JP7424183B2 - 軟磁性合金粉末、圧粉磁心、磁性部品および電子機器 - Google Patents
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Description
組成式(Fe(1-(α+β))X1αX2β)(1-(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる軟磁性合金粉末であって、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1つ以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1つ以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,W,TiおよびVからなる群から選択される1つ以上であり、
0≦a≦0.150
0≦b≦0.200
0≦c≦0.200
0≦d≦0.200
0<e≦0.200
0<f≦0.0200
0.100≦a+b+c+d+e≦0.300
0.0001≦e+f≦0.220
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
下記式(1)に示す非晶質化率X(%)が85%以上である。
X=100-(Ic/(Ic+Ia))×100 ・・・(1)
Ic:結晶性散乱積分強度
Ia:非晶質性散乱積分強度
組成式(Fe(1-(α+β))X1αX2β)(1-(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる軟磁性合金粉末であって、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1つ以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1つ以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,W,TiおよびVからなる群から選択される1つ以上であり、
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0.0001≦e+f≦0.220
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
下記式(1)に示す非晶質化率X(%)が85%以上であることを特徴とする。
X=100-(Ic/(Ic+Ia))×100 ・・・(1)
Ic:結晶性散乱積分強度
Ia:非晶質性散乱積分強度
X=100-(Ic/(Ic+Ia)×100)…(1)
Ic:結晶性散乱積分強度
Ia:非晶質性散乱積分強度
以下に示す表1に記載の組成の母合金が得られるように各種材料のインゴットを準備し、秤量した。そして、水アトマイズ装置内に配置されたルツボに収容した。次いで、不活性雰囲気中、ルツボ外部に設けたワークコイルを用いて、ルツボを高周波誘導により1500℃まで加熱し、ルツボ中のインゴットを溶融、混合して溶融金属(溶湯)を得た。
実験例2では、アトマイズ方法を水アトマイズ法からガスアトマイズ法に変更した点、および、篩分級の条件以外は実験例1と同様に実施した。図6Aおよび図6Bに示すアトマイズ装置を用いた。
実験例3では、a=0.000、b=0.120、c=0.090、d=0.030、e=0.010、f=0.0010、α=β=0を満たす試料番号71の軟磁性合金粉末を作製した。さらに、X1および/またはX2の種類および含有量を試料番号71から適宜変化させた試料番号72~125を実施した。実験例3における軟磁性合金粉末の製造条件は、軟磁性合金粉末の組成以外、実験例2と同条件とした。結果を表4に示す。
実験例4では、試料番号71について篩分級における1回あたりの粉末仕込み量を変化させることで軟磁性合金粉末の個数基準の平均円形度を変化させた点以外は実験例3と同条件で試料番号126~128の軟磁性合金粉末を作製した。結果を表5に示す。なお、表5には、個数基準での粒子径25μm以上30μm以下での平均円形度の具体的な数値も示す。
実験例5では、試料番号8について、篩分級における1回あたりの粉末仕込み量および分級時間を変化させることで軟磁性合金粉末の平均円形度を変化させた点以外は実験例1と同条件で試料番号130~136の軟磁性合金粉末を作製した。また、実験例4と同様に各試料の軟磁性合金粉末を用いたトロイダルコアの透磁率および耐電圧特性を測定した。結果を表6に示す。なお、表6には、個数基準での粒子径25μm以上30μm以下での平均円形度、および、個数基準での粒子径5μm以上10μm以下での平均円形度の具体的な数値も示す。
