KR100499014B1 - 성형성이 개선된 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아및 그의 제조방법 - Google Patents

성형성이 개선된 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성형성이 개선된 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 (a) 비정질 또는 나노결정 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조하는 단계;(b) 결합제(Binder)인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 바인더용액을 제조한 후 상기 혼합입자 분말의 표면에 바인더를 코팅하는 단계; (c) 상기 코팅된 혼합입자 분말을 상온에서 성형하는 단계; 및 (d) 열처리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 비정질 또는 나노결정의 혼합 합금분말은 종래의 비정질 또는 나노결정 합금 분말만을 사용하였을 경우 보다 낮은 압력에서 성형이 가능하며, 성형밀도가 높고 표면크랙이 거의 없음에 따라 생산 실수율이 크게 향상된다.
따라서 본 발명에 의하면 성형밀도가 높고 입자간 절연이 양호하여 주파수 의존성이 적으며, 고주파수 대역에서도 투자율값의 변화가 작으며 수㎑에서 수십㎒ 주파수 대역의 전기 및 전자 디바이스용 자기소자로서 이용 가능한 성형성이 우수한 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아를 제조할 수 있다.

Description

성형성이 개선된 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아 및 그의 제조방법{The amorphous metal alloy powder core and nano-crystal alloy powder core having superior plasticity and methods of manufacturing the same}
본 발명은 성형성이 우수한 고주파용 연자성 소자인 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄성계수가 우수한 비정질 합금분말과 연성이 우수한 금속분말 및 결합제(바인더)용액을 혼합한 후 성형, 열처리함으로써 종래의 비정질 또는 나노결정 합금분말의 성형성을 크게 개선한 것이다.
일반적으로 비정질 또는 나노결정 합금분말은 금속결정분말에 비해 탄성계수가 수배 높다. 따라서 금속분말코아에 통상적으로 적용하고 있는 10∼20톤/cm2 정도의 성형압력하에서 분말 성형시에 소성변형을 일으키지 않고 이에 따라 제조된 코아가 쉽게 크랙이 발생하거나 표면결함이 빈번하게 발생한다.
이를 해결하기 위해서는 성형시의 분말간 접합역할을 하는 결합제(Binder)를 다량 첨가하면 유리하지만 수%이상이 되면 코아의 연자기특성을 저해하므로 결합제의 첨가에도 한계가 있다.
이를 근본적으로 해결하기 위해서 15톤/cm2 이하의 범위에서 소성변형을 일으키면서 연자기특성이 우수한 금속분말을 비정질 또는 나노결정 합금분말에 5∼50wt% 첨가함으로써 성형성을 크게 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 비정질 또는 나노결정 연자성 합금분말 코아의 양산은 휴먼일렉스(주)에 의해 최초로 상업화에 성공한 품목으로서 이에 대한 제조기술은 상당부분 재정립단계에 있다.
