JPWO2019168159A1 - 磁性コアとその製造方法、およびコイル部品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数の軟磁性層が積層されてなり、軟磁性層にはクラックが形成してある磁性コアである。軟磁性層はFeを主成分とする。軟磁性層は組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなる。X1はCoおよびNiからなる群から選択される1種以上、X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1種以上、MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,VおよびWからなる群から選択される1種以上である。a〜fおよびα,βが所定の範囲内である。ナノヘテロ構造またはFe基ナノ結晶からなる構造が軟磁性層に観察される。
【選択図】図3
Description
複数の軟磁性層が積層されてなり、前記軟磁性層にはクラックが形成してある磁性コアであって、
前記軟磁性層はFeを主成分とし、
前記軟磁性層は組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなり、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1種以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1種以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,VおよびWからなる群から選択される1種以上であり、
0≦a≦0.140
0.020<b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.180
0≦e<0.040
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,c,dのうち1種以上が0より大きく、
非晶質および微結晶からなり前記微結晶が前記非晶質中に存在するナノヘテロ構造が前記軟磁性層に観察されることを特徴とする。
複数の軟磁性層が積層されてなり、前記軟磁性層にはクラックが形成してある磁性コアであって、
前記軟磁性層はFeを主成分とし、
前記軟磁性層は組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなり、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1種以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1種以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,VおよびWからなる群から選択される1種以上であり、
0≦a≦0.140
0.020<b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.180
0≦e<0.040
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,c,dのうち1種以上が0より大きく、Fe基ナノ結晶からなる構造が前記軟磁性層に観察されることを特徴とする。
平均クラック間隔(mm)=(仮想線Bの合計長さ)/(交差点Dの数)・・・式(1)
前記軟磁性層は組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなり、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1種以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1種以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,VおよびWからなる群から選択される1種以上であり、
0≦a≦0.140
0.020<b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.180
0≦e<0.040
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,c,dのうち1種以上が0より大きいことが特徴である。
X(%)=100−(Ic/(Ic+Ia)×100)…(1)
Ic:結晶性散乱積分強度
Ia:非晶性散乱積分強度
熱処理後の軟磁性薄帯のそれぞれに、接着層を形成する。接着層の形成は、公知の方法を用いて行うことができる。例えば、軟磁性薄帯に対し、樹脂を含んだ溶液を薄く塗布し、溶剤を乾燥させることにより、接着層を形成してもよい。また、両面テープを軟磁性薄帯に貼り付け、貼り付けた両面テープを接着層としてもよい。この場合の両面テープとしては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの両面に、接着剤が塗布されたものを用いることができる。
接着層が形成された複数の軟磁性薄帯にクラックを発生させ、小片化させる。クラックを発生させる方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、軟磁性薄帯に外力を加えてクラックを発生させてもよい。外力を加えてクラックを発生させる方法としては、例えば、金型で押し割る方法、圧延ロールに通して折り曲げる方法等が知られている。さらに、上記の金型や圧延ロールに予め決められた凹凸パターンを設けてもよい。
次に、クラックが形成され小片化された複数の軟磁性薄帯を、それぞれ所定の形状に打ち抜く。図1に示す通り、本実施形態では、中央を円形状に打ち抜いている。打ち抜き工程は、公知の方法を用いることができる。例えば、所望の形状を有する抜型と面板との間に軟磁性薄帯を挟み、面板側から抜型側、あるいは抜型側から面板側に向けて加圧して行うことができる。なお、打ち抜き前に軟磁性薄帯に接着層が形成されている場合には、軟磁性薄帯を接着層とともに打ち抜く。
