JP2023124670A - 軟磁性合金粉末、磁心、および磁性部品 - Google Patents

Abstract

【課題】直流重畳特性の向上に寄与する軟磁性合金粉末、および、当該軟磁性合金粉末を含む磁心と磁性部品とを提供すること。【解決手段】粒子表面が滑らかな凹凸を有するディンプル粒子を含む軟磁性合金粉末である。ディンプル粒子の断面で観測される粒子表面は、複数の凸点と、前記凸点の間に位置する凹部と、を有する。凹部の平均深さＲＤが、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、粒子表面の周方向に沿って隣接する凸点の平均間隔ＶＤが、平均深さＲＤの５倍以上である。【選択図】図１Ａ

Description

本開示は、軟磁性合金粉末、磁心、および、磁性部品に関する。

インダクタなどの磁性部品では、磁心の磁気特性を向上させるために、磁心に含まれる磁性粉末の充填率を高める試みがなされてきた。たとえば、特許文献１では、粒度が異なる２種類の金属磁性粉を用いて磁心を構成することで、充填率を高めることができ、透磁率などの磁気特性が向上することが開示されている。

ただし、近年、磁性部品に対する小型化、高周波化、高効率化、省エネルギー化などの要求は益々高まっている。磁性粉末の充填率を改善するだけでは、上記要求に応えることができるほどの良好な直流重畳特性を得るには不十分であり、直流重畳特性の更なる向上が求められている。

特開２０１１－１９２７２９号公報

本開示は、上記の実情を鑑みてなされ、その目的は、直流重畳特性の向上に寄与する軟磁性合金粉末、および、当該軟磁性合金粉末を含む磁心と磁性部品とを提供することである。

上記の目的を達成するために、本開示に係る軟磁性合金粉末は、
粒子表面が滑らかな凹凸を有するディンプル粒子を含み、
前記ディンプル粒子の断面で観測される前記粒子表面が、複数の凸点と、前記凸点の間に位置する凹部と、を有し、
前記凹部の平均深さＲＤが、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、
前記粒子表面の周方向に沿って隣接する前記凸点の平均間隔ＶＤが、前記平均深さＲＤの５倍以上である。

上記の特徴を有する軟磁性合金粉末を用いることで、磁心の直流重畳特性を向上させることができる。

前記ディンプル粒子の断面において、前記粒子表面の前記凸点と接する仮想曲線を外接円とし、前記粒子表面の前記凹部の底点と接する仮想曲線を内接円とし、前記外接円と前記内接円との間隔を等分する仮想曲線を中間線とする。
好ましくは、前記断面で観測される前記粒子表面の１／４周分の範囲において、前記中間線と前記粒子表面との交点の数ＮＩが、平均で、２個以上１８個以下である。

好ましくは、前記ディンプル粒子の平均粒径が、１０μｍ以上５０μｍ以下である。

好ましくは、前記ディンプル粒子がＦｅ基ナノ結晶を有する。

好ましくは、前記ディンプル粒子が非晶質である。

前記ディンプル粒子を含む軟磁性合金粉末は、インダクタ、トランス、チョークコイルなどの磁性部品における磁心の材料として好適に用いることができる。本開示の軟磁性合金粉末を含む磁心では、前記磁心の断面に占める前記ディンプル粒子の面積割合が、１０％以上７０％以下であることが好ましい。
上記面積割合を満たすことで、高い透磁率を確保しつつ、優れた直流重畳特性を得ることができる。

図１Ａは、ディンプル粒子の外観を撮影したＳＥＭ画像の一例である。 図１Ｂは、ディンプル粒子の断面を撮影したＴＥＭ画像の一例である。 図１Ｃは、図１Ｂに示す断面画像の一部をさらに拡大したＴＥＭ画像である。 図２Ａは、従来の軟磁性金属粒子の外観を撮影したＳＥＭ画像の一例である。 図２Ｂは、従来の軟磁性金属粒子の断面を撮影したＴＥＭ画像の一例である。 図２Ｃは、図２Ｂに示す断面画像の一部をさらに拡大したＴＥＭ画像である。 図３Ａは、絶縁被膜を有するディンプル粒子の断面を撮影したＳＥＭ画像の一例である。 図３Ｂは、図３Ａに示す断面の一部をさらに拡大したＳＥＭ画像である。 図４Ａは、ディンプル粒子の解析方法の一例を示す模式図である。 図４Ｂは、ディンプル粒子の解析方法の一例を示す模式図である。 図４Ｃは、ディンプル粒子の解析方法の一例を示す模式図である。 図５Ａは、ディンプル粒子の製造に用いる金属粉末製造装置の概略断面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す金属粉末製造装置における冷却液の流れを鉛直方向から見た模式図である。 図６は、図１Ａに示すようなディンプル粒子を含む磁心の一例を示す概略断面図である。 図７は、図６に示すような磁心を含む磁性部品の一例を示す概略断面図である。

以下、本開示を、図面に示す実施形態に基づき詳細に説明する。

本実施形態に係る軟磁性合金粉末１は、図１Ａに示すディンプル粒子２を含む。従来の軟磁性合金粉末では、構成粒子の表面（図２Ａ～図２Ｃ参照）が、凹凸のない滑らかな曲面を有しているのに対し、ディンプル粒子２の表面は、図１Ａに示すように、複数の浅い窪みを有する。換言すると、ディンプル粒子２における粒子表面２０は、滑らかな凹凸を有する。

なお、ディンプル粒子２には、粒子表面２０を覆うように絶縁被膜が形成してあってもよいが、図１Ａは、絶縁被膜を形成する前のディンプル粒子２の外観を撮影したＳＥＭ画像である。すなわち、本実施形態における「粒子表面２０」とは、粒子を覆う絶縁被膜の表面ではなく、粒子本体の表面（金属表面）を意味する。

なおディンプル粒子２は、任意の粉末粒子の観察において、観察面から作為的に抽出することで観察が可能である。また、前記磁心の断面においても、ディンプル粒子２を、任意の視野において作為的に抽出することで、観察が可能である。

図１Ｂおよび図１Ｃは、図１Ａに示すディンプル粒子２の表面近傍における断面をＴＥＭで観察した結果である。図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、断面で観測される粒子表面２０は、表面粗さよりも長周期的なうねり曲線を成しており、複数の凸点２１と、凹部２２とを有する。凸点２１は、粒子表面２０が径方向の外側に向かって隆起している領域の頂点である。一方、凹部２２は、それぞれ、粒子表面２０の周方向で隣接する２つの凸点２１の間に位置し、粒子表面２０が径方向の内側に向かって窪んでいる領域である。それぞれの凹部２２において、粒子表面２０が径方向の内側に向かって最も窪んでいる箇所の中心（すなわち各凹部２２における最深部の中心）を底点２３と称する。

なお、ＴＥＭ観察で使用する測定試料は、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いたマイクロサンプリング法により、ディンプル粒子２の表面付近から薄片を採取することで準備することができる。図１Ｂおよび図１Ｃに示すＴＥＭ画像では、粒子表面２０の外側に、ディンプル粒子２よりもコントラストが明るい領域が存在するが、当該領域は、ＴＥＭ観察用の測定試料を作製する際に形成した保護層である。