비정질 합금분말의 원활한 성형을 위해서는 비정질상의 소성한계를 벗어나는 영역까지 성형압력을 높이거나 입자간 결합역할을 하는 결합제의 첨가량을 높이는 방법 등을 들 수 있다. 전자의 방법은 실제 생산에 있어서 실현이 거의 불가능하다. 왜냐하면, 비정질분말이 소성변형을 일으키기 위해서는 최소한 성형압력이 40톤/cm2 이상이 요구되며 이러한 성형용 금형 제작은 거의 불가능하기 때문이다. 일반적으로는 후자의 방법이 적용되고 있으나 (대한 민국 특허 출원번호: 2001-0000491) 결합제를 다량 첨가하면 분말입자간 접합은 용이한 반면에 자기특성이 열화하므로 3wt%이하의 범위에서 적용되고 있으며, 한편 0.5wt%이하에서는 결합제가 분말입자를 접합할 강도가 약하게 되어 표면크랙, 표면박리 등의 결함이 빈번하게 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탄성계수가 높은 비정질 또는 나노결정 합금분말과 탄성계수가 낮으면서 연성이 우수하고 연자기특성이 우수한 금속분말을 혼합하여 혼합입자분말을 제조한 다음, 결합제 용액으로 코팅을 하고 이를 상온에서 성형한 후 열처리함으로써, 종래의 비정질 합금분말 코아에 비해 성형성이 크게 향상되어 표면크랙 발생이 거의 없는 비정질 또는 나노결정 합금분말 코아의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 방법에 따라 제조된 성형밀도가 높고 표면크랙이 전혀 없으며, 입자간 절연이 양호하여 주파수 의존성이 적으며, 고주파 대역에서도 투자율값의 변화가 작은 비정질 또는 나노결정 합금분말 코아를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고주파 영역에서 연자기 특성이 우수한 비정질 합금분말 코아의 제조 방법은 (a) 비정질 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조하는 단계; (b) 결합제인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 결합제용액을 제조한 후 상기 혼합입자 분말에 혼합하여 혼합입자 분말의 표면에 결합제를 코팅하는 단계; (c) 상기 코팅된 혼합입자 분말을 상온에서 성형하는 단계; 및 (d) 비정질 합금분말의 결정화 개시온도 이하에서 열처리하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 고주파 영역에서 연자기 특성이 우수한 나노결정 합금분말 코아의 제조 방법은 (a) 비정질 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조하는 단계; (b) 결합제인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 결합제용액을 제조한 후 상기 혼합입자 분말에 혼합하여 혼합입자 분말의 표면에 결합제를 코팅하는 단계; (c) 상기 코팅된 혼합입자 분말을 상온에서 성형하는 단계; 및 (d) 비정질 합금분말의 결정화 개시온도 이상에서 열처리하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 성형성이 우수한 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아 및 그의 제조방법에 있어서 상기 비정질 합금분말은 기계적 합금화법, 급냉 응고법, 수분사법 등에 의해 제조될 수 있으며, 본 발명에서는 고압의 수분사법에 의해 제조된 분말을 사용하였다. 한편, 고압의 수분사법은 낙하하는 용탕을 30㎫ 이상의 고압 수분사에 의해 분쇄하고 급냉시켜 비정질 합금분말을 제조하는 방법(대한 민국 특허 출원번호 2000-0022312)으로서 종래의 수분사법에 비해 생산성 및 비정질화가 우수하다. 고압의 수분사법을 이용하면 분사조건의 변화에 따라 50㎛ 이하의 다양한 평균입경을 지닌 비정질 합금분말의 제조가 가능하다.
성형성이 우수한 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아를 제조하기 위하여 바람직하게 사용되는 비정질 합금분말로는 비정질화가 가능한 합금소재이면 어느 것이나 가능하나, 바람직한 합금계로서는 Fe-Si-B계, Fe-Al-B계, Co-Fe-B계 또는 Co-Si-B계 등으로부터 선택된 한종 이상이며, 그 중에서 열처리에 의해 비정질 상태의 분말이 나노결정으로 변화되는 바람직한 합금 분말로는 Fe-Si-B계 또는 Fe-Al-B계 등이다. 이들 합금의 결정화 개시온도는 450∼550℃ 부근이다.
또한 본 발명에 사용되는 금속분말로는 연성 및 연자기특성이 우수한 소재면 어느 것이나 가능하나, 바람직한 금속분말로는 순수 철계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계, Fe-Si-Al계, Fe-Si계 또는 Co-Fe계 등에서 선택된 한 종 이상이다. 금속분말의 혼합비율은 총질량의 5∼50wt%가 바람직하다. 5wt%이하에서는 금속분말의 혼합효과가 거의 없으며, 50wt%이상에서는 주파수특성이 크게 떨어진다.
본 발명에 사용되는 결합제(바인더)는 그 연화점이 비정질 합금분말의 결정화 온도보다 낮아야 하며, 상온에서도 어느 정도 결합 강도를 나타내어 상온에서의 성형 압력에 따라 코아의 형상을 유지하면서 크랙 발생을 억제할 수 있어야 한다. 바람직한 결합제로는 Sodium Silicate, 폴리이미드(polyimid)계와 페놀(phenol)계의 열경화성 수지가 바람직하다(대한 민국 특허 출원번호 2001-0000491).
