JP7291507B2 - 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の開発が盛んに行われている。
特許文献1では、結晶質磁性材料と、非晶質磁性材料とを均一に混合し、分散させた複合磁性材料粉末に、絶縁材として、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂等の有機高分子樹脂、水ガラスを使用し、作製された高周波用圧粉磁心が開示されている。
The development of powder magnetic cores is actively carried out due to their high degree of freedom in shape and applicability to high-frequency bands.
In Patent Document 1, a composite magnetic material powder obtained by uniformly mixing and dispersing a crystalline magnetic material and an amorphous magnetic material is added with an organic material such as silicone-based resin, phenol-based resin, or epoxy-based resin as an insulating material. A high-frequency powder magnetic core manufactured using polymer resin and water glass is disclosed.

特開2005-294458号公報JP-A-2005-294458

しかし、この圧粉磁心の鉄損は必ずしも十分に抑制されておらず、更なる鉄損の抑制が望まれていた。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、更なる鉄損の抑制を目的とし、以下の形態として実現することが可能である。
However, the iron loss of this powder magnetic core is not necessarily sufficiently suppressed, and further suppression of the iron loss has been desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to further suppress iron loss, and can be implemented as the following modes.

〔1〕平均粒子径5μm以上30μm以下の軟磁性金属粒子と、粒界相と、を備えてなる圧粉磁心であって、
前記粒界相は、(A)珪酸ソーダを主成分とするガラスと、(B)結晶性無機繊維と、を含んで構成され、
前記圧粉磁心の断面構造を100μm×100μmの正方形の第1視野で観察した際に、前記第1視野を画する正方形の一辺上で、前記粒界相が存在する場所を始点として、正方形の前記一辺と対向する辺まで前記粒界相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115μm以上であることを特徴とする圧粉磁心。
[1] A powder magnetic core comprising soft magnetic metal particles having an average particle size of 5 μm or more and 30 μm or less and a grain boundary phase,
The grain boundary phase comprises (A) a glass containing sodium silicate as a main component and (B) a crystalline inorganic fiber,
When the cross-sectional structure of the powder magnetic core is observed in a square first field of view of 100 μm × 100 μm, on one side of the square defining the first field of view, the place where the grain boundary phase exists is the starting point of the square The grain boundary phase is formed continuously up to the side opposite to the one side, and has five or more continuous layers different from each other,
A powder magnetic core, wherein an average length of a path from the one side to the opposite side of the continuous layer is 115 μm or more.

〔2〕前記圧粉磁心の断面構造を50μm×50μmの正方形の第2視野で観察した場合に、前記結晶性無機繊維が前記第2視野を占める面積割合をS1とし、前記ガラスが前記第2視野を占める面積割合をS2としたときに、S1/(S1+S2)の値が、下記の関係式を満たすことを特徴とする〔1〕に記載の圧粉磁心。
0.1≦S1/(S1+S2)≦0.3
[2] When the cross-sectional structure of the powder magnetic core is observed in a square second field of view of 50 μm × 50 µm, the area ratio of the crystalline inorganic fiber occupying the second field of view is S1, and the glass is the second field of view. The dust core according to [1], wherein the value of S1/(S1+S2) satisfies the following relational expression, where S2 is the area ratio of the field of view.
0.1≦S1/(S1+S2)≦0.3

〔3〕前記結晶性無機繊維の繊維径が10nm以上300nm以下であり、
前記結晶性無機繊維のアスペクト比が10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] the crystalline inorganic fiber has a fiber diameter of 10 nm or more and 300 nm or less;
The dust core according to [1] or [2], wherein the crystalline inorganic fibers have an aspect ratio of 10 or more.

〔4〕前記結晶性無機繊維の表面と前記ガラスとの界面には、Siを含有する結晶が存在することを特徴とする請求項〔1〕~〔3〕のいずれか1項に記載の圧粉磁心。 [4] The pressure according to any one of [1] to [3], wherein crystals containing Si are present at the interface between the surface of the crystalline inorganic fiber and the glass. powder magnetic core.

上記〔1〕の発明によれば、結晶性無機繊維が粒界相に存在するから、粒界相の抵抗値が高くなり渦電流損失を低減することができる。
上記〔2〕の発明によれば、渦電流損失がより低減される。また、この発明によれば、圧粉磁心が密になってヒステリシス損失が小さく抑えらる。
上記〔3〕の発明によれば、結晶性無機繊維の繊維径が10nm~300nmであり、結晶性無機繊維のアスペクト比が10以上であることにより、抵抗特性、及び熱引き性能が良好になる。
上記〔4〕の発明によれば、界面にSiを含有する結晶が存在することによって、軟磁性金属粒子同士の密着性が高まり、その結果、粒界相の抵抗値が上昇するとともに、渦電流損失がより低減する。
According to the above invention [1], since the crystalline inorganic fibers are present in the grain boundary phase, the resistance value of the grain boundary phase increases, and eddy current loss can be reduced.
According to the above invention [2], the eddy current loss is further reduced. Further, according to the present invention, the powder magnetic core becomes denser, and the hysteresis loss can be kept small.
According to the above invention [3], the fiber diameter of the crystalline inorganic fiber is 10 nm to 300 nm, and the aspect ratio of the crystalline inorganic fiber is 10 or more, so that resistance characteristics and heat transfer performance are improved. .
According to the above invention [4], the presence of Si-containing crystals at the interface increases the adhesion between the soft magnetic metal particles, and as a result, the resistance value of the grain boundary phase increases, and the eddy current Less loss.

