JPH03153005A - 形状異方性軟磁性合金粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特定な方向にのみ軟磁性特性の向上した形状
異方性軟磁性合金粉末に関するものである。

［従来の技術］ 従来、安価にして高い磁化を有する鉄（Ｆｅ）は、磁性
材料においては最も重要な物質となっている。一般に、
Ｆｅを多量に含有する金属は磁化が容易である軟磁性を
示す。これら鉄を主成分とする軟磁性合金は、塊状や板
状で使用されることが通例となっていた。

しかしながら、近年、形状が一容易に選択できる粉末を
使用した成形、塗布等の手法が活用されている。一般に
、粉末は、金属の占める割合が少なくなるために、単位
体積当りの磁化量が小さくなる傾向となる。それに加え
て２粒状化にともない反磁界の影響も大きくなり、磁化
特性が低下する傾向となる。

これらの負の現象を、軽減するためには、粉末に形状異
方性を付・与し、特定の方向にのみ磁化を容易にする方
法が有用となる。

［発明が解決しようとする課題］ 一般に、Ｆｅを主成分とする軟磁性合金は、粘く通常の
機械的粉砕法では、粉末化ができないとされてきた。そ
のため、溶湯噴霧法により合金粒子を得る方法や、液体
急冷法により薄帯を製造した後粉砕し合金粉末とする方
法が、Ｆｅを多量に含有する金属粉末の一般的な製法と
されている。

しかしながら、この製法は、高価な設備を導入する必要
があること、処理量が少ないこと、安定した製造条件が
狭いこと等の工業的な不利益も多い。

そこで１本発明の技術的課題は、これら製造上の欠点を
除去するために、従来より実施され、技術的には殆んど
確立したとされるインゴットの製造と機械的粉砕により
、得られたＦｅを主成分とした合金粉末で、安価な設備
を使用し、安定した製造状態で、Ｆｅを主成分とする形
状異方性軟磁性合金粉末を提供することにある。

［課題を解決するための手段〕 本発明は、従来使用されている一般的な製造設備を使用
して、Ｆｅを主成分とする形状異方性を有する軟磁性合
金粉末を、安価にして安定的に製造できるように構成し
たもので１通常の溶解法で製造された合金インゴットを
、一般的に粉砕に使用されている設備を使用して製造で
きるようにＦｅ系合金の組成を調整するものであり、こ
の合金インゴットは、Ｆｅ中にＳｉを５〜２３νｔ％含
有するものを用いることを特徴とする。

一般に、Ｆｅ系合金は一部の合金（例えばＦｅ−Ｃｏ系
）を除き、Ｆｅの含有量が多いほど高い磁化を有する傾
向にある。したがって、安価にして、高い磁化特性を示
す金属材料は高Ｆｅ側で実現されることになり、工業上
極めて有用な機能性材料となっている。そこで１本発明
では１強磁性粉末を提供することが目的であるので、４
π１ｓ５ｋＧ以上の特性を有することを条件として設定
した。

本発明は、Ｆｅ中にＳｉを５〜２３ｗｔ％の範囲で含有
した合金を旧来から使用されている粉砕設備で粉砕する
ことにより、形状異方性を有する軟磁性合金粉末を、安
価にして、安定的に製造できるものである。

本発明においてＦｅ中のＳｔ含有量を５ｗｔ％以上とし
たのは、これ以下では１合金インゴットが粘く、ショー
クラッシャー等による一般的な機械的粗粉砕機の粉砕が
、不可能であったり、困難となるからである。一方、２
３ｗｔ％以下としたのは。

これ以上の領域では１合金粉末の磁化が５ｋＧ以下とな
り、Ｆｅ系合金の特徴である高磁化特性が著しく減少す
る状態となるからである。

また、粉末の形状異方性化は主に、ショークラッシャー
等による粗粉砕した粉末を、ボールミル等で比較的小さ
い機械的応力を繰り返し加えていく工程で実現される。

ここで得られた形状異方性粉末は、一般には板状となっ
ており１反磁界の関係で板面方向が磁化容易方向となる
。この形状異方性化は２粒子の長径／短径が１（球状）
でなければ発生するものであり１本発明においては、板
状粒子の厚さが約０．１〜１０００μ■、直径が約１〜
５００μ履の範囲での調整が容易に実施できる。一般的
な傾向として、偏平度の向上した粒子は、板状粒子の直
径が数十μ層で、厚さが１μ−前後で実現されることが
多い。

