JPH04225204A - 圧粉磁芯 - Google Patents
圧粉磁芯Info
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- JPH04225204A JPH04225204A JP2406986A JP40698690A JPH04225204A JP H04225204 A JPH04225204 A JP H04225204A JP 2406986 A JP2406986 A JP 2406986A JP 40698690 A JP40698690 A JP 40698690A JP H04225204 A JPH04225204 A JP H04225204A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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- H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
- H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
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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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、樹脂と磁性材料との
複合体からなる圧粉磁芯に関する。
複合体からなる圧粉磁芯に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】圧粉磁
芯は金属磁性粉末と樹脂とを主成分とし、圧縮成形を経
て製造される。この圧粉磁芯は、高周波特性と磁束密度
との組合わせにおいて、電磁鋼板及びフェライトがカバ
ーできない範囲を補った鉄心材料でパワーエレクトロニ
クスによる電力変換装置に適した磁気特性を持つ材料で
ある。そして、このような圧粉磁芯は、金属磁性粉末の
絶縁抵抗を高くし、かつその粒子径を適切に制御し、さ
らに樹脂により磁性粉末粒子の直接接触をなくして全体
の渦電流を減少させることによって、周波数特性を比較
的良好なものとしている。
芯は金属磁性粉末と樹脂とを主成分とし、圧縮成形を経
て製造される。この圧粉磁芯は、高周波特性と磁束密度
との組合わせにおいて、電磁鋼板及びフェライトがカバ
ーできない範囲を補った鉄心材料でパワーエレクトロニ
クスによる電力変換装置に適した磁気特性を持つ材料で
ある。そして、このような圧粉磁芯は、金属磁性粉末の
絶縁抵抗を高くし、かつその粒子径を適切に制御し、さ
らに樹脂により磁性粉末粒子の直接接触をなくして全体
の渦電流を減少させることによって、周波数特性を比較
的良好なものとしている。
【0003】このような圧粉磁芯としては、樹脂とFe
−Si合金とを圧粉成形してなるものが開発されている
(東芝レビュー,40巻6号,昭和60年)。このよう
な圧粉磁芯は、Fe−Si合金の高飽和磁束密度(高飽
和磁化)と高電気抵抗とにより、良好な特性を示す。
−Si合金とを圧粉成形してなるものが開発されている
(東芝レビュー,40巻6号,昭和60年)。このよう
な圧粉磁芯は、Fe−Si合金の高飽和磁束密度(高飽
和磁化)と高電気抵抗とにより、良好な特性を示す。
【0004】しかしながら、このような圧粉磁芯は磁性
粉が金属であるため耐候性が悪いという欠点がある。さ
らに、磁性粉としてのFe−Si合金の飽和磁束密度が
未だ十分とはいえず、応用範囲が限定されてしまう。ま
た、Fe−Si合金が電気抵抗が高いといっても金属材
料中での相対的なものであり、金属磁性粉は本質的に電
気抵抗が低いため、損失を低減するのにも限界がある。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
磁気特性が優れ、応用範囲が広く、しかも耐候性が良好
な圧粉磁芯を提供することを目的とする。
粉が金属であるため耐候性が悪いという欠点がある。さ
らに、磁性粉としてのFe−Si合金の飽和磁束密度が
未だ十分とはいえず、応用範囲が限定されてしまう。ま
た、Fe−Si合金が電気抵抗が高いといっても金属材
料中での相対的なものであり、金属磁性粉は本質的に電
気抵抗が低いため、損失を低減するのにも限界がある。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
磁気特性が優れ、応用範囲が広く、しかも耐候性が良好
な圧粉磁芯を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】この発明に係る
