JP2020155667A - 圧粉磁心 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧粉磁心の鉄損を抑制する。【解決手段】平均粒子径５μｍ以上３０μｍ以下の軟磁性金属粒子３と、粒界相６と、を備えてなる圧粉磁心１である。粒界相６は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有する。圧粉磁心１の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、粒界相６について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）が１．８≦Ａ≦３．５を充足する点は、１直線当たり平均して５点〜１０点存在する。【選択図】図１
Description
本発明は、圧粉磁心に関する。
形状自由度の高さと、高周波帯域への適用可能性から圧粉磁心の開発が盛んに行われている。
特許文献１では、結晶質磁性材料と、非晶質磁性材料とを均一に混合し、分散させた複合磁性材料粉末に、絶縁材として、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂等の有機高分子樹脂、水ガラスを使用し、作製された高周波用圧粉磁心が開示されている。
特許文献１では、結晶質磁性材料と、非晶質磁性材料とを均一に混合し、分散させた複合磁性材料粉末に、絶縁材として、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂等の有機高分子樹脂、水ガラスを使用し、作製された高周波用圧粉磁心が開示されている。
しかし、この圧粉磁心の鉄損は必ずしも十分に抑制されておらず、更なる鉄損の抑制が望まれていた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、更なる鉄損の抑制を目的とし、以下の形態として実現することが可能である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、更なる鉄損の抑制を目的とし、以下の形態として実現することが可能である。
〔１〕平均粒子径５μｍ以上３０μｍ以下の軟磁性金属粒子と、粒界相と、を備えてなる圧粉磁心であって、
前記粒界相は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有し、
前記圧粉磁心の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、前記粒界相について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）Ａが、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在することを特徴とする圧粉磁心。
前記粒界相は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有し、
前記圧粉磁心の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、前記粒界相について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）Ａが、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在することを特徴とする圧粉磁心。
〔２〕前記圧粉磁心の断面構造を１５０μｍ×１５０μｍの正方形の第１視野で観察した際に、前記粒界相がＨ字状に配されている場所において、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する２つの交点同士を直線で結んで、この直線の垂直二等分線を描いたときに、前記垂直二等分線が前記粒界相を横断する場所における横断幅を前記粒界相の厚みＴｎと定義し、
前記粒界相の厚みを５カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出した場合に、
前記平均厚みＴａは、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする〔１〕に記載の圧粉磁心。
前記粒界相の厚みを５カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出した場合に、
前記平均厚みＴａは、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする〔１〕に記載の圧粉磁心。
〔３〕前記圧粉磁心の断面構造を１００μｍ×１００μｍの正方形の第２視野で観察した際に、前記第２視野を画する正方形の一辺上で、前記粒界相が存在する場所を始点として、正方形の前記一辺と対向する辺まで前記粒界相が連続して形成され、互いに相違する５以上の連続層を有し、
前記連続層の、前記一辺から前記対向する辺までの経路の平均長さが１１５μｍ以上であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の圧粉磁心。
前記連続層の、前記一辺から前記対向する辺までの経路の平均長さが１１５μｍ以上であることを特徴とする〔１〕又は〔２〕に記載の圧粉磁心。
ＳｉのＮａに対するモル比Ａが、１．８≦Ａ≦３．５を満たす点は、抵抗が高い点である。この点が、直線距離３０μｍの長さのライン分析の１直線当たり平均して５点〜１０点存在することで、圧粉磁心としての抵抗値を良好に保ちつつ、渦電流損失が低減される。
上記〔２〕の発明によれば、ヒステリシス損失を小さくして鉄損を小さく抑えるとともに、抵抗値を保って渦電流損失を小さくすることできる。
上記〔３〕の発明によれば、特定要件を満たす連続層を形成することで、ヒステリシス損失、及び渦電流損失を共に小さくできる。
上記〔２〕の発明によれば、ヒステリシス損失を小さくして鉄損を小さく抑えるとともに、抵抗値を保って渦電流損失を小さくすることできる。
上記〔３〕の発明によれば、特定要件を満たす連続層を形成することで、ヒステリシス損失、及び渦電流損失を共に小さくできる。
以下、本発明を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「〜」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０〜２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０〜２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。
１．圧粉磁心１の構成
圧粉磁心１は、図１の右図（断面図）に示すように、平均粒子径５μｍ以上３０μｍ以下の軟磁性金属粒子３と、粒界相６と、を備えてなる。粒界相６は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有している。なお、図１におけるハッチング（平行線）は、軟磁性金属粒子３を示している。また、図１の点描は、粒界相６を示している。
以下、本発明の圧粉磁心１の実施形態を詳細に説明する。
圧粉磁心１は、圧粉磁心の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、粒界相６について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）が、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在することを特徴としている。
