KR100821543B1

KR100821543B1 - Ｆｅ - Ｎｉ - Ｍｏ 계 편평 금속 연자성 분말 및 그 연자성 분말을 함유하는 자성 복합재

Info

Publication number: KR100821543B1
Application number: KR1020067002294A
Authority: KR
Inventors: 가즈노리 이가라시; 가쿠지 우오즈미; 야스시 나유키; 료지 나카야마
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 젬코
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2008-04-14
Also published as: WO2005011899A1; EP1661647A4; US7575645B2; TW200506976A; JP2005264317A; KR20060054416A; JP4449077B2; EP1661647A1; US20070131311A1

Abstract

본 발명은, 질량% 로, Ni: 60∼90%, Mo: 0.05∼1.95% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성, 그리고 평균 입경이 30∼150㎛ 및 애스펙트비 (평균 입경/평균 두께) 가 5∼500 인 편평면을 갖는 편평 금속 연자성 분말로서, X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 평면을 상기 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또한 입사 방향과 편평면이 형성하는 각과 회절 방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에서의 면지수 (200) 의 피크 높이를 I₂₀₀, 면지수 (111) 의 피크 높이를 I₁₁₁ 로 했을 때, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있는 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 제공한다. 그리고, 이 금속 연자성 분말의 표면에, 두께가 50∼1000Å 인 산화막이 형성되어 있는 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말을 제공한다.

Description

Ｆｅ - Ｎｉ - Ｍｏ 계 편평 금속 연자성 분말 및 그 연자성 분말을 함유하는 자성 복합재{Fe-Ni-Mo FLAT METAL SOFT MAGNETIC POWDER AND MAGNETIC COMPOSITE MATERIAL CONTAINING SOFT MAGNETIC POWDER}

본 발명은, 수 10MHz∼수 GHz 에서 우수한 전파 흡수 특성을 갖는 전파 흡수체나 수 10kHz∼수 10MHz 에서 우수한 자기 특성을 갖는 무선 통신용 안테나 코어 등의 고주파용 자성 재료에 사용되는 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 상기 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 수지 중에 배향시켜 분산시킨 자성 복합재, 특히 자성 복합 시트에 관한 것이다.

본원은, 2003년 8월 5일에 출원된 일본 특허출원 2003-205956호, 2003년 10월 20일에 출원된 일본 특허출원 2003-358970호, 2004년 2월 18일에 출원된 일본 특허출원 2004-41029호, 및 2004년 7월 26일에 출원된 일본 특허출원 2004-217371호에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

일반적으로, 용제재, 소결재의 고투자율 연자성 재료로서 퍼멀로이 A (Fe-70∼80% Ni) (% 는 질량% 를 나타낸다. 이하, 동일) 가 알려져 있다. 이 재료는 열처리한 후, 서랭하면 FeNi₃ 규칙상을 생성하고, 결정 자기 이방성 상수 (K₁) 가 음(負)이고 그 절대값이 큰 값을 가진다. 결정 자기 이방성 상수 (K₁) 가 음인 경우에는 <111> 방향이 자화 용이 방향이면서 <100> 방향이 자화 곤란 방향이 되고, 양(正)인 경우에는 <100> 방향이 자화 용이 방향이면서 <111> 방향이 자화 곤란 방향이 되고, 영(0)인 경우에는 자기적으로 등방적으로 되는 것이 알려져 있다. 이 FeNi₃ 규칙상의 생성에 의해 자기 이방성이 생기고, 그 결과, 결정면이 배향되어 있지 않고 결정 방위 상에서 등방적인 통상의 다결정체에 있어서는, 투자율이 저하된다. 이 재료에 있어서 높은 투자율을 얻기 위해서는, 고온 열처리 후, 급랭하거나, 또는 그 후에 추가로 시효 처리가 필요하게 되지만, 공업적으로는 그다지 사용되고 있지 않다.

또한, 상기 퍼멀로이에 Mo 를 첨가한 Mo 퍼멀로이 (Fe-79% Ni-4% Mo) 나 슈퍼멀로이 (Fe-79% Ni-5% Mo) 도 알려져 있다. 이들 재료는 Mo 의 첨가에 의해 열처리 후에 서랭하여도 FeNi₃ 규칙상의 생성이 억제되어, 열처리 후에 급냉하지 않아도 결정 자기 이방성 상수 (K₁) 가 영(0) 전후가 되고, 결정 방위 상에서 등방적인 다결정체에 있어서도 우수한 투자율을 나타내기 때문에, 공업적으로도 널리 사용되고 있다. 또한, 더욱 투자율을 개선시키기 위해 Mo 외에 추가로 Cu, Cr, Mn 을 첨가한 고투자율 연자성 재료도 알려져 있다.