圧粉磁芯は、樹脂とFe16N2 を主体とする粉末と
の混合体を圧粉成形してなることを特徴とする。
圧粉磁芯は、樹脂とFe16N2 を主体とする粉末と
の混合体を圧粉成形してなることを特徴とする。
【0006】圧粉磁芯は、前述したように、樹脂と磁性
粉末との複合体であるが、この発明においては、磁性粉
末としてFe16N2 を主体とするものを用いる。図
1の鉄−窒素系の状態図に示すように、窒化鉄には種々
の相が存在し、その中で磁性材料として優れた特性を有
しているのがγ′相のFe4 Nおよびα″相のFe1
6N2である。Fe4 Nは、鉄のfcc相の体心位置
に窒素原子が入ったペロブスカイト型結晶格子を有して
いる。この相は常温でも安定であり、Tc=488℃の
強磁性体であり、磁気特性が良好であるが、常温での飽
和磁化は195emu/gと純鉄より若干低い。これに
対し、Fe16N2 は準安定相であり、bcc格子を
母体としたbct結晶格子を有する。このbct構造は
bcc構造の鉄の体心位置に規則的に窒素原子が入り込
んだ型となっている。この相の常温での飽和磁化は26
0emu/gと純鉄の1.2倍の極めて高い値である。 従って、圧粉磁芯の磁性粉末としてはFe4 Nよりも
Fe16N2 の方が磁気特性が優れているといえる。 また、Fe16N2 はセラミック材料であるから、電
気抵抗がFeよりも高い。 従って、特に高周波領域での損失を少なくすることがで
きる。しかも、大気中において、Fe16N2 の表面
には緻密なα−Fe2 O3 が形成されるので、表面
にFe3 O4 が形成されるFeよりも耐候性に優れ
ている。
粉末との複合体であるが、この発明においては、磁性粉
末としてFe16N2 を主体とするものを用いる。図
1の鉄−窒素系の状態図に示すように、窒化鉄には種々
の相が存在し、その中で磁性材料として優れた特性を有
しているのがγ′相のFe4 Nおよびα″相のFe1
6N2である。Fe4 Nは、鉄のfcc相の体心位置
に窒素原子が入ったペロブスカイト型結晶格子を有して
いる。この相は常温でも安定であり、Tc=488℃の
強磁性体であり、磁気特性が良好であるが、常温での飽
和磁化は195emu/gと純鉄より若干低い。これに
対し、Fe16N2 は準安定相であり、bcc格子を
母体としたbct結晶格子を有する。このbct構造は
bcc構造の鉄の体心位置に規則的に窒素原子が入り込
んだ型となっている。この相の常温での飽和磁化は26
0emu/gと純鉄の1.2倍の極めて高い値である。 従って、圧粉磁芯の磁性粉末としてはFe4 Nよりも
Fe16N2 の方が磁気特性が優れているといえる。 また、Fe16N2 はセラミック材料であるから、電
気抵抗がFeよりも高い。 従って、特に高周波領域での損失を少なくすることがで
きる。しかも、大気中において、Fe16N2 の表面
には緻密なα−Fe2 O3 が形成されるので、表面
にFe3 O4 が形成されるFeよりも耐候性に優れ
ている。
【0007】このような圧粉磁芯のもう一つの構成要素
である樹脂は、磁性粉末粒子を相互に絶縁して粒子の直
接接触をなくすために用いられる。このように磁性粉末
粒子の直接接触を抑制することにより、磁芯全体の渦電
流を減少させることができる。ここで用いられる樹脂と
しては、エポキシ樹脂が好ましい。
である樹脂は、磁性粉末粒子を相互に絶縁して粒子の直
接接触をなくすために用いられる。このように磁性粉末
粒子の直接接触を抑制することにより、磁芯全体の渦電
流を減少させることができる。ここで用いられる樹脂と
しては、エポキシ樹脂が好ましい。
【0008】この樹脂は磁性粉末粒子を薄くコートする
ように混合されることが好ましい。すなわち、磁性粉末
粒子間の空間を可能な限り小さくして磁性粉末粒子の占
積率を高める。このようにすることにより、磁束密度を
一層高めることができ、しかも高透磁率化を達成するこ
とができる。この場合に、樹脂と磁性粉末粒子との比率
は、10:90〜1:99程度が好ましい。
ように混合されることが好ましい。すなわち、磁性粉末
粒子間の空間を可能な限り小さくして磁性粉末粒子の占
積率を高める。このようにすることにより、磁束密度を
一層高めることができ、しかも高透磁率化を達成するこ
とができる。この場合に、樹脂と磁性粉末粒子との比率
は、10:90〜1:99程度が好ましい。
【0009】樹脂と磁性粉末とを混合させる方法として
は、樹脂のスラリー中に磁性粉末を浸漬させ、その後引
き上げて乾燥させる方法が望ましい。このような方法に
より、粉末粒子を薄い樹脂でコートすることができる。
は、樹脂のスラリー中に磁性粉末を浸漬させ、その後引
き上げて乾燥させる方法が望ましい。このような方法に
