JPS5950138A - 交流特性の優れた軟磁性材料及びその製造法 - 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】 （イ）技術分野 本発明は、交流特に高周波域において優れた磁気特性を
有する拐料に関する。

（口）技術の背景 軟磁性材料は、磁界の変化に対して、鋭敏な磁束密度を
生じ、且つ小い磁界で大きな磁束密度を生じることが必
要である。一般に磁気特性は、最大磁束密度Ｂｍａｘ．
保磁力Ｈｃ．最大透磁率１ｔｍａｘ等て評価され、軟磁
性拐としては、Ｂｍａｘ　　が高く、Ｈｃが小さく、μ
ｍａｘが太きいものが望ましい。更にヒステリシスロス
ｗｈ　　も小さい方が望ましい。

コイルに流す電流の周波数を次第に高くしてゆくと、磁
界の変化が速くなり、磁性材の内部においては、磁壁が
運動するため、ヒステリシスロスｗｈが増加する。又コ
イル電流による渦電流が磁性体内に発生し、渦電流損失
となる。従って周波数が高くなるに従って、磁気エネル
ギーとはならず、熱エネルギーとなって損失されるエネ
ルギーが増えてくる。このため高周波域で使用される磁
性材料は、種々の材料が開発されてきたが、未だ充分な
ものが得られていない。

渦電流損失は一般に Ｑ−Ｋ・−・ｆ２・ｒ２ ρ で表わされる。Ｋは定数、ρは比抵抗、ｆは周波数、ｒ
は磁化方向に垂直な断面の外接円径である。

即ち、損失を小さくするにはρを大きくするか、ｒを小
さくするかしか方法がない。このため従来の方法の第１
は、ρが１０３〜ｌＯΩ・ｍのレベルの高抵抗なフェラ
イトを用いることであつｋ。しかしこの方法の欠点は、
磁束密度がせいぜい数ＫＧ　　Ｌか得られないことであ
った。

第２の方法は、ダストコアで、樹脂モールドで微細鉄粉
を成形することによって、個々の粒子を小さく、かつ絶
縁し、結果的にロスを小さくするものである。しかし乍
らこの方法も、抵抗値は１０８Ω・ｍ　のレベルである
が、磁束密度がＩＫＧ以下と極端に低いことが問題であ
った。

０９発明の開示 本発明は、これらの問題を解決し、高周波域においても
高い磁束密度が得られ、且つ損失の少い交流特性の優れ
た磁性材料を供せんとするものである。本発明の骨子は
、優れた軟磁性金属又は合金を素原料どし、これらを微
小な粉末にすることにより、上記ｒを小さくシ、かつ、
粒子間を極めて薄い絶縁膜で絶縁すると共に、絶縁膜の
固着力によって固化結合することと、この絶縁膜にフッ
素樹脂を選択したことにある。これらの発明により、従
来不可能とされていた高磁束密度、低損失を得ることが
可能になった。高磁束密度を得るためには、体積あたり
の絶縁相の量が充分低いことが不可欠である。本発明の
フッ素面１指の場合には、その量は重量％に直して、０
．５〜５％の範囲である。０．５％以下になると、絶縁
効果が不足するため、磁束密度は高くても損失が大きく
なるため適してない。また、５％以」二では最大磁束密
度Ｂ５が急激に低下するので好ましくない。さて、フッ
素樹脂を用いることは、本発明において、特に重要な点
の１つである。

従来エポキシ樹脂等を用いる試みは実験室的にも行われ
てきたが、液状の樹ｊ指を用いることが本質的に粉末冶
金技術と適合せず、又凝固時の大きな寸法変化も問題で
あった。

しかるにフッ素樹脂は、固体粒子として得られるうえ、
超微粉（０，８μｍ程度）が容易に得られるため金属粉
末粒子の周囲に分散固着させることができる。更にフッ
素樹脂の固定粒子はある温度で焼結することが可能であ
るために、あたかも金属粉末成型品を焼結するのと同様
の工程で混合粉成型体を焼結することができる。第１図
口よ本発明品の構造及び製法を説明する模式図であり、
樹脂混合粉末粒子は（イ）に示す如く金属粉末粒子ｌの
周囲にフッ素樹脂粉末２が分散固着している。これを金
型で型押成型した成型体３はこの集合体であり、これを
焼結することによって焼結体４・が得られ、金属粒子は
周囲のフッ素樹脂の絶縁層２′に緻密に取りまかれた構
造となる。