한편, 같은 조성을 갖는 분말을 편평화하거나 하여 얻어지는 편평 금속 연자성 분말도 알려져 있다. 예를 들어, Fe-70∼83% Ni-2∼6% Mo-3∼6% Cu-1∼2% Mo 의 조성을 갖고, 평균 입경: 0.1∼30㎛, 평균 두께: 2㎛ 이하를 갖는 편평 금속 연자성 분말이 알려져 있다. 이 편평 금속 연자성 분말은, 예를 들어 자기 카드용 편평 금속 연자성 분말로서 사용된다 (일본 공개특허공보 평3-223401호 참조).

또한, Fe--40∼80% Ni-2∼6% Mo 의 조성을 갖는 편평 플레이크상(狀) 연자성 분말이 알려져 있다. 이 편평 플레이크상 연자성 분말은, 예를 들어 자기 표식용 연자성 분말로서 사용된다 (일본 공개특허공보 평3-232574호 참조).

또, Fe-60∼80% Ni 또는 Fe-60∼80% Ni-5% 이하 Mo 의 조성을 갖는 편평 금속 연자성 분말이 알려져 있다. 이 편평 금속 연자성 분말은, 예를 들어 고주파용 자심으로서 사용된다 (일본 공개특허공보 평4-78112호 참조).

이들 종래의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말에서는, 어느 것이나 통상적인 분쇄 또는 애토마이즈하여 얻어진 Fe-Ni-Mo 계 분말의 형상을 편평형상으로 하고, 반자계에 의한 형상 자기 이방성을 발현시켜 편평면 내를 자화 용이면으로 함으로써, 분말의 편평면 내의 투자율 등과 같은 자기 특성을 더욱 높이고 있다.

이들 종래의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은, 어느 것이나 통상적인 분쇄 또는 애토마이즈하여 얻어진 Fe-Ni-Mo 계 연자성 분말에 에탄올이나 물을 용매로서 첨가하고, 또 필요에 따라서 분쇄 보조제를 첨가하여, 이들을 애트라이터나 볼 밀을 사용하여 편평화 처리함으로써 제조된다.

이렇게 해서 제조한 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 수지 중에 편평면이 배향하도록 분산시킴으로써, 자성 복합재를 제작한다. 이 자성 복합재가 자성 복합 시트인 경우에는, 상기 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 편평면은 자 성 복합 시트의 두께 방향에 대하여 직각 방향으로 배향시킨다.

그러나, 이들 종래의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은, 수 10MHz∼수 GHz 에서 전파 흡수 특성을 갖는 전파 흡수체, 또는 수 10kHz∼수 10MHz 에서 자기 특성을 갖는 무선 통신용 안테나 코어 등의 고주파용 자성 재료로서 충분한 특성을 얻고 있지는 않다. 또, 더 우수한 편평면 내의 투자율을 갖는 편평 금속 연자성 분말이 요구되고 있다.

발명의 개시

본 발명자들은, 종래의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말보다도 전파 흡수체 또는 고주파용 자성 재료로서 더욱 우수한 특성을 갖는 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 얻기 위해 연구한 결과, 다음의 지견을 얻었다.

(a) Ni: 60∼90%, Mo: 0.05∼1.95% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 Fe-Ni-Mo 계 금속 연자성 분말을 점성이 더욱 높은 용매와 함께 애트라이터나 볼 밀을 사용하여 편평화 처리하면, 분말에 가해지는 충격이 완화되어 편평화와 동시에 진행되는 분쇄의 효과가 억제되고, 그것에 의해 두께가 얇으면서 또 커다란 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말이 얻어진다. 또한, 이렇게 해서 얻어진 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은, X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 평면을 상기 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또 입사 방향과 편평면이 형성하는 각과 회절 방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에 있어서, 면지수 (200) 의 피크 높이를 I₂₀₀, 면지수 (111) 의 피크 높이를 I₁₁₁로 한 경우, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있다. 또한, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있는 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은, 수 10MHz∼수 GHz 에서 복소투자율의 허수부가 높은 값을 나타낸다는 점에서, 이 주파수대역에 있어서 전파 흡수 특성을 갖는 전파 흡수체용 분말로서 우수한 특성을 나타내며, 또한 수 10kHz∼수 10MHz 에서 복소투자율의 실수부가 높은 값을 나타낸다는 점에서, 이 주파수대역에 있어서 연자기 특성을 갖는 무선 통신용 안테나 코어 등의 고주파용 자성 재료로서 우수한 특성을 나타낸다.

