JP5093008B2 - 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 - Google Patents
酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子 Download PDFInfo
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Description
このように、モバイル機器の小型化および高性能化を図るためには、スイッチング電源の高周波数化が必要となる。このため、スイッチング電源の駆動周波数は、数100kHz程度まで高周波数化が進んでいる。また、それに伴い、モバイル機器に内蔵されたチョークコイルやインダクタ等の磁性素子の駆動周波数も高周波数化への対応が必要となる。
かかる問題を解決するため、前述のような磁性素子が備える磁心として、軟磁性粉末と結合材(バインダ)との混合物を加圧・成形した圧粉磁心が使用されている。このような圧粉磁心では、軟磁性粉末の粒子間が絶縁性の結合材によって絶縁されるため、磁心に発生する渦電流がこの粒子間で分断されることとなる。このため、たとえ高い周波数で使用されたとしても、渦電流によるジュール損失、すなわち渦電流損失を減少させることができる。
かかる問題を解決するため、軟磁性粉末の粒子の表面に、無機材料の表面層を形成する方法が提案されている。
ところが、このような方法で製造された圧粉磁心では、シリカ系ゾルの膜と磁性粉との密着強度が小さいため、これらの密着界面が剥離し易い。このため、高温・高湿等の過酷な環境下では、磁性粉の粒子同士の絶縁性を長期にわたって維持することができず、渦電流損失が徐々に増大してしまうという問題がある。
また、磁性粉の粒子表面にシリカ系ゾルの膜を形成するためのコストを多く必要とし、圧粉磁心の製造コストの上昇を招いている。
本発明の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法は、Feを主成分とする軟磁性材料を溶融してなる溶湯を、前記軟磁性材料の融点より200℃以上高い温度に保持した状態で、アトマイズ装置の溶湯流路に投入し、該溶湯流路内で、前記溶湯を流体ジェットに衝突させることにより、前記軟磁性材料の粒子を製造する際に、
前記溶湯流路の投入口付近に霧状の水を噴霧して、該霧状の水を前記溶湯流路内に引き込ませることにより、前記粒子の表面に、前記軟磁性材料が酸化してなる酸化物で構成された被覆層を形成することを特徴とする。
これにより、表面を絶縁性の高い酸化物で被覆してなり、例えば、長期にわたって渦電流損失が小さく、高透磁率の圧粉磁心を低コストで製造可能な酸化物被覆軟磁性粉末が得られる。
これにより、霧状の水による酸化作用がより増強され、生成される酸化物の量がさらに増加する。
本発明の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法では、前記霧状の水の平均粒径は、2〜50μmであることが好ましい。
これにより、霧状の水が沈降することなく、空気中に浮遊することができる。このため、霧状の水が空気の流れに乗り易くなり、霧状の水が前記粒子と均一に接触することができる。その結果、前記粒子が均一に酸化される。
これらの元素は、Feよりも活性が高いため、これらの元素を含む軟磁性粒子が水蒸気含有雰囲気と接触すると、これらの元素が容易に酸化して、軟磁性粒子の表面に酸化物で構成された被覆層が形成される。これらの元素が酸化してなる酸化物は、酸化鉄よりも絶縁性が高く、かつ化学的に安定である。したがって、このような酸化物で構成された絶縁層を備えた酸化物被覆軟磁性粉末は、より渦電流損失が小さく、より耐食性の高い圧粉磁心を製造可能なものとなる。
これにより、透磁率を特に高めることができる。また、軟磁性材料の比抵抗がやや高くなるため、例えば、圧粉磁心に発生する誘導電流を低減し、渦電流損失を低減することができる。
これにより、透磁率を高めることができる。また、軟磁性材料の比抵抗がやや高くなるため、例えば、圧粉磁心に発生する誘導電流を低減し、渦電流損失を低減することができる。
