JP6585011B2 - Soft magnetic materials, rotating electrical machines, motors and generators - Google Patents

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Description

本発明の実施の形態は、軟磁性材料、回転電機、モータ及び発電機に関する。   Embodiments described herein relate generally to a soft magnetic material, a rotating electrical machine, a motor, and a generator.

現在、軟磁性材料は、回転電機(例えば、モータ、発電機など)、変圧器、インダクタ、トランス、磁性インク、アンテナ装置等の様々なシステム、デバイスの部品に適用されており非常に重要な材料である。これらの部品においては、軟磁性材料の有する透磁率実部(比透磁率実部)μ’を利用するため、実際に使用する場合は、利用周波数帯域に合わせてμ’を制御しなければならない。また、高効率のシステムを実現するためには、出来るだけ低損失の材料にする必要がある。つまり、透磁率虚部(比透磁率虚部)μ”(損失に相当)を出来るだけ小さくする必要がある。損失に関しては、損失係数tanδ(=μ”/μ’×100(%))が一つの目安となり、μ’に対してμ”が小さければ小さい程損失係数tanδが小さくなり好ましい。そのためには、実際の動作条件においての鉄損を小さくする必要があり、すなわち、渦電流損失、ヒステリシス損失、強磁性共鳴損失、残留損失(その他の損失)を出来る限り小さくする必要がある。渦電流損失を小さくするためには電気抵抗を大きくしたり、金属部のサイズを小さくしたり、磁区構造を細分化したりする事が有効である。ヒステリシス損失を小さくするためには、保磁力を小さくしたり、飽和磁化を大きくしたりする事が有効である。強磁性共鳴損失を小さくするためには、材料の異方性磁界を大きくする事によって強磁性共鳴周波数を高周波化する事が有効である。また、近年ではハイパワーの電力を扱う需要が高まっているため、特に、材料に印加される実効的な磁界が大きい動作条件下(高電流、高電圧など)で損失が小さい事が求められる。そのためには磁気飽和を起こさないように軟磁性材料の飽和磁化は出来るだけ大きい方が好ましい。更には、近年では、システム、デバイス機器の利用周波数帯域の高周波数帯化が進んでおり(高周波化によって機器の小型化が可能)、高周波で高い透磁率と低い損失を備え、特性に優れた磁性材料の開発が急務となっている。   Currently, soft magnetic materials are very important materials applied to various systems and device parts such as rotating electrical machines (eg, motors, generators, etc.), transformers, inductors, transformers, magnetic inks, antenna devices, etc. It is. In these components, the magnetic permeability real part (relative magnetic permeability real part) μ ′ of the soft magnetic material is used. Therefore, when actually used, μ ′ must be controlled in accordance with the use frequency band. . In order to realize a highly efficient system, it is necessary to use a material with as low a loss as possible. That is, it is necessary to make the imaginary part of permeability (imaginary part of relative permeability) μ ″ (corresponding to loss) as small as possible. Regarding loss, the loss coefficient tan δ (= μ ″ / μ ′ × 100 (%)) As a guideline, the smaller the μ ″ with respect to μ ′, the smaller the loss coefficient tan δ, which is preferable. For this purpose, it is necessary to reduce the iron loss under actual operating conditions, that is, eddy current loss, Hysteresis loss, ferromagnetic resonance loss, and residual loss (other losses) must be reduced as much as possible, in order to reduce eddy current loss, increase the electrical resistance, reduce the size of the metal part, It is effective to subdivide the structure, etc. To reduce hysteresis loss, it is effective to reduce the coercive force or increase the saturation magnetization. In order to achieve this, it is effective to increase the ferromagnetic resonance frequency by increasing the anisotropic magnetic field of the material, and in recent years, the demand for handling high-power electric power has been increasing. The loss is required to be small under operating conditions (high current, high voltage, etc.) with a large effective magnetic field applied to the soft magnetic material so that the saturation magnetization of the soft magnetic material is as large as possible without causing magnetic saturation. Furthermore, in recent years, the use frequency band of the system and device equipment has been increased (the equipment can be downsized by high frequency), and has high permeability and low loss at high frequency, There is an urgent need to develop magnetic materials with excellent characteristics.

また、近年、省エネ問題、環境問題に対する意識の高まりから、システムの効率を出来るだけ高める事が強く求められている。特に、モータシステムは、世の中の電力消費の多くを担っているため、モータの高効率化は非常に重要である。この中でモータを構成するコア等は軟磁性材料で構成され、軟磁性材料の透磁率や飽和磁化を出来るだけ大きくする事や、損失を出来るだけ小さくする事が求められている。また、モータの一部に使われている磁性楔(磁性くさび)においては損失を出来るだけ小さくする事が求められている。尚、トランスを用いたシステムにおいても同様の事が要求される。モータやトランスなどにおいては、高効率化とともに小型化への要求も大きい。小型化を実現するためには、軟磁性材料の透磁率、飽和磁化を出来るだけ大きくする事が重要である。また、磁気飽和を防ぐためにも飽和磁化を出来るだけ大きくする事が重要である。更にはシステムの動作周波数を高周波化したい需要も大きく、高周波帯域で低損失の材料の開発が強く求められている。   In recent years, there has been a strong demand to increase the efficiency of the system as much as possible due to the growing awareness of energy-saving issues and environmental issues. In particular, since the motor system is responsible for much of the world's power consumption, it is very important to improve the efficiency of the motor. Among them, the core and the like constituting the motor are made of a soft magnetic material, and it is required to increase the permeability and saturation magnetization of the soft magnetic material as much as possible and to reduce the loss as much as possible. Further, it is required to reduce the loss as much as possible in the magnetic wedge (magnetic wedge) used in a part of the motor. The same thing is required in a system using a transformer. In motors and transformers, there is a great demand for high efficiency and miniaturization. In order to achieve miniaturization, it is important to increase the permeability and saturation magnetization of the soft magnetic material as much as possible. In order to prevent magnetic saturation, it is important to increase the saturation magnetization as much as possible. Furthermore, there is a great demand for increasing the operating frequency of the system, and there is a strong demand for the development of a low-loss material in the high-frequency band.

また、高い透磁率と低い損失を有する軟磁性材料は、インダクタンス素子やアンテナ装置などにも用いられるが、その中でも特に、近年、パワー半導体に用いるパワーインダクタンス素子への応用に関して注目されている。近年、省エネルギー、環境保護の重要性が盛んに唱えられており、CO排出量削減や化石燃料への依存度の低減が不可欠となってきた。この結果,ガソリン自動車に代わる電気自動車やハイブリッド自動車の開発が精力的に進められている。また、太陽光発電や風力発電といった自然エネルギーの利用技術が省エネ社会のキー・テクノロジーといわれており、先進各国は自然エネルギーの利用技術の開発を積極的に進めている。さらに、環境にやさしい省電力システムとして、太陽光発電、風力発電等で発電した電力をスマートグリッドで制御し、家庭内やオフィス、工場に高効率で需給するHEMS(Home Energy Management System)、BEMS(Building and Energy Management System)構築の重要性が盛んに提唱されている。このような省エネルギー化の流れの中で、重要な役割を担うのがパワー半導体である。パワー半導体は、高い電力やエネルギーを高効率で制御する半導体であり、IGBT(insulated gate bipolar transistor)、MOSFET、パワー・バイポーラ・トランジスタ、パワー・ダイオードなどのパワー個別半導体に加え、リニア・レギュレータ、スイッチング・レギュレータなどの電源回路、さらにはこれらを制御するためのパワー・マネジメント用ロジックLSIなどが含まれる。パワー半導体は,家電,コンピュータ,自動車,鉄道などあらゆる機器に幅広く使われており、これら応用機器の普及拡大,さらにこれらの機器へのパワー半導体の搭載比率拡大が期待できるため,今後のパワー半導体は大きな市場成長が予想されている。例えば、多くの家電に搭載されているインバータには、ほとんどといって良いほどパワー半導体が使われており、これによって大幅な省エネが可能になる。パワー半導体は、現在、Siが主流であるが、更なる高効率化や機器の小型化のためには、SiC、GaNの利用が有効であると考えられている。SiCやGaNはSiよりも、バンドギャップや絶縁破壊電界が大きく、耐圧を高くできるため素子を薄くできる。そのため、半導体のオン抵抗を下げることができ、低損失化・高効率化に有効である。また、SiCやGaNはキャリア移動度が高いため、スイッチング周波数を高周波化することが可能となり、素子の小型化に有効となる。更には、特にSiCではSiよりも熱伝導率が高いため放熱能力が高く高温動作が可能となり、冷却機構を簡素化ができ小型化に有効となる。以上の観点から、SiC、GaNパワー半導体の開発が精力的に行われている。しかし、その実現のためには、パワー半導体とともに使用されるパワーインダクタ素子の開発、すなわち、高透磁率軟磁性材料(高い透磁率と低い損失)の開発が不可欠である。この時、磁性材料に求められる特性としては、駆動周波数帯域での高い透磁率、低い磁気損失は勿論のこと、大電流に対応できる高い飽和磁化が必要となる。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が抑制できる。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。 In addition, soft magnetic materials having high magnetic permeability and low loss are used for inductance elements and antenna devices. Among them, attention has recently been focused on application to power inductance elements used in power semiconductors. In recent years, the importance of energy saving and environmental protection has been advocated, and it has become indispensable to reduce CO 2 emission and dependency on fossil fuels. As a result, the development of electric vehicles and hybrid vehicles to replace gasoline vehicles has been energetically advanced. In addition, natural energy utilization technologies such as solar power generation and wind power generation are said to be key technologies for an energy-saving society, and advanced countries are actively promoting the development of natural energy utilization technologies. Furthermore, as an environmentally friendly power-saving system, HEMS (Home Energy Management System) and BEMS (BEMS) that control the power generated by solar power generation, wind power generation, etc. with a smart grid and supply and supply at high efficiency to homes, offices and factories. The importance of building and building energy management systems has been actively proposed. Power semiconductors play an important role in this trend of energy saving. Power semiconductors are semiconductors that control high power and energy with high efficiency. In addition to power individual semiconductors such as IGBTs (insulated gate bipolar transistors), MOSFETs, power bipolar transistors, and power diodes, linear regulators and switching A power supply circuit such as a regulator and a power management logic LSI for controlling them are included. Power semiconductors are widely used in various devices such as home appliances, computers, automobiles, and railways. The spread of these applied devices can be expected, and the mounting ratio of power semiconductors to these devices can be expected. Big market growth is expected. For example, power semiconductors are used in almost all inverters installed in many home appliances, which enables significant energy savings. Currently, Si is the main power semiconductor, but it is considered that the use of SiC and GaN is effective for further increasing the efficiency and miniaturization of equipment. SiC and GaN have a larger band gap and dielectric breakdown field than Si, and can increase the breakdown voltage, so that the device can be made thinner. As a result, the on-resistance of the semiconductor can be reduced, which is effective for reducing loss and increasing efficiency. Further, since SiC and GaN have high carrier mobility, it is possible to increase the switching frequency, which is effective for miniaturization of the element. Furthermore, in particular, SiC has a higher thermal conductivity than Si, and thus has a high heat dissipation capability and can operate at a high temperature, simplifying the cooling mechanism and being effective for miniaturization. From the above viewpoint, SiC and GaN power semiconductors have been vigorously developed. However, in order to realize this, it is indispensable to develop a power inductor element used together with a power semiconductor, that is, development of a high magnetic permeability soft magnetic material (high magnetic permeability and low loss). At this time, as characteristics required for the magnetic material, not only high magnetic permeability and low magnetic loss in the driving frequency band, but also high saturation magnetization capable of handling a large current is required. When the saturation magnetization is high, magnetic saturation is unlikely to occur even when a high magnetic field is applied, and an effective decrease in inductance value can be suppressed. This improves the DC superposition characteristics of the device and improves the efficiency of the system.

また、高周波で高い透磁率と低い損失を有する磁性材料は、アンテナ装置等の高周波通信機器のデバイスへの応用も期待される。アンテナの小型化、省電力化の方法として、高透磁率(高い透磁率と低い損失)の絶縁基板をアンテナ基板として、アンテナから通信機器内の電子部品や基板へ到達する電波を巻き込んで電子部品や基板へ電波を到達させずに送受信を行う方法がある。これによって、アンテナの小型化と省電力化が可能となるが、同時に、アンテナの共振周波数を広帯域化することも可能となり好ましい。   In addition, magnetic materials having high magnetic permeability and low loss at high frequencies are expected to be applied to devices of high-frequency communication equipment such as antenna devices. As a method for reducing the size and power consumption of antennas, an insulating substrate with high magnetic permeability (high magnetic permeability and low loss) is used as an antenna substrate, and electronic components that involve radio waves that reach the electronic components in the communication equipment and the substrate from the antennas are involved. There is a method for transmitting and receiving without transmitting radio waves to the board. As a result, it is possible to reduce the size and power consumption of the antenna, but at the same time, it is possible to widen the resonance frequency of the antenna, which is preferable.

なお、上記各々のシステム、デバイス、に組み込んだ際に求められるその他の特性としては、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、高靱性、等も挙げられる。また、複雑な形状に適用するためには、板やリボンの形状よりも圧紛体の方が好ましい。しかしながら一般に圧紛体にすると、飽和磁化、透磁率、損失、強度、靱性などの点で特性が劣化する事が知られており、特性の向上が強く求められている。   Other characteristics required when incorporated in each of the above systems and devices include high thermal stability, high oxidation resistance, high strength, high toughness, and the like. Moreover, in order to apply to a complicated shape, the compact is preferable to the shape of a plate or ribbon. However, in general, it is known that when a compact is used, characteristics are deteriorated in terms of saturation magnetization, magnetic permeability, loss, strength, toughness, etc., and improvement of characteristics is strongly demanded.

次に既存の軟磁性材料について、その種類と問題点について説明する。   Next, the types and problems of existing soft magnetic materials will be described.

10kH以下のシステム用の既存の軟磁性材料としては、珪素鋼板(FeSi)が挙げられる。珪素鋼板は歴史が古く、大電力を扱う回転電機(例えば、モータや発電機など)、トランスのコア材料のほとんどに採用されている材料である。無方向珪素鋼板から方向性珪素鋼板へと高特性化が図られ、発見当初に比べると進化はしているが、近年では特性改善は頭打ちになってきている。特性としては、高飽和磁化、高透磁率、低損失を同時に満たす事が特に重要である。世の中では、珪素鋼板を超える材料の研究がアモルファス系、ナノクリスタル系の組成を中心に盛んに行われてはいるが、すべての面で珪素鋼板を超える材料組成はいまだ見付かっていない。また複雑な形状に適用可能な圧紛体の研究も行われているが、圧紛体においては板やリボンと比べて、特性が悪いという欠点を有している。   An existing soft magnetic material for a system of 10 kHz or less includes a silicon steel plate (FeSi). Silicon steel sheets have a long history and are used in most of the core materials of rotating electrical machines (for example, motors and generators) that handle high power and transformers. High performance has been achieved from non-oriented silicon steel sheets to directional silicon steel sheets, which have evolved compared to the initial discovery, but in recent years, the improvement in characteristics has reached a peak. As characteristics, it is particularly important to satisfy high saturation magnetization, high magnetic permeability, and low loss at the same time. In the world, research on materials exceeding silicon steel sheets has been actively conducted centering on amorphous and nanocrystal-based compositions, but no material composition exceeding silicon steel sheets has been found yet. In addition, research on a compact that can be applied to a complicated shape has been conducted, but the compact has a defect that the characteristics are poor compared to a plate or a ribbon.

10kHz〜100kHzのシステム用の既存の軟磁性材料としては、センダスト(Fe−Si−Al)、ナノクリスタル系ファインメット(Fe−Si−B−Cu−Nb)、Fe基又はCo基アモルファス・ガラスのリボン・圧粉体、又はMnZn系フェライト材料が挙げられる。しかしながら、いずれも高透磁率、低損失、高飽和磁化、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、高靱性、を完全に満たしてはおらず不十分である。   Existing soft magnetic materials for 10 kHz to 100 kHz systems include Sendust (Fe-Si-Al), nanocrystal-based finemet (Fe-Si-B-Cu-Nb), Fe-based or Co-based amorphous glass. Examples include ribbons and green compacts, or MnZn-based ferrite materials. However, none of them are insufficient because they do not completely satisfy high permeability, low loss, high saturation magnetization, high thermal stability, high oxidation resistance, high strength, and high toughness.

100kHz以上(MHz帯域以上)の既存の軟磁性材料としては、NiZn系フェライト、六方晶フェライト等が挙げられるが、高周波での磁気特性が不十分である。   Examples of existing soft magnetic materials of 100 kHz or higher (MHz band or higher) include NiZn-based ferrite and hexagonal ferrite, but their magnetic properties at high frequencies are insufficient.

以上の事から、高飽和磁化、高透磁率、低損失、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、高靱性、を満たしつつ、複雑な形状への適用が可能な圧粉化への対応が可能な軟磁性材料の開発が不可欠である。   From the above, to compaction that can be applied to complex shapes while satisfying high saturation magnetization, high magnetic permeability, low loss, high thermal stability, high oxidation resistance, high strength, high toughness It is essential to develop soft magnetic materials that can meet these requirements.

