシステムとは、モータの回転数や電力（出力パワー）を制御する制御系を含めたシステムの事である。モータの回転数を制御する方式としては、ブリッジサーボ回路による制御、比例電流制御、電圧比較制御、周波数同期制御、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ：位相同期ループ）制御、等による制御方法がある。一例として、ＰＬＬによる制御法について図７に示してある。ＰＬＬによるモータの回転数を制御するモータシステム１０００は、モータと、モータの回転の機械的変位量を電気信号に変換してモータの回転数を検出するロータリーエンコーダと、ある命令により与えられたモータの回転数とロータリーエンコーダにより検出されたモータの回転数を比較しそれらの回転数差を出力する位相比較器と、当該回転数差を小さくするようにモータを制御するコントローラと、を備える。一方、モータの電力を制御する方法としては、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）制御、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス電圧振幅波形）制御、ベクトル制御、パルス制御、バイポーラ駆動、ペデスタル制御、抵抗制御、等による制御方法がある。またその他の制御方法として、マイクロステップ駆動制御、多相駆動制御、インバータ制御、スイッチング制御、等の制御方法がある。一例として、インバータによる制御法について図７に示してある。インバータによるモータの電力を制御するモータシステム１０００は、交流電源と、交流電源の出力を直流電流に変換する整流器と、当該直流電流を任意の周波数による交流に変換するインバータ回路と、当該交流により制御されるモータと、を備える。

図８に回転電機の一例としてモータ２００の概念図を示す。モータ２００においては、第１のステータ（固定子）２１０と第２のロータ（回転子）２２０が配置されている。図では、ロータがステータの内側に配置されているインナーロータ型を示しているが、ロータがステータの外側に配置されるアウターロータ型でも構わない。

図９にモータコアの概念図を示す。モータコアとしては、ステータ及びロータのコアが該当する。この点を、以下に図９を用いて説明する。図９（ａ）は第１のステータ２１０の断面概念図例である。第１のステータ２１０は、コアと、巻き線と、を有する。巻き線は、コア内側に設けられた、コアが有する突起の一部に巻き付けられている。このコア内に第１ないし第３の実施形態の軟磁性材料を配置することができる。図９（ｂ）は第１のロータ２２０の断面概念図例である。第１のロータ２２０は、コアと、巻き線と、を有する。巻き線は、コア外側に設けられた、コアが有する突起の一部に巻き付けられている。このコア内に第１ないし第３の実施形態の軟磁性材料を配置することができる。

尚、図８、図９はあくまでモータの一例を示したものであり、軟磁性材料の適用先としてはこれに限定されるものではない。磁束を導きやすくするためのコアとして、あらゆる種類のモータに適用する事ができる。

また、図１０に変圧器・トランス３００、図１１にインダクタの概念図をそれぞれ記す。これらもあくまで一例として示したものである。変圧器・トランス、インダクタにおいてもモータコアと同様に、磁束を導きやすくするために、又は高い透磁率を利用するために、あらゆる種類の変圧器・トランス、インダクタに軟磁性材料を適用する事ができる。

図１２に回転電機の一例として発電機５００の概念図例を示す。発電機５００は、第１ないし第３の実施形態の軟磁性材料を用いた第２のステータ（固定子）５３０と、第１ないし第３の実施形態の軟磁性材料を用いた第２のロータ（回転子）５４０の、いずれか一方又はその両方を備えている。図では、第２のロータ（回転子）５４０は第２のステータ５３０の内側に配置されているが、外側に配置されていても構わない。第２のロータ５４０は、発電機５００の一端に設けられたタービン５１０と、シャフト５２０を介して接続されている。タービン５１０は、例えば図示しない外部から供給される流体により回転する。なお、流体により回転するタービン５１０に代えて、自動車の回生エネルギー等の動的な回転を伝達することによって、シャフト５２０を回転することも可能である。第２のステータ５３０及び第２のロータ５４０には、各種公知の構成を採用することが出来る。

シャフト５２０は、第２のロータ５４０に対してタービン５１０とは反対側に配置された、図示しない整流子と接触している。第２のロータ５４０の回転により発生した起電力は、発電機５００の電力として、図示しない相分離母線及び図示しない主変圧器を介して、系統電圧に昇圧されて送電される。なお、第２のロータ５４０には、タービン５１０からの静電気や発電に伴う軸電流による帯電が発生する。このため、発電機５００は、第２のロータ５４０の帯電を放電させるためのブラシ５５０を備えている。

