JP2017110256A - 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器 - Google Patents

軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2017110256A
JP2017110256A JP2015244796A JP2015244796A JP2017110256A JP 2017110256 A JP2017110256 A JP 2017110256A JP 2015244796 A JP2015244796 A JP 2015244796A JP 2015244796 A JP2015244796 A JP 2015244796A JP 2017110256 A JP2017110256 A JP 2017110256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soft magnetic
magnetic powder
particles
powder
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015244796A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6593146B2 (ja
Inventor
寧子 工藤
Yasuko Kudo
寧子 工藤
敏樹 赤澤
Toshiki Akazawa
敏樹 赤澤
前田 優
Masaru Maeda
優 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2015244796A priority Critical patent/JP6593146B2/ja
Priority to CN201611009898.4A priority patent/CN107424709B/zh
Priority to US15/370,098 priority patent/US10672547B2/en
Priority to EP16204021.6A priority patent/EP3181270A1/en
Publication of JP2017110256A publication Critical patent/JP2017110256A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6593146B2 publication Critical patent/JP6593146B2/ja
Priority to US16/858,872 priority patent/US11545285B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15333Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/054Nanosized particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/08Metallic powder characterised by particles having an amorphous microstructure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/002Making metallic powder or suspensions thereof amorphous or microcrystalline
    • B22F9/007Transformation of amorphous into microcrystalline state
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/10Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/003Making ferrous alloys making amorphous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0292Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with more than 5% preformed carbides, nitrides or borides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/02Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14791Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15341Preparation processes therefor
    • H01F1/1535Preparation processes therefor by powder metallurgy, e.g. spark erosion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B22F2009/0828Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid with water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/088Fluid nozzles, e.g. angle, distance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/35Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2200/00Crystalline structure
    • C22C2200/04Nanocrystalline
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C2202/00Physical properties
    • C22C2202/02Magnetic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08Cores, Yokes, or armatures made from powder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

【課題】圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保し得る軟磁性粉末、低損失で磁気特性に優れた圧粉磁心および磁性素子、ならびに、この磁性素子を備えた信頼性の高い電子機器を提供すること。【解決手段】本発明の軟磁性粉末は、Fe100−a−b−c−d−e−fCuaSibBcMdM’eXf(原子%)[ただし、Mは、Nb、W、Ta、Zr、Hf、TiまたはMoであり、M’は、V、Cr、Mn、Al、白金族元素、Sc、Y、Au、Zn、SnまたはReであり、Xは、C、P、Ge、Ga、Sb、In、BeまたはAsであり、0.1≦a≦3、0<b≦30、0<c≦25、5≦b+c≦30、0.1≦d≦30、0≦e≦10および0≦f≦10を満たす数である。]で表される組成を有し、粒径1nm以上30nm以下の結晶組織を40体積%以上含有し、分級後の粉末の保磁力差が所定の条件を満たす。【選択図】なし

Description

本発明は、軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器に関するものである。
近年、ノート型パソコンのようなモバイル機器の小型化・軽量化が進んでいるが、小型化と高性能化との両立を図るためには、スイッチング電源の高周波数化が必要となる。現在、スイッチング電源の駆動周波数は数百MHz程度まで高周波数化が進んでいるが、それに伴って、モバイル機器に内蔵されたチョークコイルやインダクター等の磁性素子についても高周波数化への対応が必要となる。
例えば、特許文献1には、Fe(100−X−Y−Z−α−β)SiCuαM’β(原子%)(ただし、Mは、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Moからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M’は、V、Cr、Mn、Al、白金族元素、Sc、Y、Au、Zn、Sn、ReおよびAgからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であり、X、Y、Z、α、βはそれぞれ12≦X≦15、0<Y≦15、0.1≦Z≦3、0.1≦α≦30、0≦β≦10を満たす。)により表される組成である磁性粉末を含む圧粉磁心であって、組織の少なくとも50%以上が結晶粒径100nm以下のナノ結晶組織を有するナノ結晶磁性粉末、または、熱処理により前記ナノ結晶組織を発現可能な組成の非晶質磁性粉末のいずれかである磁性粉末を含む圧粉磁心が開示されている。
特開2004−349585号公報
特許文献1に記載の圧粉磁心では、ガラス材料のような絶縁材料により磁性粉末の粒子同士を絶縁している。粒子同士が絶縁されることにより、高周波数下における渦電流損失の低減を図ることができる。しかしながら、絶縁材料の比率が低下すると、磁性粉末の粒子同士が接触し易くなり、粒子間の絶縁性を確保することができなくなる。このため、ある程度多くの絶縁材料が必要となるが、絶縁材料の割合を多くすると、圧粉磁心中の磁性粉末の比率が低下するため、圧粉磁心の磁気特性を十分に高められない。
本発明の目的は、圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保し得る軟磁性粉末、低損失で磁気特性に優れた圧粉磁心および磁性素子、ならびに、この磁性素子を備えた信頼性の高い電子機器を提供することにある。
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の軟磁性粉末は、Fe100−a−b−c−d−e−fCuSiM’(原子%)
[ただし、Mは、Nb、W、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、M’は、V、Cr、Mn、Al、白金族元素、Sc、Y、Au、Zn、SnおよびReからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、Xは、C、P、Ge、Ga、Sb、In、BeおよびAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d、eおよびfは、0.1≦a≦3、0<b≦30、0<c≦25、5≦b+c≦30、0.1≦d≦30、0≦e≦10および0≦f≦10を満たす数である。]
で表される組成を有し、
粒径1nm以上30nm以下の結晶組織を40体積%以上含有し、
目開き45μmのJIS標準ふるい、目開き38μmのJIS標準ふるい、および目開き25μmのJIS標準ふるいをこの順で用いる分級処理に供されたとき、
目開き45μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き38μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子を第1粒子とし、
目開き38μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き25μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子を第2粒子とし、