圧粉磁心１は、図１の右図（断面図）に示すように、平均粒子径５μｍ以上３０μｍ以下の軟磁性金属粒子３と、粒界相６と、を備えてなる。粒界相６は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有している。なお、図１におけるハッチング（平行線）は、軟磁性金属粒子３を示している。また、図１の点描は、粒界相６を示している。
以下、本発明の圧粉磁心１の実施形態を詳細に説明する。
圧粉磁心１は、圧粉磁心の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、粒界相６について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）が、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在することを特徴としている。
図１では、トロイダル形状の圧粉磁心１を例として挙げる。なお、圧粉磁心１の形状は、特に限定されない。図１は、圧粉磁心１を、その軸方向に沿って切断した断面を示している。
（１）軟磁性金属粒子３
軟磁性金属粒子３は、軟磁性の金属粒子であれば、特に限定されず、幅広く用いることができる。軟磁性金属粒子３として、軟磁性である純鉄の粒子、鉄基合金の粒子を幅広く用いることができる。鉄基合金としては、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）、Ｎｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金（スーパーマロイ）、Ｆｅ基アモルファス合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金等を好適に用いることができる。これらの中でもＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金（スーパーマロイ）、Ｆｅ基アモルファス合金が透磁率、保磁力、周波数特性の観点から好ましい。
軟磁性金属粒子３の平均粒子径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、１０μｍ以上２５μｍ以下が好ましく、１５μｍ以上２２μｍ以下がより好ましい。軟磁性金属粒子３の平均粒子径は、使用する周波数帯域によって適宜変更することができる。特に１００ｋＨｚを超える高周波帯域での使用を想定した場合は１０μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましい。なお、軟磁性金属粒子３の平均粒子径は、圧粉磁心１の断面をＦＥ−ＳＥＭ ＪＳＭ−６３３０Ｆによって観察した粒子面積から面積円相当径を算出し、平均粒子径とする。
軟磁性金属粒子３は、軟磁性の金属粒子であれば、特に限定されず、幅広く用いることができる。軟磁性金属粒子３として、軟磁性である純鉄の粒子、鉄基合金の粒子を幅広く用いることができる。鉄基合金としては、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）、Ｎｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金（スーパーマロイ）、Ｆｅ基アモルファス合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金等を好適に用いることができる。これらの中でもＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金（スーパーマロイ）、Ｆｅ基アモルファス合金が透磁率、保磁力、周波数特性の観点から好ましい。
軟磁性金属粒子３の平均粒子径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、１０μｍ以上２５μｍ以下が好ましく、１５μｍ以上２２μｍ以下がより好ましい。軟磁性金属粒子３の平均粒子径は、使用する周波数帯域によって適宜変更することができる。特に１００ｋＨｚを超える高周波帯域での使用を想定した場合は１０μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましい。なお、軟磁性金属粒子３の平均粒子径は、圧粉磁心１の断面をＦＥ−ＳＥＭ ＪＳＭ−６３３０Ｆによって観察した粒子面積から面積円相当径を算出し、平均粒子径とする。
軟磁性金属粒子３は、表面に金属酸化物層（不動態被膜）を備えていてもよい。金属酸化物層を、表面に備えることによって、粒界相６との密着性をよくすることができる。
金属酸化物層を構成する金属酸化物は特に限定されない。例えば、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化モリブデン、及び酸化タングステンからなる群より選ばれた１種以上の金属酸化物が好ましい。特に、金属酸化物に、酸化クロム及び酸化アルミニウムのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。これらの好ましい金属酸化物を用いることで、渦電流損失が効果的に抑制される。
なお、軟磁性金属粒子３として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金の粒子を用いた場合には、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を有する金属酸化物層を容易に形成することができる。すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金中のＣｒが酸化することにより軟磁性金属粒子３の外縁部に金属酸化物層が形成される。
また、金属酸化物層の厚みは、特に限定されない。厚みは、好ましくは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることができる。なお、金属酸化物層の厚みは、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）を用いて測定できる。
金属酸化物層を構成する金属酸化物は特に限定されない。例えば、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化モリブデン、及び酸化タングステンからなる群より選ばれた１種以上の金属酸化物が好ましい。特に、金属酸化物に、酸化クロム及び酸化アルミニウムのうちの少なくとも１つを含むことが好ましい。これらの好ましい金属酸化物を用いることで、渦電流損失が効果的に抑制される。
なお、軟磁性金属粒子３として、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金の粒子を用いた場合には、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）を有する金属酸化物層を容易に形成することができる。すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金中のＣｒが酸化することにより軟磁性金属粒子３の外縁部に金属酸化物層が形成される。
