KR20060054395A - 연자성 복합분말 및 그 제조방법과 연자성 성형체의제조방법 - Google Patents

연자성 복합분말 및 그 제조방법과 연자성 성형체의제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060054395A
KR20060054395A KR1020067002118A KR20067002118A KR20060054395A KR 20060054395 A KR20060054395 A KR 20060054395A KR 1020067002118 A KR1020067002118 A KR 1020067002118A KR 20067002118 A KR20067002118 A KR 20067002118A KR 20060054395 A KR20060054395 A KR 20060054395A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
soft magnetic
powder
insulating material
inorganic insulating
resin
Prior art date
Application number
KR1020067002118A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101077155B1 (ko
Inventor
기요타카 마츠카와
고조 이시하라
이쿠오 우에모토
마사후미 타니구치
Original Assignee
니뽄 가가쿠 야킨 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니뽄 가가쿠 야킨 가부시키가이샤 filed Critical 니뽄 가가쿠 야킨 가부시키가이샤
Publication of KR20060054395A publication Critical patent/KR20060054395A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101077155B1 publication Critical patent/KR101077155B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15358—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
    • H01F1/15366—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder
    • H01F1/15375—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing using a binder using polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933—Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/294—Coated or with bond, impregnation or core including metal or compound thereof [excluding glass, ceramic and asbestos]
    • Y10T428/2942—Plural coatings
    • Y10T428/2949—Glass, ceramic or metal oxide in coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/32—Composite [nonstructural laminate] of inorganic material having metal-compound-containing layer and having defined magnetic layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)

Abstract

본 발명은 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 그 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 있는 연자성 복합분말을 사용하여 연자성 성형체를 제조한다. 이에 의해, 연자성 재료분말 사이의 전기절연성을 확보하여 양호한 자기특성을 확보하는 동시에, 쉽게 성형할 수 있다.
연자성, 복합분말, 전기절연성

Description

연자성 복합분말 및 그 제조방법과 연자성 성형체의 제조방법{SOFT MAGNETIC COMPOSITE POWDER AND PRODUCTION METHOD THEREFOR AND PRODUCTION METHOD FOR SOFT MAGNETIC COMPACT}
본 발명은 연자성(軟磁性) 복합분말 및 그 제조방법과 그 연자성 복합분말을 사용한 연자성 성형체의 제조방법에 관한 것이다.
고주파용 트랜스나 쵸크코일의 자심(magnetic core) 등에 사용되는 연자성 재료에는, 카르보닐철(carbonyl iron), 페라이트, 센더스트(sendust) 혹은 비정질 합금이 사용되고 있다. 이들 연자성 재료를 자심에 사용하는 경우, 고주파 영역에서의 전기저항을 늘리기 위하여, 연자성 재료의 분말을 절연층을 통하여 고화하여 연자성 성형체로 하는 방법이 사용되고 있다. 예를 들어, 연자성 재료의 결착제로서 저융점 글라스를 사용, 압분(壓粉) 성형하여 압분체로 하는 방법(일본특허공개 소63-158810호 공보 참조)이나, 혹은 결착제로서 저융점 글라스와 수지를 사용하여 압분 성형하고, 이어서 소성하여 수지만을 소실(燒失)시켜 소성체로 하는 방법(일본특허공개 2001-73062호 공보 참조)이 제안되고 있다. 또한, 연자성 재료를 포함하는 수지 조성물을 사출성형에 의해 성형하고 사출성형체로 하는 방법도 제안되고 있다(일본특허공개 평11-31612호 공보참조).
하지만, 결착제로서 저융점 글라스를 사용하면, 연자성 재료분말 사이의 전기적인 절연성의 확보가 용이해지는 한편으로, 연자성 재료 및 글라스 모두 딱딱한 재료이기 때문에, 압분 성형시에 높은 프레스 압력을 필요로 한다. 이 때문에, 대형 프레스 장치가 필요하고, 또한 금형 수명이 짧아져 제조 비용이 올라간다는 문제가 있었다.