目開き25μmのJIS標準ふるいを通過する粒子を第3粒子とすると、
前記第1粒子の保磁力Hc1、前記第2粒子の保磁力Hc2、および前記第3粒子の保磁力Hc3は、Hc2/Hc1が0.85以上1.4以下であり、かつ、Hc3/Hc1が0.5以上1.5以下であるという関係を満たすことを特徴とする。
これにより、圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保し得る軟磁性粉末が得られるので、かかる軟磁性粉末を用いることによって、低損失で磁気特性に優れた圧粉磁心等を製造することが可能になる。
本発明の軟磁性粉末では、横軸に粒径をとり、縦軸に保磁力をとったプロットエリアを設定し、前記第1粒子のデータ、前記第2粒子のデータおよび前記第3粒子のデータをそれぞれ前記プロットエリアにプロットするとともに、最小二乗法により前記データを線形近似し、得られた直線の傾きをAとしたとき、−0.02≦A≦0.05を満たすことが好ましい。
これにより、粒径による保磁力の差が十分に小さい軟磁性粉末が得られる。このため、圧粉成形されて圧粉磁心が得られる際に、粒径ごとの偏在(空間分布の偏り)が生じたとしても、局所的に渦電流損失が増大するのを抑制し、圧粉磁心全体の鉄損を抑制することができる。また、粒子同士の硬度差も小さくなるので、粒子同士の接触点において粒子が特に潰れ難くなり、粒子同士の接触面積がより小さく抑えられることになるので、軟磁性粉末の圧粉体の抵抗率が特に高くなる。その結果、圧粉されたときに粒子間において特に高い絶縁性を確保することができ、より低鉄損の圧粉磁心を実現することができる。
本発明の軟磁性粉末では、圧粉された状態における圧粉体の体積抵抗率が1kΩ・cm以上500kΩ・cm以下であることが好ましい。
これにより、軟磁性粉末の粒子間を絶縁する絶縁材料の使用量を削減することができ、その分、圧粉磁心等に軟磁性粉末の比率を最大化することができる。その結果、高い磁気特性と低損失とを高度に両立させた圧粉磁心を実現することができる。
本発明の軟磁性粉末では、非晶質組織をさらに含有することが好ましい。
これにより、結晶組織と非晶質組織とが互いに磁歪を打ち消し合うため、軟磁性粉末の磁歪をより小さくすることができる。その結果、磁化を制御し易い軟磁性粉末が得られる。また、非晶質組織は、転位の運動を生じ難いので、靭性が高い。したがって、軟磁性粉末の靭性をより高めることに寄与し、例えば圧粉時の破壊を生じ難い軟磁性粉末が得られる。
本発明の圧粉磁心は、本発明の軟磁性粉末を含むことを特徴とする。
これにより、低損失で磁気特性に優れた圧粉磁心が得られる。
本発明の磁性素子は、本発明の圧粉磁心を備えることを特徴とする。
これにより、低損失で磁気特性に優れた磁性素子が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の磁性素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
本発明の磁性素子の第1実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図(平面図)である。 本発明の磁性素子の第2実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図(透過斜視図)である。 高速回転水流アトマイズ法により軟磁性粉末を製造する装置の一例を示す縦断面図である。 本発明の磁性素子を備える電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。 本発明の磁性素子を備える電子機器を適用したスマートフォンの構成を示す平面図である。 本発明の磁性素子を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。 横軸に粒径[μm]をとり、縦軸に保磁力[Oe]をとったプロットエリアに、第1粒子のデータ、第2粒子のデータおよび第3粒子のデータをプロットするとともに、各データの回帰直線を示す図である。
以下、本発明の軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
[軟磁性粉末]
本発明の軟磁性粉末は、軟磁性を示す金属粉末である。かかる軟磁性粉末は、軟磁性を利用したいかなる用途にも適用可能であるが、例えば、結合材を介して粒子同士が結着されるとともに所定の形状に成形されることで、圧粉磁心を製造するのに用いられる。このような圧粉磁心は、軟磁性粉末そのものの粒子間における絶縁性が高いため、渦電流損失が抑えられ、かつ、結合材や絶縁材料の比率が抑えられることにより、磁気特性に優れる。
本発明の軟磁性粉末は、Fe100−a−b−c−d−e−fCuSiM’(原子%)で表される組成を有する粉末である。ここで、Mは、Nb、W、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、M’は、V、Cr、Mn、Al、白金族元素、Sc、Y、Au、Zn、SnおよびReからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、Xは、C、P、Ge、Ga、Sb、In、BeおよびAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d、eおよびfは、0.1≦a≦3、0<b≦30、0<c≦25、5≦b+c≦30、0.1≦d≦30、0≦e≦10および0≦f≦10を満たす数である。
ここで、上記の組成を有する軟磁性粉末は、そのままでは粒子間の絶縁性が不十分であるため、従来、絶縁材料を多量に用いて絶縁処理を施す必要があった。このため、絶縁材料を用いる分だけ、圧粉磁心における軟磁性粉末の比率が低下し、圧粉磁心の磁気特性を十分に高めることができないという問題があった。
かかる問題点に鑑み、本発明者は、粒子間の絶縁性を高める手段について鋭意検討を重ねた。そして、粒径1nm以上30nm以下の結晶組織を40体積%以上含有させるとともに、軟磁性粉末の少なくとも一部を分級によって3階級に分割し、階級間の保磁力が所定の関係を満たすことにより、上記問題点を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の軟磁性粉末は、Fe、Cu、Si、BおよびMを必須元素として含み、所定の粒径の結晶組織を40体積%以上含み、かつ、粒径に基づいて分割された階級間において保磁力が所定の関係を満たす、という金属粉末である。このような軟磁性粉末は、それ自体を圧粉してなる圧粉体が高い抵抗率を示す。このため、圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保することができる。その結果、低コストでかつ手間をかけることなく、低渦電流損失に優れた圧粉磁心を製造することができる。また、軟磁性粉末を用いて圧粉磁心を製造する際、絶縁性材料を多量に使用しなくて済む分、軟磁性粉末の比率を高めることができる。その結果、圧粉磁心の磁気特性も高めることができる。以上のことから、本発明の軟磁性粉末を用いることで、低損失でかつ磁気特性に優れた圧粉磁心が得られる。
以下、本発明の軟磁性粉末の組成について詳述する。
Feは、本発明の軟磁性粉末の基本的な磁気特性や機械的特性に大きな影響を与える。
Cuは、本発明の軟磁性粉末を原材料から製造するとき、Feと分離する傾向があるため組成に揺らぎが生じ、部分的に結晶化し易い領域が生じる。その結果、比較的結晶化し易い体心立方格子のFe相が促され、前述したような微小な粒径を有する結晶組織を形成し易くすることができる。
Cuの含有率aは、0.1原子%以上3原子%以下とされるが、好ましくは0.3原子%以上2原子%以下とされる。なお、Cuの含有率aが前記下限値を下回ると、結晶組織の微細化が損なわれ、前述した範囲の粒径の結晶組織を形成することができないおそれがある。一方、Cuの含有率が前記上限値を上回ると、軟磁性粉末の機械的特性が低下し、脆くなるおそれがある。
Siは、本発明の軟磁性粉末を原材料から製造するとき、非晶質化を促進する。このため、本発明の軟磁性粉末を製造するときは、一旦、均質な非晶質組織が形成され、その後、それを結晶化させることによって、より均一な粒径の結晶組織が形成され易くなる。そして、均一な粒径は、各結晶粒における結晶磁気異方性の平均化に寄与するため、保磁力を低下させ、軟磁性の向上を図ることができる。
Siの含有率bは、0原子%超30原子%以下とされるが、好ましくは5原子%以上20原子%以下とされる。なお、Siの含有率bが前記下限値を下回ると、非晶質化が不十分になるため、微小で均一な粒径の結晶組織を形成することが難しくなるおそれがある。一方、Siの含有率が前記上限値を上回ると、飽和磁束密度や最大磁気モーメントのような磁気特性の低下や機械的特性の低下を招くおそれがある。
Bは、本発明の軟磁性粉末を原材料から製造するとき、非晶質化を促進する。このため、本発明の軟磁性粉末を製造するときは、一旦、均質な非晶質組織が形成され、その後、それを結晶化させることによって、より均一な粒径の結晶組織が形成され易くなる。そして、均一な粒径は、各結晶粒における結晶磁気異方性の平均化に寄与するため、保磁力を低下させ、軟磁性の向上を図ることができる。また、SiとBとを併用することによって、両者の原子半径の差に基づき、相乗的に非晶質化を促進することができる。
Bの含有率cは、0原子%超25原子%以下とされるが、好ましくは3原子%以上20原子%以下とされる。なお、Bの含有率cが前記下限値を下回ると、非晶質化が不十分になるため、微小で均一な粒径の結晶組織を形成することが難しくなるおそれがある。一方、Bの含有率が前記上限値を上回ると、飽和磁束密度や最大磁気モーメントのような磁気特性の低下や機械的特性の低下を招くおそれがある。
また、SiおよびBは、合計での含有率が規定されており、5原子%以上30原子%以下とされるが、好ましくは10原子%以上25原子%以下とされる。なお、SiとBの合計の含有率が前記下限値を下回ると、非晶質化を十分に図ることができないおそれがある。一方、SiとBの合計の含有率が前記上限値を上回ると、磁気特性の低下や機械的特性の低下を招くおそれがある。
Mは、Nb、W、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoからなる群より選択される少なくとも1種の元素である。非晶質組織を多く含む粉末に熱処理が施されたとき、Cuとともに結晶組織の微細化に寄与する。このため、前述したような微小な粒径を有する結晶組織を形成し易くすることができる。
Mの含有率dは、0.1原子%以上30原子%以下とされるが、好ましくは0.5原子%以上20原子%以下とされる。また、Mとして複数の元素を含む場合は、複数の元素の含有率が前記範囲内とされる。なお、Mの含有率dが前記下限値を下回ると、結晶組織の微細化が損なわれ、前述した範囲の粒径の結晶組織を形成することができないおそれがある。一方、Mの含有率が前記上限値を上回ると、軟磁性粉末の機械的特性が低下し、脆くなるおそれがある。
また、Mは、特にNbを含むことが好ましい。Nbは、結晶組織の微細化において特に寄与が大きい。
以上のような必須元素の他、本発明の軟磁性粉末は、必要に応じて任意元素であるM’およびXを含んでいてもよい。
M’は、V、Cr、Mn、Al、白金族元素、Sc、Y、Au、Zn、SnおよびReからなる群より選択される少なくとも1種の元素である。このようなM’は、軟磁性粉末の磁気特性を高めるとともに、耐食性を高める。なお、白金族元素とは、元素周期表において第5周期および第6周期に属するとともに、第8族、第9族および第10族に属する6種の元素のことであり、具体的には、Ru、Rh、Pd、Os、IrおよびPtのうちの少なくとも1種の元素のことである。
M’の含有率eは、0原子%以上10原子%以下とされるが、好ましくは0.1原子%以上5原子%以下とされる。なお、M’の含有率eが前記上限値を上回ると、飽和磁束密度や最大磁気モーメントのような磁気特性の低下や機械的特性の低下を招くおそれがある。