図１Ｂおよび図１Ｃに示すような断面で観測される粒子表面２０において、凹部２２の平均深さＲＤは、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。また、粒子表面２０の周方向に沿って隣接する凸部２１の平均間隔ＶＤは、平均深さＲＤの５倍以上である。ディンプル粒子２の表面には、上記の平均深さＲＤおよび平均間隔ＶＤを満たすような浅い窪みが形成してあり、当該ディンプル粒子２が、直流重畳特性の向上に寄与する。

なお、平均深さＲＤは、１５ｎｍ以上１４５ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以上１００ｎｍ未満であることがより好ましい。また、平均深さＲＤに対する平均間隔ＶＤの比（ＶＤ／ＲＤ）は、５以上であり、１０以上であることが好ましい。ＶＤ／ＲＤの上限は、特に限定されず、たとえば、ＶＤ／ＲＤは、１００以下であることが好ましく、６０以下であることがより好ましい。

平均深さＲＤ、および、平均間隔ＶＤは、ディンプル粒子２の断面解析により測定することができる。以下、図４Ａ～図４Ｃに示す模式図に基づいて、ディンプル粒子２の断面解析方法について説明する。なお、図４Ａ～図４Ｃに示す粒子表面２０の起伏は、実際のＴＥＭ像で観測される起伏よりも誇張して描いてある。

まず、凹部２２の深さＤ１は、外接円Ｃ１から内接円Ｃ２までの径方向の距離として計測することができる。外接円Ｃ１（図４Ａおよび図４Ｂの一点鎖線）とは、粒子表面２０の凸点２１と接する仮想曲線であり、内接円Ｃ２（図４Ａおよび図４Ｂの二点鎖線）とは、粒子表面２０における凹部２２の底点２３と接する仮想曲線である。ディンプル粒子２の表面に存在する窪みは、前述のとおり、非常に浅いため、粒子表面２０の全周が納まる視野で外接円Ｃ１および内接円Ｃ２を描くことは困難である。そのため、断面解析を実施する際の視野は、図４Ａや図４Ｂに示すように、２個～６個の凸点２１が含まれる範囲に設定することが好ましい。もしくは、断面解析を実施する際の視野は、ディンプル粒子２の周囲長の１／４以下の範囲で、かつ、少なくとも２個の凸点２１が含まれる範囲に設定することが好ましい。

上記の条件を満たすように視野を設定したうえで、粒子表面２０に沿う曲率で、視野内に含まれる凸点２１を繋ぐように、外接円Ｃ１を描く。また、内接円Ｃ２についても、粒子表面２０に沿う曲率で、視野内に含まれる底点２３を繋ぐように、内接円Ｃ２を描く。このようにして外接円Ｃ１と内接円Ｃ２とを描いた場合、図４Ｂに示すように、外接円Ｃ１から内接円Ｃ２までの径方向の距離を凹部２２の深さＤ１と見なすことができる。なお、外接円Ｃ１から内接円Ｃ２までの径方向の距離は、外接円Ｃ１の半径と内接円Ｃ２の半径との差に相当する。

深さＤ１の平均値である平均深さＲＤは、上記の断面解析を少なくとも２０個のディンプル粒子２に対して実施し、Ｄ１のｎ数を５０以上として、算出することが好ましい。

隣接する凸点２１の間隔Ｄ２は、断面における凹部２２の開口長さに相当する。図４Ｂに示すように、凸点２１の間隔Ｄ２は、凸点間の直線距離として算出すればよい。間隔Ｄ２の平均値である平均間隔ＶＤについても、平均深さＲＤと同様に、上記の断面解析を少なくとも２０個のディンプル粒子２に対して実施し、Ｄ２のｎ数を５０以上として、算出することが好ましい。

また、上記の断面解析では、図４Ｂに示すように、外接円Ｃ１と内接円Ｃ２との間隔を等分する仮想曲線を描き、当該仮想曲線を中間線Ｃ３（図４Ｂの破線）とする。この中間線Ｃ３と粒子表面２０とが交わる点を、交点２４と称する。ディンプル粒子２の断面では、所定範囲内に含まれる交点２４の数が所定の範囲に制御してあることが好ましい。具体的に、断面で観測される粒子表面２０の１／４周分の範囲において、交点２４の数ＮＩが、平均で、２個以上１８個以下であることが好ましく、３．４個以上１５個以下であることがより好ましい。

なお、「粒子表面２０の１／４周分の範囲」とは、ディンプル粒子２の周囲長の１／４の範囲であり、当該範囲は、１つの視野で観測してもよいし、複数の視野に分けて観測してもよい。また、交点２４の数ＮＩは、少なくとも２０個のディンプル粒子２の断面を解析して、交点２４の個数を計測し、その平均値として算出すればよい。交点の数ＮＩは、断面で観測される粒子表面２０における凹部２２の個数を表す指標である。

上述のとおり、断面で観測される粒子表面２０の凹凸は、外接円Ｃ１、内接円Ｃ２、および中間線Ｃ３を描いて解析することができる。ただし、各仮想曲線Ｃ１～Ｃ３を描く際に曲率の設定が必ずしも容易ではない場合には、図４Ｃに示す方法で粒子表面２０の凹凸を解析してもよい。

具体的に、図４Ｃに示すような凹部２２を拡大した断面において、隣接する凸点２１を結ぶ第１直線Ｌ１（図４Ｃの一点鎖線）を引く。そして、第１直線Ｌ１と平行で、かつ、底点２３を通る第２直線Ｌ２（図４Ｃの二点鎖線）を引く。この第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との垂線距離を、凹部２２の深さＤ１と見なしてもよい。なお、図４Ｃに示す解析方法においても、凸点２１の間隔Ｄ２は、図４Ｂの場合と同様に、凸点間の直線距離として算出すればよい。間隔Ｄ２が、ディンプル粒子２の直径（すなわち円相当径）に対して、１／１０以下である場合には、図４Ｃに示す方法で測定した深さＤ１は、図４Ｂに示す方法で測定した深さＤ１と同程度であり、曲率の影響を無視しても問題ない。

なお、図４Ｃに示す直線（Ｌ１およびＬ２）に基づく解析方法においても、少なくとも２０個のディンプル粒子２に対して断面解析を実施し、Ｄ１およびＤ２のｎ数を５０以上として、平均深さＲＤおよび平均間隔ＶＤを算出することが好ましい。

また、ディンプル粒子２の断面解析において、断面観察の視野中に存在する任意の底点２３と、この任意の底点２３と隣接する凸点２１とを通る直線を、第３直線Ｌ３（図４Ｃの破線）とする。第１直線Ｌ１と第３直線Ｌ３とがなす角θｒは、平均で、２０°以下であることが好ましく、１０°以下であることがより好ましく、７°以下であることがさらに好ましい。