또한, 수지 조성물을 성형하는 경우, 연자성 재료분말 사이의 전기절연성을 확보하기 위해, 다량의 수지를 첨가하지 않을 수 없어, 그로 인해 자기특성이 떨어진다는 문제가 있었다.
그래서, 본 발명은 상기 과제를 해결하여, 연자성 재료분말 사이의 전기절연성을 확보하여 양호한 자기특성을 확보하는 동시에, 성형이 용이한 연자성 성형체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 연자성체 분말 표면의 적어도 일부를 무기절연성 재료로 피복하고, 그 무기절연성 재료에 수지재료를 융착시킨 복합분말을 사용함으로써, 연자성 재료분말 사이의 전기절연성을 확보하는 동시에, 성형가공성을 향상시킬 수 있다는 것에 착안하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명의 연자성 복합분말은 연자성 성형체의 제조에 사용되는 복합분말로서, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되며, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전기절연성 재료에 무기절연성 재료를 사용하고, 연자성체 분말의 표면에 무기절연성 재료로 이루어지는 무기절연층을 형성하며, 그 무기절연층에 수지재료를 융착시킨 복합분말을 사용할 수도 있다. 무기절연층에서 연자성체 분말을 피복함으로써, 연자성체 분말 사이의 전기절연성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 전기절연성 재료로서, 무기절연성 재료에 더하여 수지재료를 사용할 수도 있다. 수지재료를 사용함으로써, 성형시의 가공성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 무기절연성 재료에 글라스 재료를 사용할 수도 있다. 글라스 재료는 연화점을 가지기 때문에, 가열함으로써 쉽게 복합분말끼리를 접합시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 연자성체 분말에 비정질 연자성 합금을 사용할 수 있다. 높은 투자율(透磁率; magnetic permeability)로 내식성이나 강도 등의 특성이 뛰어난 연자성 성형체를 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 복합분말은 입자모양으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 입자모양으로 형성된 복합분말은 높은 충전밀도와 높은 변형능력을 가지기 때문이다.
본 발명의 연자성 복합분말은 예를 들어, 아래의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 즉, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되며, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말의 제조방법으로서, 상기 연자성체 분말을 상기 무기절연성 재료로 피복하고, 이어서 상기 연자성체 분말과 상기 수지재료를 혼합하여, 상기 무기절연성 재료에 상기 수지재료를 융착시킨다.
또한, 상기 무기절연성 재료로 글라스 재료를 사용하고, 그 글라스 재료를 연자성체 분말의 표면에 융착시켜 글라스층을 형성하며, 그 글라스층에 수지재료를 융착시킬 수 있다. 또한, 그 글라스 재료에 저융점 글라스를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 연자성 복합분말의 다른 제조방법은, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말의 제조방법으로서, 상기 연자성체 분말과, 상기 무기절연성 재료와, 상기 수지재료를 혼합하고, 연자성체 분말의 표면을 무기절연성 재료와 수지재료로 피복하는 한편, 상기 무기절연성 재료에 상기 수지재료를 융착시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연자성 복합분말을 사용하여, 예를 들어, 아래의 방법에 의해 연자성 성형체를 제조할 수 있다. 즉, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말을 금형안에 충전, 가공하여 압분체를 이루며, 이어서 상기 압분체를 소성하여 소성체로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연자성 성형체의 다른 제조방법은, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말에 수지재료를 더욱 첨가하고, 혼련하여 사출성형체로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 연자성 성형체의 다른 제조방법은, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말에 수지재료를 더욱 첨가하고, 혼련하여 사출성형체로 하고, 상기 사출성형체를 탈지 및 소성하여 소성체로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연자성 복합분말은 연자성체의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 그 무기절연재료는 그 표면에 융착한 수지재료를 가지고 있다. 이에 의해, 복합분말을 가압성형하는 경우, 연자성체 분말끼리가 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 연자성체 분말 사이의 마찰을 줄여 프레스 압력을 보다 작게 할 수 있다. 