また、金属酸化物層の厚みは、特に限定されない。厚みは、好ましくは１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とすることができる。なお、金属酸化物層の厚みは、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）を用いて測定できる。
（２）粒界相６
（２．１）粒界相６の構成
粒界相６は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有している。粒界相６は、高抵抗という性質を有している。ここで、主成分とは、含有率（質量％）が５０質量％以上の物質をいう。ガラスには、硼酸塩ガラス、フツリン酸ガラス、リン酸ガラス、珪酸ガラス、結晶化ガラスを含んでいてもよい。
（２．１）粒界相６の構成
粒界相６は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有している。粒界相６は、高抵抗という性質を有している。ここで、主成分とは、含有率（質量％）が５０質量％以上の物質をいう。ガラスには、硼酸塩ガラス、フツリン酸ガラス、リン酸ガラス、珪酸ガラス、結晶化ガラスを含んでいてもよい。
粒界相６における、ガラスの含有割合は、特に限定されない。
粒界相６全体を１００質量部とした場合に、ガラス成分の含有量は、８５質量部以上が好ましく、９０質量部以上がより好ましく、９３質量部以上が更に好ましい。
なお、粒界相６は、他の成分として、例えば、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、無機繊維、結晶化ガラス等の絶縁性物質を含有することができる。
粒界相６全体を１００質量部とした場合に、ガラス成分の含有量は、８５質量部以上が好ましく、９０質量部以上がより好ましく、９３質量部以上が更に好ましい。
なお、粒界相６は、他の成分として、例えば、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、無機繊維、結晶化ガラス等の絶縁性物質を含有することができる。
（２．２）第１要件
本発明の圧粉磁心１は、次の第１要件を満たしている。
＜第１要件＞
圧粉磁心１は、その断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、粒界相６について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）が、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在する。
この第１要件は、例えば、電界放出形走査電子顕微鏡（日本電子株式会社製 ＪＳＭ−７００１Ｆ）によって測定できる。なお、ライン分析のデータは、粒界相６を０．２μｍ毎に分析した結果で構成されている。すなわち、ライン分析は、直線状に、０．２μｍ間隔で測定している。図１，２に、ライン分析の概念を模式図に示す。図１に示すように、圧粉磁心１の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲を指定する。そして、その範囲内における粒界相６について、直線距離３０μｍの３直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を選定して、それぞれについてライン分析する。その際、分析点は、図２に示すように、０．２μｍ間隔である。
本発明の圧粉磁心１は、次の第１要件を満たしている。
＜第１要件＞
圧粉磁心１は、その断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、粒界相６について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）が、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在する。
この第１要件は、例えば、電界放出形走査電子顕微鏡（日本電子株式会社製 ＪＳＭ−７００１Ｆ）によって測定できる。なお、ライン分析のデータは、粒界相６を０．２μｍ毎に分析した結果で構成されている。すなわち、ライン分析は、直線状に、０．２μｍ間隔で測定している。図１，２に、ライン分析の概念を模式図に示す。図１に示すように、圧粉磁心１の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲を指定する。そして、その範囲内における粒界相６について、直線距離３０μｍの３直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３を選定して、それぞれについてライン分析する。その際、分析点は、図２に示すように、０．２μｍ間隔である。
本発明者らは、圧粉磁心１の特性を改善すべく鋭意検討を重ねた。その結果、粒界相に、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有させ、さらに、上記第１要件を満たすと、圧粉磁心１としての抵抗値を良好に保ちつつ、渦電流損失を低減できるという予想外の事実を発見した。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
このように本発明において、所望の効果が得られる理由は定かではないが、次のように推測される。すなわち、粒界相に、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有させることで、圧粉磁心１としての抵抗値を良好に保つことができる。更に、第１要件を満たすことで、部分的な高抵抗化（マクロ的にはわからないレベルでの高抵抗化）がなされ、渦電流損失を低減できるものと推測される。
このように本発明において、所望の効果が得られる理由は定かではないが、次のように推測される。すなわち、粒界相に、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有させることで、圧粉磁心１としての抵抗値を良好に保つことができる。更に、第１要件を満たすことで、部分的な高抵抗化（マクロ的にはわからないレベルでの高抵抗化）がなされ、渦電流損失を低減できるものと推測される。
（２．３）第２要件
本発明の圧粉磁心１は、次の第２要件を満たしていることが好ましい。
＜第２要件＞
圧粉磁心１の断面構造を１５０μｍ×１５０μｍの正方形の第１視野で観察する。粒界相６がＨ字状に配されている場所において、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する２つの交点同士を直線で結ぶ。この直線の垂直二等分線を描いたときに、垂直二等分線が粒界相を横断する場所における横断幅を前記粒界相の厚みＴｎと定義する。粒界相６の厚みを５カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出する。この平均厚みＴａが、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが第２要件である。
本発明の圧粉磁心１は、次の第２要件を満たしていることが好ましい。
＜第２要件＞