これにより、軟磁性材料の比抵抗がやや高くなるため、圧粉磁心に発生する誘導電流を低減し、渦電流損失を低減することができる。
本発明の酸化物被覆軟磁性粉末は、本発明の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、表面を絶縁性の高い酸化物で被覆してなり、例えば、長期にわたって渦電流損失が小さく、高透磁率の圧粉磁心を製造可能な酸化物被覆軟磁性粉末が得られる。
これにより、高透磁率で耐食性に優れた安価な圧粉磁心が得られる。
本発明の圧粉磁心では、前記酸化物被覆軟磁性粉末に対する前記結合材の含有率は、0.5〜5wt%であることが好ましい。
これにより、酸化物被覆軟磁性粉末の各粒子同士をより確実に絶縁しつつ、圧粉磁心の密度をある程度確保して、圧粉磁心の透磁率が著しく低下するのを防止することができる。その結果、透磁率が高く、かつ低損失の圧粉磁心が得られる。
これにより、特に高密度で高透磁率の圧粉磁心が得られる。また、圧粉磁心の内部に隙間が生じ難くなる。このため、圧粉磁心の機械的特性が向上するとともに、圧粉磁心内の隙間に大気中の水分等を取り込むおそれがなくなるので、圧粉磁心の耐食性がより向上する。
本発明の磁性素子は、本発明の圧粉磁心を備えたことを特徴とする。
これにより、高性能の磁性素子が得られる。
本発明の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法は、Feを主成分とする軟磁性材料を溶融してなる溶湯(溶融物)を、以下の(a)および(b)の条件を全て満たすアトマイズ法により粉末化することにより、粉末化された溶湯の表面を酸化させて酸化物を生成し、この酸化物で構成された被覆層を表面に備えた粒子を製造する方法である。
(b)水蒸気量10g/m3以上の水蒸気含有雰囲気下で、前記粉末化を行う
このような酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法により製造された粒子は、表面を絶縁性の高い酸化物で被覆されているため、粒子間の絶縁性が確保されている。このため、このような酸化物被覆軟磁性粉末を加圧して、所定の形状に成形することにより、例えば、長期にわたって渦電流損失が小さく、高透磁率の圧粉磁心を製造することができる。
以下、この酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法について説明する前に、この製造方法に用いることのできる金属粉末製造装置(アトマイズ装置)について説明する。なお、以下では、一例として、水アトマイズ法を用いる金属粉末製造装置について説明する。
図1に示す金属粉末製造装置1は、溶湯Qを水アトマイズ法により粉末化して、金属粉末Rを得るために用いられるものである。このような金属粉末製造装置1は、溶湯Qを貯留し、供給する供給部(タンディシュ)2と、供給部2の下方に設けられたノズル3とを有している。
供給部2は、図1に示すように、有底筒状をなす部分を有している。この部分の内部空間22には、製造すべき軟磁性粉末の原材料(軟磁性材料)を溶融した溶湯Qが一時的に収納される。
また、前記部分の底部21の中央部には、吐出口23が設けられている。この吐出口23からは、内部空間22内の溶湯Qが下方に向かって自然落下により吐出される。
このノズル3には、供給部2から供給された(吐出された)溶湯Qが通過する第1の流路(溶湯流路)31と、水を供給する給水源(図示せず)からの水Sが通過する第2の流路32とが形成されている。
このうち、第1の流路31は、横断面形状が円形をなしており、ノズル3の中央部に、鉛直方向に沿って形成されている。
なお、第1の流路31において、このように溶湯Qが飛散(一次分裂)する位置を、「一次分裂位置」と言う。
第2の流路32は、図2に示すように、第1の流路31の下端部に開口するオリフィス34と、水Sを一時的に貯留する貯留部35と、貯留部35からオリフィス34に水Sを導入する導入路36とにより構成されている。
