JP7227737B2 - dust core - Google Patents
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Description
本発明は、圧粉磁心に関する。 The present invention relates to dust cores.
形状自由度の高さと、高周波帯域への適用可能性から圧粉磁心材料の開発が盛んに行われている。圧粉磁心は、100μm前後の磁性金属粒子の表面をリン酸やシリカといった絶縁性の物質で被覆し、絶縁膜で被覆された磁性金属粒子をプレス成形することによって成形されたコアである。
特許文献1では、圧粉磁心に用いられる材料として、軟磁性金属粒子の金属間が高抵抗軟磁性物質で構成されている複合軟磁性材料が開示されている。この文献では、軟磁性金属粒子の複合軟磁性材料における断面積比率や、高抵抗軟磁性物質の断面積比率等を特定の範囲とすることで、実用となる磁界で十分に磁束密度Bmが高く、コアロスPcvのよい複合軟磁性材料を得ることができるとされている。
また、特許文献2には、軟磁性粒子の表面にフェライトの原料を付着させた被覆粒子からなる磁心用粉末を加圧成形して得られた成形体を熱処理(焼鈍)する技術が開示されている。この文献には、熱処理することにより、軟磁性粒子の表面にフェライト膜を形成することで、比抵抗と磁束密度が向上することが開示されている。
また、特許文献3には、軟磁性金属粒子の表面を被覆するフェライト被膜がスピネル構造を有するフェライト結晶粒より構成されている圧粉磁心用粉末が開示されている。この圧粉磁心用粉末は、粗大化されたフェライト結晶粒により、フェライト被膜の強度が向上し、圧粉成形時の高い応力によるフェライト被膜の破損が抑制されることが開示されている。
The development of powder magnetic core materials has been actively carried out due to their high degree of freedom in shape and applicability to high-frequency bands. A powder magnetic core is a core formed by coating the surface of magnetic metal particles of about 100 μm with an insulating substance such as phosphoric acid or silica and press-molding the magnetic metal particles coated with an insulating film.
Patent Literature 1 discloses a composite soft magnetic material in which the metal spaces between soft magnetic metal particles are composed of a high resistance soft magnetic substance as a material used for dust cores. In this document, by setting the cross-sectional area ratio of the soft magnetic metal particles in the composite soft magnetic material and the cross-sectional area ratio of the high resistance soft magnetic material to a specific range, the magnetic flux density Bm is sufficiently high in a practical magnetic field. , a composite soft magnetic material with good core loss Pcv can be obtained.
Further, Patent Document 2 discloses a technique of heat-treating (annealing) a molded body obtained by pressure-molding a magnetic core powder made of coated particles in which a ferrite raw material is attached to the surface of soft magnetic particles. there is This document discloses that heat treatment forms a ferrite film on the surface of the soft magnetic particles, thereby improving the specific resistance and the magnetic flux density.
Further,
ところで、低鉄損な圧粉磁心を得るためには透磁率を高くする必要がある。
しかし、上記のいずれの技術を適用しても、透磁率は必ずしも十分とは言えず、透磁率を向上させる新たな技術が切望されていた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、透磁率を向上させることを目的とする。本発明は、以下の形態として実現することが可能である。
By the way, in order to obtain a dust core with low iron loss, it is necessary to increase the magnetic permeability.
However, even if any of the above techniques are applied, the magnetic permeability is not necessarily sufficient, and a new technique for improving the magnetic permeability has been desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve magnetic permeability. The present invention can be implemented as the following modes.
〔1〕複数の鉄基軟磁性粒子と、前記鉄基軟磁性粒子の表面に形成されるフェライトとを有する圧粉磁心であって、
前記鉄基軟磁性粒子の平均粒子径がDaμmとした場合に、前記圧粉磁心の断面構造を、5Da(μm)×5Da(μm)の正方形の第1視野で観察した際に、3つ以上の前記鉄基軟磁性粒子により形成され、実質的にフェライトからなる粒界3重点がN個(N=5以上の整数)存在し、かつ
前記第1視野で観察した際に、N個の前記粒界3重点のうち60%以上の前記粒界3重点のフェライトのピーク強度は、前記粒界3重点以外のその他のフェライト部のフェライトのピーク強度よりも高いことを特徴とする圧粉磁心。
[1] A powder magnetic core having a plurality of iron-based soft magnetic particles and ferrite formed on the surfaces of the iron-based soft magnetic particles,
When the average particle size of the iron-based soft magnetic particles is Da μm, when the cross-sectional structure of the dust core is observed in a square first field of view of 5 Da (μm) × 5 Da (μm), three or more There are N (N = an integer of 5 or more) grain boundary triple points formed by the iron-based soft magnetic particles of and substantially made of ferrite, and when observed in the first field of view, N A powder magnetic core, wherein the peak strength of ferrite at 60% or more of the grain boundary triple junctions is higher than the peak strength of ferrite at ferrite portions other than the grain boundary triple junctions.
〔2〕前記鉄基軟磁性粒子のアスペクト比は、1.25以上2.5以下であり、
前記鉄基軟磁性粒子の平均粒子径をDaμmとした場合に、前記圧粉磁心の断面構造を10Daμm×10Daμmの正方形の第2視野で観察した際に、フェライトで取り囲まれた状態で存在する気孔の面積割合は、前記第2視野の10%以下であることを特徴とする〔1〕に記載の圧粉磁心。
[2] the iron-based soft magnetic particles have an aspect ratio of 1.25 or more and 2.5 or less;
When the average particle size of the iron-based soft magnetic particles is Da μm, pores existing in a state surrounded by ferrite when the cross-sectional structure of the dust core is observed in a square second field of view of 10 Da μm × 10 Da μm is 10% or less of the second field of view, the powder magnetic core according to [1].
〔3〕前記鉄基軟磁性粒子の平均粒子径をDaμmとした場合に、前記圧粉磁心の断面構造を10Daμm×10Daμmの正方形の第3視野で観察した際に、前記第3視野を画する正方形の一辺上で、フェライトが存在する場所を始点として、正方形の一辺と対向する辺までフェライトが連続して形成され、互いに相違する5以上の連続層を有し、
前記連続層の、前記一辺から前記対向する辺までの経路の平均長さが11.5Daμm以上であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載の圧粉磁心。
[3] When the average particle size of the iron-based soft magnetic particles is Da μm, when the cross-sectional structure of the dust core is observed in a square third field of view of 10 Da μm × 10 Da μm, the third field of view is defined. Starting from a place where ferrite exists on one side of the square, ferrite is continuously formed to the side opposite to one side of the square, and has five or more continuous layers different from each other;
The dust core according to [1] or [2], wherein the continuous layer has an average path length of 11.5 Da μm or more from the one side to the opposite side.
