JP6415910B2

JP6415910B2 - 磁性材料およびデバイス

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Publication number: JP6415910B2
Application number: JP2014189814A
Authority: JP
Inventors: 朋子江口; 倫浩末綱; 原田　耕一; 耕一原田; 利英高橋; 末永　誠一; 誠一末永
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2018-10-31
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Description

本発明の実施形態は、磁性材料およびデバイスに関する。

例えば、パワー半導体を種々の機器に搭載するため、パワーインダクタの開発が進めされており、ｋＨｚからＭＨｚ帯域で、高透磁率・低磁気損失の磁気特性を有する磁性材料の開発が望まれている。さらに、大電流に対応できる高い飽和磁化が望まれている。飽和磁化が高いと、高い磁場を印加しても磁気飽和を起こしにくく、実効的なインダクタンス値の低下を抑制できる。これによって、デバイスの直流重畳特性が向上し、システムの効率が向上する。

また、電波吸収体では、高い磁気損失を利用して、電子機器から発生するノイズを吸収し、電子機器の誤動作等の不具合を低減させている。電子機器は様々な周波数帯域で使用されており、所定の周波数帯域で高い磁気損失が求められる。一般的に磁性材料は、強磁性共鳴周波数付近において高い磁気損失を示す。例えば、ＭＨｚ帯域で低磁気損失な磁性材料の強磁性共鳴周波数はおよそＧＨｚ帯域となる。よって、ＭＨｚ帯パワーインダクタ用磁性材料は、例えばＧＨｚ帯で使用する電波吸収体にも応用可能である。

このように、ｋＨｚからＭＨｚ帯域で高透磁率、低磁気損失の磁性材料が開発できれば、ｋＨｚ帯以上の高周波域のパワーインダクタ、アンテナ装置、電波吸収体等のデバイスにも使用することができる。

セラミックスｖｏｌ．４１Ｎｏ．８ｐ．６３７−６３９（２００６）

本発明が解決しようとする課題は、高透磁率と低磁気損失の特性を備える磁性材料およびこれを用いたデバイスを提供することにある。

実施形態の磁性材料は、磁性金属を含む複数の扁平粒子と、前記扁平粒子の周囲に配置され前記扁平粒子より電気抵抗の高いマトリックス相と、を備えた磁性材料であって、前記磁性材料の断面において、前記扁平粒子のアスペクト比が１０以上であり、前記扁平粒子の長径をＬ、前記扁平粒子の２つの端点をつなぐ直線の長さをＷとしたとき、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす前記扁平粒子が前記マトリックス相を介して連続して積層している部分の外周を囲った面積の割合が、前記断面の面積の１０％以上であり、前記扁平粒子の長径Ｌの平均値が１μｍ以上５０μｍ以下である。

第１の実施形態の磁性材料の模式図である。第１の実施形態の扁平粒子の模式図である。第１の実施形態の扁平粒子の模式図である。第１の実施形態の磁性材料の模式図である。第１の実施形態の扁平粒子の模式図である。第２の実施形態のデバイスの概念図である。第２の実施形態のデバイスの概念図である。第２の実施形態のデバイスの概念図である。実施例１２の磁性材料の断面観察像である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。

発明者らは、磁性材料において、磁性金属を含む扁平粒子を湾曲させ、その粒子の割合を制御することで、粒子内渦電流損失の増加を効果的に抑制することができることを見いだした。その結果、高周波域において、高飽和磁化・高透磁率・低磁気損失の優れた特性を有する磁性材料が、容易に製造できることを見出した。本発明は、発明者らによって見出された上記知見に基づき完成されたものである。

（第１の実施形態）
本実施形態の磁性材料は、磁性金属を含む複数の扁平粒子と、扁平粒子の周囲に配置され扁平粒子より電気抵抗の高いマトリックス相と、を備えた磁性材料であって、磁性材料の断面において、扁平粒子のアスペクト比が１０以上であり、扁平粒子の長径をＬ、扁平粒子の２つの端点をつなぐ直線の長さをＷとしたとき、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分の外周を囲った面積の割合が、断面の面積の１０％以上である。