また、図１３には、磁束の方向と軟磁性材料の配置方向の関係について好ましい例を記す。まず、磁壁移動型、回転磁化型のいずれにおいても、磁束の方向に対して、軟磁性材料に含まれる扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａを出来るだけ平行に揃える方向に配置する事が好ましい。これは磁束を貫く扁平磁性金属粒子１０の断面積を出来るだけ小さくする事によって渦電流損失を低減できるからである。その上で、尚且つ、磁壁移動型においては、扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａ内における磁化容易軸（矢印方向）を磁束の方向と平行に配置する事が好ましい。これによって、保磁力がより低減する方向で使用する事ができるためヒステリシス損失を低減でき好ましい。また透磁率も高くできて好ましい。逆に、回転磁化型においては、扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａ内における磁化容易軸（矢印方向）を磁束の方向と垂直に配置する事が好ましい。これによって、保磁力がより低減する方向で使用する事ができるためヒステリシス損失を低減でき好ましい。つまり、軟磁性材料の磁化特性を把握し、磁壁移動型か回転磁化型か（判別方法は前述の通り）を見極めた上で、図１３のように配置する事が好ましい。磁束の向きが複雑な場合は完全に図１３の様に配置する事は難しいかもしれないが、出来る限り図１３のように配置する事が好ましい。以上の配置方法は、本実施の形態の全てのシステム及びデバイス装置（例えば、各種モータや発電機などの回転電機（例えば、モータ、発電機など）、変圧器、インダクタ、トランス、チョークコイル、フィルタ等のコアや、回転電機用の磁性楔（くさび）等）において適用される事が望ましい。

このシステム及びデバイス装置に適用するために、軟磁性材料は、種々の加工を施すことを許容する。例えば焼結体の場合は、研磨や切削等の機械加工が施され、粉末の場合はエポキシ樹脂、ポリブタジエンのような樹脂との混合が施される。必要に応じてさらに表面処理が施される。また、必要に応じて巻線処理がなされる。

本実施の形態のシステム及びデバイス装置によれば、優れた特性（高効率、低損失）を有するモータシステム、モータ、変圧器、トランス、インダクタ及び発電機が実現可能となる。

（実施例）
以下に、本発明の実施例１〜１３を、比較例１〜７と対比しながらより詳細に説明する。以下に示す実施例及び比較例によって得られる軟磁性材料１００について、扁平磁性金属粒子１０の厚さ・アスペクト比、磁化挙動、格子歪み、格子面間隔の差割合、結晶構造、組成を表１に示す。なお、扁平磁性金属粒子１０の厚さとアスペクト比の測定は、ＴＥＭ観察・ＳＥＭ観察に基づいて多数の粒子の平均値で算出する。なお、組成についてはＥＤＸ、ＩＣＰを用いて総合的に判断する。格子歪み、格子面間隔の差割合についてはＸＲＤ解析によって行う。

（実施例１）
まず、単ロール急冷装置を用いて、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ（Ｆｅ：Ｃｏ＝７０：３０ａｔ％）のリボンを作製する。次に、このリボンを、ミキサー装置を用いて適当な大きさに切断する。その後、切断したリボン片を回収し、ＺｒＯ_２ボールとＺｒＯ_２容器を用いた遊星型ミルによってＡｒ雰囲気下において１０００ｒｐｍの粉砕・圧延化を行う。上記の切断と粉砕・圧延化を繰り返し、厚さ１０ｎｍ、アスペクト比１０００の扁平磁性金属粒子１０になるように処理を行う。尚、得られた扁平磁性金属粒子１０の表面は、ゾルゲル法によって非磁性のＳｉＯ_２層を厚さ２０ｎｍで被覆させ、その後、無機酸化物（介在相２０に相当。Ｂ_２Ｏ_３−Ｂｉ_２Ｏ_３−ＺｎＯ：軟化点４２５℃）とともに混合する。その後、磁場中で成型を行い（扁平磁性金属粒子１０を配向させる）、熱処理を施す事によって軟磁性材料１００を得る。尚、熱処理は、軟化点よりやや高い温度で行う。最後に、扁平面１０ａ内の一方向に磁場を印加しながら熱処理を施す事によって、格子歪みが０．１％程度、面内で格子面間隔の最大値と最小値の差の割合が０．１％程度になるように調整する。得られた軟磁性材料１００は扁平磁性金属粒子１０が配向し、且つ、扁平面１０ａ内で一方向に磁気異方性を有するものである。