결합제의 양은 총질량의 0.5∼3.0wt%로 사용하는 것이 바람직하다. 0.5wt% 이하에서는 접합 강도가 약하여 합금분말의 벌크화가 곤란하며, 한편 결합제의 양이 너무 많으면 합금분말 입자간의 접합 강도는 강해지지만 성형체 중에 합금분말의 양이 적게 되어 연자기 특성이 저하되기 때문이다. 위에서 '총질량'이란, 제조되는 코아를 구성하는 결합제와 합금분말의 질량을 의미하며, 유기 용매의 질량은 포함되지 않는다.
결합제를 혼합하여 코팅한 혼합입자분말의 성형에는 10∼30ton/㎠의 압력이 적당하다. 성형압력이 10ton/㎠ 이하이면 코아의 성형밀도가 낮아져 연자기 특성이 나빠지며, 한편 너무 높으면 성형 금형의 급격한 마모가 커져 금형의 교체주기가 빨라져 생산 원가단위가 높아지기 때문이다.
성형된 코아를 열처리할 때 열처리온도(Th)는 목적하는 상 조직에 따라 달라진다. 예를 들면, 고주파특성이 우수한 비정질상 구조를 유지하기 위해서는 비산화성 분위기하에서 결정화개시온도(Ti)보다 20℃ 이상 낮은 온도에서 열처리하여야 하며(Th≤Ti-20℃), 주파수특성은 떨어지지만 연자기특성이 우수한 나노결정상 구조를 만들기 위해서는 열처리온도(Th)를 비산화성 분위기하에서 결정화 개시온도(Ti)보다 약 100℃이상 높지 않은 온도(Ti≤Th≤Ti+100℃, 철계 합금은 약 500∼600℃)에서 1시간 이내로 하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 결정화 개시온도보다 20∼70℃ 높은 영역이 가장 적절하다. 결정화 개시온도보다 너무 높으면 결정상이 급격히 조대해지고 결합제가 급격히 분해하여 접합강도가 약하게 된다. 반면에 결정화 개시온도보다 낮으면 나노결정상이 거의 생성되지 않는다.
열처리 분위기는 N2, Ar 등의 비활성 가스 또는 H2의 환원성 가스 분위기로 하고, 시간은 10∼60분 정도로 하는 것이 적당하다. 열처리 시간이 너무 짧으면 충분한 응력제거가 이루어지지 않으며, 한편 너무 길면 생산성이 저하되기 때문이다.
본 발명에 따라 제조된 나노결정 합금분말 코아는 포화자속밀도가 1.0T 이상이고, 1㎒ 및 0.1㎒의 주파수 대역에서 측정된 투자율비가 0.70 이상이다.
이하, 본 발명을 실시예로 더욱 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
고압의 수분사법에 의해 제조된 Fe83.5Si13.5B9Nb3Cu1 조성의 비정질 합금분말(평균입경 10㎛)과 순철분말 (평균입경 45㎛)과의 혼합비율을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시키면서 1000g의 혼합입자분말로 제조한 다음 혼합입자분말 총질량의 0.5wt%에 해당하는 폴리이미드(polyimid)를 메틸렌클로라이드(methylene chloride)에 녹여 제조된 용액을 상기와 같이 제조된 각각의 혼합입자분말에 부어 약 20분간 혼합한 후, 건조 처리를 행하여 폴리이미드가 혼합분말의 표면에 약 0.1㎛ 이하의 두께로 균일하게 코팅된 혼합입자의 분말을 제조하였다.
이 복합 분말을 외경 9.65mm, 내경 4.78mm의 성형 금형의 내부에 1g정도 장입한 후 상온에서 18ton/㎠의 압력으로 성형하고 아르곤(Ar) 가스 분위기의 560℃에서 약 20분간 열처리하여 나노결정 코아를 제조하였다.