図４Ａ～図４Ｃに示す断面解析で使用する測定試料は、ディンプル粒子２を含む磁心から採取してもよいし、ディンプル粒子２を含む粉末試料から採取してもよい。つまり、粉末試料中のディンプル粒子２の断面を各種電子顕微鏡（ＳＥＭ、ＳＴＥＭ、ＴＥＭなど）により観察して、ＲＤやＶＤを求めてもよいし、磁心の断面を各種電子顕微鏡により観察して、ＲＤやＶＤを求めてもよい。

ディンプル粒子２の平均粒径（断面円相当径の算術平均値）は、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。当該平均粒径は、ディンプル粒子２を含む埋込樹脂の断面や磁心の断面を、電子顕微鏡を用いて観察し、測定断面に含まれるディンプル粒子２の円相当径を測定することで、算出すればよい。

また、ディンプル粒子２は、表面に浅い窪みが形成されているものの、図１Ａに示すように、球に近い粒子形状を有する。具体的に、ディンプル粒子２の平均円形度は、０．８以上であることが好ましく、０．９以上であることがより好ましい。各ディンプル粒子２の円形度は、断面におけるディンプル粒子２の面積をＳ、ディンプル粒子２の周囲長をＬとして、２（πＳ）^1/2／Ｌで表される。真円の円形度は１であり、円形度が１に近いほど、粒子の球形度が高くなる。なお平均円形度は、少なくとも２０個のディンプル粒子２の円形度を測定し、算出することが好ましい。

ディンプル粒子２は、軟磁性の合金組成を有しており、具体的な合金組成は特に限定されない。たとえば、ディンプル粒子２は、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｓｉ－Ｃｏ系などの結晶系の合金組成を有することができる。もしくは、Ｆｅ基非晶質系またはＦｅ基ナノ結晶系の合金組成であってもよい。軟磁性合金粉末１の保磁力を低くする観点から、軟磁性合金粉末１の構成粒子であるディンプル粒子２は、Ｆｅ基非晶質またはＦｅ基ナノ結晶の合金組成を有していることが好ましく、Ｆｅ基ナノ結晶の合金組成を有していることがより好ましい。

非晶質やナノ結晶の合金組成としては、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｐ－Ｃ系、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｂ系、もしくはＦｅ－Ｃｏ－Ｂ－Ｓｉ系などがあげられる。より具体的に、ディンプル粒子２は、組成式（Ｆｅ_(1-(α₊β₎₎ＣｏαＮｉβ）_(1-(a+b))Ｘ１_aＸ２_bを満たす合金組成を有していることが好ましく、上記組成を有することで、非晶質、ヘテロアモルファス、もしくはナノ結晶の結晶構造が得られやすい。

上記組成式において、Ｘ１はＢ、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、およびＡｌから選択される１種以上の元素である。Ｘ２は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｇａ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｖ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎ、Ｏ、Ａｕ、Ｃｕ、希土類元素、および白金族元素から選択される１種以上の元素である。希土類元素には、Ｓｃ，Ｙおよびランタノイドが含まれ、白金族元素には、Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，およびＰｔが含まれる。また、α，β，ａ，ｂは、原子数比であり、これら原子数比は、以下の要件を満足することが好ましい。

Ｆｅに対するＣｏの含有量（α）は、０≦α≦０．７００であり、０．０１０≦α≦０．６００であってもよく、０．０３０≦α≦０．６００であってもよく、０．０５０≦α≦０．６００であってもよい。αが上記の範囲内であることにより、軟磁性合金粉末１の飽和磁束密度Ｂｓおよび耐食性が向上する。Ｂｓを向上させる観点では、０．０５０≦α≦０．５００であることが好ましい。αが大きくなるほど耐食性が向上する傾向にあるが、αが大きすぎる場合にはＢｓが低下しやすくなる。

また、Ｆｅに対するＮｉの含有量（β）は、たとえば、０≦β≦０．２００とすることができる。すなわち、軟磁性合金はＮｉを含まなくてもよく、０．００５≦β≦０．２００であってもよい。Ｂｓを向上させる観点では、０≦β≦０．０５０であってもよく、０．００１≦β≦０．０５０であってもよく、０．００５≦β≦０．０１０であってもよい。βが大きくなるほど耐食性が向上する傾向にあるが、βが大きすぎる場合にはＢｓが低下する。

さらに、軟磁性合金を構成する各元素の原子数比の和を１としたとき、Ｆｅ，Ｃｏ，およびＮｉの合計含有量の原子数比（１－（ａ＋ｂ））は、０．７２０≦（１－（ａ＋ｂ））≦０．９５０であることが好ましく、０．７８０≦（１－（ａ＋ｂ））≦０．８９０であることがより好ましい。当該要件を満足することでＢｓが向上しやすくなる。また、０．７２０≦（１－（ａ＋ｂ））≦０．８９０であることにより、非晶質が得られやすく、保磁力が低下しやすくなる。

Ｘ１は不純物として含まれていてもよく、意図的に添加してもよい。Ｘ１の含有量（ａ）は、０≦ａ≦０．２００であることが好ましい。Ｂｓを向上させる観点では０≦ａ≦０．１５０であることが好ましい。

Ｘ２は不純物として含まれていてもよく、意図的に添加してもよい。Ｘ２の含有量（ｂ）は、０≦ｂ≦０．２００であることが好ましい。Ｂｓを向上させる観点では０≦ｂ≦０．１５０であることが好ましく、０≦ｂ≦０．１００であることがさらに好ましい。

上述したディンプル粒子２の組成は、たとえば、誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ）を用いて分析することができる。この際、ＩＣＰで酸素量を求めることが難しい場合には、インパルス加熱溶融抽出法を併用することができる。また、ＩＣＰで炭素量および硫黄量を求めることが難しい場合には、赤外吸収法を併用することができる。

また、ＩＣＰの他に、電子顕微鏡に付随のＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析）やＥＰＭＡ（電子プローブマイクロアナライザー）で組成分析を実施してもよい。たとえば、樹脂成分を有する磁心に含まれているディンプル粒子２については、ＩＣＰによる組成分析が難しい場合があり、この場合は、ＥＤＸやＥＰＭＡを用いて組成分析をしてもよい。また、上述したいずれの方法でも詳細な組成分析が難しい場合は、３ＤＡＰ（３次元アトムプローブ）を用いて組成分析を実施してもよい。３ＤＡＰを用いる場合には、分析する領域において樹脂成分や表面酸化などの影響を除外してディンプル粒子２の組成を測定することができる。３ＤＡＰでは、ディンプル粒子２の内部において小さな領域（例えばΦ２０ｎｍ×１００ｎｍの領域）を設定して平均組成を測定することができるためである。

