JP2021145065A - Dust core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧粉磁心に関し、より詳しくは、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子を含有する圧粉磁心に関する。 The present invention relates to a dust core, and more particularly to a powder core containing Fe—Ni-based nanoparticles.
圧粉磁心は、表面が絶縁被膜で覆われた磁性粒子を圧縮成形することによって得られるものであり、変圧器（トランス）、電動機（モータ）、発電機、スピーカ、誘導加熱器、各種アクチュエータ等の電磁気を利用した様々な製品に用いられている。このような圧粉磁心に用いられる磁性粒子は、粒子径が約２０ｎｍ以下になると、超常磁性現象が発現して保磁力が極めて小さくなる。このため、粒子径が約２０ｎｍ以下の磁性ナノ粒子を用いた圧粉磁心においては、ヒステリシス損を極めて小さくすることができる。また、絶縁性の磁性ナノ粒子や表面に絶縁被膜を有する導電性の磁性ナノ粒子を用いた圧粉磁心において粒子径が約２０ｎｍ以下の磁性ナノ粒子を用いることによって、高周波において渦電流の経路が制限され、渦電流損を極めて小さくすることができる。このように、粒子径が約２０ｎｍ以下の磁性ナノ粒子を用いた圧粉磁心は、ヒステリシス損や渦電流損が極めて小さくなるため、低損失なトランスコア材として期待されている。特に、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子を用いた圧粉磁心は高い透磁率を有する低損失なコア材として注目されている。 The dust core is obtained by compression-molding magnetic particles whose surface is covered with an insulating film, such as a transformer, an electric motor, a generator, a speaker, an induction heater, and various actuators. It is used in various products that utilize the electromagnetics of. When the particle size of the magnetic particles used for such a dust core is about 20 nm or less, a superparamagnetic phenomenon occurs and the coercive force becomes extremely small. Therefore, in the dust core using magnetic nanoparticles having a particle size of about 20 nm or less, the hysteresis loss can be extremely reduced. Further, by using magnetic nanoparticles having a particle diameter of about 20 nm or less in a dust core using insulating magnetic nanoparticles or conductive magnetic nanoparticles having an insulating coating on the surface, an eddy current path can be created at high frequencies. It is limited and the eddy current loss can be extremely small. As described above, the dust core using magnetic nanoparticles having a particle size of about 20 nm or less is expected as a low-loss transcore material because the hysteresis loss and the eddy current loss are extremely small. In particular, a dust core using Fe—Ni nanoparticles is attracting attention as a low-loss core material having high magnetic permeability.
このようなＦｅ−Ｎｉナノ粒子は、例えば、Ｆｅ錯体及びＮｉ錯体を有機溶媒中で加熱して還元することによって合成することができる。しかしながら、Ｆｅ錯体を還元するには３００℃以上の高温で加熱する必要があるため、合成量が多くなると、合成温度までの昇温時間や合成後の冷却時間が長くなり、生成したナノ粒子同士がその間に結合して粒子径が増大する。このため、粒子径が３０ｎｍ以下のＦｅ−Ｎｉナノ粒子を得ることは困難であった。 Such Fe-Ni nanoparticles can be synthesized, for example, by heating and reducing an Fe complex and a Ni complex in an organic solvent. However, since it is necessary to heat at a high temperature of 300 ° C. or higher in order to reduce the Fe complex, as the amount of synthesis increases, the temperature rise time to the synthesis temperature and the cooling time after synthesis become longer, and the generated nanoparticles become larger than each other. In the meantime, the particle size increases. Therefore, it has been difficult to obtain Fe—Ni nanoparticles having a particle size of 30 nm or less.
また、磁性ナノ粒子を圧粉成形して圧粉磁心を作製した場合、ナノサイズ効果により磁性ナノ粒子の塑性変形強度が増大するため、圧粉磁心の密度が低下し、透磁率が低くなる。この磁性ナノ粒子の塑性変形強度の増大による圧粉磁心の低密度化は、ナノ粒子の特徴である融点の低温度化により抑制することができ、ナノ粒子の融点は粒子径が小さいほど低くなるため、粒子径がより小さい磁性ナノ粒子を用いることによって、圧粉磁心の低密度化が抑制され、透磁率を向上させることができる。しかしながら、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子を用いた圧粉磁心においては、上述したように、粒子径が３０ｎｍ以下のＦｅ−Ｎｉナノ粒子を得ることが困難であったため、圧粉磁心の低密度化を十分に抑制することができず、高い透磁率を有する圧粉磁心を得ることが困難であった。 Further, when the powder magnetic core is produced by dust molding the magnetic nanoparticles, the plastic deformation strength of the magnetic nanoparticles increases due to the nanosize effect, so that the density of the dust core decreases and the magnetic permeability decreases. The decrease in the density of the dust core due to the increase in the plastic deformation strength of the magnetic nanoparticles can be suppressed by lowering the temperature of the melting point, which is a characteristic of the nanoparticles, and the melting point of the nanoparticles becomes lower as the particle size becomes smaller. Therefore, by using magnetic nanoparticles having a smaller particle size, it is possible to suppress a decrease in the density of the dust core and improve the magnetic permeability. However, in the dust core using Fe-Ni nanoparticles, as described above, it was difficult to obtain Fe-Ni nanoparticles having a particle diameter of 30 nm or less, so that the density of the dust core can be sufficiently reduced. It was difficult to obtain a dust core having a high magnetic permeability.
一方、特開２０１６−６３１７０号公報（特許文献１）には、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉのうちの少なくとも１種の磁性金属と、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｇａ、Ｓｃ、Ｖ、Ｙ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｎ及び希土類元素のうちの少なくとも１種の非磁性金属とを含む磁性金属粒子、この磁性金属粒子の一部を絶縁被覆している絶縁被覆層、並びに、前記磁性金属粒子及び前記絶縁被覆層の周囲に配置されている絶縁性樹脂を備えている磁性部材が開示されており、前記磁性金属粒子としてＦｅＮｉＳｉ粒子やＦｅＮｉＡｌ粒子を用いることによって、損失が小さく、高い透磁率を有する磁性部材が得られることが具体的に記載されている。 On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-63170 (Patent Document 1) describes at least one magnetic metal among Fe, Co and Ni, and Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn and Mn. , Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, Sn and magnetic metal particles containing at least one non-magnetic metal among rare earth elements, this magnetism. A magnetic member having an insulating coating layer that insulates and coats a part of metal particles and an insulating resin arranged around the magnetic metal particles and the insulating coating layer is disclosed, and the magnetism is described. It is specifically described that by using FeNiSi particles or FeNiAl particles as the metal particles, a magnetic member having a small loss and a high magnetic permeability can be obtained.
しかしながら、特許文献１に記載のＦｅＮｉＳｉ粒子やＦｅＮｉＡｌ粒子を用いた磁性部材においても透磁率は未だ十分に高いものではなく、更に高い透磁率を有する磁性部材が求められている。
However, even in the magnetic member using FeNiSi particles and FeNiAl particles described in
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子を含有し、高い透磁率を有する圧粉磁心を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a dust core containing Fe—Ni-based nanoparticles and having a high magnetic permeability.
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子を含有する圧粉磁心において、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子にＣｕを配合することによって、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子の粒子径が小さくなり、高い透磁率を有する圧粉磁心が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have made Fe-Ni by blending Cu with Fe-Ni nanoparticles in a dust core containing Fe-Ni nanoparticles. We have found that the particle size of the based nanoparticles is reduced and a powder magnetic core having a high magnetic permeability can be obtained, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の圧粉磁心は、平均粒子径が１〜３０ｎｍであり、全金属含有量に対するＣｕ含有量が１〜３０質量％であり、ＦｅとＮｉとの合計含有量に対するＮｉの含有量が５０〜９０質量％であるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を含有することを特徴とするものである。 That is, the dust core of the present invention has an average particle size of 1 to 30 nm, a Cu content of 1 to 30% by mass with respect to the total metal content, and a Ni content with respect to the total content of Fe and Ni. It is characterized by containing Fe—Ni—Cu nanoparticles in an amount of 50 to 90% by mass.
本発明の圧粉磁心においては、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の表面が有機酸及び有機アミンからなる群から選択される少なくとも１種の被覆剤で被覆されていることが好ましい。 In the dust core of the present invention, it is preferable that the surface of the Fe—Ni—Cu nanoparticles is coated with at least one coating agent selected from the group consisting of organic acids and organic amines.