圧粉磁心１の断面構造を１５０μｍ×１５０μｍの正方形の第１視野で観察する。粒界相６がＨ字状に配されている場所において、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する２つの交点同士を直線で結ぶ。この直線の垂直二等分線を描いたときに、垂直二等分線が粒界相を横断する場所における横断幅を前記粒界相の厚みＴｎと定義する。粒界相６の厚みを５カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出する。この平均厚みＴａが、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが第２要件である。
第２要件を図３，４を参照して説明する。
本発明では、粒界相６の厚みは、次のように規定されている。
まず、粒界相６の厚みの測定について図３を参照しつつ説明する。
粒界相６の厚みの測定では、圧粉磁心１の断面構造を１５０μｍ×１５０μｍの正方形の第１視野でＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の反射電子像にて観察する。なお、圧粉磁心１がトロイダル形状の場合には、図１に示されるように上面に垂直に切断した断面を観察する。
ここで、粒界相６が図３に示すように、Ｈ字状に配されている場所を選択する。Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する２つの交点Ｏ１，Ｏ２同士を直線で結んで、この直線の垂直二等分線ＬＨを描いたときに、垂直二等分線ＬＨが粒界相６を横断する場所における横断幅を粒界相６の厚みＴｎと定義する。
なお、交点Ｏ１を決定する際には、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する場所周りに存在する３つの軟磁性金属粒子３１，３２，３３の全てに接する仮想円Ｃ１の中心を交点Ｏ１と定義する（図４参照）。同様にして、交点Ｏ２を決定する際には、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する場所周りに存在する３つの軟磁性金属粒子３２，３３，３４の全てに接する仮想円Ｃ２の中心を交点Ｏ２と定義する（図４参照）。
そして、粒界相６の厚みを２０カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出する。本発明では、平均厚みＴａは、１０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜２００ｎｍがより好ましい。
本発明では、粒界相６の厚みは、次のように規定されている。
まず、粒界相６の厚みの測定について図３を参照しつつ説明する。
粒界相６の厚みの測定では、圧粉磁心１の断面構造を１５０μｍ×１５０μｍの正方形の第１視野でＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の反射電子像にて観察する。なお、圧粉磁心１がトロイダル形状の場合には、図１に示されるように上面に垂直に切断した断面を観察する。
ここで、粒界相６が図３に示すように、Ｈ字状に配されている場所を選択する。Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する２つの交点Ｏ１，Ｏ２同士を直線で結んで、この直線の垂直二等分線ＬＨを描いたときに、垂直二等分線ＬＨが粒界相６を横断する場所における横断幅を粒界相６の厚みＴｎと定義する。
なお、交点Ｏ１を決定する際には、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する場所周りに存在する３つの軟磁性金属粒子３１，３２，３３の全てに接する仮想円Ｃ１の中心を交点Ｏ１と定義する（図４参照）。同様にして、交点Ｏ２を決定する際には、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する場所周りに存在する３つの軟磁性金属粒子３２，３３，３４の全てに接する仮想円Ｃ２の中心を交点Ｏ２と定義する（図４参照）。
そして、粒界相６の厚みを２０カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出する。本発明では、平均厚みＴａは、１０ｎｍ〜３００ｎｍが好ましく、２０ｎｍ〜２００ｎｍがより好ましい。
（２．４）第３要件
本発明の圧粉磁心１は、圧粉磁心１の断面構造を１００μｍ×１００μｍの正方形の第２視野で観察した際に、次の第３要件及び第４要件を満たしていることが好ましい。
第３要件を説明する。図５の右図は、圧粉磁心１の断面構造を観察した際の、１００μｍ×１００μｍの正方形の第２視野を模式図に示している。
第２視野を画する正方形の一辺１１上で、粒界相６が存在する場所を始点Ｓとする。一辺１１上の始点Ｓから、正方形の一辺１１と対向する辺１３まで粒界相６が連続しているところを辿っていくと、互いに相違する５以上ルート（経路）が存在していることが第１要件である。すなわち、互いに相違する５以上の連続層２１が存在していることが第１要件である。なお、途中で、分岐点にさしかかったときには、対向する辺１３に辿り着くために最短となるルートを選択する。また、互いに相違するルートは５以上であれば、ルート数の上限値はないが、通常の上限値は３０である。
図５は、一辺１１上の５つの異なる始点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５から始まり、それぞれ異なる終点Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５で終わる５つの相違する連続層２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅが存在する例を示している。
この第３要件を満たすと、圧粉磁心１内に多くの連続層２１が存在することになるから、粒界相６の抵抗値が高くなり渦電流損失を低減することができる。また、この要件を満たすと、圧粉磁心１の熱引き性が良好となる。また、隣り合う軟磁性金属粒子３同士が、粒界相６によって、効果的に絶縁され耐電圧特性が高くなる。更に、粒界相６の連続層２１が、軟磁性金属粒子３同士を結着させて、圧粉磁心１の機械的強度が向上する。
なお、第１要件は、圧粉磁心１の断面構造を観察した際に、１００μｍ×１００μｍの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも１つの視野において満たしていればよい。
本発明の圧粉磁心１は、圧粉磁心１の断面構造を１００μｍ×１００μｍの正方形の第２視野で観察した際に、次の第３要件及び第４要件を満たしていることが好ましい。
第３要件を説明する。図５の右図は、圧粉磁心１の断面構造を観察した際の、１００μｍ×１００μｍの正方形の第２視野を模式図に示している。
第２視野を画する正方形の一辺１１上で、粒界相６が存在する場所を始点Ｓとする。一辺１１上の始点Ｓから、正方形の一辺１１と対向する辺１３まで粒界相６が連続しているところを辿っていくと、互いに相違する５以上ルート（経路）が存在していることが第１要件である。すなわち、互いに相違する５以上の連続層２１が存在していることが第１要件である。なお、途中で、分岐点にさしかかったときには、対向する辺１３に辿り着くために最短となるルートを選択する。また、互いに相違するルートは５以上であれば、ルート数の上限値はないが、通常の上限値は３０である。