また、M’は、特にCrを含むことが好ましい。Crは、軟磁性粉末の酸化を抑制するため、酸化に伴う磁気特性の低下や機械的特性の低下を特に抑制することができる。
Xは、C、P、Ge、Ga、Sb、In、BeおよびAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素である。このようなXは、Bと同様、本発明の軟磁性粉末を原材料から製造するとき、非晶質化を促進する。このため、Xは、軟磁性粉末においてより均一な粒径の結晶組織を形成することに寄与する。
Xの含有率fは、0原子%以上10原子%以下とされるが、好ましくは0.1原子%以上5原子%以下とされる。なお、Xの含有率fが前記上限値を上回ると、飽和磁束密度や最大磁気モーメントのような磁気特性の低下や機械的特性の低下を招くおそれがある。
以上、本発明の軟磁性粉末の組成について詳述したが、この軟磁性粉末には上記の元素以外の元素が含まれていてもよい。その場合、その他の元素の含有率は、前述した必須元素や任意元素の含有率より小さいことが好ましく、0.1原子%未満であるのが好ましい。
なお、軟磁性粉末が有する組成は、例えば、JIS G 1257(2000)に規定された鉄及び鋼−原子吸光分析法、JIS G 1258(2007)に規定された鉄及び鋼−ICP発光分光分析法、JIS G 1253(2002)に規定された鉄及び鋼−スパーク放電発光分光分析法、JIS G 1256(1997)に規定された鉄及び鋼−蛍光X線分析法、JIS G 1211〜G 1237に規定された重量・滴定・吸光光度法等により特定することができる。具体的には、例えばSPECTRO社製固体発光分光分析装置(スパーク放電発光分光分析装置、モデル:SPECTROLAB、タイプ:LAVMB08A)や、(株)リガク製ICP装置(CIROS120型)が挙げられる。
また、C(炭素)およびS(硫黄)の特定に際しては、特に、JIS G 1211(2011)に規定された酸素気流燃焼(高周波誘導加熱炉燃焼)−赤外線吸収法も用いられる。具体的には、LECO社製炭素・硫黄分析装置、CS−200が挙げられる。
さらに、N(窒素)およびO(酸素)の特定に際しては、特に、JIS G 1228(2006)に規定された鉄および鋼の窒素定量方法、JIS Z 2613(2006)に規定された金属材料の酸素定量方法も用いられる。具体的には、LECO社製酸素・窒素分析装置、TC−300/EF−300が挙げられる。
本発明の軟磁性粉末は、粒径1nm以上30nm以下の結晶組織を40体積%以上含有している。このような粒径の結晶組織は微小であるため、各結晶粒における結晶磁気異方性が平均化され易い。このため、保磁力を低下させることができ、とりわけ磁気的に軟質な粉末が得られる。そして、このような粒径の結晶組織が前記下限値以上含まれていることにより、このような効果が十分に得られることとなる。
また、前記粒径範囲の結晶組織の含有比率は、40体積%以上とされるが、好ましくは50体積%以上99体積%以下とされ、より好ましくは60体積%以上95体積%以下とされる。なお、前記粒径範囲の結晶組織の含有比率が前記下限値を下回ると、微小な粒径の結晶組織の比率が低下するため、結晶粒同士の交換相互作用による結晶磁気異方性の平均化が不十分になり、軟磁性粉末の保磁力が上昇するおそれがある。一方、前記粒径範囲の結晶組織の含有比率が前記上限値を上回ってもよいが、後述するように非晶質組織が併存することによる効果が不十分になるおそれがある。
また、本発明の軟磁性粉末は、前述した範囲外の粒径の結晶組織を含んでいてもよい。この場合、範囲外の粒径の結晶組織が10体積%以下に抑えられているのが好ましく、5体積%以下に抑えられているのがより好ましい。これにより、範囲外の粒径の結晶組織によって、前述した効果が低減してしまうのを抑制することができる。
なお、本発明の軟磁性粉末の粒径は、例えば軟磁性粉末の切断面を電子顕微鏡で観察し、その観察像から読み取る方法等により求められる。また、含有比率(体積%)は、観察像において上記粒径範囲の結晶が占める面積率を求め、その面積率を含有比率とする方法により求められる。
また、本発明の軟磁性粉末は、結晶組織の平均粒径が3nm以上30nm以下であるのが好ましく、5nm以上25nm以下であるのがより好ましい。これにより、上記効果がより顕著になり、磁気的に特に軟質な粉末が得られる。
なお、本発明の軟磁性粉末の平均粒径は、例えばX線回折により取得されたスペクトルの回折ピークの幅から算出することができる。
一方、本発明の軟磁性粉末は、非晶質組織を含んでいてもよい。前記粒径範囲の結晶組織と非晶質組織とが併存することにより、互いに磁歪を打ち消し合うため、軟磁性粉末の磁歪をより小さくすることができる。その結果、磁化を制御し易い軟磁性粉末が得られる。また、非晶質組織は、転位の運動を生じ難いので、靭性が高い。したがって、軟磁性粉末の靭性をより高めることに寄与し、例えば圧粉時の破壊を生じ難い軟磁性粉末が得られる。このように破壊を生じ難い軟磁性粉末は、粒子間の絶縁性をより高めることに寄与する。
その場合、非晶質組織の含有比率は、前記粒径範囲の結晶組織の含有比率の2体積%以上500体積%以下であるのが好ましく、10体積%以上200体積%以下であるのがより好ましい。これにより、結晶組織と非晶質組織とのバランスが最適化され、結晶組織と非晶質組織とが併存することによる効果がより顕著になる。
なお、軟磁性粉末に含まれる組織が非晶質であるか否かは、例えばX線回折により取得されたスペクトルに回折ピークが認められるか否かを調べることによって確認することができる。そして、結晶組織と非晶質組織とが併存している場合、スペクトルには回折線によるピークと散乱線によるハローとが検出される。したがって、スペクトルに対してフィッティングを行うとともに積分強度に基づいて結晶化度を算出することにより、併存しているか否かを求めるとともに、結晶組織や非晶質組織の含有比率を求めることができる。
また、本発明の軟磁性粉末は、粒径に基づいて分割された階級間において、保磁力が所定の関係を満たすものである。この関係は、次のようにして求められる。
まず、本発明の軟磁性粉末を、目開き45μmのJIS標準ふるい、目開き38μmのJIS標準ふるい、および、目開き25μmのJIS標準ふるいに順次供給し、通過させる(ふるい分ける)。このふるい分けは、JIS Z 2510(2004)に規定された金属粉の乾式ふるい分けによる粒度試験方法に準じて行うことができる。そして、目開き45μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き38μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子を「第1粒子」とし、目開き38μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き25μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子を「第2粒子」とし、目開き25μmのJIS標準ふるいを通過した粒子を「第3粒子」とする。その上で、第1粒子、第2粒子および第3粒子について、それぞれの保磁力を測定し、第1粒子の保磁力をHc1とし、第2粒子の保磁力をHc2とし、第3粒子の保磁力をHc3とする。
そして、所定の関係とは、Hc2/Hc1が0.85以上1.4以下であり、かつ、Hc3/Hc1が0.5以上1.5以下であるという関係のことである。このような関係を満足する軟磁性粉末は、それを用いて圧粉磁心を作製したとき、粒度ごとの空間分布に偏りが生じたとしても、鉄損等の損失が抑えられた圧粉磁心を得ることができる。すなわち、Hc2/Hc1およびHc3/Hc1が前記下限値を下回ったり前記上限値を上回ったりすると、Hc1、Hc2およびHc3の間で互いに差が大きくなるため、軟磁性粉末を圧粉成形する際に第1粒子、第2粒子および第3粒子の各空間分布に偏りが生じた場合に、圧粉磁心の鉄損が大きくなるおそれがある。換言すれば、圧粉磁心においては粒径ごとに偏在が生じ易いため、Hc2/Hc1およびHc3/Hc1が前記範囲から外れている場合、保磁力についても空間分布に偏りが生じることとなり、圧粉磁心の鉄損が大きくなるおそれがある。
また、粒径ごとの保磁力の差が小さいのは、結晶組織の状態において軟磁性粉末の粒径依存性が小さいことが理由として挙げられる。これにより、本発明の軟磁性粉末では、結晶組織の粒径が、軟磁性粉末の粒径によらず比較的均一になる。このため、軟磁性粉末の粒子同士の硬度差も小さくなり、軟磁性粉末が圧縮されたときでも、粒子同士の接触点において粒子が潰れ難くなる。これにより、粒子同士の接触面積が小さく抑えられることになるので、軟磁性粉末の圧粉体の抵抗率が高くなる。その結果、圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保することができる。
したがって、Hc2/Hc1およびHc3/Hc1が前記下限値を下回ったり前記上限値を上回ったりすると、Hc1、Hc2およびHc3の間で互いに差が大きくなり、ひいては、第1粒子、第2粒子および第3粒子の間で互いに硬度差が大きくなるため、粒子間の接触面積が大きくなるおそれがある。
なお、Hc1、Hc2およびHc3は、好ましくは、Hc2/Hc1が0.9以上1.3以下であり、かつ、Hc3/Hc1が0.6以上1.4以下であるという関係を満たす。
また、第1粒子は、前述したように目開き45μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き38μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子であるから、その第1粒子の代表的な粒径は45μmと38μmの中間の41.5μm(中間径)とすることができる。
同様に、第2粒子は、前述したように目開き38μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き25μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子であるから、その第2粒子の代表的な粒径は38μmと25μmの中間の31.5μm(中間径)とすることができる。
さらに、第3粒子は、前述したように目開き25μmのJIS標準ふるいを通過した粒子であるから、その第3粒子の代表的な粒径は25μmの半分の12.5μm(中間径)とすることができる。
ここで、横軸に粒径[μm]をとり、縦軸に保磁力[Oe]をとったプロットエリアを設定し、第1粒子のデータ、第2粒子のデータおよび第3粒子のデータをそれぞれプロットエリアにプロットする。これにより、プロットエリアには、3つのデータに基づく3つの点がプロットされる。
次いで、最小二乗法により、3つのデータを線形近似し、得られた近似式から求められる直線(回帰直線)をプロットエリアに表す。この回帰直線は、軟磁性粉末の保磁力の粒径依存性を示すものである。
そして、得られた回帰直線の傾き、すなわち粒径の変化量に対する保磁力の変化量の割合を算出する。この回帰直線の傾きは、粒径によって保磁力がどの程度異なるかを示す指標となる。
こうして求められた回帰直線の傾きをAとしたとき、本発明の軟磁性粉末は、好ましくは−0.02≦A≦0.05を満たし、より好ましくは−0.01≦A≦0.04を満たし、さらに好ましくは0<A≦0.03を満たす。このような軟磁性粉末は、粒径によって保磁力の差が十分に小さいものである。このため、軟磁性粉末を圧粉成形する際に、粒径ごとの偏在(空間分布の偏り)が生じたとしても、局所的に鉄損が増大するのを抑制し、圧粉磁心全体の鉄損を抑制することができる。また、それとともに、粒子同士の硬度差も小さくなるので、粒子同士の接触点において粒子が特に潰れ難くなる。これにより、粒子同士の接触面積がより小さく抑えられることになるので、軟磁性粉末の圧粉体の抵抗率が特に高くなる。その結果、圧粉されたときに粒子間において特に高い絶縁性を確保することができるので、絶縁破壊電圧が高く、かつ、より低鉄損の圧粉磁心を実現することができる。