特開2013−65844号公報JP 2013-65844 A

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは高い透磁率、低い損失、等の優れた特性を有する軟磁性材料、並びにこれを用いた回転電機、モータ及び発電機を提供する事にある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is a soft magnetic material having excellent characteristics such as high magnetic permeability and low loss, as well as a rotating electrical machine, a motor, and It is to provide a generator.

本実施の形態の軟磁性材料は、扁平磁性金属粒子であって、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下で、格子歪みが0.01%以上10%以下で、扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子と、扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む介在相と、を備える。   The soft magnetic material of the present embodiment is a flat magnetic metal particle that contains at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni, has a thickness of 10 nm to 100 μm, and an aspect ratio of 5 to 10,000. In the following, flat magnetic metal particles having a lattice strain of 0.01% or more and 10% or less, oriented flat magnetic metal particles, and having magnetic anisotropy in one direction in the oriented flat plane, and flat magnetic metal And an intervening phase that exists between the particles and includes at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F).

第1の実施の形態の軟磁性材料の概念図である。It is a conceptual diagram of the soft-magnetic material of 1st Embodiment. 扁平磁性金属粒子の配向を説明する図である。It is a figure explaining the orientation of a flat magnetic metal particle. 第2の実施の形態の軟磁性材料の模式図である。It is a schematic diagram of the soft magnetic material of 2nd Embodiment. 共晶粒子を有する第3の実施の形態の軟磁性材料の模式図である。It is a schematic diagram of the soft-magnetic material of 3rd Embodiment which has a eutectic particle. 中間介在粒子を有する第3の実施の形態の軟磁性材料の模式図である。It is a schematic diagram of the soft-magnetic material of 3rd Embodiment which has intermediate intervening particles. 積層構造を有する第4の実施の形態の軟磁性材料の概念図である。It is a conceptual diagram of the soft-magnetic material of 4th Embodiment which has a laminated structure. 第5の実施の形態のモータシステムの概念図例である。It is an example of a key map of a motor system of a 5th embodiment. 第5の実施の形態のモータの概念図例である。It is an example of a key map of a motor of a 5th embodiment. 第5の実施の形態のモータコアの概念図例である。It is an example of a key map of a motor core of a 5th embodiment. 第5の実施の形態の変圧器・トランスの概念図例である。It is an example of a key map of a transformer and a transformer of a 5th embodiment. 第5の実施の形態のインダクタの概念図例である。It is an example of a key map of an inductor of a 5th embodiment. 第5の実施の形態の発電機の概念図例である。It is an example of a key map of the generator of a 5th embodiment. 磁束の方向と軟磁性材料の配置方向の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the direction of magnetic flux, and the arrangement | positioning direction of a soft-magnetic material.

以下、図面を用いて実施の形態を説明する。なお、図面中、同一又は類似の箇所には、同一又は類似の符号を付している。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

(第1の実施の形態)
本実施の形態の軟磁性材料は、扁平磁性金属粒子であって、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下で、格子歪みが0.01%以上10%以下で、扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子と、扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む介在相と、を備える。
(First embodiment)
The soft magnetic material of the present embodiment is a flat magnetic metal particle that contains at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni, has a thickness of 10 nm to 100 μm, and an aspect ratio of 5 to 10,000. In the following, flat magnetic metal particles having a lattice strain of 0.01% or more and 10% or less, oriented flat magnetic metal particles, and having magnetic anisotropy in one direction in the oriented flat plane, and flat magnetic metal And an intervening phase that exists between the particles and includes at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F).

つまり、本実施の形態の軟磁性材料100は、扁平磁性金属粒子10と介在相からなる圧紛体である。この時、扁平磁性金属粒子10は出来る限り扁平面10aを並べて積層する形で配向し、且つ、扁平磁性金属粒子10の扁平面10aにおいて一方向に磁気異方性を有する。ここで、扁平磁性金属粒子10は、扁平状(flaky、flattened)の形状(flaky shape、flattened shape)をした、扁平粒子(flaky particle、flattened particle)である。   That is, the soft magnetic material 100 of the present embodiment is a powder body composed of the flat magnetic metal particles 10 and the intervening phase. At this time, the flat magnetic metal particles 10 are oriented in such a manner that the flat surfaces 10a are arranged side by side as much as possible, and have magnetic anisotropy in one direction on the flat surfaces 10a of the flat magnetic metal particles 10. Here, the flat magnetic metal particle 10 is a flat particle (flaky particle, flattened particle) having a flat shape (flaky shape, flattened shape).

この扁平面10a内での一軸磁気異方性の大きさとしては、0.1Oe以上10kOe以下が好ましく、より好ましくは1Oe以上1kOe以下、更に好ましくは1Oe以上100Oe以下である。尚、磁気異方性を有しているかどうか、またどの程度の磁気異方性を有しているか、については、例えばVSM等を用いて、方向を変えて測定する事によって簡単に評価できる。通常の扁平粒子を用いた圧紛体では扁平面10a内は磁気的に等方的であるので、本実施の形態と根本的に異なる。扁平面10a内において磁気異方性を有する事によって、磁気特性が大きく向上する。   The magnitude of the uniaxial magnetic anisotropy in the flat surface 10a is preferably 0.1 Oe or more and 10 kOe or less, more preferably 1 Oe or more and 1 kOe or less, and further preferably 1 Oe or more and 100 Oe or less. Note that whether or not the magnetic anisotropy is present and how much the magnetic anisotropy is present can be easily evaluated by changing the direction using, for example, VSM. Since the inside of the flat surface 10a is magnetically isotropic in a compact using normal flat particles, it is fundamentally different from the present embodiment. By having magnetic anisotropy in the flat surface 10a, the magnetic characteristics are greatly improved.

まず、扁平磁性金属粒子10の磁区構造が多磁区構造の場合は、磁化は磁壁移動で進行するが、扁平面10a内の容易軸方向の方が困難軸方向よりも保磁力が小さくなり、損失(ヒステリシス損失)が小さくなる。また容易軸方向の方が困難軸方向よりも透磁率が大きくなる。尚、等方的な扁平磁性金属粒子の場合と比べると、磁気異方性を有する扁平磁性金属粒子の場合の方が、特に容易軸方向において保磁力が小さくなり、これによって損失が小さくなり好ましい。また透磁率も大きくなり好ましい。つまり、扁平面10a内方向で磁気異方性を有する事によって、等方的な材料と比べて磁気特性が向上する。特に、扁平面10a内の容易軸方向の方が困難軸方向よりも磁気特性が優れる。   First, when the magnetic domain structure of the flat magnetic metal particle 10 is a multi-domain structure, the magnetization proceeds by domain wall movement, but the coercive force is smaller in the easy axis direction in the flat surface 10a than in the hard axis direction, and the loss is lost. (Hysteresis loss) decreases. Further, the permeability in the easy axis direction is larger than that in the difficult axis direction. Compared to the case of isotropic flat magnetic metal particles, the case of flat magnetic metal particles having magnetic anisotropy is preferable because the coercive force is reduced particularly in the easy axis direction, thereby reducing loss. . Moreover, the magnetic permeability is increased, which is preferable. That is, by having magnetic anisotropy in the inward direction of the flat surface 10a, the magnetic characteristics are improved as compared with isotropic materials. In particular, the easy axis direction in the flat surface 10a has better magnetic characteristics than the difficult axis direction.

次に、扁平磁性金属粒子10の磁区構造が単磁区構造の場合は、磁化は回転磁化で進行するが、この場合は、扁平面10a内の困難軸方向の方が容易軸方向よりも保磁力が小さくなり、損失が小さくなる。完全に回転磁化で磁化が進行する場合は保磁力がゼロになり、これによってヒステリシス損失がゼロとなり好ましい。   Next, when the magnetic domain structure of the flat magnetic metal particle 10 is a single magnetic domain structure, the magnetization proceeds by rotational magnetization. In this case, the coercive force in the hard axis direction in the flat surface 10a is higher than that in the easy axis direction. Becomes smaller and the loss becomes smaller. When the magnetization proceeds completely with rotational magnetization, the coercive force becomes zero, which is preferable because the hysteresis loss becomes zero.

尚、磁化が磁壁移動で進行するか(磁壁移動型)それとも回転磁化で進行するか(回転磁化型)は、磁区構造が多磁区構造になるかそれとも単磁区構造になるか、によって決定される。この時、多磁区構造になるか単磁区構造にあるかは、扁平磁性金属粒子10のサイズ(厚さやアスペクト比)、組成、粒子同士の相互作用の状況、等によって決定される。例えば、扁平磁性金属粒子10の厚さは小さい程単磁区構造になりやすく、厚さが10nm以上1μm以下の時、特に10nm以上100nm以下の時に単磁区構造になりやすい。組成としては、結晶磁気異方性が大きい組成においては厚さが大きくても単磁区構造を維持し易く、結晶磁気異方性が小さい組成においては厚さが小さくないと単磁区構造を維持し難い傾向にある。つまり、単磁区構造になるか多磁区構造になるかの境目の厚さは組成によっても変わる。また扁平磁性金属粒子10同士が磁気的に結合して磁区構造が安定化した方が単磁区構造になりやすい。   Whether magnetization proceeds by domain wall motion (domain wall motion type) or rotational magnetization (rotational magnetization type) is determined by whether the domain structure is a multi-domain structure or a single domain structure. . At this time, whether the structure is a multi-domain structure or a single-domain structure is determined by the size (thickness and aspect ratio) of the flat magnetic metal particles 10, the composition, the state of interaction between the particles, and the like. For example, the smaller the thickness of the flat magnetic metal particle 10, the easier it becomes to have a single domain structure. When the thickness is 10 nm or more and 1 μm or less, particularly when the thickness is 10 nm or more and 100 nm or less, the single magnetic domain structure tends to become. As a composition, it is easy to maintain a single domain structure even when the thickness is large in a composition having a large magnetocrystalline anisotropy, and a single domain structure is maintained unless the thickness is small in a composition having a small magnetocrystalline anisotropy. It tends to be difficult. That is, the thickness of the boundary between the single-domain structure and the multi-domain structure varies depending on the composition. In addition, the single magnetic domain structure is more likely when the flat magnetic metal particles 10 are magnetically coupled to stabilize the magnetic domain structure.

以上の本実施の形態の基本的な概念図を図1に記す。図1(a)は、本実施の形態の軟磁性材料の概念図である。図1(b)は、本実施の形態の扁平磁性金属粒子10の概念図である。図1(c)には、磁化が磁壁移動で進行する場合と回転磁化で進行する場合の両方に関して、その磁化曲線の挙動(B−H曲線)を記してある。尚、磁化挙動が磁壁移動型か、それとも、回転磁化型かの判断は、次の様に簡単に判別する事ができる。まず、軟磁性材料100の面内(扁平磁性金属粒子の扁平面と平行な面)において、磁界を加える向きを変えて磁化測定を行い、磁化曲線の違いが最も大きくなる2つの方向(この時2つの方向は互いに90度傾いた方向)を探し出す。次に、その2つの方向の曲線を図1(c)と見比べる事によって磁壁移動型か回転磁化型かを判別する事ができる。   A basic conceptual diagram of the above embodiment is shown in FIG. FIG. 1A is a conceptual diagram of the soft magnetic material of the present embodiment. FIG.1 (b) is a conceptual diagram of the flat magnetic metal particle 10 of this Embodiment. FIG. 1C shows the behavior of the magnetization curve (BH curve) for both the case where the magnetization proceeds by domain wall motion and the case where the magnetization proceeds by rotational magnetization. Whether the magnetization behavior is the domain wall motion type or the rotational magnetization type can be easily determined as follows. First, in the plane of the soft magnetic material 100 (a plane parallel to the flat plane of the flat magnetic metal particles), the magnetization measurement is performed by changing the direction in which the magnetic field is applied, and the two directions in which the difference in the magnetization curve is the largest (at this time) The two directions are found to be inclined 90 degrees from each other). Next, by comparing the curves in the two directions with FIG. 1C, it is possible to determine whether the domain wall motion type or the rotational magnetization type.

扁平磁性金属粒子10の配向については、図2にその概念図を示す。本明細書では、扁平磁性金属粒子10の扁平面10aに平行な面と、軟磁性材料100の平面とのなす角度が0度に近ければ近い程配向していると定義する。具体的には、10個以上の多数の扁平磁性金属粒子10に関して前述の角度を求めその平均値が、好ましくは0度以上45度以下、より好ましくは0度以上30度以下、更に好ましくは0度以上10度以下である事が望ましい。   About the orientation of the flat magnetic metal particle 10, the conceptual diagram is shown in FIG. In the present specification, it is defined that the closer the angle formed between the plane parallel to the flat plane 10a of the flat magnetic metal particle 10 and the plane of the soft magnetic material 100 is closer to 0 degrees, the more oriented it is. Specifically, the above-mentioned angle is obtained with respect to a large number of the flat magnetic metal particles 10 of 10 or more, and the average value thereof is preferably 0 degree or more and 45 degrees or less, more preferably 0 degree or more and 30 degrees or less, further preferably 0. It is desirable that the angle is not less than 10 degrees and not more than 10 degrees.

尚、扁平磁性金属粒子10は扁平状の形状を有しているが、磁性金属粒子の形状は扁平状の方が、球状よりも好ましい。つまりアスペクト比としては、5以上10000以下が好ましく、これによって透磁率が大きくなる。また、強磁性共鳴周波数を高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくでき好ましい。厚さtは、10nm以上100μm以下が好ましく、より好ましくは10nm以上1μm以下、更に好ましくは10nm以上100nm以下である。これによって扁平面10a内に平行な方向に磁界が印加された際に、渦電流損失を十分に小さくできて好ましい。また、厚さtが小さい方が、またアスペクト比が大きい方が、磁気モーメントが扁平面10aに平行な方向に閉じ込められ、回転磁化が進行しやすくなり好ましい。   Although the flat magnetic metal particles 10 have a flat shape, the flat shape of the magnetic metal particles is more preferable than the spherical shape. In other words, the aspect ratio is preferably 5 or more and 10,000 or less, which increases the magnetic permeability. Further, since the ferromagnetic resonance frequency can be increased, the ferromagnetic resonance loss can be reduced, which is preferable. The thickness t is preferably 10 nm to 100 μm, more preferably 10 nm to 1 μm, and still more preferably 10 nm to 100 nm. This is preferable because the eddy current loss can be sufficiently reduced when a magnetic field is applied in a direction parallel to the flat surface 10a. Further, it is preferable that the thickness t is smaller and the aspect ratio is larger because the magnetic moment is confined in the direction parallel to the flat surface 10a and rotational magnetization is likely to proceed.

尚、アスペクト比は、扁平磁性金属粒子10の長さが最も長くなる方向の組織の寸法(長寸法)と、最も短くなる方向の組織の寸法(短寸法)の比、すなわち、「長寸法/短寸法」を指す。したがって、常に、アスペクト比は1以上となる。完全な球状の場合は、長寸法も短寸法も球の直径と等しくなるためアスペクト比は1になる。扁平状である扁平磁性金属粒子10のアスペクト比は扁平面10aの直径(長寸法)/厚さ(短寸法)である。図1(b)に示した扁平磁性金属粒子10においては、扁平面10a内の最小長さをb、最大長さをa、厚さをtとして、アスペクト比は、(((a+b)/2)/t)で計算される。ここで、(a+b)/2は、扁平面6内の最小長さbと最大長さaの平均をとったものである。尚、アスペクト比及び厚さtは、透過電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscopy)観察や走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscopy)観察などによって簡単に評価できる。   The aspect ratio is the ratio of the dimension of the structure (long dimension) in the direction in which the length of the flat magnetic metal particle 10 is the longest to the dimension of the structure (short dimension) in the direction in which the length is the shortest, that is, “long dimension / “Short dimension”. Therefore, the aspect ratio is always 1 or more. In the case of a perfect sphere, the aspect ratio is 1 because both the long dimension and the short dimension are equal to the diameter of the sphere. The aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 that is flat is the diameter (long dimension) / thickness (short dimension) of the flat plane 10a. In the flat magnetic metal particle 10 shown in FIG. 1B, the minimum length in the flat surface 10a is b, the maximum length is a, the thickness is t, and the aspect ratio is (((a + b) / 2 ) / T). Here, (a + b) / 2 is an average of the minimum length b and the maximum length a in the flat surface 6. The aspect ratio and the thickness t can be easily evaluated by observation with a transmission electron microscope (TEM) or scanning electron microscope (SEM).

前記扁平磁性金属粒子10の格子歪みは、0.01%以上10%以下が好ましく、より好ましくは0.01%以上5%以下、更に好ましくは0.01%以上1%以下、更に好ましくは0.01%以上0.5%以下にすることが好ましい。これによって、磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。   The lattice strain of the flat magnetic metal particles 10 is preferably 0.01% or more and 10% or less, more preferably 0.01% or more and 5% or less, still more preferably 0.01% or more and 1% or less, and still more preferably 0. It is preferable to set it to 0.01% or more and 0.5% or less. This is preferable because magnetic anisotropy is easily imparted to a reasonably large value and the above-described magnetic characteristics are improved.