제조된 상태의 나노결정 코아에 대해 결정화 개시온도, 평균 결정입경, 밀도 및 포화자속밀도(saturated magnetic flux), 여러 주파수 대역의 실효 투자율(effective permeability), 투자율비(μ1㎒/μ0.1㎒) 및 표면크랙발생건수를 표 1에 나타내었다.
여기서, 비정질 분말의 결정화 개시온도는 DTA(Differential Temperature Analysis)를 이용하여 2℃/min의 가열속도로 가열하면서 측정한 값이며, 결정립 평균크기는 XRD(X-ray Diffraction) 및 TEM(Transmission Electron Microscope)에 의해 분석한 평균입경의 값을 나타낸 것이며, 코아의 밀도는 코아의 실질량을 코아의 체적으로 나누어 계산된 값이며, 포화자속밀도(Bs)는 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 이용하여 5,000 Oe의 외부 자장하에서 측정된 값이며, 실효 투자율은 LCR meter를 이용하여 각각의 주파수 대역에서 10 mOe의 외부 자장하에서 측정된 값이다. 그리고, 투자율비(μ1㎒/μ0.1㎒)는 1㎒와 0.1㎒에서 측정된 투자율 값의 비를 나타낸 것이다. 표면크랙발생건수는 분당 10타의 속도로 1000개를 성형하여 시야로 분석하여 나타낸 것이다.
실시예 2
순철분말 대신 Fe50Ni50 금속합금분말(평균입경 25㎛)을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시켜가며 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
순철분말 대신 Fe18Ni80Mo2 금속합금분말(평균입경 26㎛)을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시켜가며 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
열처리온도를 450℃로 하여 비정질상 코아를 제조하여 비정질상 구조를 유지하는 것 이외에는 실시예 3과 동일하게 실시하였다
실시예 5
순철분말 대신 Fe85Si9.6Al5.4 금속합금분말(평균입경 21㎛)을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시켜가며 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 6
순철분말 대신 Fe93.5Si6.5 금속합금분말(평균입경 19㎛)을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시켜가며 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 7
순철분말 대신 Co49Fe49V2 금속합금분말(평균입경 16㎛)을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시켜가며 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 8
고압의 수분사법에 의해 제조된 Co70.4Fe4.6Si15B10 조성의 비정질 합금 분말(평균입경 9㎛)과 Fe18Ni80Mo2 금속합금분말(평균입경 26㎛)을 9:1∼5:5까지 10wt%씩 변화시켜가며 사용한 것과 열처리온도를 450℃로 하여 비정질상 구조를 유지하는 코아를 제조하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 9
고압의 수분사법에 의해 제조된 Fe78Al4B12Nb5Cu1 조성의 비정질 합금 분말(평균입경 8㎛)을 사용하는 것과 열처리온도를 500℃로 하여 나노결정상 구조를 유지하는 코아를 제조하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 10
고압의 수분사법에 의해 제조된 Fe83.5Si13.5B9Nb3Cu1 조성의 비정질 합금분말(평균입경 10㎛)과 순철분말 (평균입경 32㎛)과의 혼합비율을 9:2로 하여 1000g의 혼합입자분말로 제조한 다음 혼합입자분말 총질량의 0.5wt%에 해당하는 페놀(phenol)을 에틸알코올에 녹여 제조된 용액을 상기와 같이 제조된 혼합입자분말에 부어 약 20분간 혼합한 후, 건조 처리를 행하여 페놀이 혼합분말의 표면에 약 0.1㎛ 이하의 두께로 균일하게 코팅된 혼합입자의 분말을 제조하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 11
고압의 수분사법에 의해 제조된 Fe83.5Si13.5B9Nb3Cu1 조성의 비정질 합금분말(평균입경 10㎛)과 순철분말 (평균입경 32㎛)과의 혼합비율을 9:2로 하여 1000g의 혼합입자분말로 제조한 다음 혼합입자분말 총질량의 0.5wt%에 해당하는 Sodium Silicate를 물에 녹여 제조된 용액을 상기와 같이 제조된 혼합입자분말에 부어 약 20분간 혼합한 후, 건조 처리를 행하여 Sodium Silicate가 혼합분말의 표면에 약 0.1㎛ 이하의 두께로 균일하게 코팅된 혼합입자의 분말을 제조하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
혼합분말의 성형성을 평가하기 위하여 금속분말을 사용하지 않고 고압의 수분사법에 의해 제조된 Fe83Si8B2Nb6Cu1 비정질 합금 분말(평균 입경 10㎛)만을 사용하여 코아를 제조한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
제조된 코아에 대해 열처리 온도 및 측정된 결정립 평균크기, 밀도 및 포화 자속 밀도, 여러 주파수 대역의 실효 투자율, 투자율비(μ1㎒/μ0.1㎒)의 자기 특성과 성형성을 판단하기 위한 표면크랙 발생건수를 표 1에 나타내었다.