(b) 이 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말에 있어서, 평균 입경을 30∼150㎛ 로 규정하고, 애스펙트비 (평균 입경/평균 두께) 를 5∼500 으로 규정함으로써, 편평면 내의 투자율이 더욱 향상된다.

본 발명은, 이들 지견에 기초하여 이루어진 것으로

(1) Ni: 60∼90%, Mo: 0.05∼1.95% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성, 그리고 평균 입경이 30∼150㎛ 및 애스펙트비가 5∼500 인 치수 및 형상을 갖는 편평 금속 연자성 분말로서, X 선의 입사방향과 회절방향을 포함하는 평면을 상기 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또한 입사방향과 편평면이 형성하는 각과 회절방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에서의 면지수 (200) 의 피크 높이를 I₂₀₀, 면지수 (111) 의 피크 높이를 I₁₁₁ 로 한 경우, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은, 주로 수지 중에 편평면이 배향하도록 분산시켜서 자성 복합재, 특히 자성 복합 시트로서 사용된다. 자성 복합 시트인 경우는, 상기 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 편평면을 자성 복합 시트의 두께 방향에 대하여 직각 방향으로 배향시킨다. 따라서, 본 발명은,

(2) 상기 (1) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 수지 중에 배향하여 분산되어 있는 자성 복합재,

(3) 상기 (2) 에 기재된 자성 복합재는 자성 복합 시트로서, 상기 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 자성 복합 시트의 두께 방향에 대하여 직각 방향으로 배향하여 분산되어 있는 자성 복합 시트,

를 특징으로 한다.

상기 (1) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 그 편평면이 배향하도록 수지 중에 분산시킨 상기 (2) 에 기재된 자성 복합재 또는 상기 (3) 에 기재된 자성 복합 시트는, 전파 흡수체나 무선 통신용 안테나 코어 등의 고주파용 자성 재료로서 우수한 특성을 갖는다. 그러나, Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은 표면에 산화막이 생성되기 어려운 성분 조성을 갖기 때문에, 이 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 대기 중에 장시간 방치하더라도 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말은 표면에 형성되는 산화막의 두께가 50Å 미만이고, 이 얇은 산화막을 갖는 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 수지 중에 고밀도로 분산시키면 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말이 서로 인접하여, 그 결과, Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 분산량이 고밀도로 되면 될수록 얻어지는 자성 복합재 또는 자성 복합 시트의 저항률이 내려간다.

이 때문에 자성 복합재 또는 자성 복합 시트로서의 저항률이 부족하여, 더욱 높은 저항률을 갖는 자성 복합재 또는 자성 복합 시트를 필요로 하는 경우가 있다. 이 요구를 만족시키기 위해서는, 상기 (1) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 표면에 좀더 두꺼운 산화막 (50∼1000Å) 을 형성할 필요가 생긴다. 이 두께가 더 두꺼운 산화막은, 상기 (1) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 산화성 분위기 중에서 가열 또는 온수 중에서 가열 후 건조시킴으로써 제작할 수 있다. 따라서, 본 발명은,

(4) Ni: 60∼90%, Mo: 0.05∼1.95% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성, 그리고 평균 입경이 30∼150㎛ 및 애스펙트비 (평균 입경/평균 두께) 가 5∼500 인 편평면을 갖는 편평 금속 연자성 분말의 표면에, 두께가 50∼1000Å 인 산화막이 형성되어 있는 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말로서, X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 평면을 상기 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또한 입사 방향과 편평면이 형성하는 각과 회절 방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에서의 면지수 (200) 의 피크 높이를 I₂₀₀, 면지수 (111) 의 피크 높이를 I₁₁₁로 한 경우, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있는 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말,

(5) 상기 (4) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 수지 중에 배향하여 분산되어 있는 자성 복합재,

(6) 상기 (5) 에 기재된 자성 복합재는 자성 복합 시트로서, 상기 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 자성 복합 시트의 두께 방향에 대하여 직각 방향으로 배향하여 분산되어 있는 자성 복합 시트,

를 특징으로 한다.