尚、格子歪みは、X線回折法(XRD:X-ray Diffraction)で得られる線幅を詳細に解析する事によって算出できる。即ち、Halder−Wagnerプロット、Hall−Williamsonプロットを行う事によって、線幅の広がりの寄与分を、結晶粒径と格子歪みに分離する事ができる。これによって格子歪みを算出する事ができる。Halder−Wagnerプロットの方が信頼性の観点から好ましい。Halder−Wagnerプロットに関しては、例えば、N. C. Halder, C. N. J. Wagner, Acta Cryst. 20 (1966) 312−313.等を参照されたい。ここで、Halder−Wagnerプロットは、以下の式で表される。   The lattice distortion can be calculated by analyzing in detail the line width obtained by the X-ray diffraction method (XRD: X-ray Diffraction). That is, by performing the Halder-Wagner plot and the Hall-Williamson plot, it is possible to separate the contribution of the broadening of the line width into the crystal grain size and the lattice strain. Thereby, the lattice distortion can be calculated. The Halder-Wagner plot is preferred from the viewpoint of reliability. For the Halder-Wagner plot, see for example N.W. C. Halder, C.D. N. J. et al. Wagner, Acta Cryst. 20 (1966) 312-313. See etc. Here, the Halder-Wagner plot is expressed by the following equation.

つまり、縦軸にβ/tanθ、横軸にβ/tanθsinθを取ってプロットし、その近似直線の傾きから結晶粒径Dを算出、また縦軸切片から格子歪みεを算出する。上記式のHalder−Wagnerプロットによる格子歪み(格子歪み(二乗平均平方根))が0.01%以上10%以下、より好ましくは0.01%以上5%以下、更に好ましくは0.01%以上1%以下、更に好ましくは0.01%以上0.5%以下であると、磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。 That is, plotting is performed with β 2 / tan 2 θ on the vertical axis and β / tan θ sin θ on the horizontal axis, and the crystal grain size D is calculated from the slope of the approximate straight line, and the lattice strain ε is calculated from the vertical axis intercept. The lattice strain (lattice strain (root mean square)) by the Halder-Wagner plot of the above formula is 0.01% or more and 10% or less, more preferably 0.01% or more and 5% or less, and further preferably 0.01% or more and 1 % Or less, more preferably 0.01% or more and 0.5% or less, since magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic properties are improved.

上記の格子歪み解析はXRDでのピークが複数検出できる場合には有効な手法であるが、一方でXRDでのピーク強度が弱く検出できるピークが少ない場合(例えば1つしか検出されない場合)は解析が困難である。この様な場合は、次の手順で格子歪みを算出する事が好ましい。まず、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)発光分光分析、エネルギー分散型X線分析(EDX:Energy dispersive X-ray Spectrometry)などで組成を求め、磁性金属元素Fe、Co、Niの3つの組成比を算出する(2つの磁性金属元素しかない場合は、2つの組成比。1つの磁性金属元素しかない場合は、1つの組成比(=100%))。次に、Fe−Co−Niの組成から理想的な格子面間隔dを算出する(文献値などを参照。場合によっては、その組成の合金を作製し、格子面間隔を測定によって算出する)。その後、測定した試料のピークの格子面間隔dと理想的な格子面間隔dとの差を求める事によって歪み量を求めることができる。つまりこの場合は、歪み量としては、(d−d)/d×100(%)、として算出される。以上、格子歪みの解析は、ピーク強度の状態に応じて上述の2つの手法を使い分け、また場合によっては両方を併用しながら評価するのが好ましい。 The above lattice distortion analysis is an effective technique when a plurality of XRD peaks can be detected. On the other hand, when the XRD peak intensity is weak and the number of detectable peaks is small (for example, when only one is detected), the analysis is performed. Is difficult. In such a case, it is preferable to calculate the lattice distortion by the following procedure. First, the composition is obtained by inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analysis, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and the like, and three compositions of magnetic metal elements Fe, Co, and Ni are obtained. The ratio is calculated (two composition ratios when there are only two magnetic metal elements; one composition ratio (= 100%) when there is only one magnetic metal element). Next, an ideal lattice spacing d 0 is calculated from the composition of Fe—Co—Ni (see literature values and the like. In some cases, an alloy having the composition is prepared, and the lattice spacing is calculated by measurement). . Thereafter, the amount of distortion can be determined by determining the difference between the measured lattice peak distance d of the sample and the ideal lattice distance d 0 . That is, in this case, the distortion amount is calculated as (d−d 0 ) / d 0 × 100 (%). As described above, the analysis of the lattice distortion is preferably performed by using the above-described two methods depending on the state of the peak intensity, and sometimes using both in combination.

前記扁平磁性金属粒子の扁平面10a内における格子面間隔は、方向によって差を有し、最大格子面間隔dmaxと最小格子面間隔dminの差の割合(=(dmax−dmin)/dmin×100(%))が、0.01%以上10%以下が好ましく、より好ましくは0.01%以上5%以下、更に好ましくは0.01%以上1%以下、更に好ましくは0.01%以上0.5%以下にすることが好ましい。これによって、磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。尚、格子面間隔はXRD測定によって簡単に求める事ができる。このXRD測定を軟磁性材料100において、面内で向きを変えながら測定を行う事によって、方向による格子定数の差を求める事ができる。 The lattice spacing in the flat surface 10a of the flat magnetic metal particles has a difference depending on the direction, and the ratio of the difference between the maximum lattice spacing d max and the minimum lattice spacing d min (= (d max −d min ) / d min × 100 (%)) is preferably 0.01% to 10%, more preferably 0.01% to 5%, still more preferably 0.01% to 1%, and still more preferably 0.00. It is preferable to set it to 01% or more and 0.5% or less. This is preferable because magnetic anisotropy is easily imparted to a reasonably large value and the above-described magnetic characteristics are improved. Note that the lattice spacing can be easily obtained by XRD measurement. By performing this XRD measurement on the soft magnetic material 100 while changing the orientation in the plane, the difference in lattice constant depending on the direction can be obtained.

前記扁平磁性金属粒子10の結晶子は、扁平面10a内で一方向に数珠繋ぎになっているか、又は、結晶子が棒状でありかつ扁平面10a内で一方向に配向しているかどちらかである事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。   The crystallites of the flat magnetic metal particles 10 are either connected in a row in the flat plane 10a, or the crystallites are rod-shaped and oriented in one direction in the flat plane 10a. Things are preferable. This is preferable because the magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic characteristics are improved.

前記扁平磁性金属粒子10は、Fe、Coの2つの磁性金属を含み、FeとCoの合計量に対してCoが10原子%以上60原子%以下含まれる事が好ましく、更に好ましくは、10原子%以上40原子%以下含まれる事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。また、Fe−Co系は高飽和磁化を実現し易いため好ましい。更にFeとCoの組成範囲が上記の範囲に入る事によって、より高い飽和磁化が実現でき好ましい。   The flat magnetic metal particle 10 contains two magnetic metals, Fe and Co, and Co is preferably contained in an amount of 10 atom% to 60 atom%, more preferably 10 atoms, based on the total amount of Fe and Co. % Or more and 40 atom% or less is preferable. This is preferable because the magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic characteristics are improved. In addition, the Fe—Co system is preferable because high saturation magnetization is easily realized. Furthermore, when the composition range of Fe and Co falls within the above range, higher saturation magnetization can be realized, which is preferable.

前記扁平磁性金属粒子10は、Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含む事が好ましい。これによって、前記扁平磁性金属粒子10の熱的安定性や耐酸化性を高める事が出来る。中でも、Al、Siは、扁平磁性金属粒子10の主成分であるFe、Co、Niと固溶し易く、熱的安定性や耐酸化性の向上に寄与するために特に好ましい。 The flat magnetic metal particles 10 are Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, It is preferable to include at least one nonmagnetic metal selected from the group consisting of In, Sn, and rare earth elements. Thereby, the thermal stability and oxidation resistance of the flat magnetic metal particles 10 can be improved. Among these, Al and Si are particularly preferable because they are easily dissolved with Fe, Co, and Ni, which are the main components of the flat magnetic metal particles 10, and contribute to improvement in thermal stability and oxidation resistance.

なお、磁気異方性を誘起させるためには、扁平磁性金属粒子10の結晶性をできるだけ非晶質化させ、磁場や歪みによって面内一方向に磁気異方性を誘起させる方法もある。このためには、扁平磁性金属粒子10をできる限り非晶質化させやすい組成にすることが望ましい。このような観点においては、扁平磁性金属粒子10に含まれる磁性金属が、B、Si、C、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Cr、Cu、W、P、N、Ga、から選ばれる少なくとも1つの添加金属を、磁性金属と非磁性金属と添加金属の合計量に対していずれも0.001原子%以上25原子%以下含まれることが好ましい。   In order to induce the magnetic anisotropy, there is a method in which the crystallinity of the flat magnetic metal particle 10 is made as amorphous as possible and the magnetic anisotropy is induced in one in-plane direction by a magnetic field or strain. For this purpose, it is desirable to make the composition of the flat magnetic metal particles 10 as easy as possible to make it amorphous. In such a viewpoint, the magnetic metal contained in the flat magnetic metal particles 10 is composed of B, Si, C, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, Cr, Cu, W, P, N, and Ga. It is preferable that at least one selected additive metal is contained in an amount of 0.001 atomic% to 25 atomic% with respect to the total amount of the magnetic metal, the nonmagnetic metal, and the additive metal.

前記扁平磁性金属粒子10の扁平面10aが結晶的に配向している事が好ましい。配向方向としては、(110)面配向、(111)面配向、が好ましいが、より好ましくは(110)面配向である。扁平磁性金属粒子10の結晶構造が体心立方構造(bcc)の場合は(110)面配向が好ましく、扁平磁性金属粒子10の結晶構造が面心立方構造(fcc)の場合は(111)面配向が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。   It is preferable that the flat surface 10a of the flat magnetic metal particle 10 is crystallographically oriented. The orientation direction is preferably (110) plane orientation or (111) plane orientation, more preferably (110) plane orientation. When the crystal structure of the flat magnetic metal particle 10 is a body-centered cubic structure (bcc), the (110) plane orientation is preferable, and when the crystal structure of the flat magnetic metal particle 10 is a face-centered cubic structure (fcc), the (111) plane is preferred. Orientation is preferred. This is preferable because the magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic characteristics are improved.

また、更に好ましい配向方向としては、(110)[111]方向、(111)[110]方向、が好ましいが、より好ましくは(110)[111]方向である。扁平磁性金属粒子10の結晶構造が体心立方構造(bcc)の場合は(110)[111]方向への配向が好ましく、扁平磁性金属粒子10の結晶構造が面心立方構造(fcc)の場合は(111)[110]方向への配向が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。なお本明細書において、「(110)[111]方向」とは、すべり面が(110)面又はそれに結晶学的に等価な面すなわち{110}面であり、すべり方向が[111]方向又はそれに結晶学的に等価な方向すなわち<111>方向をいう。(111)[110]方向に関しても同様である。すなわち、すべり面が(111)面又はそれに結晶学的に等価な面すなわち{111}面であり、すべり方向が[110]方向又はそれに結晶学的に等価な方向すなわち<110>方向をいう。   Further, as preferred orientation directions, the (110) [111] direction and the (111) [110] direction are preferred, but the (110) [111] direction is more preferred. When the crystal structure of the flat magnetic metal particle 10 is a body-centered cubic structure (bcc), orientation in the (110) [111] direction is preferable, and when the crystal structure of the flat magnetic metal particle 10 is a face-centered cubic structure (fcc) Is preferably oriented in the (111) [110] direction. This is preferable because the magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic characteristics are improved. In this specification, the “(110) [111] direction” means that the slip plane is the (110) plane or a crystallographically equivalent plane, that is, the {110} plane, and the slip direction is the [111] direction or The crystallographically equivalent direction, that is, the <111> direction. The same applies to the (111) [110] direction. That is, the slip plane is the (111) plane or a crystallographically equivalent plane, that is, the {111} plane, and the slip direction is the [110] direction or the crystallographically equivalent direction, that is, the <110> plane.

前記扁平磁性金属粒子10の結晶構造は、体心立方構造であることが好ましいが、より好ましくは、面心立方構造の結晶構造を部分的に有する、「体心立方構造と面心立方構造の混相の結晶構造」である事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。   The crystal structure of the flat magnetic metal particle 10 is preferably a body-centered cubic structure, but more preferably, the crystal structure of the face-centered cubic structure and the face-centered cubic structure are partially included. It is preferable that the crystal structure has a mixed phase. This is preferable because the magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic characteristics are improved.

介在相20は、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む。これにより、抵抗を高くすることができるためである。介在相20は、扁平磁性金属粒子10の電気抵抗率よりも高い方が好ましい。これによって扁平磁性金属粒子10の渦電流損失を低減できるためである。介在相20は、扁平磁性金属粒子10を取り囲んで存在するため、扁平磁性金属粒子10の耐酸化性、熱的安定性を向上させる事ができ好ましい。この中で酸素を含むものは、高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点からより好ましい。介在相20は、扁平磁性金属粒子10同士を機械的に接着する役割も担っているため、高い強度の観点からも好ましい。   The intervening phase 20 includes at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F). This is because the resistance can be increased. The intervening phase 20 is preferably higher than the electrical resistivity of the flat magnetic metal particles 10. This is because eddy current loss of the flat magnetic metal particles 10 can be reduced. Since the intervening phase 20 surrounds the flat magnetic metal particles 10, it can improve the oxidation resistance and thermal stability of the flat magnetic metal particles 10, which is preferable. Among these, those containing oxygen are more preferable from the viewpoints of high oxidation resistance and high thermal stability. Since the intervening phase 20 also plays a role of mechanically bonding the flat magnetic metal particles 10 to each other, it is preferable from the viewpoint of high strength.

また、介在相20は、軟磁性材料全体に対して0.01wt%以上80wt%以下、より好ましくは0.1wt%以上60wt以下、更に好ましくは0.1wt%以上40wt%以下の量を含むことが好ましい。介在相20の割合が大きすぎると、磁性を担う扁平磁性金属粒子10の割合が小さくなるため、これによって軟磁性材料100の飽和磁化や透磁率が小さくなり好ましくない。逆に、介在相20の割合が小さすぎると、扁平磁性金属粒子10と介在相20との接合が弱くなり、熱的な安定性や強度・靱性等の機械的特性の観点から好ましくない。飽和磁化、透磁率などの磁気特性と、熱的な安定性、機械特性の観点から最適な介在相20の割合は、軟磁性材料全体に対して0.01wt%以上80wt%以下、より好ましくは0.1wt%以上60wt以下、更に好ましくは0.1wt%以上40wt%以下である。   Further, the intervening phase 20 includes an amount of 0.01 wt% or more and 80 wt% or less, more preferably 0.1 wt% or more and 60 wt% or less, further preferably 0.1 wt% or more and 40 wt% or less with respect to the entire soft magnetic material. Is preferred. If the ratio of the intervening phase 20 is too large, the ratio of the flat magnetic metal particles 10 that are responsible for magnetism is decreased, which is not preferable because the saturation magnetization and magnetic permeability of the soft magnetic material 100 are decreased. On the contrary, if the ratio of the intervening phase 20 is too small, the bonding between the flat magnetic metal particles 10 and the intervening phase 20 becomes weak, which is not preferable from the viewpoint of mechanical properties such as thermal stability, strength and toughness. The optimum ratio of the intervening phase 20 from the viewpoint of magnetic properties such as saturation magnetization and magnetic permeability, thermal stability, and mechanical properties is 0.01 wt% or more and 80 wt% or less, more preferably, based on the entire soft magnetic material. It is 0.1 wt% or more and 60 wt% or less, More preferably, it is 0.1 wt% or more and 40 wt% or less.

また、介在相20と扁平磁性金属粒子10との格子ミスマッチ割合が0.1%以上50%以下である事が好ましい。これによって磁気異方性が適度に大きく付与されやすく、上述の磁気特性が向上するため好ましい。格子ミスマッチを上述の範囲に設定するためには、介在相の組成と扁平磁性金属粒子10の組成の組み合わせを選ぶことによって実現できる。例えば、fcc構造のNiは格子定数が3.52Åで、NaCl型構造のMgOは格子定数が4.21Åであり、両者の格子ミスマッチが(4.21−3.52)/3.52×100=20%になる。つまり、扁平磁性金属粒子10の主組成をfcc構造のNiに、介在相20をMgOにする事によって、格子ミスマッチを20%に設定できる。この様に、扁平磁性金属粒子10の主組成と介在相20の主組成の組み合わせを選ぶ事によって、格子ミスマッチを上述の範囲に設定する事が可能となる。   The lattice mismatch ratio between the intervening phase 20 and the flat magnetic metal particles 10 is preferably 0.1% or more and 50% or less. This is preferable because the magnetic anisotropy is easily imparted to a moderately large value and the above-described magnetic characteristics are improved. In order to set the lattice mismatch within the above range, it can be realized by selecting a combination of the composition of the intervening phase and the composition of the flat magnetic metal particles 10. For example, Ni of fcc structure has a lattice constant of 3.52Å, MgO of NaCl type structure has a lattice constant of 4.21Å, and the lattice mismatch between them is (4.21−3.52) /3.52×100. = 20%. That is, the lattice mismatch can be set to 20% by setting the main composition of the flat magnetic metal particle 10 to Ni having an fcc structure and the intervening phase 20 to MgO. Thus, by selecting a combination of the main composition of the flat magnetic metal particles 10 and the main composition of the intervening phase 20, the lattice mismatch can be set in the above range.