특히, 그 수지재료는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮고 있기 때문에, 연자성체 분말의 표면 전체를 덮는 경우에 비하여 보다 자유롭게 변형할 수 있다. 즉, 수지재료는 무기절연성 재료와의 융착부를 지점으로 하여 자유변형이 가능하여, 연자성체 분말끼리가 접근하면, 수지재료에 접촉한 연자성체 분말은 수지재료의 변형에 의해 그 이동방향을 바꾸어, 분말입자 사이의 빈틈으로 이동하는 것이 가능하다. 특히 가는 입자의 연자성체 분말은 이동하기 쉽기 때문에, 수지재료의 변형에 따라 굵은 입자의 연자성체 분말이 형성하는 빈틈으로 밀려나가, 그 결과 충전밀도를 높일 수 있게 된다. 이에 대하여, 수지재료가 연자성체 분말의 표면 전체를 덮는 경우, 수지재료는 그 막두께 방향의 변형은 가능하지만, 막의 폭방향으로의 변형은 억제되기 때문에, 연자성체 분말의 이동이 억제되어, 충전밀도를 높이는 것이 어려워진다. 또한, 수지재료는 무기절연성 재료에 융착되어 있기 때문에, 수지재료가 변형되어도 무기절연성 재료로부터 쉽게 탈착하지 않아, 연자성체 분말끼리의 접촉을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 연자성체 분말의 표면이 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되어 있기 때문에, 소성체나 사출성형체 등의 성형체에 있어서, 연자성체 분말끼리의 직접 접촉을 억제하여 연자성체 분말사이의 전기절연성을 확보할 수도 있다. 여기서, 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮는다는 것은, 연자성체 분말의 표면 전체가 피복되어 있는 상태 이외를 나타내며, 무기절연성 재료에 융착한 수지재료가 표면의 적어도 일부에는 존재하지 않는 상태를 나타내는 것이다.
도 1은 본 발명의 연자성 복합분말의 일 실시예의 형상을 나타내는 SEM 사진이다.
도 2는 본 발명에서 사용한 글라스 코팅한 연자성체 분말의 형상을 나타내는 SEM 사진이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 연자성체 분말의 표면을 피복하는 전기절연성 재료에 무기절연성 재료를 사용하는 복합분말의 하나의 제조방법에 대하여 설명한다.
본 실시형태에 사용하는 연자성체에는, 페라이트 등의 산화물계 재료, 카르보닐철, Fe-Si 합금, Ni-Fe 합금, 그리고 Fe계 혹은 Co계의 비정질 합금 등의 금속계 재료가 포함된다. 내식성, 내마모성, 강도, 그리고 높은 투자율이나 낮은 보유력 등의 연자기특성이 결정계 재료에 비하여 뛰어난 연자성 비정질 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 연자성 비정질 합금은 특별히 한정되지 않으며, 철계나 코발트계 등의 공지의 비정질 합금을 사용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 사용하는 무기절연성 재료로는 예를 들어, Al2O3, SiO2, Y2O3, MgO, 그리고 ZrO2 등의 절연성 금속 또는 반금속의 산화물, 혹은 글라스 재료, 또는 그들의 혼합물을 사용할 수 있는데, 글라스 재료가 바람직하다. 글라스 재료 중에서도, 저융점 글라스가 바람직하다. 낮은 연화온도를 가지고, 연자성 비정질 합금에 융착하여 그 표면을 피복할 수 있기 때문이다.
저융점 글라스는, 연자성체 분말과 반응하지 않고 연자성 비정질 합금의 결정화 개시온도보다 저온, 바람직하게는 약 550℃ 이하에서 연화하는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, PbO-B2O3계 글라스 등의 납계 글라스, P2O5계 글라스, ZnO-BaO계 글라스, 그리고 ZnO-B2O3-SiO2계 글라스 등의 공지의 저융점 글라스를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 무연 글라스로서 낮은 연화점을 부여하는 P2O5계 글라스가 바람직하다. 그 일례를 들면, P2O5 60~80%, Al2O3 10% 이하, ZnO 10~20%, Li2O 10% 이하, Na2O 10% 이하의 조성인 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용하는 수지는, 종래 공지의 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 열가소성 수지로서는 예를 들어, 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리페닐렌술파이드(PPS), 액정 폴리머, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리아세탈, 폴리에테르술폰, 폴리술폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리프탈아미드, 폴리아미드 등, 그리고 그들의 혼합물 또는 공중합체, 열경화성 수지로서는 예를 들어, 페놀 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디아릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 그리고 그들의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 수지재료의 형상은 분말형상이나 섬유형상의 것을 사용할 수 있는데, 혼합하기 쉬운 분말형상이 바람직하다.