図５は、一辺１１上の５つの異なる始点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５から始まり、それぞれ異なる終点Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５で終わる５つの相違する連続層２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅが存在する例を示している。
この第３要件を満たすと、圧粉磁心１内に多くの連続層２１が存在することになるから、粒界相６の抵抗値が高くなり渦電流損失を低減することができる。また、この要件を満たすと、圧粉磁心１の熱引き性が良好となる。また、隣り合う軟磁性金属粒子３同士が、粒界相６によって、効果的に絶縁され耐電圧特性が高くなる。更に、粒界相６の連続層２１が、軟磁性金属粒子３同士を結着させて、圧粉磁心１の機械的強度が向上する。
なお、第１要件は、圧粉磁心１の断面構造を観察した際に、１００μｍ×１００μｍの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも１つの視野において満たしていればよい。
（２．５）第４要件
次に、第４要件を説明する。第４要件は、連続層２１の、一辺１１から対向する辺１３までの経路の平均長さが１１５μｍ以上という要件である。
連続層２１の経路の平均長さは１２０μｍ以上がより好ましく、１３０μｍ以上が更に好ましい。連続層２１の経路の平均長さの上限値は、１５０μｍである。
図５の例では、この第４要件は、連続層２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの経路の平均長さが１１５μｍ以上という要件となる。
この第４要件を満たすと、連続層２１の平均長さが、第１視野の一辺の長さ１００μｍよりも長くなる。すなわち、連続層２１は、一辺１１から対向する辺１３までの経路の間で、蛇行していることになる。連続層２１が直線状の場合と比べて、連続層２１が蛇行していると、粒界相６の抵抗値が高くなり、渦電流損失を低減される。また、この要件を満たすと、圧粉磁心１の熱引き性が良好となる。
なお、連続層２１の平均長さは、後述するプレス成形時のプレス圧力等によって制御される。例えば、６０℃〜３００℃にて、プレス圧力を１．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａとすることで軟磁性金属粒子３が入り組み、蛇行した構造になる。
なお、第４要件は、圧粉磁心１の断面構造を観察した際に、１００μｍ×１００μｍの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも１つの視野において満たしていればよい。
次に、第４要件を説明する。第４要件は、連続層２１の、一辺１１から対向する辺１３までの経路の平均長さが１１５μｍ以上という要件である。
連続層２１の経路の平均長さは１２０μｍ以上がより好ましく、１３０μｍ以上が更に好ましい。連続層２１の経路の平均長さの上限値は、１５０μｍである。
図５の例では、この第４要件は、連続層２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅの経路の平均長さが１１５μｍ以上という要件となる。
この第４要件を満たすと、連続層２１の平均長さが、第１視野の一辺の長さ１００μｍよりも長くなる。すなわち、連続層２１は、一辺１１から対向する辺１３までの経路の間で、蛇行していることになる。連続層２１が直線状の場合と比べて、連続層２１が蛇行していると、粒界相６の抵抗値が高くなり、渦電流損失を低減される。また、この要件を満たすと、圧粉磁心１の熱引き性が良好となる。
なお、連続層２１の平均長さは、後述するプレス成形時のプレス圧力等によって制御される。例えば、６０℃〜３００℃にて、プレス圧力を１．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａとすることで軟磁性金属粒子３が入り組み、蛇行した構造になる。
なお、第４要件は、圧粉磁心１の断面構造を観察した際に、１００μｍ×１００μｍの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも１つの視野において満たしていればよい。
２．圧粉磁心１の製造方法
圧粉磁心１の製造方法は、特に限定されない。図６に、圧粉磁心１の製造方法の一例を示し、この製造方法について以下に説明する。
（１）軟磁性金属粉末の準備
まず、原料としての軟磁性金属粉末（軟磁性金属粒子３）を用意する（ステップＳ１）。
（２）熱処理
次に、軟磁性金属粉末を熱処理する（ステップＳ２）。この熱処理の条件は、特に限定されない。熱処理条件として、例えば、熱処理温度：７００℃〜９００℃、昇温速度：１℃〜１０℃／ｍｉｎ、保持時間：１分〜１２０分、不活性雰囲気（Ｎ２雰囲気、Ａｒ雰囲気）の条件が好適に採用される。
（３）バインダーコーティング
次に、軟磁性金属粉末にバインダーをコーティングする（ステップＳ３）。コーティング方法は、特に限定されず、例えば、スプレーコーディング法、ディッピング法、湿式混合法が好適に用いられる。バインダーは、珪酸ソーダを主成分とするガラス（例えば、水ガラス）を含有させてなる。バインダーには、他の成分としてアルミナゾル、ガラス粉末等を混合してもよい。コーディングした軟磁性金属粉末は、例えば乾燥温度：６０℃〜１５０℃、乾燥時間：３０分〜１２０分の条件で乾燥される。
（４）成形（プレス成形）
圧粉磁心１の形状を作るためには、通常、プレス成形（例えば金型一軸成形）が用いられる（ステップＳ４）。プレス成形の際の成形圧は１．２ＧＰａ〜２．４ＧＰａが好ましく、高密度の成形体を得るためには高圧でプレスした方がよい。また、プレス成形時に室温〜２００℃の範囲で金型を加熱してもよい。金型を加熱することで軟磁性金属粉末が塑性変形しやすくなり、高密度の成形体を得ることができる。他方、２００℃を超える温度でのプレス成形は、大気雰囲気下では、軟磁性金属粉末の酸化が問題となりあまり好ましくない。
圧粉磁心１の製造方法は、特に限定されない。図６に、圧粉磁心１の製造方法の一例を示し、この製造方法について以下に説明する。
（１）軟磁性金属粉末の準備
まず、原料としての軟磁性金属粉末（軟磁性金属粒子３）を用意する（ステップＳ１）。
（２）熱処理
次に、軟磁性金属粉末を熱処理する（ステップＳ２）。この熱処理の条件は、特に限定されない。熱処理条件として、例えば、熱処理温度：７００℃〜９００℃、昇温速度：１℃〜１０℃／ｍｉｎ、保持時間：１分〜１２０分、不活性雰囲気（Ｎ２雰囲気、Ａｒ雰囲気）の条件が好適に採用される。
（３）バインダーコーティング
次に、軟磁性金属粉末にバインダーをコーティングする（ステップＳ３）。コーティング方法は、特に限定されず、例えば、スプレーコーディング法、ディッピング法、湿式混合法が好適に用いられる。バインダーは、珪酸ソーダを主成分とするガラス（例えば、水ガラス）を含有させてなる。バインダーには、他の成分としてアルミナゾル、ガラス粉末等を混合してもよい。コーディングした軟磁性金属粉末は、例えば乾燥温度：６０℃〜１５０℃、乾燥時間：３０分〜１２０分の条件で乾燥される。
（４）成形（プレス成形）