導入路36は、その縦断面形状がくさび状をなす部位である。導入路36がこのような形状をなしていることにより、貯留部35から流入した水Sの流速を徐々に高めることができる。これにより、この流速が高まった状態の水Sを、オリフィス34から安定して噴射することができる。
このオリフィス34は、第1の流路31の内周面の全周にわたってスリット状に開口している。また、オリフィス34は、第1の流路31の中心軸Oに対して傾斜する方向に開口している。
また、この際、液滴Q1は、冷却・固化される。これにより、金属粉末Rが製造される。
このような第1の流路31および第2の流路32を有するノズル3は、図1に示すように、円盤状(リング状)の第1の部材4と、第1の部材4と同心的に設けられた円盤状(リング状)の第2の部材5とで構成されている。第2の部材5は、第1の部材4の下方に間隙37を介して設けられている。
第1の部材4および第2の部材5の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種金属材料を用いることができ、特に、ステンレス鋼を用いるのが好ましい。
また、第2の部材5の下端面51には、図1に示すように、筒体で構成されたカバー7が設けられている。このカバー7は、第1の流路31と同心的に設けられている。
なお、カバー7は、第2の部材5の下端面51に気密的に接続されているのが好ましい。これにより、カバー7内に外気が流入するのを防止することができる。その結果、液滴Q1が二次分裂する際に、液滴Q1に外気が接触して、液滴Q1が酸化・変質してしまうのを確実に防止することができる。
ここで、この気密容器9内の雰囲気は、水蒸気量10g/m3以上の水蒸気含有雰囲気とされる。すなわち、第1の流路31に引き込まれる空気Gが、この水蒸気含有雰囲気となっている。なお、水蒸気含有雰囲気中の水蒸気量は、10g/m3以上とされるが、15g/m3以上であるのが好ましい。このような多量の水蒸気を含んだ雰囲気に液滴Q1が接触すると、水蒸気の酸化作用によって、液滴Q1の表面が急速に酸化される。その結果、酸化物で構成された被覆層を表面に備えた粒子、すなわち、本発明の酸化物被覆軟磁性粉末を製造することができる。さらに、相対湿度が80%以上であるのが好ましく、95%以上であるのがより好ましい。これにより、水蒸気の酸化作用がさらに増大する。
また、本実施形態では、液滴Q1に水ジェットS1を衝突させる場合について説明したが、水ジェットS1は、他の流体(液体または気体)のジェットに置き換えられてもよい。
[1]まず、軟磁性材料を溶融して、溶湯Qを得る。
[2]次に、この溶湯Qを金属粉末製造装置1の供給部2に投入し、第1の流路31の内径漸減部33に向けて吐出口23から溶湯Qを吐出する。
ここで、水ジェットS1により内径漸減部33に空気Gが引き込まれるが、この空気Gは、前述したように多量の水蒸気を含んでいる。このような多量の水蒸気を含んだ雰囲気に液滴Q1が曝されると、水蒸気の酸化作用により、液滴Q1の表面が急速に酸化される。これにより、液滴Q1の表面付近に、軟磁性材料の酸化物が生成される。
また、図1に示す金属粉末製造装置1では、空気Gに水のミストMを含んでいるため、水蒸気含有雰囲気の酸化作用がより増強され、液滴Q1の表面がさらに急速に酸化される。これにより、液滴Q1の表面に、より多量の酸化物が生成される。
ここで、液滴Q1が水ジェットS1と衝突した際に、液滴Q1はさらに微細化されるが、このとき、表面に現れた溶融部分は、水蒸気含有雰囲気に曝されて急速に酸化する。
その結果、表面に、軟磁性材料の酸化物で構成された被覆層を備えた軟磁性粒子、すなわち本発明の酸化物被覆軟磁性粉末(図1に示す金属粉末R)が得られる。
また、この被覆層は、軟磁性粒子の表面の一部が酸化して形成されたものであるため、被覆層とその内側の部分(コア部)とは、強固に結合している。このため、被覆層とコア部との間に剥離が生じ難くなり、軟磁性粒子同士の絶縁性を長期にわたって維持することができる。
ところで、本発明に用いる軟磁性材料は、Feを主成分とする軟磁性材料であるので、上記の被覆層は、酸化鉄を含んだものとなる。
なお、本発明によれば、このようなFe3O4を容易に効率よく生成することができる。