なお、本発明の圧粉磁心において、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子の粒子径が小さくなる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子を合成する際、通常、有機酸や有機アミン等の被覆剤を添加し、この被覆剤で生成したＦｅ−Ｎｉナノ粒子の表面を被覆して、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子を安定化させる。しかしながら、この被覆剤は高温になると、頻繁に、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子の表面から脱離したり、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子の表面に再吸着したりするため、被覆剤の脱離時にＦｅ−Ｎｉナノ粒子同士が結合してＦｅ−Ｎｉナノ粒子の粒子径が増大する。 The reason why the particle size of Fe—Ni-based nanoparticles becomes smaller in the dust core of the present invention is not always clear, but the present inventors infer as follows. That is, when synthesizing Fe-Ni nanoparticles, a coating agent such as an organic acid or an organic amine is usually added to coat the surface of the Fe-Ni nanoparticles produced by this coating agent, and the Fe-Ni nanoparticles are coated. To stabilize. However, when the temperature of the coating agent is high, the coating material frequently desorbs from the surface of the Fe-Ni nanoparticles and re-adsorbs to the surface of the Fe-Ni nanoparticles. The particles are bonded to each other to increase the particle size of Fe—Ni nanoparticles.
一方、本発明に用いられるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子においては、有機酸や有機アミン等の被覆剤と結合しやすいＣｕが粒子表面に含まれているため、高温になっても、被覆剤がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の表面から脱離しにくく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子同士の結合が抑制され、粒子径の小さいＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子が得られると推察される。 On the other hand, in the Fe-Ni-Cu nanoparticles used in the present invention, Cu that easily binds to a coating agent such as an organic acid or an organic amine is contained in the particle surface, so that the coating agent can be used even at a high temperature. It is presumed that Fe-Ni-Cu nanoparticles are not easily detached from the surface of the Fe-Ni-Cu nanoparticles, the bonds between the Fe-Ni-Cu nanoparticles are suppressed, and Fe-Ni-Cu nanoparticles having a small particle size can be obtained.
また、本発明の圧粉磁心において、透磁率が向上する理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、本発明の圧粉磁心においては、ＣｕがＦｅ−Ｎｉ合金の透磁率を向上させる元素であることだけでなく、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子にＣｕを配合することによってＦｅとＮｉとの相溶性が向上し、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子内の均一性が向上したため、圧粉磁心の透磁率が向上したと推察される。 Further, although the reason why the magnetic permeability is improved in the dust core of the present invention is not always clear, the present inventors infer as follows. That is, in the dust core of the present invention, not only Cu is an element that improves the magnetic permeability of the Fe—Ni alloy, but also the compatibility between Fe and Ni by blending Cu with Fe—Ni nanoparticles. It is presumed that the magnetic permeability of the dust core was improved because the uniformity in Fe-Ni-Cu nanoparticles was improved.
本発明によれば、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子を含有し、高い透磁率を有する圧粉磁心を得ることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a dust core containing Fe—Ni-based nanoparticles and having a high magnetic permeability.
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail according to the preferred embodiment thereof.
本発明の圧粉磁心は、平均粒子径が１〜３０ｎｍであり、全金属含有量に対するＣｕ含有量が１〜３０質量％であり、ＦｅとＮｉとの合計含有量に対するＦｅの含有量が５０〜９０質量％であるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を含有するものである。 The dust core of the present invention has an average particle size of 1 to 30 nm, a Cu content of 1 to 30% by mass with respect to the total metal content, and an Fe content of 50 with respect to the total content of Fe and Ni. It contains Fe-Ni-Cu nanoparticles of up to 90% by mass.
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子）
本発明に用いられるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は、鉄（Ｆｅ）とニッケル（Ｎｉ）と銅（Ｃｕ）との合金からなるナノ粒子である。このようなＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子においては、後述する被覆剤と結合しやすいＣｕが含まれているため、合成時の高温下でも被覆剤がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子表面から脱離しにくく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子同士の結合が抑制され、粒子径が小さくなる。また、このようなＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は透磁率が高い圧粉磁心を形成することができる。
(Fe-Ni-Cu nanoparticles)
The Fe—Ni—Cu nanoparticles used in the present invention are nanoparticles composed of an alloy of iron (Fe), nickel (Ni) and copper (Cu). Since such Fe-Ni-Cu nanoparticles contain Cu that easily binds to the coating agent described later, it is difficult for the coating agent to desorb from the surface of the Fe-Ni-Cu nanoparticles even at a high temperature during synthesis. , Fe-Ni-Cu nanoparticles are suppressed from being bonded to each other, and the particle size is reduced. Further, such Fe-Ni-Cu nanoparticles can form a dust core having a high magnetic permeability.
本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子においては、全金属含有量に対するＣｕ含有量が１〜３０質量％である。Ｃｕ含有量の割合が前記範囲内にあるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は、粒子径が小さく、良好な磁気特性を有しており、透磁率が高い圧粉磁心を形成することができる。また、この圧粉磁心は保磁力が小さくなる傾向にある。さらに、Ｃｕ含有量の割合が大きいほど、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の粒子径が小さくなり、圧粉磁心は透磁率が高くなる。また、圧粉磁心の保磁力は小さくなる傾向にある。一方、Ｃｕ含有量の割合が前記下限未満になると、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の粒子径が大きくなり、圧粉磁心は透磁率が低下する。また、圧粉磁心の保磁力は増大する傾向にある。他方、Ｃｕ含有量の割合が前記上限を超えると、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の磁気特性が低下する。さらに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の粒子径が小さくなり、圧粉磁心の透磁率が高くなり、保磁力が小さくなる傾向にあるという観点から、Ｃｕ含有量の割合としては３〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。 In the Fe-Ni-Cu nanoparticles of the present invention, the Cu content is 1 to 30% by mass with respect to the total metal content. Fe-Ni-Cu nanoparticles having a Cu content ratio within the above range have a small particle size, have good magnetic properties, and can form a dust core having a high magnetic permeability. Further, this dust core tends to have a small coercive force. Further, the larger the ratio of the Cu content, the smaller the particle size of the Fe—Ni—Cu nanoparticles, and the higher the magnetic permeability of the dust core. In addition, the coercive force of the dust core tends to be small. On the other hand, when the ratio of the Cu content is less than the above lower limit, the particle size of the Fe—Ni—Cu nanoparticles becomes large, and the magnetic permeability of the dust core decreases. In addition, the coercive force of the dust core tends to increase. On the other hand, when the ratio of Cu content exceeds the upper limit, the magnetic properties of Fe—Ni—Cu nanoparticles deteriorate. Further, from the viewpoint that the particle size of Fe-Ni-Cu nanoparticles is small, the magnetic permeability of the dust core is high, and the coercive force tends to be small, the Cu content ratio is 3 to 20% by mass. Is preferable, and 5 to 15% by mass is more preferable.
また、本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径は１〜３０ｎｍである。平均粒子径が前記範囲内にあるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は、良好な磁気特性を有しており、透磁率が高い圧粉磁心を形成することができる。また、この圧粉磁心は保磁力が小さくなる傾向にある。さらに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径が小さいほど、圧粉磁心は透磁率が高くなる。また、圧粉磁心の保磁力は小さくなる傾向にある。一方、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径が前記下限未満になると、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子が酸化されやすく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の磁気特性が低下する。他方、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径が前記上限を超えると、圧粉磁心は透磁率が低下する。また、圧粉磁心の保磁力は増大する傾向にある。さらに、圧粉磁心の透磁率が高くなり、保磁力が小さくなる傾向にあるという観点から、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径としては１〜２０ｎｍが好ましく、５〜２０ｎｍがより好ましい。 The average particle size of the Fe-Ni-Cu nanoparticles of the present invention is 1 to 30 nm. Fe-Ni-Cu nanoparticles having an average particle diameter within the above range have good magnetic properties and can form a dust core having a high magnetic permeability. Further, this dust core tends to have a small coercive force. Further, the smaller the average particle size of the Fe—Ni—Cu nanoparticles, the higher the magnetic permeability of the dust core. In addition, the coercive force of the dust core tends to be small. On the other hand, when the average particle size of the Fe-Ni-Cu nanoparticles is less than the above lower limit, the Fe-Ni-Cu nanoparticles are easily oxidized and the magnetic properties of the Fe-Ni-Cu nanoparticles are deteriorated. On the other hand, when the average particle size of Fe—Ni—Cu nanoparticles exceeds the upper limit, the magnetic permeability of the dust core decreases. In addition, the coercive force of the dust core tends to increase. Further, from the viewpoint that the magnetic permeability of the dust core tends to be high and the coercive force tends to be small, the average particle size of the Fe—Ni—Cu nanoparticles is preferably 1 to 20 nm, more preferably 5 to 20 nm.