このとき、回帰直線の標準誤差は、特に限定されないが、1以下であるのが好ましく、0.5以下であるのがより好ましく、0.4以下であるのがさらに好ましい。このような標準誤差を有する線形近似であれば、十分に信頼できる近似であるといえる。なお、回帰直線の標準誤差σは、独立変数である粒径に対する従属変数である保磁力の誤差の程度を評価するための指標である。具体的には、各粒子の保磁力の実測値と近似値との差(残差)の二乗和をSとし、データ数をnとしたとき、標準誤差σはσ={S/(n−2)}1/2で表されるが、ここでは軟磁性粉末を3階級に分割していることからn=3となるため、前記式は結局、σ=S1/2で表されることとなる。なお、標準誤差はその値が小さいほど近似の信頼性が高いことを意味する。
また、本発明の軟磁性粉末の粒子硬度は、特に限定されないものの、粒子のビッカース硬度が好ましくは1000以上3000以下であり、より好ましくは1200以上2500以下である。このような硬度の軟磁性粉末は、圧縮成形されて圧粉磁心になるとき、粒子同士の接触点における変形が最小限に抑えられる。このため、接触面積が小さく抑えられることとなり、軟磁性粉末の圧粉体の抵抗率が高くなる。その結果、圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保することができる。また、粒子間の高い絶縁性を確保することにより、粒子間で電流が流れ難くなるため、渦電流損失を抑制することができる。
なお、ビッカース硬度が前記下限値を下回ると、軟磁性粉末が圧縮成形されたとき、粒子同士の接触点において粒子が潰れ易くなる。これにより、接触面積が大きくなり、軟磁性粉末の圧粉体の抵抗率が小さくなるため、粒子間の絶縁性が低下する。一方、ビッカース硬度が前記上限値を上回ると、圧粉成形性が低下し、圧粉磁心になったときの密度が低下するため、圧粉磁心の磁気特性が低下する。
また、軟磁性粉末の粒子のビッカース硬度は、粒子の断面の中心部において、マイクロビッカース硬さ試験機により測定される。なお、粒子の断面の中心部とは、粒子の最大長さである長軸を通過するように粒子を切断したとき、その切断面上の長軸の中点にあたる部位とする。また、試験時の圧子の押し込み荷重は、50mNとする。
本発明の軟磁性粉末の平均粒径D50は、特に限定されないが、1μm以上40μm以下であるのが好ましく、3μm以上30μm以下であるのがより好ましい。このような平均粒径の軟磁性粉末を用いることにより、渦電流が流れる経路を短くすることができるので、軟磁性粉末の粒子内において発生する渦電流損失を十分に抑制可能な圧粉磁心を製造することができる。また、平均粒径が適度に小さいので、圧粉したときの充填性を高めることができる。その結果、圧粉磁心の充填密度を高め、圧粉磁心の飽和磁束密度や透磁率を高めることができる。
なお、軟磁性粉末の平均粒径が前記下限値を下回ると、軟磁性粉末が細かくなり過ぎるため、軟磁性粉末の充填性が低下し、圧粉磁心の成形密度が低下するため、圧粉磁心の飽和磁束密度や透磁率が低下するおそれがある。一方、軟磁性粉末の平均粒径が前記上限値を上回ると、粒子内において発生する渦電流損失を十分に抑制することができず、圧粉磁心の鉄損が増加するおそれがある。なお、軟磁性粉末の平均粒径は、レーザー回折法により取得された質量基準の粒度分布において、小径側から累積50%となるときの粒径として求められる。
また、本発明の軟磁性粉末の保磁力は、特に限定されないが、0.1[Oe]以上2[Oe]以下(7.98[A/m]以上160[A/m]以下)であるのが好ましく、0.5[Oe]以上1.5[Oe]以下(39.9[A/m]以上120[A/m]以下)であるのがより好ましい。このように保磁力が小さい軟磁性粉末を用いることにより、高周波数下であってもヒステリシス損失を十分に抑制可能な圧粉磁心を製造することができる。
なお、軟磁性粉末の保磁力は、磁化測定装置(例えば、株式会社玉川製作所製、TM−VSM1230−MHHL等)により測定することができる。
また、本発明の軟磁性粉末は、圧粉体としたときの体積抵抗率が1[kΩ・cm]以上500[kΩ・cm]以下であるのが好ましく、5[kΩ・cm]以上300[kΩ・cm]以下であるのがより好ましく、10[kΩ・cm]以上200[kΩ・cm]以下であるのがさらに好ましい。このような体積抵抗率は、絶縁材料を用いることなく実現されたものであるため、軟磁性粉末の粒子間の絶縁性そのものに基づくものである。したがって、このような体積抵抗率を実現する軟磁性粉末を用いれば、絶縁材料の使用量を削減することができ、その分、圧粉磁心等における軟磁性粉末の比率を最大化することができる。その結果、高い磁気特性と低損失とを高度に両立させた圧粉磁心を実現することができる。
なお、上記の体積抵抗率は、以下のようにして測定された値である。
まず、測定対象の軟磁性粉末0.8gをアルミナ製の円筒に充填する。そして、円筒の上下に真ちゅう製の電極を配置する。
次いで、デジタルフォースゲージを用いて上下の電極間を10MPaの圧力で加圧しつつ、デジタルマルチメーターを用いて上下の電極間の電気抵抗を測定する。
そして、下記の計算式に、測定された電気抵抗、加圧時の電極間距離、および、円筒の内部の横断面積を代入することにより、体積抵抗率を算出する。
体積抵抗率[kΩ・cm]=電気抵抗[kΩ]×円筒の内部の横断面積[cm]/電極間距離[cm]
なお、円筒の内部の横断面積は、円筒の内径を2r[cm]としたとき、πr[cm]で求めることができる。
[圧粉磁心および磁性素子]
次に、本発明の圧粉磁心および本発明の磁性素子について説明する。
本発明の磁性素子は、チョークコイル、インダクター、ノイズフィルター、リアクトル、トランス、モーター、アクチュエーター、電磁弁、発電機のように、磁心を備えた各種磁性素子に適用可能である。また、本発明の圧粉磁心は、これらの磁性素子が備える磁心に適用可能である。
以下、磁性素子の一例として、2種類のチョークコイルを代表に説明する。
<第1実施形態>
まず、本発明の磁性素子の第1実施形態を適用したチョークコイルについて説明する。
図1は、本発明の磁性素子の第1実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図(平面図)である。
図1に示すチョークコイル10は、リング状(トロイダル形状)の圧粉磁心11と、この圧粉磁心11に巻き回された導線12と、を有する。このようなチョークコイル10は、一般に、トロイダルコイルと称される。
圧粉磁心(本発明の圧粉磁心)11は、本発明の軟磁性粉末と結合材(バインダー)と有機溶媒とを混合し、得られた混合物を成形型に供給するとともに、加圧・成形して得られたものである。
圧粉磁心11の作製に用いられる結合材の構成材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等の有機材料、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カドミウムのようなリン酸塩、ケイ酸ナトリウムのようなケイ酸塩(水ガラス)等の無機材料等が挙げられるが、特に、熱硬化性ポリイミドまたはエポキシ系樹脂が好ましい。これらの樹脂材料は、加熱されることによって容易に硬化するとともに、耐熱性に優れたものである。したがって、圧粉磁心11の製造容易性および耐熱性を高めることができる。
また、軟磁性粉末に対する結合材の割合は、作製する圧粉磁心11の目的とする飽和磁束密度や機械的特性、許容される渦電流損失等に応じて若干異なるが、0.5質量%以上5質量%以下程度であるのが好ましく、1質量%以上3質量%以下程度であるのがより好ましい。これにより、軟磁性粉末の各粒子同士を十分に結着させつつ、飽和磁束密度や透磁率といった磁気特性に優れた圧粉磁心11を得ることができる。
また、有機溶媒としては、結合材を溶解し得るものであれば特に限定されないが、例えば、トルエン、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、クロロホルム、酢酸エチル等の各種溶媒が挙げられる。
なお、前記混合物中には、必要に応じて、任意の目的で各種添加剤を添加するようにしてもよい。
一方、導線12の構成材料としては、導電性の高い材料が挙げられ、例えば、Cu、Al、Ag、Au、Ni等を含む金属材料が挙げられる。
なお、導線12の表面に、絶縁性を有する表面層を備えているのが好ましい。これにより、圧粉磁心11と導線12との短絡を確実に防止することができる。かかる表面層の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料等が挙げられる。
次に、チョークコイル10の製造方法について説明する。
まず、本発明の軟磁性粉末と、結合材と、各種添加剤と、有機溶媒とを混合し、混合物を得る。
次いで、混合物を乾燥させて塊状の乾燥体を得た後、この乾燥体を粉砕することにより、造粒粉末を形成する。
次に、この造粒粉末を、作製すべき圧粉磁心の形状に成形し、成形体を得る。
この場合の成形方法としては、特に限定されないが、例えば、プレス成形、押出成形、射出成形等の方法が挙げられる。なお、この成形体の形状寸法は、以後の成形体を加熱した際の収縮分を見込んで決定される。また、プレス成形の場合の成形圧力は、1t/cm(98MPa)以上10t/cm(981MPa)以下程度とされる。
次に、得られた成形体を加熱することにより、結合材を硬化させ、圧粉磁心11を得る。このとき、加熱温度は、結合材の組成等に応じて若干異なるものの、結合材が有機材料で構成されている場合、好ましくは100℃以上500℃以下程度とされ、より好ましくは120℃以上250℃以下程度とされる。また、加熱時間は、加熱温度に応じて異なるものの、0.5時間以上5時間以下程度とされる。
以上により、本発明の軟磁性粉末を加圧・成形してなる圧粉磁心11、および、かかる圧粉磁心11の外周面に沿って導線12を巻き回してなるチョークコイル10(本発明の磁性素子)が得られる。
なお、圧粉磁心11の形状は、図1に示すリング状に限定されず、例えばリングの一部が欠損した形状であってもよく、棒状であってもよい。
<第2実施形態>
次に、本発明の磁性素子の第2実施形態を適用したチョークコイルについて説明する。
図2は、本発明の磁性素子の第2実施形態を適用したチョークコイルを示す模式図(透過斜視図)である。
以下、第2実施形態に係るチョークコイルについて説明するが、以下の説明では、前記第1実施形態に係るチョークコイルとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態に係るチョークコイル20は、図2に示すように、コイル状に成形された導線22を、圧粉磁心21の内部に埋設してなるものである。すなわち、チョークコイル20は、導線22を圧粉磁心21でモールドしてなる。
このような形態のチョークコイル20は、比較的小型のものが容易に得られる。そして、このような小型のチョークコイル20を製造するにあたって、飽和磁束密度および透磁率が大きく、かつ、損失の小さい圧粉磁心21を用いることにより、小型であるにもかかわらず、大電流に対応可能な低損失・低発熱のチョークコイル20が得られる。
また、導線22が圧粉磁心21の内部に埋設されているため、導線22と圧粉磁心21との間に隙間が生じ難い。このため、圧粉磁心21の磁歪による振動を抑制し、この振動に伴う騒音の発生を抑制することもできる。
以上のような本実施形態にかかるチョークコイル20を製造する場合、まず、成形型のキャビティー内に導線22を配置するとともに、キャビティー内を本発明の軟磁性粉末を含む造粒粉末で充填する。すなわち、導線22を包含するように、造粒粉末を充填する。