圧粉磁心を示す模式図である。右図は、圧粉磁心の断面構造を100μm×100μmの正方形の第1視野で観察した際の模式図を示す。It is a schematic diagram which shows a powder magnetic core. The figure on the right shows a schematic view of the cross-sectional structure of the powder magnetic core observed in the first visual field of a square of 100 μm×100 μm. 圧粉磁心の製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of a 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. It should be noted that, 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、平均粒子径5μm以上30μm以下の軟磁性金属粒子3と、粒界相6と、を備えてなる。粒界相6は、(A)珪酸ソーダを主成分とするガラスと、(B)結晶性無機繊維と、を含んで構成されている。粒界相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、軟磁性金属粒子3を示している。また、図1の点描は、粒界相6を示している。
圧粉磁心1は、その断面構造を100μm×100μmの正方形の第1視野で観察した際に、第1視野を画する正方形の一辺11上で、粒界相6が存在する場所を始点として、正方形の一辺11と対向する辺13まで粒界相6が連続して形成され、互いに相違する5以上の連続層21を有する。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115μm以上である。
以下、本発明の圧粉磁心1の実施形態を詳細に説明する。
1. Configuration of dust core 1 As shown in the right diagram (cross-sectional view) of FIG. Become. The grain boundary phase 6 includes (A) glass containing sodium silicate as a main component and (B) crystalline inorganic fibers. The grain boundary phase 6 forms a continuous layer 21 (21A, 21B, 21C, 21D, 21E) which will be described later. In addition, hatching (parallel lines) in FIG. 1 indicates the soft magnetic metal particles 3 . Also, the dotted lines in FIG. 1 indicate the grain boundary phase 6 .
When the cross-sectional structure of the powder magnetic core 1 is observed in a square first field of view of 100 μm × 100 µm, the starting point is the place where the grain boundary phase 6 exists on one side 11 of the square defining the first field of view. The grain boundary phase 6 is formed continuously from one side 11 of the square to the opposite side 13, and has five or more continuous layers 21 different from each other. The average length of the path from one side 11 to the opposite side 13 of the continuous layer 21 is 115 μm or more.
An embodiment of the dust core 1 of the present invention will be described in detail below.

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。 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)軟磁性金属粒子3
軟磁性金属粒子3は、軟磁性の金属粒子であれば、特に限定されず、幅広く用いることができる。軟磁性金属粒子3として、軟磁性である純鉄の粒子、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-Cr合金、Fe-Si-Al合金(センダスト)、Ni-Fe合金(パーマロイ)、Ni-Fe-Mo合金(スーパーマロイ)、Fe基アモルファス合金、Fe-Si合金、Ni-Fe合金、Fe-Co合金等を好適に用いることができる。これらの中でもFe-Si-Cr合金、Ni-Fe合金(パーマロイ)、Ni-Fe-Mo合金(スーパーマロイ)、Fe基アモルファス合金が透磁率、保磁力、周波数特性の観点から好ましい。
軟磁性金属粒子3の平均粒子径は、5μm以上30μm以下であり、10μm以上25μm以下が好ましく、15μm以上22μm以下がより好ましい。軟磁性金属粒子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10μm以上25μm以下であることがより好ましい。なお、軟磁性金属粒子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、平均粒子径とする。
(1) Soft magnetic metal particles 3
The soft magnetic metal particles 3 are not particularly limited as long as they are soft magnetic metal particles, and can be widely used. As the soft magnetic metal particles 3, a wide range of soft magnetic pure iron particles and iron-based alloy particles can be used. As iron-based alloys, Fe--Si--Cr alloys, Fe--Si--Al alloys (sendust), Ni--Fe alloys (permalloy), Ni--Fe--Mo alloys (supermalloy), Fe-based amorphous alloys, Fe--Si Alloys, Ni--Fe alloys, Fe--Co alloys, etc. can be suitably used. Among these, Fe--Si--Cr alloys, Ni--Fe alloys (permalloy), Ni--Fe--Mo alloys (supermalloy) and Fe-based amorphous alloys are preferable from the viewpoint of magnetic permeability, coercive force and frequency characteristics.
The average particle size of the soft magnetic metal particles 3 is 5 μm or more and 30 μm or less, preferably 10 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 15 μm or more and 22 μm or less. The average particle size of the soft magnetic metal particles 3 can be appropriately changed depending on the frequency band used. In particular, when assuming use in a high frequency band exceeding 100 kHz, the thickness is more preferably 10 μm or more and 25 μm or less. The average particle diameter of the soft magnetic metal particles 3 is obtained by calculating the equivalent circle diameter from the particle area of the powder magnetic core 1 observed by FE-SEM JSM-6330F.

軟磁性金属粒子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、粒界相6との密着性をよくすることができる。
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、渦電流損失が効果的に抑制される。
なお、軟磁性金属粒子3として、Fe-Si-Cr合金の粒子を用いた場合には、酸化クロム(Cr)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軟磁性金属粒子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以上20nm以下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 soft magnetic metal particles 3 may have a metal oxide layer (passive coating) on their surfaces. Adhesion to the grain boundary phase 6 can be improved by providing the metal oxide layer on the surface.
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, eddy current loss is effectively suppressed.
When Fe--Si--Cr alloy particles are used as the soft magnetic metal particles 3, a metal oxide layer containing chromium oxide (Cr 2 O 3 ) can be easily formed. That is, a metal oxide layer is formed on the outer edges of the soft magnetic metal particles 3 by oxidizing Cr in the Fe—Si—Cr alloy.
Moreover, the thickness of the metal oxide layer is not particularly limited. The thickness can be preferably 1 nm or more and 20 nm or less. The thickness of the metal oxide layer can be measured using XPS (X-ray photoelectron spectroscopy).

