JP6462624B2

JP6462624B2 - 磁性体およびそれを有するコイル部品

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Publication number: JP6462624B2
Application number: JP2016071953A
Authority: JP
Inventors: 棚田　淳; 淳棚田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
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Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2019-01-30
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Description

本発明はコイル・インダクタ等の電子部品において主に磁心として用いることができる磁性体、及びそれを有するコイル部品に関する。

インダクタ、チョークコイル、トランス等といった電子部品（所謂、コイル部品・インダクタンス部品）は、磁心としての磁性体と、前記磁性体の内部または表面に形成されたコイルとを有している。磁性体の材料としてＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト等のフェライトが一般に用いられている。

近年、この種の電子部品には大電流化（定格電流の高値化を意味する）が求められており、該要求を満足するために、磁性体の材料を従前のフェライトから金属系の材料に切り替えることが検討されている。金属系の材料としてはＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金やＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ合金があり、例えば、特許文献１には、Ｆｅを主成分とする軟磁性金属粒子を含む軟磁性圧粉磁心において、隣接する軟磁性金属粒子間には隈なく酸化物部を存在させることが開示されている。

特開２０１５−１４４２３８号公報

電子部品における昨今の小型化、高性能化の要求によれば、透磁率の顕著な低下を伴わずに、高強度と高抵抗とを両立させた磁性体の提供が望まれる。本発明はかかる磁性体の提供を課題とする。さらに、本発明は前記磁性体を含む電子部品の提供も課題とする。

本発明の磁性体は、複数の軟磁性合金粒子と、酸化膜と、結合材料と、第１及び第２の結合部と、を有する。軟磁性合金粒子はＦｅ、元素Ｌ及び元素Ｍを含む。元素ＬはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかである。元素ＭはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であってＦｅより酸化し易い元素である。酸化膜は個々の軟磁性合金粒子をそれぞれ覆う。結合材料は酸化膜とは別個に存在する酸化物からなる。第１の結合部では、軟磁性合金粒子をそれぞれ覆う酸化膜を介して隣り合う軟磁性合金粒子どうしが結合している。第２の結合部では、隣り合う軟磁性合金粒子をそれぞれ覆う酸化膜どうしは直接接触せずに前記結合材料を介して結合している。

本発明によれば、透磁率の顕著な低下を伴わずに、高強度と高抵抗とが両立する磁性体が提供される。

本発明の磁性体の第２の結合部付近の微細構造を模式的に表す断面図である。本発明の磁性体の第１の結合部付近の微細構造を模式的に表す断面図である。本発明の磁性体の第３の結合部付近の微細構造を模式的に現す断面図である。本発明の磁性体の複数磁性合金粒子の模式図を表す断面図である。本発明の磁性体を用いたコイル部品の一例を模式的に表す斜視図である。

図面を適宜参照しながら本発明を詳述する。但し、本発明は図示された態様に限定されるわけでなく、また、図面においては発明の特徴的な部分を強調して表現することがあるので、図面各部において縮尺の正確性は必ずしも担保されていない。

図１及び図２は、本発明の磁性体の微細構造を模式的に表す断面図である。図１は、本発明においてとりわけ特徴的な結合部である「第２の結合部」付近を模式的に表しており、図２は、第２の結合部とは異なる結合態様である「第１の結合部」付近を模式的に表している。両「結合部」については後述する。

本発明において、磁性体は、全体としては、もともとは独立していた多数の軟磁性合金粒子どうしが結合してなる集合体として把握される。磁性体は、多数の軟磁性合金粒子からなる圧粉体であるということもできる。図１を参照すると、少なくとも一部の軟磁性合金粒子１１・１２にはその周囲の少なくとも一部、好ましくは概ね全体にわたって酸化膜２１・２２が形成されていて、この酸化膜２１・２２により磁性体の絶縁性が確保される。