打ち抜かれた複数の軟磁性薄帯同士を、接着層を介して厚み方向に重ねて積層することにより、本実施形態の磁性コア10を得ることができる。また、積層方向(図1および図2のz軸方向)における一端側および他端側のそれぞれに、保護膜13を形成してもよい。保護膜13の形成方法は任意である。
<軟磁性薄帯の作製>
下表に示す各実施例および比較例の合金組成となるように原料金属を秤量し、高周波加熱にて溶解し、母合金を作製した。
熱処理後の各薄帯における微細構造をX線回折測定(XRD)、および透過電子顕微鏡(TEM)を用いた観察で確認した。具体的には、各薄帯にFe基ナノ結晶からなる構造、ナノヘテロ構造、または非晶質(アモルファス)のみからなる構造のいずれの構造が観察されるかを観察した。なお、Fe基ナノ結晶からなる構造は結晶構造がbccであった。
まず、得られた軟磁性薄帯に、樹脂溶液を塗布した。その後、溶剤を乾燥させ、軟磁性薄帯の両面に厚さが各1〜2μm程度である接着層を形成することで、接着層を具備した磁性シートを作製した。
磁性コアの保磁力Hcbは薄帯の保磁力Hcaと同様に直流BHトレーサーを用いて磁場5kA/mで測定した。なお、30個の磁性コアそれぞれについて保磁力を測定し、平均することでHcbを求めた。
実験例2では、軟磁性薄帯の組成を表3〜表12に示す範囲で変化させた点以外は実験例1の試料No.7〜11と同条件で実施した。
実験例3では、作製した母合金を加熱して得られる溶融状態の金属の温度を変化させ、さらに、熱処理の有無、熱処理温度および熱処理時間を変化させた点以外は、実験例2の試料番号45と同条件で実施した。結果を表13および表14に示す。なお、表13では、便宜上、熱処理を行わない実施例および比較例では、熱処理前の結晶平均粒径および微細構造と、熱処理後の結晶平均粒径および微細構造と、が同一であるとしている。
実験4では、磁性材料の占積率を変化させた点以外は実験例1の試料番号7と同条件で実施した。結果を表15および表16に示す。
12・・・軟磁性層
13・・・保護膜
14・・・接着層
A・・・中央面
B・・・仮想線
C・・・クラック
D・・・交差点
Claims (13)
- 複数の軟磁性層が積層されてなり、前記軟磁性層にはクラックが形成してある磁性コアであって、
前記軟磁性層はFeを主成分とし、
前記軟磁性層は組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなり、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1種以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1種以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,VおよびWからなる群から選択される1種以上であり、
0≦a≦0.140
0.020<b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.180
0≦e<0.040
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,c,dのうち1種以上が0より大きく、
非晶質および微結晶からなり前記微結晶が前記非晶質中に存在するナノヘテロ構造が前記軟磁性層に観察されることを特徴とする磁性コア。 - 前記微結晶の平均粒径が0.3〜5nmである請求項1に記載の磁性コア。
- 複数の軟磁性層が積層されてなり、前記軟磁性層にはクラックが形成してある磁性コアであって、
前記軟磁性層はFeを主成分とし、
前記軟磁性層は組成式(Fe(1−(α+β))X1αX2β)(1−(a+b+c+d+e+f))MaBbPcSidCeSfからなり、
X1はCoおよびNiからなる群から選択される1種以上、
X2はAl,Mn,Ag,Zn,Sn,As,Sb,Cu,Cr,Bi,N,Oおよび希土類元素からなる群より選択される1種以上、
MはNb,Hf,Zr,Ta,Mo,VおよびWからなる群から選択される1種以上であり、
0≦a≦0.140
0.020<b≦0.200
0≦c≦0.150
0≦d≦0.180
0≦e<0.040
0≦f≦0.030
α≧0
β≧0
0≦α+β≦0.50
であり、
a,c,dのうち1種以上が0より大きく、
Fe基ナノ結晶からなる構造が前記軟磁性層に観察されることを特徴とする磁性コア。 - 前記Fe基ナノ結晶の平均粒径が5〜30nmである請求項3に記載の磁性コア。
- 前記軟磁性層が、平均クラック間隔が0.015mm以上1.0mm以下となるように、小片に分割されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の磁性コア。
- 前記磁性コアにおける磁性材料の占積率が、70.0%以上99.5%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の磁性コア。
- 0.020≦a≦0.100である請求項1〜6のいずれかに記載の磁性コア。
- 0.050≦a≦0.80である請求項1〜7のいずれかに記載の磁性コア。
- 0.730≦1−(a+b+c+d+e+f)≦0.950である請求項1〜8のいずれかに記載の磁性コア。
- α=0である請求項1〜9のいずれかに記載の磁性コア。
- β=0である請求項1〜10のいずれかに記載の磁性コア。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の磁性コアとコイルとを有するコイル部品。
- 複数の軟磁性薄帯を、それぞれ小片化処理する工程と、
前記小片化処理された複数の軟磁性薄帯を、厚み方向に積層する工程と、を有することを特徴とする磁性コアの製造方法。
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