より、粉末粒子を薄い樹脂でコートすることができる。
【0010】磁性粉末としてのFe16N2 を主体と
する粉末は、鉄粉末又は鉄合金粉末を適宜の方法で窒化
することにより形成することができる。窒化処理時間が
十分に長ければ粒子を完全にFe16N2にすることが
できるが、窒化処理時間が短ければ内部にFe若しくは
Fe合金が残存する。内部にFe等が残存した場合でも
、この発明の効果が損なわれることはない。なお、前述
したように、Fe16N2 は準安定相であるので、処
理後急冷することにより得られる。
する粉末は、鉄粉末又は鉄合金粉末を適宜の方法で窒化
することにより形成することができる。窒化処理時間が
十分に長ければ粒子を完全にFe16N2にすることが
できるが、窒化処理時間が短ければ内部にFe若しくは
Fe合金が残存する。内部にFe等が残存した場合でも
、この発明の効果が損なわれることはない。なお、前述
したように、Fe16N2 は準安定相であるので、処
理後急冷することにより得られる。
【0011】窒化処理の方法としては、ガス窒化法及び
イオン窒化法が好適である。ガス窒化方においては、反
応容器内に鉄品末を装入し、外部ヒータにて容器内を5
00℃程度に加熱しながら、容器内にNH3 、H2
ガス等を導入して鉄粉末を窒化する。また、イオン窒化
法においては、反応容器内を高真空に保持し、この容器
内に反応ガスとしてのN2 ガス等を導入してグロー放
電により鉄粉末を窒化する。
イオン窒化法が好適である。ガス窒化方においては、反
応容器内に鉄品末を装入し、外部ヒータにて容器内を5
00℃程度に加熱しながら、容器内にNH3 、H2
ガス等を導入して鉄粉末を窒化する。また、イオン窒化
法においては、反応容器内を高真空に保持し、この容器
内に反応ガスとしてのN2 ガス等を導入してグロー放
電により鉄粉末を窒化する。
【0012】また、出発原料としての鉄粉としては、粒
子径が0.01〜200μmのものが好ましく、カーボ
ニル鉄粉、水アトマイズ鉄粉、ガスアトマイズ粉を用い
ることができる。また、これらの鉄粉としては純鉄のみ
ならず、Fe−Co合金等を用いることもできる。
子径が0.01〜200μmのものが好ましく、カーボ
ニル鉄粉、水アトマイズ鉄粉、ガスアトマイズ粉を用い
ることができる。また、これらの鉄粉としては純鉄のみ
ならず、Fe−Co合金等を用いることもできる。
【0013】このように形成されたFe16N2 を主
体とする磁性粉末を樹脂と混合し、この混合体を圧粉成
形して製造された圧粉磁芯は、上述したように、圧粉磁
芯としての磁気特性に優れ、しかも耐候性が良好である
。また、Fe16N2 の飽和磁束密度が大きいことか
ら不飽和領域が大きくなり、応用範囲が広い圧粉磁芯を
得ることができる。
体とする磁性粉末を樹脂と混合し、この混合体を圧粉成
形して製造された圧粉磁芯は、上述したように、圧粉磁
芯としての磁気特性に優れ、しかも耐候性が良好である
。また、Fe16N2 の飽和磁束密度が大きいことか
ら不飽和領域が大きくなり、応用範囲が広い圧粉磁芯を
得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
【0015】この実施例においては、出発原料として粒
径が1〜40μmのカーボニル鉄粉を用いた。このカー
ボニル鉄粉をガス窒化法により窒化処理して窒化粉とし
た。この窒化処理は、反応ガスとしてH2 ガス及びN
H3ガスを用い、H2 /NH3を0/100〜90/
10まで変化させ、室温〜750℃の範囲で5分間〜2
時間の窒化処理を行った。その結果、Fe16N2 を
主体とする粒子が得られた。
径が1〜40μmのカーボニル鉄粉を用いた。このカー
ボニル鉄粉をガス窒化法により窒化処理して窒化粉とし
た。この窒化処理は、反応ガスとしてH2 ガス及びN
H3ガスを用い、H2 /NH3を0/100〜90/
10まで変化させ、室温〜750℃の範囲で5分間〜2
時間の窒化処理を行った。その結果、Fe16N2 を
主体とする粒子が得られた。
【0016】この窒化粉末とエポキシ樹脂とを有機溶剤
中で混合してスラリー化した。次いで、スプレードライ
ヤーで乾燥し、窒化鉄粒子の表面を樹脂で覆った。この
樹脂コート粉を型中に装入し、100ton /cm2
でプレス成形した。その後、これを120℃程度の温
間で熱処理し、圧粉磁芯を作製した。この圧粉磁芯の特
性を以下に示す。 初透磁率μi 200実効透磁率μe
ff 25 比抵抗ρ 100 μΩ・c
m飽和時速密度BS 15000 Gauss
保磁力HC 15 Oeまた、損
失係数も小さいものであった。このように、圧粉磁芯と
して優れた特性を有していることが確認された。
中で混合してスラリー化した。次いで、スプレードライ