次に、第1の実施の形態の軟磁性材料100の製造方法について説明する。尚、製造方法に関しては、特に限定されず、あくまで一例として説明する。   Next, the manufacturing method of the soft magnetic material 100 of 1st Embodiment is demonstrated. In addition, it does not specifically limit regarding a manufacturing method, It demonstrates as an example to the last.

まず、単ロール急冷装置やスパッタ装置などの成膜装置を用いて、リボン又は薄膜を作製する。この際、成膜法においては磁場中成膜や回転成膜等によって膜面内に一軸異方性を付与させた膜を製膜する事が望ましい。尚、成膜装置を用いた場合は、厚さを薄くでき、かつ、組織が洗練されたものになりやすく、回転磁化を起こしやすいため、回転磁化型のものを作る場合は成膜法を用いるのが望ましい。   First, a ribbon or a thin film is produced using a film forming apparatus such as a single roll quenching apparatus or a sputtering apparatus. At this time, in the film formation method, it is desirable to form a film having uniaxial anisotropy in the film surface by film formation in a magnetic field or rotation film formation. When a film forming apparatus is used, the thickness can be reduced, the structure is easily refined, and rotation magnetization is likely to occur. Therefore, a film formation method is used when making a rotation magnetization type. Is desirable.

次に、このリボン又は薄膜を、ミキサー装置等を用いて適当な大きさに切断する。その後、切断した小片を回収し、例えば遊星型ミル等の粉砕装置によって粉砕・圧延化を行う。尚、粉砕装置は、強い重力加速度の印加できる装置が好ましいが、特に種類を選ばない。遊星ミル、ビーズミル、回転ボールミル、振動ボールミル、撹拌ボールミル(アトライター)、ジェットミル、遠心分離機、またはミルと遠心分離を組み合わせた手法などが挙げられるが、例えば数十Gの重力加速度が印加できるハイパワー遊星ミル装置等が好ましい。ハイパワー遊星ミル装置の場合は、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上の方向ではなく角度を持った方向になる、傾斜型遊星ミル装置がより好ましい。通常の遊星ミル装置では、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上の方向であるが、傾斜型遊星ミル装置では容器が傾斜した状態で回転運動を行うため、自転重力加速度の方向と公転重力加速度の方向が同一直線上ではなく角度を持った方向になる。これによって、試料にパワーが効率よく伝達し、粉砕・圧延化が効率良く進行するため好ましい。また、量産性を考慮すると、大量処理が容易なビーズミル装置が好ましい。尚、粉砕を効率良く進行させるためには、液体窒素などを用いて低温での粉砕処理を行う事がより好ましい。   Next, the ribbon or thin film is cut into an appropriate size using a mixer device or the like. Thereafter, the cut pieces are collected and pulverized and rolled by a pulverizer such as a planetary mill. The pulverizer is preferably an apparatus that can apply a strong gravitational acceleration, but the type is not particularly limited. Examples include planetary mills, bead mills, rotating ball mills, vibrating ball mills, stirring ball mills (attritors), jet mills, centrifuges, or a combination of mills and centrifuges. For example, gravitational acceleration of several tens of grams can be applied. A high power planetary mill device or the like is preferable. In the case of a high-power planetary mill device, a tilted planetary mill device is more preferable in which the direction of rotational gravity acceleration and the direction of revolutional gravity acceleration are not collinear and have an angled direction. In a normal planetary mill device, the direction of the rotational gravity acceleration and the direction of the revolutional gravity acceleration are on the same straight line.However, since the inclined planetary mill device performs a rotational motion with the container tilted, The direction and the direction of the revolving gravity acceleration are not on the same straight line but in an angled direction. This is preferable because power is efficiently transmitted to the sample, and pulverization and rolling proceed efficiently. In consideration of mass productivity, a bead mill apparatus that can easily perform mass processing is preferable. In order to efficiently proceed pulverization, it is more preferable to perform pulverization at low temperature using liquid nitrogen or the like.

以上の切断と粉砕・圧延化を繰り返し、所定の厚さ及びアスペクト比の扁平磁性金属粒子10になるように処理を行う事が望ましい。この時、厚さが10nm以上100μm以下、より好ましくは10nm以上1μm以下、更に好ましくは10nm以上100nm以下になる様に粉砕・圧延を行うと、回転磁化を起こしやすい粒子になる。また得られた扁平磁性金属粒子10は熱処理によって格子歪みを適度に除去する事が望ましい。この時、磁場中で熱処理を施す事がより望ましい。次に、得られた扁平磁性金属粒子10を、介在相を構成する材料とともに混合、成型する。尚、成型時には磁場中で成型を行い、扁平粒子を配向させる。最後に、扁平面10a内の一方向に磁場を印加しながら熱処理を施す事によって、格子歪みが0.01%以上10%以下(より好ましくは0.01%以上5%以下、更に好ましくは0.01%以上1%以下、更に好ましくは0.01%以上0.5%以下)、面内での格子面間隔の最大値と最小値の差の割合が0.01%以上10%以下(より好ましくは0.01%以上5%以下、更に好ましくは0.01%以上1%以下、更に好ましくは0.01%以上0.5%以下)になるように調整する。この様にして得られた軟磁性材料100は扁平磁性金属粒子10が配向し、かつ、扁平面10a内で一方向に磁気異方性を有するものである。   It is desirable to repeat the above-described cutting, pulverization and rolling so that the flat magnetic metal particles 10 have a predetermined thickness and aspect ratio. At this time, if the pulverization / rolling is performed so that the thickness is 10 nm to 100 μm, more preferably 10 nm to 1 μm, and still more preferably 10 nm to 100 nm, the particles are likely to cause rotational magnetization. Further, it is desirable that the obtained flat magnetic metal particles 10 appropriately remove lattice distortion by heat treatment. At this time, it is more desirable to perform heat treatment in a magnetic field. Next, the obtained flat magnetic metal particles 10 are mixed and molded together with the material constituting the intervening phase. At the time of molding, the molding is performed in a magnetic field to orient the flat particles. Finally, by performing a heat treatment while applying a magnetic field in one direction in the flat surface 10a, the lattice strain is 0.01% or more and 10% or less (more preferably 0.01% or more and 5% or less, more preferably 0). 0.01% or more and 1% or less, more preferably 0.01% or more and 0.5% or less), and the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value of the lattice spacing in the plane is 0.01% or more and 10% or less ( More preferably 0.01% to 5%, still more preferably 0.01% to 1%, and still more preferably 0.01% to 0.5%. The soft magnetic material 100 obtained in this way has the flat magnetic metal particles 10 oriented and has magnetic anisotropy in one direction within the flat surface 10a.

尚、プロセス中で印加する磁場は大きければ大きい程好ましいが、1kOe以上印加する事が好ましく、更に好ましくは10kOe以上印加する事が好ましい。またプロセス中で行う熱処理においては、温度は、50℃以上800℃以下が好ましく、更に好ましくは200℃以上600℃以下の温度である。この温度範囲に設定する事によって、格子歪みを適度に開放する事ができる。尚、熱処理は、低酸素濃度の雰囲気下、真空雰囲気下で行うのが好ましいが、更に好ましくは、H、CO、CH等の還元雰囲気下が好ましい。これは、扁平磁性金属粒子10が酸化していても還元雰囲気で熱処理を施す事によって、酸化してしまった金属を還元して、金属に戻す事が可能となる。これによって、酸化し飽和磁化が減少した扁平磁性金属粒子10を還元して、飽和磁化を回復させる事も出来る(透磁率も向上できる)。一方でプロセスコストの低減のためには、ArやN等の低酸素濃度の雰囲気下や真空雰囲気下が好ましい。尚、熱処理によって、扁平磁性金属粒子10の結晶化が著しく進行してしまうと特性が劣化(保磁力が増加、透磁率が低下)してしまうため、過剰な結晶化を抑制するように条件を選定することが好ましい。 The larger the magnetic field applied in the process, the better. However, it is preferable to apply 1 kOe or more, more preferably 10 kOe or more. In the heat treatment performed in the process, the temperature is preferably 50 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. By setting this temperature range, the lattice strain can be released moderately. The heat treatment is preferably performed in a low oxygen concentration atmosphere or a vacuum atmosphere, but more preferably in a reducing atmosphere such as H 2 , CO, or CH 4 . Even if the flat magnetic metal particles 10 are oxidized, the oxidized metal can be reduced and returned to the metal by performing heat treatment in a reducing atmosphere. Thereby, the flat magnetic metal particles 10 that have been oxidized and the saturation magnetization is reduced can be reduced to recover the saturation magnetization (the magnetic permeability can also be improved). On the other hand, in order to reduce process costs, an atmosphere of low oxygen concentration such as Ar or N 2 or a vacuum atmosphere is preferable. In addition, if the crystallization of the flat magnetic metal particles 10 is remarkably progressed by the heat treatment, the characteristics are deteriorated (coercive force is increased and magnetic permeability is decreased). Therefore, the condition is set so as to suppress excessive crystallization. It is preferable to select.

尚、粉砕・圧延を行った扁平磁性金属粒子10において、厚さが10nm以上100μm以下、より好ましくは10nm以上1μm以下、更に好ましくは10nm以上100nm以下の場合においては、10kOe以上、好ましくは20kOe以上の磁場中で200℃以上600℃以下の温度で熱処理を行う事によって、結晶子が印加する磁場方向に一方向に数珠繋ぎになったり、また結晶化が進行する際に棒状に結晶化が進行する事によって棒状の結晶子が磁場方向に配向したりし易いため、より好ましい。   In the flat magnetic metal particles 10 that have been pulverized and rolled, when the thickness is 10 nm to 100 μm, more preferably 10 nm to 1 μm, and even more preferably 10 nm to 100 nm, 10 kOe or more, preferably 20 kOe or more. When heat treatment is performed at a temperature of 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower in a magnetic field, the crystallites are connected in one direction in the direction of the magnetic field applied to the crystallites, and the crystallization progresses in a rod shape when the crystallization progresses. This is preferable because the rod-like crystallites are easily oriented in the magnetic field direction.

以上、本実施形態の軟磁性材料によれば、特に、高い透磁率、低い損失、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。   As described above, according to the soft magnetic material of the present embodiment, it is possible to realize a soft magnetic material having excellent characteristics such as high magnetic permeability and low loss.

(第2の実施形態)
本実施形態の軟磁性材料120においては、扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ0.1nm以上1μm以下で、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む被覆層で覆われている点で、第1の実施形態と異なっている。ここで、第1の実施形態と重複する内容については、記載を省略する。
(Second Embodiment)
In the soft magnetic material 120 of the present embodiment, at least a part of the surface of the flat magnetic metal particle has a thickness of 0.1 nm to 1 μm, and oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine ( It differs from the first embodiment in that it is covered with a coating layer containing at least one of F). Here, the description overlapping the first embodiment is omitted.

図3は、本実施形態の扁平磁性金属粒子10の模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram of the flat magnetic metal particle 10 of the present embodiment.

被覆層14は、Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含み、且つ、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む事がより好ましい。非磁性金属は、Al、Siが熱的安定性の観点から特に好ましい。扁平磁性金属粒子10がMg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群からから選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含む場合は、被覆層14は、扁平磁性金属粒子10の構成成分の1つである非磁性金属と同じ非磁性金属を少なくとも1つ含むことがより好ましい。酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の中では、酸素(O)を含む事が好ましく、酸化物、複合酸化物である事が好ましい。以上は、被覆層14形成の容易性、耐酸化性、熱的安定性の観点からである。以上によって、扁平磁性金属粒子10と被覆層14の密着性を向上でき、軟磁性材料の熱的安定性及び耐酸化性を向上させることが可能となる。被覆層14は、扁平磁性金属粒子10の熱的安定性や耐酸化性を向上させるのみならず、扁平磁性金属粒子10の電気抵抗を向上させることができる。電気抵抗を高くすることによって、渦電流損失を抑制し、透磁率の周波数特性を向上することが可能になる。このため、被覆層14は電気的に高抵抗であることが好ましく、例えば1mΩ・cm以上の抵抗値を有することが好ましい。   The coating layer 14 is made of Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, Sn. More preferably, it contains at least one nonmagnetic metal selected from the group consisting of rare earth elements and contains at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F). The nonmagnetic metal is particularly preferably Al or Si from the viewpoint of thermal stability. The flat magnetic metal particles 10 are Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, When at least one nonmagnetic metal selected from the group consisting of Sn and rare earth elements is included, the coating layer 14 includes at least the same nonmagnetic metal as the nonmagnetic metal that is one of the constituent components of the flat magnetic metal particles 10. More preferably, one is included. Among oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F), oxygen (O) is preferably contained, and oxides and composite oxides are preferred. The above is from the viewpoint of easy formation of the coating layer 14, oxidation resistance, and thermal stability. By the above, the adhesiveness of the flat magnetic metal particle 10 and the coating layer 14 can be improved, and the thermal stability and oxidation resistance of the soft magnetic material can be improved. The coating layer 14 can improve not only the thermal stability and oxidation resistance of the flat magnetic metal particles 10 but also the electrical resistance of the flat magnetic metal particles 10. By increasing the electrical resistance, it is possible to suppress eddy current loss and improve the frequency characteristics of the magnetic permeability. For this reason, it is preferable that the coating layer 14 is electrically high resistance, for example, it is preferable to have a resistance value of 1 mΩ · cm or more.

また、被覆層14の存在は、磁気的な観点からも好ましい。扁平磁性金属粒子10は、扁平面10aのサイズに対して厚さのサイズが小さいため、疑似的な薄膜と見なす事ができる。この時、扁平磁性金属粒子10の表面に被覆層14を形成させて一体化させたものは、疑似的な積層薄膜構造と見なす事ができ、磁区構造がエネルギー的に安定化する。これによって、保磁力を低減させる事(これによってヒステリシス損失が低減)が可能になり、好ましい。この時、透磁率も大きくなり好ましい。このような観点においては、被覆層14は非磁性である事がより好ましい(磁区構造が安定化しやすくなる)。   The presence of the coating layer 14 is also preferable from a magnetic point of view. The flat magnetic metal particles 10 can be considered as a pseudo thin film because the thickness of the flat magnetic metal particles 10 is smaller than the size of the flat surface 10a. At this time, the integrated structure in which the coating layer 14 is formed on the surface of the flat magnetic metal particle 10 can be regarded as a pseudo laminated thin film structure, and the magnetic domain structure is stabilized in terms of energy. This makes it possible to reduce the coercive force (which reduces hysteresis loss), which is preferable. At this time, the magnetic permeability increases, which is preferable. From such a viewpoint, it is more preferable that the coating layer 14 is nonmagnetic (the magnetic domain structure is easily stabilized).

被覆層14の厚みは、熱的安定性・耐酸化性・電気抵抗の観点からは、厚ければ厚い程好ましい。しかしながら、被覆層の厚さが厚くなりすぎると、飽和磁化が小さくなるため透磁率も小さくなり好ましくない。また、磁気的な観点からも、厚さが厚くなりすぎると、「磁区構造が安定化して低保磁力化・低損失化・高透磁率化する効果」は低減する。以上を考慮して、好ましい被覆層の厚さは、0.1nm以上1μm以下、より好ましくは0.1nm以上100m以下である。   The thickness of the coating layer 14 is preferably as thick as possible from the viewpoint of thermal stability, oxidation resistance, and electrical resistance. However, if the thickness of the coating layer is too large, the saturation magnetization becomes small and the magnetic permeability becomes small. Also, from the magnetic point of view, if the thickness is too thick, the “effect of stabilizing the magnetic domain structure and reducing the coercive force, reducing the loss, and increasing the magnetic permeability” is reduced. Considering the above, a preferable thickness of the coating layer is 0.1 nm or more and 1 μm or less, more preferably 0.1 nm or more and 100 m or less.

以上、本実施形態の軟磁性材料によれば、特に高い透磁率、低い損失、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。   As described above, according to the soft magnetic material of the present embodiment, it is possible to realize a soft magnetic material having excellent characteristics such as high magnetic permeability and low loss.

(第3の実施の形態)
本実施の形態の軟磁性材料においては、介在相20は、共晶系を有する酸化物か、樹脂を含有するか、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有するか、これら3つのうち少なくとも1つを有する点で、第1又は第2の実施の形態と異なっている。ここで、第1又は第2の実施の形態と重複する内容の記載は省略する。
(Third embodiment)
In the soft magnetic material of the present embodiment, the intervening phase 20 includes an oxide having a eutectic system, a resin, or at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni. It differs from the first or second embodiment in having at least one of the three. Here, description of contents overlapping with those of the first or second embodiment is omitted.