本実施形態の磁性材料は、上記構成を備えることにより、特に１００ｋＨｚ以上の高周波域で高透磁率、低磁気損失を実現する。

図１は、本実施形態の磁性材料の断面模式図である。本実施形態の磁性材料１００は、磁性金属を含む複数の扁平粒子１０と、マトリックス相１２で構成される。

扁平粒子１０は、磁性金属を含む。ここで磁性金属としては、例えばＦｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）などの遷移金属や、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｐｍ（プロメチウム）、Ｓｍ（サマリウム）、Ｅｕ（ユーロピウム）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｔｂ（テルビウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｈｏ（ホルミウム）、Ｅｒ（エルビウム）、Ｔｍ（ツリウム）およびＹｂ（イッテルビウム）などの希土類金属があげられる。

磁性材料１００の断面において、扁平粒子１０のアスペクト比は１０以上である。アスペクト比が大きいと、球状である場合に比べ、形状による磁気異方性（粒子の面内方向に磁化容易軸、粒子の面直方向に磁化困難軸が発現）を利用した共鳴周波数の高周波数化と、反磁界係数の低減による透磁率の増大が可能となる。また、アスペクト比が大きい粒子を用いることで、磁性金属の充填率を増大させることができ、磁性材料１００の単位体積当たりまたは単位重量当たりの飽和磁化が増大し、高飽和磁化・高透磁率材料となる。一方アスペクト比が高くなりすぎると磁性材料１００の機械的強度が低下するため、アスペクト比は５００以下であることが好ましい。

アスペクト比を求めるときには、例えば走査型電子顕微鏡（ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を用いて観察する。１画像に扁平粒子１０が５０個含まれる最大の倍率で磁性材料１００の断面画像を観察する。１画像中に観察されるすべての扁平粒子１０の粒子の中で、長径が大きいほうから５つの粒子を選択する。各扁平粒子１０の長径Ｌは、図２に示すように、扁平粒子１０の中心を通り、扁平粒子１０の湾曲した外周に沿った線の長さと定義する。選択した５つの扁平粒子１０の長径の平均値をＬ_１とする。また、選択した５つの各扁平粒子１０において、長径Ｌと直交する径のうち最大の長さを短径Ｒとし、５つの扁平粒子１０の短径の平均値をＲ_１とする。このように異なる５視野にて磁性材料１００の断面画像を観察し、Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３、Ｌ_４、Ｌ_５、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５を測定する。さらにＬ_１〜Ｌ_５の平均値をＬａ、Ｒ_１〜Ｒ_５の平均値をＲａとし、アスペクト比はＬａ／Ｒａと定義する。

マトリックス相１２は、扁平粒子１０の周囲に配置されるものであり、その電気抵抗は扁平粒子１０より高い。これは、磁性材料１００全体に流れる渦電流による渦電流損失を抑制するためである。マトリックス相１２に用いる材料としては、例えば、空気、ガラス、有機物樹脂、酸化物、窒化物、炭化物などが挙げられる。有機物樹脂としては、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂といった樹脂が挙げられる。イミド樹脂には、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミック酸型ポリイミド樹脂といった樹脂が挙げられる。ビニル樹脂には、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂といった樹脂が挙げられる。シリコーン樹脂には、例えば、メチルシリコーン樹脂、アルキッド変性シリコーン樹脂といった樹脂が挙げられる。マトリックス相１２の材料の抵抗値は、例えば１ｍΩ・ｃｍ以上が好ましい。

マトリックス相１２の電気抵抗が、扁平粒子１０の電気抵抗よりも高いことは、端子間の電流および電圧値から電気抵抗を求める、四端子法または二端子法電気抵抗測定により判定することが可能である。例えば、走査型電子顕微鏡にて、扁平粒子１０とマトリックス相１２とが混合された試料の電子像を観察しながら、扁平粒子１０とマトリックス相１２のそれぞれに端子（プローブ）を接触させ、電気抵抗を測定する方法がある。また、この方法により、マトリックス相１２の材料の電気抵抗値を評価することができる。