尚、以下に述べる本発明の実施例では、ショークラッシ
ャーと回転ボールミルによる粉砕、偏平化についてのみ
述べているが、旧来からの粉砕機として知られているハ
ンマーミル、スタンプミル。

ロールミル等による粉砕や、振動ミル、遠心ミル遊星ミ
ル等のボールによるエネルギー伝達で粉砕する機種での
工程を付加したり１代替しても本発明の合金組成の効果
が現われることは、明らかである。

［実施例］ 本発明の実施例について図面を参照して説明する。

実施例１ 純度が９９．８％以上の鉄（Ｆｅ）及びケイ素（Ｓｉ）
を使用し、アルゴン雰囲気中で、高周波加熱により、Ｓ
ｉが３．４．５，６．８．１０，１５．２０，２５ｗｔ
％で残部Ｆｅの厚さ約２０■■のインゴット９種類を作
製した。

次に、これらインゴットをハンマーを用いて。

最大長辺が約１０ｃｍ以下になるように破砕した。

次に、これらインゴットの破砕片を用いて、市販されて
いるショークラッシャー（１）Ｐ）による粉砕を実施し
た。尚、インゴット破砕片は１個ずつ投入した。

その結果を第１表に示す。表中、Ｘ印はインゴットの粉
砕が不可能であり、△印は粉砕が不可能ではないが困難
な状況と判断され、Ｏ印は粉砕が十分に可能な状況と判
断でき、◎印は容易に粉砕でき、＠は著しく容品に粉砕
できる状況を示している。

Ｆｅ−Ｓｔ合金でＳｔを５ｗｔ％以上含有することによ
り、市販されている通常の粉砕機によっても、粉砕が可
能となる。

実施例２ 実施例１で得られたＳｉが５．１０，１５゜２０．２５
ｖＬ％で残部Ｆｅの５種類の粗粉砕粉末を、それぞれ１
■璽以下に分級した。

次に、これら粉末を１ステンレスポール及びエタノール
を用いて湿式でボールミル粉砕した。

ここで、ステンレスポール径及び回転数、運転時間を変
化させることにより、平均直径が約３０〜５０μ■、平
均の厚さが３〜５μ園で、直径／厚さの平均が約７〜１
３の板状粒子からなる合金粉末を各々得た。

次に、これら粉末に対し、液状のエポキシ樹脂を２ｗｔ
％混合した後、金型を使用して、約５００ｋｇ　／　ｃ
−の圧力で一方向に加圧圧縮して約１３ｍ＋ｍの立方体
の圧粉体を得た。

この摩粉体について、粉末の圧縮方向と平行な方向及び
それと直交する方向の磁気特性を測定した。

その結果を第１図に示す。図中４π■５は、粉末の占積
率を１００％に換算した値である。

図において３強磁性的な性質を示すとして設定した４π
ｌ５５ｋＧ以上はＳｉ組成値が２３ｗｔ％以下の領域で
得られる。また、粉末の圧縮方向による磁化特性は、粉
末圧縮方向と平行な方向に比べ。

それと直交する方向は、磁化曲線の立ち上りが急峻であ
り、１Ｈ０も低い値を示している。これは粉末圧縮方向
と直交する方向が磁化容品となっていることを示してい
る。

この圧粉体の断面を顕微鏡にて観察したところ。

粉末圧縮方向と直交する方向に、板状合金粒子の長軸が
揃った積層状態となっていた。

したがって、圧粉体の磁化異方性特性は、粉末の形状に
よる磁化容品特性に起因していることがわかる。

第　　１　　表 ［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、安価な設備を使
用した安定した装置状態で、Ｆｅを主成分とする形状異
方性軟磁性合金粉末を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例２におけるＦｅ−Ｓｔ系合金粉末のＳｉ
含有値と磁気特性（４πＩｍ＋　　＋Ｈｃ）の関係を示
す図である。 図中、Ｏ中実線は粉末圧縮方向と直交した測定方向での
特性値を表し、△印破線は粉末圧縮方向と平行した測定
方向での特性値を表している。 Ｘ　： Δ　： Ｏ： ◎　： ・　： 粉砕が不可能 〃　困難（不可能ではない） 〃　可能 〃　容易 〃　著しく容易

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．Ｓｉを５〜２３ｗｔ％含有するＦｅを主成分とする
   合金インゴットを粉砕してなることを特徴とする形状異
   方性軟磁性合金粉末。