次に、導線22とともに、造粒粉末を加圧して成形体を得る。
次いで、前記第1実施形態と同様に、この成形体に熱処理を施す。これにより、結合材を硬化させ、圧粉磁心21およびチョークコイル20(本発明の磁性素子)が得られる。
[軟磁性粉末の製造方法]
次に、本発明の軟磁性粉末を製造する方法について説明する。
本発明の軟磁性粉末は、いかなる製造方法で製造されたものであってもよく、例えば、アトマイズ法(例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法等)、還元法、カルボニル法、粉砕法等の各種粉末化法により製造される。
アトマイズ法には、冷却媒の種類や装置構成の違いによって、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、高速回転水流アトマイズ法等が知られている。このうち、本発明の軟磁性粉末は、アトマイズ法により製造されたものであるのが好ましく、水アトマイズ法または高速回転水流アトマイズ法により製造されたものであるのがより好ましく、高速回転水流アトマイズ法により製造されたものであるのがさらに好ましい。アトマイズ法は、溶融金属(溶湯)を、高速で噴射された流体(液体または気体)に衝突させることにより、微粉化するとともに冷却して、金属粉末(軟磁性粉末)を製造する方法である。軟磁性粉末をこのようなアトマイズ法によって製造することにより、極めて微小な粉末を効率よく製造することができる。また、得られる粉末の粒子形状が表面張力の作用により球形状に近くなる。このため、圧粉磁心を製造したとき充填率の高いものが得られる。すなわち、透磁率および飽和磁束密度の高い圧粉磁心を製造可能な軟磁性粉末を得ることができる。
なお、本明細書における「水アトマイズ法」とは、冷却液として水または油のような液体を使用し、これを一点に集束する逆円錐状に噴射した状態で、この集束点に向けて溶融金属を流下させ、衝突させることにより、溶融金属を微粉化して金属粉末を製造する方法のことを指す。
一方、高速回転水流アトマイズ法によれば、溶湯を極めて高速で冷却することができるので、溶融金属における無秩序な原子配置が高度に維持された状態で固化に至らせることができる。このため、その後に結晶化処理を施すことにより、均一な粒径の結晶組織を有する軟磁性粉末を効率よく製造することができる。
以下、高速回転水流アトマイズ法による軟磁性粉末の製造方法について説明する。
高速回転水流アトマイズ法では、冷却用筒体の内周面に沿って冷却液を噴出供給し、冷却用筒体の内周面に沿って旋回させることにより、内周面に冷却液層を形成する。一方、軟磁性粉末の原材料を溶融し、得られた溶融金属を自然落下させつつ、これに液体または気体のジェットを吹き付ける。これにより溶融金属が飛散させ、飛散した溶融金属は冷却液層に取り込まれる。その結果、飛散して微粉化した溶融金属が急速冷却されて固化し、軟磁性粉末が得られる。
図3は、高速回転水流アトマイズ法により軟磁性粉末を製造する装置の一例を示す縦断面図である。
図3に示す粉末製造装置30は、内周面に冷却液層9を形成するための冷却用筒体1と、冷却液層9の内側の空間部23に溶融金属25を流下供給するための供給容器である坩堝15と、冷却用筒体1に冷却液を供給するための手段であるポンプ7と、流下した細流状の溶融金属25を液滴に分断するとともに冷却液層9に供給するためのガスジェット26を噴出するジェットノズル24と、を備えている。
冷却用筒体1は円筒状をなし、筒体軸線が鉛直方向に沿うように、または鉛直方向に対して30°以下の角度で傾くように設置される。なお、図3では鉛直方向に対して筒体軸線を傾けているが、筒体軸線は鉛直方向と平行であってもよい。
冷却用筒体1の上端開口は蓋体2により閉塞されており、蓋体2には流下する溶融金属25を冷却用筒体1の空間部23に供給するための開口部3が形成されている。
また、冷却用筒体1の上部には、冷却用筒体1の内周面の接線方向に冷却液を噴出供給し得るよう構成された冷却液噴出管4が設けられている。そして、冷却液噴出管4の吐出口5は、冷却用筒体1の周方向に沿って等間隔に複数個設けられている。また、冷却液噴出管4の管軸方向は、冷却用筒体1の軸線に直交する平面に対して0°以上20°以下程度下方に傾くように設定される。
冷却液噴出管4は、ポンプ7を介してタンク8に配管を介して接続されており、ポンプ7で吸い上げられたタンク8内の冷却液が冷却液噴出管4を介して冷却用筒体1内に噴出供給される。これにより、冷却液が冷却用筒体1の内周面に沿って回転しながら徐々に流下し、それに伴って内周面に沿う冷却液の層(冷却液層9)が形成される。なお、タンク8内や循環流路の途中には、必要に応じて冷却器を介在させるようにしてもよい。冷却液としては水の他、油(シリコーンオイル等)が用いられ、さらに各種添加物が添加されていてもよい。また、冷却液中の溶存酸素をあらかじめ除去しておくことにより、製造される粉末の冷却に伴う酸化を抑えることができる。
また、冷却用筒体1の内周面下部には、冷却液層9の層厚を調整する層厚調整用リング16が着脱自在に設けられている。この層厚調整用リング16を設けることにより、冷却液の流下速度が抑えられ、冷却液層9の層厚を確保するとともに、層厚の均一化を図ることができる。なお、層厚調整用リング16は、必要に応じて設けられればよい。
また、冷却用筒体1の下部には、円筒状の液切り用網体17が連設されており、この液切り用網体17の下側には漏斗状の粉末回収容器18が設けられている。液切り用網体17の周囲には液切り用網体17を覆うように冷却液回収カバー13が設けられ、この冷却液回収カバー13の底部に形成された排液口14は、配管を介してタンク8に接続されている。
また、空間部23には、空気や不活性ガス等の気体を噴出させるためのジェットノズル24が設けられている。このジェットノズル24は、蓋体2の開口部3を介して挿入されたガス供給管27の先端に取り付けられたものであり、その噴出口が、細流状の溶融金属25を指向し、さらにその先の冷却液層9を指向するよう配置されている。
このような粉末製造装置30において軟磁性粉末を製造するには、まず、ポンプ7を作動させ、冷却用筒体1の内周面に冷却液層9を形成し、次いで、坩堝15内の溶融金属25を空間部23に流下させる。この溶融金属25にガスジェット26を吹き付けると、溶融金属25が飛散し、微粉化された溶融金属25が冷却液層9に巻き込まれる。その結果、微粉化された溶融金属25が冷却固化され、軟磁性粉末が得られる。
高速回転水流アトマイズ法では、冷却液を連続供給することにより、極めて大きい冷却速度を安定的に維持することができるため、製造される軟磁性粉末の非晶質化度が安定する。その結果、その後に結晶化処理を施すことにより、均一な粒径の結晶組織を有する軟磁性粉末を効率よく製造することができる。
また、ガスジェット26によって一定の大きさに微細化された溶融金属25は、冷却液層9に巻き込まれるまで惰性落下するので、その際に液滴の球形化が図られる。その結果、軟磁性粉末を製造することができる。
例えば、坩堝15から流下させる溶融金属25の流下量については、装置サイズにもよって異なり、特に限定されないが、1分あたり1kg以下に抑えることが好ましい。これにより、溶融金属25が飛散するとき、適度な大きさの液滴として飛散するため、上述したような平均粒径の軟磁性粉末が得られる。また、一定時間に供給される溶融金属25の量がある程度抑えられることにより、冷却速度も十分に得られるので、非晶質化度が高くなり、均一な粒径の結晶組織を有する軟磁性粉末が得られる。なお、例えば、溶融金属25の流下量を前記範囲内で少なくすることにより、平均粒径を小さくするといった調整を行うことができる。
一方、坩堝15から流下させる溶融金属25の細流の外径、すなわち坩堝15の流下口の内径は、特に限定されないが、1mm以下であるのが好ましい。これにより、溶融金属25の細流にガスジェット26を均一に当て易くなるので、適度な大きさの液滴が均一に飛散し易くなる。その結果、上述したような平均粒径の軟磁性粉末が得られる。そして、やはり一定時間に供給される溶融金属25の量が抑えられることになるので、冷却速度も十分に得られ、十分な非晶質化を図ることができる。
また、ガスジェット26の流速については、特に限定されないが、100m/s以上1000m/s以下に設定されるのが好ましい。これにより、やはり溶融金属25を適度な大きさの液滴として飛散させることができるので、上述したような平均粒径の軟磁性粉末が得られる。また、ガスジェット26に十分な速度があるので、飛散した液滴にも十分な速度が与えられることとなり、液滴がより微細になるとともに、冷却液層9に巻き込まれるまでの時間短縮が図られる。その結果、液滴は短時間で球形化することができ、かつ、短時間で冷却されるので、さらなる非晶質化が図られる。なお、例えば、ガスジェット26の流速を前記範囲内で大きくすることにより、平均粒径を小さくするといった調整を行うことができる。
また、この他の条件としては、例えば、冷却用筒体1に供給する冷却液の噴出時の圧力を50MPa以上200MPa以下程度、液温を−10℃以上40℃以下程度に設定するのが好ましい。これにより、冷却液層9の流速の最適化が図られ、微粉化された溶融金属25を適度にかつムラなく冷却することができる。
また、軟磁性粉末の原材料を溶融する際、その溶融温度は原材料の融点Tmに対し、Tm+20℃以上Tm+200℃以下程度に設定されるのが好ましく、Tm+50℃以上Tm+150℃以下程度に設定されるのが好ましい。これにより、溶融金属25をガスジェット26で微粉化する際、粒子間で特性のバラツキが特に小さく抑えられるとともに、軟磁性粉末の非晶質化をより確実に図ることができる。
なお、ガスジェット26は、必要に応じて液体ジェットで代替することもできる。
また、アトマイズ法において溶融金属を冷却する際の冷却速度は、1×10℃/s以上であるのが好ましく、1×10℃/s以上であるのがより好ましい。このような急速な冷却により、とりわけ非晶質化度の高い軟磁性粉末が得られ、最終的に均一な粒径の結晶組織を有する軟磁性粉末が得られる。また、軟磁性粉末の粒子間における組成比のバラツキを抑えることができる。
上記のようにして製造された軟磁性粉末に対し、結晶化処理を施す。これにより、非晶質組織の少なくとも一部が結晶化して結晶組織が形成される。
結晶化処理は、非晶質組織を含む軟磁性粉末に熱処理を施すことにより行うことができる。熱処理の温度は、特に限定されないが、520℃以上640℃以下であるのが好ましく、560℃以上630℃以下であるのがより好ましく、570℃以上620℃以下であるのがさらに好ましい。また、熱処理の時間は、前記温度で維持する時間を1分以上180分以下とするのが好ましく、3分以上120分以下とするのがより好ましく、5分以上60分以下とするのがさらに好ましい。熱処理の温度および時間をそれぞれ前記範囲内に設定することにより、より均一な粒径の結晶組織をより均等に発生させることができる。その結果、粒径1nm以上30nm以下の結晶組織を40体積%以上含有し、かつ、粒径に基づいて分割された階級間において保磁力が所定の関係を満たす(粒径ごとの保磁力の差が比較的小さい)軟磁性粉末が得られる。これは、微小でかつ均一な粒径の結晶組織がある程度多く(40体積%以上)含まれていることにより、非晶質組織が支配的である場合や粗大な粒径の結晶組織が多く含まれている場合よりも、さらなる低保磁力化を図ることができる。
また、結晶化処理に供する軟磁性粉末の非晶質化度が均質である場合、結晶化処理に伴う結晶化の進度において、粒径依存性が小さくなる。このため、結晶化に必要な最小限度に近い熱量を加えることにより、微小で均一な粒径の結晶組織を形成することができる。その結果、粒径ごとの保磁力の差が比較的小さい軟磁性粉末を得ることができる。
また、微小でかつ均一な粒径の結晶組織を含むことにより、結晶組織と非晶質組織との界面における相互作用が特に支配的になり、それに伴って硬度が高くなると考えられる。