(2)粒界相6
(2.1)粒界相6の構成
粒界相6は、(A)珪酸ソーダを主成分とするガラスと、(B)結晶性無機繊維と、を含んで構成されている。この粒界相6は、高抵抗という性質を有している。
(A)成分のガラスは、珪酸ソーダを主成分としている。ここで、主成分とは、含有率(質量%)が50質量%以上の物質をいう。ガラスは、硼酸塩ガラス、フツリン酸ガラス、リン酸ガラス、珪酸ガラス、結晶化ガラスを含んでいてもよい。
(B)成分の結晶性無機繊維は、結晶性を有する無機繊維であれば、特に限定されない。結晶性を有する無機繊維として、化学的安定性の観点から、Al繊維、Al-Y繊維、Al-SiO繊維、及びZrO繊維からなる群から選択される1種以上の繊維が好適に採用される。
結晶性無機繊維の繊維径は、特に限定されない。結晶性無機繊維の繊維径は、10nm以上300nm以下であることが好ましく、50nm以上280nm以下であることがより好ましく、100nm以上220nm以下であることが更に好ましい。なお、結晶性無機繊維の断面形状が丸断面以外の異形断面である場合には、外接円の直径を繊維径とする。繊維径は、走査型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定できる。
また、結晶性無機繊維のアスペクト比は、特に限定されない。結晶性無機繊維のアスペクト比は、10以上であることが好ましく、15以上であることがより好ましい。アスペクト比の上限値は、特に限定されないが、通常60である。
結晶性無機繊維の繊維径が10nm~300nmであり、結晶性無機繊維のアスペクト比が10以上であることにより、抵抗特性、及び熱引き性能が良好になる。
(2) Grain boundary phase 6
(2.1) Structure of Grain Boundary Phase 6 The grain boundary phase 6 includes (A) glass containing sodium silicate as a main component and (B) crystalline inorganic fibers. This grain boundary phase 6 has a property of high resistance.
The component (A) glass contains sodium silicate as a main component. Here, the main component means a substance with a content (% by mass) of 50% by mass or more. The glass may include borate glass, fluorophosphate glass, phosphate glass, silicate glass, crystallized glass.
The crystalline inorganic fiber of component (B) is not particularly limited as long as it is an inorganic fiber having crystallinity. From the viewpoint of chemical stability, the inorganic fibers having crystallinity are selected from the group consisting of Al 2 O 3 fibers, Al 2 O 3 —Y 2 O 3 fibers, Al 2 O 3 —SiO 2 fibers, and ZrO 2 fibers. One or more selected fibers are preferably employed.
The fiber diameter of the crystalline inorganic fibers is not particularly limited. The fiber diameter of the crystalline inorganic fibers is preferably 10 nm or more and 300 nm or less, more preferably 50 nm or more and 280 nm or less, and even more preferably 100 nm or more and 220 nm or less. When the cross-sectional shape of the crystalline inorganic fiber is an irregular cross-section other than a circular cross-section, the diameter of the circumscribed circle is taken as the fiber diameter. The fiber diameter can be measured by photographing the cross section of the fiber with a scanning electron microscope.
Moreover, the aspect ratio of the crystalline inorganic fibers is not particularly limited. The aspect ratio of the crystalline inorganic fibers is preferably 10 or more, more preferably 15 or more. Although the upper limit of the aspect ratio is not particularly limited, it is usually 60.
When the fiber diameter of the crystalline inorganic fiber is 10 nm to 300 nm and the aspect ratio of the crystalline inorganic fiber is 10 or more, resistance characteristics and heat transfer performance are improved.

粒界相6における、(A)成分と(B)成分の含有割合は、特に限定されない。
(A)成分:(B)成分(質量比)は、7:3~9.5:0.5が好ましい。質量比がこの範囲である場合、粒界気孔がなく、絶縁性も高い。
また、粒界相6全体を100質量部とした場合に、(A)成分及び(B)成分の合計量は、85質量部以上が好ましい。
なお、粒界相6は、他の成分として、例えば、アルミナ粒子、ジルコニア粒子、結晶化ガラス等を含有することができる。
The content ratio of the (A) component and the (B) component in the grain boundary phase 6 is not particularly limited.
Component (A): Component (B) (mass ratio) is preferably 7:3 to 9.5:0.5. When the mass ratio is within this range, there are no grain boundary pores and the insulation is high.
Moreover, when the grain boundary phase 6 as a whole is 100 parts by mass, the total amount of the components (A) and (B) is preferably 85 parts by mass or more.
In addition, the grain boundary phase 6 can contain, for example, alumina particles, zirconia particles, crystallized glass, etc. as other components.

粒界相6において、結晶性無機繊維の表面とガラスとの界面には、Siを含有する結晶が存在することが好ましい。Siを含有する結晶は、熱処理時の冷却勾配の調整、又は雰囲気の制御で析出させることができる。
Siを含有する結晶の存在は、微小XRD、XPS等により確認することができる。界面にSiを含有する結晶が存在することによって、軟磁性金属粒子3同士の密着性が高まり、粒界相6の抵抗値が上昇し、渦電流損失がより低減する。
In the grain boundary phase 6, crystals containing Si are preferably present at the interface between the surface of the crystalline inorganic fiber and the glass. Crystals containing Si can be precipitated by adjusting the cooling gradient during heat treatment or by controlling the atmosphere.
The presence of Si-containing crystals can be confirmed by microscopic XRD, XPS, or the like. The presence of Si-containing crystals at the interface increases the adhesion between the soft magnetic metal particles 3, increases the resistance value of the grain boundary phase 6, and further reduces eddy current loss.

(2.2)第1要件
本発明の圧粉磁心1は、圧粉磁心1の断面構造を100μm×100μmの正方形の第1視野で観察した際に、次の第1要件を満たしている。
第1要件を説明する。図1の右図は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際の、100μm×100μmの正方形の第1視野を模式図に示している。
第1視野を画する正方形の一辺11上で、粒界相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まで粒界相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1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る。そして、本発明では、粒界相6に結晶性無機繊維が存在するから、粒界相6の抵抗値が高くなり渦電流損失を低減することができる。また、この要件を満たすと、圧粉磁心1の熱引き性が良好となる。また、隣り合う軟磁性金属粒子3同士が、粒界相6によって、効果的に絶縁され耐電圧特性が高くなる。更に、粒界相6の連続層21が、軟磁性金属粒子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、第1要件は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際に、100μm×100μm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。
(2.2) First Requirement The powder magnetic core 1 of the present invention satisfies the following first requirement when the cross-sectional structure of the powder magnetic core 1 is observed in a square first field of view of 100 μm×100 μm.
The first requirement will be explained. The right diagram of FIG. 1 schematically shows a first field of view of a square of 100 μm×100 μm when observing the cross-sectional structure of the dust core 1 .
A starting point S is a place where the grain boundary phase 6 exists on one side 11 of the square defining the first field of view. From the starting point S on the side 11 of the square to the side 13 opposite to the side 11 of the square, it is found that there are five or more routes (paths) different from each other. This is the first requirement. That is, the first requirement is that there are five or more continuous layers 21 different from each other. It should be noted that when a branch point is reached on the way, the shortest route to reach the opposite side 13 is selected. As long as the number of different routes is 5 or more, there is no upper limit for the number of routes, but the normal upper limit is 30.
FIG. 1 shows five different continuous layers 21A, 21B, 21C, starting from five different starting points S1, S2, S3, S4, S5 on one side 11 and ending at different ending points E1, E2, E3, E4, E5, respectively. 21D and 21E are shown.
If this first requirement is satisfied, many continuous layers 21 are present in the dust core 1 . In the present invention, since crystalline inorganic fibers are present in the grain boundary phase 6, the resistance value of the grain boundary phase 6 increases, and eddy current loss can be reduced. Moreover, when this requirement is satisfied, the dust core 1 has good heat transfer properties. Also, the adjacent soft magnetic metal particles 3 are effectively insulated by the grain boundary phase 6, and the withstand voltage characteristics are improved. Furthermore, the continuous layer 21 of the grain boundary phase 6 binds the soft magnetic metal particles 3 together, improving the mechanical strength of the dust core 1 .
Note that the first requirement may be satisfied in at least one of a plurality of square fields of view of 100 μm×100 μm when observing the cross-sectional structure of the dust core 1 .