상기 (4) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말을 제조하기 위해서는, 상기 (1) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말을 대기 중 또는 산소 함유 혼합 가스 분위기 중과 같은 산화 분위기 중에, 300∼600℃ 의 온도에서 1분∼24시간 유지시키는 조건으로 가열하면 된다. 또는 50∼100℃ 의 온수 중에서 1분∼96시간 가열 후 50∼200℃ 에서 건조시키면 된다.

본 발명의 상기 (4) 에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 산화막의 두께가 50Å 미만이면, 자성 복합 시트로서 저항률이 부족하기 때문에 바람직하지 못하고, 1000Å 를 넘으면, 보자력이 증가하기 때문에 자성 복합 시트로서 전파 흡수 특성이 저하되어 바람직하지 못하다. 그래서, 그 산화막의 두께의 하한을 50Å, 상한을 1000Å 로 한다.

또한, 본 발명의 자성 복합재 및 자성 복합 시트에서 사용하는 수지는, 염소화 폴리에틸렌, 실리콘, 우레탄, 아세트산비닐, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, ABS 수지, 염화비닐, 폴리비닐부티랄, 열가소성 엘라스토머, EM-PM-BD 공중합 고무, 스티렌-부타디엔계 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔계 고무 등이다. 또, 이들을 블렌드한 것 또는 블렌드하여 변성시킨 것이어도 된다.

본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말은, 30kHz∼30MHz 에서의 복소투자율의 실수부의 최대값이 크기 때문에 안테나, 인덕터용으로서 우수한 고주파 자성 재료를 제공할 수 있다. 그리고, 30MHz∼3GHz 에서의 복소투자율의 허수부의 최대값이 크기 때문에, 우수한 전파 흡수 특성을 갖는 전파 흡수체를 제공할 수 있다. 그 결과, 전기 및 전자 산업에 있어서 우수한 효과를 가져온다.

이하에, 본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말에 있어서, 성분 조성, 평균 입경, 애스펙트비 및 피크 강도비를 전술한 바와 같이 한정한 이유에 대해 설명한다.

성분 조성:

본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말에 있어서 Ni 의 함유량을 60∼90% 로 한정한 이유는, 60% 보다 적어도 또는 90% 보다 많아도 자기 특성이 저하되기 때문이다. 이 범위는 통상적으로 알려져 있는 범위이지만, 본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말에 있어서의 Ni 함유량은, 70∼85% 의 범위내에 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, Mo 의 첨가량을 0.05∼1.95% 로 한정한 이유는, Mo 가 0.05% 미만이면, 열처리 후의 서랭에 의해 FeNi₃ 규칙상의 생성이 과도해지고, 결정 자기 이방성 상수 (K₁) 가 음이고 그 절대값이 지나치게 커져 자기 특성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하고, 1.95% 보다 많이 함유하면, FeNi₃ 규칙상의 생성이 불충분해지고, 결정 자기 이방성 상수 (K₁) 가 음이고 그 절대값이 지나치게 작아지거나, 양으로 되거나 하여, 결정 자기 이방성에 의해 편평면 내를 더욱 자화 용이면으로 하는 효과가 불충분해지고, 편평면 내의 투자율이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다는 점에 따른 것이다. 본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말에 있어서, Mo 의 함유량의 더욱 바람직한 범위는 0.5∼1.95% (보다 바람직하게는 0.8∼1.9%) 이다.

평균 입경:

본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말에 있어서 평균 입경이 30㎛ 보다도 작으면, 편평화 처리시에 변형의 도입이 현저해지고, 500℃ 이상의 온도에서 열처리를 실시하더라도 충분한 자기 특성이 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 평균 입경이 150㎛ 를 초과하면, 시트 등을 제작할 때의 수지 등과의 혼연(混練)에 있어서 분말이 구부러져 꺾이거나, 찢기거나 하여 자기 특성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 따라서, 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 평균 입경은 30∼150㎛ 로 정하였다. 평균 입경의 더욱 바람직한 범위는 35∼140㎛ 이다.