〔4〕前記圧粉磁心に存在するフェライトは、アルカリ金属を含有していることを特徴とする〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載の圧粉磁心。 [4] The dust core according to any one of [1] to [3], wherein the ferrite present in the dust core contains an alkali metal.
上記〔1〕の発明によれば、圧粉磁心の透磁率が高くなる。
上記〔2〕の発明によれば、圧粉磁心を高密度化でき、その結果、圧粉磁心の透磁率がより向上する。
上記〔3〕の発明によれば、圧粉磁心の透磁率がより向上する。
上記〔4〕の発明によれば、アルカリ金属が含有されることによってフェライトが緻密化され、圧粉磁心の抵抗値変化率が低減する。
According to the above invention [1], the magnetic permeability of the dust core is increased.
According to the above invention [2], the density of the powder magnetic core can be increased, and as a result, the magnetic permeability of the powder magnetic core is further improved.
According to the above invention [3], the magnetic permeability of the powder magnetic core is further improved.
According to the above invention [4], the inclusion of the alkali metal densifies the ferrite and reduces the rate of change in the resistance value of the powder magnetic core.
以下、本発明を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「~」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「10~20」という記載では、下限値である「10」、上限値である「20」のいずれも含むものとする。すなわち、「10~20」は、「10以上20以下」と同じ意味である。 The present invention will be described in detail below. In this specification, the description using "-" for the numerical range includes the lower limit and the upper limit unless otherwise specified. For example, the description “10 to 20” includes both the lower limit “10” and the upper limit “20”. That is, "10 to 20" has the same meaning as "10 or more and 20 or less".
1.圧粉磁心1の構成
圧粉磁心1は、図1の右図(断面図)に示すように、複数の鉄基軟磁性粒子3を有する。フェライト6は、後述する連続層21(21A,21B,21C,21D,21E)を形成している。なお、図1におけるハッチング(平行線)は、鉄基軟磁性粒子3を示している。また、図1等の点描は、フェライト6を示している。なお、点描で示される圧粉磁心1におけるフェライト6は、5.0重量%以下のバインダー由来の成分を含有していてもよい。
圧粉磁心1は、図2に示す、表面にフェライト5を有する鉄基軟磁性粒子3である複合粒子7から構成されている。複数の複合粒子7をプレス成形すると、図1に示す圧粉磁心1となる。
そして、本実施形態の圧粉磁心1では、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径をDaμmとした場合に、圧粉磁心1の断面構造を、5Da(μm)×5Da(μm)の正方形の第1視野で観察した際に、3つ以上の鉄基軟磁性粒子3により形成され、実質的にフェライトからなる粒界3重点TがN個(N=5以上の整数)存在している。第1視野で観察した際に、N個の粒界3重点Tのうち60%以上の粒界3重点Tのフェライト6のピーク強度は、粒界3重点以外のその他のフェライト部Fのフェライト6のピーク強度よりも高いことを特徴とする。なお、「粒界3重点」とは、3つ以上の鉄基軟磁性粒子に取り囲まれた領域、すなわち、粒界が一点で交わった個所を意味する。そして、本発明では、粒界3重点Tは、図1に示すように、直径が500nmの真円を描いた際、円の内部すべてがフェライトとなる個所と定義する。
また、「実質的にフェライトからなる」とは、粒界3重点Tに5.0重量%以下のバインダー由来の成分を含んでもよい意味である。その他のフェライト部Fも、主成分(90重量%以上)がフェライトであればよく、バインダー由来の成分を含んでもよい。
1. Configuration of Dust Core 1 The dust core 1 has a plurality of iron-based soft
The dust core 1 is composed of
Then, in the dust core 1 of the present embodiment, when the average particle diameter of the iron-based soft
In addition, "substantially composed of ferrite" means that the grain boundary triple point T may contain 5.0% by weight or less of a binder-derived component. The other ferrite part F may also contain ferrite as a main component (90% by weight or more), and may contain a binder-derived component.
以下、本発明の圧粉磁心1の実施形態を詳細に説明する。
図1では、トロイダル形状の圧粉磁心1を例として挙げる。なお、圧粉磁心1の形状は、特に限定されない。
図1は、圧粉磁心1を、その軸方向に沿って切断した断面を示している。
An embodiment of the dust core 1 of the present invention will be described in detail below.
In FIG. 1, a toroidal dust core 1 is taken as an example. The shape of the dust core 1 is not particularly limited.
FIG. 1 shows a cross section of a dust core 1 taken along its axial direction.
(1)鉄基軟磁性粒子3
鉄基軟磁性粒子3としては、軟磁性である純鉄、鉄基合金の粒子を幅広く用いることができる。鉄基合金としては、Fe-Si合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al合金、Ni-Fe合金、Fe-Co合金、Fe基アモルファス合金等を好適に用いることができる。特に、組成中にCrやAlを含む合金は、表面に金属酸化物層を形成しているため、より好ましい。CrやAlを含まない金属を用いる場合には、予めめっき処理等により金属表面にCrやAlの層を形成させる必要がある。
Fe-Si-Cr合金を用いる場合には、例えば、Si:0.1~10質量%、Cr:0.1~10質量%、残部:Fe及び不可避的不純物の組成の合金とすることができる。
鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径は、特に限定されないが、2.0μm以上100μm以下が好ましく、10μm以上80μm以下がより好ましく、20μm以上60μm以下が更に好ましい。鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径は、使用する周波数帯域によって適宜変更することができる。特に100kHzを超える高周波帯域での使用を想定した場合は5μm以上60μm以下であることがより好ましい。なお、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径は、圧粉磁心1の断面をFE-SEM JSM-6330Fによって観察した粒子面積から面積円相当径を算出し、平均粒子径とした。
(1) Iron-based soft
As the iron-based soft
When using an Fe—Si—Cr alloy, for example, the alloy may have a composition of Si: 0.1 to 10% by mass, Cr: 0.1 to 10% by mass, and the balance: Fe and unavoidable impurities. .