磁性材料１００の断面において、扁平粒子１０の長径をＬ、扁平粒子１０の２つの端点をつなぐ直線の長さをＷとしたとき、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子１０が連続して積層している部分の外周を囲った部分の面積の割合は、断面の面積の１０％以上である。端点とは、図２に示すように、湾曲した扁平粒子の内側の孤の端と定義する。２つの端点１６を結んだ直線の長さＷは、例えばＳＥＭを用いて観察する。画像の一辺の長さが、上記のように算出した長径Ｌaの８倍〜１２倍となるように、磁性材料１００の断面画像を観察する。１画像内で、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が２個以上連続して積層している部分の外周を囲った部分の面積を算出する。Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子１０が、マトリックス相１２またはマトリックス相１２以外の非磁性相を介して２個以上積層している場合、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子１０が連続して積層している部分とみなす。また、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子同士が積層方向に一部分でも重なっていれば、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子１０が連続して積層している部分とみなす。この積層している部分において、扁平粒子間に、Ｌ≧Ｗ＞０．９５×Ｌである扁平粒子が存在する場合、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分とはみなさない。

図１の曲線１４に、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分の囲い方（外周）の一例を示す。このように囲った部分の面積Ｓの割合が、磁性材料１００の断面の面積の１０％以上を占めることが好ましい。

図３（ａ）〜（ｄ）に、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分を囲った図を示す。以下、囲い方を具体的に記述する。まず、長径Ｌaの８倍〜１２倍となるように観察した磁性材料１００の断面ＳＥＭ画像において、１辺の長さがＷ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子（１）をひとつ見つける。扁平粒子（１）の積層方向に隣接する扁平粒子（２）がＷ≦０．９５×Ｌを満たし、扁平粒子（１）、（２）の間にマトリックス相または非磁性相のみが存在する場合、扁平粒子（１）、（２）は連続して積層している部分とする。同様に、扁平粒子（２）の積層方向に隣接する扁平粒子（３）がＷ≦０．９５×Ｌを満たし、扁平粒子（２）、（３）の間にマトリックス相または非磁性相のみが存在する場合、扁平粒子（１）、（２）、（３）は連続して積層している部分とする。このように、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす湾曲した扁平粒子が２個以上連続して積層している部分を特定する。なお、図３中、それぞれの扁平粒子を示す（１）、（２）、（３）は、具体的に特定していないため図示していない。

図３（ａ）（ｂ）は、扁平粒子１０が外側の孤と内側の孤と直線からなる形状で、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が４個積層している図である。まず図３（ａ）のように、４個の扁平粒子の外側の孤の頂点のうち、最も外側にある複数の頂点αを特定する（図３（ａ）の６つの黒丸）。次に、隣接する扁平粒子の頂点α同士を直線で結ぶ。同一の扁平粒子内にある頂点α同士は結ばない。図３（ａ）で引いた直線と、扁平粒子の辺（孤および直線）とで、実線のように外周を囲う（図３（ｂ））。

図３（ｃ）（ｄ）は、扁平粒子１０が外側の孤と内側の孤からなる形状で、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が４個積層している図である。まず図３（ｃ）のように、４個の扁平粒子の頂点のうち、最も外側にある複数の頂点βを特定する（図３（ｃ）の６つの黒丸）。次に、隣接する扁平粒子の頂点β同士を直線で結ぶ。同一の扁平粒子内にある頂点β同士は結ばない。図３（ｃ）で引いた直線と、扁平粒子の孤とで実線のように外周を囲う（図３（ｄ））。

このように、長径Ｌaの８倍〜１２倍となるように観察した磁性材料１００の断面ＳＥＭ画像において、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が２個以上連続して積層している部分をすべて特定し、図３（ｂ）（ｄ）のように外周を囲い、囲われた部分の面積の合計Ｓの、磁性材料１００の断面積に対する割合を計算する。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、扁平粒子１０がＷ≦０．９５×Ｌを満たすと、扁平粒子１０内に流れる渦電流の直線距離が短くなり、渦電流損失を低減することができる。扁平粒子１０の長径Ｌを大きくすると、高周波域では渦電流損失が増大してしまうが、このように扁平粒子１０を湾曲させることで、長径Ｌの大きい扁平粒子１０も使用することが可能となる。また、長径Ｌの大きい扁平粒子１０を使用すると、扁平粒子１０の酸化が抑制され、さらに扁平粒子１０の充填率が増大し飽和磁化が増大する、という利点がある。