圧粉磁心１の形状を作るためには、通常、プレス成形（例えば金型一軸成形）が用いられる（ステップＳ４）。プレス成形の際の成形圧は１．２ＧＰａ〜２．４ＧＰａが好ましく、高密度の成形体を得るためには高圧でプレスした方がよい。また、プレス成形時に室温〜２００℃の範囲で金型を加熱してもよい。金型を加熱することで軟磁性金属粉末が塑性変形しやすくなり、高密度の成形体を得ることができる。他方、２００℃を超える温度でのプレス成形は、大気雰囲気下では、軟磁性金属粉末の酸化が問題となりあまり好ましくない。
（５）熱処理
得られた成形体について、プレス成形の際に加えられた歪みを開放するため、熱処理（焼鈍）する（ステップＳ５）。熱処理条件として、例えば、熱処理温度：７００℃〜９００℃、昇温速度：１℃〜１０℃／ｍｉｎ、保持時間：１分〜１２０分、不活性雰囲気（Ｎ２雰囲気、Ａｒ雰囲気）の条件が好適に採用される。
熱処理の条件は、使用する軟磁性金属粉末の種類によって適宜変更される。
得られた成形体について、プレス成形の際に加えられた歪みを開放するため、熱処理（焼鈍）する（ステップＳ５）。熱処理条件として、例えば、熱処理温度：７００℃〜９００℃、昇温速度：１℃〜１０℃／ｍｉｎ、保持時間：１分〜１２０分、不活性雰囲気（Ｎ２雰囲気、Ａｒ雰囲気）の条件が好適に採用される。
熱処理の条件は、使用する軟磁性金属粉末の種類によって適宜変更される。
３．本実施形態の圧粉磁心１の作用効果
本実施形態の圧粉磁心１は、ＳｉのＮａに対するモル比Ａが１．８≦Ａ≦３．５を満たす抵抗が高い点が、直線距離３０μｍの長さのライン分析の１直線当たり平均して５点〜１０点存在する。これにより、圧粉磁心１は、抵抗値が良好に保たれ、渦電流損失が低減される。
圧粉磁心１は、粒界相６の平均厚みＴａが１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である場合には、ヒステリシス損失が小さくなり、渦電流損失も小さくなる。
圧粉磁心１は、特定要件を満たす連続層２１を形成することで、ヒステリシス損失、及び渦電流損失を共に小さくできる。
本実施形態の圧粉磁心１は、ＳｉのＮａに対するモル比Ａが１．８≦Ａ≦３．５を満たす抵抗が高い点が、直線距離３０μｍの長さのライン分析の１直線当たり平均して５点〜１０点存在する。これにより、圧粉磁心１は、抵抗値が良好に保たれ、渦電流損失が低減される。
圧粉磁心１は、粒界相６の平均厚みＴａが１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である場合には、ヒステリシス損失が小さくなり、渦電流損失も小さくなる。
圧粉磁心１は、特定要件を満たす連続層２１を形成することで、ヒステリシス損失、及び渦電流損失を共に小さくできる。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
なお、実験例１〜１５は実施例であり、実験例１６〜２０は比較例である。
表において、実験例を「ｎｏ．」を用いて示す。また、表において「１６＊」のように、「＊」が付されている場合には、比較例であることを示している。
なお、実験例１〜１５は実施例であり、実験例１６〜２０は比較例である。
表において、実験例を「ｎｏ．」を用いて示す。また、表において「１６＊」のように、「＊」が付されている場合には、比較例であることを示している。
１．圧粉磁心の作製
（１）実験例１〜１７（ｎｏ．１〜１７）
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の各種粒子を用いた。なお、表１中、「Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ」の記載は、水アトマイズ法によって作製したＦｅ−５．５質量％Ｓｉ−４．０質量％Ｃｒ粒子を意味している。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：４５０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気（Ａｒ）とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス２ｇと、水４ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、６０℃、乾燥時間：６０分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：１５０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気（Ｎ２）とした。
そして、１．２ＧＰａ〜２．４ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１．５ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：センダストの場合は８００℃、それ以外の場合は５００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気（Ａｒ）の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例１〜１７に係る圧粉磁心を得た。
プレス成形の成形圧を変えることで、粒界層の平均厚みＴａと、連続層の平均長さをコントロールした。
（１）実験例１〜１７（ｎｏ．１〜１７）
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の各種粒子を用いた。なお、表１中、「Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ」の記載は、水アトマイズ法によって作製したＦｅ−５．５質量％Ｓｉ−４．０質量％Ｃｒ粒子を意味している。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：４５０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気（Ａｒ）とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス２ｇと、水４ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、６０℃、乾燥時間：６０分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：１５０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気（Ｎ２）とした。
そして、１．２ＧＰａ〜２．４ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１．５ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：センダストの場合は８００℃、それ以外の場合は５００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気（Ａｒ）の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例１〜１７に係る圧粉磁心を得た。
プレス成形の成形圧を変えることで、粒界層の平均厚みＴａと、連続層の平均長さをコントロールした。
（２）実験例１８（ｎｏ．１８）