The average particle size of the iron-based soft
鉄基軟磁性粒子3は、表面に金属酸化物層(不動態被膜)を備えていてもよい。金属酸化物層を、表面に備えることによって、焼鈍(熱処理)を行った際、鉄基軟磁性粒子3とフェライト5間の金属原子の拡散反応を抑制することができる。
金属酸化物層を構成する金属酸化物は特に限定されない。例えば、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化モリブデン、及び酸化タングステンからなる群より選ばれた1種以上の金属酸化物が好ましい。特に、金属酸化物に、酸化クロム及び酸化アルミニウムのうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。これらの好ましい金属酸化物を用いることで、上述の金属原子の拡散が効果的に抑制される。
なお、鉄基軟磁性粒子3として、Fe-Si-Cr合金の粒子を用いた場合には、金属原子拡散の抑制効果を有する金属酸化物層を容易に形成することができる。すなわち、Fe-Si-Cr合金中のCrが酸化することにより鉄基軟磁性粒子3の外縁部に金属酸化物層が形成される。
また、金属酸化物層の厚みは、特に限定されない。厚みは、好ましくは1nm~20nmとすることができる。なお、金属酸化物層の厚みは、XPS(X線光電子分光法)を用いて測定できる。
The iron-based soft
The metal oxide forming the metal oxide layer is not particularly limited. For example, one or more metal oxides selected from the group consisting of chromium oxide, aluminum oxide, molybdenum oxide, and tungsten oxide are preferred. In particular, the metal oxide preferably contains at least one of chromium oxide and aluminum oxide. By using these preferred metal oxides, the above diffusion of metal atoms is effectively suppressed.
When Fe--Si--Cr alloy particles are used as the iron-based soft
Moreover, the thickness of the metal oxide layer is not particularly limited. The thickness can preferably be between 1 nm and 20 nm. The thickness of the metal oxide layer can be measured using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy).
(2)フェライト6
(2.1)フェライト6の構成
本実施形態の圧粉磁心1には、フェライト6(軟磁性フェライト)が連続して形成された連続層21が形成されていることが好ましい。また、フェライト6が、三次元網目状の構造となっていることが好ましい。
フェライト6の材料は、特に限定されない。フェライト6の材料は、マグネタイト、Niフェライト、Znフェライト、Mnフェライト、Ni-Znフェライト、Mn-Znフェライト、及びNi-Zn-Cuフェライトからなる群より選ばれた1種以上が好ましい。更には電気抵抗率が104Ω・cm以上のフェライトを用いることが好ましい。そのため、Niフェライト、Znフェライト、Mnフェライト、Ni-Znフェライト、Mn-Znフェライト、及びNi-Zn-Cuフェライトからなる群より選ばれた1種以上がより好ましい。
フェライト6としては、例えば、下記式〔1〕又は〔2〕の軟磁性フェライトを好適に用いることができる。
〔1〕 Fe3O4
〔2〕 Mx-Zny-Fe(3-x-y)O4
(但し、式中、Mは、Ni又はMnであり、0≦x≦1、0≦y≦1である。)
(2)
(2.1) Structure of
A material for the
As the
[ 1 ] Fe3O4
[2] Mx - Zny - Fe (3-xy) O4
(In the formula, M is Ni or Mn, and 0 ≤ x ≤ 1 and 0 ≤ y ≤ 1.)
(2.2)粒界3重点T
本実施形態の圧粉磁心1では、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径をDaμmとした場合に、圧粉磁心1の断面構造を、5Da(μm)×5Da(μm)の正方形の第1視野で観察した際に次のように粒界3重点Tが存在している(図1参照)。すなわち、第1視野内に、粒界3重点TがN個(N=5以上の整数)存在している。ここで、「5Daμm」とは、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径Daμmの5倍を意味する。例えば、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径が10μmの場合には、5Daμm=5×10μm=50μmを意味する。このように、第1視野の一辺の長さは、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径と比例関係にある。図1の右図は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際の、5Daμm×5Daμmの正方形の第1視野を模式図に示している。
Nは、5以上の整数であれば、限定されないが、5~25の整数が好ましく、8~20の整数がより好ましい。
N個の粒界3重点Tのうち60%以上の粒界3重点Tのフェライト6のピーク強度は、粒界3重点以外のその他のフェライト部Fのフェライト6のピーク強度よりも高い。フェライト6のピーク強度は、EPMAによる分析により求めることができる。その他のフェライト部Fよりもピーク強度が高い粒界3重点Tの割合は、60%以上であれば限定されないが、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。粒界3重点Tの割合は、100%であることが特に好ましい。なお、粒界3重点以外のその他のフェライト部Fのピーク強度が一定でない場合には、その他のフェライト部Fのピーク強度の平均値を、フェライト部Fのピーク強度として採用する。
この粒界3重点Tについての要件は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際に、5Daμm×5Daμmの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも1つの視野において満たしていればよい。
なお、粒界3重点TがN個(N=5以上の整数)存在しており、60%以上の粒界3重点Tのフェライト6のピーク強度が、その他のフェライト部Fのフェライト6のピーク強度よりも高い場合に、圧粉磁心1の透磁率が高くなる理由は次のように推測される。すなわち、プレス成形時に発生する空隙は粒界3重点Tに集中する傾向があり、粒界3重点Tのピーク強度が高いことは空隙を埋めるほど密にプレス成形が行えていることを示している。空隙は透磁率を大きく低下させる要因であるため、粒界3重点Tのピーク強度が高い場合は、圧粉磁心1の透磁率が高くなる。
また、粒界3重点Tに関する上述の個数の要件、ピーク強度の要件は、プレス圧を1000MPaから2000MPaの範囲で制御することによってコントロールできる。
(2.2) Grain boundary triple point T
In the dust core 1 of the present embodiment, when the average particle size of the iron-based soft
N is not limited as long as it is an integer of 5 or more, but an integer of 5 to 25 is preferable, and an integer of 8 to 20 is more preferable.
The peak intensity of the
The requirement for the grain boundary triple point T may be satisfied in at least one of a plurality of 5 Da μm×5 Da μm square fields of view observed when observing the cross-sectional structure of the dust core 1 .
Note that there are N grain boundary triple junctions T (N = an integer of 5 or more), and the peak intensity of the
In addition, the above-mentioned requirement for the number of grain boundary triple points T and the requirement for peak strength can be controlled by controlling the pressing pressure within the range of 1000 MPa to 2000 MPa.
(2.3)連続層21
本実施形態の圧粉磁心1では、フェライト6が連続して形成された連続層21は、次の第1要件及び第2要件を満たしていることが好ましい。
なお、第1要件及び第2要件は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際に、後述する10Daμm×10Daμmの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも1つの視野において満たしていればよい。
(2.3) Continuous layer 21
In the dust core 1 of the present embodiment, the continuous layer 21 in which the
Note that the first requirement and the second requirement are that when observing the cross-sectional structure of the dust core 1, a plurality of square fields of view of 10 Da μm × 10 Da µm, which will be described later, are observed, and if at least one of them satisfies good.