비교예 2
Fe18Ni80Mo2 금속합금분말(평균입경 26㎛)의 혼합비율을 4wt%로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 3
Fe18Ni80Mo2 금속합금분말(평균입경 26㎛)의 혼합비율을 60wt%로 하는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
표1을 참조하면, 모든 실시예의 경우에 있어서 금속합금 분말을 혼합한 경우에는 혼합하지 않은 것에 비해 표면크랙의 발생빈도가 현저히 줄었으며, 성형밀도도 6.0g/cm3 이상을 나타내었다. 이는 금속합금 분말이 비정질 합금분말과 혼합하여 성형시에 높은 탄성계수를 지닌 비정질 합금 분말간에 금속분말이 소성변형됨에 따라 분말입자간 충진밀도가 높아져 밀도개선 및 성형성이 향상되었음을 의미한다.
열처리한 코아의 포화자속밀도는 철계는 1.0∼1.8T, 코발트계는 0.5∼0.6T를 나타내며, 이는 금속합금분말의 종류 및 혼합량에 의존하게 된다. 또한, 0.1㎒에서의 실효투자율이 100이상으로 이는 혼합하는 금속분말의 종류 및 양에 의존한다.
또한, 금속합금분말의 혼합양이 증가함에 따라 주파수특성이 떨어지게 되며 50wt%까지는 1㎒ 및 0.1㎒ 주파수 대역에 있어서의 투자율비가 0.80 이상으로 1MHz까지 자기소자로서 적용이 가능하지만 그 이상으로 혼합시에는 적용이 불가하다. 금속 결정 코아의 경우와 비교하면, 자기 특성(포화 자속 밀도, 투자율)은 동등 이상이면서, 1㎒까지 실효 투자율비가 0.70 이상으로 금속 결정 코아의 단독 사용시의 적용 주파수 대역이 수백㎑ 대역인데 반해 수십㎒의 주파수 대역까지로 영역이 확장될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 비정질 또는 나노결정 합금분말 코아는 1MHz하에서 종전의 동일조성의 비정질 또는 나노결정의 합금분말 코아에 비해 밀도가 향상되어 투자율 및 포화자속밀도가 우수하다.