이하, 복합분말의 제조방법의 일례를 설명한다. 즉, 연자성체 분말의 표면을 미리 무기절연성 재료로 피복하여 무기절연층을 형성하고, 이어서 그 무기절연층에 수지재료를 융착시킨다.
연자성체 분말을 무기절연성 재료로 피복하여 무기절연층을 형성하는 방법으로는, 메카노퓨전(mechano-fusion) 등의 분말 코팅법이나, 무전해 도금이나 졸-겔법 등의 습식 박막제작법, 또는 스퍼터링 등의 건식 박막제작법 등을 사용할 수 있다. 분말 코팅법은 예를 들어, 일본특허공개 2001-73062호 공보에 기재된 분말 코팅 장치를 사용할 수 있다. 이 방법에 따르면, 연자성체 분말과 저융점 글라스 분말이 강력한 압축 마찰력을 받아, 연자성체 분말과 저융점 글라스 분말의 융합 및 글라스 분말끼리의 용착에 의해, 연자성체 분말의 표면이 저융점 글라스로 이루어지는 무기절연층으로 피복된 복합분말을 얻을 수 있다.
이어서, 무기절연층을 가지는 연자성체 분말에 수지 분말을 첨가하여 혼합한다. 수지 분말은 혼합시의 기계적 에너지에 의해 일부가 용융하여, 그 용융한 부분이 무기절연층을 융착한다. 이에 의해 연자성 복합분말을 얻을 수 있다. 혼합에는 볼밀 등의 공지의 고상(固相) 혼합방법을 사용할 수 있다. 한편, 혼합시의 온도는 실온 이상이면 좋지만, 수지재료의 연화온도 이상의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 이는 수지 분말의 무기절연층으로의 융착이 촉진되기 때문이다.
여기서, 무기절연층으로 피복한 연자성체 분말을 사용하는 경우, 수지 분말의 입자직경은 연자성체 분말의 입자직경보다 작고, 바람직하게는 반 이하이며, 예를 들어, 연자성체 분말의 입자직경이 300㎛ 이하, 150㎛ 이하, 그리고 45㎛ 이하인 경우, 각각 150㎛ 이하, 75㎛ 이하, 그리고 20㎛ 이하가 바람직하다.
또한, 복합분말의 조성은 무기절연성 재료 0.3~6중량%, 수지재료 1~10중량%, 그리고 나머지가 연자성체 분말이 되도록, 보다 바람직하게는 무기절연성 재료 0.4~3중량%, 수지재료 2~8중량%, 그리고 나머지가 연자성체 분말이 되도록, 더욱 바람직하게는 무기절연성 재료 0.4~1중량%, 수지재료 3~8중량%, 그리고 나머지가 연자성체 분말이 되도록 할 필요가 있다. 한편, 필요에 따라, 0.1~0.5중량%의 윤활제를 첨가할 수도 있다.
또한, 필요에 따라, 윤활제로서 스테아린산 아연이나 스테아린산 칼슘 등의 스테아린산염을 첨가하여 혼합할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 복합분말을 소정의 금형에 충전하고, 압분성형, 사출성형, 그리고 압출성형 등의 여러가지 성형방법을 사용하여 성형할 수 있다. 예를 들어, 압분성형의 경우, 연자성 복합분말을 금형 안에 충전하고, 소정의 가압 압력으로 프레스 성형하며, 성형한 압분체를 소성하고 수지를 소실시켜 소성체를 얻을 수 있다. 한편, 연자성체 분말에 비정질 합금분말을 사용하는 경우에는, 소성온도를 비정질 합금의 결정화 개시온도보다 저온으로 할 필요가 있다.