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２５０℃、昇温速度：１５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス７ｇと、水１ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、１５０℃、乾燥時間：１００分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：４００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
そして、２．０ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：８００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気（Ａｒ）の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例１８に係る圧粉磁心を得た。
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２５０℃、昇温速度：１５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス７ｇと、水１ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、１５０℃、乾燥時間：１００分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：４００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
そして、２．０ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：８００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気（Ａｒ）の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例１８に係る圧粉磁心を得た。
（３）実験例１９（ｎｏ．１９）
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：５分、不活性雰囲気（Ａｒ）とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、アルミナゾル５ｇと、水１ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、２２５℃、乾燥時間：３０分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
そして、２．０ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：８００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気（Ａｒ）の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例１９に係る圧粉磁心を得た。
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：５分、不活性雰囲気（Ａｒ）とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、アルミナゾル５ｇと、水１ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、２２５℃、乾燥時間：３０分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
そして、２．０ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：８００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気（Ａｒ）の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例１９に係る圧粉磁心を得た。
（４）実験例２０（ｎｏ．２０）
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス３ｇと水２ｇを混合したものを用い後に、水ガラス１ｇと水３ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、６０℃、乾燥時間：６０分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：４００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、真空中とした。
そして、２．０ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：８００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気の（Ａｒ）条件で熱処理した。以上のようにして、実験例２０に係る圧粉磁心を得た。
軟磁性金属粒子（原料粉末）には、表１に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：２００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、不活性雰囲気とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス３ｇと水２ｇを混合したものを用い後に、水ガラス１ｇと水３ｇを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、６０℃、乾燥時間：６０分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度：４００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１５分、真空中とした。
そして、２．０ＧＰａの成形圧でプレス成形して成形体（トロイダル形状（外径：８ｍｍ、内径：４．５ｍｍ、高さ：１ｍｍ）とした。この成形体を熱処理温度：８００℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ、保持時間：１０分、不活性雰囲気の（Ａｒ）条件で熱処理した。以上のようにして、実験例２０に係る圧粉磁心を得た。
表１に各実験例の軟磁性金属粒子、粒界層の特性をまとめて記載する。なお、珪酸ソーダの欄の「○」は、バインダーとして水ガラスを用いたことを意味し、この欄の「×」は、バインダーとして水ガラスを用いていないことを意味している。「Ｓｉ／Ｎａ比」の欄は、上述の第１要件を満たしているか否かを示しており、「○」は第１要件を満たしていることを意味し、「×」は第１要件を満たしていないことを意味する。
２．鉄損の評価方法
測定装置（Ｂ−Ｈアナライザ、岩崎通信機株式会社製、型番ＳＹ−８２１８）により、下記の鉄損に関する修正ｓｔｅｉｎｍｅｔｚ方程式を用いて、以下の条件にて鉄損を評価した。
コア条件：外径φ８ｍｍ−内径φ４．５ｍｍ 厚み１．５ｍｍ
エナメル線φ０．３ １５巻 バイファイラ巻
測定装置（Ｂ−Ｈアナライザ、岩崎通信機株式会社製、型番ＳＹ−８２１８）により、下記の鉄損に関する修正ｓｔｅｉｎｍｅｔｚ方程式を用いて、以下の条件にて鉄損を評価した。
コア条件：外径φ８ｍｍ−内径φ４．５ｍｍ 厚み１．５ｍｍ