(2.3.1)第1要件
まず、第1要件を説明する。図3は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際の、10Daμm×10Daμmの正方形の第3視野を模式図に示している。ここで、「10Daμm」とは、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径Daμmの10倍を意味する(以下、同様である)。例えば、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径が10μmの場合には、10Daμm=10×10μm=100μmを意味する。このように、第1視野の一辺の長さは、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径と比例関係にある。
第3視野を画する正方形の一辺11上で、フェライト6が存在する場所を始点Sとする。一辺11上の始点Sから、正方形の一辺11と対向する辺13までフェライト6が連続しているところを辿っていくと、互いに相違する5以上ルート(経路)が存在していることが第1要件である。すなわち、互いに相違する5以上の連続層21が存在していることが第1要件である。なお、途中で、分岐点にさしかかったときには、対向する辺13に辿り着くために最短となるルートを選択する。また、互いに相違するルートは5以上であれば、ルート数の上限値はないが、通常の上限値は30である。
図3は、一辺11上の5つの異なる始点S1,S2,S3,S4,S5から始まり、それぞれ異なる終点E1,E2,E3,E4,E5で終わる5つの相違する連続層21A,21B,21C,21D,21Eが存在する例を示している。
この第1要件を満たすと、圧粉磁心1内に多くの連続層21が存在することになり、隣り合う鉄基軟磁性粒子3同士が、フェライト6によって、効果的に絶縁され耐電圧特性が高くなる。また、フェライト6の連続層21が、鉄基軟磁性粒子3同士を結着させて、圧粉磁心1の機械的強度が向上する。
なお、連続層21の平均長さは、後述するプレス成形時のプレス圧力等によって制御される。プレス圧力を適宜変更することで、粒子が入り組み、蛇行した構造になる。
(2.3.1) First requirement First, the first requirement will be explained. FIG. 3 schematically shows a third field of view of a square of 10 Da μm×10 Da μm when observing the cross-sectional structure of the dust core 1 . Here, “10 Da μm” means 10 times the average particle diameter Da μm of the iron-based soft magnetic particles 3 (the same shall apply hereinafter). For example, when the average particle size of the iron-based soft
Let the starting point S be the place where the
FIG. 3 shows five different
When this first requirement is satisfied, many continuous layers 21 are present in the powder magnetic core 1, and the adjacent iron-based soft
The average length of the continuous layer 21 is controlled by the press pressure or the like during press molding, which will be described later. By appropriately changing the pressing pressure, the particles become intricate and meandering.
(2.3.2)第2要件
次に、第2要件を説明する。第2要件は、連続層21の、一辺11から対向する辺13までの経路の平均長さが11.5Daμm以上という要件である。例えば、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径が10μmの場合には、11.5Daμm=11.5×10μm=115μmであるから、この要件は、115μm以上を意味する。
連続層21の経路の平均長さは12.0Daμm以上がより好ましく、12.5Daμm以上が更に好ましい。連続層21の経路の平均長さの上限値は、15.0Daμmである。
図1の例では、この第2要件は、連続層21A,21B,21C,21D,21Eの経路の平均長さが11.5Daμm以上という要件となる。
この第2要件を満たすと、連続層21の平均長さが、第1視野の一辺の長さ10Daμmよりも長くなる。すなわち、連続層21は、一辺11から対向する辺13までの経路までの間で、蛇行していることになる。連続層21が直線状の場合と比べて、連続層21が蛇行していると、連続層21が鉄基軟磁性粒子3に接触する面積が多くなる。よって、フェライト6の連続層21による、鉄基軟磁性粒子3同士の結着効果が高くなる。また、この要件を満たすと、連続層21が鉄基軟磁性粒子3間に蛇行してより多く入り込むことに繋がるから、鉄基軟磁性粒子3同士が、効果的に絶縁され耐電圧特性が高くなる。
(2.3.2) Second Requirement Next, the second requirement will be described. The second requirement is that the average length of the path from one
The average length of the paths of the continuous layer 21 is more preferably 12.0 Da μm or more, and even more preferably 12.5 Da μm or more. The upper limit of the average length of the paths of the continuous layer 21 is 15.0 Da μm.
In the example of FIG. 1, the second requirement is that the average path length of the
When this second requirement is satisfied, the average length of the continuous layer 21 is longer than the length of one side of the first field of view, 10 Da μm. That is, the continuous layer 21 meanders from one
(2.4)フェライトの形成方法
連続層21を構成するフェライト6は、既述のように複合粒子7のフェライト5に由来している。複合粒子7のフェライト5の形成方法は、特に限定されない。ここでは、その形成方法の一例を説明する。
例えば、金属酸化物層が表面に存在する鉄基軟磁性粒子3を超音波励起フェライトめっき装置を用いてめっき反応させる。この反応は、水溶液中でFe2+→Fe3+の酸化反応を利用し、めっき溶液中の金属イオンと水分子を反応させることでスピネル型フェライトを基板や粒子等の表面に堆積させる手法である。この手法では、めっき条件、めっき時間の調整により、金属酸化物層の表面をフェライト5によって被覆することができる。なお、めっき時間の調整によってフェライト5の厚さを調整することができる。
通常、被めっき物に酸化クロムや酸化アルミニウムといった金属酸化物層が存在する場合、めっきの反応速度が著しく低下するため、フェライト5を形成させることはできない。金属酸化物層の表面に徽密に(例えば金属酸化物層の表面の80%以上を)被覆するためには、めっき液のpHを細かく調整する必要がある。被覆するフェライト5のpH-酸化還元電位図において、フェライト生成条件の高pH側にめっき液のpHを調節する必要がある。この条件はめっきするフェライト5の組成によって変化するが、例えばMn-ZnフェライトではpH=10~11が好ましく、Ni-ZnフェライトではpH=11~12が好ましい。
(2.4) Method for Forming Ferrite The