（実施例２）
扁平磁性金属粒子１０の厚さを１００μｍ、アスペクト比を５にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例３）
扁平磁性金属粒子１０のアスペクト比を５にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例４）
扁平磁性金属粒子１０のアスペクト比を１００にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例５）
扁平磁性金属粒子１０のアスペクト比を１００００にすること以外は実施例１とほぼ同じである。尚、この時、磁化挙動は、磁壁移動型から回転磁化型に変わる。

（実施例６）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを０．０１％程度、格子面間隔の差割合を０．０１％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例７）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを０．５％程度、格子面間隔の差割合を０．５％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例８）
扁平磁性金属粒子１０のＦｅ：Ｃｏの組成比を１０：９０にすること以外は実施例１とほぼ同じである。この時、結晶構造はｆｃｃ構造になる（実施例１はｂｃｃ構造）。

（実施例９）
扁平磁性金属粒子１０の組成をＦｅ−Ｎｉ−Ｓｉ−Ｂ（Ｆｅ：Ｎｉ＝５０：５０ａｔ％）すること以外は実施例１とほぼ同じである。この時、結晶構造はｆｃｃ構造になる。

（実施例１０）
扁平磁性金属粒子１０のＦｅ：Ｃｏの組成比を２８：７２にすること以外は実施例１とほぼ同じである。この時、結晶構造はｂｃｃ構造とｆｃｃ構造の混相になる。

（実施例１１）
扁平磁性金属粒子１０を２０ｋＯｅの磁場下で５００℃で熱処理を施す事によって、扁平磁性金属粒子１０の結晶子が数珠繋ぎに棒状に連なり、扁平面１０ａ内で一方向に配向させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例１２）
扁平磁性金属粒子１０を（１１０）［１１１］配向させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例１３）
扁平磁性金属粒子１０と介在相２０との格子ミスマッチングを１０％にする事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例１４）
成型時の厚さを１００μｍ程度にし、ＳｉＯ_２の非磁性層（中間層４０）との積層構造にする事以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例１）
アトマイズ法を用いて、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ（Ｆｅ：Ｃｏ＝７０：３０ａｔ％、組成は実施例１と同じ）の球状粒子を作製する。得られた球状粒子を無機物（介在相２０に相当）とともに混合、成型する。最後に、熱処理を施す事によって、格子歪み及び格子面間隔の差割合がともにほぼ０％になるように調整する。

（比較例２）
扁平磁性金属粒子１０の厚さを８ｎｍにすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例３）
扁平磁性金属粒子１０の厚さを１２０μｍ、アスペクト比を５にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例４）
扁平磁性金属粒子１０のアスペクト比を４にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例５）
扁平磁性金属粒子１０のアスペクト比を１２０００にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例６）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを０．００７％程度、格子面間隔の差割合を０．００６％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例７）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを１０．１％程度、格子面間隔の差割合を１０．２％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

次に、実施例１〜１３及び比較例１〜７の評価用材料に関して、以下の方法で、飽和磁化、透磁率実部（μ’）、透磁率損失（ｔａｎδ）、１００時間後の透磁率実部（μ’）の経時変化、鉄損、強度比を評価する。評価結果を表２に示す。

（１）飽和磁化：振動試料型磁力計（ＶＳＭ：Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）を用いて室温での飽和磁化を測定する。

（２）透磁率実部μ’、透磁率損失（ｔａｎδ＝μ”／μ’×１００（％））：インピーダンスアナライザーを用いて、リング状の試料の透磁率を測定する。１ｋＨｚの周波数での実部μ’、虚部μ”を測定する。また、透磁率損失ｔａｎδは、μ”／μ’×１００（％）で算出する。

（３）１００時間後の透磁率実部μ’の経時変化：評価用試料を温度６０℃、大気中で１００時間加熱した後、再度、透磁率実部μ’を測定し、経時変化（１００時間放置後の透磁率実部μ’／放置前の透磁率実部μ’）を求める。