本発明の磁性体では、隣接する軟磁性合金粒子の結合形態には少なくとも２つの類型が存在する。これらを、第１の結合部及び第２の結合部と呼ぶ。

図２は、第１の結合部付近を表している。図２で示されている第１の結合部では、隣接する軟磁性合金粒子１１・１２どうしが、それぞれの軟磁性合金粒子１１・１２の周囲にある酸化膜２１・２２を介して結合している。酸化膜を介して結合する、ということは、少なくとも一部において、２つの軟磁性合金粒子１１・１２の周囲にある酸化膜が共通化しているということである。

図１は、第２の結合部付近を表している。図１で示されている第２の結合部では、酸化膜２１・２２は直接接触せず、このことは、第１の結合部とは結合様式が全く異なることを意味する。隣接する軟磁性合金粒子１１・１２の周囲にはそれぞれ別個独立に酸化膜２１・２２が形成されている。第２の結合部では、酸化膜２１・２２とは別個に符号３０で示される「結合材料」が存在する。結合材料３０は、酸化膜２１・２２を橋渡しするように繋いでいる。

上述の第１及び第２の結合部の存在は、例えば、約２００００倍に拡大したＳＥＭ観察像などにおいて視認することができる。第１及び第２の結合部の存在により、機械的強度と絶縁性の向上が図られる。磁性体の全体にわたって、隣接する軟磁性合金粒子どうしは第１又は第２の結合部により結合していることが好ましいが、第１及び第２の結合部の両方が少しでも存在していれば、相応の機械的強度と絶縁性の向上が図られ、そのような形態も本発明の一態様であるといえる。また、部分的には、酸化膜を介さずに、軟磁性合金粒子どうしの結合が存在していてもよい。さらに、隣接する軟磁性合金粒子間に、第１又は第２の結合部が存在せず、軟磁性合金粒子どうしの結合部もいずれも存在せず単に物理的に接触又は接近するに過ぎない形態を部分的に有していてもよい。

本発明によれば、軟磁性合金粒子は、少なくとも鉄（Ｆｅ）とＦｅ以外の２つの元素を含む。前記「２つの元素」のうちの一方は、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかであり、これを「元素Ｌ」と呼ぶ。前記「２つの元素」のうちの他方は、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であって、Ｆｅより酸化し易い元素であり、これを「元素Ｍ」と呼ぶ。

元素Ｌは好ましくはＳｉである。磁性体中に、元素Ｌは好ましくは３〜６ｗｔ％を占める。

元素Ｍは、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）などが挙げられる。磁性体中に、元素Ｍは好ましくは３〜６ｗｔ％を占める。

軟磁性合金粒子にはＦｅ、元素Ｌ、元素Ｍのほかに、さらなる元素を含んでいてもよく、そのような元素としては、例えば、イオウ（Ｓ）、Ｐ（リン）、Ｃ（炭素）などが挙げられる。

磁性体の全体組成については、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によりＺＡＦ法で測定することができる。

個々の軟磁性合金粒子の少なくとも一部には、その周囲の少なくとも一部に酸化膜が形成されている。酸化膜は磁性体を形成する前の原料粒子の段階で形成されていてもよいし、原料粒子の段階では酸化膜が存在しないか極めて少なく存在していて、磁性体の成形過程において酸化膜を生成させてもよい。好ましくは、酸化膜は軟磁性合金粒子それ自体が酸化したものからなる。成形前の軟磁性合金粒子に熱処理を施して磁性体を得るときに、軟磁性合金粒子の表面部分を酸化させて酸化膜を得てもよい。酸化膜の存在は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による２００００倍程度の撮影像においてコントラスト（明度）の違いとして認識することができる。酸化膜の存在により磁性体全体としての絶縁性が担保される。