前述したように、ディンプル粒子２の結晶構造は、結晶質、ナノ結晶、非晶質とすることができ、保磁力を低くする観点で、ナノ結晶または非晶質であることが好ましい。ここで、「非晶質の結晶構造」とは、非晶質化度Ｘが８５％以上の結晶構造であって、当該非晶質化度Ｘを満足する範囲で結晶が含まれていてもよいことを意味する。すなわち、非晶質の結晶構造には、概ね非晶質で構成される構造、もしくは、ヘテロアモルファスからなる構造などが含まれる。ヘテロアモルファスからなる構造の場合、非晶質中に存在する結晶の平均結晶粒径は、０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが好ましい。また、本実施形態では、「ナノ結晶」とは、非晶質化度Ｘが８５％未満であって、かつ、平均結晶粒径が１００ｎｍ以下（好ましくは３ｎｍ～５０ｎｍ）である結晶構造を意味し、「結晶質」とは、非晶質化度Ｘが８５％未満であって、かつ、平均結晶粒径が１００ｎｍを超過する結晶構造を意味する。

なお、非晶質化度Ｘは、ＸＲＤを用いたＸ線結晶構造解析により測定することができ、ＥＢＳＤ（結晶方位解析）や電子線回折により測定してもよい。

また、前述したように、ディンプル粒子２は、粒子表面２０を覆う絶縁被膜を有していてもよい。絶縁被膜は、粒子表面２０の酸化による被膜、もしくは、ＢＮ、ＳｉＯ₂、ＭｇＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、リン酸塩、ケイ酸塩、ホウケイ酸塩、ビスマス酸塩、または各種ガラスなどの無機材料を含む被膜とすることができ、絶縁被膜の材質は特に限定されない。また、絶縁被膜の平均厚みは、１ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。

以下、ディンプル粒子２を含む軟磁性合金粉末１の製造方法の一例について説明する。軟磁性合金粉末１は、ガスアトマイズ法で製造することが好ましく、ガスアトマイズ装置として図５Ａに示す金属粉末製造装置１０を用いて製造することがより好ましい。金属粉末製造装置１０は、楕円螺旋状の冷却水流を発生させることができる装置であり、当該金属粉末製造装置１０を用いることで、最適な急冷条件で軟磁性合金粉末１を製造することができる。

金属粉末製造装置１０は、図５Ａに示すように、溶融金属供給部６０と、当該供給部の鉛直方向の下方に配置してある冷却部３０と、を有する。図５Ａでは、鉛直方向をＺ軸方向とする。溶融金属供給部６０は、溶融金属６１を収容する耐熱性の容器６２を有しており、容器６２の外周には加熱用コイル６４が配置してある。軟磁性合金粉末１の製造時には、所望の合金組成を有する母合金を容器６２に投入し、加熱用コイル６４により母合金を溶融させ、得られた溶融金属６１の温度を所定の範囲に保持する。

なお、母合金の製造方法は特に限定されない。たとえば、軟磁性合金粉末１を構成する各元素の原料（純金属等）を目的の合金組成となるように秤量し、当該原料を所定の真空度のチャンバー内で高周波加熱により溶解させることで、母合金を得ることができる。また、母合金を溶解して得た溶融金属６１の温度は、特に限定されず、目的の合金組成の融点を考慮して設定すればよく、たとえば、１２００℃～１６００℃とすることができる。

容器６２の底部には、吐出口６３が形成してある。所定温度に保持された溶融金属６１は、吐出口６３から、冷却部３０を構成する筒体３２の内周面３３に向けて、滴下溶融金属６１ａとして吐出される。

また、容器６２の外底壁の外側には、吐出口６３を囲むように、ガス噴射ノズル６６が配置してある。このガス噴射ノズル６６には、噴射口６７が具備してあり、噴射口６７から滴下溶融金属６１ａに向けて高圧ガスが噴射される。より具体的に、高圧ガスは、吐出口６３から吐出された溶融金属６１の周囲全周から斜め下方向に向けて噴射される。これにより、滴下溶融金属６１ａは、多数の液滴となり、ガスの流れに沿って筒体３２の上部内側の内周面３３に向けて運ばれる。

なお、高圧ガスは、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、もしくは、アンモニア分解ガスなどの還元性ガスであることが好ましい。また、浅い窪みを有するディンプル粒子２を得るためには、吐出口６３付近の吸引圧力を－４０ｋＰａ～－６０ｋＰａとすることが好ましい。この吸引圧力は、高圧ガスが衝突する吐出口６３の先端長と、高圧ガスの圧力とのバランスを調整することで制御することができる。

また、ディンプル粒子２の平均粒径は、溶融金属６１の吐出流量により、制御することができる。吐出流量が少ないほどディンプル粒子２の平均粒径が小さくなり、吐出流量が多いほどディンプル粒子２の平均粒径が大きくなる傾向となる。ディンプル粒子２の粒径は、吐出流量の他、ガス噴射圧、滴下溶融金属６１ａが冷却部３０に達するまでの距離、冷却部３０の水流速度などの因子を調整することでも制御可能である。

冷却部３０は、内周面３３を擁する筒体３２と、筒体３２の上部に具備してある冷却液導出部３６と、筒体３２の下部に具備してある排出部３４と、を有する。筒体３２は、筒体３２の軸芯Ｏが鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して所定角度θ２で傾くように設置してある。また、筒体３２の上部は、所定角度θ２で傾いた状態で、Ｚ軸方向と垂直な水平方向に切断されており、筒体３２の上面は楕円形状の開口面となっている。さらに、筒体３２の内周面３３では、軸芯Ｏに対して角度θ１で傾斜する断面が、図５Ｂに示すような楕円形状となっており、この楕円形状の断面が軸芯Ｏに沿って連続的に形成される。

なお角度θ１は、θ１＝（９０度－θ２）で表され、前述した楕円形状の断面とは、鉛直方向と垂直な内周面３３（筒体３２）の水平断面である。内周面３３の水平断面における楕円の長軸は、筒体３２の軸芯ＯがＺ軸（鉛直線）に対して傾斜する方向と一致していることが好ましい。すなわち、水平断面の長軸が、筒体３２の軸芯Ｏと、その軸芯Ｏと交差するＺ軸とを含む平面に含まれるように、筒体３２が構成してあることが好ましい。

図５Ｂに示すように、内周面３３の水平断面において、楕円形の短径をＷ１とし、楕円形の長径をＷ２とする。浅い窪みを有するディンプル粒子２を得るためには、短径Ｗ１に対する長径Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が、１．０４以上３．００以下であることが好ましく、１．１０以上２．００以下であることがより好ましく、１．１０以上１．３０以下であることがさらに好ましい。

冷却部３０における冷却液導出部３６は、供給ライン３７と、冷却液吐出口５２と、を有しており、冷却液導出部３６では、供給ライン３７から供給される冷却液が、冷却液吐出口５２から筒体３２の内周面３３に沿って吐出される。冷却液導出部３６は、楕円螺旋形の水流を生み出すために最適な構造を有しており、冷却液吐出口５２から吐出された冷却液は、内周面３３に沿って楕円形状の螺旋を描きながら、軸芯Ｏの下方に向かって流れ、一定の厚みを有する冷却液層５０を形成する。