なお、熱処理の温度または時間が前記下限値を下回ると、粒径の大きい粒子については結晶化が不十分になるため、粒子ごとの硬度差が大きくなるとともに、粒子ごとの保磁力の差が大きくなるおそれがある。このため、圧粉体における抵抗率が低下して粒子間の高い絶縁性を確保することができなくなったり、圧粉磁心の鉄損が増加したりするおそれがある。一方、熱処理の温度または時間が前記上限値を上回ると、結晶化が進み過ぎるため、軟磁性粉末の粒径の影響が結晶組織の粒径に及び易くなる。このため、硬度において軟磁性粉末の粒径依存性が大きくなるとともに、保磁力においても軟磁性粉末の粒径依存性が大きくなる。その結果、圧粉体における抵抗率が低下して粒子間の高い絶縁性を確保することができなくなったり、圧粉磁心の鉄損が増加したりするおそれがある。
また、結晶化処理の雰囲気は、特に限定されないが、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、水素、アンモニア分解ガスのような還元性ガス雰囲気、またはこれらの減圧雰囲気であるのが好ましい。これにより、金属の酸化を抑制しつつ、結晶化させることができ、磁気特性に優れた軟磁性粉末が得られる。
以上のようにして本発明の軟磁性粉末を製造することができる。
なお、このようにして得られた軟磁性粉末に対し、必要に応じて分級を行ってもよい。分級の方法としては、例えば、ふるい分け分級、慣性分級、遠心分級、風力分級のような乾式分級、沈降分級のような湿式分級等が挙げられる。
また、必要に応じて、得られた軟磁性粉末の各粒子表面に絶縁膜を成膜するようにしてもよい。この絶縁膜の構成材料としては、例えば、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カドミウムのようなリン酸塩、ケイ酸ナトリウムのようなケイ酸塩(水ガラス)等の無機材料等が挙げられる。また、後述する結合材の構成材料として列挙した有機材料から適宜選択されたものであってもよい。
[電子機器]
次いで、本発明の磁性素子を備える電子機器(本発明の電子機器)について、図4〜図6に基づき、詳細に説明する。
図4は、本発明の磁性素子を備える電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピューターの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピューター1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部100を備えた表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。このようなパーソナルコンピューター1100には、例えばスイッチング電源用のチョークコイルやインダクター、モーター等の磁性素子1000が内蔵されている。
図5は、本発明の磁性素子を備える電子機器を適用したスマートフォンの構成を示す平面図である。この図において、スマートフォン1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206を備え、操作ボタン1202と受話口1204との間には、表示部100が配置されている。このようなスマートフォン1200には、例えばインダクター、ノイズフィルター、モーター等の磁性素子1000が内蔵されている。
図6は、本発明の磁性素子を備える電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)等の撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて撮像した画像を表示する構成になっており、表示部は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース1302の正面側(図中裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、メモリー1308に転送・格納される。また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニター1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピューター1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー1308に格納された撮像信号が、テレビモニター1430や、パーソナルコンピューター1440に出力される構成になっている。このようなディジタルスチルカメラ1300にも、例えばインダクター、ノイズフィルター等の磁性素子1000が内蔵されている。
なお、本発明の磁性素子を備える電子機器は、図4のパーソナルコンピューター(モバイル型パーソナルコンピューター)、図5のスマートフォン、図6のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、携帯電話、タブレット端末、インクジェット式吐出装置(例えばインクジェットプリンター)、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、POS端末、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、移動体制御機器類(例えば、自動車駆動用制御機器等)、フライトシミュレーター等に適用することができる。
以上、本発明の軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、本発明の軟磁性粉末の用途例として圧粉磁心を挙げて説明したが、用途例はこれに限定されず、例えば磁性流体、磁気遮蔽シート、磁気ヘッド等の磁性デバイスであってもよい。
また、圧粉磁心や磁性素子の形状も、図示したものに限定されず、いかなる形状であってもよい。
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.圧粉磁心の製造
(サンプルNo.1)
[1]まず、原材料を高周波誘導炉で溶融するとともに、高速回転水流アトマイズ法により粉末化して軟磁性粉末を得た。この際、坩堝から流下させる溶融金属の流下量を0.5kg/分、坩堝の流下口の内径を1mm、ガスジェットの流速を900m/sとした。次いで、風力分級機により分級を行った。得られた軟磁性粉末の合金組成を表1に示す。なお、合金組成の特定には、SPECTRO社製固体発光分光分析装置(スパーク発光分析装置)、モデル:SPECTROLAB、タイプ:LAVMB08Aを用いた。
[2]次に、得られた軟磁性粉末について、粒度分布測定を行った。なお、この測定は、レーザー回折方式の粒度分布測定装置(マイクロトラック、HRA9320−X100 日機装株式会社製)により行った。そして、粒度分布から軟磁性粉末のD50(平均粒径)を求めたところ、20μmであった。
[3]次に、得られた軟磁性粉末を、窒素雰囲気において、560℃×15分間加熱した。これにより、粒子中の非晶質組織を結晶化させた。
[4]次に、得られた軟磁性粉末と、エポキシ樹脂(結合材)、トルエン(有機溶媒)とを混合して、混合物を得た。なお、エポキシ樹脂の添加量は、軟磁性粉末100質量部に対して2質量部とした。
[5]次に、得られた混合物を撹拌したのち、短時間乾燥させ、塊状の乾燥体を得た。次いで、この乾燥体を、目開き400μmのふるいにかけ、乾燥体を粉砕して、造粒粉末を得た。得られた造粒粉末を50℃で1時間乾燥させた。
[6]次に、得られた造粒粉末を、成形型に充填し、下記の成形条件に基づいて成形体を得た。
<成形条件>
・成形方法 :プレス成形
・成形体の形状:リング状
・成形体の寸法:外径28mm、内径14mm、厚さ5mm
・成形圧力 :1t/cm(98MPa)
[7]次に、成形体を、大気雰囲気中において、温度150℃で0.75時間加熱して、結合材を硬化させた。これにより、圧粉磁心を得た。
(サンプルNo.2〜30)
軟磁性粉末として表1に示すものをそれぞれ用いるようにした以外は、サンプルNo.1と同様にして圧粉磁心を得た。
Figure 2017110256
なお、表1においては、高速回転水流アトマイズ法のことを「回転水」と表記し、水アトマイズ法のことを「噴射水」と表記している。
また、表1、2においては、各サンプルNo.の軟磁性粉末のうち、本発明に相当するものについては「実施例」、本発明に相当しないものについては「比較例」と示した。
2.軟磁性粉末および圧粉磁心の評価
2.1 軟磁性粉末の磁気特性の測定
各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末について、それぞれの保磁力を以下の測定条件に基づいて測定した。
<保磁力の測定条件>
・測定装置 :磁化測定装置(株式会社玉川製作所製VSMシステム、TM−VSM1230−MHHL)
次いで、測定した保磁力を、以下の評価基準にしたがって評価した。
<保磁力の評価基準>
◎:保磁力が0.5未満
○:保磁力が0.5以上1.0未満
△:保磁力が1.0以上2.0未満
×:保磁力が2.0以上
評価結果を表2に示す。
2.2 軟磁性粉末の保磁力の粒径依存性の評価
各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末について、それぞれ、目開き45μmのJIS標準ふるい、目開き38μmのJIS標準ふるい、および目開き25μmのJIS標準ふるいを順次通過させるふるい分け作業(分級処理)を行った。そして、目開き38μmのJIS標準ふるい上に残った粒子(第1粒子)の保磁力Hc1と、目開き25μmのJIS標準ふるい上に残った粒子(第2粒子)の保磁力Hc2と、目開き25μmのJIS標準ふるいを通過した粒子(第3粒子)の保磁力Hc3と、を測定した。
そして、各非晶質合金粉末について、Hc2/Hc1およびHc3/Hc1を求めた。算出結果を表2に示す。
また、横軸に粒径[μm]をとり、縦軸に保磁力[Oe]をとったプロットエリアを設定し、第1粒子のデータ、第2粒子のデータおよび第3粒子のデータをそれぞれプロットエリアにプロットした。これにより、プロットエリアには、3つのデータに基づく3つの点がプロットされた。
次いで、最小二乗法により、3つのデータを線形近似し、得られた近似式から求められる回帰直線をプロットエリアに表した。そして、得られた回帰直線の傾きAを求めた。算出結果を表2に示す。
また、回帰直線の標準誤差を求めた。その結果、各実施例および各比較例のいずれにおいても、回帰直線の標準誤差は0.4以下であった。
なお、各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末についての回帰直線のうち、代表としてサンプルNo.8、27、29の軟磁性粉末についての回帰直線を図7に示す。サンプルNo.8の軟磁性粉末は実施例に相当し、サンプルNo.27、29の軟磁性粉末は比較例に相当する。
図7から明らかなように、サンプルNo.8の軟磁性粉末における保磁力のデータは、回帰直線によって良好に近似することができていると認められる。また、サンプルNo.8の軟磁性粉末(実施例に相当)についての回帰直線の傾きAは、サンプルNo.27、29の軟磁性粉末(比較例に相当)についての回帰直線の傾きAよりも小さくなっていることが認められる。
なお、サンプルNo.8の軟磁性粉末についての回帰直線の標準誤差は0.0001であった。また、サンプルNo.27の軟磁性粉末についての回帰直線の標準誤差は0.03であった。また、サンプルNo.29の軟磁性粉末についての回帰直線の標準誤差は0.38であった。
2.3 軟磁性粉末の結晶組織および非晶質組織の含有率の測定
各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末について、長軸を含む平面で粒子を切断した。そして、切断面を透過型電子顕微鏡で観察し、結晶組織および非晶質組織を特定した。