フッ素樹脂は、化学的に安定で水分に対する安定性も高
く、経年変化や耐熱性も優れており、」ユ記の如く製造
プロセスの点も好適であり、製品性能の面でも優れてい
る。フッ素樹脂としては、４・フッ化エチレン、４１フ
ッ化エチレン−６７フ化フロピレン共重合樹脂、３フツ
化塩化エヂレン等のいずれを用いても可能である。

第２図は本発明の実施例である鉄と２％４．フッ化エチ
レン樹脂成型品と従来品の１つであるＳ　−１８積層品
とのヒステリシス特性を比較するヒステリシス曲線であ
る。５は本発明材の５００　Ｈ２における特性、６が従
来材の５００Ｈ２での特性、７及び８は本発明材と従来
材の５　ＫＨｚでの特性を示す。図でわかるように本発
明材は従来材に較べてヒステリシス損失が小さく、特に
高周波域での損失が小さいことがわかる。

以下実施例によって詳細に説明する。

実施例 アトマイズ純鉄粉−４・０メツシユ、見掛密度２、り、
Ｆ／ｃｃの周囲に平均粒径０３μｍの４・フッ化エチレ
ンの超微粉を分散させ、金型によって　〆４・０×、％
２７ｘ５〃＋ｍに成形した後、約８７０°Ｃで３０分間
焼成した。

・１．フッ化エチレンの添力１０辻を０．５〜２０％に
変えた時の交流（ｉ　０　ＨｚにＪ）・ける最大磁束密
度Ｂｓ　　と、保磁力Ｈｃ　　を第１図に示す。

０５％以下−Ｃは充分な効果がなく、５％以」−ではＨ
ｃ　　が良くなるもののＢｓ　　が急激に低下するので
望ましくない。

純鉄粉末粒度は、４，０メツシュ以上であると、磁束は
人ぎくなって性能は良いが、複雑形状の成形性で問題が
あるため４，０メツシユ以下が望ましい。

に）産業上の利用＋＋Ｊ能性 本発明の磁性４」料は純鉄粉の如き安価で高性能ｌｊ：
　４４′（”ｌの他、軟磁″Ｐｌ−ＩＪとして知られて
いる。Ｆｅ−５＋＋　　士ンダスト、Ｆｅ−Ａ１合金、
パーマロイ、スーパーマロイ、フエライ＋−系、電ｍス
テンレス、非晶質磁′１ｍ　４４等にも応用することが
できる。いづれの場合も、交流１冒１」：や経済性の優
れた交流用軟磁性材部品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明材の構造及び製法を説明するための模式
図、第２図は従来材と本発明材とのヒステリシス曲線で
あり、第３図はフッ素樹脂の量による磁気特性の変化を
示す説明図である。 ｌ；金属粒子、２；フッ素樹脂粉末、２′；フッ素附脂
、８；成型体、４・；焼結体、５；本発明材の５００　
Ｈ２でのヒステリシス曲線、６；従来材の５００Ｈｚで
のヒステリシス曲線、７；本発明材の５ＫＨ２でのヒス
テリシス曲線、８；従来材の５ＫＨ２でのヒステリシス
曲線、９；最大磁束密度、１０；保磁力。 ７１図 芳２図 磁界■粗さく○ｅ） ７３閃 →ｗｔ％４　フヅイＬＬ＋レン樹椙

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟磁性金属又は合金粉末粒子の周囲が０．５　重
   量％以」１５重量％以下のフッ素樹脂によって囲まれた
   ４１ケ造の成型体もしくは焼結体であることを特徴とす
   る特許
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の材料において、金属
   又は合金粉末粒子が粒度４・０メツシユ以下の純鉄粉末
   、Ｆｅ−Ｓｉｙ　　七ンダスト、Ｆｅ−Ａｌ合金、パー
   マロイ、スーパーマロイ、フェライト系電磁ステンレス
   、非品質磁性料粉末であることを特徴とする交流特性の
   優れた軟磁性材料。
3. （３）軟磁性金属又は合金粉末９５重量％以上９９．５
   重ｔ，′Ｃ％以下と粒径１μｍ　以下のフッ素樹脂粉末
   と、を混合し、この混合粉末を加圧成型するか、または
   更にそれを焼結することを特徴とする交流特性の優れた
   軟磁性材料の製造法。
4. （４）特許請求の範囲第３項記載の製造法において金属
   又は合金粉末の粒度が４．　０メツシユ以下てあること
   を特徴とする交流特性の優れた軟磁性材料の製造法。