JP2019009307A - 磁性材料、電子部品及び磁性材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一形態に係る磁性材料は、Feを含む軟磁性金属粒子と、上記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜とを具備する。上記多層酸化膜は、Feを含む結晶質の第1の酸化物層と、Siを含む非晶質の第2の酸化物層とを有する。本発明の一形態に係る磁性材料の製造方法は、Feを含む軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成することを含む。上記軟磁性金属粒子は、還元性雰囲気で900℃以下の第1の温度に加熱される。
【選択図】図2
Description
上記多層酸化膜は、Feを含む結晶質の第1の酸化物層と、Siを含む非晶質の第2の酸化物層とを有する。
この場合、上記多層酸化膜は、FeとSiを含み上記第2の酸化物層を被覆する第3の酸化物層をさらに有してもよい。
上記多層酸化膜は、FeとOを含み上記第3の酸化物層を被覆する第4の酸化物層をさらに有してもよい。
上記軟磁性金属粒子は、例えば、純鉄粉で構成される。
この場合、上記第2の酸化物層は、Feをさらに含んでもよい。
上記構成の磁性材料において、上記軟磁性金属粒子は、例えば、Fe、元素L(但し、元素LはSi、Zr、Tiのいずれかである。)及び元素M(但し、元素MはSi、Zr、Ti以外であってFeより酸化し易い元素である。)を含む軟磁性合金粒子である。
上記軟磁性金属粒子は、還元性雰囲気で900℃以下の第1の温度に加熱される。
上記軟磁性金属粒子は、酸化性雰囲気で400℃以下の第3の温度に加熱される。
これにより、軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を均一な厚みで形成することができる。
[磁性材料]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る磁性材料の構造を模式的に示す断面図である。
続いて、磁性粒子11の製造方法について説明する。
前処理工程では、軟磁性金属粒子P1(第1の酸化物層F11)の表面に、第2の酸化物層F12を構成する非晶質シリコン酸化膜(アモルファスSiO2膜)が形成される。前処理の方法は特に限定されず、本実施系形態では、ゾルゲル法を用いたコートプロセスが用いられる。
第1の熱処理では、磁性粉末10が還元性雰囲気において900℃以下の温度に所定時間加熱される。コート層Gは、第2の酸化物層F12として軟磁性金属粒子P1(第1の酸化物層F11)の表面に残留する。第3の酸化物層F13は、軟磁性金属粒子P1の成分元素であるFeが第1の酸化物層F11および第2の酸化物層F12を介して第2の酸化物層F12の表面に拡散することで形成される。
磁性部材100,100'は、磁性粒子11の集合体を所定形状に成形後、加熱処理を施すことで作製される。成形体を得る方法については特に限定なく、加圧成形法や積層法などの適宜の成形方法が適用可能である。
第2の熱処理では、上述のようにして作製された成形体が、還元性雰囲気または酸化性雰囲気において700℃以下の温度に所定時間加熱される。還元性雰囲気による第2の熱処理により、図3に示すように第3の酸化物層F13に結合部V1が形成され、多数の磁性粒子11が結合部V1を介して結合された磁性部材100が作製される。さらに、第2の熱処理が還元性雰囲気で実施されることにより、第3の酸化物層F13の結晶化を抑制することができる。これにより、絶縁耐圧に優れた磁性部材100を製造することができる。
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る磁性粒子21の構造を模式的に示す断面図、図13は、磁性粒子21の多層酸化膜の層構造を説明する模式図である。
11,21…磁性粒子
100,100',200…磁性部材
F1,F1',F2,F20…多層酸化膜
F11,F21…第1の酸化物層
F12,F22…第2の酸化物層
F13,F23…第3の酸化物層
F14,F24…第4の酸化物層
P1,P2…軟磁性金属粒子
Claims (20)
- Feを含む軟磁性金属粒子と、
Feを含む結晶質の第1の酸化物層と、Siを含む非晶質の第2の酸化物層とを有し、前記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜と
を具備する磁性材料。 - 請求項1に記載の磁性材料であって、
前記第1の酸化物層は、前記軟磁性金属粒子の表面と前記第2の酸化物層との間に介在する
磁性材料。 - 請求項2に記載の磁性材料であって、
前記多層酸化膜は、FeとSiを含み前記第2の酸化物層を被覆する第3の酸化物層をさらに有する
磁性材料。 - 請求項3に記載の磁性材料であって、
前記多層酸化膜は、FeとOを含み前記第3の酸化物層を被覆する第4の酸化物層をさらに有する
磁性材料。 - 請求項3又は4に記載の磁性材料であって、
前記軟磁性金属粒子は、純鉄粉である
磁性材料。 - 請求項1に記載の磁性材料であって、
前記第2の酸化物層は、前記軟磁性金属粒子の表面と前記第1の酸化物層との間に介在する
磁性材料。 - 請求項6に記載の磁性材料であって、
前記第2の酸化物層は、Feをさらに含む
磁性材料。 - 請求項7に記載の磁性材料であって、
前記軟磁性金属粒子は、Fe、元素L(但し、元素LはSi、Zr、Tiのいずれかである。)及び元素M(但し、元素MはSi、Zr、Ti以外であってFeより酸化し易い元素である。)を含む軟磁性合金粒子である
磁性材料。 - 請求項1〜8のいずれか1つに記載の磁性材料の集合体で構成された磁心
を具備する電子部品。 - Feを含む軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成し、
前記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気で900℃以下の第1の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。 - 請求項10に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気で700℃以下の第2の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。 - 請求項10に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を酸化性雰囲気で700℃以下の第2の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。 - Feを含む軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成し、
前記軟磁性金属粒子を酸化性雰囲気で400℃以下の第3の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。 - 請求項13に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気で700℃以下の第2の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。 - 請求項13に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を酸化性雰囲気で700℃以下の第2の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。 - 請求項10〜15のいずれか1つに記載の磁性材料の製造方法であって、
前記シリコン酸化膜の厚みは、25nm以下である
磁性材料の製造方法。 - 請求項10〜16のいずれか1つに記載の磁性材料の製造方法であって、
前記シリコン酸化膜の形成は、
前記軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、TEOS(テトラエトキシシラン)、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合し、
前記軟磁性金属粒子を乾燥させる
ことを含む
磁性材料の製造方法。 - 請求項10〜17に記載の磁性材料の製造方法であって、
前記軟磁性金属粒子は、純鉄である
磁性材料の製造方法。 - 請求項10〜17に記載の磁性材料の製造方法であって、
前記軟磁性金属粒子は、Fe、元素L(但し、元素LはSi、Zr、Tiのいずれかである。)及び元素M(但し、元素MはSi、Zr、Ti以外であってFeより酸化し易い元素である。)を含む軟磁性合金粒子である
磁性材料の製造方法。 - Feを含む軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、TEOS(テトラエトキシシラン)、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、前記軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成する
磁性材料の製造方法。
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