さらに、本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子においては、ＦｅとＮｉとの合計含有量に対するＦｅの含有量〔Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比〕が５０〜９０質量％である。Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が前記範囲内にあるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は、飽和磁化が高くなる傾向にあり、また、透磁率が高い圧粉磁心を形成することができる。さらに、この圧粉磁心は保磁力が小さくなる傾向にある。また、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が小さいほど、相対的にＦｅの含有量が増大するため、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は飽和磁化が高くなる傾向にあり、また、圧粉磁心は透磁率が高くなる。さらに、圧粉磁心の保磁力は小さくなる傾向にある。一方、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が前記下限未満になると、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は酸化されやすい。他方、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が前記上限を超えると、相対的にＦｅの含有量が減少するため、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は飽和磁化が低下する傾向にあり、また、圧粉磁心は透磁率が低下する。さらに、圧粉磁心の保磁力は増大する傾向にある。また、圧粉磁心の透磁率が高くなり、保磁力が小さくなる傾向にあるという観点から、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比としては５５〜８５質量％が好ましく、特に、結晶磁気異方性が極めて小さくなり、圧粉磁心の透磁率が高くなり、保磁力が極めて小さくなる傾向にあるという観点から、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の結晶構造が規則型面心立方構造であり、かつ、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が５８〜６７質量％であること、或いは、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子結晶構造が不規則型面心立方構造であり、かつ、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が７５〜８３質量％であることがより好ましい。 Further, in the Fe-Ni-Cu nanoparticles of the present invention, the Fe content [Ni / (Fe + Ni) mass ratio] with respect to the total content of Fe and Ni is 50 to 90% by mass. Fe—Ni—Cu nanoparticles having a Ni / (Fe + Ni) mass ratio within the above range tend to have a high saturation magnetization and can form a dust core having a high magnetic permeability. Further, this dust core tends to have a small coercive force. Further, as the Ni / (Fe + Ni) mass ratio is smaller, the Fe content is relatively increased, so that Fe-Ni-Cu nanoparticles tend to have higher saturation magnetization, and the dust core has a magnetic permeability. Will be higher. Further, the coercive force of the dust core tends to be small. On the other hand, when the Ni / (Fe + Ni) mass ratio is less than the above lower limit, Fe—Ni—Cu nanoparticles are easily oxidized. On the other hand, when the Ni / (Fe + Ni) mass ratio exceeds the upper limit, the Fe content is relatively reduced, so that the saturation magnetization of Fe-Ni-Cu nanoparticles tends to decrease, and the dust core tends to decrease. Decreases the magnetic permeability. Furthermore, the coercive force of the dust core tends to increase. Further, from the viewpoint that the magnetic permeability of the dust core tends to be high and the coercive force tends to be small, the Ni / (Fe + Ni) mass ratio is preferably 55 to 85% by mass, and in particular, the magnetocrystalline anisotropy is extremely high. The crystal structure of Fe-Ni-Cu nanoparticles is a regular surface-centered cubic structure and Ni / Ni / The (Fe + Ni) mass ratio is 58 to 67 mass%, or the Fe—Ni—Cu nanoparticle crystal structure is an irregular surface-centered cubic structure, and the Ni / (Fe + Ni) mass ratio is 75 to 83. More preferably, it is by mass%.
（被覆剤）
本発明の圧粉磁心においては、通常、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の表面が被覆剤で被覆されている。これにより、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子表面の酸化を抑制することができる。このような被覆剤としては、有機酸、有機アミン、有機リン化合物、ポリマー等が挙げられる。
(Dressing agent)
In the dust core of the present invention, the surface of the Fe—Ni—Cu nanoparticles is usually coated with a coating agent. As a result, oxidation of the surface of Fe—Ni—Cu nanoparticles can be suppressed. Examples of such a coating agent include organic acids, organic amines, organic phosphorus compounds, polymers and the like.
前記有機酸としては、例えば、デカン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレン酸等の飽和脂肪酸が挙げられる。前記有機アミンとしては、例えば、デシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、リノレルアミン等の脂肪族アミンが挙げられる。前記有機リン化合物としては、例えば、トリアルキルホスフィン、トリシクロアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン等のホスフィンが挙げられる。前記ポリマーとしては、例えば、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリグリセリン、ゼラチン等が挙げられる。これらの被覆剤は１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。 Examples of the organic acid include saturated fatty acids such as decanoic acid, lauric acid, stearic acid, oleic acid, and linolenic acid. Examples of the organic amine include aliphatic amines such as decylamine, laurylamine, stearylamine, oleylamine, and linolellamine. Examples of the organic phosphorus compound include phosphines such as trialkylphosphine, tricycloalkylphosphine, and triarylphosphine. Examples of the polymer include polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polybutylene glycol, polyglycerin, gelatin and the like. These coating agents may be used alone or in combination of two or more.
これらの被覆剤のうち、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子に含まれるＣｕと結合しやすく、高温時にＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子表面から脱離しにくく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子同士の結合を防ぎ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の粒子径の増大を抑制することができるという観点から、有機酸及び有機アミンが好ましく、脂肪酸及び脂肪族アミンがより好ましい。 Among these coating agents, it is easy to bond with Cu contained in Fe-Ni-Cu nanoparticles, it is difficult to separate from the surface of Fe-Ni-Cu nanoparticles at high temperature, and it prevents the bonds between Fe-Ni-Cu nanoparticles. , Organic acids and organic amines are preferable, and fatty acids and aliphatic amines are more preferable, from the viewpoint of being able to suppress an increase in the particle size of Fe-Ni-Cu nanoparticles.
（絶縁膜）
本発明の圧粉磁心においては、前記被覆剤で被覆されたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を、さらに絶縁膜で被覆してもよい。これにより、圧粉磁心中のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子間を絶縁することができ、圧粉磁心の渦電流損失を低減することができる。このような絶縁膜としては、シリコーン樹脂、有機リン化合物等からなる有機絶縁膜、シリカ、アルミナ、スピネルフェライト等からなる無機絶縁膜が挙げられる。
(Insulating film)
In the dust core of the present invention, Fe—Ni—Cu nanoparticles coated with the coating agent may be further coated with an insulating film. As a result, the Fe—Ni—Cu nanoparticles in the dust core can be insulated, and the eddy current loss of the dust core can be reduced. Examples of such an insulating film include an organic insulating film made of a silicone resin, an organic phosphorus compound and the like, and an inorganic insulating film made of silica, alumina, spinel ferrite and the like.
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の合成方法）
本発明に用いられるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は、例えば、以下の方法により合成することができる。
(Method for synthesizing Fe-Ni-Cu nanoparticles)
The Fe-Ni-Cu nanoparticles used in the present invention can be synthesized, for example, by the following method.
（Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子合成工程）
先ず、Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を合成する。すなわち、全金属含有量に対するＣｕ含有量及びＦｅとＮｉとの合計含有量に対するＮｉの含有量がそれぞれ所定の割合となるように、前記被覆剤を含有する有機溶媒にＮｉ化合物及びＣｕ化合物を添加し、前記有機溶媒中、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で、Ｎｉ化合物及びＣｕ化合物を還元してＮｉ−Ｃｕナノ粒子を形成させる。
(Ni—Cu nanoparticle synthesis process)
First, Ni—Cu nanoparticles are synthesized. That is, the Ni compound and the Cu compound are added to the organic solvent containing the coating agent so that the Cu content with respect to the total metal content and the Ni content with respect to the total content of Fe and Ni are each at a predetermined ratio. Then, the Ni compound and the Cu compound are reduced to form Ni—Cu nanoparticles in the organic solvent in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas and argon gas.
Ｎｉ化合物としては還元反応によりＮｉを生成するものであれば特に制限はないが、用いる有機溶媒に対する溶解性に優れたものであることが好ましい。このようなＮｉ化合物としては、例えば、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル及びそれらの水和物等の無機ニッケル含有化合物、ニッケルを含む錯体が挙げられる。ニッケルを含む錯体としては、例えば、酢酸ニッケル、ニッケルアセチルアセトナート、テトラクロロニッケル（ＩＩ）酸テトラエチルアンモニウム、テトラブロモニッケル（ＩＩ）酸テトラエチルアンモニウム、ヘキサアンミンニッケル（ＩＩ）塩化物、ジニトロテトラアンミンニッケル（ＩＩ）、テトラシアノニッケル（ＩＩ）酸カリウム一水和物、ヘキサニトロニッケル（ＩＩ）酸カリウムバリウム、トリス（エチレンジアミン）ニッケル（ＩＩ）硫酸塩、ビス（エチレンジアミン）ジアクアニッケル硝酸塩、エチレンジアミンテトラアクアニッケル（ＩＩ）硫酸塩一水和物、ジニトロ（エチレンジアミン）ニッケル（ＩＩ）、ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミン）ニッケル（ＩＩ）過塩素酸、ビス（２，３−ジメチル−２，３−ジアミノブタン）ニッケル（ＩＩ）ヨウ化物、ビス（ペルクロラト）テトラピリジンニッケル（ＩＩ）、アセチルアセトナート（ニトラト）（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン）ニッケル（ＩＩ）等が挙げられる。 The Ni compound is not particularly limited as long as it produces Ni by a reduction reaction, but it is preferably one having excellent solubility in the organic solvent used. Examples of such Ni compounds include inorganic nickel-containing compounds such as nickel chloride, nickel nitrate, nickel sulfate and their hydrates, and nickel-containing complexes. Examples of the nickel-containing complex include nickel acetate, nickel acetylacetonate, tetraethylammonium tetrachloronickel (II), tetraethylammonium tetrabromonickel (II), hexaammine nickel (II) chloride, and dinitrotetraammin nickel (2). II), potassium tetracyanonickel (II) monohydrate, potassium hexanitronickel (II) barium, tris (ethylenediamine) nickel (II) sulfate, bis (ethylenediamine) diaquanickel nitrate, ethylenediamine tetraaquanickel (II) Sulfate monohydrate, dinitro (ethylenediamine) nickel (II), bis (N, N-dimethylethylenediamine) nickel (II) perchloric acid, bis (2,3-dimethyl-2,3-diaminobutane) ) Nickel (II) iodide, bis (perchlorato) tetrapyridine nickel (II), acetylacetonate (nitrat) (N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine) nickel (II) and the like.