上記のように算出した面積Ｓの割合は、磁性材料１００の断面の面積（磁性材料１００の断面ＳＥＭ画像の面積）の１０％以上である。面積Ｓの割合が１０％より小さいと、渦電流損失の低減効果が得られない。また、面積Ｓが１０％以上であることにより、扁平粒子１０の積層方向と直交する方向に対し、磁性材料１００の強度を高めることができる。

扁平粒子の長径の平均値Ｌａは、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。一般的に、渦電流損失は周波数の２乗に比例し、高周波域では渦電流損失が増大する。扁平粒子１０の長径の平均値Ｌａが５０μｍより大きいと、粒子内に発生する渦電流損失がおよそ１００ｋＨｚ以上で顕著になるため好ましくない。また、強磁性共鳴周波数が低下し、ＭＨｚ帯域で強磁性共鳴による損失が発現するため好ましくない。扁平粒子１０の長径の平均値Ｌａが１μｍより小さくなると、高周波域での渦電流損失は小さいが、保磁力が大きくヒステリシス損失が増大するため好ましくない。このように、１００ｋＨｚからＭＨｚ帯域で低磁気損失の磁性材料１００を実現するには、扁平粒子１０の適した長径の範囲がある。

扁平粒子１０は、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）またはＮｉ（ニッケル）を含むことが好ましい。扁平粒子１０は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ単体の金属でも良い。扁平粒子１０は、Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、ＦｅＣｏ基合金、ＦｅＮｉ基合金などの合金でもよい。Ｆｅ基合金は、例えばＦｅＣｏ合金、ＦｅＮｉ合金、ＦｅＭｎ（鉄マンガン）合金、ＦｅＣｕ（鉄−銅）合金を挙げることができる。Ｃｏ基合金は、例えばＣｏＦｅ合金、ＣｏＮｉ合金、ＣｏＭｎ合金、ＣｏＣｕ合金を挙げることができる。ＦｅＣｏ基合金は、例えばＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＣｏＭｎ、ＦｅＣｏＣｕ合金を挙げることができる。ＦｅＮｉ基合金は、例えばＦｅＮｉＭｎ合金、ＦｅＮｉＣｕ合金、ＦｅＮｉＡｌ合金を挙げることができる。なお、扁平粒子１０には、扁平粒子１０を覆う酸化膜が形成されている場合がある。

扁平粒子１０は、鉄酸化物、コバルト酸化物またはニッケル酸化物を含むことが好ましい。扁平粒子１０の内部に酸化物を含むことで、扁平粒子１０内への酸素の拡散による磁性金属（Ｆｅ、Ｃｏ、またはＮｉ）の酸化を抑制することができる。その結果、高飽和磁化かつ酸化による経時劣化の少ない信頼性の高い磁性材料１００が実現される。ここで鉄酸化物は、たとえばＦｅＯｘの化学式で表記される酸化物で１≦ｘ≦１．５である。また、コバルト酸化物は、たとえばＣｏＯｙの化学式で表記される酸化物で１≦ｙ≦４／３である。また、ニッケル酸化物は、たとえばＮｉＯｚの化学式で表記される酸化物で１≦ｚ≦２である。

本実施形態で用いられている元素の組成分析は、例えば、ＳＥＭ−ＥＤＸ（ＥｎｅｒｇｙＤｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ−ｒａｙＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）や、透過型電子顕微鏡（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＴＥＭ）−ＥＤＸなどの方法により行うことができる。

扁平粒子１０の長径Ｌは変曲点を有することが好ましい。変曲点とは、長径Ｌが上に凸から下に凸に変わる点（図５の点Ｘ）、すなわち、長径Ｌの接線の傾きが、単調増加から単調減少に変わる点である。図５のように扁平粒子１０の長径Ｌが変曲点を有すると、図２のような変曲点の無い扁平粒子に比べ、より渦電流損失を抑制する効果や、粒子の積層方向と垂直方向に対する強度が増すという効果がある。

以上、本実施形態の磁性材料によれば、高周波域で高透磁率と低磁気損失の特性を備える磁性材料の提供が可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態のデバイスは、上記実施形態で説明した磁性材料１００を備えるデバイスである。したがって、上記実施形態と重複する内容については記載を省略する。

