JPH09249933A - 金属磁性材料の製造方法 - Google Patents
金属磁性材料の製造方法Info
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- JPH09249933A JPH09249933A JP8087649A JP8764996A JPH09249933A JP H09249933 A JPH09249933 A JP H09249933A JP 8087649 A JP8087649 A JP 8087649A JP 8764996 A JP8764996 A JP 8764996A JP H09249933 A JPH09249933 A JP H09249933A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波域での損失が小さく、高飽和磁束密度
を有する金属磁性材料の製造方法を供すること。 【解決手段】 磁性金属粉末に対し、特定の酸化物粉末
を添加し、酸素分圧を０.１〜５％の範囲の雰囲気で焼
結する。特定の酸化物粉末は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔ
ｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＰｄおよびＡｇよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素の酸化物粉末０.０５重量％
と、Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，ＳｎおよびＰ
ｂよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化
物粉末である。
を有する金属磁性材料の製造方法を供すること。 【解決手段】 磁性金属粉末に対し、特定の酸化物粉末
を添加し、酸素分圧を０.１〜５％の範囲の雰囲気で焼
結する。特定の酸化物粉末は、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔ
ｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，ＰｄおよびＡｇよりなる群から選ばれ
た少なくとも一種の元素の酸化物粉末０.０５重量％
と、Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，ＳｎおよびＰ
ｂよりなる群から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化
物粉末である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料に関する
もので、特に、チョークコイル等に用いられる高電気抵
抗で高飽和磁束密度を有する焼結磁性材料の製造方法に
関するものである。
もので、特に、チョークコイル等に用いられる高電気抵
抗で高飽和磁束密度を有する焼結磁性材料の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、チョークコイルは、小型化が著し
く進んできた。小型化を達成するには、高周波領域にお
ける磁気損失を小さくするということが最も重要であ
る。従来は、高周波域での磁気損失の小さいものとし
て、飽和磁束密度は低いながらも、比抵抗の大きな材料
であるフェライトが使用されてきた。
く進んできた。小型化を達成するには、高周波領域にお
ける磁気損失を小さくするということが最も重要であ
る。従来は、高周波域での磁気損失の小さいものとし
て、飽和磁束密度は低いながらも、比抵抗の大きな材料
であるフェライトが使用されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、フェライト
は、飽和磁束密度が、せいぜい３〜５ＫＧと低く、すぐ
飽和してしまう。飽和させないようにするには、先のチ
ョークコイルの小型化のトレンドに逆行して大型化の方
向に進まなければならなくなる。
は、飽和磁束密度が、せいぜい３〜５ＫＧと低く、すぐ
飽和してしまう。飽和させないようにするには、先のチ
ョークコイルの小型化のトレンドに逆行して大型化の方
向に進まなければならなくなる。
【０００４】そこで、小型化への今後の対応として、高
い飽和磁束密度を持ち、かつ磁気損失の小さな、つまり
電気抵抗の大きな磁性材料が要求されている。
い飽和磁束密度を持ち、かつ磁気損失の小さな、つまり
電気抵抗の大きな磁性材料が要求されている。
【０００５】従来、金属磁性材料は、一般にその電気抵
抗が小さいために、これまでは、唯一金属磁性材料とし
ては比較的電気抵抗が大きい（約１００μΩｃｍ）珪素
鋼が使用されてきた。しかしながら、より高周波域で飽
和磁束密度が高く、フェライトのように損失の少ない材
料が望まれてきており、これを達成する方法としては、
粒界層を高電気抵抗物質で満たすことが必要であると考
えられた。ここで、渦電流損失は、材料の比抵抗に反比
例し、渦電流半径に比例するが、このような粒界層が切
断された組織形態であると渦電流半径は大きく、比抵抗
は小さくなり、渦電流損失が増大することになる。この
ことから、高電気抵抗物質を粒界層で分断させることな