ここで、溶湯Qの温度は、軟磁性材料の融点をTm[℃]としたとき、Tm+200℃以上とされるが、Tm+300℃以上であるのが好ましい。このように、溶湯Qの温度を非常に高く設定することにより、液滴Q1の温度も高くなるので、液滴Q1が固化に至るまでの時間をより長く確保することができる。これにより、液滴Q1が水ジェットS1に衝突するまでの時間をより長くすることができ、液滴Q1の酸化を、より内部にまで進行させることができる。その結果、液滴Q1には、より多量の酸化物が生成され、より厚さの厚い被覆層を備えた金属粉末Rが得られる。
また、ミストMの平均粒径は、2〜50μm程度であるのが好ましく、2〜30μm程度であるのがより好ましい。ミストMの平均粒径を前記範囲内に設定することにより、ミストMが沈降することなく空気G中に浮遊することができる。このため、ミストMが空気Gの流れに乗り易くなり、ミストMが液滴Q1と均一に接触することができる。その結果、液滴Q1が均一に酸化される。
かかる酸化促進剤としては、例えば、硝酸、過酸化水素のような酸化剤や、塩化ナトリウム、塩化カルシウムのような塩化物等が挙げられる。
なお、液滴Q1と衝突させる水ジェットS1の圧力は、特に限定されないが、好ましくは75〜120MPa(750〜1200kgf/cm2)程度とされ、より好ましくは、90〜120MPa(900〜1200kgf/cm2)程度とされる。
また、図1に示す水ジェットS1が形成する円錐の頂角θは、10〜40°程度であるのが好ましく、15〜35°程度であるのがより好ましい。これにより、液滴Q1に水ジェットS1を均一に衝突させることができる。その結果、液滴Q1の各粒子に生成される酸化物の量のバラツキを抑制することができ、渦電流損失を確実に低減し得る圧粉磁心が得られる。
ところで、本発明に用いる軟磁性材料は、Feを主成分とし、軟磁性を示す磁性材料であるが、この軟磁性材料は、Feの他に、B、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Ru、Rh、Ta等のうちの少なくとも1種を含んでいてもよい。
また、軟磁性材料がAlを含む場合、軟磁性材料におけるAlの含有率は、2〜8wt%程度であるのが好ましく、3〜7wt%程度であるのがより好ましい。Alの含有率を前記範囲内に設定することにより、透磁率を特に高めることができる。また、軟磁性材料の比抵抗がやや高くなるため、圧粉磁心に発生する誘導電流を低減し、渦電流損失を低減することができる。
なお、このような酸化物被覆軟磁性粉末は、その他の成分、例えば、製造過程で不可避的に混入するC(炭素)、P(リン)、S(硫黄)等の成分を含んでいてもよい。その場合、その他の成分の含有率の総和は、1wt%以下とするのが好ましい。
なお、酸化物被覆軟磁性粉末の各粒子において、酸化物で被覆された被覆層の平均厚さは、特に限定されないが、5〜50nm程度であるのが好ましく、20〜50nm程度であるのがより好ましい。これにより、各粒子間の絶縁が十分に確保される。
本発明の磁性素子は、チョークコイル、インダクタ、ノイズフィルタ、リアクトル、モータ、発電機のように、磁心を備えた各種磁性素子(電磁気部品)に適用可能である。すなわち、本発明の圧粉磁心は、これらの磁性素子が備える圧粉磁心に適用可能である。
以下、磁性素子の一例として、2種類のチョークコイルを代表に説明する。
まず、チョークコイル(本発明の磁性素子)の第1実施形態について説明する。
図3は、チョークコイルの第1実施形態を示す模式図(平面図)である。
図3に示すチョークコイル10は、リング状(トロイダル形状)の圧粉磁心11と、この圧粉磁心11に巻き回された導線12とを有する。このようなチョークコイル10は、一般に、トロイダルコイルと称される。
圧粉磁心11の作製に用いられる結合材の構成材料としては、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等の有機バインダ、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カドミウムのようなリン酸塩、ケイ酸ナトリウムのようなケイ酸塩(水ガラス)等の無機バインダ等が挙げられるが、特に、熱硬化性ポリイミドまたはエポキシ系樹脂が好ましい。これらの樹脂材料は、加熱されることによって容易に硬化するとともに、耐熱性に優れたものである。したがって、圧粉磁心11の製造容易性および耐熱性を高めることができる。