高圧ガスによって内周面３３に向かって噴射された滴下溶融金属６１ａは、楕円螺旋状の水流を有する冷却液層５０により急冷される。冷却液層５０で発生している楕円螺旋状の水流では、楕円の短径側で流速が速くなり、楕円の長径側では流速が遅くなっている。そのため、冷却液層５０に噴射された滴下溶融金属６１ａは、冷却液の流速に併せて、速度変化を伴いながら、楕円螺旋状の水流にのって軸芯Ｏの下方に向かって流されていく。

このように、冷却液層５０を流れる滴下溶融金属６１ａに速度変化を与えることで、滴下溶融金属６１ａ周りに発生する蒸気の膜が、滴下溶融金属６１ａから剥離され易くなり、滴下溶融金属６１ａに対する急冷の効率が向上する。そして、滴下溶融金属６１ａが、冷却液層５０における楕円螺旋状の水流により凝固することで、ディンプル粒子２を含む軟磁性合金粉末１が得られる。この軟磁性合金粉末１は、筒体３２の下方に位置する排出部３４から、冷却液と共に排出される。金属粉末製造装置１０から取り出した軟磁性合金粉末１に対しては、適宜、乾燥や分級などの処理を施してもよい。

上記の金属粉末製造装置１０により製造した軟磁性合金粉末１では、構成粒子の大半がディンプル粒子２となる場合があり、構成粒子の一部がディンプル粒子２となる場合もある。つまり、軟磁性合金粉末１には、図１Ａ～図１Ｃに示すようなディンプル粒子２だけでなく、図２Ａ～図２Ｃに示す球状粒子などの他の粒子が含まれていてもよい。

ディンプル粒子２の生成には、筒体３２のＷ２／Ｗ１や、溶融金属６１の吐出口６３付近における吸引圧力などが影響していると考えられる。適度な吸引圧力によって溶湯が加速され、一定の溶融状態を維持した噴射溶融金属の溶滴が、流速変化を伴う楕円螺旋状の冷却液層で急速に冷却されることによって、粒子表面に応力がかかり、ディンプル粒子２が生成すると考えられる。上記の製法で得られた軟磁性合金粉末１におけるディンプル粒子２の含有割合は、製造条件によって変化する場合がある。「１０ｎｍ≦平均深さＲＤ≦１５０ｎｍ、および、５．０≦ＶＤ／ＲＤ」を満たす条件で製造した軟磁性合金粉末１では、ディンプル粒子２の含有割合が、重量換算で、少なくとも１％である。軟磁性合金粉末１におけるディンプル粒子２の含有割合は、１０％以上であることがより好ましい。

なお、軟磁性合金粉末１の各構成粒子の表面に絶縁被膜を形成する場合には、軟磁性合金粉末１に対して、熱処理、リン酸塩処理、メカニカルアロイング、シランカップリング処理、もしくは、水熱合成などの被膜形成処理を施せばよい。

（軟磁性合金粉末１の用途）
ディンプル粒子２を含む軟磁性合金粉末１の用途は、特に限定されず、各種磁性部品に適用することができる。特に、軟磁性合金粉末１は、インダクタ、トランス、チョークコイルなどの磁性部品における磁心の材料として好適に用いることができる。以下、図６および図７に基づいて、ディンプル粒子２を含む磁心および磁性部品の一例を説明する。

（磁心４）
ディンプル粒子２を含む磁心４（圧粉磁心）は、所定の形状を有するように形成されていればよく、その外形寸法や形状は特に限定されない。図６の概略断面図に示すように、磁心４は、少なくとも磁性粉１１と、結合剤としての樹脂４０とを含み、磁性粉１１の構成粒子（２，１２）が樹脂４０を介して結合することにより所定の形状に固定されている。

樹脂４０の材質は、特に限定されず、たとえば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とすることができる。また、磁心４における樹脂４０の含有率は、特に限定されず、たとえば、１．０質量％～２．５質量％であることが好ましい。

磁心４における磁性粉１１の充填率は、成形圧などの製造条件や樹脂４０の含有率などにより制御でき、たとえば、７０ｖｏｌ％～９０ｖｏｌ％とすることができる。透磁率を高める観点では、磁性粉１１の充填率は、８０ｖｏｌ％以上とすることが好ましい。

磁心４における磁性粉１１は、粒子表面２０に所定の凹凸を有するディンプル粒子２のみで構成してあってもよいが、図６に示すように、磁性粉１１には、ディンプル粒子２と、所定の凹凸を有していないその他の粒子１２と、が含まれていてもよい。図６では、ドットのハッチングで示す粒子がディンプル粒子２であり、斜線のハッチングで示す粒子が、その他の粒子１２である。

磁心４の断面に占めるディンプル粒子２の面積割合は、少なくとも１％とすることができ、１０％以上であることが好ましく、１０％以上７０％以下であることがより好ましい。

ディンプル粒子２の面積割合は、Ａ２／Ａ０で表され、Ａ２は、磁心４の断面に含まれるディンプル粒子２の合計面積であり、Ａ０は、樹脂４０および磁性粉１１の合計面積（すなわち、樹脂４０、ディンプル粒子２、その他の粒子１２の合計面積）である。上記面積割合Ａ２／Ａ０を計測するための測定視野は、磁性部品を構成するコイルなど磁心４以外の部分を含まない範囲に設定する。つまり、Ａ０は、測定視野の面積に相当する。ディンプル粒子２の面積割合は、磁心４の断面を少なくとも１５００００μｍ²解析して算出することが好ましい（つまり、測定視野の合計面積を少なくとも１５００００μｍ²として算出することが好ましい）。

図３Ａおよび図３Ｂは、絶縁被膜を有するディンプル粒子２の断面のＳＥＭ画像である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、絶縁被膜の形成後においても、粒子表面２０が凹凸を有していることが確認できる。図３Ａおよび図３Ｂと同様に、磁心４の断面で観測されるディンプル粒子２においても、粒子表面２０が所定の凹凸を有していることが確認できる。つまり、磁心４の断面を電子顕微鏡で観察し、当該断面中に含まれる構成粒子の表面が滑らかな凹凸を有しているか否かを確認することで、ディンプル粒子２と、その他の粒子１２とを識別することができる。また、磁心４の断面で観測されるディンプル粒子２に対して、図４Ａ～図４Ｃに示す解析方法を適用することで、平均深さＲＤ、凸点２１の平均間隔ＶＤ、交点２４の数ＮＩ、平均粒径、平均円形度などを計測することができる。

なお、ディンプル粒子２と、その他の粒子１２とは、同じ組成系で構成してあってもよいし、互いに異なる組成系を有していてもよい。また、ディンプル粒子２と、その他の粒子１２とは、同じ結晶構造を有していてもよいし、互いに異なる結晶構造を有していてもよい。たとえば、ディンプル粒子２を、組成式（Ｆｅ_(1-(α₊β₎₎ＣｏαＮｉβ）_(1-(a+b))Ｘ１_aＸ２_bを満たすＦｅ基ナノ結晶の合金粒子とし、その他の粒子１２をＦｅ－Ｓｉ系の結晶質の合金粒子とすることができる。