く高密度に分布させることが必要と考えられた。即ち、
粒界層に均一に分散させる必要がある。従来は、金属粉
末と酸化物粉末を混合することが行われてきたが、金属
粒界だけではなく、金属粒内にも酸化物が侵入して存在
することもあり、飽和磁束密度の低下をもたらすことが
あった。
抗が小さいために、これまでは、唯一金属磁性材料とし
ては比較的電気抵抗が大きい（約１００μΩｃｍ）珪素
鋼が使用されてきた。しかしながら、より高周波域で飽
和磁束密度が高く、フェライトのように損失の少ない材
料が望まれてきており、これを達成する方法としては、
粒界層を高電気抵抗物質で満たすことが必要であると考
えられた。ここで、渦電流損失は、材料の比抵抗に反比
例し、渦電流半径に比例するが、このような粒界層が切
断された組織形態であると渦電流半径は大きく、比抵抗
は小さくなり、渦電流損失が増大することになる。この
ことから、高電気抵抗物質を粒界層で分断させることな
く高密度に分布させることが必要と考えられた。即ち、
粒界層に均一に分散させる必要がある。従来は、金属粉
末と酸化物粉末を混合することが行われてきたが、金属
粒界だけではなく、金属粒内にも酸化物が侵入して存在
することもあり、飽和磁束密度の低下をもたらすことが
あった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の従来技術
の欠点を除去し、高周波域において、従来より損失が小
さい、磁心材料として十分実用に供せる高電気抵抗で高
飽和磁束密度を有する金属磁性材料の製造方法を提供す
ることである。
の欠点を除去し、高周波域において、従来より損失が小
さい、磁心材料として十分実用に供せる高電気抵抗で高
飽和磁束密度を有する金属磁性材料の製造方法を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】種々の検討を行った結
果、以下に述べるような、高電気抵抗、かつ高飽和磁束
密度を有する金属磁性材料を提供することが可能である
製造方法を見い出した。
果、以下に述べるような、高電気抵抗、かつ高飽和磁束
密度を有する金属磁性材料を提供することが可能である
製造方法を見い出した。
【０００８】即ち、金属磁性材料である、例えば、純鉄
の低損失化として、粒界層を特定の酸化物により形成す
ることが有効であると考え、この特定の酸化物粉末と純
鉄の粉末とを混合、プレス成形し、焼結する時に、純鉄
粒の表面を酸化して、添加した酸化物を充分密着させる
ことで、厚み及び組成が均一で高抵抗な粒界層を持った
Ｆｅ焼結体を得ることができた。即ち、高抵抗な粒界層
が純鉄の粒子のまわりに均一に形成されることから、材
料の比抵抗が大きく、渦電流半径も小さくなるので、渦
電流損失を低減させることができる。しかも、純鉄の特
徴である高飽和磁束密度を保持する磁性材料を作製でき
る。
の低損失化として、粒界層を特定の酸化物により形成す
ることが有効であると考え、この特定の酸化物粉末と純
鉄の粉末とを混合、プレス成形し、焼結する時に、純鉄
粒の表面を酸化して、添加した酸化物を充分密着させる
ことで、厚み及び組成が均一で高抵抗な粒界層を持った
Ｆｅ焼結体を得ることができた。即ち、高抵抗な粒界層
が純鉄の粒子のまわりに均一に形成されることから、材
料の比抵抗が大きく、渦電流半径も小さくなるので、渦
電流損失を低減させることができる。しかも、純鉄の特
徴である高飽和磁束密度を保持する磁性材料を作製でき
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について、実
施例を用いて具体的に説明する。
施例を用いて具体的に説明する。
【００１０】（実施例１）酸化物微粉末（組成：Ｎａ
2Ｏ＝７.１％、Ａｌ2Ｏ3＝１０.９％、ＳｉＯ2＝４７.
２％、Ｋ2Ｏ＝１.３％、ＣａＯ＝２.６％、Ｃｒ2Ｏ3＝
７.８％、ＭｎＯ＝２.４％、Ｆｅ2Ｏ3＝１６.３％、Ｃ
ｏＯ＝４.３％、組成：Ｎａ2Ｏ＝２.６％、Ａｌ2Ｏ3
＝９.８％、ＳｉＯ2＝７０.６％、Ｋ2Ｏ＝３.９％、Ｃ
ａＯ＝８.８％、ＺｎＯ＝４.２％、Ｆｅ2Ｏ3＝０.２
％、組成：Ｎａ2Ｏ＝８.４％、Ａｌ2Ｏ3＝１３.３
％、ＳｉＯ2＝５０.０％、Ｋ2Ｏ＝１.２％、ＣａＯ＝
３.４％、Ｃｒ2Ｏ3＝６.６％、ＺｎＯ＝１１.３％、Ｆ
ｅ2Ｏ3＝５.８％、組成：Ｎａ2Ｏ＝１.４％、Ａｌ2Ｏ
3＝４１.０％、ＳｉＯ2＝３７.１％、Ｋ2Ｏ＝０.５％、
ＣａＯ＝２.１％、ＣｏＯ＝８.５％、ＺｎＯ＝９.３
％、組成：Ｎａ2Ｏ＝６.８％、Ａｌ2Ｏ3＝０％、Ｓｉ
Ｏ2＝７３.０％、Ｋ2Ｏ＝１.０％、ＣａＯ＝１９.３
％、ＣｏＯ＝０.０３％）をカルボニルＦｅ粉に対して
０.５％配合し、ボールミルにて２０時間混合し、その
後、プレスを成形圧５トン／ｃｍ2で行い、引き続き焼
結を真空中（約０.１ｔｏｒｒ）、及びいったんロータ
リーポンプによって排気しながら酸素分圧０.１％に制
御しつつ、９００℃×２０時間処理した。その後、外径
２５ｍｍ×内径１５ｍｍ×高さ５ｍｍのトロイダル形状
のリング試料を作製し、磁束密度（Ｂｓ）を測定した。
また、比抵抗測定用に幅１０ｍｍ×高さ５ｍｍ×長さ３
０ｍｍの棒状試料を作製し、４端子法により比抵抗の測
定を行った。また、溶製材の純鉄との比較を行った。
2Ｏ＝７.１％、Ａｌ2Ｏ3＝１０.９％、ＳｉＯ2＝４７.