本実施形態のデバイスは、例えば、インダクタ、チョークコイル、フィルター、トランス等の高周波磁性部品、アンテナ基板・部品、電波吸収体等である。

上述の実施形態の磁性材料１００の特徴を最も活かしやすい用途はインダクタである。特に、１００ｋＨｚ以上の高周波域において高い電流が印加されるパワーインダクタに適用されると、磁性材料１００の備える高透磁率・低磁気損失の効果を発揮しやすい。

図６、図７、図８は、本実施形態のインダクタの概念図の一例である。

最も基本的な構造としては、図６（ａ）の、リング状の磁性材料にコイル巻き線が施された形態、図６（ｂ）の棒状の磁性材料にコイル巻き線が施された形態等が挙げられる。扁平粒子１０とマトリックス相１２を、リング状や棒状に一体化するには、０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の圧力でプレス成型することが好ましい。圧力が０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２より小さいと、成型体内部の空隙が多くなり、扁平粒子１０の体積率が低下し、飽和磁化、透磁率が小さくなるおそれがある。プレス成型は、一軸プレス成型法、ホットプレス成型法、ＣＩＰ（等方圧成形）法、ＨＩＰ（熱間等方圧加圧法）法、ＳＰＳ（放電プラズマ焼結法）法、等の手法が挙げられる。

更には、図７（ａ）に示す、コイル巻き線と磁性材料が一体となったチップインダクタや、図７（ｂ）に示す平面型インダクタ等にすることもできる。チップインダクタは、図７（ａ）のように積層型にしても良い。

図８は、トランス構造のインダクタを示す。

図６〜図８は代表的な構造を載せたにすぎず、実際は、用途と要求されるインダクタ特性に応じて、構造や寸法を変えることが好ましい。

本実施形態のデバイスによれば、特に１００ｋＨｚ以上の高周波域で、高い透磁率、低い磁気損失を有した優れた特性のデバイスが実現可能となる。

以下実施例について説明する。

（実施例１）
粒径４μｍのＦｅ粒子とアセトンを、ＺｒＯ_２容器とＺｒＯ_２ボールを用いた遊星型ミルに入れ、Ａｒ雰囲気下・５００ｒｐｍ・１時間ミル加工し、長径の平均値Ｌａ＝９μｍ、短径の平均値Ｒａ＝４５０ｎｍ、アスペクト比２０の扁平粒子を得た。この扁平粒子とビニル樹脂を１００：２重量比で混合し、プレス成型によりリング状の評価用材料を作製した。この試料の断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分の外周を囲った部分の面積Ｓの割合は１１％であった。

この評価用材料について、振動試料型磁力系（ＶＳＭ）を用いて、印加磁場に対する磁化の大きさを測定したところ、飽和磁化は１．３７Ｔであった。

この評価用材料に銅線を４０回巻き、岩通計測製Ｂ−ＨアナライザＳＹ−８２３２を用い、１ＭＨｚ１０ｍＴにおける比透磁率と磁気損失（コアロス）を測定したところ、比透磁率が２７．５、磁気損失が２９０ｋＷ／ｍ^３であった。以上の結果を表１に示した。

（実施例２）
ミル加工時間を３０分としたこと以外は、実施例１と同様にして、評価用材料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
粒径３μｍのＦｅ粒子を用い、ミル加工時間を３０分としたこと以外は、実施例１と同様にして、評価用材料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（比較例２）
長径の平均値Ｌａ＝５０μｍ、短径の平均値Ｒａ＝５μｍのＦｅ粒子を、ミル加工せずビニル樹脂と混合したこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例３）
粒径１００ｎｍのＦｅ粒子を用い、７００ｒｐｍ・１０分ミル加工したこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例４）
ミル加工時間を３時間としたこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例５）
粒径１００ｎｍのＦｅ粒子を用い、２００ｒｐｍ・３０分ミル加工したこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例６）
長径の平均値Ｌａ＝１０８μｍ、短径の平均値Ｒａ＝１０μｍのＦｅ粒子を、ミル加工せずビニル樹脂と混合したこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例７）
粒径４μｍのＣｏ粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例８）
粒径４μｍのＮｉ粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料の作製、測定を行った。その結果を表１に示す。