또한, 본 발명에 따르면 비정질합금분말에 연성이 우수한 철계 및 코발트계 합금분말을 혼합 사용함으로써 성형 밀도가 높고, 표면 크랙 및 박리현상을 막을 수 있으므로 비정질 합금분말이 갖는 고주파 영역에서의 우수한 특성을 유지하면서도 성형성을 개선할 수 있어 생산성이 향상된 비정질 및 나노결정 합금분말코아를 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. (a) 비정질 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조하는 단계;
    (b) 결합제인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 결합제용액을 제조한 후 상기 혼합입자 분말에 혼합하여 혼합입자 분말의 표면에 결합제를 코팅하는 단계;
    (c) 상기 코팅된 혼합입자 분말을 상온에서 성형하는 단계; 및
    (d) 비정질 합금분말의 결정화 개시온도 이하에서 열처리하는 단계를 포함하는 비정질 합금분말 코아의 제조방법
  2. (a) 비정질 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조하는 단계;
    (b) 결합제인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 결합제용액을 제조한 후 상기 혼합입자 분말에 혼합하여 혼합입자 분말의 표면에 결합제를 코팅하는 단계;
    (c) 상기 코팅된 혼합입자 분말을 상온에서 성형하는 단계; 및
    (d) 비정질 합금분말의 결정화 개시온도 이상에서 열처리하는 단계를 포함하는 나노결정 합금분말 코아의 제조방법
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 비정질 합금분말은 Fe-Si-B계, Fe-Al-B계 또는 Co-Fe-B계 중에서 선택된 한 종 이상인 것을 특징으로 하는 합금분말코아의 제조방법
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속분말은 순수철계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계, Fe-Si-Al계, Fe-Si계 또는 Co-Fe계 중에서 선택된 한 종 이상인 것을 특징으로 하는 합금분말코아의 제조방법
  5. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속분말의 혼합비는 50wt%이하인 것을 특징으로 하는 합금분말코아의 제조방법
  6. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 결합제의 양은 총 질량의 0.5∼3.0wt%인 것을 특징으로 하는 합금분말코아의 제조방법
  7. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 성형시의 압력은 10∼30ton/㎠의 조건으로 하는 것을 특징으로 하는 합금분말코아의 제조 방법
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 비정질 합금분말의 결정화 개시온도보다 20℃ 이상 낮은 것을 특징으로 하는 합급분말코아의 제조방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 비정질 합금분말의 결정화 개시온도를 100℃ 이상 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 합금분말코아의 제조방법.
  10. 비정질 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조한 후, 결합제인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 제조된 결합제용액을 상기 혼합입자 분말에 혼합하여 혼합입자 분말의 표면에 결합제를 코팅한 후, 상온에서 성형한 다음 결정화 개시온도 이하에서 열처리하여 제조된 비정질 합금분말 코아
  11. 비정질 합금분말과 금속분말을 혼합하여 혼합입자 분말을 제조한 후, 결합제인 Sodium Silicate, 페놀계 또는 폴리이미드계 수지를 유기용매에 용해하여 제조된 결합제용액을 상기 혼합입자 분말에 혼합하여 혼합입자 분말의 표면에 결합제를 코팅한 후, 상온에서 성형한 다음 결정화 개시온도 이상에서 열처리하여 제조된 나노결정 합금분말 코아
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030007297A (ko) * 2002-12-04 2003-01-23 이철환 마이크로 카보닐철분말을 이용한 자기코어 및 그 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970043222A (ko) * 1995-12-14 1997-07-26 이형도 성형성이 우수한 센더스트합금
JPH11273926A (ja) * 1998-03-19 1999-10-08 Tokin Corp 圧粉磁芯の製造方法、および、壺型圧粉磁芯
KR20000046247A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 배창환 직류중첩특성이 우수한 복합금속분말 연자성 코아의 제조방법
KR20010025557A (ko) * 2001-01-05 2001-04-06 김규진 고주파 특성이 우수한 비정질 합금 분말 코아 및 그 제조방법
KR20010035465A (ko) * 2001-02-16 2001-05-07 김규진 고주파 특성이 우수한 나노 결정 합금 분말 코아 및 그제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970043222A (ko) * 1995-12-14 1997-07-26 이형도 성형성이 우수한 센더스트합금
JPH11273926A (ja) * 1998-03-19 1999-10-08 Tokin Corp 圧粉磁芯の製造方法、および、壺型圧粉磁芯
KR20000046247A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 배창환 직류중첩특성이 우수한 복합금속분말 연자성 코아의 제조방법
KR20010025557A (ko) * 2001-01-05 2001-04-06 김규진 고주파 특성이 우수한 비정질 합금 분말 코아 및 그 제조방법
KR20010035465A (ko) * 2001-02-16 2001-05-07 김규진 고주파 특성이 우수한 나노 결정 합금 분말 코아 및 그제조 방법

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