（４）鉄損：Ｂ−Ｈアナライザーを用いて１ｋＨｚ、１Ｔの動作条件での鉄損を測定する。

（５）強度比：評価用試料の抗折強度を測定し、比較試料の抗折強度との比（＝評価用試料の抗折強度／比較試料の抗折強度）で示した。尚、実施例及び比較例２〜７は比較例１との比で示した。

表１から明らかなように、実施例１〜１４に係る軟磁性材料１００は、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下の扁平磁性金属粒子１０と酸化物介在相２０からなる軟磁性材料１００である。また、いずれにおいても、扁平磁性金属粒子１０は配向し、且つ、配向した扁平面１０ａ内において一方向に磁気異方性を有している。実施例５は回転磁化で磁化が進行し、それ以外の実施例は磁壁移動で磁化が進行する。また扁平磁性金属粒子１０の格子歪みは０．０１％以上１０％以下である。また、扁平磁性金属粒子の扁平面１０ａ内における格子面間隔が、方向によって差を有し、最大格子面間隔と最小格子面間隔の差の割合が０．０１％以上１０％以下である。実施例１１は、扁平磁性金属粒子１０の扁平面１０ａが（１１０）［１１１］方向に配向している。実施例８、９はｆｃｃの結晶構造を有し、実施例１０はｆｃｃとｂｃｃの混相の結晶構造を有し、それ以外の実施例はｂｃｃの結晶構造を有する。実施例１３は、扁平磁性金属粒子１０と介在相２０との格子ミスマッチングが１０％である。実施例１４は、非磁性層との積層構造である。

一方で、比較例１は既存技術であるアトマイズによる球状等方粒子の圧紛体である。比較例２〜７は実施例１と比べて、請求項の範囲から外れたものである。

表２から明らかなように、実施例１〜１４に係る軟磁性材料１００は、比較例１の既存の材料と比べて、透磁率実部、透磁率損失、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。また比較例２〜７と比べると、特に、透磁率実部、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。尚、飽和磁化は組成によって決まるため、同じ組成である限り、比較例と比べて大きな差は見られない。

以上、実施例１〜１４に係る軟磁性材料１００は、高い飽和磁化、高い透磁率、低損失、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、を満たしつつ、複雑な形状への適用が可能な軟磁性圧粉材料である事が分かる。

（実施例１５）：
厚さが１００ｎｍである点以外は実施例２とほぼ同じである。

（実施例１６）
厚さが１μｍである点以外は実施例２とほぼ同じである。

（実施例１７）
厚さが１０μｍである点以外は実施例２とほぼ同じである。

（実施例１８）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを０．９％程度、格子面間隔の差割合を０．９２％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例１９）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを４．８％程度、格子面間隔の差割合を４．９％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例２０）
扁平磁性金属粒子１０の格子歪みを９．７％程度、格子面間隔の差割合を９．９％程度にすること以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例２１）
厚さ１０ｎｍ、アスペクト比１０００の扁平磁性金属粒子１０の表面にゾルゲル法によって、非磁性のＳｉＯ_２層を厚さ１ｎｍで被覆させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例２２）
厚さ１００ｎｍ、アスペクト比１００の扁平磁性金属粒子１０の表面にゾルゲル法によって、非磁性のＳｉＯ_２層を厚さ１０ｎｍで被覆させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例２３）
厚さ１μｍ、アスペクト比１００の扁平磁性金属粒子１０の表面にゾルゲル法によって、非磁性のＳｉＯ_２層を厚さ１００ｎｍで被覆させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例２４）
厚さ１０μｍ、アスペクト比１０の扁平磁性金属粒子１０の表面にゾルゲル法によって、非磁性のＳｉＯ_２層を厚さ９００ｎｍで被覆させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（実施例２５）
本実施例の軟磁性材料は、軟化点２００℃の共晶系を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。共晶系の組成は、Ｐ−Ｖ−Ａｇ−Ｏである。

（実施例２６）
本実施例の軟磁性材料は、軟化点３００℃の共晶系を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。共晶系の組成は、Ｐｂ−Ｂ−Ｏである。

（実施例２７）
本実施例の軟磁性材料は、軟化点４００℃の共晶系を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。共晶系の組成は、Ｂｉ−Ｂ−Ｏである。