(2.3)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115μm以上という要件である。
連続層21の経路の平均長さは120μm以上がより好ましく、130μm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、150μm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115μm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100μm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、粒界相6の抵抗値が高くなり、渦電流損失を低減される。また、この要件を満たすと、圧粉磁心1の熱引き性が良好となる。
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。60℃~300℃にて、1GPa~2.5GPaのプレス圧力とすることで軟磁性金属粒子3が入り組み、蛇行した構造になる。
なお、第2要件は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際に、100μm×100μm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) Second Requirement Next, the second requirement will be described. The second requirement is that the average length of the path from one side 11 to the opposite side 13 of the continuous layer 21 is 115 μm or more.
The average length of the path of the continuous layer 21 is more preferably 120 μm or longer, and even more preferably 130 μm or longer. The upper limit of the average length of the paths of the continuous layer 21 is 150 μm.
In the example of FIG. 1, the second requirement is that the average path length of the continuous layers 21A, 21B, 21C, 21D, and 21E is 115 μm or more.
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 of 100 μm. That is, the continuous layer 21 meanders between the paths from the one side 11 to the opposite side 13 . When the continuous layer 21 meanders, the resistance value of the grain boundary phase 6 increases compared to when the continuous layer 21 is linear, and eddy current loss is reduced. Moreover, when this requirement is satisfied, the dust core 1 has good heat transfer properties.
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 applying a pressure of 1 GPa to 2.5 GPa at a temperature of 60° C. to 300° C., the soft magnetic metal particles 3 are intertwined to form a meandering structure.
Note that the second requirement may be satisfied in at least one of a plurality of square fields of view of 100 μm×100 μm when observing the cross-sectional structure of the dust core 1 .

(2.4)第3要件
次に、第3要件を説明する。圧粉磁心1は、次の第3要件を満たすことが好ましい。
第3要件では、圧粉磁心1の断面構造を50μm×50μmの正方形の第2視野で観察する。第3要件は、結晶性無機繊維が第2視野を占める面積割合をS1とし、ガラスが第2視野を占める面積割合をS2とした場合に、S1/(S1+S2)の値が、下記の関係式(1)を満たすという要件である。

0.1≦S1/(S1+S2)≦0.3 …式(1)

この第3要件を満たすと、渦電流損失抑制効果が良好となる。また、この第3要件を満たすと、圧粉磁心1が密になってヒステリシス損失が小さく抑えられる。
なお、第3要件は、圧粉磁心1の断面構造を観察した際に、50μm×50μm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。
(2.4) Third Requirement Next, the third requirement will be described. The dust core 1 preferably satisfies the following third requirement.
In the third requirement, the cross-sectional structure of the powder magnetic core 1 is observed in a square second field of view of 50 μm×50 μm. The third requirement is that when the area ratio of the crystalline inorganic fiber in the second field of view is S1 and the area ratio of the glass in the second field of view is S2, the value of S1/(S1+S2) is expressed by the following relational expression: It is a requirement that (1) is satisfied.

0.1≦S1/(S1+S2)≦0.3 Expression (1)

If the third requirement is satisfied, the eddy current loss suppression effect will be good. Moreover, when the third requirement is satisfied, the powder magnetic core 1 is dense, and the hysteresis loss can be kept small.
It should be noted that the third requirement may be satisfied in at least one of a plurality of 50 μm×50 μm square fields of view when observing the cross-sectional structure of the dust core 1 .

2.圧粉磁心1の製造方法
圧粉磁心1の製造方法は、特に限定されない。図2に、圧粉磁心1の製造方法の一例を示し、この製造方法について以下に説明する。
(1)軟磁性金属粉末の準備
まず、原料としての軟磁性金属粉末(軟磁性金属粒子3)を用意する(ステップS1)。
(2)熱処理
次に、軟磁性金属粉末を熱処理する(ステップS2)。この熱処理の条件は、特に限定されない。熱処理条件として、例えば、熱処理温度:700℃~900℃、昇温速度:1℃~10℃/min、保持時間:1分~120分、不活性雰囲気(N雰囲気、Ar雰囲気)の条件が好適に採用される。
(3)バインダーコーティング
次に、軟磁性金属粉末にバインダーをコーティングする(ステップS3)。コーティング方法は、特に限定されず、例えば、スプレーコーディング法、ディッピング法、湿式混合法が好適に用いられる。バインダーは、珪酸ソーダを主成分とするガラス(例えば、水ガラス)に、結晶性無機繊維を含有させてなる。バインダーには、他の成分としてアルミナゾル、ガラス粉末等を混合してもよい。コーディングした軟磁性金属粉末は、例えば乾燥温度:60℃~150℃、乾燥時間:30分~120分の条件で乾燥される。
(4)成形(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(例えば金型一軸成形)が用いられる(ステップS4)。プレス成形の際の成形圧は1.2GPa~2.4GPa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、プレス成形時に室温~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軟磁性金属粉末が塑性変形しやすくなり、高密度の成形体を得ることができる。他方、200℃を超える温度でのプレス成形は、大気雰囲気下では、軟磁性金属粉末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 The method for manufacturing the dust core 1 is not particularly limited. FIG. 2 shows an example of a method for manufacturing the dust core 1, and this manufacturing method will be described below.
(1) Preparation of Soft Magnetic Metal Powder First, a soft magnetic metal powder (soft magnetic metal particles 3) is prepared as a raw material (step S1).
(2) Heat Treatment Next, the soft magnetic metal powder is heat treated (step S2). Conditions for this heat treatment are not particularly limited. Heat treatment conditions are, for example, heat treatment temperature: 700° C. to 900° C., heating rate: 1° C. to 10° C./min, holding time: 1 minute to 120 minutes, inert atmosphere (N 2 atmosphere, Ar atmosphere). It is preferably adopted.
(3) Binder coating Next, the soft magnetic metal powder is coated with a binder (step S3). A coating method is not particularly limited, and for example, a spray coating method, a dipping method, and a wet mixing method are preferably used. The binder is obtained by adding crystalline inorganic fibers to glass (for example, water glass) containing sodium silicate as a main component. The binder may be mixed with alumina sol, glass powder, or the like as other components. The coated soft magnetic metal powder is dried, for example, under the conditions of drying temperature: 60° C. to 150° C. and drying time: 30 minutes to 120 minutes.
(4) Molding (press molding)
In order to make the shape of the powder magnetic core 1, press molding (for example, uniaxial mold molding) is usually used (step S4). The molding pressure during press molding is preferably 1.2 GPa to 2.4 GPa, 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 room temperature to 200° C. during press molding. Heating the mold facilitates plastic deformation of the soft magnetic metal powder, making it possible to obtain a high-density compact. On the other hand, press molding at a temperature exceeding 200° C. is not so preferable in the atmosphere because of the problem of oxidation of the soft magnetic metal powder.