また、有機溶媒としては、結合材を溶解し得るものであれば特に限定されないが、例えば、トルエン、クロロホルム、酢酸エチル等の各種溶媒が挙げられる。
なお、前記混合物中には、必要に応じて、任意の目的で各種添加剤を添加するようにしてもよい。
また、このジュール損失は、圧粉磁心11の発熱を招くこととなるため、ジュール損失を抑えることにより、チョークコイル10の発熱量を減らすこともできる。
なお、導線12の表面に、絶縁性を有する表面層を備えているのが好ましい。これにより、圧粉磁心11と導線12との短絡をより確実に防止することができる。
かかる表面層の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料等が挙げられる。
まず、本発明の酸化物被覆軟磁性粉末と、結合材と、各種添加剤と、有機溶媒とを混合し、混合物を得る。
次いで、得られた混合物を乾燥させて塊状の乾燥体を得た後、この乾燥体を粉砕することにより、造粒粉を形成する。
この場合の成形方法としては、特に限定されないが、例えば、プレス成形、押出成形、射出成形等の方法が挙げられる。
なお、この成形体の形状寸法は、以後の成形体を加熱した際の収縮分を見込んで決定される。
このときの加熱温度は、結合材の組成等に応じて若干異なるものの、結合材が有機バインダで構成されている場合、好ましくは100〜250℃程度とされ、より好ましくは120〜200℃程度とされる。
なお、上述したチョークコイル10では、酸化物被覆軟磁性粉末の粒子同士を結合材で結着することにより圧粉磁心11を得ているが、酸化物被覆軟磁性粉末の各粒子同士を焼結させることにより圧粉磁心11を得るようにしてもよい。
以下、酸化物被覆軟磁性粉末の各粒子同士を焼結させることにより圧粉磁心11を得る方法について説明する。
ここで用いる結合材としては、熱分解するものであればよく、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、エチレンビスステアロアミド、エチレンビニル共重合体、パラフィン、ワックス、アルギン酸ソーダ、寒天、アラビアゴム、レジン、しょ糖等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を混合して用いることができる。
次に、この混合物または造粒粉を、作製すべき圧粉磁心の形状に成形し、成形体を得る。
この場合の成形方法としては、特に限定されないが、例えば、プレス成形、押出成形、射出成形等の方法が挙げられる。
なお、この成形体の形状寸法は、以後の成形体を加熱した際の収縮分を見込んで決定される。
このときの加熱温度は、結合材の組成等に応じて若干異なるものの、300〜900℃程度であるのが好ましく、400〜700℃程度であるのがより好ましい。
また、加熱時間は、特に限定されず、例えば0.5〜10時間程度とされる。
また、酸化物被覆軟磁性粉末の各粒子同士の間に結合材を介していないので、圧粉磁心の内部に隙間が生じ難くなる。このため、圧粉磁心の機械的特性が向上するとともに、圧粉磁心内の隙間に大気中の水分等を取り込むおそれがなくなるので、圧粉磁心の耐食性がより向上する。
このときの加熱温度は、被覆層を構成する酸化物の焼結温度以上であればよく、例えば、800〜1200℃程度であるのが好ましく、900〜1100℃程度であるのがより好ましい。
また、加熱時間は、特に限定されず、例えば0.5〜10時間程度とされる。
次に、チョークコイル(磁性素子)の第2実施形態について説明する。
図4は、チョークコイルの第2実施形態を示す模式図(斜視図)である。
以下、第2実施形態にかかるチョークコイルについて説明するが、それぞれ、前記第1実施形態にかかるチョークコイルとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