（実施例２８）
本実施例の軟磁性材料は、軟化点５００℃の共晶系を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。共晶系の組成は、Ｂ−Ｂｉ−Ｚｎ−Ｏである。

（実施例２９）
本実施例の軟磁性材料は、軟化点６００℃の共晶系を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。共晶系の組成は、Ｂ−Ｂｉ−Ｓｉ−Ｏである。

（実施例３０）
本実施例の軟磁性材料は、磁場中成型後の熱処理において、熱処理時間を２倍にすることによって、扁平磁性金属粒子の表面に球形で粒径５０ｎｍの共晶粒子を生成させる事以外は実施例１とほぼ同じである。共晶粒子の組成は、Ｂ−Ｂｉ−Ｚｎ−Ｏである。

（比較例８）
厚さ１０ｎｍ、アスペクト比１０００の扁平磁性金属粒子の表面に非磁性のＳｉＯ_２層の被覆を行わない事以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例９）
厚さ１０μｍ、アスペクト比１０の扁平磁性金属粒子１０の表面にゾルゲル法によって、非磁性のＳｉＯ_２層を厚さ２μｍで被覆させる事以外は実施例１とほぼ同じである。

（比較例１０）
軟化点１００℃の介在相を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。介在相としては、有機系のエポキシ樹脂を使用した。

（比較例１１）
軟化点７００℃の共晶系を有する点以外は実施例１とほぼ同じである。共晶系の組成は、Ｓｉ−Ｂ−Ａｌ−Ｏである。

表３から明らかなように、実施例１５〜３０に係る軟磁性材料は、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下の扁平磁性金属粒子と酸化物介在相からなる軟磁性材料である。また、いずれにおいても、扁平磁性金属粒子は配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有しており、磁壁移動で磁化が進行する。また扁平磁性金属粒子の格子歪みは０．０１％以上１０％以下である。また、扁平磁性金属粒子の扁平面内における格子面間隔が、方向によって差を有し、最大格子面間隔と最小格子面間隔の差の割合が０．０１％以上１０％以下である。また、扁平磁性金属粒子の表面は厚さ０．１ｎｍ以上１μｍ以下の非磁性酸化物層で被覆されている。また、介在相の軟化点は２００℃以上６００℃以下である。

一方で、比較例８は被覆層がなし、比較例９は被覆層の厚さが２μｍと大きい。また、比較例１０は、介在相の軟化点が１００℃、比較例１１は介在相の軟化点が７００℃である。

表４から明らかなように、実施例１５〜３０に係る軟磁性材料は、比較例１の既存の材料と比べて、透磁率実部、透磁率損失、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。また比較例２〜１１と比べると、特に、透磁率実部、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。

以上、実施例１５〜実施例３０に係る軟磁性材料は、高い飽和磁化、高い透磁率、低損失、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、を満たしつつ、複雑な形状への適用が可能な軟磁性圧粉材料である事が分かる。

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 扁平磁性金属粒子
１０ａ 扁平面
１４ 被覆層
２０ 介在相
２２ 共晶粒子
２４ 中間介在粒子
３０ 磁性層
４０ 中間層
１００ 軟磁性材料
１１０ 軟磁性材料
１２０ 軟磁性材料
１３０ 軟磁性材料
１６０ 軟磁性材料
２００ モータ
２１０ 第１のステータ
２２０ 第１のロータ
３００ 変圧器・トランス
４００ インダクタ
５００ 発電機
５１０ タービン
５２０ シャフト
５３０ 第２のステータ
５４０ 第２のロータ
１０００ モータシステム

中間介在粒子２４は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｙ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも１つの非磁性金属を含み、且つ、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）及びＦ（フッ素）からなる群のうちの少なくとも１つの元素を含む事が好ましい。より好ましくは、高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点から、酸素を含有する酸化物もしくは複合酸化物である事がより好ましい。特に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ _２ ）などの酸化物、やＡｌ−Ｓｉ−Ｏ等の複合酸化物などが高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点から好ましい。