また、磁心４に含まれる磁性粉１１の構成粒子を、粒径で分類した場合、磁性粉１１には、断面の円相当径が５μｍ未満の小粒子１１ａと、断面の円相当径が５μｍ以上の大粒子１１ｂと、が含まれることが好ましい（図６参照）。前述のとおり、ディンプル粒子２の平均粒径は、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましいため、上記のように、磁性粉１１を粒径で大別した場合、ディンプル粒子２は、大粒子１１ｂに分類されることが好ましい。なお、大粒子１１ｂの平均粒径は、ディンプル粒子２と同様に、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

磁性粉１１が小粒子１１ａと大粒子１１ｂとで構成してある場合、磁心４における小粒子１１ａと大粒子１１ｂとの割合は、特に限定されない。たとえば、磁心４の断面に占める小粒子１１ａの合計面積をＡ１ａとし、磁心４の断面に占める大粒子１１ｂの合計面積をＡ１ｂとした場合、Ａ１ｂ／Ａ１ａは、０．１～９．０とすることができ、１．５～９．０であることが好ましい。

なお、小粒子１１ａと、大粒子１１ｂとは、同じ組成系で構成してあってもよいし、互いに異なる組成系を有していてもよい。また、小粒子１１ａと、大粒子１１ｂとは、同じ結晶構造を有していてもよいし、互いに異なる結晶構造を有していてもよい。たとえば、小粒子１１ａを、Ｆｅ－Ｎｉ系の結晶質の合金粒子とし、ディンプル粒子２を含む大粒子１１ｂを、組成式（Ｆｅ_(1-(α₊β₎₎ＣｏαＮｉβ）_(1-(a+b))Ｘ１_aＸ２_bを満たすＦｅ基ナノ結晶の合金粒子とすることができる。

磁心４の製造方法は特に限定されない。たとえば、金属粉末製造装置１０を用いて製造したディンプル粒子２を含む軟磁性合金粉末１と、熱硬化性樹脂とを混錬して樹脂コンパウンドを得る。この際、従来のガスアトマイズ装置で製造したディンプル粒子２を含まない他の軟磁性合金粉末、または／および、平均粒径がディンプル粒子２よりも小さい微粉末などを樹脂コンパウンドに添加してもよい。また、改質剤、防腐剤、分散剤、非磁性粉末などを添加してもよい。そして、樹脂コンパウンドを金型に充填し、加圧成形し、その後、熱硬化性樹脂を硬化させることで、図６に示すような磁心４が得られる。

（磁性部品１００）
図７に示す磁性部品１００では、素体が、図６に示すような磁心４で構成してある。素体である磁心４の内部には、コイル５が埋設してあり、コイル５の端部５ａ，５ｂは、それぞれ、磁心４の端面に引き出されている。また、磁心４の端面には、一対の外部電極６，８が形成してあり、一対の外部電極６，８は、それぞれ、コイル５の端部５ａ，５ｂと電気的に接続してある。

図７に示す磁性部品１００の用途は、特に限定されないが、たとえば、電源回路に用いられるパワーインダクタなどに好適である。なお、軟磁性合金粉末１を含む磁性部品（すなわちディンプル粒子２を含む磁性部品）は、図７に示すような様態に限定されず、所定形状の磁心の表面にワイヤが所定の巻き数だけ巻回されてなる磁性部品であってもよい。

（実施形態のまとめ）
本実施形態に係る軟磁性合金粉末１は、粒子表面２０が滑らかな凹凸を有するディンプル粒子２を含む。ディンプル粒子２の断面（＝磁心の断面）で観測される粒子表面２０は、複数の凸点２１と、凸点２１の間に位置する凹部２２と、を有する。凹部２２の平均深さＲＤが、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、粒子表面２０の周方向に沿って隣接する凸点２１の平均間隔ＶＤが、平均深さＲＤの５倍以上である。

上記の特徴を有するディンプル粒子２は、直流重畳特性の向上に寄与する。また、ディンプル粒子２では、粒子表面２０の凹部２２に絶縁被膜が充填され、絶縁被膜の形成が容易である。そのうえ、ディンプル粒子２では、粒子表面２０に対する絶縁被膜の密着強度が、従来の軟磁性合金粒子よりも高くなり、粒子表面２０から絶縁被膜が剥離し難くなる。そのため、ディンプル粒子２は、耐電圧の向上にも寄与する。

断面で観測される粒子表面２０の１／４周分の範囲において、中間線Ｃ３と粒子表面２０との交点２４の数ＮＩが、平均で、２個以上１８個以下であることが好ましい。交点２４の数ＮＩを上記の範囲とすることで、直流重畳特性の向上効果をより高めることができる。

ディンプル粒子２の平均粒径は、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。当該要件を満たすことで、高い透磁率を確保しつつ、直流重畳特性の向上効果を得ることができる。

また、ディンプル粒子２の結晶構造は、Ｆｅ基ナノ結晶または非晶質であることが好ましい。Ｆｅ基ナノ結晶または非晶質のディンプル粒子２では、保磁力を低くすることができ、優れた軟磁気特性を示す。また、Ｆｅ基ナノ結晶または非晶質のディンプル粒子２では、結晶質の場合よりも、直流重畳特性の向上効果をより高めることができる。

また、ディンプル粒子２を含む磁心４では、ディンプル粒子２の面積割合が、１０％以上７０％以下であることが好ましい。当該要件を満たすことで、磁心４において、高い透磁率を確保しつつ、より優れた直流重畳特性を得ることができる。

以上、本開示の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々に改変することができる。

以下、具体的な実施例に基づいて、本開示をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実験１）
実験１では、ガスアトマイズ装置における冷却部（筒体）のＷ２／Ｗ１を調整し、試料１～試料１１に係る軟磁性合金粉末を作製した。

まず、Ｆｅ、Ｎｂ、および、その他副成分などの純金属原料を準備し、溶解後に表１に示すＦｅ基ナノ結晶系の軟磁性合金組成が得られるように当該純金属原料を秤量した。そして、秤量した純金属原料を、真空引きしたチャンバー内で、高周波加熱により溶解し、母合金を得た。次に、作製した母合金を用いて、ガスアトマイズ法により軟磁性合金粉末を製造した。

具体的に、試料１の軟磁性合金粉末は、冷却部における筒体のＷ２／Ｗ１を１．００に設定した従来のガスアトマイズ装置で製造した。一方、試料２～１１の軟磁性合金粉末は、筒体のＷ２／Ｗ１を表１に示す値に設定し、楕円螺旋状の冷却水流を発生させる金属粉末製造装置で製造した。また、実験１では、溶融金属の吐出口付近の吸引圧力を－５０ｋＰａに設定した。加えて、実験１の各試料１～１１において、得られる軟磁性合金粉末の平均粒径が、２０μｍ～２２μｍの範囲内となるように、溶融金属の吐出流量を制御した。