(5)熱処理
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、熱処理(焼鈍)する(ステップS5)。熱処理条件として、例えば、熱処理温度:700℃~900℃、昇温速度:1℃/min~10℃/min、保持時間:1分~120分、不活性雰囲気(N雰囲気、Ar雰囲気)の条件が好適に採用される。
熱処理の条件は、使用する軟磁性金属粉末の種類によって適宜変更される。
(5) Heat treatment The obtained compact is heat treated (annealed) to release the strain applied during press molding (step S5). Heat treatment conditions include, for example, heat treatment temperature: 700° C. to 900° C., heating rate: 1° C./min to 10° C./min, holding time: 1 minute to 120 minutes, inert atmosphere (N 2 atmosphere, Ar atmosphere). Conditions are preferably employed.
The heat treatment conditions are changed as appropriate depending on the type of soft magnetic metal powder used.

3.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、結晶性無機繊維が粒界相6に存在するから、粒界相6の抵抗値が高くなり、渦電流損失が低減される。また、この構成では、熱引き性も良好であるため、圧粉磁心1をトランスやモーターに応用した場合の発熱対策として効果的である。
また、S1/(S1+S2)の値が、上記の式(1)を満たす場合には、渦電流損失抑制効果と、熱伝達の効果が良好である。また、この発明によれば、圧粉磁心1が密になってヒステリシス損失が小さく抑えらる。
また、結晶性無機繊維の繊維径が10nm~300nmであり、結晶性無機繊維のアスペクト比が10以上である場合には、抵抗特性、及び熱引き性能がさらに良好になる。
また、界面にSiを含有する結晶が存在する場合には、軟磁性金属粒子3同士の密着性が高まり、その結果、粒界相6の抵抗値が上昇し、渦電流損失がより低減する。
3. Effects of the dust core 1 of the present embodiment In the dust core 1 of the present embodiment, since the crystalline inorganic fibers are present in the grain boundary phase 6, the resistance value of the grain boundary phase 6 is increased, and eddy current loss is reduced. reduced. Moreover, in this configuration, since the heat transfer property is also good, it is effective as a countermeasure against heat generation when the dust core 1 is applied to a transformer or a motor.
Also, when the value of S1/(S1+S2) satisfies the above formula (1), the eddy current loss suppressing effect and the heat transfer effect are good. Further, according to the present invention, the powder magnetic core 1 is made dense and the hysteresis loss can be kept small.
Further, when the fiber diameter of the crystalline inorganic fiber is 10 nm to 300 nm and the aspect ratio of the crystalline inorganic fiber is 10 or more, the resistance characteristics and heat transfer performance are further improved.
In addition, when crystals containing Si are present at the interfaces, the adhesion between the soft magnetic metal particles 3 increases, and as a result, the resistance value of the grain boundary phase 6 increases, further reducing eddy current loss.

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1~17は実施例であり、実験例18~22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「18*」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 17 are examples, and Experimental Examples 18 to 22 are comparative examples.
In the table, experimental examples are indicated using "no." Also, in the table, when "*" is added, such as "18*", it indicates that it is a comparative example.

1.圧粉磁心の作製
(1)実験例1(no.1)
軟磁性金属粒子(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:5μm)を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:450℃、昇温速度:5.0℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。
具体的には、水ガラス1.5g、Alの結晶性無機繊維(繊維径350nm、アスペクト比6)0.1g、水3.0gの混合スラリー(コーティング液)を作製し、軟磁性金属粒子と混合した。余ったスラリーは除去し、軟磁性金属粒子の表面が覆われた状態とした。
そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、60℃で60分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:150℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(N)とした。
そして、1.8GPaの成形圧でプレス成形して成形体(トロイダル形状(外径:8mm、内径:4.5mm、高さ:1.5mm)とした。この成形体を熱処理温度:250℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例1に係る圧粉磁心を得た。
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: 5 μm) produced by water atomization were used as the soft magnetic metal particles (raw material powder).
First, the soft magnetic metal powder was heat-treated. The heat treatment conditions were as follows: heat treatment temperature: 450°C, heating rate: 5.0°C/min, holding time: 15 minutes, inert atmosphere (Ar).
The soft magnetic metal particles were then coated with a coating liquid.
Specifically, a mixed slurry (coating liquid) of 1.5 g of water glass, 0.1 g of Al 2 O 3 crystalline inorganic fibers (fiber diameter: 350 nm, aspect ratio: 6), and 3.0 g of water was prepared. mixed with metal particles. The surplus slurry was removed so that the surfaces of the soft magnetic metal particles were covered.
Then, the coated soft magnetic metal particles were dried at 60° C. for 60 minutes.
The coated soft magnetic metal powder was then heat treated. The heat treatment conditions were heat treatment temperature: 150° C., temperature increase rate: 5° C./min, holding time: 15 minutes, inert atmosphere (N 2 ).
Then, press molding was performed at a molding pressure of 1.8 GPa to obtain a molded body (toroidal shape (outer diameter: 8 mm, inner diameter: 4.5 mm, height: 1.5 mm). This molded body was heat treated at a temperature of 250 ° C. Heat treatment was performed at a heating rate of 5° C./min, a holding time of 15 minutes, and an inert atmosphere (Ar).