酸化膜のうち、軟磁性合金粒子に接する部分には好ましくは元素Ｌが含まれる。酸化膜の化学組成を測定する方法は以下のとおりである。まず、磁性体を破断するなどしてその断面を露出させる。ついで、イオンミリング等により平滑面を出し走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影し、酸化膜をエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によりＺＡＦ法で算出する。軟磁性合金粒子から粒子外側方向に酸化膜を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）−ＥＤＳにより線分析により認識することができ、酸化膜中の各部における組成を知ることができる。

このような測定により、まず、軟磁性合金粒子から粒子外側方向に向って、酸素の増加から粒子表面と酸化膜との界面を確認できる。次に、上記の酸化膜において、粒子表面を接する部分から外側方向に元素Ｌの存在が確認される。酸素も合わせて存在することで、元素Ｌの酸化膜であることがわかる。この元素Ｌの酸化膜は、酸素を除く、元素Ｌと元素Ｌ以外の成分の合計に対し、元素Ｌが５０％以上含まれる範囲である。更に、元素Ｌの酸化膜と接する部分から外側方向に元素Ｍの存在が確認される。この元素Ｍの酸化膜は、酸素を除く、元素Ｍと元素Ｍ以外の成分の合計に対し、元素Ｍが５０％以上含まれる範囲である。

また、図２に示すように、上記酸化膜による第１の結合部が形成される。第１の結合部は、軟磁性合金粒子のそれぞれの表面にある酸化膜によって形成される。更に、この第１の結合部は、元素Ｍの酸化膜どうしで結合している。この元素Ｍの酸化膜の結合により、磁性体の機械的な強度を得ることができる。また、また、第１の結合部では、元素Ｌの酸化膜の結合が存在しない。このため、第１の結合部は、粒子と粒子の間には一方の粒子の元素Ｌの酸化膜とそれぞれの粒子の元素Ｍの酸化膜と他方の粒子の元素Ｍの酸化膜が存在することになる。この粒子と粒子の間では、元素Ｌの２つの酸化膜が存在することから、高い絶縁を得ることができる。

また、本発明の磁性体には、図１に示すように、酸化膜２１・２２とは別個に、結合材料３０が存在する。結合材料は酸化物である。結合材料が酸化膜とは「別個に存在する」ということは、結晶形態（結晶相が両者で相違したり、片方が結晶質であり他方が非晶質である、等）、化学組成の相違等により、軟磁性合金粒子１１・１２の周囲に形成される酸化膜２１・２２とは別形態として把握されるということである。そのような把握は、例えば、ＳＥＭ、ＴＥＭや上述の化学組成の測定によって行うことができる。

結合材料３０は酸化物である。結合材料を構成する酸化物の組成は特に限定は無く、合金粒子の元素Ｌと異なる元素であっても良く、好ましくは元素Ｌを含むものである。このような元素Ｌを含む酸化物の存在により、磁性体の高抵抗かつ高強度が達成され、さらに耐電圧が高くなる。とりわけ、元素ＬがＳｉである場合には、耐電圧がさらに高くなる。これは粒子表面の酸化膜が薄い場合、酸化膜には微小欠陥を生じ易くなるが、結合材料３０が存在することで、この欠陥部分を補うことができ、特に第２の結合部の周辺の酸化膜については欠陥が解消される。これにより、酸化膜が薄いことで透磁率を維持しつつ、結合材料の存在により耐電圧を高くできることになる。結合材料の存在についても、元素Ｍの酸化膜と接する部分から外側方向に元素Ｌの存在が確認される。酸素も合わせて存在することで、元素Ｍの酸化物であることがわかる。この結合材料の範囲は、酸素を除く、元素Ｌと元素Ｌ以外の成分の合計に対し、元素Ｌが５０％以上含まれる範囲である。つまり、第２の結合部は、元素Ｌの酸化膜を介して結合する部分である。この第２の結合部においても、粒子と粒子の間には一方の粒子の元素Ｌの酸化膜と一方の粒子の元素Ｍの酸化膜と結合材料と他方の粒子の元素Ｍの酸化膜と他方の粒子の元素Ｍの酸化膜が存在することになる。この粒子と粒子の間では、元素Ｌの２つの酸化膜と結合材料が存在することから、より高い絶縁を得ることができる。