애스펙트비:

본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말에 있어서 애스펙트비가 5 보다 작으면, 분말의 반자계가 커져 편평면 내의 투자율이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 애스펙트비가 500 보다도 커지면, 편평화 처리시에 변형의 도입이 현저해지고, 500℃ 이상의 온도에서 열처리를 실시하더라도 충분한 자기 특성이 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 못하다. 따라서, 본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 애스펙트비는 5∼500 으로 정하였다.

피크 강도비:

Fe-Ni-Mo 계 금속 연자성 분말을 점성이 더욱 높은 용매와 함께 애트라이터나 볼 밀을 사용하여 편평화 처리하면, 분말의 편평면과 평행하게 면심입방 (fcc) 격자의 (100) 면이 배향된다. 그러나, X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 면을 상기 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또 입사 방향과 편평면이 형성하는 각과 회절 방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에 있어서 면지수 (100) 의 피크는, 면심입방 (fcc) 격자의 회절 피크의 소멸칙에 의해, FeNi₃ 규칙상의 생성에 의한 작은 피크밖에 관측되지 않고, 또한 그 피크 높이는 FeNi₃ 규칙상의 생성량에 따른 영향을 받는다. 그래서, 본 발명에서는, fcc 격자의 (100) 면이 분말의 편평면에 평행하게 배향되어 있는 지표로서, (100) 면에 의한 2 차의 회절 피크이면서, 또한 FeNi₃ 규칙상의 생성에 따른 영향을 받지 않는 면지수 (200) 의 피크 높이 I₂₀₀ 을 측정하여, 결정 방위가 배향되어 있지 않은 경우에 최대 피크를 나타내는 면지수 (111) 의 피크 높이 I₁₁₁와의 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 를 구하고 있다. 본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말에 있어서, I₂₀₀/I₁₁₁ 가 0.43∼10 의 범위내에 있도록 정한 것은, 0.43 보다 작으면 결정 자기 이방성에 의해 편평면 내를 더욱 자화 용이면으로 하는 효과가 불충분해지고, 편평면 내의 투자율이 저하하기 때문에 바람직하지 못하고, 10 보다도 크면 공업적으로 제조하기가 곤란하다는 이유에 따른 것이다. 피크 강도의 더욱 바람직한 범위는 0.50∼10, 보다 바람직한 범위는 0.60∼10 이다.

또한, 본 발명의 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말 및 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말을 제조할 때에 사용하는 점성이 보다 높은 용매의 점성률은, 20℃ 에서 2∼5mPas [밀리파스칼초] 의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 애트라이터나 볼 밀에 의한 편평화 처리시에 첨가하는 용매의 점성률이 2mPas 보다 낮으면, 원료 분말인 연자성 분말에 가해지는 충격을 완화시키는 효과가 적어, 편평화 처리시에 분쇄되고 말아, 두께가 얇고 큰 분말이 얻어지지 않으며, 또한, 분말의 편평면에 평행하게 (100) 면이 배향하는 효과가 불충분해지고, 결과적으로 분말의 투자율이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 용매의 점성률이 5mPas 보다 지나치게 높으면, 편평화 처리의 효율이 현저히 저하되거나, 편평화 처리 후에 분말과 용매가 서로 혼합되어 있는 슬러리를 밖으로 꺼낼 때에 추출구의 밸브가 막히거나, 나아가 편평화 처리의 균일성을 높이기 위해 설치된 슬러리의 순환 장치가 막히기도 하기 때문에 바람직하지 못하다.

이 점성률이 높은 용매로서, 이소부틸알코올 (20℃ 에서의 점성률: 4.4mPas [밀리파스칼초], 이하 동일. 단 1mPas=1cP [센티포아즈]), 이소펜틸알코올 (4.4mPas), 1-부탄올 (3.0mPas), 1-프로판올 (2.2mPas), 2-프로판올 (2.4mPas) 등의, 상온에서 액체인 고급 알코올을 사용할 수 있다. 또한, 상온에서 액체 또는 고체인 고급 알코올이나 에틸렌글리콜, 글리세린 등을 물, 에탄올, 메탄올에 용해한 것이어도 된다. 이들 상온에서 액체 또는 고체인 고급 알코올이나 에틸렌글리콜, 글리세린 등을 물, 에탄올, 메탄올에 용해한 것은, 종래부터 사용되고 있는 물 (1.0mPas), 에탄올 (1.2mPas), 메탄올 (0.6mPas) 에 비해 높은 점성률을 나타낸다.