또한, 사출성형의 경우, 성형가공성을 확보하기 위하여, 연자성 복합분말에 수지 분말을 더욱 첨가하여 혼련할 필요가 있다. 첨가할 수지는 복합분말 중의 수지와 동일하거나 다른 수지를 사용할 수 있다. 사출성형에 사용하는 수지는, JIS K 7191에서 규정하는 하중 휨 온도가 100℃ 이상인 내열성 수지가 바람직하고, 예를 들어, 상술한 열가소성 수지 중에서 폴리올레핀, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌옥사이드 이외의 열가소성 수지와, 상술한 열경화성 수지를 사용할 수 있다. 한편, 혼련시, 열가소성 수지의 경우에는, 그 연화온도 이상의 온도에서 가열하여 혼련하는 것이 바람직하다. 한편, 열경화성 수지의 경우, 그 분해온도 이하의 온도, 바람직하게는 300℃ 이하의 온도에서 혼련하는 것이 바람직하다. 한편, 사출성형의 경우, 성형가공성 확보를 위하여 최종 성형체 안의 수지의 함유량이 5중량% 이상이 되는 것이 바람직하다.
한편, 복합분말은 입자모양으로 형성하는 것이 바람직하다. 입자모양으로 형성하면, 입자모양의 입자 내부도 부분적인 수지의 융착 효과에 의해, 연자성 분말의 자유변형이 일어나 결과적으로 큰 직경 입자와 작은 직경 입자가 조밀하게 충전 되어 높은 충전밀도가 유지된다. 또한, 입자모양의 입자 사이에서도 부분적인 수지의 융착 효과에 의해, 입자모양 입자의 변형이 가능해지며, 그 결과 높은 충전 밀도를 가지게 된다. 이에 의해, 입자모양으로 형성된 복합분말은 높은 충전 밀도와 높은 변형능력을 가져, 특히 압분 성형에 적합하게 사용할 수 있다.
입자모양으로의 형성은 상기와 같이 무기절연층을 가지는 연자성체 분말에 수지 분말을 첨가하여 혼합하는 혼합교반 입자제조에 의해 형성할 수 있다. 하지만, 입자모양으로 형성된 입자의 형상이나 직경을 균일하게 하기 위해서는, 복합분말을 원료분으로 하고, 전동(轉動) 입자제조 등의 자족(自足) 입자제조법이나, 스프레이 드라이 등의 강제 입자제조법 등의 공지의 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
(실시형태 2)
본 실시형태는 연자성 복합분말의 다른 제조방법에 관한 것이다. 본 실시형태에서는 실시형태 1에 기재된 연자성체 분말과, 무기절연성 재료와, 수지재료를 수지재료 융점 이상의 온도로 가열하고 혼합하여 복합분말을 제조한다. 무기절연성 재료에는 글라스 분말을 사용하고, 수지재료에는 수지 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 연자성체 분말의 표면은 연자성체 분말에 융착한 수지 분말과 그 수지 분말에 의해 결착된 글라스 분말로 피복되며, 또한 그 글라스 분말의 표면에 수지 분말이 융착한 복합분말을 얻을 수 있다.
여기서, 글라스 분말 및 수지 분말의 입자직경은 연자성체 분말의 입자직경보다 작고, 바람직하게는 절반 이하이며, 예를 들어, 연자성체 분말의 입자직경이 300㎛ 이하, 150㎛ 이하, 그리고 45㎛ 이하인 경우, 글라스 분말과 수지 분말의 입자직경은 150㎛ 이하, 75㎛ 이하, 그리고 20㎛ 이하가 바람직하다.