For example, the iron-based soft
Normally, when a metal oxide layer such as chromium oxide or aluminum oxide exists on an object to be plated, the reaction rate of plating is significantly lowered, so the
被めっき物である鉄基軟磁性粒子3を、目的のpHに調整した緩衝液中に添加し、そこへ原料となる金属イオンを溶解させた反応液と酸化液を徐々に添加することでフェライト5が堆積した堆積部が形成される。超音波ホーンにより、鉄基軟磁性粒子3は発熱を伴いながら激しく分散され、恒温槽からの加熱と併せてフェライト生成反応は加速される。また、下の反応式から分かるように、反応の進行と共にプロトンが生成されるため、めっき槽内のpHは徐々に酸性に変化する。pHの変動はフェライト生成に大きく影響するため、めっき槽内のpHを常に一定に保つ必要がある。めっき条件の最適化により、金属酸化物層によるめっき反応の抑制を最小限に抑えることができる。
3Fe2++4H2O→Fe3O4+8H++2e-
フェライト5により被覆された鉄基軟磁性粒子3の製造方法の一例を以下に示す。水に金属イオンが含まれた反応液を用意する。水に酸化剤が溶解した酸化液を用意する。金属酸化物層を表面に有する鉄基軟磁性粒子3を所定のpHに調製した緩衝液中に分散させる。そして、超音波を印加しながら、鉄基軟磁性粒子3が分散した緩衝溶液に、反応液及び酸化液を滴下すると、金属酸化物層の上にフェライト5が形成される。緩衝液のpHは、Ni-Znフェライトの場合には、上述のように、好ましくは11~12である。緩衝液の種類は特に限定されない。
なお、鉄基軟磁性粒子3の表面に、フェライト5が形成するメカニズムは解明されていないが以下のように推測される。具体的には、鉄基軟磁性粒子3の表面の水酸基から反応が開始し、フェライト5の形成が始まるものと推測される。
このようにして、フェライト5により被覆された鉄基軟磁性粒子3を製造することができる。この鉄基軟磁性粒子3をプレス成形し、焼鈍することによって、フェライト6を備えた圧粉磁心1が製造される。
なお、反応時間等で鉄基軟磁性粒子3に被覆するフェライト5量を制御できる。そして、被覆するフェライト5の量を制御することで、圧粉磁心1内のフェライト6からなる連続層21の厚みを調整できる。鉄基軟磁性粒子3の表面にフェライト5を形成する反応時間は、好ましくは、1分以上60分以下であり、より好ましくは1分以上25分以下である。使用する鉄基軟磁性粒子3の組成によって反応速度が異なるため、反応時間は鉄基軟磁性粒子3の種類に応じて適宜変更すればよい。
Iron-based soft
3Fe 2+ +4H 2 O→Fe 3 O 4 +8H + +2e −
An example of a method for producing iron-based soft
Although the mechanism by which the
Thus, iron-based soft
The amount of
2.圧粉磁心1の製造方法
(1)プレス成形
圧粉磁心1の形状を作るためには、通常、プレス成形が用いられる。プレス成形の際の成形圧は500MPa~2000MPaが好ましく、高密度の成形体を得るためには高圧でプレスした方がよい。また、プレス成形時に50℃~200℃の範囲で金型を加熱してもよい。金型を加熱することで鉄基軟磁性粒子3が塑性変形しやすくなり、高密度の成形体を得る事ができる。他方、200℃を超える温度でのプレス成形は、鉄基軟磁性粒子3の酸化が問題となりあまり好ましくない。
2. Method for Manufacturing Dust Core 1 (1) Press Molding Press molding is usually used to form the shape of the dust core 1 . The molding pressure during press molding is preferably 500 MPa to 2000 MPa, and it is better to press at a high pressure in order to obtain a high-density molded body. Also, the mold may be heated in the range of 50° C. to 200° C. during press molding. Heating the mold facilitates plastic deformation of the iron-based soft
(2)焼鈍
上記で得られた成形体について、プレス成形の際に加えられた歪みを開放するため、焼鈍することが好ましい。焼鈍温度は、500℃以上であることが好ましい。また、焼鈍雰囲気は、アルゴンや窒素等の不活性雰囲気や、水素等の還元雰囲気が好ましく、真空中で焼鈍してもよい。焼鈍の条件は、使用する鉄基軟磁性粒子3やフェライト5の種類によって適宜変更される。
(2) Annealing It is preferable to anneal the molded body obtained above in order to release the strain applied during press molding. Annealing temperature is preferably 500° C. or higher. The annealing atmosphere is preferably an inert atmosphere such as argon or nitrogen, or a reducing atmosphere such as hydrogen, and may be annealed in a vacuum. Annealing conditions are appropriately changed depending on the types of iron-based soft
3.鉄基軟磁性粒子3の好ましいアスペクト比と、圧粉磁心1の好ましい気孔35の面積割合
鉄基軟磁性粒子3のアスペクト比は、1.25以上2.5以下であり、かつ、圧粉磁心1の断面構造を10Daμm×10Daμmの正方形の第2視野で観察した場合に、フェライト6で取り囲まれた状態で存在する気孔35の面積割合は、第2視野の10%以下であることが好ましい。この範囲では、充填性が向上して圧粉磁心1を高密度化でき、その結果、圧粉磁心1の透磁率が向上する。
鉄基軟磁性粒子3のアスペクト比は、1.30以上2.30以下であることがより好ましく、1.35以上2.10以下であることが更に好ましい。第2視野で観察した場合に、フェライト6で取り囲まれた状態で存在する気孔35の面積割合は、第2視野の4%以下であることがより好ましく、3%以下であることが更に好ましい。
図4は、第2視野を示している。
鉄基軟磁性粒子3のアスペクト比は、FE-SEMによって測定できる。また、気孔35の面積割合は、SEM画像の画像処理等によって算出できる。
また、この欄に記載された気孔35の面積割合の要件は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際に、10Daμm×10Daμmの正方形の視野を複数観察して、そのうちの少なくとも1つの視野において満たしていればよい。
3. Preferred aspect ratio of iron-based soft
The aspect ratio of the iron-based soft
FIG. 4 shows the second field of view.
The aspect ratio of the iron-based soft
In addition, the requirements for the area ratio of the
4.アルカリ金属に関する要件
圧粉磁心1に存在するフェライト6は、アルカリ金属(Li(リチウム),Na(ナトリウム),K(カリウム)等)を含有していることが好ましい。
フェライト6中にアルカリ金属が存在すると、フェライト6が緻密化し圧粉磁心1の透磁率及び抵抗値変化率が小さくなる。
なお、アルカリ金属の確認は、TOF-SIMSによる測定で行うことができる。
4. Requirements Concerning Alkali Metal The
If an alkali metal exists in the
The presence of alkali metals can be confirmed by TOF-SIMS measurement.