Ｃｕ化合物としては還元反応によりＣｕを生成するものであれば特に制限はないが、用いる有機溶媒に対する溶解性に優れたものであることが好ましい。このようなＣｕ化合物としては、例えば、塩化銅、硝酸銅、硫酸銅、炭酸銅、及びそれらの水和物等の無機銅含有化合物、銅を含む錯体が挙げられる。銅を含む錯体としては、例えば、銅（ＩＩ）アセチルアセトナート、酢酸銅（ＩＩ）、グルコン酸銅（ＩＩ）、エチルアセト酢酸銅（ＩＩ）、銅（Ｉ）フェニルアセチリド、ジメチルジチオカルバミン酸銅（ＩＩ）、トリフルオロアセチルアセトナト銅（ＩＩ）、２−チオフェンカルボキシラト銅（Ｉ）、テトラキス（アセトニトリル）銅（Ｉ）ヘキサフルオロホスファート、テトラフルオロホウ酸銅（ＩＩ）、ビス（ジイソブチリルメタナト）銅（ＩＩ）、ビス（ジピバロイルメタナト）銅（ＩＩ）、銅（ＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナート、銅（ＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナートトリメチルビニルシラン、トリフルオロメタンスルホン酸銅（Ｉ）ベンゼン錯体、テトラクロロ銅（ＩＩ）ジアンモニウム、ジ−μ−ヒドロキソ−ビス［（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン）銅（ＩＩ）］クロリド、メシチル銅（Ｉ）、２−エチルヘキサン酸銅（ＩＩ）、３−メチルサリチル酸銅（Ｉ）、テトラキス（ピリジン）銅（ＩＩ）トリフラート等が挙げられる。 The Cu compound is not particularly limited as long as it produces Cu by a reduction reaction, but it is preferably one having excellent solubility in the organic solvent used. Examples of such Cu compounds include inorganic copper-containing compounds such as copper chloride, copper nitrate, copper sulfate, copper carbonate, and hydrates thereof, and copper-containing complexes. Examples of the copper-containing complex include copper (II) acetylacetonate, copper (II) acetate, copper (II) gluconate, copper (II) ethylacetacetate, copper (I) phenylacetylide, and copper (II) dimethyldithiocarbamate. ), Trifluoroacetylacetonato copper (II), 2-thiophenocarboxylate copper (I), tetrakis (acetaceous) copper (I) hexafluorophosphate, copper tetrafluoroborate (II), bis (diisobutyrylmethanato). ) Copper (II), Bis (Dipivaloylmethanato) Copper (II), Copper (II) Hexafluoroacetylacetonate, Copper (II) Hexafluoroacetylacetonate trimethylvinylsilane, Copper (I) benzene trifluoromethanesulfonate Complex, tetrachlorocopper (II) diammonium, di-μ-hydroxobis [(N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine) copper (II)] chloride, mesityl copper (I), 2-ethyl Examples thereof include copper (II) hexanoate, copper (I) 3-methylsalicylate, and tetrakis (pyridine) copper (II) trifurate.
前記有機溶媒としては、Ｎｉ化合物及びＣｕ化合物を溶解できる有機溶媒であれば特に制限はないが、還元力を有する有機溶媒が好ましい。また、還元力のない有機溶媒であっても還元剤を添加することによって使用することができる。還元力を有する有機溶媒としては、アミノ基又はヒドロキシ基を有する常温で液体であるものが挙げられ、より具体的には、オレイルアミン、ジオクチルアミン、トリオクチルアミン、トリ（デシル）アミン、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。還元力のない有機溶媒としては、反応性のある官能基を有しない常温で液体のものが挙げられ、より具体的には、オクタデセン、ジオクチルエーテル、ジデシルエーテル、ジフェニルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。また、還元剤としては、ジオール、アミン、ボロヒドリド等が挙げられ、より具体的には、ヘキサデカンジオール、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化トリエチルホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素カリウム、水素化シアノホウ素ナトリウム、テトラメチルアンモニウムボロヒドリド、テトラエチルアンモニウムボロヒドリド、テトラブチルアンモニウムボロヒドリド、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ジオクチルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、トリオクチルアミン、トリ（デシル）アミン、トリドデシルアミン等が挙げられる。 The organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent capable of dissolving a Ni compound and a Cu compound, but an organic solvent having a reducing power is preferable. Further, even an organic solvent having no reducing power can be used by adding a reducing agent. Examples of the organic solvent having a reducing power include those having an amino group or a hydroxy group and being liquid at room temperature, and more specifically, oleylamine, dioctylamine, trioctylamine, tri (decyl) amine, glycerin and diethylene glycol. , Triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, hexaethylene glycol, pentanediol, hexanediol, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether and the like. Examples of the non-reducing organic solvent include those that are liquid at room temperature and do not have reactive functional groups, and more specifically, octadecene, dioctyl ether, didecyl ether, diphenyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, and tetra. Examples thereof include ethylene glycol dimethyl ether. Examples of the reducing agent include diols, amines, borohydrides and the like, and more specifically, hexadecanediol, lithium borohydride, sodium borohydride, potassium hydride hydride, triethylborone hydride lithium hydride, triethyl hydride and the like. Sodium boron, triethylboron hydride, potassium cyanoborohydride, tetramethylammonium borohydride, tetraethylammonium borohydride, tetrabutylammonium borohydride, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, stearylamine, oleylamine, dioctylamine , Didecylamine, didodecylamine, trioctylamine, tri (decyl) amine, tridodecylamine and the like.
Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子合成工程においては、このような有機溶媒に、通常、前記被覆剤を添加して、生成したＮｉ−Ｃｕナノ粒子を安定化させるが、前記有機溶媒又は前記還元剤として前記有機アミンを使用する場合には、この有機アミンが被覆剤として作用して、生成したＮｉ−Ｃｕナノ粒子を安定化させるため、前記有機溶媒に前記被覆剤を添加しなくてもよい。 In the Ni-Cu nanoparticle synthesis step, the coating agent is usually added to such an organic solvent to stabilize the produced Ni-Cu nanoparticles, but the organic solvent or the organic as the reducing agent is used. When an amine is used, it is not necessary to add the coating agent to the organic solvent in order to act as a coating agent and stabilize the produced Ni-Cu nanoparticles.
Ｎｉ化合物及びＣｕ化合物の還元温度としては１８０〜２６０℃が好ましく、２００〜２４０℃がより好ましい。前記還元温度が前記下限未満になると、Ｎｉ化合物及びＣｕ化合物の還元反応が十分に進行しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子が粒成長しすぎて所望の大きさのＮｉ−Ｃｕナノ粒子を得ることが困難となる傾向にある。また、Ｎｉ化合物及びＣｕ化合物の還元時間としては１０〜１２０分間が好ましく、３０〜９０分間がより好ましい。 The reduction temperature of the Ni compound and the Cu compound is preferably 180 to 260 ° C, more preferably 200 to 240 ° C. When the reduction temperature is less than the lower limit, the reduction reaction of the Ni compound and the Cu compound tends not to proceed sufficiently, while when the reduction temperature exceeds the upper limit, the Ni—Cu nanoparticles grow too much and have a desired size. Ni—Cu nanoparticles tend to be difficult to obtain. The reduction time of the Ni compound and the Cu compound is preferably 10 to 120 minutes, more preferably 30 to 90 minutes.
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子合成工程）
次に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を合成する。すなわち、全金属含有量に対するＣｕ含有量及びＦｅとＮｉとの合計含有量に対するＮｉの含有量がそれぞれ所定の割合となるように、前記被覆剤を含有する有機溶媒に前記Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子及びＦｅ化合物を添加し、前記有機溶媒中、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で、Ｆｅ化合物を還元して前記Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子にＦｅを導入することによりＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を形成させる。
(Fe-Ni-Cu nanoparticle synthesis process)
Next, Fe-Ni-Cu nanoparticles are synthesized. That is, the Ni-Cu nanoparticles and the Ni-Cu nanoparticles were added to the organic solvent containing the coating agent so that the Cu content with respect to the total metal content and the Ni content with respect to the total content of Fe and Ni were in predetermined ratios, respectively. Fe-Ni-Cu nano by adding an Fe compound and reducing the Fe compound in the organic solvent under an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas to introduce Fe into the Ni-Cu nanoparticles. Form particles.