更に、第１及び第２の結合部以外に、図３に示すように、軟磁性合金粒子どうしの結合があっても良い。粒子と粒子の金属部分では、酸化物を含まず、結晶が連続的に続いている。この部分では結晶が連続的に配列していることからわかる。例えば、酸化膜の評価同様の試料を走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）により、１０００００倍の倍率で観察することで、画像で平行に配向していることから判断できる。この粒子の金属部分の結合により、高透磁率を得ることができる。
本発明においては、上記の第１、第２、第３の結合部のそれぞれの存在する割合は、第１の結合部、第２の結合部、第３の結合部の順とすることで、より高絶縁、高強度、高耐圧の特性を得ることができる。

本発明の磁性体は部分的に空隙を有していてもよく、好ましくは気孔率が１〜２％である。気孔率はＪＩＳ−Ｒ１６３４で規定される。このように適度な空隙を有することで、酸化膜が安定して機械的強度と透磁率とが高い水準で両立する。これは、第２の結合部の周囲に空隙を持っている状態を指す。空隙が無い状態の場合は、空隙を埋めるものが存在することで磁性粒子の充填率を高くできず、また磁性体内部においては磁性体の外側からの酸素の供給されにくくなってしまい、酸化膜の形成が十分でない部分を生じ、結果として透磁率の低下と、絶縁性や強度も低下してしまうことにつながる。つまり、上記の空隙の気孔率は、オープンポアであることを示しており、充填率を確保しつつ、酸化膜の安定形成を可能とすることを示すものである。

原料として用いる軟磁性合金粒子の組成は、最終的に得られる磁性体における組成に反映される。よって、最終的に得ようとする磁性体の組成に応じて、原料粒子の組成を適宜選択することができ、その好ましい組成範囲は上述した磁性体の好ましい組成範囲と同じである。

個々の原料粒子のサイズは最終的に得られる磁性体における磁性体を構成する粒子のサイズと実質的に等しくなる。原料粒子のサイズとしては、透磁率と粒内渦電流損を考慮すると、平均粒径ｄ５０は好ましくは２〜３０μｍである。原料粒子のｄ５０はレーザー回折・散乱による測定装置により測定することができる。

原料として用いる磁性粒子は好ましくはアトマイズ法で製造される。アトマイズ法においては、高周波溶解炉で主原材料となるＦｅ、Ｃｒ、Ｓｉ、および添加材としてＳを添加して溶解し、アトマイズ法により磁性粒子を得ることができる。

次に、ここで得られた磁性粒子の表面に結合材料の元となる前処理を行う。前処理とは、磁性粒子の表面に、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒのいずれかになる元素Ｌの微粒子を付着させるコーティング処理ことを指す。ここに用いる材料は、コロイド溶液を用いる。元素Ｌの微粒子は平均粒径１〜２０ｎｍ、添加量２０〜３０ｗｔ％とし、分散媒としては水またはトルエンのいずれかとする。コーティング処理の方法は、コロイド溶液中に浸漬する方法であったり、またはコロイド溶液を噴霧する方法などがある。例えば、磁性粒子表面に薄い均一なコーティング材を形成する場合は浸漬による方法を用い、不均一なコーティング材を形成する場合は噴霧による方法がある。特に、不均一な膜とする方が、膜の存在による充填率の低下を抑えることもできる。この噴霧による方法では、液滴の大きさと分散媒の乾燥を設定することで、極端な磁性粒子の凝集を発生させることなく、不均一な膜の形成ができる。