まず、1つ目の「介在相20が共晶系を有する酸化物の場合」について説明する。この場合、介在相20は、B(ホウ素)、Si(シリコン)、Cr(クロム)、Mo(モリブデン)、Nb(ニオブ)、Li(リチウム)、Ba(バリウム)、Zn(亜鉛)、La(ランタン)、P(リン)、Al(アルミニウム)、Ge(ゲルマニウム)、W(タングステン)、Na(ナトリウム)、Ti(チタン)、As(ヒ素)、V(バナジウム)、Ca(カルシウム)、Bi(ビスマス)、Pb(鉛)、Te(テルル)、Sn(スズ)からなる群のうちの少なくとも2つの第2の元素を含む共晶系を有する酸化物を含む。特に、B、Bi、Si、Zn、Pbのうちの少なくとも2つの元素を含む共晶系を含むことが好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子と介在相20との密着性が強固になり(接合強度が高まり)、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。   First, the case where the intervening phase 20 is an oxide having a eutectic system will be described. In this case, the intervening phase 20 includes B (boron), Si (silicon), Cr (chromium), Mo (molybdenum), Nb (niobium), Li (lithium), Ba (barium), Zn (zinc), La ( Lanthanum), P (phosphorus), Al (aluminum), Ge (germanium), W (tungsten), Na (sodium), Ti (titanium), As (arsenic), V (vanadium), Ca (calcium), Bi ( It includes an oxide having a eutectic system containing at least two second elements from the group consisting of bismuth), Pb (lead), Te (tellurium), and Sn (tin). In particular, it is preferable to include a eutectic system including at least two elements of B, Bi, Si, Zn, and Pb. As a result, the adhesion between the flat magnetic metal particles and the intervening phase 20 is strengthened (bonding strength is increased), and mechanical properties such as thermal stability, strength, and toughness are easily improved.

また上記の共晶系を有する酸化物は、軟化点が200℃以上600℃以下である事が好ましく、更に好ましくは、400℃以上500℃以下である。更に好ましくは、B、Bi、Si、Zn、Pbのうちの少なくとも2つの元素を含む共晶系を有する酸化物であり、且つ軟化点が400℃以上500℃以下である事が好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子10と上記の共晶系を有する酸化物との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。扁平磁性金属粒子10を上記の共晶系を有する酸化物とともに一体化させる際は、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点付近の温度、好ましくは軟化点よりやや高い温度で熱処理しながら一体化させる事によって、扁平磁性金属粒子10と上記の共晶系を有する酸化物との密着性を向上させ、機械的特性を向上させる事が出来る。一般に、熱処理の温度がある程度高い程、扁平磁性金属粒子10と上記の共晶系を有する酸化物との密着性は向上し、機械的特性は向上する。ただし熱処理の温度が高くなりすぎると、熱膨張係数が大きくなるため扁平磁性金属粒子10と上記の共晶系を有する酸化物との密着性が逆に低下してしまう事もある(扁平磁性金属粒子10の熱膨張係数と上記の共晶系を有する酸化物の熱膨張係数の差が大きくなると、密着性が更に低下してしまう事もある)。また、扁平磁性金属粒子10の結晶性が非晶質又は非晶質的な場合は、熱処理の温度が高いと結晶化が進行し保磁力が増加してしまい好ましくない。このため、機械的特性と保磁力特性を両立させるために、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点を200℃以上600℃以下、更に好ましくは400℃以上500℃以下にして、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点付近の温度、好ましくは軟化点よりやや高い温度で熱処理しながら一体化させる事が好ましい。また、一体化した材料を実際にデバイスやシステムの中で使用する際の温度は軟化点より低い温度で使用する事が好ましい。   The oxide having the eutectic system preferably has a softening point of 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. More preferably, it is an oxide having a eutectic system containing at least two elements of B, Bi, Si, Zn, and Pb, and has a softening point of 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. As a result, the bonding between the flat magnetic metal particles 10 and the oxide having the eutectic system is strengthened, and mechanical properties such as thermal stability, strength, and toughness are easily improved. When integrating the flat magnetic metal particles 10 with the oxide having the eutectic system, heat treatment is performed at a temperature near the softening point of the oxide having the eutectic system, preferably at a temperature slightly higher than the softening point. By integrating, the adhesion between the flat magnetic metal particles 10 and the oxide having the eutectic system can be improved, and the mechanical characteristics can be improved. In general, the higher the temperature of the heat treatment, the better the adhesion between the flat magnetic metal particles 10 and the oxide having the eutectic system and the mechanical properties. However, if the temperature of the heat treatment becomes too high, the coefficient of thermal expansion becomes large, so that the adhesion between the flat magnetic metal particles 10 and the oxide having the eutectic system may be reduced (flat magnetic metal). If the difference between the thermal expansion coefficient of the particle 10 and the thermal expansion coefficient of the oxide having the eutectic system is increased, the adhesion may be further lowered). Moreover, when the crystallinity of the flat magnetic metal particles 10 is amorphous or amorphous, if the temperature of the heat treatment is high, crystallization proceeds and the coercive force increases, which is not preferable. Therefore, in order to achieve both mechanical properties and coercive force properties, the softening point of the oxide having the eutectic system is set to 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. It is preferable that the oxides having the eutectic system be integrated with heat treatment at a temperature near the softening point, preferably slightly higher than the softening point. Moreover, it is preferable to use the integrated material at a temperature lower than the softening point when it is actually used in a device or system.

また、上記の共晶系を有する酸化物は、ガラス転移点を有する事が望ましい。更には、上記の共晶系を有する酸化物は、熱膨張係数が0.5×10-6/℃以上40×10-6/℃以下である事が望ましい。これによって、扁平磁性金属粒子10と上記の共晶系を有する酸化物との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。 The oxide having the eutectic system preferably has a glass transition point. Furthermore, the oxide having the eutectic system preferably has a thermal expansion coefficient of 0.5 × 10 −6 / ° C. or higher and 40 × 10 −6 / ° C. or lower. As a result, the bonding between the flat magnetic metal particles 10 and the oxide having the eutectic system is strengthened, and mechanical properties such as thermal stability, strength, and toughness are easily improved.

尚、粒径が10nm以上10μm以下の粒子状(好ましくは球状)の共晶粒子22を少なくとも1つ以上含む事がより好ましい。この共晶粒子22は、粒子状以外の上記の共晶系を有する酸化物と同じ材料を含む。軟磁性材料中には空隙も部分的に存在している事があり、上記の共晶系を有する酸化物の一部が粒子状、好ましくは球状となって存在している事を容易に観察する事が出来る。空隙がない場合も、粒子状もしくは球状の界面は容易に判別する事が出来る。共晶粒子22の粒径は、より好ましくは10nm以上1μm、更に好ましくは10nm以上100nm以下である。これによって、熱処理時に、扁平磁性金属粒子同士の密着性を保持しながらも、応力を適度に緩和させる事によって、扁平磁性金属粒子に印加される歪みを低減し、保磁力を低減させる事が出来る。これによって、ヒステリシス損失も低減し、透磁率は向上する。なお、共晶粒子22の粒径は、TEM又はSEM観察により測定することが出来る。図4は、この時の軟磁性材料110の模式図である。図4では介在相20が隙間なく空間を埋めているが、実際には、空隙が部分的に存在していても良い。   It is more preferable that at least one eutectic particle 22 having a particle size of 10 nm or more and 10 μm or less (preferably spherical) is included. The eutectic particles 22 include the same material as the oxide having the eutectic system other than the particulate form. There may be some voids in the soft magnetic material, and it is easy to observe that some of the oxides having the eutectic system are in the form of particles, preferably spherical. I can do it. Even when there are no voids, the particulate or spherical interface can be easily identified. The particle diameter of the eutectic particles 22 is more preferably 10 nm to 1 μm, and still more preferably 10 nm to 100 nm. As a result, the strain applied to the flat magnetic metal particles can be reduced and the coercive force can be reduced by moderately relaxing the stress while maintaining the adhesion between the flat magnetic metal particles during the heat treatment. . Thereby, the hysteresis loss is also reduced and the magnetic permeability is improved. The particle size of the eutectic particles 22 can be measured by TEM or SEM observation. FIG. 4 is a schematic diagram of the soft magnetic material 110 at this time. In FIG. 4, the intervening phase 20 fills the space without a gap, but in reality, the gap may partially exist.

また、介在相20は、その軟化点が、上記の共晶系を有する酸化物の軟化点よりも高く、より好ましくは軟化点が600℃より高く、O(酸素)、C(炭素)、N(窒素)及びF(フッ素)からなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む中間介在粒子24をさらに含む事が好ましい。中間介在粒子24が扁平磁性金属粒子10間に存在する事によって、軟磁性材料150が高温に曝された時、扁平磁性金属粒子10同士が熱的に融合し特性が劣化する事を抑制する事が出来る。すなわち、主に熱的な安定性のために中間介在粒子24が存在する事が望ましい。尚、中間介在粒子24の軟化点が上記の共晶系を有する酸化物の軟化点よりも高く、更に好ましくは軟化点が600℃以上である事によって、熱的な安定性をより高める事が出来る。   The intervening phase 20 has a softening point higher than that of the oxide having the eutectic system, more preferably higher than 600 ° C., and O (oxygen), C (carbon), N It is preferable to further include intermediate intervening particles 24 containing at least one element of the group consisting of (nitrogen) and F (fluorine). The presence of the intermediate intervening particles 24 between the flat magnetic metal particles 10 prevents the flat magnetic metal particles 10 from being thermally fused and deteriorated when the soft magnetic material 150 is exposed to a high temperature. I can do it. That is, it is desirable for the intermediate intervening particles 24 to exist mainly for thermal stability. Note that the softening point of the intermediate intervening particles 24 is higher than the softening point of the oxide having the eutectic system, and more preferably, the softening point is 600 ° C. or higher, thereby further improving the thermal stability. I can do it.

中間介在粒子24は、Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれる少なくとも1つの非磁性金属を含み、且つ、O(酸素)、C(炭素)、N(窒素)及びF(フッ素)からなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む事が好ましい。より好ましくは、高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点から、酸素を含有する酸化物もしくは複合酸化物である事がより好ましい。特に、酸化アルミニウム(Al)、二酸化珪素(SiO)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO )などの酸化物、やAl−Si−O等の複合酸化物などが高い耐酸化性、高い熱的安定性の観点から好ましい。 The intermediate intervening particles 24 are Mg, Al, Si, Ca, Zr, Ti, Hf, Zn, Mn, Ba, Sr, Cr, Mo, Ag, Ga, Sc, V, Y, Nb, Pb, Cu, In, Sn, containing at least one nonmagnetic metal selected from the group consisting of rare earth elements, and at least one element selected from the group consisting of O (oxygen), C (carbon), N (nitrogen) and F (fluorine) It is preferable to contain. More preferably, from the viewpoint of high oxidation resistance and high thermal stability, an oxide or composite oxide containing oxygen is more preferable. In particular, oxides such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), and zirconium oxide ( ZrO 2 ), and complex oxides such as Al—Si—O are high. It is preferable from the viewpoint of oxidation resistance and high thermal stability.

図5は、中間介在粒子24を含む軟磁性材料120及び軟磁性材料130の模式図である。図5においては、介在相20が共晶粒子22を含まない場合(図5(A))と含む場合(図5(B))を示している。図では介在相20が隙間なく空間を埋めているが、空隙は部分的に存在しても構わない。   FIG. 5 is a schematic diagram of the soft magnetic material 120 and the soft magnetic material 130 including the intermediate intervening particles 24. In FIG. 5, the case where the intervening phase 20 does not include the eutectic particles 22 (FIG. 5A) and the case where it includes (FIG. 5B) are shown. In the figure, the intervening phase 20 fills the space without a gap, but the gap may partially exist.

中間介在粒子24を含む軟磁性材料120及び軟磁性材料130を製造する方法としては、例えば、扁平磁性金属粒子及び中間介在粒子(酸化アルミニウム(Al)粒子、二酸化珪素(SiO)粒子、酸化チタン(TiO)粒子、酸化ジルコニウム(ZrO )粒子など)を、ボールミル等によって混合し、分散させた状態を作り、その後、プレス成型などで一体化させる方法などが挙げられる。分散させる方法は、適度に分散させる事が出来る方法であれば、その方法は特に拘らない。
Examples of a method for producing the soft magnetic material 120 and the soft magnetic material 130 including the intermediate intervening particles 24 include flat magnetic metal particles and intermediate intervening particles (aluminum oxide (Al 2 O 3 ) particles, silicon dioxide (SiO 2 ) particles). , Titanium oxide (TiO 2 ) particles, zirconium oxide ( ZrO 2 ) particles, etc.) are mixed by a ball mill or the like to form a dispersed state, and then integrated by press molding or the like. The method of dispersing is not particularly limited as long as it can be appropriately dispersed.

次に、2つ目の「介在相20が樹脂を含有する場合」について説明する。この場合、樹脂は、特に限定されないが、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(「テフロン」(登録商標))系樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース系樹脂、ABS樹脂、ニトリル−ブタジエン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、シリコーン樹脂、その他の合成ゴム、天然ゴム、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、或いはそれらの共重合体が用いられる。特に、耐熱性の高いシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、を含む事が好ましい。これによって、扁平磁性金属粒子と介在相との接合が強固になり、熱的な安定性や強度や靱性などの機械的特性が向上しやすくなる。   Next, the second “in the case where the intervening phase 20 contains a resin” will be described. In this case, the resin is not particularly limited, but polyester resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl alcohol resin, polybutadiene resin, polytetrafluoroethylene ("Teflon" ( Registered trademark)) resin, polyurethane resin, cellulose resin, ABS resin, nitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, silicone resin, other synthetic rubber, natural rubber, epoxy resin, phenol resin, allyl resin, poly A benzimidazole resin, an amide resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, or a copolymer thereof is used. In particular, it is preferable to include a silicone resin and a polyimide resin having high heat resistance. As a result, the bonding between the flat magnetic metal particles and the intervening phase becomes strong, and mechanical properties such as thermal stability, strength, and toughness are easily improved.

次に、3つ目の「介在相20がFe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し、磁性を有する場合」について説明する。この場合、介在相が磁性を有する事によって、扁平磁性金属粒子10同士が磁気的に結合し易くなり透磁率が向上するため好ましい。また、磁区構造が安定化するため、透磁率の周波数特性も向上し、好ましい。尚、ここで言う磁性とは、強磁性、フェリ磁性、弱磁性、反強磁性、等の事を示す。特に、強磁性、フェリ磁性の場合が、磁気的な結合力が高まり好ましい。介在相20が磁性を有する点については、VSM(Vibrating Sample Magetometer:振動試料型磁力計)等を用いて評価することが出来る。介在相20がFe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し磁性を有する点については、EDX等を用いて簡単に調べる事が出来る。   Next, the third “case where the intervening phase 20 contains at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni and has magnetism” will be described. In this case, it is preferable that the intervening phase has magnetism because the flat magnetic metal particles 10 are easily magnetically coupled to each other and the magnetic permeability is improved. Moreover, since the magnetic domain structure is stabilized, the frequency characteristic of the magnetic permeability is also improved, which is preferable. In addition, the magnetism said here shows things, such as ferromagnetism, ferrimagnetism, weak magnetism, and antiferromagnetism. In particular, ferromagnetism and ferrimagnetism are preferred because the magnetic coupling force is increased. The point in which the intervening phase 20 has magnetism can be evaluated using a VSM (Vibrating Sample Magnetometer) or the like. The point that the intervening phase 20 contains at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni and has magnetism can be easily examined using EDX or the like.

以上、介在相20の3つの形態を説明したが、これら3つのうち少なくとも1つを満たす事が好ましいが、2つ以上、更には3つ全てを満たしても構わない。   As mentioned above, although the three forms of the intervening phase 20 were demonstrated, it is preferable to satisfy | fill at least one among these three, However, You may satisfy | fill two or more and also all three.

以上、本実施形態の軟磁性材料によれば、特に、熱的安定性や機械的特性、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。   As described above, according to the soft magnetic material of the present embodiment, it is possible to realize a soft magnetic material having particularly excellent characteristics such as thermal stability and mechanical characteristics.

(第4の実施の形態)
本実施形態の軟磁性材料160は、扁平磁性金属粒子10を含有する磁性層30と、O、C、Nのいずれかを含有する中間層40とからなる積層型の構造を有している点で、第1ないし第3の実施形態の軟磁性材料と異なっている。ここで、第1ないし第3の実施形態と重複する点については、記載を省略する。
(Fourth embodiment)
The soft magnetic material 160 of the present embodiment has a laminated structure composed of a magnetic layer 30 containing flat magnetic metal particles 10 and an intermediate layer 40 containing any of O, C, and N. Thus, it is different from the soft magnetic material of the first to third embodiments. Here, the description overlapping with the first to third embodiments is omitted.