Ｆｅ化合物としては還元反応によりＦｅを生成するものであれば特に制限はないが、用いる有機溶媒に対する溶解性に優れたものであることが好ましい。このようなＦｅ化合物としては、例えば、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、及びそれらの水和物等の無機鉄含有化合物、鉄を含む錯体が挙げられる。鉄を含む錯体としては、例えば、酢酸鉄、鉄アセチルアセトナート、テトラクロロ鉄（ＩＩ）酸テトラエチルアンモニウム、テトラクロロ鉄（ＩＩＩ）酸テトラエチルアンモニウム、ビス（スルフィド）テトラニトロシル二鉄（２−）ナトリウム八水和物、トリス（スルフィド）ヘプタニトロシル四鉄酸（１−）アンモニウム一水和物、ヘキサアンミン鉄（ＩＩ）臭化物、テトラキス（チオフェノラト）鉄（ＩＩ）酸テトラフェニルホスホニウム、テトラキス（２，３，５，６−テトラメチルフェノラト）鉄（ＩＩＩ）酸テトラエチルアンモニウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸カリウム、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム、ペンタシアノアンミン鉄（ＩＩ）酸ナトリウム三水和物、ペンタシアノアンミン鉄（ＩＩＩ）酸ナトリウム三水和物、ペンタシアノニトロシル鉄（ＩＩＩ）酸ナトリウム二水和物、ペンタシアノニトロ鉄（ＩＩ）酸カリウム一水和物、テトラシアノ（エチレンジアミン）鉄（ＩＩ）酸ナトリウム三水和物等が挙げられる。 The Fe compound is not particularly limited as long as it produces Fe by a reduction reaction, but it is preferably one having excellent solubility in the organic solvent used. Examples of such Fe compounds include inorganic iron-containing compounds such as iron chloride, iron sulfate, iron nitrate, and hydrates thereof, and iron-containing complexes. Examples of the iron-containing complex include iron acetate, iron acetylacetonate, tetraethylammonium tetrachloroiron (II), tetraethylammonium tetrachloroiron (III), and sodium bis (sulfide) tetranitrosylferrite (2-). Octahydrate, tris (sulfide) heptanitrosyl tetratroic acid (1-) ammonium monohydrate, hexaammine iron (II) bromide, tetrakiss (thiophenolato) iron (II) acid tetraphenylphosphonium, tetrakis (2,3) , 5,6-Tetramethylphenorato) Tetraethylammonium iron (III), potassium hexacyanoferrate (II), potassium hexacyanoferrate (III), sodium pentacyanoammine trihydrate, pentacyano Sodium ammine iron (III) trihydrate, sodium pentacyanonitrosyl (III) dihydrate, potassium pentacyanonitrotin (II) monohydrate, sodium tetracyano (ethylenediamine) iron (II) Examples include trihydrate and the like.
Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子合成工程においては、有機溶媒として、沸点が２８０℃以上（好ましくは３００℃以上）の高沸点有機溶媒を使用する。有機溶媒の沸点が前記下限未満になると、Ｆｅ化合物を還元せしめる際の温度を高くすることができず、Ｆｅ化合物の還元反応が十分に進行しない。 In the Ni—Cu nanoparticle synthesis step, a high boiling point organic solvent having a boiling point of 280 ° C. or higher (preferably 300 ° C. or higher) is used as the organic solvent. If the boiling point of the organic solvent is less than the lower limit, the temperature at which the Fe compound is reduced cannot be raised, and the reduction reaction of the Fe compound does not proceed sufficiently.
このような高沸点有機溶媒としては、還元力を有するものが好ましいが、還元力のないものであっても還元剤を添加することによって使用することができる。還元力を有する高沸点有機溶媒としては、グリセリン（沸点２９０℃）、ジオクチルアミン（沸点２９８℃）、テトラエチレングリコール（沸点３２８℃）、オレイルアミン（沸点３４９℃）、トリオクチルアミン（沸点３６７℃）、ペンタエチレングリコール（沸点３８０℃）、ヘキサエチレングリコール（沸点４００℃）、トリ（デシル）アミン（沸点４３０℃）等が挙げられる。還元力のない高沸点有機溶媒としては、ジオクチルエーテル（沸点２８７℃）、オクタデセン（沸点３０６℃）、ジデシルエーテル（沸点３４０℃）等が挙げられる。また、還元剤としては、ヘキサデカンジオール、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素カリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化トリエチルホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素カリウム、水素化シアノホウ素ナトリウム、テトラメチルアンモニウムボロヒドリド、テトラエチルアンモニウムボロヒドリド、テトラブチルアンモニウムボロヒドリド、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ジオクチルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、トリオクチルアミン、トリ（デシル）アミン、トリドデシルアミン等が挙げられる。 As such a high boiling point organic solvent, one having a reducing power is preferable, but even a solvent having no reducing power can be used by adding a reducing agent. Examples of high boiling point organic solvents having reducing power include glycerin (boiling point 290 ° C.), dioctylamine (boiling point 298 ° C.), tetraethylene glycol (boiling point 328 ° C.), oleylamine (boiling point 349 ° C.), and trioctylamine (boiling point 367 ° C.). , Pentaethylene glycol (boiling point 380 ° C.), hexaethylene glycol (boiling point 400 ° C.), tri (decyl) amine (boiling point 430 ° C.) and the like. Examples of the high boiling point organic solvent having no reducing power include dioctyl ether (boiling point 287 ° C.), octadecene (boiling point 306 ° C.), and didecyl ether (boiling point 340 ° C.). Examples of the reducing agent include hexadecanediol, lithium boron hydride, sodium boron hydride, potassium boron hydride, triethyl boron hydrogenated lithium, triethyl boron hydrogenated sodium, triethyl boron hydrogenated potassium, sodium cyanoboron hydrogenated, and tetra. Methylammonium borohydride, tetraethylammonium borohydride, tetrabutylammonium borohydride, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, stearylamine, oleylamine, dioctylamine, didecylamine, diddecylamine, trioctylamine, tri (decyl) amine , Tridodecylamine and the like.
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子合成工程においては、このような高沸点有機溶媒に、通常、前記被覆剤を添加して、生成したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を安定化させるが、前記高沸点有機溶媒又は前記還元剤として前記有機アミンを使用する場合には、この有機アミンが被覆剤として作用して、生成したＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を安定化させるため、前記高沸点有機溶媒に前記被覆剤を添加しなくてもよい。 In the Fe-Ni-Cu nanoparticles synthesis step, the coating agent is usually added to such a high-boiling organic solvent to stabilize the produced Fe-Ni-Cu nanoparticles, but the high-boiling organic When the organic amine is used as a solvent or the reducing agent, the organic amine acts as a coating agent to stabilize the produced Fe-Ni-Cu nanoparticles, so that the high boiling point organic solvent is coated with the organic amine. It is not necessary to add the agent.
Ｆｅ化合物の還元温度としては２８０〜３８０℃が好ましく、３００〜３４０℃がより好ましい。前記還元温度が前記下限未満になると、Ｆｅ化合物の還元反応が十分に進行しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子が粒成長しすぎて所望の大きさのＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を得ることが困難となる傾向にある。また、Ｆｅ化合物の還元時間としては１０〜１２０分間が好ましく、３０〜９０分間がより好ましい。 The reduction temperature of the Fe compound is preferably 280 to 380 ° C, more preferably 300 to 340 ° C. When the reduction temperature is less than the lower limit, the reduction reaction of the Fe compound tends not to proceed sufficiently, while when the reduction temperature exceeds the upper limit, Fe—Ni—Cu nanoparticles grow too much and have a desired size. It tends to be difficult to obtain Fe-Ni-Cu nanoparticles. The reduction time of the Fe compound is preferably 10 to 120 minutes, more preferably 30 to 90 minutes.
（熱処理）
このようにして得られるＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子には、磁気特性を向上させるために、還元性ガス雰囲気又は不活性ガス雰囲気下で熱処理を施してもよい。熱処理の温度としては特に制限はないが、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の結晶性が向上するという観点から、２００〜６００℃が好ましく、２００〜４００℃がより好ましく、２００〜３５０℃が特に好ましい。前記熱処理の温度が前記下限未満になると、熱処理の効果が小さく、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の磁気特性が向上しにくい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子同士が凝集してＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の粒子径が増大し、圧粉磁心の透磁率が低下し、保磁力が増大する傾向にある。また、前記熱処理の時間としては６０〜６００分間が好ましく、１２０〜３００分間がより好ましい。前記還元性ガスとしては水素ガス、水素−窒素混合ガス、水素−アルゴン混合ガスが挙げられ、前記不活性ガスとしては窒素ガス、アルゴンガスが挙げられる。
(Heat treatment)
The Fe-Ni-Cu nanoparticles thus obtained may be heat-treated in a reducing gas atmosphere or an inert gas atmosphere in order to improve the magnetic properties. The temperature of the heat treatment is not particularly limited, but is preferably 200 to 600 ° C, more preferably 200 to 400 ° C, and particularly preferably 200 to 350 ° C from the viewpoint of improving the crystallinity of Fe—Ni—Cu nanoparticles. .. When the temperature of the heat treatment is less than the lower limit, the effect of the heat treatment is small and the magnetic properties of the Fe-Ni-Cu nanoparticles tend to be difficult to improve. On the other hand, when the temperature exceeds the upper limit, the Fe-Ni-Cu nanoparticles tend to be difficult to improve. The particles of Fe-Ni-Cu nanoparticles tend to aggregate with each other to increase the particle size, decrease the magnetic permeability of the dust core, and increase the coercive force. The heat treatment time is preferably 60 to 600 minutes, more preferably 120 to 300 minutes. Examples of the reducing gas include hydrogen gas, hydrogen-nitrogen mixed gas, and hydrogen-argon mixed gas, and examples of the inert gas include nitrogen gas and argon gas.