このような形態のチョークコイル100は、比較的小型のものが容易に得られる。そして、このような小型のチョークコイル100を製造する場合、透磁率および磁束密度が高く、かつ、損失の小さい圧粉磁心110が、その作用・効果をより有効に発揮する。すなわち、より小型であるにもかかわらず、大電流に対応可能な低損失・低発熱のチョークコイル100が得られる。
以上のような本実施形態にかかるチョークコイル100を製造する場合、まず、成形型のキャビティ内に導線120を配置するとともに、キャビティ内を本発明の酸化物被覆軟磁性粉末で充填する。すなわち、導線120を包含するように、軟磁性粉末を充填する。
次いで、前記第1実施形態と同様に、この成形体に熱処理を施す。これにより、チョークコイル100が得られる。
以上、本発明の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、前記実施形態では、本発明の磁性素子としてチョークコイルを例に説明したが、圧粉磁心を備える他の磁性素子においても、上記と同様の作用・効果が得られる。
また、酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法では、必要に応じて、任意の工程を追加することもできる。
1.圧粉磁心および磁性素子の製造
(実施例1)
[1]まず、表1に示す組成で原材料を調製した。そして、得られた原材料を高周波誘導炉で溶融するとともに、水アトマイズ法により粉末化して、平均粒径10μmの酸化物被覆軟磁性粉末を得た。なお、水アトマイズ法の条件は、以下の通りである。
・水ジェットの圧力 :100MPa(1000kgf/cm2)
・水ジェットの温度 :15℃
・水ジェットの頂角 :30°
・溶湯の温度 :1800℃
・溶湯の流量 :3kg/分
・雰囲気 :水蒸気含有雰囲気(水蒸気量:16g/m3、温度:20℃)
・水のミストの供給 :あり
・水のミストの温度 :40℃
・水のミストの平均粒径:10μm
また、得られた酸化物被覆軟磁性粉末について、X線光電子分光装置により定性分析を行ったところ、酸化物としてFe3O4が多く含まれていることがわかった。
[4]次に、得られた混合物を撹拌したのち、温度60℃で1時間加熱して乾燥させ、塊状の乾燥体を得た。次いで、この乾燥体を、目開き500μmのふるいにかけ、乾燥体を粉砕して、造粒粉末を得た。
<成形条件>
・成形方法 :プレス成形
・成形体の形状:リング状
・成形体の寸法:外径28mm、内径14mm、厚さ5mm
・成形圧力 :5t/cm2(490MPa)
[7]次に、得られた圧粉磁心を用い、以下の作製条件に基づいて、図3に示すチョークコイル(磁性素子)を作製した。
<コイル作製条件>
・導線の構成材料:Cu
・巻き線数 :10ターン
酸化物被覆軟磁性粉末として、表1に示す製造条件で製造された粉末をそれぞれ用いた以外は、前記実施例1と同様にして圧粉磁心を得、この圧粉磁心を用いてチョークコイルを得た。
また、X線光電子分光装置による定性分析の結果に基づき、酸化物として主に含まれていた成分を、それぞれ表1に示す。
酸化物被覆軟磁性粉末として、表1に示す製造条件で製造された粉末をそれぞれ用いた以外は、前記実施例1と同様にして圧粉磁心を得、この圧粉磁心を用いてチョークコイルを得た。
また、X線光電子分光装置による定性分析の結果に基づき、酸化物として主に含まれていた成分を、それぞれ表1に示す。
2.1 酸素含有率の測定
各実施例および各比較例で得られた酸化物被覆軟磁性粉末の酸素含有率を、酸素窒素同時分析装置(LECO社製、TC−300型)により測定した。
各実施例および各比較例で得られたチョークコイルについて、それぞれの透磁率を以下の測定条件に基づいて測定した。
<測定条件>
・測定周波数 :300kHz
・測定装置 :インピーダンスアナライザー(ヒューレットパッカード社製 4194A)
そして、得られた透磁率を、以下の評価基準にしたがって評価した。
◎:透磁率が特に高い(35以上)
○:透磁率がやや高い(30以上35未満)
△:透磁率がやや低い(25以上30未満)
×:透磁率が特に低い(25未満)