この前処理を行うことで、粒子と粒子の間にはコーティング材が存在し、コーティング材を介して粒子と粒子の凝集した状態となる。この凝集した状態では、粒子と粒子の間にはコーティング材が存在するものの、これ以外の部分にはコーティング材が付いていないものが良い。つまり、理想的には、上記の凝集した状態とすることで、余分なコーティング材が存在せず、充填率の低下を抑制できることになる。この前処理は、後述の熱処理よって結合材料となる元になっている。この方法を用いることで、充填率を落とすことなく磁性体を作ることができる。

上記の前処理した原料粒子から成形体を得る方法については特に限定なく、粒子成形体製造における公知の手段を適宜取り入れることができる。以下、典型的な製造方法として原料粒子を非加熱条件下で成形した後に加熱処理に供する方法を説明する。本発明ではこの製法に限定されない。

原料粒子を非加熱条件下で成形する際には、バインダとして有機樹脂を加えることが好ましい。有機樹脂としては熱分解温度が５００℃以下であるアクリル樹脂、ブチラール樹脂、ビニル樹脂などからなるものを用いることが、熱処理後にバインダが残りにくくなる点で好ましい。成形の際には、公知の潤滑剤を加えてもよい。潤滑剤としては、有機酸塩などが挙げられ、具体的にはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。潤滑剤の量は原料粒子１００重量部に対して好ましくは０〜１．５重量部である。潤滑剤の量がゼロとは、潤滑剤を使用しないことを意味する。原料粒子に対して任意的にバインダ及び／又は潤滑剤を加えて攪拌した後に、所望の形状に成形する。成形の際には例えば１〜３０ｔ／ｃｍ^２の圧力をかけることなどが挙げられる。

熱処理の好ましい態様について説明する。
熱処理は酸化雰囲気下で行うことが好ましい。より具体的には、加熱中の酸素濃度は好ましくは１％以上であり、これにより、酸化膜を介する第１の結合部および結合材料を介する第２の結合部が生成しやすくなる。酸素濃度の上限は特に定められるものではないが、製造コスト等を考慮して空気中の酸素濃度（約２１％）を挙げることができる。加熱温度については、軟磁性合金粒子自体の表層部分を酸化することにより酸化膜を生成させることを介して第１の結合を生じやすくする観点、ならびに、結合材料を生成させることを介して第２の結合を生じやすくする観点からは好ましくは６００〜８００℃である。また、第１及び第２の結合部を生成させやすくする観点からは、加熱時間は好ましくは３．５〜６時間である。加熱時間を上記範囲とすることで、磁性体内部においても酸化膜の形成は十分され、元素Ｌを含む酸化膜とこの外側に元素Ｍを含む酸化膜を形成できる。また、加熱時間を長くするか、または加熱温度を高くするほどＣｒの存在比率の高い酸化膜が形成される。つまり、磁性粒子の表面に元素Ｌの存在比率の高い酸化膜があり、この外側に元素Ｍの存在比率の高い酸化膜があり、さらにこの外側にＦｅの存在比率の高い酸化膜が存在することになる。なお、元素Ｌの酸化膜は元素Ｍの酸化膜より薄く形成され、第１の結合部は元素Ｍの酸化膜の一部である。これらの酸化膜により、透磁率と絶縁性、また強度にそれぞれ寄与するものとなる。

このようにして得られる磁性体１を種々の電子部品の磁心として用いることができる。例えば、本発明の磁性体の周囲に絶縁被覆導線を巻くことによりコイルを形成してもよい。あるいは、上述の原料粒子を含むグリーンシートを公知の方法で形成し、そこに所定パターンの導体ペーストを印刷等により形成した後に、印刷済みのグリーンシートを積層して加圧することにより成形し、次いで、上述の条件で熱処理を施すことで、本発明の磁性体の内部にコイルを形成してなる電子部品（インダクタ）を得ることもできる。その他、本発明の磁性体を磁心として用いて、その内部または表面にコイルを形成することによって種々の電子部品を得ることができる。電子部品は表面実装タイプやスルーホール実装タイプなど各種の実装形態のものであってよく、磁性体から電子部品を得る手段については、後述の実施例の記載を参考にすることもできるし、また、電子部品の分野における公知の製造手法を適宜取り入れることができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に記載された態様に限定されるわけではない。