すなわち、軟磁性材料160は、扁平磁性金属粒子であって、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下で、格子歪みが0.01%以上10%以下で、前記扁平磁性金属粒子が配向し、かつ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する前記扁平磁性金属粒子と、前記扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む介在相20と、を含む磁性層と、前記磁性層に接して設けられ酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)のいずれかを含有する中間層と、を備える。この時、中間層40の透磁率を前記磁性層30の透磁率よりも小さくする事が好ましい。これらの処置によって、疑似的な薄膜積層構造を実現でき、層方向の透磁率が高くできるため好ましい。また、このような構造においては、強磁性共鳴周波数を高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくでき好ましい。更には、この様な積層構造においては、磁区構造が安定化し、低磁気損失を実現できるため好ましい。尚、これらの効果を更に高めるためには、中間層40の透磁率を介在相20の透磁率よりも小さくする事がより好ましい。これによって、疑似的な薄膜積層構造において、層方向の透磁率を更に高くできるため好ましい。また、強磁性共鳴周波数を更に高くできるため、強磁性共鳴損失を小さくでき好ましい。図6は本実施の形態の軟磁性材料の模式図である。   That is, the soft magnetic material 160 is a flat magnetic metal particle, contains at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni, has a thickness of 10 nm to 100 μm, and an aspect ratio of 5 to 10,000. The flat magnetic metal particles having a lattice strain of 0.01% or more and 10% or less, oriented in the flat magnetic metal particles, and having magnetic anisotropy in one direction in the oriented flat plane, and the flat magnetism A magnetic layer that is present between the metal particles and includes at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F), and a magnetic layer provided in contact with the magnetic layer And an intermediate layer containing any one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F). At this time, it is preferable to make the magnetic permeability of the intermediate layer 40 smaller than the magnetic permeability of the magnetic layer 30. These treatments are preferable because a pseudo thin film laminated structure can be realized and the magnetic permeability in the layer direction can be increased. In addition, such a structure is preferable because the ferromagnetic resonance frequency can be increased, so that the ferromagnetic resonance loss can be reduced. Furthermore, such a laminated structure is preferable because the magnetic domain structure is stabilized and low magnetic loss can be realized. In order to further enhance these effects, it is more preferable to make the magnetic permeability of the intermediate layer 40 smaller than the magnetic permeability of the intervening phase 20. This is preferable because the pseudo-thin film laminated structure can further increase the magnetic permeability in the layer direction. Further, since the ferromagnetic resonance frequency can be further increased, the ferromagnetic resonance loss can be reduced, which is preferable. FIG. 6 is a schematic diagram of the soft magnetic material of the present embodiment.

以上、本実施形態の軟磁性材料160によれば、特に、高い透磁率、低い損失、等の点で優れた特性を有する軟磁性材料が実現可能となる。   As described above, according to the soft magnetic material 160 of the present embodiment, it is possible to realize a soft magnetic material having excellent characteristics such as high magnetic permeability and low loss.

(第5の実施の形態)
本実施の形態のシステム及びデバイス装置は、第1ないし第4の実施の形態の軟磁性材料を有するものである。したがって、第1ないし第4の実施の形態と重複する内容については記載を省略する。このシステム、デバイス装置に含まれる軟磁性材料の部品は、例えば、各種モータや発電機などの回転電機(例えば、モータ、発電機など)、変圧器、インダクタ、トランス、チョークコイル、フィルタ等のコアや、回転電機用の磁性楔(磁性くさび)等である。図7に、回転電機システムの一例としてモータシステム1000の概念図を示す。モータシステムとは、モータの回転数や電力(出力パワー)を制御する制御系を含めたシステムの事である。モータの回転数を制御する方式としては、ブリッジサーボ回路による制御、比例電流制御、電圧比較制御、周波数同期制御、PLL(Phase Locked Loop:位相同期ループ)制御、等による制御方法がある。一例として、PLLによる制御法について図7に示してある。PLLによるモータの回転数を制御するモータシステム1000は、モータと、モータの回転の機械的変位量を電気信号に変換してモータの回転数を検出するロータリーエンコーダと、ある命令により与えられたモータの回転数とロータリーエンコーダにより検出されたモータの回転数を比較しそれらの回転数差を出力する位相比較器と、当該回転数差を小さくするようにモータを制御するコントローラと、を備える。一方、モータの電力を制御する方法としては、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御、PAM(Pulse Amplitude Modulation:パルス電圧振幅波形)制御、ベクトル制御、パルス制御、バイポーラ駆動、ペデスタル制御、抵抗制御、等による制御方法がある。またその他の制御方法として、マイクロステップ駆動制御、多相駆動制御、インバータ制御、スイッチング制御、等の制御方法がある。一例として、インバータによる制御法について図7に示してある。インバータによるモータの電力を制御するモータシステム1000は、交流電源と、交流電源の出力を直流電流に変換する整流器と、当該直流電流を任意の周波数による交流に変換するインバータ回路と、当該交流により制御されるモータと、を備える。
(Fifth embodiment)
The system and device apparatus of this embodiment have the soft magnetic material of the first to fourth embodiments. Therefore, the description overlapping with the first to fourth embodiments is omitted. The components of soft magnetic materials included in this system and device device include, for example, rotating electric machines such as various motors and generators (for example, motors and generators), cores such as transformers, inductors, transformers, choke coils, and filters. And a magnetic wedge (magnetic wedge) for a rotating electrical machine. FIG. 7 shows a conceptual diagram of a motor system 1000 as an example of a rotating electrical machine system. The motor system is a system including a control system that controls the rotation speed and electric power (output power) of the motor. As a method for controlling the rotational speed of the motor, there are control methods such as control by a bridge servo circuit, proportional current control, voltage comparison control, frequency synchronization control, PLL (Phase Locked Loop) control, and the like. As an example, a control method using a PLL is shown in FIG. A motor system 1000 that controls the number of rotations of a motor using a PLL includes a motor, a rotary encoder that detects the number of rotations of the motor by converting a mechanical displacement amount of the rotation of the motor into an electric signal, and a motor given by a command A phase comparator that compares the rotational speed of the motor and the rotational speed of the motor detected by the rotary encoder and outputs a difference between the rotational speeds, and a controller that controls the motor to reduce the rotational speed difference. On the other hand, methods for controlling the motor power include PWM (Pulse Width Modulation) control, PAM (Pulse Amplitude Modulation) control, vector control, pulse control, bipolar drive, pedestal control, resistance There are control methods such as control. Other control methods include control methods such as microstep drive control, multiphase drive control, inverter control, and switching control. As an example, an inverter control method is shown in FIG. A motor system 1000 that controls electric power of a motor by an inverter is controlled by an AC power source, a rectifier that converts an output of the AC power source into a DC current, an inverter circuit that converts the DC current into an AC at an arbitrary frequency, and the AC A motor to be provided.

図8に回転電機の一例としてモータ200の概念図を示す。モータ200においては、第1のステータ(固定子)210と第2のロータ(回転子)220が配置されている。図では、ロータがステータの内側に配置されているインナーロータ型を示しているが、ロータがステータの外側に配置されるアウターロータ型でも構わない。   FIG. 8 shows a conceptual diagram of a motor 200 as an example of a rotating electrical machine. In the motor 200, a first stator (stator) 210 and a second rotor (rotor) 220 are disposed. In the figure, an inner rotor type in which the rotor is arranged inside the stator is shown, but an outer rotor type in which the rotor is arranged outside the stator may be used.

図9にモータコアの概念図を示す。モータコアとしては、ステータ及びロータのコアが該当する。この点を、以下に図9を用いて説明する。図9(a)は第1のステータ210の断面概念図例である。第1のステータ210は、コアと、巻き線と、を有する。巻き線は、コア内側に設けられた、コアが有する突起の一部に巻き付けられている。このコア内に第1ないし第3の実施形態の軟磁性材料を配置することができる。図9(b)は第1のロータ220の断面概念図例である。第1のロータ220は、コアと、巻き線と、を有する。巻き線は、コア外側に設けられた、コアが有する突起の一部に巻き付けられている。このコア内に第1ないし第3の実施形態の軟磁性材料を配置することができる。   FIG. 9 shows a conceptual diagram of the motor core. As the motor core, a stator core and a rotor core are applicable. This point will be described below with reference to FIG. FIG. 9A is a conceptual cross-sectional view of the first stator 210. The first stator 210 has a core and a winding. The winding is wound around a part of the protrusion provided on the inner side of the core. The soft magnetic material of the first to third embodiments can be arranged in this core. FIG. 9B is a conceptual cross-sectional view of the first rotor 220. The first rotor 220 has a core and a winding. The winding is wound around a part of the protrusion provided on the outer side of the core. The soft magnetic material of the first to third embodiments can be arranged in this core.

尚、図8、図9はあくまでモータの一例を示したものであり、軟磁性材料の適用先としてはこれに限定されるものではない。磁束を導きやすくするためのコアとして、あらゆる種類のモータに適用する事ができる。   8 and 9 merely show an example of the motor, and the application destination of the soft magnetic material is not limited to this. It can be applied to all types of motors as a core to make it easier to guide magnetic flux.

また、図10に変圧器・トランス300、図11にインダクタの概念図をそれぞれ記す。これらもあくまで一例として示したものである。変圧器・トランス、インダクタにおいてもモータコアと同様に、磁束を導きやすくするために、又は高い透磁率を利用するために、あらゆる種類の変圧器・トランス、インダクタに軟磁性材料を適用する事ができる。   FIG. 10 shows a transformer / transformer 300, and FIG. 11 shows a conceptual diagram of an inductor. These are shown only as examples. As with motor cores, soft magnetic materials can be applied to all types of transformers, transformers, and inductors in order to make it easier to guide magnetic flux or to use high magnetic permeability. .

図12に回転電機の一例として発電機500の概念図例を示す。発電機500は、第1ないし第3の実施形態の軟磁性材料を用いた第2のステータ(固定子)530と、第1ないし第3の実施形態の軟磁性材料を用いた第2のロータ(回転子)540の、いずれか一方又はその両方を備えている。図では、第2のロータ(回転子)540は第2のステータ530の内側に配置されているが、外側に配置されていても構わない。第2のロータ540は、発電機500の一端に設けられたタービン510と、シャフト520を介して接続されている。タービン510は、例えば図示しない外部から供給される流体により回転する。なお、流体により回転するタービン510に代えて、自動車の回生エネルギー等の動的な回転を伝達することによって、シャフト520を回転することも可能である。第2のステータ530及び第2のロータ540には、各種公知の構成を採用することが出来る。   FIG. 12 shows a conceptual diagram of a generator 500 as an example of a rotating electrical machine. The generator 500 includes a second stator (stator) 530 using the soft magnetic material of the first to third embodiments, and a second rotor using the soft magnetic material of the first to third embodiments. One (or both) of (rotor) 540 is provided. In the figure, the second rotor (rotor) 540 is disposed inside the second stator 530, but may be disposed outside. The second rotor 540 is connected to a turbine 510 provided at one end of the generator 500 via a shaft 520. The turbine 510 is rotated by, for example, a fluid supplied from outside (not shown). Note that the shaft 520 can be rotated by transmitting dynamic rotation such as regenerative energy of an automobile in place of the turbine 510 rotated by a fluid. Various known configurations can be employed for the second stator 530 and the second rotor 540.

シャフト520は、第2のロータ540に対してタービン510とは反対側に配置された、図示しない整流子と接触している。第2のロータ540の回転により発生した起電力は、発電機500の電力として、図示しない相分離母線及び図示しない主変圧器を介して、系統電圧に昇圧されて送電される。なお、第2のロータ540には、タービン510からの静電気や発電に伴う軸電流による帯電が発生する。このため、発電機500は、第2のロータ540の帯電を放電させるためのブラシ550を備えている。   The shaft 520 is in contact with a commutator (not shown) disposed on the side opposite to the turbine 510 with respect to the second rotor 540. The electromotive force generated by the rotation of the second rotor 540 is boosted to the system voltage and transmitted as electric power of the generator 500 via a phase separation bus (not shown) and a main transformer (not shown). The second rotor 540 is charged by static electricity from the turbine 510 or an axial current accompanying power generation. For this reason, the generator 500 includes a brush 550 for discharging the charge of the second rotor 540.

また、図13には、磁束の方向と軟磁性材料の配置方向の関係について好ましい例を記す。まず、磁壁移動型、回転磁化型のいずれにおいても、磁束の方向に対して、軟磁性材料に含まれる扁平磁性金属粒子10の扁平面10aを出来るだけ平行に揃える方向に配置する事が好ましい。これは磁束を貫く扁平磁性金属粒子10の断面積を出来るだけ小さくする事によって渦電流損失を低減できるからである。その上で、尚且つ、磁壁移動型においては、扁平磁性金属粒子10の扁平面10a内における磁化容易軸(矢印方向)を磁束の方向と平行に配置する事が好ましい。これによって、保磁力がより低減する方向で使用する事ができるためヒステリシス損失を低減でき好ましい。また透磁率も高くできて好ましい。逆に、回転磁化型においては、扁平磁性金属粒子10の扁平面10a内における磁化容易軸(矢印方向)を磁束の方向と垂直に配置する事が好ましい。これによって、保磁力がより低減する方向で使用する事ができるためヒステリシス損失を低減でき好ましい。つまり、軟磁性材料の磁化特性を把握し、磁壁移動型か回転磁化型か(判別方法は前述の通り)を見極めた上で、図13のように配置する事が好ましい。磁束の向きが複雑な場合は完全に図13の様に配置する事は難しいかもしれないが、出来る限り図13のように配置する事が好ましい。以上の配置方法は、本実施の形態の全てのシステム及びデバイス装置(例えば、各種モータや発電機などの回転電機(例えば、モータ、発電機など)、変圧器、インダクタ、トランス、チョークコイル、フィルタ等のコアや、回転電機用の磁性楔(くさび)等)において適用される事が望ましい。   FIG. 13 shows a preferable example of the relationship between the direction of magnetic flux and the arrangement direction of the soft magnetic material. First, in both the domain wall motion type and the rotary magnetization type, it is preferable that the flat surfaces 10a of the flat magnetic metal particles 10 included in the soft magnetic material are arranged in a direction that is as parallel as possible with respect to the direction of the magnetic flux. This is because eddy current loss can be reduced by making the cross-sectional area of the flat magnetic metal particles 10 penetrating the magnetic flux as small as possible. In addition, in the domain wall motion type, it is preferable to arrange the easy magnetization axis (arrow direction) in the flat surface 10a of the flat magnetic metal particle 10 in parallel with the magnetic flux direction. As a result, it can be used in a direction in which the coercive force is further reduced, which is preferable because hysteresis loss can be reduced. Moreover, the magnetic permeability can be increased, which is preferable. On the contrary, in the rotary magnetization type, it is preferable to arrange the easy magnetization axis (arrow direction) in the flat surface 10a of the flat magnetic metal particle 10 perpendicularly to the direction of the magnetic flux. As a result, it can be used in a direction in which the coercive force is further reduced, which is preferable because hysteresis loss can be reduced. That is, it is preferable to arrange as shown in FIG. 13 after grasping the magnetization characteristics of the soft magnetic material and determining whether it is a domain wall motion type or a rotary magnetization type (the determination method is as described above). If the direction of the magnetic flux is complicated, it may be difficult to completely arrange as shown in FIG. 13, but it is preferable to arrange as shown in FIG. 13 as much as possible. The arrangement method described above includes all the systems and device devices of the present embodiment (for example, rotating electric machines such as various motors and generators (for example, motors and generators)), transformers, inductors, transformers, choke coils, and filters. It is desirable to be applied to a core such as a magnetic wedge or a wedge for a rotating electrical machine.

このシステム及びデバイス装置に適用するために、軟磁性材料は、種々の加工を施すことを許容する。例えば焼結体の場合は、研磨や切削等の機械加工が施され、粉末の場合はエポキシ樹脂、ポリブタジエンのような樹脂との混合が施される。必要に応じてさらに表面処理が施される。また、必要に応じて巻線処理がなされる。   In order to apply to this system and device apparatus, the soft magnetic material allows various processing. For example, in the case of a sintered body, machining such as polishing or cutting is performed, and in the case of powder, mixing with an epoxy resin or a resin such as polybutadiene is performed. Further surface treatment is performed if necessary. Further, a winding process is performed as necessary.

本実施の形態のシステム及びデバイス装置によれば、優れた特性(高効率、低損失)を有するモータシステム、モータ、変圧器、トランス、インダクタ及び発電機が実現可能となる。   According to the system and device device of the present embodiment, a motor system, motor, transformer, transformer, inductor, and generator having excellent characteristics (high efficiency, low loss) can be realized.

(実施例)
以下に、本発明の実施例1〜13を、比較例1〜7と対比しながらより詳細に説明する。以下に示す実施例及び比較例によって得られる軟磁性材料100について、扁平磁性金属粒子10の厚さ・アスペクト比、磁化挙動、格子歪み、格子面間隔の差割合、結晶構造、組成を表1に示す。なお、扁平磁性金属粒子10の厚さとアスペクト比の測定は、TEM観察・SEM観察に基づいて多数の粒子の平均値で算出する。なお、組成についてはEDX、ICPを用いて総合的に判断する。格子歪み、格子面間隔の差割合についてはXRD解析によって行う。
(Example)
Hereinafter, Examples 1 to 13 of the present invention will be described in more detail while comparing with Comparative Examples 1 to 7. Table 1 shows the thickness / aspect ratio, magnetization behavior, lattice distortion, lattice strain difference ratio, crystal structure, and composition of the flat magnetic metal particle 10 for the soft magnetic material 100 obtained by the following examples and comparative examples. Show. In addition, the measurement of the thickness and aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 is calculated by the average value of many particles based on TEM observation / SEM observation. The composition is comprehensively determined using EDX and ICP. The difference between the lattice distortion and the lattice spacing is determined by XRD analysis.