２％、Ｋ2Ｏ＝１.３％、ＣａＯ＝２.６％、Ｃｒ2Ｏ3＝
７.８％、ＭｎＯ＝２.４％、Ｆｅ2Ｏ3＝１６.３％、Ｃ
ｏＯ＝４.３％、組成：Ｎａ2Ｏ＝２.６％、Ａｌ2Ｏ3
＝９.８％、ＳｉＯ2＝７０.６％、Ｋ2Ｏ＝３.９％、Ｃ
ａＯ＝８.８％、ＺｎＯ＝４.２％、Ｆｅ2Ｏ3＝０.２
％、組成：Ｎａ2Ｏ＝８.４％、Ａｌ2Ｏ3＝１３.３
％、ＳｉＯ2＝５０.０％、Ｋ2Ｏ＝１.２％、ＣａＯ＝
３.４％、Ｃｒ2Ｏ3＝６.６％、ＺｎＯ＝１１.３％、Ｆ
ｅ2Ｏ3＝５.８％、組成：Ｎａ2Ｏ＝１.４％、Ａｌ2Ｏ
3＝４１.０％、ＳｉＯ2＝３７.１％、Ｋ2Ｏ＝０.５％、
ＣａＯ＝２.１％、ＣｏＯ＝８.５％、ＺｎＯ＝９.３
％、組成：Ｎａ2Ｏ＝６.８％、Ａｌ2Ｏ3＝０％、Ｓｉ
Ｏ2＝７３.０％、Ｋ2Ｏ＝１.０％、ＣａＯ＝１９.３
％、ＣｏＯ＝０.０３％）をカルボニルＦｅ粉に対して
０.５％配合し、ボールミルにて２０時間混合し、その
後、プレスを成形圧５トン／ｃｍ2で行い、引き続き焼
結を真空中（約０.１ｔｏｒｒ）、及びいったんロータ
リーポンプによって排気しながら酸素分圧０.１％に制
御しつつ、９００℃×２０時間処理した。その後、外径
２５ｍｍ×内径１５ｍｍ×高さ５ｍｍのトロイダル形状
のリング試料を作製し、磁束密度（Ｂｓ）を測定した。
また、比抵抗測定用に幅１０ｍｍ×高さ５ｍｍ×長さ３
０ｍｍの棒状試料を作製し、４端子法により比抵抗の測
定を行った。また、溶製材の純鉄との比較を行った。
【００１１】上述の酸化物の組成を表１に示し、また、
結果を表２に示す。
結果を表２に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【００１４】表２より、実施例の試料は、比較試料より
も抵抗値が格段に高く、遷移金属であるＴｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇの各酸化物が
含有されたものでは、Ｂｓの低下を抑制しつつ、電気抵
抗が純鉄に比較して１桁高い値を示しているが、遷移金
属含有量が０.０５％以下である実施例では、電気抵
抗の低下傾向が認められる。このことから、遷移金属を
含むものは、高周波特性が良好であるとが十分予想され
る。
も抵抗値が格段に高く、遷移金属であるＴｉ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇの各酸化物が
含有されたものでは、Ｂｓの低下を抑制しつつ、電気抵
抗が純鉄に比較して１桁高い値を示しているが、遷移金
属含有量が０.０５％以下である実施例では、電気抵
抗の低下傾向が認められる。このことから、遷移金属を
含むものは、高周波特性が良好であるとが十分予想され
る。
【００１５】（実施例２）酸化物微粉末（組成：Ｎａ2
Ｏ＝７.１％、Ａｌ2Ｏ3＝１０.９％、ＳｉＯ2＝４７.２
％、Ｋ2Ｏ＝１.３％、ＣａＯ＝２.６％、Ｃｒ2Ｏ3＝７.