〔圧粉磁心〕
本発明の圧粉磁心は、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を含有するものであり、通常、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の表面は前記被覆剤で被覆されている。このような本発明の圧粉磁心は、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、先ず、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子（通常、表面が前記被覆剤で被覆されているＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子、好ましくは、さらに表面が前記絶縁膜で被覆されているＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子）と、加圧成形時に前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の流動性を確保するための添加剤とを混合する。これにより、高密度の圧粉磁心を得ることができる。
[Powder magnetic core]
The dust core of the present invention contains the Fe-Ni-Cu nanoparticles, and the surface of the Fe-Ni-Cu nanoparticles is usually coated with the coating agent. Such a dust core of the present invention can be produced, for example, by the following method. That is, first, the Fe-Ni-Cu nanoparticles (usually Fe-Ni-Cu nanoparticles whose surface is usually coated with the coating agent, preferably Fe-Ni whose surface is further coated with the insulating film). -Cu nanoparticles) and an additive for ensuring the fluidity of the Fe-Ni-Cu nanoparticles during pressure molding are mixed. As a result, a high-density dust core can be obtained.
前記添加剤としては、フマル酸、フマル酸モノエステル、フマル酸モノエステルの塩、ヒドロキノン等が挙げられる。 Examples of the additive include fumaric acid, fumaric acid monoester, salt of fumaric acid monoester, hydroquinone and the like.
前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子と前記添加剤との混合方法としては特に制限はなく、例えば、ボールミルや乳鉢を用いて混合する方法、溶媒に前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子と前記添加剤とを分散・溶解させた後、乾燥等により溶媒を除去することによって混合する方法等が挙げられる。また、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子は再配列性に劣るため、溶媒に前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子と前記添加剤とを分散・溶解させた後、スプレードライ等により顆粒状の混合物を調製してもよい。これにより、圧縮成形時に顆粒状の混合物が崩れて前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子が再配列しやすくなるため、圧粉磁心の密度が向上する。 The method for mixing the Fe-Ni-Cu nanoparticles and the additive is not particularly limited. For example, a method of mixing using a ball mill or a dairy bowl, the Fe-Ni-Cu nanoparticles and the additive in a solvent are used. After dispersing and dissolving the above, a method of mixing by removing the solvent by drying or the like can be mentioned. Further, since the Fe-Ni-Cu nanoparticles are inferior in rearrangement property, the Fe-Ni-Cu nanoparticles and the additive are dispersed and dissolved in a solvent, and then a granular mixture is prepared by spray-drying or the like. May be prepared. As a result, the granular mixture collapses during compression molding, and the Fe—Ni—Cu nanoparticles are easily rearranged, so that the density of the dust core is improved.
次に、このようにして得られた前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子と前記添加剤との混合物を、潤滑剤を塗布した金型に充填する。前記潤滑剤としては特に制限はなく、例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛等の飽和脂肪酸の金属塩、潤滑グリース（例えば、株式会社ミスミ製「Ｍ−ＨＧＳＳＣ−Ｈ５００」）等が挙げられる。 Next, the mixture of the Fe—Ni—Cu nanoparticles thus obtained and the additive is filled in a mold coated with a lubricant. The lubricant is not particularly limited, and examples thereof include metal salts of saturated fatty acids such as lithium stearate and zinc stearate, and lubricating greases (for example, "M-HGSSC-H500" manufactured by Misumi Co., Ltd.).
次に、金型に充填した前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子と前記添加剤との混合物を加圧成形することによって、本発明の圧粉磁心を得ることができる。成形温度としては、３００〜６００℃が好ましく、３００〜４００℃がより好ましい。成形温度が前記下限未満になると、磁性ナノ粒子の塑性変形強度が十分に低下せず、得られる圧粉磁性の密度が向上しにくい傾向にあり、他方、前記上限を超えると、金型の強度が低下し、金型の寿命が短くなる傾向にある。なお、金型は、設定温度（成形温度）に、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子と前記添加剤との混合物を充填する前に昇温してもよいし、充填後に昇温してもよい。 Next, the dust core of the present invention can be obtained by pressure molding a mixture of the Fe-Ni-Cu nanoparticles filled in a mold and the additive. The molding temperature is preferably 300 to 600 ° C, more preferably 300 to 400 ° C. When the molding temperature is less than the lower limit, the plastic deformation strength of the magnetic nanoparticles is not sufficiently lowered, and the density of the obtained powder magnetism tends to be difficult to improve. On the other hand, when the molding temperature exceeds the upper limit, the strength of the mold is increased. Is reduced, and the life of the mold tends to be shortened. The mold may be heated to a set temperature (molding temperature) before the mixture of the Fe—Ni—Cu nanoparticles and the additive is filled, or may be raised after the filling. ..
成形圧力としては５００ＭＰａ〜３ＧＰａが好ましく、８００ＭＰａ〜２ＧＰａがより好ましい。成形圧力が前記下限未満になると、前記混合物が十分に圧縮されないため、圧粉磁心の密度が小さくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、スプリングバック現象の影響が大きく、クラックが発生して圧粉磁心の密度が小さくなる傾向にある。 The molding pressure is preferably 500 MPa to 3 GPa, more preferably 800 MPa to 2 GPa. When the forming pressure is less than the lower limit, the mixture is not sufficiently compressed, so that the density of the dust core tends to be reduced. On the other hand, when the forming pressure exceeds the upper limit, the effect of the springback phenomenon is large and cracks occur. The density of the dust core tends to decrease.
また、このようにして製造した圧粉磁心には、必要に応じて熱処理を施してもよい。これにより、加圧により圧粉磁心に生じた歪みを緩和し、磁気特性を改善することができる。このような熱処理の温度は通常５００〜８００℃である。 Further, the dust core produced in this manner may be heat-treated if necessary. As a result, the strain generated in the dust core due to pressurization can be alleviated and the magnetic characteristics can be improved. The temperature of such heat treatment is usually 500 to 800 ° C.
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
（実施例１）
〔Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の調製〕
（Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の調製）
オレイルアミン（アルドリッチ社製）４８０ｍｍｏｌにニッケルアセチルアセトナート（Ｎｉ（ａｃａｃ）２、アルドリッチ社製）６０ｍｍｏｌ及び銅アセチルアセトナート（Ｃｕ（ａｃａｃ）２、アルドリッチ社製）８ｍｍｏｌを添加し、窒素雰囲気中、１３０℃で３０分間保持した後、２２０℃で６０分間保持して反応を行い、Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を得た。このＮｉ−Ｃｕナノ粒子をアセトン及びヘキサンで洗浄し、遠心分離により回収した後、真空乾燥した。
(Example 1)
[Preparation of Fe-Ni-Cu nanoparticles]
(Preparation of Ni-Cu nanoparticles)
Nickel acetylacetonate (Ni (acac) 2 , manufactured by Aldrich) 60 mmol and copper acetylacetonate (Cu (acac) 2 , manufactured by Aldrich) 8 mmol were added to 480 mmol of oleylamine (manufactured by Aldrich), and 130 in a nitrogen atmosphere. After holding at ° C. for 30 minutes, the reaction was carried out by holding at 220 ° C. for 60 minutes to obtain Ni—Cu nanoparticles. The Ni—Cu nanoparticles were washed with acetone and hexane, recovered by centrifugation, and then vacuum dried.
（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の調製）
オレイルアミン（アルドリッチ社製）５１６ｍｍｏｌに前記Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子１．５ｇ及び鉄アセチルアセトナート（Ｆｅ（ａｃａｃ）２、アルドリッチ社製）１２ｍｍｏｌを添加し、窒素雰囲気中、１３０℃で３０分間保持した後、３２０℃で６０分間保持して反応を行い、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を得た。このＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子をアセトン及びヘキサンで洗浄し、遠心分離により回収した後、真空乾燥した。
(Preparation of Fe-Ni-Cu nanoparticles)
After adding 1.5 g of the Ni-Cu nanoparticles and 12 mmol of iron acetylacetonate (Fe (acac) 2 , manufactured by Aldrich) to 516 mmol of oleylamine (manufactured by Aldrich) and holding at 130 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. , 320 ° C. for 60 minutes to carry out the reaction to obtain Fe-Ni-Cu nanoparticles. The Fe-Ni-Cu nanoparticles were washed with acetone and hexane, recovered by centrifugation, and then vacuum dried.