（原料粒子）
Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌのいずれかの合金粉末を原料粒子として用いた。合金粉末の組成はエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によりＺＡＦ法で測定した。合金の化学組成は以下のとおりである。
比較例１Ｓｉ（３ｗｔ％）、Ｃｒ（６ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
比較例２Ｓｉ（３ｗｔ％）、Ｃｒ（６ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
比較例３Ｓｉ（３ｗｔ％）、Ｃｒ（６ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
比較例４Ｓｉ（３ｗｔ％）、Ｃｒ（６ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例１Ｓｉ（３ｗｔ％）、Ｃｒ（６ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例２Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例３Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例４Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例５Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例６Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
参考例７Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
参考例８Ｚｒ（６ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例９Ｓｉ（６ｗｔ％）、Ａｌ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例１０Ｓｉ（８ｗｔ％）、Ｃｒ（１．５ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）
実施例１１Ｓｉ（８．５ｗｔ％）、Ｃｒ（１ｗｔ％）、Ｆｅ（残部）

（粒子への噴霧）
上記合金粉末を用い、それぞれの合金粉末の表面にコーティングを行った。Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかの元素Ｌである微粒子の材料と、溶媒にトルエンを用いた。微粒子の材料はいずれも平均粒径５ｎｍ、添加量２５ｗｔ％とする液状のコロイド溶液をした。コーティング処理の方法としては、合金粉末を撹拌しながら、合金粉末の平均粒径より小さくなるようノズルでコロイド溶液の液滴を噴霧し、噴霧と同時か、または噴霧後に乾燥を行い、この噴霧と乾燥を繰り返す方法で行った。この方法でコーティング処理することで、成形時の充填率低下の少ない成形体を得ることができる。また、コーティング材料中の微粒子を元素Ｌとすることで、熱処理時には元素Ｌの微粒子が酸化膜の形成と同時か、もしくは酸化膜形成後から焼成されて結合材料を形成することが可能となる。
比較例１噴霧無し
比較例２噴霧無し
比較例３噴霧無し
比較例４噴霧無し
実施例１Ｓｉのコーティング材料、２０分
実施例２Ｓｉのコーティング材料、２０分
実施例３Ｓｉのコーティング材料、３０分
実施例４Ｓｉのコーティング材料、４０分
実施例５Ｓｉのコーティング材料、６０分
実施例６Ｓｉのコーティング材料、４０分
参考例７Ｚｒのコーティング材料、３０分
参考例８Ｚｒのコーティング材料、３０分
実施例９Ｓｉのコーティング材料、３０分
実施例１０Ｓｉのコーティング材料、３０分
実施例１１Ｓｉのコーティング材料、３０分

（磁性体の製造）
必要に応じて上記コーティングを行った合金粉末１００重量部を、熱分解温度が３００℃であるＰＶＡバインダ１．５重量部とともに撹拌混合して、造粒した。その後、下記成形圧力（単位：ｔｏｎ／ｃｍ^２）でプレス加工して後述の各評価のための形状を構成し、得られた成形体のバインダを脱脂してから、２１％の酸素濃度である酸化雰囲気中、６５０℃温度にて、各比較例は１時間、各実施例は４時間の保持時間で熱処理を行った。この熱処理により、各磁性体が得られた。上記のコーティング処理、成形、焼成のプロセスにより、空隙を持つ磁性体を得ることができる。
比較例１３．７
比較例２４．３
比較例３５．０
比較例４６．０
実施例１６．０
実施例２１０
実施例３１０
実施例４１２
実施例５１４
実施例６１４
参考例７１２
参考例８１２
実施例９１２
実施例１０１４
実施例１１１４