８％、ＭｎＯ＝２.４％、Ｆｅ2Ｏ3＝１６.３％、ＣｏＯ
＝４.３％）をカルボニルＦｅ粉に対して０.５％配合
し、ボールミルにて２０時間混合し、その後、プレスを
５トン／ｃｍ2で行い、引き続き焼結を真空中（約０.１
ｔｏｒｒ）、及びいったんロータリーポンプによって排
気しながら酸素分圧０.１，０.５，１，５，８％に制御
しつつ、９００℃×２０時間処理した。その後、外径２
５ｍｍ×内径１５ｍｍ×高さ５ｍｍのトロイダルリング
を作製し、Ｂｓを測定した。また、比抵抗測定用に幅１
０ｍｍ×高さ５ｍｍ×長さ３０ｍｍの棒状な試料を作製
し、４端子法により比抵抗の測定を行った。また、溶製
材の純鉄との比較を行った。結果を表３に示す。
Ｏ＝７.１％、Ａｌ2Ｏ3＝１０.９％、ＳｉＯ2＝４７.２
％、Ｋ2Ｏ＝１.３％、ＣａＯ＝２.６％、Ｃｒ2Ｏ3＝７.
８％、ＭｎＯ＝２.４％、Ｆｅ2Ｏ3＝１６.３％、ＣｏＯ
＝４.３％）をカルボニルＦｅ粉に対して０.５％配合
し、ボールミルにて２０時間混合し、その後、プレスを
５トン／ｃｍ2で行い、引き続き焼結を真空中（約０.１
ｔｏｒｒ）、及びいったんロータリーポンプによって排
気しながら酸素分圧０.１，０.５，１，５，８％に制御
しつつ、９００℃×２０時間処理した。その後、外径２
５ｍｍ×内径１５ｍｍ×高さ５ｍｍのトロイダルリング
を作製し、Ｂｓを測定した。また、比抵抗測定用に幅１
０ｍｍ×高さ５ｍｍ×長さ３０ｍｍの棒状な試料を作製
し、４端子法により比抵抗の測定を行った。また、溶製
材の純鉄との比較を行った。結果を表３に示す。
【００１６】
【００１７】表３より、実施例の試料は、比較試料より
も抵抗値が格段に高く、酸素分圧８％では、Ｂｓの低下
が認められることから、酸素分圧を５％以下にすること
により、Ｂｓの低下を抑制しつつ、電気抵抗の高いＦｅ
に対して焼結時酸素分圧が０.１〜５％の範囲におい
て、優れた特性、つまり高周波特性が良好であることが
十分予想される。
も抵抗値が格段に高く、酸素分圧８％では、Ｂｓの低下
が認められることから、酸素分圧を５％以下にすること
により、Ｂｓの低下を抑制しつつ、電気抵抗の高いＦｅ
に対して焼結時酸素分圧が０.１〜５％の範囲におい
て、優れた特性、つまり高周波特性が良好であることが
十分予想される。
【００１８】
【発明の効果】以上、述べたごとく、酸化物粉末とし
て、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａ
ｇの各元素の酸化物のうちの少なくとも一種を合計で金
属磁性粉末に対し、０.０５重量％以上含み、更に、Ｎ
ａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｎ，Ｐｂよりなる
群から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物を金属磁
性粉末と混合、成形し、酸素分圧の範囲を０.１〜５％
の状態で焼結することによって、高周波特性が良好な磁
性材料が得られる。
て、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，
Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａ
ｇの各元素の酸化物のうちの少なくとも一種を合計で金
属磁性粉末に対し、０.０５重量％以上含み、更に、Ｎ
ａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｎ，Ｐｂよりなる
群から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物を金属磁
性粉末と混合、成形し、酸素分圧の範囲を０.１〜５％
の状態で焼結することによって、高周波特性が良好な磁
性材料が得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】 磁性金属粉末と酸化物粉末とを混合、プ
レス成形、焼結する磁性材料の製造方法であって、前記
酸化物粉末として、Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｔｃ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｄ及びＡｇからなる各元素の酸化物粉末の
うちの少なくとも一種を前記磁性金属粉末に対し、合計
で０.０５重量％以上含み、更にＮａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｎ及びＰｂからなる各元素の酸化物粉
末のうち少なくとも一種を含むことを特徴とする金属磁
性材料の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁性材料の製造方法にお
いて、焼結雰囲気として、酸素分圧の範囲を０.１〜５
％とすることを特徴とする金属磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087649A JPH09249933A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 金属磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8087649A JPH09249933A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 金属磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09249933A true JPH09249933A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13920823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8087649A Withdrawn JPH09249933A (ja) | 1996-03-14 | 1996-03-14 | 金属磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09249933A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190122794A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Coil electronic component |
-
1996
- 1996-03-14 JP JP8087649A patent/JPH09249933A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190122794A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Coil electronic component |
| US10796829B2 (en) * | 2017-10-24 | 2020-10-06 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Coil electronic component |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20041108 |