도 1 은 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 3 의 Cu-Kα 의 X 선 회절 패턴이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 관해서 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 각 실시예에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 이들 실시예의 구성 요소끼리 적절히 조합할 수도 있다.

실시예 1

합금 원료를 고주파 용해하여 표 1∼2 에 나타내는 성분 조성의 용탕을 제작하고, 이들 용탕을 수(水)애토마이즈하여 애토마이즈 분말을 제작한 후, 그 애토마이즈 분말을 분급 처리하여 애토마이즈 원료 분말을 제작하였다. 그리고, 용매로서 에탄올에 글리세린: 35질량% 를 첨가한 용매 (20℃ 에서의 점성률 3.1mPas) 를 준비하였다.

이 애토마이즈 원료 분말에, 에탄올에 글리세린: 35질량% 를 함유하는 용매를 첨가하고, 애트라이터로 편평화 처리한 후, 이어서 이것을 열처리로에 넣고, Ar 가스 분위기 중, 온도: 500℃ 에서 2시간 유지시키는 열처리를 실시하였다. 이들 열처리한 분말을 풍력 분급기에 의해 분급하여, 표 1∼2 에 나타내는 성분 조성, 평균 입경 (d), 평균 두께 (t), 애스펙트비 (d/t) 를 갖는 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 1∼20 및 비교용 편평 금속 연자성 분말 1∼7 을 제작하였다.

그리고, 용매로서 에탄올 (20℃ 에서의 점성률 1.2mPas) 을 준비하여 상기 애토마이즈 원료 분말에 에탄올을 첨가하고, 애트라이터로 편평화 처리한 후, 이어서 이것을 열처리로에 넣고, Ar 가스 분위기 중, 온도: 500℃ 에서 2시간 유지시키는 열처리를 실시하였다. 이들 열처리한 분말을 풍력 분급기에 의해 분급하여, 표 2 에 나타내는 성분 조성, 평균 입경 (d), 평균 두께 (t), 애스펙트비 (d/t) 를 갖는 비교용 편평 금속 연자성 분말 (종래품에 상당) 을 제작하였다.

이렇게 해서 얻어진 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 1∼20, 비교용 편평 금속 연자성 분말 1∼7 및 종래 편평 금속 연자성 분말에 염소화 폴리에틸렌: 15질량% 를 혼합하여 혼련한 후, 롤 성형함으로써, 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 시트면에 평행하게 배열된 0.5㎜ 의 두께를 갖는 자성 복합 시트를 제작하였다. 그리고, X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 평면을 이 자성 복합 시트의 시트면에 수직으로 하고, 또 입사 방향과 시트면이 형성하는 각과 회절 방향과 시트면이 형성하는 각을 동일하게 하여 측정함으로써 Cu-Kα 의 X 선 회절 패턴을 구하고, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 을 산출하여, 그 결과를 표 1 및 표 2 에 나타내었다.

참고로, 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 3 의 Cu-Kα 의 X 선 회절 패턴을 도 1 에 나타낸다. 도 1 에서 알 수 있듯이, Fe-Ni-Mo 계 금속 연자성 분말을 점성이 더욱 높은 용매와 함께 애트라이터나 볼 밀을 사용하여 편평화 처리하여 얻어진 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말에서는 분말의 편평면과 평행하게 면심입방 (fcc) 격자의 (100) 면이 배향되어 있지만, 면지수 (100) 면의 피크는, 면심입방 (fcc) 격자의 회절 피크의 소멸칙에 의해 X 선 회절 패턴에는 거의 나타나지 않고, FeNi₃ 규칙상의 생성에 의해 아주 조금 관측될 뿐이다. 그리고, 이 피크 높이는 FeNi₃ 규칙상의 생성량에 따라서 영향을 받는다. 그래서, 본 실시예에서는, (100) 면에 의한 2 차의 회절 피크이면서, 또한 FeNi₃ 규칙상의 생성에 따른 영향을 받지 않는 면지수 (200) 의 피크 높이 I₂₀₀ 을 측정하여, 결정 방위가 배향되어 있지 않은 경우에 최대 피크를 나타내는 면지수 (111) 의 피크 높이 I₁₁₁와의 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 를 구하였다.