ガスアトマイズ法で製造した各試料の軟磁性合金粉末に対して、コーティング処理を施し、構成粒子の表面にリン酸塩を含む絶縁被膜を形成した。この際、各試料における絶縁被膜の平均厚みが５ｎｍ～１５０ｎｍとなるように、コーティング処理の条件を制御した。

次に、試料１～１１毎に、製造した軟磁性合金粉末を用いて、以下に示す手順で圧粉磁心を製造した。まず、軟磁性合金粉末とエポキシ樹脂とを、混練することで、樹脂コンパウンドを得た。この際、軟磁性合金粉末とエポキシ樹脂との配合比は、実験１の各試料において、圧粉磁心中の樹脂含有率が２．５ｗｔ％となるように制御した。そして、当該樹脂コンパウンドを、金型に充填し加圧することで、トロイダル形状の成形体を得た。この際、成形圧は、得られる圧粉磁心の比透磁率μｉ（直流磁界を印加していない状態（０ｋＡ／ｍ）での比透磁率）が３０（単位なし）となるように、制御した。そして、上記成形体を、１８０℃で６０分間、加熱処理することで、成形体中のエポキシ樹脂を硬化させ、トロイダル形状（外形１１ｍｍ、内径６．５ｍｍ、厚み２．５ｍｍ）の圧粉磁心を得た。

実験１の各試料では、作製した圧粉磁心に対して、以下に示す評価を実施した。

（圧粉磁心の断面解析）
各試料の圧粉磁心の断面をＳＥＭにより観察し、観察視野中に含まれる軟磁性合金粉末のうちから、粒子表面に少しでも凹凸を有する粒子を特定した。本実験では、この「粒子表面に少しでも凹凸を有する粒子」を、「特定粒子」と称することとした（後述する実験２および３も同様）。そして、各特定粒子に対して、図４Ａおよび図４Ｂに示す断面解析を実施した。つまり、特定粒子の粒子表面を拡大した断面像において、外接円Ｃ１、内接円Ｃ２、および中間線Ｃ３を描き、凹部の平均深さＲＤ、凸点の平均間隔ＶＤ、中間線Ｃ３と粒子表面との交点の数ＮＩ（平均）、および、特定粒子の平均粒径（断面円相当径の算術平均）を算出した。

上記の断面解析は、少なくとも２０個の特定粒子に対して実施した。また、平均深さＲＤの算出においては、深さＤ１のｎ数を５０以上とし、平均間隔ＶＤの算出においては、間隔Ｄ２のｎ数を５０以上とした。さらに、少なくとも２０個の特定粒子の断面における円相当径を計測し、粒度分布を得ることで、特定粒子の平均粒径を算出した。実験１の各試料における特定粒子の断面解析結果を、表１に示す。

なお、本実験では、１０ｎｍ≦ＲＤ≦１５０ｎｍおよび５≦（ＶＤ／ＲＤ）を満たす試料の特定粒子を、ディンプル粒子と称することとした（実験２および３も同様）。つまり、上記の断面解析結果において、ＲＤ＜１０ｎｍである試料、１５０ｎｍ＜ＲＤである試料、もしくは、（ＶＤ／ＲＤ）＜５である試料については、ディンプル粒子が含まれておらず、比較例であると判断した。一方、１０ｎｍ≦ＲＤ≦１５０ｎｍを満たし、かつ、５≦（ＶＤ／ＲＤ）を満たす試料については、ディンプル粒子が含まれており、実施例であると判断した。

なお、各試料の軟磁性合金粉末において、特定粒子の平均円形度、および、その他の構成粒子の平均円形度、を計測したところ、いずれも、０．９以上であることが確認できた。また、圧粉磁心の断面における特定粒子の面積割合は、試料１～１１において、いずれも５％以上であった。

（圧粉磁心の比透磁率μｉおよび直流重畳特性）
各試料におけるトロイダル形状の圧粉磁心に対して、ポリウレタン銅線（ＵＥＷ線）を巻回した。そして、周波数１ＭＨｚにおける圧粉磁心のインダクタンスを、ＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー社製４２８４Ａ）を用いて測定し、当該インダクタンス値に基づいて圧粉磁心の比透磁率μｉ（単位なし）を算出した。比透磁率μｉの測定においては、直流磁界を印加しなかった。前述したように、実験１の各試料では、比透磁率μｉが３０となるように成形圧を制御しており、狙い通り、各試料の比透磁率μｉが３０となったことが確認できた。

また、各試料の圧粉磁心に対して８ｋＡ／ｍの直流磁界を印加して、インダクタンスを測定し、当該インダクタンス値から直流透磁率μＨｄｃ（単位なし）を算出した。この直流透磁率μＨｄｃが高く、比透磁率μｉ（すなわち３０）に近いほど、直流重畳特性が良好であると判断できる。実験１では、従来のガスアトマイズ装置を用いて製造した試料１の直流透磁率μＨｄｃを基準として、試料２～１１における直流重畳特性の向上率を算出した。直流重畳特性の向上率は、基準である試料１の直流透磁率μＨｄｃに対する各試料２～１１の直流透磁率μＨｄｃの比で表される。基準試料に対する直流重畳特性の向上率が、１．３０倍以上を良好、１．７０倍以上をさらに良好、２．００倍以上を特に良好と判断した。実験１における各試料の評価結果を表１に示す。

表１に示すように、試料１および試料２では、ＲＤが１０ｎｍ未満であり、圧粉磁心に所定の表面凹凸を有するディンプル粒子が含まれていなかった。また、試料１１では、ＲＤが１５０ｎｍ超過であり、かつ、ＶＤ／ＲＤが５未満であり、圧粉磁心に所定の表面凹凸を有するディンプル粒子が含まれていなかった。

一方、試料３～１０は、１０ｎｍ≦ＲＤ≦１５０ｎｍ、および、５≦（ＶＤ／ＲＤ）を満たしており、圧粉磁心にディンプル粒子が含まれていることが確認できた。そして、当該試料３～１０では、基準試料に対する直流重畳特性の向上率が１．３倍以上となった。この結果から、所定の凹凸を有するディンプル粒子により、高い比透磁率μｉを確保しつつ、直流重畳特性の向上が図れることがわかった。

また、試料４～９の結果から、交点の数ＮＩを２個以上１８個以下とすることで、高い透磁率を確保しつつ、直流重畳特性をより効果的に向上できることがわかった。

（実験２）
実験２では、平均粒径が異なる試料Ａ１～Ａ１５に係る軟磁性合金粉末を製造した。具体的に、ガスアトマイズにおける溶融金属の吐出流量（以下溶湯流量）を表２に示す値に設定することで、軟磁性合金粉末の平均粒径を制御した。試料Ａ１～Ａ１５では、上記以外の実験条件は実験１と同様として、軟磁性合金粉末および圧粉磁心を製造した。試料Ａ１～Ａ１５における粉末製造時の条件、および、評価結果を表２に示す。