(2)実験例2-14、18-19(no.2-14、18-19)
軟磁性金属粒子、及び結晶性無機繊維として表1に記載のものを用い、実験例1の熱処理温度450℃を、センダストの場合は800℃、それ以外は500℃にしたこと以外は実施例1と同様にして実験例2-14、18-19の各圧粉磁心を得た。
(2) Experimental Examples 2-14, 18-19 (no.2-14, 18-19)
Example 1 except that the soft magnetic metal particles and crystalline inorganic fibers shown in Table 1 were used, and the heat treatment temperature of 450 ° C. in Experimental Example 1 was changed to 800 ° C. for sendust and 500 ° C. for others. Powder magnetic cores of Experimental Examples 2-14 and 18-19 were obtained in the same manner as above.

(3)実験例15-17(no.15-17)
軟磁性金属粒子(原料粉末)には、表1に記載の粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理温度:800℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:10分、不活性雰囲気(Ar)の条件で熱処理した。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。具体的には、水ガラス1.5g、表1に記載のAlの結晶性無機繊維0.1g、水3.0gの混合スラリー(コーティング液)を作製し、軟磁性金属粒子と混合した。余ったスラリーは除去し、軟磁性金属粒子の表面が覆われた状態とした。
そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、60℃で60分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:250℃、昇温速度:10℃/min、保持時間:60分、0.5%酸素/Ar雰囲気とした。
そして、1.8GPaの成形圧でプレス成形して成形体(トロイダル形状(外径:8mm、内径:4.5mm、高さ:1mm)とした。この成形体を熱処理温度:600℃~800℃、昇温速度:10℃/min、保持時間:15分、降温速度:2℃/min(500℃まで)、不活性雰囲気の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例15-17に係る圧粉磁心を得た。
(3) Experimental Example 15-17 (no.15-17)
Particles shown in Table 1 were used as the soft magnetic metal particles (raw material powder).
First, the soft magnetic metal powder was heat-treated. Heat treatment temperature: 800° C., heating rate: 5° C./min, holding time: 10 minutes, heat treatment was performed under the conditions of an inert atmosphere (Ar).
The soft magnetic metal particles were then coated with a coating liquid. Specifically, a mixed slurry (coating liquid) of 1.5 g of water glass, 0.1 g of the crystalline inorganic fibers of Al 2 O 3 listed in Table 1, and 3.0 g of water was prepared and mixed with soft magnetic metal particles. bottom. The surplus slurry was removed so that the surfaces of the soft magnetic metal particles were covered.
Then, the coated soft magnetic metal particles were dried at 60° C. for 60 minutes.
The coated soft magnetic metal powder was then heat treated. The heat treatment conditions were heat treatment temperature: 250° C., temperature increase rate: 10° C./min, holding time: 60 minutes, and 0.5% oxygen/Ar atmosphere.
Then, press molding was performed at a molding pressure of 1.8 GPa to form a molded body (toroidal shape (outer diameter: 8 mm, inner diameter: 4.5 mm, height: 1 mm). This molded body was heat treated at a temperature of 600 ° C. to 800 ° C. , Heating rate: 10 ° C./min, Holding time: 15 minutes, Cooling rate: 2 ° C./min (up to 500 ° C.), and heat treatment under the conditions of an inert atmosphere. Such a powder magnetic core was obtained.

(4)実験例20(no.20)
軟磁性金属粒子(原料粉末)には、水アトマイズ法によって作製したセンダスト粒子(平均粒子径:9μm)を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:800℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、アルミナゾル3.0gと、Alの結晶性無機繊維(繊維径500nm、アスペクト比6)0.1gと、3水gとを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、60℃で60分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:250℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(N)とした。
そして、1.8GPaの成形圧でプレス成形して成形体(トロイダル形状(外径:8mm、内径:4.5mm、高さ:1.5mm)とした。この成形体を熱処理温度250℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例20に係る圧粉磁心を得た。
(4) Experimental Example 20 (no.20)
Sendust particles (average particle diameter: 9 μm) produced by a water atomization method were used as the soft magnetic metal particles (raw material powder).
First, the soft magnetic metal powder was heat-treated. The heat treatment conditions were as follows: heat treatment temperature: 800° C., heating rate: 5° C./min, holding time: 15 minutes, inert atmosphere (Ar).
The soft magnetic metal particles were then coated with a coating liquid. As the coating liquid, a mixture of 3.0 g of alumina sol, 0.1 g of crystalline inorganic fibers of Al 2 O 3 (fiber diameter: 500 nm, aspect ratio: 6), and 3 g of water was used. Then, the coated soft magnetic metal particles were dried at 60° C. for 60 minutes.
The coated soft magnetic metal powder was then heat treated. The heat treatment conditions were heat treatment temperature: 250° C., temperature increase rate: 5° C./min, holding time: 15 minutes, inert atmosphere (N 2 ).
Then, press molding was performed at a molding pressure of 1.8 GPa to obtain a molded body (toroidal shape (outer diameter: 8 mm, inner diameter: 4.5 mm, height: 1.5 mm). This molded body was heat-treated at a temperature of 250 ° C. Heat treatment was performed under the conditions of a temperature rate of 5° C./min, a holding time of 15 minutes, and an inert atmosphere (Ar).