＜平均粒子径の測定＞
得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を、透過型電子顕微鏡（日本電子株式会社製「ＪＥＯＬ−２０００ＥＸ」）を用いて加速電圧２００ｋＶで観察し、得られたＴＥＭ像において無作為に抽出した１００個のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の粒子径（外接円の直径）を測定し、その平均値（平均粒子径）を求めた。その結果を表１〜表３に示す。
<Measurement of average particle size>
The obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles were observed with a transmission electron microscope ("JEOL-2000EX" manufactured by JEOL Ltd.) at an acceleration voltage of 200 kV, and randomly extracted from the obtained
＜組成分析＞
得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の組成分析を、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分析装置（株式会社リガク製「ＣＩＲＯＳ １２０ＥＯＰ」）を用いてＩＣＰ発光分光法により行い、粒子全体に対するＦｅ、Ｎｉ及びＣｕの含有量を求めた。これらの結果を表１〜表３に示す。また、得られた結果に基づいて、全金属含有量に対するＣｕ含有量の割合及びＦｅとＮｉとの合計含有量に対するＮｉの含有量の割合（Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比）を算出した。これらの結果も表１〜表３に示す。
<Composition analysis>
The composition of the obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles was analyzed by ICP emission spectroscopy using an inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometer (“CIROS 120EOP” manufactured by Rigaku Co., Ltd.), and Fe, Ni on the entire particles. And the content of Cu were determined. These results are shown in Tables 1 to 3. Further, based on the obtained results, the ratio of the Cu content to the total metal content and the ratio of the Ni content to the total content of Fe and Ni (Ni / (Fe + Ni) mass ratio) were calculated. These results are also shown in Tables 1 to 3.
＜飽和磁化の測定＞
得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子に８０％Ｈ２／２０％Ａｒ混合ガス中、３００℃で２時間の熱処理を施して有機被膜を除去した後、飽和磁化を、振動試料型磁力計（株式会社玉川製作所製「ＴＭ−ＶＳＭ３１１４８３−ＨＧＣ」）を用いて室温、最大磁場２０ｋＯｅの条件で測定した。その結果を表２に示す。
<Measurement of saturation magnetization>
The obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles were heat-treated at 300 ° C. for 2 hours in an 80% H 2 /20% Ar mixed gas to remove the organic film, and then saturated magnetization was applied to a vibrating sample magnetometer (vibrating sample magnetometer). It was measured using "TM-VSM311483-HGC" manufactured by Tamagawa Seisakusho Co., Ltd. under the conditions of room temperature and a maximum magnetic field of 20 kOe. The results are shown in Table 2.
〔圧粉磁心の作製〕
先ず、前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子５ｇとシリカコート剤（株式会社高純度化学研究所製「Ｓｉ−０５Ｓ」）５ｍｌとを混合し、さらに、エタノール（富士フィルム和光純薬株式会社製）１０ｍｌを添加した後、３周波超音波洗浄器（アズワン株式会社製「ＶＳ−１００ＩＩＩ」）を用いてエタノール中に前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を均一に分散させた。得られた分散液からロータリーエバポレーターを用いて溶媒を除去し、表面に前記シリカコート剤が付着した前記Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を得た。このナノ粒子を、酸素を２％含む窒素雰囲気中、３００℃で２時間加熱して、シリカ被覆Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を得た。
[Preparation of dust core]
First, 5 g of the Fe-Ni-Cu nanoparticles and 5 ml of a silica coating agent (“Si-05S” manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd.) are mixed, and further, 10 ml of ethanol (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is mixed. Was added, and then the Fe-Ni-Cu nanoparticles were uniformly dispersed in ethanol using a three-frequency ultrasonic cleaner (“VS-100III” manufactured by AS ONE Corporation). The solvent was removed from the obtained dispersion using a rotary evaporator to obtain the Fe-Ni-Cu nanoparticles having the silica coating agent attached to the surface. The nanoparticles were heated at 300 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere containing 2% oxygen to obtain silica-coated Fe-Ni-Cu nanoparticles.
次に、このシリカ被覆Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子４．９７５ｇとフマル酸ステアリルナトリウム（富士フィルム和光純薬株式会社製）０．０２５ｇとを混合し、さらに、乳鉢で３０分間破砕混合した。得られた破砕混合物を、グリース（株式会社ミスミ製「Ｍ−ＨＧＳＳＣ−Ｈ５００」）を塗布したリング試験片用金型（外径１４ｍｍφ、内径１０ｍｍφ）に充填し、手動油圧真空加熱プレス（井元製作所「ＩＭＣ−１８２３型改」）を用いて、真空中、１．２ＧＰａに加圧しながら３００℃で１分間加熱した。加圧を停止した後、室温まで冷却して磁性ナノ粒子成形体を金型から取り出し、圧粉磁心を得た。
Next, 4.975 g of the silica-coated Fe-Ni-Cu nanoparticles and 0.025 g of stearyl sodium fumarate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were mixed, and further crushed and mixed in a dairy pot for 30 minutes. The obtained crushed mixture was filled in a ring test piece die (outer diameter 14 mmφ,
＜比透磁率の測定＞
得られた圧粉磁心を真空中、５００℃で加熱して、リング試験片を得た。このリング試験片にポリアミドイミド被覆銅線を巻き付けて励磁コイル（１５回巻き）と検出コイル（１５回巻き）とを形成し、Ｂ−Ｈアナライザ（岩崎通信機株式会社製「ＳＹ−８２３２」）を用いて信号振幅１６０Ａ／ｍの条件で透磁率を測定し、比透磁率μ’を求めた。その結果を表１に示す。
<Measurement of relative magnetic permeability>
The obtained dust core was heated in vacuum at 500 ° C. to obtain a ring test piece. A polyamide-imide-coated copper wire is wound around this ring test piece to form an exciting coil (15 turns) and a detection coil (15 turns), and a BH analyzer (“SY-8232” manufactured by Iwasaki Communication Equipment Co., Ltd.). The magnetic permeability was measured under the condition of a signal amplitude of 160 A / m, and the relative magnetic permeability μ'was determined. The results are shown in Table 1.
（実施例２）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の添加量を４ｍｍｏｌに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子調製時のオレイルアミンの量を５６６ｍｍｏｌに、Ｆｅ（ａｃａｃ）２の添加量を１３ｍｍｏｌに変更した以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Example 2)
The same as in Example 1 except that the amount of Cu (acac) 2 added was changed to 4 mmol, the amount of oleylamine at the time of preparing Fe-Ni-Cu nanoparticles was changed to 566 mmol, and the amount of Fe (acac) 2 added was changed to 13 mmol. Then, Fe-Ni-Cu nanoparticles were prepared, and a powder magnetic core was further prepared.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子について、平均粒子径を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表１に示す。 In the same manner as in Example 1, the average particle size of the obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles was measured and the composition was analyzed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 1.
（実施例３）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の添加量を０．７ｍｍｏｌに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子調製時のオレイルアミンの量を５４８ｍｍｏｌに変更した以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Example 3)
Fe-Ni-Cu nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of Cu (acac) 2 added was changed to 0.7 mmol and the amount of oleylamine at the time of preparing Fe-Ni-Cu nanoparticles was changed to 548 mmol. It was prepared, and a powder magnetic core was further prepared.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子について、平均粒子径を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表１に示す。 In the same manner as in Example 1, the average particle size of the obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles was measured and the composition was analyzed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 1.
（比較例１）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２を添加しなかった以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Comparative Example 1)
Fe—Ni nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that Cu (acac) 2 was not added, and a dust core was further prepared.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉナノ粒子について、平均粒子径を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表１に示す。 In the same manner as in Example 1, the average particle size of the obtained Fe—Ni nanoparticles was measured and composition analysis was performed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 1.
表１に示した結果に基づいて、Ｃｕ含有量の割合に対してＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径をプロットした。その結果を図１に示す。図１に示したように、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子にＣｕを配合することによって、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子の平均粒子径が小さくなることがわかった。また、全金属含有量に対するＣｕ含有量の割合の増加とともに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径が小さくなることもわかった。 Based on the results shown in Table 1, the average particle size of Fe—Ni—Cu nanoparticles was plotted against the ratio of Cu content. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 1, it was found that the average particle size of the Fe-Ni nanoparticles was reduced by blending Cu with the Fe—Ni nanoparticles. It was also found that the average particle size of Fe-Ni-Cu nanoparticles decreased as the ratio of Cu content to total metal content increased.