次いで、観察画像から結晶組織の粒径を測定し、特定の粒径範囲(1nm以上30nm以下)に含まれる結晶組織の面積率を求めた。
次いで、非晶質組織の面積率を求めるとともに、結晶組織の面積率に対する非晶質組織の面積率の比(非晶質/結晶)を求めた。
測定結果を表2に示す。
2.4 軟磁性粉末の平均結晶粒径の測定
各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末について、X線回折により取得された回折ピークの幅に基づき、結晶組織の平均粒径を求めた。
測定結果を表2に示す。
2.5 軟磁性粉末のビッカース硬度の測定
各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末について、長軸を含む平面で粒子を切断した。そして、切断面の中心部について、マイクロビッカース硬さ試験機によりビッカース硬度を測定した。
測定結果を表2に示す。
2.6 軟磁性粉末の体積抵抗率の測定
各実施例および各比較例で得られた軟磁性粉末について、圧粉体としたときの体積抵抗率をデジタルマルチメーターを用いて測定した。
測定結果を表2に示す。
2.7 圧粉磁心の絶縁破壊電圧の測定
各実施例および各比較例で得られた圧粉磁心について、絶縁破壊電圧を測定した。
具体的には、圧粉磁心に一対の電極を配置した後、電極間に50Vの直流電圧を印加し、自動耐圧絶縁試験器(菊水電子工業株式会社、TOS9000)を用いて電極間の電気抵抗を測定した。
その後、50Vずつ昇圧しながら、同様に電気抵抗の測定を繰り返した。そして、電気抵抗の測定限界を下回ったときの電圧を、絶縁破壊電圧として記録した。
測定結果を表2に示す。
Figure 2017110256
表2から明らかなように、各実施例で得られた軟磁性粉末では、所定の粒径の結晶組織の含有率が40体積%以上を占めていることが認められた。また、保磁力の粒径依存性も比較的小さいことが認められた。さらに、絶縁材料を使用しない圧粉体の体積抵抗率は、いずれも1[kΩ・cm]以上であり、粒子間の渦電流を減少させるのに十分な大きさであった。また、結合材を用いて圧粉してなる圧粉磁心の絶縁破壊電圧は、いずれも十分な高さであった。
一方、各比較例で得られた軟磁性粉末では、絶縁材料を使用しない圧粉体の体積抵抗率が小さく、それに伴って圧粉磁心の絶縁破壊電圧が低いことが認められた。
以上のことから、本発明によれば、圧粉されたときに粒子間の高い絶縁性を確保し得る軟磁性粉末が得られることが明らかとなった。
1…冷却用筒体、2…蓋体、3…開口部、4…冷却液噴出管、5…吐出口、7…ポンプ、8…タンク、9…冷却液層、13…冷却液回収カバー、14…排液口、15…坩堝、16…層厚調整用リング、17…液切り用網体、18…粉末回収容器、23…空間部、24…ジェットノズル、25…溶融金属、26…ガスジェット、27…ガス供給管、30…粉末製造装置、10、20…チョークコイル、11、21…圧粉磁心、12、22…導線、100…表示部、1000…磁性素子、1100…パーソナルコンピューター、1102…キーボード、1104…本体部、1106…表示ユニット、1200…スマートフォン、1202…操作ボタン、1204…受話口、1206…送話口、1300…ディジタルスチルカメラ、1302…ケース、1304…受光ユニット、1306…シャッターボタン、1308…メモリー、1312…ビデオ信号出力端子、1314…入出力端子、1430…テレビモニター、1440…パーソナルコンピューター

Claims (7)

  1. Fe100−a−b−c−d−e−fCuSiM’(原子%)
    [ただし、Mは、Nb、W、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、M’は、V、Cr、Mn、Al、白金族元素、Sc、Y、Au、Zn、SnおよびReからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、Xは、C、P、Ge、Ga、Sb、In、BeおよびAsからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、a、b、c、d、eおよびfは、0.1≦a≦3、0<b≦30、0<c≦25、5≦b+c≦30、0.1≦d≦30、0≦e≦10および0≦f≦10を満たす数である。]
    で表される組成を有し、
    粒径1nm以上30nm以下の結晶組織を40体積%以上含有し、
    目開き45μmのJIS標準ふるい、目開き38μmのJIS標準ふるい、および目開き25μmのJIS標準ふるいをこの順で用いる分級処理に供されたとき、
    目開き45μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き38μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子を第1粒子とし、
    目開き38μmのJIS標準ふるいを通過し、目開き25μmのJIS標準ふるいを通過しない粒子を第2粒子とし、
    目開き25μmのJIS標準ふるいを通過する粒子を第3粒子とすると、
    前記第1粒子の保磁力Hc1、前記第2粒子の保磁力Hc2、および前記第3粒子の保磁力Hc3は、Hc2/Hc1が0.85以上1.4以下であり、かつ、Hc3/Hc1が0.5以上1.5以下であるという関係を満たすことを特徴とする軟磁性粉末。
  2. 横軸に粒径をとり、縦軸に保磁力をとったプロットエリアを設定し、前記第1粒子のデータ、前記第2粒子のデータおよび前記第3粒子のデータをそれぞれ前記プロットエリアにプロットするとともに、最小二乗法により前記データを線形近似し、得られた直線の傾きをAとしたとき、−0.02≦A≦0.05を満たす請求項1に記載の軟磁性粉末。
  3. 圧粉された状態における圧粉体の体積抵抗率が1kΩ・cm以上500kΩ・cm以下である請求項1または2に記載の軟磁性粉末。
  4. 非晶質組織をさらに含有する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の軟磁性粉末。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項に記載の軟磁性粉末を含むことを特徴とする圧粉磁心。
  6. 請求項5に記載の圧粉磁心を備えることを特徴とする磁性素子。
  7. 請求項6に記載の磁性素子を備えることを特徴とする電子機器。
JP2015244796A 2015-12-16 2015-12-16 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器 Active JP6593146B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015244796A JP6593146B2 (ja) 2015-12-16 2015-12-16 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
CN201611009898.4A CN107424709B (zh) 2015-12-16 2016-11-16 软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件以及电子设备
US15/370,098 US10672547B2 (en) 2015-12-16 2016-12-06 Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
EP16204021.6A EP3181270A1 (en) 2015-12-16 2016-12-14 Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
US16/858,872 US11545285B2 (en) 2015-12-16 2020-04-27 Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015244796A JP6593146B2 (ja) 2015-12-16 2015-12-16 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017110256A true JP2017110256A (ja) 2017-06-22
JP6593146B2 JP6593146B2 (ja) 2019-10-23

Family

ID=57570145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015244796A Active JP6593146B2 (ja) 2015-12-16 2015-12-16 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10672547B2 (ja)
EP (1) EP3181270A1 (ja)
JP (1) JP6593146B2 (ja)
CN (1) CN107424709B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019031464A1 (ja) 2017-08-07 2019-02-14 日立金属株式会社 結晶質Fe基合金粉末及びその製造方法
CN111640550A (zh) * 2019-03-01 2020-09-08 真空融化股份有限公司 合金和用于制备磁芯的方法
CN112430791A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 日立金属株式会社 Fe基合金组合物、Fe基合金组合物的粉末和磁芯
CN112658268A (zh) * 2020-12-11 2021-04-16 长沙新材料产业研究院有限公司 一种用于增材制造的稀土改性TiAl合金粉末及其制备方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6245392B1 (ja) * 2017-02-27 2017-12-13 Tdk株式会社 軟磁性合金
JP6245394B1 (ja) * 2017-02-27 2017-12-13 Tdk株式会社 軟磁性合金
JP6904034B2 (ja) * 2017-04-17 2021-07-14 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
CN107527702B (zh) * 2017-09-08 2020-05-05 中国舰船研究设计中心 一种铁基非晶态合金粉末及其制备方法和用途
CN107914020A (zh) * 2017-11-14 2018-04-17 江苏飞腾铸造机械有限公司 一种钢丸的制备方法及应用该钢丸的抛丸工艺
JP6867965B2 (ja) * 2018-03-09 2021-05-12 Tdk株式会社 軟磁性合金粉末、圧粉磁心および磁性部品
JP6867966B2 (ja) * 2018-03-09 2021-05-12 Tdk株式会社 軟磁性合金粉末、圧粉磁心および磁性部品
TWI709020B (zh) * 2018-03-30 2020-11-01 日商京瓷股份有限公司 電感用芯、電子筆用芯體部、電子筆及輸入裝置
JP7099035B2 (ja) * 2018-04-27 2022-07-12 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP7318217B2 (ja) * 2019-01-30 2023-08-01 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
CN111739706B (zh) * 2020-07-06 2023-01-20 青岛云路先进材料技术股份有限公司 一种纳米晶磁粉芯、纳米晶合金带材及其制备方法