ヤーで乾燥し、窒化鉄粒子の表面を樹脂で覆った。この
樹脂コート粉を型中に装入し、100ton /cm2
でプレス成形した。その後、これを120℃程度の温
間で熱処理し、圧粉磁芯を作製した。この圧粉磁芯の特
性を以下に示す。 初透磁率μi 200実効透磁率μe
ff 25 比抵抗ρ 100 μΩ・c
m飽和時速密度BS 15000 Gauss
保磁力HC 15 Oeまた、損
失係数も小さいものであった。このように、圧粉磁芯と
して優れた特性を有していることが確認された。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、磁性粉末をFe16
N2 を主体とするものとしたので、高飽和磁束密度を
有し、また、高抵抗であるから高周波における損失が少
なく、さらに耐候性の優れた圧粉磁芯を提供することが
できる。また、高飽和磁束密度を有していることから不
飽和領域が大きく、適用範囲が広い圧粉磁芯を得ること
ができる。
N2 を主体とするものとしたので、高飽和磁束密度を
有し、また、高抵抗であるから高周波における損失が少
なく、さらに耐候性の優れた圧粉磁芯を提供することが
できる。また、高飽和磁束密度を有していることから不
飽和領域が大きく、適用範囲が広い圧粉磁芯を得ること
ができる。
【図1】鉄−窒素系の状態図。
Claims (1)
- 【請求項1】 樹脂とFe16N2 を主体とする粉
末との混合体を圧粉成形してなることを特徴とする圧粉
磁芯。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2406986A JPH04225204A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 圧粉磁芯 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2406986A JPH04225204A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 圧粉磁芯 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04225204A true JPH04225204A (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=18516607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2406986A Pending JPH04225204A (ja) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | 圧粉磁芯 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04225204A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4870437A (en) * | 1985-12-27 | 1989-09-26 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Photographic camera |
JP2006344981A (ja) * | 2006-06-21 | 2006-12-21 | Hitachi Maxell Ltd | 窒化鉄系磁性粉末材料及びその製造方法並びに磁気記録媒体 |
JP2010080046A (ja) * | 2009-10-01 | 2010-04-08 | Hitachi Maxell Ltd | 窒化鉄系磁性粉末材料及びその製造方法並びに磁気記録媒体 |
JP2010199361A (ja) * | 2009-02-26 | 2010-09-09 | Hitachi Metals Ltd | 窒化鉄系磁性微粒子の製造方法 |
JP2012253248A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化鉄材及びその製造方法 |
JP2014033001A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Alps Green Devices Co Ltd | 複合磁性粉末及び前記複合磁性粉末を用いた圧粉磁心 |
-
1990
- 1990-12-26 JP JP2406986A patent/JPH04225204A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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