그리고, 이들 자성 복합 시트로부터 잘라내어 시료를 제작하고, 임피던스 애 널라이저 및 네트워크 애널라이저에 의해 30kHz∼30MHz, 30MHz∼3GHz 의 복소투자율을 측정하여, 안테나, 인덕터용으로서 중요한 30kHz∼30MHz 의 복소투자율의 실수부의 최대값 및 전파 흡수체용으로서 중요한 30MHz∼3GHz 의 복소투자율의 허수부의 최대값을 측정하고, 그 결과를 표 1 및 표 2 에 나타내었다.

표 1 및 표 2 에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 1∼20 으로 제작한 자성 복합 시트는, 비교용 편평 금속 연자성 분말 1∼7 로 제작한 자성 복합 시트 및 종래 편평 금속 연자성 분말로 제작한 자성 복합 시트에 비해, 30kHz∼30MHz 의 복소투자율의 실수부의 최대값이 크고, 또 30MHz∼3GHz 의 복소투자율의 허수부의 최대값이 높음을 알 수 있다.

실시예 2

실시예 1 에서 제작한 표 1 및 표 2 에 나타내는 본 발명의 편평 금속 연자성 분말 1∼20 을 원료 분말로 하고, 이들을 각각 표 3 및 표 4 에 나타내는 조건으로 산화 처리함으로써 본 발명의 편평 금속 연자성 분말의 표면에 표 3 및 표 4 에 나타내는 두께의 산화막을 형성하여, 본 발명 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말 1∼20 을 제작하였다.

이, 본 발명의 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말 1∼20 에 염소화 폴리에틸렌: 15질량% 를 혼합하여 혼련한 후, 롤 성형함으로써, 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 시트면에 평행하게 배열된 0.5㎜ 의 두께를 갖는 자성 복합 시트를 제작하고, 이 자성 복합 시트의 저항률을 측정하여, 그 결과를 표 3 및 표 4 에 나타내었다.

표 3 및 표 4 에 나타낸 결과로부터, 산화 분위기 중에서 산화시킴으로써 표면에 두꺼운 산화막을 형성한 본 발명의 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말 1∼20 을 사용하여 제작한 자성 복합 시트는, 높은 저항률을 나타냄을 알 수 있다.

Claims

질량% 로, Ni: 60∼90%, Mo: 0.05∼1.95% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 성분 조성, 그리고 평균 입경이 30∼150㎛ 및 애스펙트비 (평균 입경/평균 두께) 가 5∼500 인 편평면을 갖는 편평 금속 연자성 분말로서, X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 평면을 상기 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또한 입사 방향과 편평면이 형성하는 각과 회절 방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에서의 면지수 (200) 의 피크 높이를 I₂₀₀, 면지수 (111) 의 피크 높이를 I₁₁₁ 로 했을 때, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있는 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말.
제 1 항에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 수지 중에 배향하여 분산되어 있는 자성 복합재.
제 2 항에 기재된 자성 복합재가 자성 복합 시트로서, 상기 Fe-Ni-Mo 계 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 자성 복합 시트의 두께 방향에 대하여 직각 방향으로 배향하여 분산되어 있는 자성 복합 시트.
질량% 로, Ni: 60∼90%, Mo: 0.05∼1.95% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 한 불순물로 이루어지는 성분 조성, 그리고 평균 입경이 30∼150㎛ 및 애스펙트비 (평균 입경/평균 두께) 가 5∼500 인 편평면을 갖는 편평 금속 연자성 분말의 표면에, 두께가 50∼1000Å 인 산화막이 형성되어 있는 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말로서,

X 선의 입사 방향과 회절 방향을 포함하는 평면을 상기 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면에 수직으로 하고, 또한 입사 방향과 편평면이 형성하는 각과 회절 방향과 편평면이 형성하는 각이 같아지도록 하여 측정한 X 선 회절 패턴에서의 면지수 (200) 의 피크 높이를 I₂₀₀, 면지수 (111) 의 피크 높이를 I₁₁₁로 했을 때, 피크 강도비 (I₂₀₀/I₁₁₁) 가 0.43∼10 의 범위내에 있는 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말.
제 4 항에 기재된 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 수지 중에 배향하여 분산되어 있는 자성 복합재.
제 5 항에 기재된 자성 복합재가 자성 복합 시트로서, 상기 Fe-Ni-Mo 계 산화막 피복 편평 금속 연자성 분말의 편평면이 자성 복합 시트의 두께 방향에 대하여 직각 방향으로 배향하여 분산되어 있는 자성 복합 시트.