CN112435822B (zh) * 2020-11-05 2023-04-07 青岛云路先进材料技术股份有限公司 高效铁硅铝磁粉芯的制备方法及制得的铁硅铝磁粉芯
JP2022121260A (ja) * 2021-02-08 2022-08-19 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP2023100104A (ja) * 2022-01-05 2023-07-18 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63304603A (ja) * 1987-06-04 1988-12-12 Hitachi Metals Ltd Fe基軟磁性合金圧粉体及びその製造方法
JPH02125801A (ja) * 1988-11-01 1990-05-14 Hitachi Metals Ltd 扁平状Fe基軟磁性合金微粉末およびその製造方法
JP2000150256A (ja) * 1998-11-10 2000-05-30 Tokin Corp 圧粉磁芯
JP2010242216A (ja) * 2009-03-18 2010-10-28 Alps Electric Co Ltd Fe基軟磁性合金粉末及びその製造方法、ならびに、前記Fe基軟磁性合金粉末を用いた磁性シート
JP2012136770A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Nec Tokin Corp Fe基ナノ結晶合金粉末及びその製造方法、並びに、圧粉磁心及びその製造方法
JP2017095773A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6479342A (en) 1986-12-15 1989-03-24 Hitachi Metals Ltd Fe-base soft magnetic alloy and its production
US4881989A (en) * 1986-12-15 1989-11-21 Hitachi Metals, Ltd. Fe-base soft magnetic alloy and method of producing same
JP2611994B2 (ja) 1987-07-23 1997-05-21 日立金属株式会社 Fe基合金粉末およびその製造方法
JP2625485B2 (ja) 1988-03-23 1997-07-02 日立金属株式会社 電磁シールド材料
US5252148A (en) 1989-05-27 1993-10-12 Tdk Corporation Soft magnetic alloy, method for making, magnetic core, magnetic shield and compressed powder core using the same
JP3389972B2 (ja) * 1993-06-18 2003-03-24 日立金属株式会社 B−hループの非対称性を改善したナノ結晶合金薄帯ならびに磁心およびナノ結晶合金薄帯の製造方法
JP2001052911A (ja) * 1999-08-11 2001-02-23 Seiko Epson Corp 磁石材料の製造方法、薄帯状磁石材料、磁石粉末およびボンド磁石
JP4217997B2 (ja) 2000-08-18 2009-02-04 セイコーエプソン株式会社 軟磁性合金粉末
JP2003059710A (ja) 2001-06-08 2003-02-28 Daido Steel Co Ltd 圧粉磁心
JP2004349585A (ja) 2003-05-23 2004-12-09 Hitachi Metals Ltd 圧粉磁心およびナノ結晶磁性粉末の製造方法
JP5316921B2 (ja) 2007-03-16 2013-10-16 日立金属株式会社 Fe基軟磁性合金、およびこれを用いた磁性部品
WO2008129803A1 (ja) 2007-03-20 2008-10-30 Nec Tokin Corporation 軟磁性合金及びそれを用いた磁気部品並びにそれらの製造方法
KR101162080B1 (ko) 2007-03-22 2012-07-03 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 연자성 박대, 자심, 자성 부품, 및 연자성 박대의 제조 방법
WO2008133301A1 (ja) 2007-04-25 2008-11-06 Hitachi Metals, Ltd. 軟磁性合金、その製造方法、および磁性部品
CN102471856B (zh) 2009-08-24 2015-04-01 Nec东金株式会社 合金组成物、铁基纳米结晶合金及其制造方法
JP6181346B2 (ja) 2010-03-23 2017-08-16 株式会社トーキン 合金組成物、Fe基ナノ結晶合金及びその製造方法、並びに磁性部品
JP5912239B2 (ja) 2010-10-12 2016-04-27 Necトーキン株式会社 Fe基合金組成物、Fe基ナノ結晶合金及びその製造方法、並びに磁性部品
JP5995181B2 (ja) * 2011-03-24 2016-09-21 住友電気工業株式会社 複合材料、リアクトル用コア、及びリアクトル
JP6089430B2 (ja) 2012-03-30 2017-03-08 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP6750437B2 (ja) 2016-09-29 2020-09-02 セイコーエプソン株式会社 軟磁性アトマイズ粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63304603A (ja) * 1987-06-04 1988-12-12 Hitachi Metals Ltd Fe基軟磁性合金圧粉体及びその製造方法
JPH02125801A (ja) * 1988-11-01 1990-05-14 Hitachi Metals Ltd 扁平状Fe基軟磁性合金微粉末およびその製造方法
JP2000150256A (ja) * 1998-11-10 2000-05-30 Tokin Corp 圧粉磁芯
JP2010242216A (ja) * 2009-03-18 2010-10-28 Alps Electric Co Ltd Fe基軟磁性合金粉末及びその製造方法、ならびに、前記Fe基軟磁性合金粉末を用いた磁性シート
JP2012136770A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Nec Tokin Corp Fe基ナノ結晶合金粉末及びその製造方法、並びに、圧粉磁心及びその製造方法
JP2017095773A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019031464A1 (ja) 2017-08-07 2019-02-14 日立金属株式会社 結晶質Fe基合金粉末及びその製造方法
US11545286B2 (en) 2017-08-07 2023-01-03 Hitachi Metals, Ltd. Crystalline Fe-based alloy powder and method for producing same
CN111640550A (zh) * 2019-03-01 2020-09-08 真空融化股份有限公司 合金和用于制备磁芯的方法
CN112430791A (zh) * 2019-08-26 2021-03-02 日立金属株式会社 Fe基合金组合物、Fe基合金组合物的粉末和磁芯
CN112658268A (zh) * 2020-12-11 2021-04-16 长沙新材料产业研究院有限公司 一种用于增材制造的稀土改性TiAl合金粉末及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11545285B2 (en) 2023-01-03
JP6593146B2 (ja) 2019-10-23
CN107424709B (zh) 2020-12-18
CN107424709A (zh) 2017-12-01
US20200258665A1 (en) 2020-08-13
US10672547B2 (en) 2020-06-02
US20170178776A1 (en) 2017-06-22
EP3181270A1 (en) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6593146B2 (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP6707845B2 (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP6750437B2 (ja) 軟磁性アトマイズ粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
US11894168B2 (en) Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
JP6446863B2 (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
US11017925B2 (en) Soft magnetic powder, powder magnetic core, magnetic element, and electronic device
JP6123336B2 (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP6146051B2 (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP7318218B2 (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP7099035B2 (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
CN111508679B (zh) 软磁性粉末、压粉磁芯、磁性元件以及电子设备
JP2014167138A (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
JP2014167137A (ja) 非晶質合金粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
US20230290555A1 (en) Soft Magnetic Powder, Dust Core, Magnetic Element, And Electronic Device
JP2020122184A (ja) 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181102

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190819

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190827

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190909

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6593146

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150