実験例6では、ガスアトマイズの噴射ガス圧を2MPa以上15MPa以下の範囲で変化させ、粒度および形状が互いに異なる6種類の試料A~Fを作成した。試料A~Fを配合することで試料番号71、137、138を作製した。試料137、138は、個数基準での粒子径r以上2r以下での平均円形度と、個数基準での粒子径25μm以上30μm以下での平均円形度と、を試料71に近い値とし、軟磁性合金粉末に含まれる全粒子の平均円形度を変化させた試料である。試料A~Fの噴射ガス圧、個数基準でのD50および全粒子の平均円形度を表7Bに示す。また、試料A~Fの配合比(質量比)を表7Cに示す。なお、試料Cは試料番号71と同一であり、試料A~Fのガスアトマイズの噴射ガス圧以外の作製条件は試料番号71と同一である。そして、各試料の軟磁性合金粉末を用いたトロイダルコアの透磁率および耐電圧特性を測定した。結果を表7Aに示す。
実験例7では、試料番号71からPの含有量(c)およびSiの含有量(d)を適宜変化させた点以外は同条件で試料番号139、139a、140、140aの軟磁性合金粉末を作製した。結果を表8に示す。
実験例8では、試料番号71からBの含有量(b)およびCの含有量(c)を適宜変化させた点以外は同条件で試料番号141a、141~143の軟磁性合金粉末を作製した。結果を表9に示す。
実験例9では、試料番号59の軟磁性合金粉末に熱処理を行い、軟磁性合金にナノ結晶を析出させた試料番号151の軟磁性合金粉末を作製した。熱処理条件は520℃で60分とした。また、試料番号151の軟磁性合金粉末には結晶粒径が30nm以下であり結晶構造がbccであるナノ結晶粒子が析出していること、および、試料番号151の軟磁性合金粉末の非晶質化率X(%)が85%以上であることをXRDにより確認した。結果を表10に示す。
10…アトマイズ装置
20…溶融金属供給部
21…溶融金属
21a…滴下溶融金属
30…冷却部
36…冷却液導入部
38a1…外方凸部
50…冷却液流れ
Claims (14)
- 組成式(Fe(1-(α+β))X1αX2β)(1-(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる軟磁性合金粉末であって、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1つ以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1つ以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,W,TiおよびVからなる群から選択される1つ以上であり、
0≦a≦0.150
0≦b≦0.200
0≦c≦0.200
0≦d≦0.200
0<e≦0.200
0<f≦0.0200
0.100≦a+b+c+d+e≦0.300
0.0001≦e+f≦0.220
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
体積基準での粒度分布におけるD50をrとして、粒子径がr以上2r以下である軟磁性合金粒子の平均円形度が0.70以上であり、
下記式(1)に示す非晶質化率X(%)が85%以上である軟磁性合金粉末。
X=100-(Ic/(Ic+Ia))×100 ・・・(1)
Ic:結晶性散乱積分強度
Ia:非晶質性散乱積分強度 - 体積基準での粒度分布におけるD50をrとして、粒子径がr以上2r以下である軟磁性合金粉末の平均円形度が0.90以上である請求項1に記載の軟磁性合金粉末。
- 粒子径が25μm以上30μm以下である軟磁性合金粉末の平均円形度が0.70以上である請求項1に記載の軟磁性合金粉末。
- 粒子径が25μm以上30μm以下である軟磁性合金粉末の平均円形度が0.90以上である請求項1に記載の軟磁性合金粉末。
- 粒子径が5μm以上10μm以下である軟磁性合金粉末の平均円形度が0.70以上である請求項1に記載の軟磁性合金粉末。
- 粒子径が5μm以上10μm以下である軟磁性合金粉末の平均円形度が0.90以上である請求項1に記載の軟磁性合金粉末。
- 0.0001≦e+f≦0.051である請求項1~6のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
- 0.080<d<0.100である請求項1~7のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
- 0.030<e≦0.050である請求項1~8のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
- 0≦a<0.020である請求項1~9のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
- 前記軟磁性合金粉末がナノ結晶粒子を含有する請求項1~10のいずれかに記載の軟磁性合金粉末。
- 請求項1~11のいずれかに記載の軟磁性合金粉末を含む圧粉磁心。
- 請求項1~11のいずれかに記載の軟磁性合金粉末を含む磁性部品。
- 請求項1~11のいずれかに記載の軟磁性合金粉末を含む電子機器。
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