また、表１に示した結果に基づいて、Ｃｕ含有量の割合に対して圧粉磁心の比透磁率をプロットした。その結果を図２に示す。図２に示したように、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子にＣｕを配合することによって、圧粉磁心の比透磁率が大きくなることがわかった。また、全金属含有量に対するＣｕ含有量の割合の増加とともに、圧粉磁心の比透磁率が増大することがわかった。 Further, based on the results shown in Table 1, the relative permeability of the dust core was plotted against the ratio of the Cu content. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 2, it was found that the relative magnetic permeability of the dust core was increased by adding Cu to the Fe—Ni nanoparticles. It was also found that the relative permeability of the dust core increases as the ratio of the Cu content to the total metal content increases.
（実施例４）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の添加量を９ｍｍｏｌに、Ｆｅ（ａｃａｃ）２の添加量を１７ｍｍｏｌに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子調製時のオレイルアミンの量を５６２ｍｍｏｌに変更した以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Example 4)
The same as in Example 1 except that the amount of Cu (acac) 2 added was changed to 9 mmol, the amount of Fe (acac) 2 added was changed to 17 mmol, and the amount of oleylamine at the time of preparing Fe-Ni-Cu nanoparticles was changed to 562 mmol. Then, Fe-Ni-Cu nanoparticles were prepared, and a powder magnetic core was further prepared.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子について、平均粒子径及び飽和磁化を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表２に示す。 In the same manner as in Example 1, the obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles were measured for average particle size and saturation magnetization, and composition analysis was performed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 2.
（実施例５）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の添加量を７ｍｍｏｌに、Ｆｅ（ａｃａｃ）２の添加量を６ｍｍｏｌに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子調製時のオレイルアミンの量を５２４ｍｍｏｌに変更した以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Example 5)
The same as in Example 1 except that the amount of Cu (acac) 2 added was changed to 7 mmol, the amount of Fe (acac) 2 added was changed to 6 mmol, and the amount of oleylamine at the time of preparing Fe-Ni-Cu nanoparticles was changed to 524 mmol. Then, Fe-Ni-Cu nanoparticles were prepared, and a powder magnetic core was further prepared.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子について、平均粒子径及び飽和磁化を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表２に示す。 In the same manner as in Example 1, the obtained Fe-Ni-Cu nanoparticles were measured for average particle size and saturation magnetization, and composition analysis was performed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 2.
（比較例２）
Ｎｉ（ａｃａｃ）２の添加量を７ｍｍｏｌに変更し、Ｆｅ（ａｃａｃ）２を添加しなかった以外は実施例１と同様にして、Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Comparative Example 2)
Ni—Cu nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of Ni (acac) 2 added was changed to 7 mmol and Fe (acac) 2 was not added, and a dust core was further prepared. bottom.
実施例１と同様にして、得られたＮｉ−Ｃｕナノ粒子について、平均粒子径及び飽和磁化を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表２に示す。 In the same manner as in Example 1, the obtained Ni—Cu nanoparticles were measured for average particle size and saturation magnetization, and composition analysis was performed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 2.
表２に示した結果に基づいて、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比に対してＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の平均粒子径をプロットした。その結果を図３に示す。図３に示したように、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比によらず、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子にＣｕを配合することによって、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子の平均粒子径が小さくなることがわかった。 Based on the results shown in Table 2, the average particle size of Fe—Ni—Cu nanoparticles was plotted against the Ni / (Fe + Ni) mass ratio. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 3, it was found that the average particle size of Fe—Ni nanoparticles was reduced by blending Cu with Fe—Ni nanoparticles regardless of the Ni / (Fe + Ni) mass ratio.
また、表２に示した結果に基づいて、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比に対して圧粉磁心の比透磁率をプロットした。その結果を図４に示す。図４に示したように、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比が５０〜９０質量％（好ましくは、６０〜８０質量％）の範囲内で圧粉磁心の比透磁率が大きくなることがわかった。 Further, based on the results shown in Table 2, the relative permeability of the dust core was plotted against the Ni / (Fe + Ni) mass ratio. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, it was found that the relative magnetic permeability of the dust core increases in the range of Ni / (Fe + Ni) mass ratio of 50 to 90% by mass (preferably 60 to 80% by mass).
さらに、表２に示した結果に基づいて、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比に対してＦｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の飽和磁化をプロットした。その結果を図５に示す。図５に示したように、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子はＮｉ−Ｃｕナノ粒子に比べて飽和磁性が高くなることがわかった。また、Ｎｉ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）質量比の減少（すなわち、Ｆｅ含有量の増加）とともに、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｕナノ粒子の飽和磁化が増大することがわかった。 Furthermore, based on the results shown in Table 2, the saturation magnetization of Fe—Ni—Cu nanoparticles was plotted against the Ni / (Fe + Ni) mass ratio. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 5, it was found that the Fe-Ni-Cu nanoparticles have higher saturated magnetism than the Ni-Cu nanoparticles. It was also found that as the Ni / (Fe + Ni) mass ratio decreased (that is, the Fe content increased), the saturation magnetization of the Fe—Ni—Cu nanoparticles increased.
（比較例３）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の代わりに塩化スズ（ＩＩ）（富士フィルム和光純薬株式会社製）８ｍｍｏｌを用いた以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｎナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Comparative Example 3)
Fe-Ni-Sn nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that 8 mmol of tin (II) chloride (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of Cu (acac) 2. A dust core was prepared.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉ−Ｓｎナノ粒子について、平均粒子径及び飽和磁化を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表３に示す。 In the same manner as in Example 1, the obtained Fe-Ni-Sn nanoparticles were measured for average particle size and saturation magnetization, and composition analysis was performed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 3.
（比較例４）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の代わりに炭酸銀（富士フィルム和光純薬株式会社製）８ｍｍｏｌを用いた以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｇナノ粒子を調製し、さらに、圧粉磁心を作製した。
(Comparative Example 4)
Fe-Ni-Ag nanoparticles were prepared in the same manner as in Example 1 except that 8 mmol of silver carbonate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of Cu (acac) 2. Was produced.
実施例１と同様にして、得られたＦｅ−Ｎｉ−Ａｇナノ粒子について、平均粒子径及び飽和磁化を測定し、組成分析を行った。また、実施例１と同様にして、得られた圧粉磁心を用いてリング試験片を作製し、比透磁率を求めた。これらの結果を表３に示す。 In the same manner as in Example 1, the obtained Fe-Ni-Ag nanoparticles were measured for average particle size and saturation magnetization, and composition analysis was performed. Further, in the same manner as in Example 1, a ring test piece was prepared using the obtained dust core, and the relative magnetic permeability was determined. These results are shown in Table 3.
（比較例５）
Ｃｕ（ａｃａｃ）２の代わりに塩化アルミニウム（富士フィルム和光純薬株式会社製）８ｍｍｏｌを用いた以外は実施例１と同様にして、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌナノ粒子の調製を試みたが、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子と酸化アルミニウム粒子が生成し、Ｆｅ−Ｎｉ−Ａｌナノ粒子は得られなかった。これは、アルミニウムが酸化されやすく、Ｎｉ−Ａｌナノ粒子を形成する前に、酸化アルミニウムが析出したためと考えられる。
(Comparative Example 5)
An attempt was made to prepare Fe-Ni-Al nanoparticles in the same manner as in Example 1 except that 8 mmol of aluminum chloride (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of Cu (acac) 2. Ni nanoparticles and aluminum oxide particles were produced, and Fe-Ni-Al nanoparticles were not obtained. It is considered that this is because aluminum is easily oxidized and aluminum oxide is precipitated before forming Ni—Al nanoparticles.
表３に示したように、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子にＳｎを配合した場合（比較例３）には、平均粒子径が３０ｎｍ以下のＦｅ−Ｎｉ−Ｓｎナノ粒子を得ることは困難であった。また、Ｆｅ−Ｎｉナノ粒子にＡｇを配合した場合（比較例４）には、平均粒子径が１〜３０ｎｍのＦｅ−Ｎｉ−Ａｇナノ粒子は得られたが、圧粉磁心の比透磁率は低くなった。 As shown in Table 3, when Sn was blended with Fe—Ni nanoparticles (Comparative Example 3), it was difficult to obtain Fe—Ni—Sn nanoparticles having an average particle diameter of 30 nm or less. Further, when Ag was blended with Fe-Ni nanoparticles (Comparative Example 4), Fe-Ni-Ag nanoparticles having an average particle diameter of 1 to 30 nm were obtained, but the relative magnetic permeability of the dust core was high. It became low.
以上説明したように、本発明によれば、Ｆｅ−Ｎｉ系ナノ粒子を含有し、高い透磁率を有する圧粉磁心を得ることが可能となる。したがって、本発明の圧粉磁心は、変圧器（トランス）、電動機（モータ）、発電機、スピーカ、誘導加熱器、各種アクチュエータ等の電磁気を利用した製品のコア材等として有用である。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a dust core containing Fe—Ni-based nanoparticles and having a high magnetic permeability. Therefore, the dust core of the present invention is useful as a core material for products using electromagnetic waves such as transformers, electric motors, generators, speakers, induction heaters, and various actuators.
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