エナメル線φ０．３ １５巻 バイファイラ巻
評価は以下のようにした。
ヒステリシス損失（ｋＷ／ｍ３）
「☆」…６００未満
「◎」…６００以上７００未満
「○」…７００以上８００未満
「△」…８００以上９００未満
「×」…９００以上
渦電流損失（ｋＷ／ｍ３）
「☆」…１５未満
「◎」…１５以上３０未満
「○」…３０以上５０未満
「△」…５０以上８０未満
「×」…８０以上
ヒステリシス損失（ｋＷ／ｍ３）
「☆」…６００未満
「◎」…６００以上７００未満
「○」…７００以上８００未満
「△」…８００以上９００未満
「×」…９００以上
渦電流損失（ｋＷ／ｍ３）
「☆」…１５未満
「◎」…１５以上３０未満
「○」…３０以上５０未満
「△」…５０以上８０未満
「×」…８０以上
３．評価結果
評価結果を表１に示す。
実施例である実験例１〜１５は、下記要件（ａ）（ｂ）（ｃ）を満たしている。
・要件（ａ）：軟磁性金属粒子の平均粒子径が５μｍ以上３０μｍ以下である。
・要件（ｂ）：粒界相は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含んでいる。
・要件（ｃ）：圧粉磁心の断面構造にて５０μｍ×５０μｍの正方形の範囲で、粒界相について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）Ａが、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在する（第１要件）。
これに対して、比較例である実験例１６〜２０は以下の要件を満たしていない。
実験例１６では、要件ａを満たしてない。
実験例１７では、要件ａを満たしてない。
実験例１８では、要件ｃを満たしてない。
実験例１９では、要件ｂ、ｃを満たしてない。
実験例２０では、要件ｃを満たしてない。
評価結果を表１に示す。
実施例である実験例１〜１５は、下記要件（ａ）（ｂ）（ｃ）を満たしている。
・要件（ａ）：軟磁性金属粒子の平均粒子径が５μｍ以上３０μｍ以下である。
・要件（ｂ）：粒界相は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含んでいる。
・要件（ｃ）：圧粉磁心の断面構造にて５０μｍ×５０μｍの正方形の範囲で、粒界相について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）Ａが、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在する（第１要件）。
これに対して、比較例である実験例１６〜２０は以下の要件を満たしていない。
実験例１６では、要件ａを満たしてない。
実験例１７では、要件ａを満たしてない。
実験例１８では、要件ｃを満たしてない。
実験例１９では、要件ｂ、ｃを満たしてない。
実験例２０では、要件ｃを満たしてない。
実施例である実験例１〜１５は、比較例である実験例１６〜２０と比較して、ヒステリシス損失及び渦電流損失が共に少なかった。
また、実施例である実験例１〜１５のうち、更に下記要件（ｄ）を満たしている実験例５〜１５は、ヒステリシス損失及び渦電流損失がより少なかった。
また、実施例である実験例５〜１５のうち、更に下記要件（ｅ）を満たしている実験例１０〜１５は、渦電流損失がより少なかった。
・要件（ｄ）：粒界相の平均厚みＴａは、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である（（２．３）の第２要件に相当）
・要件（ｅ）：粒界相が連続して形成され、互いに相違する５以上の連続層を有し（（２．４）の第３要件に相当）、かつ連続層の平均長さが１１５μｍ以上である（（２．５）の第４要件に相当）。
また、実施例である実験例１〜１５のうち、更に下記要件（ｄ）を満たしている実験例５〜１５は、ヒステリシス損失及び渦電流損失がより少なかった。
また、実施例である実験例５〜１５のうち、更に下記要件（ｅ）を満たしている実験例１０〜１５は、渦電流損失がより少なかった。
・要件（ｄ）：粒界相の平均厚みＴａは、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である（（２．３）の第２要件に相当）
・要件（ｅ）：粒界相が連続して形成され、互いに相違する５以上の連続層を有し（（２．４）の第３要件に相当）、かつ連続層の平均長さが１１５μｍ以上である（（２．５）の第４要件に相当）。
４．実施例の効果
本実施例の圧粉磁心は、ヒステリシス損失及び渦電流損失が共に少なかった。
本実施例の圧粉磁心は、ヒステリシス損失及び渦電流損失が共に少なかった。
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。
本発明の圧粉磁心は、モーターコア、トランス、チョークコイル、ノイズ吸収体等の用途に特に好適に使用される。
１ …圧粉磁心
３ …軟磁性金属粒子
６ …粒界相
１１ …一辺
１３ …対向する辺
２１ …連続層
Ｃ１ …仮想円
Ｃ２ …仮想円
Ｅ１ …終点
ＬＨ …垂直二等分線
Ｏ１ …交点
Ｏ２ …交点
Ｓ（Ｓ１〜Ｓ５）…始点
Ｅ（Ｅ１〜Ｅ５）…終点
Ｔａ …平均厚み
Ｔｎ …厚み
３ …軟磁性金属粒子
６ …粒界相
１１ …一辺
１３ …対向する辺
２１ …連続層
Ｃ１ …仮想円
Ｃ２ …仮想円
Ｅ１ …終点
ＬＨ …垂直二等分線
Ｏ１ …交点
Ｏ２ …交点
Ｓ（Ｓ１〜Ｓ５）…始点
Ｅ（Ｅ１〜Ｅ５）…終点
Ｔａ …平均厚み
Ｔｎ …厚み
Claims (3)
- 平均粒子径５μｍ以上３０μｍ以下の軟磁性金属粒子と、粒界相と、を備えてなる圧粉磁心であって、
前記粒界相は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含有し、
前記圧粉磁心の断面構造にて１００μｍ×１００μｍの正方形の範囲で、前記粒界相について直線距離３０μｍの長さのライン分析を３直線おこなった場合に、ＳｉのＮａに対するモル比Ａ（Ｓｉ／Ｎａ）が、
１．８≦Ａ≦３．５
を充足する点が、１直線当たり平均して５点〜１０点存在することを特徴とする圧粉磁心。 - 前記圧粉磁心の断面構造を１５０μｍ×１５０μｍの正方形の第１視野で観察した際に、前記粒界相がＨ字状に配されている場所において、Ｈ字を構成する２本の縦線と１本の横線とが交差する２つの交点同士を直線で結んで、この直線の垂直二等分線を描いたときに、前記垂直二等分線が前記粒界相を横断する場所における横断幅を前記粒界相の厚みＴｎと定義し、
前記粒界相の厚みを５カ所測定してＴｎ（ｎは１〜５までの整数）をそれぞれ求め、Ｔｎ（ｎは１〜５までの整数）の平均である平均厚みＴａを算出した場合に、
前記平均厚みＴａは、１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の圧粉磁心。 - 前記圧粉磁心の断面構造を１００μｍ×１００μｍの正方形の第２視野で観察した際に、前記第２視野を画する正方形の一辺上で、前記粒界相が存在する場所を始点として、正方形の前記一辺と対向する辺まで前記粒界相が連続して形成され、互いに相違する５以上の連続層を有し、
前記連続層の、前記一辺から前記対向する辺までの経路の平均長さが１１５μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧粉磁心。
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