（ＳＥＭ観察）
得られた磁性体について、２００００倍に拡大したＳＥＭ観察像にて、全ての実施例・比較例において、概ね全ての個々の合金粒子には酸化膜が被覆されていて、隣り合う合金粒子はそれぞれの酸化膜を介して結合している様子が観察された。さらに、全ての実施例においては、隣り合う合金粒子が酸化膜を介して結合するのではなく、酸化膜とは別個の粒子状の酸化物を挟んで、局所的には金属粒子−酸化膜−酸化物粒子（結合材料）−酸化膜−金属粒子というように結合している様子が観察された。前記酸化物粒子は、実施例１〜６、９、１０、１１はＳｉの酸化物であり、参考例７、８はＺｒの酸化物だった。酸化膜とは別個の粒子状の酸化物を挟んだ結合は、比較例においては見られなかった。

（酸化膜の組成）
酸化膜の組成を２００００倍に拡大したＴＥＭ観察像を用いて調べた。
比較例１〜４及び実施例１では、合金粒子に接する部分はＣｒの酸化膜が形成され、さらにその外側にＦｅの酸化膜が形成されていた。Ｃｒの酸化膜の内側にＳｉの酸化物の存在は確認できるが、酸化膜と言えるようなＳｉの存在を連続的に確認できるものではなく、不連続なものであった。連続的とは研磨した観察面において磁性粒子表面の１／３以上に連続してあれば良い。この連続していることは、上記倍率で元素マップの画像において、ピクセルが連続していることで確認することができる。
実施例２〜６、９及び参考例７では、合金粒子に接する部分はＳｉの酸化膜が形成され、さらにその外側にＣｒの酸化膜、さらにその外側にＦｅの酸化膜が形成されていた。
参考例８では、合金粒子に接する部分はＺｒの酸化物が形成され、さらにその外側にＣｒの酸化膜、さらにその外側にＦｅの酸化膜が形成されていた。

また、上記の酸化膜が連続的に存在するものについては、絶縁を高くできるものになる。これは、粒子の大きさである粒径が同じものであると仮定し、この粒子を組み合わせた場合の３重点を考えると、各粒子は角度１２０°で接することになる。つまり、角度１２０°を粒子表面に置き換えると１／３の範囲に相当することになる。よって、上記の連続したＳｉの酸化膜がこの１／３以上の範囲で存在すれば、粒子と粒子の間にはＳｉの酸化膜が存在する確率が高くなることを意味する。これにより、上記のような観察において粒子表面の１／３以上の範囲にＳｉの酸化膜が連続していれば、高絶縁にすることは可能となる。

（気孔率）
得られた磁性体の気孔率をＪＩＳ−Ｒ１６３４にしたがって測定した。測定結果は以下のとおりである。
比較例１３．１％
比較例２２．５％
比較例３２．３％
比較例４２．２％
実施例１２．３％
実施例２２．０％
実施例３１．８％
実施例４１．０％
実施例５０．８％
実施例６０．７％
参考例７２．０％
参考例８２．０％
実施例９２．０％
実施例１０１．９％
実施例１１１．９％

（透磁率）
透磁率μの測定のために、外径１４ｍｍ、内径８ｍｍ、厚さ３ｍｍのトロイダル状の磁性体を製造した。この磁性体に、直径０．３ｍｍのウレタン被覆銅線からなるコイルを２０ターン巻回して測定用試料を得た。Ｌクロムメーター（アジレントテクノロジー社製：４２８５Ａ）を用いて、測定周波数１００ｋＨｚにて磁性体の透磁率を測定した。

（機械的強度）
機械的強度は、ＪＩＳ−Ｒ１６０１に準じた測定を行った。具体的には、長さ５０ｍｍ、幅４ｍｍ、厚さ３ｍｍの板状の磁性体を測定試料として製造して、３点曲げ破断応力を測定した。下記測定結果欄には「強度」として単位をＫｇｆ／ｃｍ^２とする測定結果を記載している。

