JP2019192868A - 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子、電子機器および移動体 - Google Patents
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Abstract
Description
前記コア粒子の表面に設けられ、絶縁性を有する絶縁粒子と、
を有し、
1000℃で加熱する熱処理に供された後における熱処理後平均粒径が、前記熱処理に供される前の熱処理前平均粒径の90%以上110%以下であることを特徴とする。
まず、本実施形態に係る絶縁物被覆軟磁性粉末について説明する。
前述した図1に示す絶縁物被覆軟磁性粒子1では、コア粒子2の表面に絶縁粒子3が接しているのに対し、図2に示す絶縁物被覆軟磁性粒子1’では、コア粒子2の表面、具体的には後述する酸化膜2bに、絶縁粒子3の一部が埋め込まれている。
かかる一例の製造方法は、コア粒子2に対して絶縁性を有する絶縁粒子3を機械的に固着させる方法である。これにより、コア粒子2の表面に絶縁粒子3が固着し、前述した絶縁物被覆軟磁性粒子1が得られる。
図3および図4は、それぞれ粉末被覆装置の構成を示す縦断面図である。
コア粒子2は、軟磁性材料を含む粒子である。
このような酸化物の中でも、酸化膜2bは、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化クロムのうちの少なくとも1種を含むことが好ましい。酸化ケイ素はガラス形成成分であり、酸化アルミニウムはガラス安定化成分であることから、絶縁粒子3に含まれる酸化物とともにガラス化する等の相互作用を生じやすい。このため、絶縁粒子3は酸化膜2bに対してより強固に固着し、絶縁性が低下しにくく信頼性の高い絶縁物被覆軟磁性粒子1が得られる。また、酸化クロムは、化学的に安定であることから、高温下においても絶縁性が低下しにくく信頼性の高い絶縁物被覆軟磁性粒子1が得られる。
絶縁性材料としては、各種セラミックス材料が挙げられる。具体的には、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化鉄、酸化カリウム、酸化ナトリウム、酸化カルシウム、酸化クロム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を含む材料が用いられる。
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。
体積抵抗率[MΩ・cm]=電気抵抗[MΩ]×円筒の内部の横断面積[cm2]/電極間距離[cm]
また、絶縁粒子3とともに、絶縁粒子3以外の絶縁性を有する粒子が一緒に用いられてもよい。
ガラス粒子に含まれる成分としては、例えば、Bi2O3、B2O3、SiO2、Al2O3、ZnO、SnO、P2O5、PbO、Li2O、Na2O、K2O、MgO、CaO、SrO、BaO、Gd2O3、Y2O3、La2O3、Yb2O3等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上が用いられる。
なお、絶縁粒子3以外の絶縁性を有する粒子の添加量は、絶縁粒子3の50質量%以下であるのが好ましく、30質量%以下であるのがより好ましい。
次に、本実施形態に係る圧粉磁心および本実施形態に係る磁性素子について説明する。
<第1実施形態>
まず、第1実施形態に係る磁性素子を適用したチョークコイルについて説明する。
まず、絶縁物被覆軟磁性粉末と、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。
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/cm2(98MPa)以上10t/cm2(981MPa)以下程度とされる。
次に、第2実施形態に係る磁性素子を適用したチョークコイルについて説明する。
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が得られる。
次に、本実施形態に係る磁性素子を備える電子機器(本実施形態に係る電子機器)について、図7〜図9に基づき、詳細に説明する。
次に、本実施形態に係る磁性素子を備える移動体(本実施形態に係る移動体)について、図10に基づき説明する。
また、前記実施形態では、本発明の絶縁物被覆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、例えば磁気遮蔽シート、磁気ヘッド等の圧粉体を含む磁性デバイスであってもよい。
1.絶縁物被覆軟磁性粉末の製造
(実施例1)
まず、水アトマイズ法により製造されたFe−Si−Cr系合金の金属粉末(コア粒子)を用意した。なお、この金属粉末の平均粒径は10μmであった。
製造条件を表1または表2に示すように変更した以外は、それぞれ実施例1と同様にして絶縁物被覆軟磁性粉末を得た。
なお、実施例2、5の疎水処理には、トリメチルシリル化剤を使用した。
また、実施例8では、セラミックス粉末として、酸化アルミニウム粉末と酸化ケイ素粉末との混合物を使用した。なお、混合比は、体積比で1:1とした。
金属粉末として水アトマイズ法により製造されたFe−Cr−Al系合金の金属粉末を用いるとともに、製造条件を表2に示すように変更した以外は、それぞれ実施例1と同様にして絶縁物被覆軟磁性粉末を得た。
ガスアトマイズ法により製造されたFe−Si−Cr系合金の金属粉末を用いるようにした以外は、それぞれ実施例1と同様にして絶縁物被覆軟磁性粉末を得た。
セラミックス粉末に代えて表1に示すガラス成分からなるガラス粉末を用いるようにした以外は、それぞれ実施例1と同様にして絶縁物被覆軟磁性粉末を得た。
製造条件を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして絶縁物被覆軟磁性粉末を得た。
絶縁層の形成を省略した以外は、実施例1と同様にして絶縁物被覆軟磁性粉末を得た。
2.1 絶縁物被覆軟磁性粉末の熱処理前後の平均粒径の測定
各実施例、各比較例および参考例で得られた絶縁物被覆軟磁性粉末について、それぞれの熱処理前後の平均粒径を測定した。
算出結果を表1、2に示す。
各実施例、各比較例および参考例で得られた絶縁物被覆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。
・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)
そして、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。
A:保磁力が3.0[Oe]未満
B:保磁力が3.0[Oe]以上3.5[Oe]未満
C:保磁力が3.5[Oe]以上5.0[Oe]未満
D:保磁力が5.0[Oe]以上7.0[Oe]未満
E:保磁力が7.0[Oe]以上10.0[Oe]未満
F:保磁力が10.0[Oe]以上
測定結果を表1、2に示す。
各実施例、各比較例および参考例で得られた絶縁物被覆軟磁性粉末2gを内径8mmのアルミナ製の円筒型容器に充填した。そして、容器の上下に真ちゅう製の電極を配置した。
各実施例、各比較例および参考例で得られた絶縁物被覆軟磁性粉末の見かけ密度を測定した。
A:0.40以上
B:0.35以上0.40未満
C:0.30以上0.35未満
D:0.30未満
E:焼結のため測定不可
評価結果を表1、2に示す。
Claims (9)
- 軟磁性材料を含む基部と、前記基部の表面に設けられ前記軟磁性材料が含有する元素の酸化物を含む酸化膜と、を備えるコア粒子と、
前記コア粒子の表面に設けられ、絶縁性を有する絶縁粒子と、
を有し、
1000℃で加熱する熱処理に供された後における熱処理後平均粒径が、前記熱処理に供される前の熱処理前平均粒径の90%以上110%以下であることを特徴とする絶縁物被覆軟磁性粉末。 - 前記酸化膜は、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化クロムのうちの少なくとも1種を含む請求項1に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記酸化膜の厚さは、5nm以上200nm以下である請求項1または2に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記絶縁粒子は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウムおよび窒化ケイ素のうちの少なくとも1種を含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 前記コア粒子の平均粒径が1μm以上50μm以下である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末。
- 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の絶縁物被覆軟磁性粉末を含むことを特徴とする圧粉磁心。
- 請求項6に記載の圧粉磁心を備えることを特徴とする磁性素子。
- 請求項7に記載の磁性素子を備えることを特徴とする電子機器。
- 請求項7に記載の磁性素子を備えることを特徴とする移動体。
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