5.本実施形態の圧粉磁心1の作用効果
本実施形態の圧粉磁心1は、透磁率が高い。
鉄基軟磁性粒子3のアスペクト比が、1.25以上2.5以下であり、かつ、圧粉磁心1の断面構造を第2視野で観察した場合に、所定の気孔35の面積割合が、第2視野の10%以下であると、充填性が向上して圧粉磁心1を高密度化でき、その結果、圧粉磁心1の透磁率が向上する。
連続層21が第1要件及び第2要件を満たすと、耐電圧特性が良好で、強度が高い。更に、この構成によれば、圧粉磁心1の透磁率が向上し、かつ圧粉磁心1の電気抵抗が上昇する。
フェライト6中にアルカリ金属が存在する場合には、フェライト6が緻密化し、圧粉磁心1の透磁率及び抵抗値変化率が小さくなる。
5. Effects of the Dust Core 1 of the Present Embodiment The dust core 1 of the present embodiment has a high magnetic permeability.
The aspect ratio of the iron-based soft
When the continuous layer 21 satisfies the first and second requirements, it has good withstand voltage characteristics and high strength. Furthermore, according to this configuration, the magnetic permeability of the dust core 1 is improved, and the electrical resistance of the dust core 1 is increased.
When an alkali metal is present in the
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
なお、実験例1~20は実施例であり、実験例21~27は比較例である。
表において、実験例を「no.」を用いて示す。また、表において「21*」のように、「*」が付されている場合には、比較例であることを示している。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
Experimental Examples 1 to 20 are examples, and Experimental Examples 21 to 27 are comparative examples.
In the table, experimental examples are indicated using "no." Also, in the table, when "*" is attached, such as "21*", it indicates that it is a comparative example.
1.圧粉磁心の作製
(1)実験例1(no.1)
鉄基軟磁性粒子(原料粉末)には、水アトマイズ法によって作製したFe-5.5質量%Si-4.0質量%Cr粒子(平均粒子径:10μm)を使用した。
鉄基軟磁性粒子10gを100mlの酢酸カリウム水溶液に分散させ、水酸化カリウムによってpH=11に調整した。また、純水100mlに所定量の塩化ニッケル、塩化鉄(II)を添加し、十分に溶解させた後、反応液とした。同様に純水100mlに酸化剤としての亜硝酸カリウムを加えて酸化液とした。
得られためっき溶液(鉄基軟磁性粒子3が分散された溶液)に窒素を流しながら、めっき溶液を70℃に加熱した。めっき溶液を撹拌しながら、めっき溶液に反応液と酸化液を滴下してフェライト膜を形成させた。反応は25分間行い、鉄基軟磁性粒子は、純水で洗浄した後、磁石にて回収した。この後、鉄基軟磁性粒子を乾燥させ、粉砕と篩通しを行った。このようにして、フェライトにより被覆された鉄基軟磁性粒子(複合粒子)を得た。
成形は得られた複合粒子を、金型に充填し、1000MPaの圧力でトロイダル形状(外径:8mm,内径:4.5mm,高さ:1mm)にプレス成形を行った。得られたプレス体を、Ar雰囲気下にて700℃15分の熱処理を行い、実験例1に係る圧粉磁心とした。
1. Preparation of dust core (1) Experimental example 1 (no. 1)
Fe-5.5% by mass Si-4.0% by mass Cr particles (average particle size: 10 μm) produced by water atomization were used as the iron-based soft magnetic particles (raw material powder).
10 g of iron-based soft magnetic particles were dispersed in 100 ml of an aqueous potassium acetate solution, and the pH was adjusted to 11 with potassium hydroxide. In addition, predetermined amounts of nickel chloride and iron (II) chloride were added to 100 ml of pure water and sufficiently dissolved to obtain a reaction solution. Similarly, potassium nitrite as an oxidizing agent was added to 100 ml of pure water to prepare an oxidizing solution.
The resulting plating solution (solution in which the iron-based soft
For molding, the obtained composite particles were filled in a mold and press-molded into a toroidal shape (outer diameter: 8 mm, inner diameter: 4.5 mm, height: 1 mm) at a pressure of 1000 MPa. The obtained pressed body was subjected to heat treatment at 700° C. for 15 minutes in an Ar atmosphere to obtain a powder magnetic core according to Experimental Example 1.
(2)実験例2~27(no.2~27)
実験例2~27では、実験例1の「Fe-5.5質量%Si-4.0質量%Cr粒子」、「塩化ニッケル、塩化鉄(II)」、「25分間」に代えて、表1に記載された「鉄基軟磁性粒子」、「反応液に溶解させた塩」、及び「反応時間」とした。これら以外は、実験例1と同様にして圧粉磁心を得た。
なお、表1には、実験例1における「鉄基軟磁性粒子」、「反応液に溶解させた塩」、及び「反応時間」も記載されている。また、表において、「↑」の記号は、直上と同じであることを示している。
(2) Experimental Examples 2 to 27 (no.2 to 27)
In Experimental Examples 2 to 27, instead of "Fe-5.5% by mass Si-4.0% by mass Cr particles", "nickel chloride, iron (II) chloride", and "25 minutes" in Experimental Example 1, the table 1, "iron-based soft magnetic particles", "salt dissolved in the reaction solution", and "reaction time". A dust core was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except for these.
Table 1 also describes the "iron-based soft magnetic particles", the "salt dissolved in the reaction liquid", and the "reaction time" in Experimental Example 1. Also, in the table, the symbol "↑" indicates that it is the same as the one directly above.
2.評価方法
(1)FE-SEM観察
焼鈍後の圧粉磁心の断面観察を行った。圧粉磁心をダイシング装置(切断装置)で半分に切断し、エポキシ樹脂中で硬化させ、ダイシング切断面を鏡面加工することによって評価サンプルを得た。評価サンプルをFE-SEMにより観察した。
鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径を求めるに際しては、100μm×100μmの正方形の視野を用いて行った。観察された鉄基軟磁性粒子3の粒子面積から面積円相当径を算出し、平均粒子径とした。実験例1~27では、いずれも平均粒子径は、10μmであった。
2. Evaluation method (1) FE-SEM observation A cross-sectional observation of the powder magnetic core after annealing was performed. A powder magnetic core was cut in half by a dicing device (cutting device), cured in an epoxy resin, and a diced cut surface was mirror-finished to obtain an evaluation sample. Evaluation samples were observed by FE-SEM.
