JPS63115309A - 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】 〔技術分野〕 本発明は磁性合金粉末等の軸磁性粉末及びそれを用いた
圧粉磁心に関する。

〔従来技術とその問題点〕

非晶質磁性合金は高透磁率、低保磁力等の優れた軟磁気
特性を有するので、最近変圧器、電動機、ヨーク材イン
ダクタ、磁気ヘッドとして研究され、また一部実用化さ
れている。これらの非晶質合金は、鉄、ニッケル及びコ
バルトを基本金属成分とし、半金属元素としてリン、ホ
ウ素、ケイ素、炭素を用い、また必要に応じて他の元素
例えばチタン、アルにクム、ジルコニウム、モリブデン
、タンタル、Ｃｒ）Ｗ１ニオブ、ハフニウム等を加え、
共晶点近傍の組成を有するように混合し、高温溶融状態
から超急冷して得られるものである。

非晶質合金は、フィルムまたは繊維、粉末として得られ
、フィルムの場合には粉砕を行って粉末とする。これら
から磁心を製造するにはガラス或いはエポキシ樹脂等の
バインダーを用い、圧縮成形する。一方従来から知られ
ているパーマロイ、七ンダスシ等の軟磁性合金粉末はバ
インダーとしてＳ！０．及びＭｇＯを混合し、ｆ　Ｏ〜
２０　ｔ　／ｅｘ”の強圧をかけて圧縮成形する。バイ
ンダーが多量であると透磁率及び磁束密度が低下するの
で一般には少量を用いるが、逆に磁性金属粒子同志が接
触する機会が多くなるため圧粉体の電気抵抗が小さくな
り、渦電流により高周波側ではパワー田スが増え、また
透磁率も低下する。また、バインダーの量が少ないと機
械的強度が低下する。

上記の欠陥を克服するために、磁性合金のうち非晶質合
金の表面を酸化して酸化被膜を形成することが提案され
ている（特開昭５９−１７９７２９号、特開昭６０−２
６６０５号）、、このような酸化被膜は非晶質合金粉末
を水と共にオートクレーブ中に装入し、高温及び水蒸気
による高圧下、酸化雰囲気中で数時間ないし数日間処理
して粉末粒子の表面にＦｅ３０４　、ｃ６３ｏ、　、Ｎ
ｉ　Ｏ等を生成することにより形成される。これにより
粉末の成形性が改善され、透磁率が高くなると報告され
ている。

主成分が鉄である非晶質磁性合金の場合は酸化被膜はＦ
ｅ３０４が主体である。ところが周知のようにＦｅ５０
４は良導体であるから（ＣＯ，Ｏ，もそうであり、Ｎｌ
ＯはＮｉ”十を生じ易く導電性が一般的である）、高周
波側の諸特性の改善には不十分である。

また、酸化工程は設備と長時間を要する。

本発明者の一人は、先きに各粒子の表面にリン酸塩被膜
を形成したことを特徴とする非晶質磁性合金粉末及びそ
れを圧粉成形して成る磁心を提供した（特願昭６０−１
６１１６５号）。

同粉末は表面に結縁性の高いリン酸塩被膜を有するから
非晶質磁性合金の特性を安定化して空気中の酸素による
酸化に起因する特性の経時変化を防止することができ、
信頼性の高い磁心として広い用途に適用できる。またリ
ン酸塩被膜は簡単な工程で短時間に形成できる。またこ
の粉末は成形性が良いので無機・有機のバインダーは少
量用いれば良く（用途によっては用いなくても良い）、
高密度磁心とすることができるので高磁束密度を有し、
しかも高絶縁性のため周波数特性が良くなる。この場合
のリン酸塩はリン酸亜鉛、リン酸マンガン、リン酸カド
ミウム、リン酸カルシウム、リン酸鉄であったが、いず
れも単独のリン酸塩を用いたものであった。ところが、
これらによる表面被覆を行った合金粉末を用いた圧粉磁
心は絶縁性が十分でなかったり、高周波帯域において磁
気特性が十分でないことが分った。

〔発明の目的〕

従って、本発明の目的は、絶縁性の高い表面被膜を形成
した磁性金属粉末及び特性の良い金属圧粉磁心を提供す
ること、特に非晶質磁性合金粉末及び圧粉磁心を提供す
ることにある。

〔発明の構成と効果の概要〕

本発明は、粒子の表面にリン酸鉄と亜鉛及びマンガン等
の他のリン酸塩との複合塩をリン酸鉄／他のリン酸塩の
原子比が１７２以下、好ましくは１／２０〜１／２の割
合で被覆したことを特徴とする磁性合金特に非晶質磁性
合金粉末を提供する。

本発明によると、絶縁性も磁性も良い磁性粉末が提供さ
れる。すなわち、本発明は、非晶質磁性合金等の磁性金
属の特性を安定化して空気中の酸素による酸化に起因す
る特性の経時変化を防止することができ、信頼性の高い
磁心として広い用途に適用できる。またリン酸塩被膜は
簡単な工程で短時間ｒｆｃ形成できる。さらにこの粉末
は成形性が良いので無機・有機のバインダーは少量用い
れば良く（用途によっては用いなくても良い）、高密度
磁心とすることができるので高磁束密度を有し、しかも
高絶縁性のため損失が少なく、周波数特性が良くなり、
高周波まで７ラツトな透磁率が得られる。特に、リン酸
鉄の存在は磁気特性のうち保磁力を減じ、鉄損を減じ、
且つ周波数特性を平坦にするのに効果的である。