（実施例９）
ミル加工を大気中でおこなったこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料を作製した。この扁平粒子は、粒子内部にＦｅ_２Ｏ_３を含有していた。実施例１と同様にして測定を行った結果を表１に示す。

（実施例１０）
ミル加工を大気中でおこなったこと以外は、実施例７と同様にして、評価用試料を作製した。この扁平粒子は、粒子内部にＣｏ_３Ｏ_４を含有していた。実施例１と同様にして測定を行った結果を表１に示す。

（実施例１１）
ミル加工を大気中でおこなったこと以外は、実施例８と同様にして、評価用試料を作製した。この扁平粒子は、粒子内部にＮｉＯを含有していた。実施例１と同様にして測定を行った結果を表１に示す。

（実施例１２）
ミル加工時間を１．５時間にしたこと以外は、実施例１と同様にして、評価用試料を作製した。実施例１と同様にして測定を行った結果を表１に示す。図９は、実施例１２の磁性材料の断面観察像である。Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分の外周１４の一例と、長径Ｌの変曲点Ｘを示す。

実施例１〜１２の磁性材料１００は、扁平粒子１０のアスペクト比Ｌａ／Ｒａが１０以上で、前記扁平粒子の長径をＬ、２つの端点を結んだ直線の長さをＷとしたとき、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分の外周を囲った部分の面積Ｓの割合が、１０％以上であり、表１から明らかなように、アスペクト比が１０未満である比較例１に比べ、飽和磁化と比透磁率が大きい、または１ＭＨｚにおける磁気損失が小さい。また、面積Ｓの割合が１０％未満である比較例２に比べ、１ＭＨｚにおける磁気損失が小さい。以上から、本磁性材料１００は高周波域において高飽和磁化、高透磁率、低磁気損失の優れた磁気特性を有することがわかる。

また、扁平粒子１０の長径の平均値Ｌａが、１μｍ以上５０μｍ以下である実施例１〜４、７〜１２は、この範囲からはずれる実施例５、６よりも、１ＭＨｚにおける磁気損失が低い。

また、扁平粒子１０の内部に鉄酸化物であるＦｅ_２Ｏ_３、コバルト酸化物であるＣｏ_３Ｏ_４、またはニッケル酸化物であるＮｉＯを含む実施例９〜１１は、それらを含まない実施例１、７、８よりも、１ＭＨｚにおける磁気損失が低い。

また、扁平粒子１０の長径Ｌが変曲点を有する実施例１０は、変曲点を有していない実施例１〜１１よりも、１ＭＨｚにおける磁気損失が低い。

特に、実施例１、２、４、９、１２は、高周波域において、高飽和磁化、高透磁率、低磁気損失の優れた磁気特性を有している。

本発明のいくつかの実施形態および実施例を説明したが、これらの実施形態および実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０扁平粒子
１２マトリックス相
１４Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす扁平粒子が連続して積層している部分の外周
１６端点
１００磁性材料

Claims

磁性金属を含む複数の扁平粒子と、
前記扁平粒子の周囲に配置され前記扁平粒子より電気抵抗の高いマトリックス相と、
を備えた磁性材料であって、
前記磁性材料の断面において、前記扁平粒子のアスペクト比が１０以上であり、前記扁平粒子の長径をＬ、前記扁平粒子の２つの端点をつなぐ直線の長さをＷとしたとき、Ｗ≦０．９５×Ｌを満たす前記扁平粒子が前記マトリックス相を介して連続して積層している部分の外周を囲った面積の割合が、前記断面の面積の１０％以上であり、
前記扁平粒子の長径Ｌの平均値が１μｍ以上５０μｍ以下である磁性材料。
前記扁平粒子が鉄、コバルトまたはニッケルを含む請求項１記載の磁性材料。
前記扁平粒子が鉄酸化物、コバルト酸化物またはニッケル酸化物を含む請求項１または請求項２記載の磁性材料。
前記扁平粒子の長径Ｌが変曲点を有する請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の磁性材料。
請求項１ないし請求項４いずれか一項記載の磁性材料を用いたデバイス。