(5)実験例21-22(no.21-22)
軟磁性金属粒子(原料粉末)には、水アトマイズ法によって作製した表1に記載のセンダスト粒子を使用した。
まず、軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:500℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)とした。
次に軟磁性金属粒子を、コーティング液を用いてコーディングした。コーティング液としては、水ガラス1.5gと、水3.0gとを混合したものを用いた。そして、コーティング後の軟磁性金属粒子を、60℃、乾燥時間60分の条件で乾燥した。
次いで、コーディングした軟磁性金属粉末を熱処理した。熱処理条件は、熱処理温度:200℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)とした。
そして、1.8GPaの成形圧でプレス成形して成形体(トロイダル形状(外径:8mm、内径:4.5mm、高さ:1.5mm)とした。この成形体を熱処理温度:250℃、昇温速度:5℃/min、保持時間:15分、不活性雰囲気(Ar)の条件で熱処理した。以上のようにして、実験例21-22に係る圧粉磁心を得た。
(5) Experimental Example 21-22 (no.21-22)
As soft magnetic metal particles (raw material powder), sendust particles described in Table 1 produced by a water atomization method were used.
First, the soft magnetic metal powder was heat-treated. Heat treatment conditions were as follows: heat treatment temperature: 500° C., heating rate: 5° C./min, holding time: 15 minutes, inert atmosphere (Ar).
The soft magnetic metal particles were then coated with a coating liquid. As the coating liquid, a mixture of 1.5 g of water glass and 3.0 g of water was used. Then, the coated soft magnetic metal particles were dried under the conditions of 60° C. and drying time of 60 minutes.
The coated soft magnetic metal powder was then heat treated. The heat treatment conditions were as follows: heat treatment temperature: 200° C., heating rate: 5° C./min, holding time: 15 minutes, inert atmosphere (Ar).
Then, press molding was performed at a molding pressure of 1.8 GPa to obtain a molded body (toroidal shape (outer diameter: 8 mm, inner diameter: 4.5 mm, height: 1.5 mm). This molded body was heat treated at a temperature of 250 ° C. Heat treatment was carried out at a heating rate of 5° C./min, a holding time of 15 minutes, and an inert atmosphere (Ar) to obtain powder magnetic cores according to Experimental Examples 21 and 22.

Figure 0007291507000001
Figure 0007291507000001

2.鉄損の評価方法
測定装置(B-Hアナライザ、岩崎通信機株式会社製、型番SY-8218)により、下記の鉄損に関する修正steinmetz方程式を用いて、以下の条件にて鉄損を評価した。

コア条件:外径φ8mm-内径φ4.5mm 厚み1.5mm
エナメル線φ0.3 15巻 バイファイラ巻
2. Evaluation Method of Iron Loss Iron loss was evaluated under the following conditions using the following modified Steinmetz equation for iron loss using a measuring device (BH analyzer, manufactured by Iwasaki Tsushinki Co., Ltd., model number SY-8218).

Core conditions: outer diameter φ8 mm - inner diameter φ4.5 mm thickness 1.5 mm
Enameled wire φ0.3 15 rolls Bifilar roll

Figure 0007291507000002
Figure 0007291507000002

評価は以下のようにした。

ヒステリシス損失(kW/m
「☆」…600未満
「◎」…600以上700未満
「○」…700以上800未満
「△」…800以上900未満
「×」…900以上

渦電流損失(kW/m
「☆」…15未満
「◎」…15以上30未満
「○」…30以上50未満
「△」…50以上80未満
「×」…80以上
Evaluation was performed as follows.

Hysteresis loss (kW/m 3 )
"☆" ... less than 600 "◎" ... 600 or more and less than 700 "○" ... 700 or more and less than 800 "△" ... 800 or more and less than 900 "×" ... 900 or more

Eddy current loss (kW/m 3 )
"☆" ... less than 15 "◎" ... 15 or more and less than 30 "○" ... 30 or more and less than 50 "△" ... 50 or more and less than 80 "×" ... 80 or more

3.評価結果
評価結果を表1に示す。
実施例である実験例1-17は、下記要件(a)(b)(c)(d)を満たしている。
・要件(a):軟磁性金属粒子の平均粒子径が5μm以上30μm以下である。
・要件(b):粒界相は、珪酸ソーダを主成分とするガラスを含んでいる。
・要件(c):粒界相は、結晶性無機繊維を含んでいる。
・要件(d):粒界相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((2.2)の第1要件に相当)、かつ連続層の平均長さが115μm以上である((2.3)の第2要件に相当)。
これに対して、比較例である実験例18-21は以下の要件を満たしていない。
実験例18では、要件a、dを満たしてない。
実験例19では、要件aを満たしてない。
実験例20では、要件bを満たしてない。
実験例21では、要件cを満たしてない。
実験例22では、要件cを満たしてない。
3. Evaluation Results Table 1 shows the evaluation results.
Experimental Example 1-17, which is an example, satisfies the following requirements (a), (b), (c), and (d).
Requirement (a): The average particle size of the soft magnetic metal particles is 5 μm or more and 30 μm or less.
Requirement (b): The grain boundary phase contains glass containing sodium silicate as a main component.
• Requirement (c): The grain boundary phase contains crystalline inorganic fibers.
Requirement (d): The grain boundary phase is formed continuously, has 5 or more continuous layers different from each other (corresponding to the first requirement of (2.2)), and the average length of the continuous layer is 115 μm This is the above (corresponding to the second requirement of (2.3)).
In contrast, Experimental Examples 18-21, which are comparative examples, do not satisfy the following requirements.
In Experimental Example 18, requirements a and d are not satisfied.
Experimental Example 19 does not satisfy the requirement a.
Experimental example 20 does not satisfy the requirement b.
Experimental Example 21 does not satisfy the requirement c.
Experimental Example 22 does not satisfy the requirement c.

実施例である実験例1-17は、比較例である実験例18-21と比較して、渦電流損失が少なかった。
また、実施例である実験例1-17のうち、更に下記要件(e)を満たしている実験例6-17は、渦電流損失がより少なかった。
また、実施例である実験例6-17のうち、更に下記要件(f)(g)を満たしている実験例11-17は、ヒステリシス損失及び渦電流損失がより少なかった。
また、実施例である実験例11-17のうち、更に下記要件(h)を満たしている実験例15-17は、渦電流損失がより少なかった。

・要件(e):S1/(S1+S2)の値が、下記の関係式を満たす((2.4)の第3要件に相当)。
0.1≦S1/(S1+S2)≦0.3
・要件(f):結晶性無機繊維の繊維径が10nm以上300nm以下である。
・要件(g):結晶性無機繊維のアスペクト比が10以上である。
・要件(h):結晶性無機繊維の表面とガラスとの界面には、Siを含有する結晶(シリケート化合物)が存在する。
Experimental Example 1-17, which is an example, had less eddy current loss than Comparative Example 18-21.
Further, among experimental examples 1-17, experimental example 6-17, which further satisfies the following requirement (e), had less eddy current loss.
Among experimental examples 6 to 17, experimental examples 11 to 17, which further satisfy the following requirements (f) and (g), had smaller hysteresis loss and eddy current loss.
Further, among Experimental Examples 11 to 17 which are examples, Experimental Examples 15 to 17, which further satisfy the following requirement (h), had less eddy current loss.