（電気抵抗）
体積抵抗率は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準じた測定を行った。具体的には、外形φ９．５ｍｍ×厚み４．２〜４．５ｍｍの円板状の磁性体を測定試料として製造した。上述した熱処理時に、円板状の両底面（底面の全面）にスパッタリングによりＡｕ膜を形成した。Ａｕ膜の両面に２５Ｖ（６０Ｖ／ｃｍ）の電圧を印加した。この時の抵抗値から体積抵抗率を算出した。下記測定結果欄には「抵抗」として単位をΩ・ｃｍとする測定結果を記載している。

（耐電圧）
耐電圧の測定のために、外形φ９．５ｍｍ×厚み４．２〜４．５ｍｍの円板状の磁性体を測定試料として製造した。上述した熱処理時に、円板状の両底面（底面の全面）にスパッタリングによりＡｕ膜を形成した。Ａｕ膜の両面に電圧を印加して、Ｉ−Ｖ測定を行った。印加する電圧を徐々に上げて、電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ^２となった時点での印加電圧を破壊電圧であるとみなした。下記測定結果欄には「耐電圧」として、破壊電圧が２５０Ｖ未満であれば１、２５０Ｖ以上５００Ｖ未満であれば２、５００Ｖ以上であれば３としてランク付けした。

（測定結果）
上記各物性の測定結果は以下のとおりである。
透磁率強度抵抗耐電圧
比較例１３２５１０^７１
比較例２４０７１０^６１
比較例３４６８１０^５１
比較例４５０９１０^３１
実施例１５０１１１０^４１
実施例２５０１２１０^４２
実施例３４９１４１０^５３
実施例４４８１７１０^６３
実施例５４１１１１０^７３
実施例６５２１８１０^４２
参考例７４９１４１０^５２
参考例８４９１４１０^５２
実施例９４９１４１０^６３
実施例１０４９１５１０^５３
実施例１１４９１５１０^３１

全ての実施例について、透磁率の顕著な低下を伴わずに、高強度と高抵抗との両立が達成した。合金粒子に接する部分はＳｉの酸化物が形成された実施例２〜６、９及び参考例７では、さらに、耐電圧の向上も達成した。同様に、合金粒子に接する部分はＺｒの酸化物が形成された参考例８でも、耐電圧が向上した。また、例えば透磁率が同じ実施例３と参考例７、８を比較すると、実施例３の方が耐電圧は高くなっており、ＺｒよりＳｉの酸化物の方が効果を高められる。一方、実施例１０は、抵抗、耐電圧ともに高いが、実施例１１では、抵抗、耐電圧とにも低下が見られた。これらから、Ｃｒは１．５ｗｔ％以上であって、元素Ｌが元素Ｍより多い方が良いと言える。

Claims

Ｆｅ、元素Ｌ（但し、元素ＬはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかである。）及び元素Ｍ（但し、元素ＭはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であってＦｅより酸化し易い元素である。）を含む複数の軟磁性合金粒子と、前記軟磁性合金粒子をそれぞれ覆う酸化膜と、前記酸化膜とは別個に存在してＳｉを含む酸化物からなる結合材料と、前記軟磁性合金粒子をそれぞれ覆う酸化膜を介して隣り合う軟磁性合金粒子どうしが結合する第１の結合部と、隣り合う軟磁性合金粒子をそれぞれ覆う酸化膜どうしは直接接触せずに前記結合材料を介して結合する第２の結合部と、を有する磁性体。
前記酸化膜が前記軟磁性合金粒子の表面と接する部分に元素Ｌを含む請求項１記載の磁性体。
前記元素ＬがＳｉである請求項１又は２記載の磁性体。
磁性体のＪＩＳ−Ｒ１６３４で規定される気孔率が１〜２％である請求項１〜３のいずれか１項記載の磁性体。
請求項１〜４のいずれか１項記載の磁性体を有するコイル部品。