中間介在粒子２４を含む軟磁性材料１２０及び軟磁性材料１３０を製造する方法としては、例えば、扁平磁性金属粒子及び中間介在粒子（酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）粒子、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）粒子、酸化チタン（ＴｉＯ_２）粒子、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ _２ ）粒子など）を、ボールミル等によって混合し、分散させた状態を作り、その後、プレス成型などで一体化させる方法などが挙げられる。分散させる方法は、適度に分散させる事が出来る方法であれば、その方法は特に拘らない。

Claims (20)

1. 扁平磁性金属粒子であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下で、格子歪みが０．０１％以上１０％以下で、前記扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する前記扁平磁性金属粒子と、
   前記扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む介在相と、
   を備える軟磁性材料。
2. 前記扁平磁性金属粒子の磁化挙動が磁壁移動によって進行する請求項１記載の軟磁性材料。
3. 前記扁平磁性金属粒子の磁化挙動が回転磁化によって進行する請求項１記載の軟磁性材料。
4. 前記扁平磁性金属粒子の扁平面内における格子面間隔が、方向によって差を有し、最大格子面間隔と最小格子面間隔の差の割合が０．０１％以上１０％以下である請求項１ないし３いずれか一項記載の軟磁性材料。
5. 前記扁平磁性金属粒子の結晶子が前記扁平面内で一方向に数珠繋ぎになっている、又は前記結晶子が棒状であり且つ前記扁平面内で一方向に配向している請求項１ないし４いずれか一項記載の軟磁性材料。
6. 前記扁平磁性金属粒子がＦｅ、Ｃｏの２つの磁性金属を含み、ＦｅとＣｏの合計量に対してＣｏが１０原子％以上６０原子％以下含まれる請求項１ないし５いずれか一項記載の軟磁性材料。
7. 前記扁平磁性金属粒子の扁平面が（１１０）面配向、又は（１１１）面配向している請求項１ないし６いずれか一項記載の軟磁性材料。
8. 前記扁平磁性金属粒子が体心立方構造の結晶構造である請求項１ないし７いずれか一項記載の軟磁性材料。
9. 前記扁平磁性金属粒子が体心立方構造と面心立方構造の混相の結晶構造である請求項１ないし８いずれか一項記載の軟磁性材料。
10. 前記扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ０．１ｎｍ以上１μｍ以下で、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む被覆層で覆われている請求項１ないし請求項９いずれか一項記載の軟磁性材料。
11. 前記介在相と前記扁平磁性金属粒子との格子ミスマッチ割合が０．１％以上５０％以下である、請求項１ないし請求項１０いずれか一項記載の軟磁性材料。
12. 前記介在相は、Ｂ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｌｉ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｌａ、Ｐ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎａ、Ｔｉ、Ａｓ、Ｖ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｔｅ及びＳｎからなる群のうちの少なくとも２つの第２の元素を含む共晶系を有し、２００℃以上６００℃以下である軟化点を有し、熱膨張係数が０．５×１０-^６／℃以上４０×１０-^６／℃以下である酸化物を含む請求項１ないし請求項１１いずれか一項記載の軟磁性材料。
13. 前記共晶系は粒径が１０ｎｍ以上１０μｍ以下である共晶粒子を有する請求項１２記載の軟磁性材料。
14. 前記介在相は、軟化点が前記共晶系より高く、Ｏ（酸素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）及びＦ（フッ素）からなる群のうちの少なくとも１つの元素を含む中間介在粒子をさらに含む請求項１２又は請求項１３記載の軟磁性材料。
15. 前記介在相は樹脂を含む請求項１ないし請求項１１いずれか一項記載の軟磁性材料。
16. 前記介在相は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有する請求項１ないし請求項１１いずれか一項記載の軟磁性材料。
17. 扁平磁性金属粒子であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる少なくとも１つの磁性金属を含有し、厚さが１０ｎｍ以上１００μｍ以下で、アスペクト比が５以上１００００以下で、格子歪みが０．０１％以上１０％以下で、前記扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する前記扁平磁性金属粒子と、
    前記扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）の少なくとも１つを含む介在相と、
    を含む磁性層と、
    前記磁性層に接して設けられ、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）のいずれかを含有し、透磁率が前記磁性層の透磁率よりも小さい中間層と、
    を備える軟磁性材料。
18. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の軟磁性材料を有する回転電機。
19. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の軟磁性材料を有するモータ。
20. 請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の軟磁性材料を有する発電機。