なお、本実験においても、実験１と同様に、１０ｎｍ≦ＲＤ≦１５０ｎｍおよび５≦（ＶＤ／ＲＤ）を満たす試料の特定粒子を、ディンプル粒子と称している。ＲＤ＜１０ｎｍである試料、１５０ｎｍ＜ＲＤである試料、もしくは、（ＶＤ／ＲＤ）＜５である試料については、ディンプル粒子が含まれていないため、圧粉磁心中のディンプル粒子の面積割合は０％とした。一方、１０ｎｍ≦ＲＤ≦１５０ｎｍおよび５≦（ＶＤ／ＲＤ）を満たす試料については、圧粉磁心の断面における特定粒子の面積割合を、ディンプル粒子の面積割合（Ａ２／Ａ０）として算出した。

また、実験２では、ディンプル粒子を含む試料Ａ９の軟磁性合金粉末と、ディンプル粒子を含まない試料Ａ７の軟磁性合金粉末とを混合し、当該混合粉末を用いて圧粉磁心を製造した。つまり、試料Ａ９粉末に対して添加する試料Ａ７粉末の配合割合により、圧粉磁心の断面に占めるディンプル粒子の面積割合を調整し、試料Ｂ１～Ｂ６に係る圧粉磁心を得た。試料Ａ７粉末の配合割合は、試料Ａ７粉末と試料Ａ９粉末とを含む混合粉末１００ｗｔ％に対する試料Ａ７粉末の重量比で表され、試料Ｂ１～Ｂ６における試料Ａ７粉末の配合割合は、表３に示す値に設定した。試料Ｂ１～Ｂ６における上記以外の実験条件は実験１と同様とした。なお、試料Ｂ１～Ｂ６における特定粒子の平均粒径、ＲＤ、ＶＤ、およびＮＩは、試料Ａ９と同程度であった。試料Ｂ１～Ｂ６に係る圧粉磁心の評価結果を表３に示す。

なお、実験２において、ディンプル粒子を含まない試料Ａ１，Ａ４，Ａ７，Ａ１０，およびＡ１３が比較例に相当し、これら比較例の直流透磁率μＨｄｃを基準として、ディンプル粒子を含む実施例の直流重畳特性の向上率を算出した。表２および表３では、直流重畳特性の評価に際して基準に設定した試料の向上率を、「１．００」と表記している。

表２に示すように、ディンプル粒子（特定粒子）の平均粒径が１０μｍ以上５０μｍ以下である試料では、直流重畳特性の向上率を１．７０倍以上とすることができた。つまり、ディンプル粒子の平均粒径を１０μｍ以上５０μｍ以下とすることで、高い透磁率を確保しつつ、より優れた直流重畳特性が得られることがわかった。

また、表３に示す評価結果から、圧粉磁心の断面におけるディンプル粒子の面積割合を１０％以上７０％以下とすることで、高い透磁率を確保しつつ、より優れた直流重畳特性が得られることがわかった。

（実験３）
実験３では、合金組成が異なる軟磁性合金粉末を作製し、試料Ｃ１～試料Ｃ３５に係る圧粉磁心を得た。各試料の合金組成を分析した結果を表４に示す。実験３では、合金組成ごとに、従来のガスアトマイズ装置で製造した試料（ディンプル粒子を含まない試料）と、楕円螺旋状の水流を発生させる金属粉末製造装置１０で製造した試料（ディンプル粒子を含む試料）と、を得た。金属粉末製造装置１０で製造した各軟磁性合金粉末には、ディンプル粒子と、所定の凹凸を有していない球状粒子とが、含まれており、ディンプル粒子と、それ以外の球状粒子とは、いずれも同じ合金組成を有していた。つまり、表４に示す軟磁性合金粉末の合金組成が、各試料におけるディンプル粒子の合金組成である。

実験３における上記以外の実験条件は、実験１と同様とした。なお、実験３でも、実験１および２と同様に、直流重畳特性を、基準試料に対するμＨｄｃの向上率で評価し、各合金組成におけるディンプル粒子を含まない試料を、基準試料とした。実験３の評価結果を表４に示す。表４では、直流重畳特性の評価において基準とした試料の向上率を「１．００」と表記している。

表４に示すように、軟磁性合金粉末の合金組成や結晶構造を変えた場合であっても、所定の凹凸を有するディンプル粒子により、高い透磁率を確保しつつ、直流重畳特性の向上が図れることが確認できた。特に、ディンプル粒子がナノ結晶または非晶質の合金である場合に、結晶質の場合よりも直流重畳特性の向上率が高かった。この結果から、ディンプル粒子はナノ結晶または非晶質であることが好ましいことがわかった。

１ … 軟磁性合金粉末
２ … ディンプル粒子
２０ … 粒子表面
２１ … 凸点
２２ … 凹部
２３ … 底点
２４ … 交点
１０ … 金属粉末製造装置
６０ … 溶融金属供給部
６１ … 溶融金属
６１ａ … 滴下溶融金属
６２ … 容器
６３ … （溶融金属の）吐出口
６４ … 加熱用コイル
６６ … ガス噴射ノズル
６７ … 噴射口
３０ … 冷却部
３２ … 筒体
３３ … 内周面
３４ … 排出部
３６ … 冷却液導出部
３７ … 供給ライン
５２ … 冷却液吐出口
５０ … 冷却液層
４ … 磁心
１１ … 磁性粉
１２ … その他の粒子
１１ａ … 小粒子
１１ｂ … 大粒子
４０ … 樹脂
１００ … 磁性部品
５ … コイル
５ａ，５ｂ … （コイルの）端部
６，８ … 外部電極

Claims (8)

1. 粒子表面が滑らかな凹凸を有するディンプル粒子を含み、
   前記ディンプル粒子の断面で観測される前記粒子表面が、複数の凸点と、前記凸点の間に位置する凹部と、を有し、
   前記凹部の平均深さＲＤが、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であり、
   前記粒子表面の周方向に沿って隣接する前記凸点の平均間隔ＶＤが、前記平均深さＲＤの５倍以上である軟磁性合金粉末。
2. 前記ディンプル粒子の断面において、
   前記粒子表面の前記凸点と接する仮想曲線を外接円とし、
   前記粒子表面の前記凹部の底点と接する仮想曲線を内接円とし、
   前記外接円と前記内接円との間隔を等分する仮想曲線を中間線として、
   前記断面で観測される前記粒子表面の１／４周分の範囲において、前記中間線と前記粒子表面との交点の数ＮＩが、平均で、２個以上１８個以下である請求項１に記載の軟磁性合金粉末。
3. 前記ディンプル粒子の平均粒径が、１０μｍ以上５０μｍ以下である請求項１または２に記載の軟磁性合金粉末。
4. 前記ディンプル粒子がＦｅ基ナノ結晶を有する請求項１～３のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
5. 前記ディンプル粒子が非晶質である請求項１～３のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
6. 請求項１～５のいずれかに記載の軟磁性合金粉末を含む磁心。
7. 前記磁心の断面に占める前記ディンプル粒子の面積割合が、１０％以上７０％以下である請求項６に記載の磁心。
8. 請求項６または７に記載の磁心を有する磁性部品。

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