When obtaining the average particle size of the iron-based soft
(1.1)鉄基軟磁性粒子のアスペクト比
鉄基軟磁性粒子3のアスペクト比は、上記FE-SEMによる観察から求めた。観察は、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径をDaμmとして、10Daμm×10Daμmの正方形の視野で行った。例えば、鉄基軟磁性粒子の平均粒径が10μmの場合には、100μm×100μmの正方形の視野を採用した。アスペクト比は圧粉磁心の断面観察から算出した。断面画像にて確認できる鉄基軟磁性粒子3の最長辺と最短辺の比から計算した。これを30個の粒子に対して行い、平均値をアスペクト比とした。
(1.1) Aspect Ratio of Iron-Based Soft Magnetic Particles The aspect ratio of the iron-based soft
(1.2)フェライト膜
フェライト膜の組成は、上記視野内に観察されるフェライト膜についてTOF-SIMSを用いて測定した。フェライト膜に含有される元素と、その濃度は、TOF-SIMSを用いて測定した。
粒界3重点Tの箇所(個数)は、5Da(μm)×5Da(μm)の正方形の視野を用いて観察した。そして、観察された全ての粒界3重点Tと、3重点以外のその他のフェライト部Fについて、フェライトのピーク強度をEPMA分析から求めた。その他のフェライト部Fよりもピーク強度が高い粒界3重点Tの割合が、60%以上よりも高い場合を表2では、高濃度の欄で「〇」としている。例えば、粒界3重点Tが10個、観察された場合に、そのうちの6個以上がその他のフェライト部Fよりもピーク強度が高い場合には、高濃度の欄が「〇」となる。この欄は、ピーク強度が高い粒界3重点Tの割合が、60%未満の場合には、「×」とされている。
連続層の本数は、10Daμm×10Daμmの正方形の視野を用いて、「(2.3.1)第1要件」に記載の方法で数えた。観察された各連続層の経路の長さを求め、それらの平均を計算して平均長さとした。なお、実験例1~27では、鉄基軟磁性粒子3の平均粒子径は、いずれも10μmであるので、11.5Daμmは、115μmである。
アルカリ金属については、上記FE-SEMによる観察において、3Daμm×3Daμmの正方形の視野を用いて、「4.アルカリ金属に関する要件」に記載の要領で求めた。
(1.2) Ferrite Film The composition of the ferrite film was measured using TOF-SIMS for the ferrite film observed in the above field of view. The elements contained in the ferrite film and their concentrations were measured using TOF-SIMS.
The locations (number) of grain boundary triple points T were observed using a 5 Da (μm)×5 Da (μm) square visual field. Then, for all the observed grain boundary triple points T and ferrite portions F other than the triple points, peak intensities of ferrite were determined by EPMA analysis. In Table 2, when the ratio of the grain boundary triple point T having a peak intensity higher than that of the other ferrite portions F is higher than 60%, it is marked with "o" in the column of high concentration. For example, when 10 grain boundary triple junctions T are observed, if 6 or more of them have a higher peak intensity than the other ferrite portions F, the high concentration column is marked with "O". In this column, when the ratio of the grain boundary triple point T with high peak intensity is less than 60%, "x" is given.
The number of continuous layers was counted by the method described in "(2.3.1) First Requirement" using a square field of view of 10 Da μm×10 Da μm. The path length of each observed continuous layer was determined and their average was calculated as the average length. In Experimental Examples 1 to 27, the average particle size of the iron-based soft
Alkali metals were obtained in the above FE-SEM observation using a square field of view of 3 Da μm×3 Da μm as described in “4. Requirements for Alkali Metals”.
(1.3)圧粉磁心の気孔の面積割合
圧粉磁心の気孔の面積割合は、上記10Daμm×10Daμmの正方形の視野を用いて、「3.鉄基軟磁性粒子3の好ましいアスペクト比と、圧粉磁心1の好ましい気孔35の面積割合」に記載の方法で求めた。このようにして求めた気孔の面積割合を「気孔率(%)」として表示する。
(1.3) Area ratio of pores in dust core Preferable Area Ratio of
(1.4)視野について
本試験における視野を用いた観察では、同じ大きさの視野の場合には同一の視野を用いた。すなわち、この場合には、圧粉磁心の断面構造の同一場所を、共通採用した。
(1.4) Field of View In the observation using the field of view in this test, the same field of view was used when the field of view had the same size. That is, in this case, the same location of the cross-sectional structure of the powder magnetic core was commonly adopted.
(2)圧粉磁心の性能評価
(2.1)複素透磁率
圧粉磁心の複素透磁率(単に「透磁率」ともいう)の測定は、アジレントテクノロジー製インピーダンスアナライザE-4991Aを使用し、周波数1MHz~1GHzの範囲で測定した。透磁率の値は、10MHzにおける値で比較した。
(2) Performance evaluation of powder magnetic core (2.1) Complex magnetic permeability The complex magnetic permeability of the powder magnetic core (also simply referred to as “magnetic permeability”) was measured using an impedance analyzer E-4991A manufactured by Agilent Technologies, and the frequency Measurements were made in the range of 1 MHz to 1 GHz. Permeability values were compared at 10 MHz.
(2.2)抵抗率
圧粉磁心の電気抵抗率(単に「抵抗率」ともいう)について、三菱ケミカルアナリテック製ロレスターGXを用いて4端芯法にて測定した。抵抗率の変化は、印加電流1μAの条件で、印加電圧1Vと90Vにおける抵抗率から算出した。具体的には、印加電圧1Vの抵抗率を基準(100%)とし、この基準と比較した印加電圧90Vの抵抗率の変化割合を求めた。抵抗変化率は、小さい方が望ましい。
(2.2) Resistivity The electrical resistivity (also referred to simply as “resistivity”) of the powder magnetic core was measured by the four-core method using Lorestar GX manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech. The change in resistivity was calculated from the resistivity at applied voltages of 1 V and 90 V under the condition of an applied current of 1 μA. Specifically, the resistivity at an applied voltage of 1 V was used as a reference (100%), and the rate of change in resistivity at an applied voltage of 90 V was determined in comparison with this reference. A smaller resistance change rate is desirable.
3.評価結果
評価結果を表2,3に示す。
なお、表2において、アルカリ含有の欄で、「○」はアルカリ金属を含有していることを示し、「×」はアルカリ金属を含有していないことを示している。
3. Evaluation results Evaluation results are shown in Tables 2 and 3.
In addition, in Table 2, in the column of alkali content, "O" indicates that an alkali metal is contained, and "X" indicates that an alkali metal is not contained.
実施例である実験例1~20は、粒界3重点Tが5個以上であり、しかも、その他のフェライト部Fよりもピーク強度が高い粒界3重点Tの割合が、60%以上である。
これに対して、比較例である実験例21~27は以下の要件を満たしていない。
実験例21~26は、粒界3重点Tが5個未満である。
実験例27は、その他のフェライト部Fよりもピーク強度が高い粒界3重点Tの割合が、60%未満である。
In Experimental Examples 1 to 20, which are examples, the number of grain boundary triple points T is 5 or more, and the ratio of grain boundary triple points T having higher peak strength than other ferrite portions F is 60% or more. .