(実施例1)
まず、単ロール急冷装置を用いて、Fe−Co−Si−B(Fe:Co=70:30at%)のリボンを作製する。次に、このリボンを、ミキサー装置を用いて適当な大きさに切断する。その後、切断したリボン片を回収し、ZrOボールとZrO容器を用いた遊星型ミルによってAr雰囲気下において1000rpmの粉砕・圧延化を行う。上記の切断と粉砕・圧延化を繰り返し、厚さ10nm、アスペクト比1000の扁平磁性金属粒子10になるように処理を行う。尚、得られた扁平磁性金属粒子10の表面は、ゾルゲル法によって非磁性のSiO層を厚さ20nmで被覆させ、その後、無機酸化物(介在相20に相当。B−Bi−ZnO:軟化点425℃)とともに混合する。その後、磁場中で成型を行い(扁平磁性金属粒子10を配向させる)、熱処理を施す事によって軟磁性材料100を得る。尚、熱処理は、軟化点よりやや高い温度で行う。最後に、扁平面10a内の一方向に磁場を印加しながら熱処理を施す事によって、格子歪みが0.1%程度、面内で格子面間隔の最大値と最小値の差の割合が0.1%程度になるように調整する。得られた軟磁性材料100は扁平磁性金属粒子10が配向し、且つ、扁平面10a内で一方向に磁気異方性を有するものである。
Example 1
First, a ribbon of Fe—Co—Si—B (Fe: Co = 70: 30 at%) is prepared using a single roll quenching apparatus. Next, the ribbon is cut into an appropriate size using a mixer device. Thereafter, the cut ribbon piece is collected and pulverized and rolled at 1000 rpm in an Ar atmosphere by a planetary mill using a ZrO 2 ball and a ZrO 2 container. The above-described cutting, pulverization and rolling are repeated, and processing is performed to obtain flat magnetic metal particles 10 having a thickness of 10 nm and an aspect ratio of 1000. The surface of the obtained flat magnetic metal particles 10 was coated with a nonmagnetic SiO 2 layer with a thickness of 20 nm by a sol-gel method, and then an inorganic oxide (corresponding to the intervening phase 20; B 2 O 3 —Bi 2. O 3 —ZnO: softening point 425 ° C.). Thereafter, the soft magnetic material 100 is obtained by molding in a magnetic field (orienting the flat magnetic metal particles 10) and performing heat treatment. The heat treatment is performed at a temperature slightly higher than the softening point. Finally, by performing heat treatment while applying a magnetic field in one direction in the flat surface 10a, the lattice distortion is about 0.1%, and the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value of the lattice plane spacing within the plane is 0. Adjust to about 1%. The obtained soft magnetic material 100 is such that the flat magnetic metal particles 10 are oriented and has magnetic anisotropy in one direction within the flat surface 10a.

(実施例2)
扁平磁性金属粒子10の厚さを100μm、アスペクト比を5にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 2)
Except that the thickness of the flat magnetic metal particle 10 is 100 μm and the aspect ratio is 5, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例3)
扁平磁性金属粒子10のアスペクト比を5にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
Example 3
Except for setting the aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 5, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例4)
扁平磁性金属粒子10のアスペクト比を100にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
Example 4
Except for setting the aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 100, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例5)
扁平磁性金属粒子10のアスペクト比を10000にすること以外は実施例1とほぼ同じである。尚、この時、磁化挙動は、磁壁移動型から回転磁化型に変わる。
(Example 5)
Except for setting the aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 10,000, it is almost the same as the first embodiment. At this time, the magnetization behavior changes from the domain wall motion type to the rotational magnetization type.

(実施例6)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを0.01%程度、格子面間隔の差割合を0.01%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 6)
Except that the lattice strain of the flat magnetic metal particles 10 is about 0.01% and the difference ratio of the lattice spacing is about 0.01%, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例7)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを0.5%程度、格子面間隔の差割合を0.5%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 7)
Except that the lattice strain of the flat magnetic metal particles 10 is about 0.5% and the difference ratio of the lattice spacing is about 0.5%, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例8)
扁平磁性金属粒子10のFe:Coの組成比を10:90にすること以外は実施例1とほぼ同じである。この時、結晶構造はfcc構造になる(実施例1はbcc構造)。
(Example 8)
Except for setting the Fe: Co composition ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 10:90, it is almost the same as the first embodiment. At this time, the crystal structure becomes an fcc structure (Example 1 is a bcc structure).

(実施例9)
扁平磁性金属粒子10の組成をFe−Ni−Si−B(Fe:Ni=50:50at%)すること以外は実施例1とほぼ同じである。この時、結晶構造はfcc構造になる。
Example 9
Except that the composition of the flat magnetic metal particles 10 is Fe—Ni—Si—B (Fe: Ni = 50: 50 at%), it is almost the same as that of Example 1. At this time, the crystal structure becomes an fcc structure.

(実施例10)
扁平磁性金属粒子10のFe:Coの組成比を28:72にすること以外は実施例1とほぼ同じである。この時、結晶構造はbcc構造とfcc構造の混相になる。
(Example 10)
Except for setting the Fe: Co composition ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 28:72, it is almost the same as the first embodiment. At this time, the crystal structure is a mixed phase of the bcc structure and the fcc structure.

(実施例11)
扁平磁性金属粒子10を20kOeの磁場下で500℃で熱処理を施す事によって、扁平磁性金属粒子10の結晶子が数珠繋ぎに棒状に連なり、扁平面10a内で一方向に配向させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 11)
Example: Except that the flat magnetic metal particles 10 are heat-treated at 500 ° C. under a magnetic field of 20 kOe, so that the crystallites of the flat magnetic metal particles 10 are connected in a rod-like manner and oriented in one direction in the flat surface 10a. It is almost the same as 1.

(実施例12)
扁平磁性金属粒子10を(110)[111]配向させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
Example 12
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the flat magnetic metal particles 10 are (110) [111] oriented.

(実施例13)
扁平磁性金属粒子10と介在相20との格子ミスマッチングを10%にする事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 13)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the lattice mismatch between the flat magnetic metal particle 10 and the intervening phase 20 is 10%.

(実施例14)
成型時の厚さを100μm程度にし、SiOの非磁性層(中間層40)との積層構造にする事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 14)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the thickness at the time of molding is set to about 100 μm and a laminated structure with a nonmagnetic layer (intermediate layer 40) of SiO 2 is formed.

(比較例1)
アトマイズ法を用いて、Fe−Co−Si−B(Fe:Co=70:30at%、組成は実施例1と同じ)の球状粒子を作製する。得られた球状粒子を無機物(介在相20に相当)とともに混合、成型する。最後に、熱処理を施す事によって、格子歪み及び格子面間隔の差割合がともにほぼ0%になるように調整する。
(Comparative Example 1)
Using the atomization method, spherical particles of Fe—Co—Si—B (Fe: Co = 70: 30 at%, composition is the same as in Example 1) are prepared. The obtained spherical particles are mixed and molded together with an inorganic substance (corresponding to the intervening phase 20). Finally, heat treatment is performed so that the lattice strain and the difference ratio between the lattice planes are both adjusted to approximately 0%.

(比較例2)
扁平磁性金属粒子10の厚さを8nmにすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 2)
Except that the thickness of the flat magnetic metal particle 10 is 8 nm, it is almost the same as the first embodiment.

(比較例3)
扁平磁性金属粒子10の厚さを120μm、アスペクト比を5にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 3)
Except that the thickness of the flat magnetic metal particle 10 is 120 μm and the aspect ratio is 5, it is almost the same as the first embodiment.

(比較例4)
扁平磁性金属粒子10のアスペクト比を4にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 4)
Except for setting the aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 4, it is almost the same as the first embodiment.

(比較例5)
扁平磁性金属粒子10のアスペクト比を12000にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 5)
Except for setting the aspect ratio of the flat magnetic metal particle 10 to 12000, it is almost the same as the first embodiment.

(比較例6)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを0.007%程度、格子面間隔の差割合を0.006%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 6)
Except that the lattice strain of the flat magnetic metal particle 10 is about 0.007% and the difference ratio of the lattice spacing is about 0.006%, it is almost the same as the first embodiment.

(比較例7)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを10.1%程度、格子面間隔の差割合を10.2%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 7)
The flat magnetic metal particles 10 are substantially the same as those in Example 1 except that the lattice strain of the flat magnetic metal particles 10 is about 10.1% and the difference between the lattice spacings is about 10.2%.

次に、実施例1〜13及び比較例1〜7の評価用材料に関して、以下の方法で、飽和磁化、透磁率実部(μ’)、透磁率損失(tanδ)、100時間後の透磁率実部(μ’)の経時変化、鉄損、強度比を評価する。評価結果を表2に示す。   Next, with respect to the evaluation materials of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 7, saturation magnetization, magnetic permeability real part (μ ′), magnetic permeability loss (tan δ), and magnetic permeability after 100 hours are as follows. The change with time of the real part (μ ′), iron loss, and strength ratio are evaluated. The evaluation results are shown in Table 2.

(1)飽和磁化:振動試料型磁力計(VSM:Vibrating Sample Magnetometer)を用いて室温での飽和磁化を測定する。   (1) Saturation magnetization: Saturation magnetization at room temperature is measured by using a vibrating sample magnetometer (VSM: Vibrating Sample Magnetometer).

(2)透磁率実部μ’、透磁率損失(tanδ=μ”/μ’×100(%)):インピーダンスアナライザーを用いて、リング状の試料の透磁率を測定する。1kHzの周波数での実部μ’、虚部μ”を測定する。また、透磁率損失tanδは、μ”/μ’×100(%)で算出する。   (2) Permeability real part μ ′, permeability loss (tan δ = μ ″ / μ ′ × 100 (%)): The permeability of the ring-shaped sample is measured using an impedance analyzer at a frequency of 1 kHz. The real part μ ′ and the imaginary part μ ″ are measured. Further, the permeability loss tan δ is calculated by μ ″ / μ ′ × 100 (%).

(3)100時間後の透磁率実部μ’の経時変化:評価用試料を温度60℃、大気中で100時間加熱した後、再度、透磁率実部μ’を測定し、経時変化(100時間放置後の透磁率実部μ’/放置前の透磁率実部μ’)を求める。   (3) Temporal change in permeability real part μ ′ after 100 hours: The sample for evaluation was heated in the atmosphere at 60 ° C. for 100 hours, and then measured again for real part μ ′. Permeability real part μ ′ after standing / permeability real part μ ′ before standing) is obtained.

(4)鉄損:B−Hアナライザーを用いて1kHz、1Tの動作条件での鉄損を測定する。   (4) Iron loss: Measure iron loss under operating conditions of 1 kHz and 1 T using a BH analyzer.

(5)強度比:評価用試料の抗折強度を測定し、比較試料の抗折強度との比(=評価用試料の抗折強度/比較試料の抗折強度)で示した。尚、実施例及び比較例2〜7は比較例1との比で示した。   (5) Strength ratio: The bending strength of the evaluation sample was measured, and the ratio to the bending strength of the comparative sample (= the bending strength of the evaluation sample / the bending strength of the comparative sample) was indicated. In addition, Example and Comparative Examples 2-7 were shown by the ratio with Comparative Example 1.

表1から明らかなように、実施例1〜14に係る軟磁性材料100は、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下の扁平磁性金属粒子10と酸化物介在相20からなる軟磁性材料100である。また、いずれにおいても、扁平磁性金属粒子10は配向し、且つ、配向した扁平面10a内において一方向に磁気異方性を有している。実施例5は回転磁化で磁化が進行し、それ以外の実施例は磁壁移動で磁化が進行する。また扁平磁性金属粒子10の格子歪みは0.01%以上10%以下である。また、扁平磁性金属粒子の扁平面10a内における格子面間隔が、方向によって差を有し、最大格子面間隔と最小格子面間隔の差の割合が0.01%以上10%以下である。実施例11は、扁平磁性金属粒子10の扁平面10aが(110)[111]方向に配向している。実施例8、9はfccの結晶構造を有し、実施例10はfccとbccの混相の結晶構造を有し、それ以外の実施例はbccの結晶構造を有する。実施例13は、扁平磁性金属粒子10と介在相20との格子ミスマッチングが10%である。実施例14は、非磁性層との積層構造である。   As is clear from Table 1, the soft magnetic material 100 according to Examples 1 to 14 has a thickness of 10 nm to 100 μm and an aspect ratio of 5 to 10,000. This is a soft magnetic material 100. In any case, the flat magnetic metal particles 10 are oriented and have magnetic anisotropy in one direction within the oriented flat surface 10a. In Example 5, magnetization proceeds by rotational magnetization, and in other examples, magnetization proceeds by domain wall motion. Further, the lattice strain of the flat magnetic metal particles 10 is 0.01% or more and 10% or less. Further, the lattice plane spacing in the flat plane 10a of the flat magnetic metal particles has a difference depending on the direction, and the ratio of the difference between the maximum lattice plane spacing and the minimum lattice plane spacing is 0.01% or more and 10% or less. In Example 11, the flat surface 10a of the flat magnetic metal particle 10 is oriented in the (110) [111] direction. Examples 8 and 9 have an fcc crystal structure, Example 10 has a mixed phase crystal structure of fcc and bcc, and other examples have a bcc crystal structure. In Example 13, the lattice mismatch between the flat magnetic metal particle 10 and the intervening phase 20 is 10%. Example 14 has a laminated structure with a nonmagnetic layer.

一方で、比較例1は既存技術であるアトマイズによる球状等方粒子の圧紛体である。比較例2〜7は実施例1と比べて、請求項の範囲から外れたものである。   On the other hand, Comparative Example 1 is a compact of spherical isotropic particles by atomization, which is an existing technology. Comparative Examples 2 to 7 are out of the scope of the claims as compared to Example 1.

表2から明らかなように、実施例1〜14に係る軟磁性材料100は、比較例1の既存の材料と比べて、透磁率実部、透磁率損失、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。また比較例2〜7と比べると、特に、透磁率実部、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。尚、飽和磁化は組成によって決まるため、同じ組成である限り、比較例と比べて大きな差は見られない。   As is clear from Table 2, the soft magnetic material 100 according to Examples 1 to 14 has a real permeability part, a permeability loss, an iron loss, and a temporal change rate of permeability compared with the existing material of Comparative Example 1. It can be seen that the strength ratio is excellent. Further, it can be seen that, compared with Comparative Examples 2 to 7, it is particularly excellent in the real part of magnetic permeability, the iron loss, the rate of change with time of the magnetic permeability, and the strength ratio. Since the saturation magnetization is determined by the composition, as long as the composition is the same, there is no significant difference compared to the comparative example.

以上、実施例1〜14に係る軟磁性材料100は、高い飽和磁化、高い透磁率、低損失、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、を満たしつつ、複雑な形状への適用が可能な軟磁性圧粉材料である事が分かる。   As described above, the soft magnetic material 100 according to Examples 1 to 14 is applied to a complicated shape while satisfying high saturation magnetization, high magnetic permeability, low loss, high thermal stability, high oxidation resistance, and high strength. It can be seen that this is a soft magnetic powder material.

(実施例15):
厚さが100nmである点以外は実施例2とほぼ同じである。
(Example 15):
Except for the point that the thickness is 100 nm, it is almost the same as Example 2.

(実施例16)
厚さが1μmである点以外は実施例2とほぼ同じである。
(Example 16)
It is almost the same as Example 2 except that the thickness is 1 μm.

(実施例17)
厚さが10μmである点以外は実施例2とほぼ同じである。
(Example 17)
Except for the point that the thickness is 10 μm, it is almost the same as Example 2.

(実施例18)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを0.9%程度、格子面間隔の差割合を0.92%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 18)
The flat magnetic metal particles 10 are substantially the same as those in Example 1 except that the lattice strain of the flat magnetic metal particle 10 is about 0.9% and the difference ratio of the lattice spacing is about 0.92%.

(実施例19)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを4.8%程度、格子面間隔の差割合を4.9%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 19)
Except that the lattice strain of the flat magnetic metal particles 10 is about 4.8% and the difference ratio of the lattice spacing is about 4.9%, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例20)
扁平磁性金属粒子10の格子歪みを9.7%程度、格子面間隔の差割合を9.9%程度にすること以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 20)
Except that the lattice strain of the flat magnetic metal particle 10 is about 9.7% and the difference ratio of the lattice spacing is about 9.9%, it is almost the same as the first embodiment.

(実施例21)
厚さ10nm、アスペクト比1000の扁平磁性金属粒子10の表面にゾルゲル法によって、非磁性のSiO層を厚さ1nmで被覆させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 21)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the surface of the flat magnetic metal particle 10 having a thickness of 10 nm and an aspect ratio of 1000 is coated with a nonmagnetic SiO 2 layer with a thickness of 1 nm by a sol-gel method.