各実施例および各比較例で得られた圧粉磁心について、それぞれの電圧100V印加時の比抵抗を、絶縁耐圧測定機(KIKUSUI ELECTRONICS製、TOS9000)を使用して測定した。そして、測定した比抵抗を、以下の評価基準にしたがって評価した。なお、測定機の端子間距離は5mmとした。
◎:比抵抗が特に高い(1GΩ以上)
○:比抵抗がやや高い(500MΩ以上1GΩ未満)
△:比抵抗がやや低い(100MΩ以上500MΩ未満)
×:比抵抗が特に低い(100MΩ未満)
各実施例および各比較例で得られたチョークコイルを、温度90℃、相対湿度90%の環境下で長期間放置する劣化試験を行った際の比抵抗を絶縁耐圧測定機により測定した。そして、駆動開始直後の初期の比抵抗R0と、100日(2400時間)経過後の比抵抗R100とを、それぞれ測定した。
次いで、それぞれのチョークコイルにおいて、初期の比抵抗R0を100としたとき、比抵抗R100の相対値を求めた。そして、この相対値を、以下の評価基準にしたがって評価した。
◎:R100が90以上100以下である
○:R100が70以上90未満である
△:R100が50以上70未満である
×:R100が50未満である
以上、2.1〜2.4の測定結果を表1に示す。
また、各実施例では、透磁率が高く、かつ比抵抗も高い圧粉磁心が得られた。また、この圧粉磁心は、長期にわたる劣化を経ても、十分な比抵抗を維持していた。
Claims (12)
- Feを主成分とする軟磁性材料を溶融してなる溶湯を、前記軟磁性材料の融点より200℃以上高い温度に保持した状態で、アトマイズ装置の溶湯流路に投入し、該溶湯流路内で、前記溶湯を流体ジェットに衝突させることにより、前記軟磁性材料の粒子を製造する際に、
前記溶湯流路の投入口付近に霧状の水を噴霧して、該霧状の水を前記溶湯流路内に引き込ませることにより、前記粒子の表面に、前記軟磁性材料が酸化してなる酸化物で構成された被覆層を形成することを特徴とする酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。 - 前記霧状の水の温度は、30℃以上である請求項1に記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。
- 前記霧状の水の平均粒径は、2〜50μmである請求項1または2に記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。
- 前記軟磁性材料は、Si、AlおよびCrのうちの少なくとも1種を含む請求項1ないし3のいずれかに記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。
- 前記軟磁性材料におけるSiの含有率は、2〜10wt%である請求項4に記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。
- 前記軟磁性材料におけるAlの含有率は、2〜8wt%である請求項4または5に記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。
- 前記軟磁性材料におけるCrの含有率は、3〜9wt%である請求項4ないし6のいずれかに記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法。
- 請求項1ないし7のいずれかに記載の酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法により製造されたことを特徴とする酸化物被覆軟磁性粉末。
- 請求項8に記載の酸化物被覆軟磁性粉末と結合材との混合物を、加圧・成形して成形体を得た後、該成形体中の前記結合材を硬化させてなることを特徴とする圧粉磁心。
- 前記酸化物被覆軟磁性粉末に対する前記結合材の含有率は、0.5〜5wt%である請求項9に記載の圧粉磁心。
- 請求項8に記載の酸化物被覆軟磁性粉末を、加圧・成形して成形体を得た後、該成形体を焼成してなることを特徴とする圧粉磁心。
- 請求項9ないし11のいずれかに記載の圧粉磁心を備えたことを特徴とする磁性素子。
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