In contrast, Experimental Examples 21 to 27, which are comparative examples, do not satisfy the following requirements.
Experimental Examples 21 to 26 have less than five grain boundary triple points T.
In Experimental Example 27, the ratio of the grain boundary triple point T, which has a higher peak intensity than the other ferrite portions F, is less than 60%.
実施例である実験例1~20は、比較例である実験例21~27と比較して、透磁率が優れていた。 Experimental Examples 1 to 20, which are working examples, were superior in magnetic permeability compared to Experimental Examples 21 to 27, which are comparative examples.
また、実施例である実験例1~20のうち、鉄基軟磁性粒子のアスペクト比が1.25以上2.5以下であり、しかも気孔率が10%以下である実験例7~20は、実験例1~6と比較して、透磁率、及び抵抗率が向上し、抵抗値変化率がより小さくなった。 Further, among Experimental Examples 1 to 20, Experimental Examples 7 to 20, in which the iron-based soft magnetic particles have an aspect ratio of 1.25 or more and 2.5 or less and a porosity of 10% or less, Compared to Experimental Examples 1 to 6, the magnetic permeability and resistivity were improved, and the rate of change in resistance value was smaller.
また、実施例である実験例1~20のうち、連続層が5本以上であり、連続層の平均長さが11.5Daμm(115μm)以上である実験例12~20は、実験例1~11と比較して、透磁率、及び抵抗率が向上し、抵抗値変化率がより小さくなった。 Further, among Experimental Examples 1 to 20 which are examples, Experimental Examples 12 to 20 in which the number of continuous layers is 5 or more and the average length of the continuous layers is 11.5 Da μm (115 μm) or more, Experimental Examples 1 to 20 Compared to No. 11, the magnetic permeability and resistivity were improved, and the resistance value change rate was smaller.
また、実施例である実験例1~20のうち、フェライトがアルカリ金属を含有している実験例17~20は、実験例1~16と比較して、透磁率、及び抵抗率が向上し、抵抗値変化率がより小さくなった。 Further, among Experimental Examples 1 to 20, which are Examples, Experimental Examples 17 to 20 in which the ferrite contains an alkali metal have improved magnetic permeability and resistivity compared to Experimental Examples 1 to 16, The rate of change in resistance value became smaller.
4.実施例の効果
本実施例の圧粉磁心は、透磁率が高い。
4. Effect of Example The dust core of this example has a high magnetic permeability.
本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。
なお、本発明では、圧粉磁心の断面構造の同一場所を、第1~2の視野に共通して採用できる。また、視野毎に、互いに相違する場所を採用してもよい。
The present invention is not limited to the embodiments detailed above, and various modifications and changes are possible within the scope of the claims of the present invention.
In addition, in the present invention, the same location of the cross-sectional structure of the powder magnetic core can be commonly used for the first and second fields of view. Also, different locations may be adopted for each field of view.
本発明の圧粉磁心は、モーターコア、トランス、チョークコイル、ノイズ吸収体等の用途に特に好適に使用される。 The powder magnetic core of the present invention is particularly suitable for applications such as motor cores, transformers, choke coils, and noise absorbers.
1 :圧粉磁心
3 :鉄基軟磁性粒子
5 :フェライト
6 :フェライト
7 :複合粒子
11 :一辺
13 :対向する辺
21 :連続層
35 :気孔
S(S1~S5):始点
E(E1~E5):終点
T :粒界3重点
F :粒界3重点以外のその他のフェライト部
1: dust core 3: iron-based soft magnetic particles 5: ferrite 6: ferrite 7: composite particles 11: one side 13: opposite side 21: continuous layer 35: pores S (S1 to S5): starting point E (E1 to E5 ): end point T: grain boundary triple junction F: other ferrite parts than the grain boundary triple junction
Claims (4)
前記鉄基軟磁性粒子の平均粒子径がDaμmとした場合に、前記圧粉磁心の断面構造を、5Da(μm)×5Da(μm)の正方形の第1視野で観察した際に、3つ以上の前記鉄基軟磁性粒子により形成され、実質的にフェライトからなる粒界3重点がN個(N=5以上の整数)存在し、かつ
前記第1視野で観察した際に、N個の前記粒界3重点のうち60%以上の前記粒界3重点のフェライトのピーク強度は、前記粒界3重点以外のその他のフェライト部のフェライトのピーク強度よりも高く、
電気抵抗率が36Ω・cm以上であることを特徴とする圧粉磁心。 A dust core having a plurality of iron-based soft magnetic particles and ferrite formed on the surface of the iron-based soft magnetic particles,
When the average particle size of the iron-based soft magnetic particles is Da μm, when the cross-sectional structure of the dust core is observed in a square first field of view of 5 Da (μm) × 5 Da (μm), three or more There are N (N = an integer of 5 or more) grain boundary triple points formed by the iron-based soft magnetic particles of and substantially made of ferrite, and when observed in the first field of view, N The peak intensity of ferrite at 60% or more of the grain boundary triple junctions is higher than the peak intensity of ferrite at ferrite portions other than the grain boundary triple junctions,
A powder magnetic core characterized by having an electrical resistivity of 36 Ω·cm or more .
前記鉄基軟磁性粒子の平均粒子径をDaμmとした場合に、前記圧粉磁心の断面構造を10Daμm×10Daμmの正方形の第2視野で観察した際に、フェライトで取り囲まれた状態で存在する気孔の面積割合は、前記第2視野の10%以下であることを特徴とする請求項1に記載の圧粉磁心。 The aspect ratio of the iron-based soft magnetic particles is 1.25 or more and 2.5 or less,
When the average particle size of the iron-based soft magnetic particles is Da μm, pores existing in a state surrounded by ferrite when the cross-sectional structure of the dust core is observed in a square second field of view of 10 Da μm × 10 Da μm 2. The dust core according to claim 1, wherein the area ratio of is 10% or less of the second field of view.
前記連続層の、前記一辺から前記対向する辺までの経路の平均長さが11.5Daμm以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧粉磁心。 When the average particle size of the iron-based soft magnetic particles is Da μm, when the cross-sectional structure of the dust core is observed in a square third field of view of 10 Da μm × 10 Da μm, one side of the square that defines the third field of view Above, starting from the place where the ferrite exists, the ferrite is continuously formed to one side of the square and the opposite side, and has 5 or more continuous layers different from each other,
3. The dust core according to claim 1, wherein an average length of a path from said one side to said opposite side of said continuous layer is 11.5 Da [mu]m or more.
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