(実施例22)
厚さ100nm、アスペクト比100の扁平磁性金属粒子10の表面にゾルゲル法によって、非磁性のSiO層を厚さ10nmで被覆させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 22)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the surface of the flat magnetic metal particle 10 having a thickness of 100 nm and an aspect ratio of 100 is coated with a nonmagnetic SiO 2 layer with a thickness of 10 nm by a sol-gel method.

(実施例23)
厚さ1μm、アスペクト比100の扁平磁性金属粒子10の表面にゾルゲル法によって、非磁性のSiO層を厚さ100nmで被覆させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 23)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the surface of the flat magnetic metal particle 10 having a thickness of 1 μm and an aspect ratio of 100 is coated with a nonmagnetic SiO 2 layer with a thickness of 100 nm by a sol-gel method.

(実施例24)
厚さ10μm、アスペクト比10の扁平磁性金属粒子10の表面にゾルゲル法によって、非磁性のSiO層を厚さ900nmで被覆させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Example 24)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the surface of the flat magnetic metal particle 10 having a thickness of 10 μm and an aspect ratio of 10 is coated with a nonmagnetic SiO 2 layer at a thickness of 900 nm by a sol-gel method.

(実施例25)
本実施例の軟磁性材料は、軟化点200℃の共晶系を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。共晶系の組成は、P−V−Ag−Oである。
(Example 25)
The soft magnetic material of this example is substantially the same as Example 1 except that it has a eutectic system with a softening point of 200 ° C. The eutectic composition is PV-Ag-O.

(実施例26)
本実施例の軟磁性材料は、軟化点300℃の共晶系を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。共晶系の組成は、Pb−B−Oである。
(Example 26)
The soft magnetic material of this example is almost the same as that of Example 1 except that it has a eutectic system with a softening point of 300 ° C. The eutectic composition is Pb—B—O.

(実施例27)
本実施例の軟磁性材料は、軟化点400℃の共晶系を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。共晶系の組成は、Bi−B−Oである。
(Example 27)
The soft magnetic material of this example is substantially the same as Example 1 except that it has a eutectic system with a softening point of 400 ° C. The eutectic composition is Bi-B-O.

(実施例28)
本実施例の軟磁性材料は、軟化点500℃の共晶系を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。共晶系の組成は、B−Bi−Zn−Oである。
(Example 28)
The soft magnetic material of this example is substantially the same as Example 1 except that it has a eutectic system with a softening point of 500 ° C. The eutectic composition is B-Bi-Zn-O.

(実施例29)
本実施例の軟磁性材料は、軟化点600℃の共晶系を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。共晶系の組成は、B−Bi−Si−Oである。
(Example 29)
The soft magnetic material of this example is almost the same as that of Example 1 except that it has a eutectic system with a softening point of 600 ° C. The eutectic composition is B-Bi-Si-O.

(実施例30)
本実施例の軟磁性材料は、磁場中成型後の熱処理において、熱処理時間を2倍にすることによって、扁平磁性金属粒子の表面に球形で粒径50nmの共晶粒子を生成させる事以外は実施例1とほぼ同じである。共晶粒子の組成は、B−Bi−Zn−Oである。
(Example 30)
The soft magnetic material of the present example was subjected to heat treatment after molding in a magnetic field except that the eutectic particles having a spherical shape and a particle size of 50 nm were formed on the surface of the flat magnetic metal particles by doubling the heat treatment time. It is almost the same as Example 1. The composition of the eutectic particles is B-Bi-Zn-O.

(比較例8)
厚さ10nm、アスペクト比1000の扁平磁性金属粒子の表面に非磁性のSiO層の被覆を行わない事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 8)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the surface of flat magnetic metal particles having a thickness of 10 nm and an aspect ratio of 1000 is not coated with a nonmagnetic SiO 2 layer.

(比較例9)
厚さ10μm、アスペクト比10の扁平磁性金属粒子10の表面にゾルゲル法によって、非磁性のSiO層を厚さ2μmで被覆させる事以外は実施例1とほぼ同じである。
(Comparative Example 9)
Example 1 is substantially the same as Example 1 except that the surface of the flat magnetic metal particle 10 having a thickness of 10 μm and an aspect ratio of 10 is coated with a nonmagnetic SiO 2 layer with a thickness of 2 μm by a sol-gel method.

(比較例10)
軟化点100℃の介在相を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。介在相としては、有機系のエポキシ樹脂を使用した。
(Comparative Example 10)
Except for having an intervening phase with a softening point of 100 ° C., it is almost the same as Example 1. An organic epoxy resin was used as the intervening phase.

(比較例11)
軟化点700℃の共晶系を有する点以外は実施例1とほぼ同じである。共晶系の組成は、Si−B−Al−Oである。
(Comparative Example 11)
Except for having a eutectic system with a softening point of 700 ° C., it is almost the same as Example 1. The eutectic composition is Si—B—Al—O.

表3から明らかなように、実施例15〜30に係る軟磁性材料は、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下の扁平磁性金属粒子と酸化物介在相からなる軟磁性材料である。また、いずれにおいても、扁平磁性金属粒子は配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有しており、磁壁移動で磁化が進行する。また扁平磁性金属粒子の格子歪みは0.01%以上10%以下である。また、扁平磁性金属粒子の扁平面内における格子面間隔が、方向によって差を有し、最大格子面間隔と最小格子面間隔の差の割合が0.01%以上10%以下である。また、扁平磁性金属粒子の表面は厚さ0.1nm以上1μm以下の非磁性酸化物層で被覆されている。また、介在相の軟化点は200℃以上600℃以下である。   As is apparent from Table 3, the soft magnetic materials according to Examples 15 to 30 are soft magnetic materials composed of flat magnetic metal particles having a thickness of 10 nm to 100 μm and an aspect ratio of 5 to 10,000, and an oxide intervening phase. Material. In any case, the flat magnetic metal particles are oriented and have magnetic anisotropy in one direction within the oriented flat plane, and magnetization proceeds by domain wall motion. The lattice strain of the flat magnetic metal particles is 0.01% or more and 10% or less. Further, the lattice plane spacing in the flat plane of the flat magnetic metal particles has a difference depending on the direction, and the ratio of the difference between the maximum lattice plane spacing and the minimum lattice plane spacing is 0.01% or more and 10% or less. The surfaces of the flat magnetic metal particles are covered with a nonmagnetic oxide layer having a thickness of 0.1 nm to 1 μm. The softening point of the intervening phase is 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower.

一方で、比較例8は被覆層がなし、比較例9は被覆層の厚さが2μmと大きい。また、比較例10は、介在相の軟化点が100℃、比較例11は介在相の軟化点が700℃である。   On the other hand, Comparative Example 8 has no coating layer, and Comparative Example 9 has a coating layer thickness as large as 2 μm. In Comparative Example 10, the softening point of the intervening phase is 100 ° C., and in Comparative Example 11, the softening point of the intervening phase is 700 ° C.

表4から明らかなように、実施例15〜30に係る軟磁性材料は、比較例1の既存の材料と比べて、透磁率実部、透磁率損失、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。また比較例2〜11と比べると、特に、透磁率実部、鉄損、透磁率の経時変化割合、強度比、において優れている事が分かる。   As is clear from Table 4, the soft magnetic materials according to Examples 15 to 30 are compared with the existing material of Comparative Example 1 in terms of the real part of magnetic permeability, the magnetic permeability loss, the iron loss, and the temporal change rate of the magnetic permeability, It can be seen that the strength ratio is excellent. Further, it can be seen that, compared with Comparative Examples 2 to 11, it is particularly excellent in the magnetic permeability real part, the iron loss, the magnetic permeability change rate with time, and the strength ratio.

以上、実施例15〜実施例30に係る軟磁性材料は、高い飽和磁化、高い透磁率、低損失、高い熱的安定性、高い耐酸化性、高強度、を満たしつつ、複雑な形状への適用が可能な軟磁性圧粉材料である事が分かる。   As described above, the soft magnetic materials according to Examples 15 to 30 have high saturation magnetization, high magnetic permeability, low loss, high thermal stability, high oxidation resistance, high strength, and have a complicated shape. It can be seen that this is a soft magnetic powder material that can be applied.

本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、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。   Although several embodiments and examples of the present invention have been described, these embodiments and examples are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

10 扁平磁性金属粒子
10a 扁平面
14 被覆層
20 介在相
22 共晶粒子
24 中間介在粒子
30 磁性層
40 中間層
100 軟磁性材料
110 軟磁性材料
120 軟磁性材料
130 軟磁性材料
160 軟磁性材料
200 モータ
210 第1のステータ
220 第1のロータ
300 変圧器・トランス
400 インダクタ
500 発電機
510 タービン
520 シャフト
530 第2のステータ
540 第2のロータ
1000 モータシステム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flat magnetic metal particle 10a Flat surface 14 Covering layer 20 Intervening phase 22 Eutectic particle 24 Intermediate intervening particle 30 Magnetic layer 40 Intermediate layer 100 Soft magnetic material 110 Soft magnetic material 120 Soft magnetic material 130 Soft magnetic material 160 Soft magnetic material 200 Motor 210 First stator 220 First rotor 300 Transformer / transformer 400 Inductor 500 Generator 510 Turbine 520 Shaft 530 Second stator 540 Second rotor 1000 Motor system

Claims (20)

扁平磁性金属粒子であって、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下で、格子歪みが0.01%以上10%以下で、前記扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する前記扁平磁性金属粒子と、
前記扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む介在相と、
を備える軟磁性材料。
A flat magnetic metal particle containing at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni, having a thickness of 10 nm to 100 μm, an aspect ratio of 5 to 10,000, and a lattice strain of 0.01% 10% or less, the flat magnetic metal particles are oriented, and the flat magnetic metal particles have magnetic anisotropy in one direction within the oriented flat plane;
An intervening phase present between the flat magnetic metal particles and containing at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F);
Soft magnetic material comprising
前記扁平磁性金属粒子の磁化挙動が磁壁移動によって進行する請求項1記載の軟磁性材料。   The soft magnetic material according to claim 1, wherein the magnetization behavior of the flat magnetic metal particles proceeds by domain wall motion. 前記扁平磁性金属粒子の磁化挙動が回転磁化によって進行する請求項1記載の軟磁性材料。   The soft magnetic material according to claim 1, wherein the magnetization behavior of the flat magnetic metal particles proceeds by rotational magnetization. 前記扁平磁性金属粒子の扁平面内における格子面間隔が、方向によって差を有し、最大格子面間隔と最小格子面間隔の差の割合が0.01%以上10%以下である請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の軟磁性材料。 The lattice plane spacing in the flat plane of the flat magnetic metal particles has a difference depending on the direction, and the ratio of the difference between the maximum lattice spacing and the minimum lattice spacing is 0.01% or more and 10% or less. The soft magnetic material according to claim 3. 前記扁平磁性金属粒子の結晶子が前記扁平面内で一方向に数珠繋ぎになっている、又は前記結晶子が棒状であり且つ前記扁平面内で一方向に配向している請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の軟磁性材料。 The flat crystallite of the magnetic metal particles has become strung in one direction in said flat surface, or the crystallites is rod-shaped and the claims 1 are oriented in one direction in the flat plane claims 4. The soft magnetic material according to any one of 4 above. 前記扁平磁性金属粒子がFe、Coの2つの磁性金属を含み、FeとCoの合計量に対してCoが10原子%以上60原子%以下含まれる請求項1ないし請求項5いずれか一項記載の軟磁性材料。 The flat magnetic metal particles Fe, comprises two magnetic metal Co, the preceding claims 1 Co is contained 10 atomic% to 60 atomic% or less based on the total amount of Fe and Co to one of claims 5 The soft magnetic material described. 前記扁平磁性金属粒子の扁平面が(110)面配向、又は(111)面配向している請求項1ないし請求項6いずれか一項記載の軟磁性材料。 The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 6, wherein a flat plane of the flat magnetic metal particles is (110) -oriented or (111) -oriented. 前記扁平磁性金属粒子が体心立方構造の結晶構造である請求項1ないし請求項7いずれか一項記載の軟磁性材料。 The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 7, wherein the flat magnetic metal particles have a body-centered cubic crystal structure. 前記扁平磁性金属粒子が体心立方構造と面心立方構造の混相の結晶構造である請求項1ないし請求項8いずれか一項記載の軟磁性材料。 The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 8, wherein the flat magnetic metal particles have a mixed phase crystal structure of a body-centered cubic structure and a face-centered cubic structure. 前記扁平磁性金属粒子の表面の少なくとも一部が、厚さ0.1nm以上1μm以下で、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む被覆層で覆われている請求項1ないし請求項9いずれか一項記載の軟磁性材料。 A coating layer in which at least a part of the surface of the flat magnetic metal particle has a thickness of 0.1 nm to 1 μm and contains at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F). The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 9, which is covered with a soft magnetic material. 前記介在相と前記扁平磁性金属粒子との格子ミスマッチ割合が0.1%以上50%以下である、請求項1ないし請求項10いずれか一項記載の軟磁性材料。 The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 10, wherein a lattice mismatch ratio between the intervening phase and the flat magnetic metal particles is 0.1% or more and 50% or less. 前記介在相は、B、Si、Cr、Mo、Nb、Li、Ba、Zn、La、P、Al、Ge、W、Na、Ti、As、V、Ca、Bi、Pb、Te及びSnからなる群のうちの少なくとも2つの第2の元素を含む共晶系を有し、200℃以上600℃以下である軟化点を有し、熱膨張係数が0.5×10-6/℃以上40×10-6/℃以下である酸化物を含む請求項1ないし請求項11いずれか一項記載の軟磁性材料。 The intervening phase is composed of B, Si, Cr, Mo, Nb, Li, Ba, Zn, La, P, Al, Ge, W, Na, Ti, As, V, Ca, Bi, Pb, Te, and Sn. Having a eutectic system including at least two second elements of the group, having a softening point of 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, and having a thermal expansion coefficient of 0.5 × 10 −6 / ° C. or higher and 40 × The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 11, comprising an oxide having a temperature of 10-6 / ° C or lower. 前記共晶系は粒径が10nm以上10μm以下である共晶粒子を有する請求項12記載の軟磁性材料。   The soft magnetic material according to claim 12, wherein the eutectic system has eutectic particles having a particle size of 10 nm to 10 μm. 前記介在相は、軟化点が前記共晶系より高く、O(酸素)、C(炭素)、N(窒素)及びF(フッ素)からなる群のうちの少なくとも1つの元素を含む中間介在粒子をさらに含む請求項12又は請求項13記載の軟磁性材料。   The intervening phase includes intermediate intervening particles having a softening point higher than that of the eutectic system and containing at least one element of the group consisting of O (oxygen), C (carbon), N (nitrogen), and F (fluorine). The soft magnetic material according to claim 12 or 13, further comprising: 前記介在相は樹脂を含む請求項1ないし請求項11いずれか一項記載の軟磁性材料。 The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 11, wherein the intervening phase includes a resin. 前記介在相は、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有する請求項1ないし請求項11いずれか一項記載の軟磁性材料。 The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 11, wherein the intervening phase contains at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni. 扁平磁性金属粒子であって、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1つの磁性金属を含有し、厚さが10nm以上100μm以下で、アスペクト比が5以上10000以下で、格子歪みが0.01%以上10%以下で、前記扁平磁性金属粒子が配向し、且つ、配向した扁平面内において一方向に磁気異方性を有する前記扁平磁性金属粒子と、
前記扁平磁性金属粒子間に存在し、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)の少なくとも1つを含む介在相と、
を含む磁性層と、
前記磁性層に接して設けられ、酸素(O)、炭素(C)、窒素(N)及びフッ素(F)のいずれかを含有し、透磁率が前記磁性層の透磁率よりも小さい中間層と、
を備える軟磁性材料。
A flat magnetic metal particle containing at least one magnetic metal selected from Fe, Co, and Ni, having a thickness of 10 nm to 100 μm, an aspect ratio of 5 to 10,000, and a lattice strain of 0.01% 10% or less, the flat magnetic metal particles are oriented, and the flat magnetic metal particles have magnetic anisotropy in one direction within the oriented flat plane;
An intervening phase present between the flat magnetic metal particles and containing at least one of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N) and fluorine (F);
A magnetic layer containing
An intermediate layer provided in contact with the magnetic layer, containing any of oxygen (O), carbon (C), nitrogen (N), and fluorine (F), and having a magnetic permeability smaller than that of the magnetic layer; ,
Soft magnetic material comprising
請求項1ないし請求項17のいずれか一項に記載の軟磁性材料を有する回転電機。 Rotating electric machine having a soft magnetic material according to any one of claims 1 to claim 17. 請求項1ないし請求項17のいずれか一項に記載の軟磁性材料を有するモータ。 Motor having a soft magnetic material according to any one of claims 1 to claim 17. 請求項1ないし請求項17のいずれか一項に記載の軟磁性材料を有する発電機。 Generator having a soft magnetic material according to any one of claims 1 to claim 17.
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