Requirement (e): The value of S1/(S1+S2) satisfies the following relational expression (corresponding to the third requirement of (2.4)).
0.1≦S1/(S1+S2)≦0.3
Requirement (f): The fiber diameter of the crystalline inorganic fiber is 10 nm or more and 300 nm or less.
Requirement (g): The aspect ratio of the crystalline inorganic fiber is 10 or more.
Requirement (h): Si-containing crystals (silicate compounds) are present at the interface between the surface of the crystalline inorganic fiber and the glass.

4.実施例の効果
本実施例の圧粉磁心は、ヒステリシス損失及び渦電流損失が共に少なかった。
4. Effect of Example The powder magnetic core of this example had low hysteresis loss and low eddy current loss.

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。 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.

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 …軟磁性金属粒子
6 …粒界相
11 …一辺
13 …対向する辺
21 …連続層
S(S1~S5)…始点
E(E1~E5)…終点
1 ... Dust core 3 ... Soft magnetic metal particles 6 ... Grain boundary phase 11 ... One side 13 ... Opposite side 21 ... Continuous layer S (S1 to S5) ... Start point E (E1 to E5) ... End point

Claims (3)

平均粒子径5μm以上30μm以下の軟磁性金属粒子と、粒界相と、を備えてなる圧粉磁心であって、
前記粒界相は、(A)珪酸ソーダを主成分とするガラスと、(B)結晶性無機繊維と、を含んで構成され、
前記圧粉磁心の断面構造を100μm×100μmの正方形の第1視野で観察した際に、前記第1視野を画する正方形の一辺上で、前記粒界相が存在する場所を始点として、正方形の前記一辺と対向する辺まで前記粒界相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115μm以上であり、
前記軟磁性金属粒子は、Fe-Si-Cr合金の粒子、センダストの粒子、パーマロイの粒子、及びFe基アモルファス合金の粒子からなる群より選択されることを特徴とする圧粉磁心。
A powder magnetic core comprising soft magnetic metal particles having an average particle size of 5 μm or more and 30 μm or less and a grain boundary phase,
The grain boundary phase comprises (A) a glass containing sodium silicate as a main component and (B) a crystalline inorganic fiber,
When the cross-sectional structure of the powder magnetic core is observed in a square first field of view of 100 μm × 100 μm, on one side of the square defining the first field of view, the place where the grain boundary phase exists is the starting point of the square The grain boundary phase is formed continuously up to the side opposite to the one side, and has five or more continuous layers different from each other,
The average length of the path from the one side to the opposite side of the continuous layer is 115 μm or more,
A powder magnetic core, wherein the soft magnetic metal particles are selected from the group consisting of Fe--Si--Cr alloy particles, sendust particles, permalloy particles, and Fe-based amorphous alloy particles.
前記結晶性無機繊維の繊維径が10nm以上300nm以下であり、
前記結晶性無機繊維のアスペクト比が10以上であることを特徴とする請求項1に記載の圧粉磁心。
The crystalline inorganic fiber has a fiber diameter of 10 nm or more and 300 nm or less,
2. The dust core according to claim 1, wherein the crystalline inorganic fibers have an aspect ratio of 10 or more.
前記結晶性無機繊維の表面と前記ガラスとの界面には、Siを含有する結晶が存在することを特徴とする請求項1又は2に記載の圧粉磁心。 3. The dust core according to claim 1 , wherein crystals containing Si are present at the interface between the surface of the crystalline inorganic fiber and the glass.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008037741A (en) 2006-07-14 2008-02-21 Sumitomo Chemical Co Ltd Acicular boehmite
JP2009099732A (en) 2007-10-16 2009-05-07 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Soft magnetic metal particle with insulating oxide coating
JP2012230948A (en) 2011-04-25 2012-11-22 Toyota Central R&D Labs Inc Powder for magnetic core, dust core, and method of manufacturing the same
JP2014216495A (en) 2013-04-25 2014-11-17 Tdk株式会社 Soft magnetic material composition, magnetic core, coil type electronic component, and process of manufacturing compact
WO2015108059A1 (en) 2014-01-14 2015-07-23 日立金属株式会社 Magnetic core and coil component using same
WO2016199576A1 (en) 2015-06-08 2016-12-15 住友電気工業株式会社 Granulated powder and method for manufacturing granulated powder
JP2018160654A (en) 2016-07-19 2018-10-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light reflector, base body, light-emitting device, and method for manufacturing base body

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0406580B1 (en) * 1989-06-09 1996-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A composite material and a method for producing the same

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008037741A (en) 2006-07-14 2008-02-21 Sumitomo Chemical Co Ltd Acicular boehmite
JP2009099732A (en) 2007-10-16 2009-05-07 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Soft magnetic metal particle with insulating oxide coating
JP2012230948A (en) 2011-04-25 2012-11-22 Toyota Central R&D Labs Inc Powder for magnetic core, dust core, and method of manufacturing the same
JP2014216495A (en) 2013-04-25 2014-11-17 Tdk株式会社 Soft magnetic material composition, magnetic core, coil type electronic component, and process of manufacturing compact
WO2015108059A1 (en) 2014-01-14 2015-07-23 日立金属株式会社 Magnetic core and coil component using same
WO2016199576A1 (en) 2015-06-08 2016-12-15 住友電気工業株式会社 Granulated powder and method for manufacturing granulated powder
JP2018160654A (en) 2016-07-19 2018-10-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 Light reflector, base body, light-emitting device, and method for manufacturing base body

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