〔発明の詳細な説明〕

以下の例は非晶質合金に限定して説明するが、パーマ豐
イ等の磁性合金にも本発明は適用できる。

本発明で用いる非晶質磁性合金は公知のいかなる組成の
ものでも良い。すでに述べたように、鉄、ニッケル、コ
バルトの少なくとも１種を基本成分として用い、半金属
としてリン、炭素、ホウ素、ケイ素の少なくとも１種を
用い、さらに必要に応じてアルミニウム、チタン、り四
ム、マンガン、モリブデン、タンタル、バナジウム、ジ
ルコニウム、銅、ニオブ、タングステン、タリウム、レ
ニウム、白金、金、銅、バナジウム、四ジクム、ルビジ
ウム、ハフニウム、希土類元素の少なくとも１種の元素
を用いる。好ましい組成は用いる各２元素間の共晶点近
傍のものである。この非晶質合金は公知の任意の方法で
溶融状態から超急冷することによりフィルム状または粉
末状として得ることができる。例えばアトマイズ法、溶
射法、双田−ル法、単シール法等各種の方法で製造する
ことができる。フィルム状で非晶質合金が得られる場合
には水素脆化し、或いは他の脆化処理の後粉砕して粉末
化することができる。

得られた非晶質磁性合金粉末は本発明に従って粒子表面
にＦｅとｚｎ及びＭｎ等の他のリン酸塩との複合リン酸
塩被膜を形成される。リン酸塩被膜の形成には画壇を含
むリン酸塩溶液中に非晶質磁性合金粉末を浸漬し、比較
的高い温度で短時間処理する。例えば６０〜１００℃に
加熱したリン酸塩濃度数製の水溶液で数分〜３０分程度
処理すれば良い。これにより、非晶質磁性合金粒子の表
面に所定のＦｅ−Ｚｎ％　Ｆｅ−Ｍ１１ＸＦ＠−Ｍｎ−
Ｚｎなどのリン酸塩が膜状に付着する。

表面処理を終えた非晶質磁性合金粉末は、次に所定の磁
心形状に圧粉成形される。その際にバインダーとしてガ
ラスまたは合成樹脂（ポリイミド等）を少量、例えば２
０ｗｔ％程度まで加えても良い。或いは少量の潤滑剤を
加えて圧粉成形性を増大することもでき、この場合には
バインダーは用いなくても良い。

本発明の磁性粉末は高絶縁性の表面リン酸塩被膜のため
安定性、高電気抵抗性及び成形性が改善される。またこ
のために磁心の透磁率も高くでき、さらに高周波特性も
改善される。

リン酸塩の形態は未だ確認していないが、混合物又は複
合塩または両者の形が考えられるが、単独塩の場合に比
べて表面組織が極端にちがう点からすると、複合塩であ
るかも知れない。本明細書では「混合物及び／又は複合
塩」として表現するが、要するに水溶液から共沈によっ
て形成される塩のことを意味するものとする。

リン酸鉄／他のリン酸鉄の割合は原子比で１／２以下、
好ましくは１７２０〜１／２である。この範囲にあれば
保磁力が小さく、鉄損が小さい。リン酸鉄の量が１７２
を超えると透磁率の周波数特性及び鉄損で劣る。一方、
リン酸鉄の量が少な過ぎると、保磁力、鉄損が劣化する
。

次に実施例を説明する。

実施例１ Ｆｅ７Ｂ％−８３９％−Ｂ１３％（ａｔｍ）の組成の溶
融合金を単四−ｙ法を用いて超急冷し、厚さ２５μｍ１
　幅１００■の非晶質磁性合金のリボンを製造した。次
に４５０℃、１時間脆化処理をし、その後粉砕して２０
〜８０メツシユの粉末にした。

５％のリン酸マンガン系処理液を用意し、約７０℃で１
５分間処理し粒子表面にリン酸マンガン被膜を形成した
。その後熱風中で合金粉末を乾燥して、目的とする磁性
粉末とした。この被膜を化学的に分析したところ、８ａ
ｔｍ％のリン酸鉄が含有されていた。これは処理液中に
磁性粉の鉄が溶出したためである。

この粉末に耐熱性有機被膜としてポリイミドを樹脂分が
５ｗｔ％となる様被覆させ、成型金型に装入し、４６０
’Ｃ，８００ＭＰｍの条件下１分間圧粉成型して外径３
１＋ｗ、内径１９霞、厚さ５■のトｐイダル磁心を得た
。これに導線をコイル状に巻き磁気特性を測定した。こ
の結果を表１に示す０ 実施例２ 実施例１において、リン酸鉄溶液を加えリン酸塩被膜を
形成した。この時のリン酸鉄の含有量は２５ａｔｒｎ％
　であった。これを用いト四イダルコアを製造した。そ
の結果を表１に示す。

実施例５ 実施例２においてりン酸鉄の含有量を４４％とし、実施
例１と同様にト四イダルコアを製造した。

その結果を表１に示した。

比較例 実施例２においてリン酸鉄の含有量を５６％とし実施例
１と同様にトレイダルコアを製造した。

その結果を表１に示した。

〔作用効果〕

上記の結果から、本発明は鉄のリン酸塩を約５〜５０　
ａｔ％の割合で含有する複合塩を用いた被覆により、磁
性粉は安定化され、また鉄損は小さく抑えることができ
る。初透磁率は本発明のものは鉄分が多いものよりも明
らかに低いが、その周波数特性はフラットで極めてすぐ
れたものであることが分る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粒子表面にリン酸鉄／他のリン酸塩の原子比で１／
   ２以内の割合でリン酸複合塩被覆を形成した磁性粉末。 ２、他のリン酸塩がリン酸亜鉛及びリン酸マンガンより
   選ばれた少なくとも１種である前記第１項記載の磁性粉
   末。 ３、リン酸鉄／他のリン酸塩の比が１／２より小さい前
   記第１項または第２項記載の磁性粉末。