또한, 복합분말의 조성은 무기절연성 재료 0.3~10중량%, 수지재료 1~10중량%, 그리고 나머지가 연자성체 분말이 되도록, 보다 바람직하게는 무기절연성 재료 0.4~6중량%, 수지재료 2~8중량%, 그리고 나머지가 연자성체 분말이 되도록, 더욱 바람직하게는 무기절연성 재료 0.4~6중량%, 수지재료 3~8중량%, 그리고 나머지가 연자성체 분말이 되도록 배합하는 것이 바람직하다. 이와 같이 복합분말의 조성을 조정함으로써, 글라스 분말에 융착한 수지 분말이 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮을 수 있게 되어, 실시형태 1의 경우와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태는 연자성 성형체의 제조방법에 관한 것이다. 본 실시형태에서는 실시형태 1과 2에 기재된 복합분말을 원료분으로 하여, 이른바 금속사출 성형법(MIM)에 의해 연자성 소성체를 제조한다. MIM은 상술한 사출성형체를 탈지 및 소성하여 소성체로 하는 것이다. 종래, MIM에서는 탈지공정후의 성형체 강도가 매우 낮아, 그대로는 연자성 재료로서 사용할 수 없었다. 또한, 성형체를 소결하면 절연성이 떨어져, 자기특성이 높은 재료를 얻기가 어려웠다. 하지만, 본 발명의 복합분말을 원료분에 사용함으로써, 상술한 압분성형-소성법과 동등한 자기특성을 얻을 수 있다. 여기서, MIM용 복합분말에서는 복합분말중의 수지의 열분해온도가, 사출성형시에 첨가되는 수지(이하, MIM용 수지라고 함)의 열분해온도와 같거나 그 이상인 것이 바람직하다. 탈지 및 소성의 최종단계까지, 사출성형체 중의 복합분말의 네트 워크를 유지할 수 있기 때문이다. 또한, 탈지 및 소성을 한 단계에서 실시할 수도 있다.
MIM용 수지로서는 원료분에 가소성을 부여하고, 또한 상온에서 성형체에 강도를 부여하는 기능을 가지는 열가소성 수지 예를 들어, 알크릴 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리스틸렌 수지, 그리고 폴리이미드 수지의 일종, 혹은 이들의 2종 이상을 포함하는 혼합물, 혹은 이들의 공중합체를 사용할 수 있다. 구체적인 예로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스틸렌, 에틸렌-초산 비닐 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 폴리메타크릴산 아크릴에스테르, 폴리아미드를 들 수 있다.
또한, 탈지성이나 유동성의 개선을 위하여, 왁스나 가소제 등을 필요에 따라 첨가할 수 있다.
왁스로서는 밀랍, 목랍, 몬탄왁스(montan wax) 등의 천연랍, 저분자 폴리에틸렌, 마이크로 크리스탈린 왁스, 파라핀 왁스 등의 합성납의 1종 또는 이들의 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 왁스는 가소제 또는 윤활제로서 겸용할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 탈지촉진제로서 장뇌(樟腦,camphor) 등의 승화성 물질을 사용할 수도 있다.
가소제에는 프탈산 디-2-에틸헥실, 프탈산 디에틸, 프탈산 디-n-부틸 등을 사용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 윤활제로서 고급지방산, 지방산 아미드, 지방산 에스테르 등을 사용할 수도 있다.
한편, MIM에 있어서는 복합분말을 제작할 때, 수지의 첨가를 생략할 수도 있다. 즉, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복된 연자성 복합분말에 수지재료를 첨가하고, 혼련하여 사출성형체로 하고, 상기 사출성형체를 탈지 및 소성하여 소성체로 할 수도 있다.
상기 실시형태에서 설명한 연자성 복합분말을 사용한 성형체는, 자심(慈心)뿐만 아니라, 전자파 흡수체로도 사용할 수 있다. 즉, 높은 투자율을 가지는 연자성 재료를 사용한 전자파 흡수체는, 전자파를 흡수함으로써 반사파 및 투과파를 저감시킬 수 있다. 종래, 전자파 흡수체는 전자파 흡수재료를 수지나 고무 등의 매트릭스에 분산시키고, 압출성형이나 프레스 성형 등에 의해 성형하여 사용되고 있는데, 전자파 흡수재료를 고밀도로 충전하는 것이 쉽지 않아, 충분한 전자파 흡수능력을 얻을 수 없었다. 하지만, 본 발명의 연자성 복합분말을 사용함으로써, 연자성 재료의 충전밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 전자파 흡수능력을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태에서 설명한 연자성 복합분말을 사용한 성형체는 자기 실드재에도 사용할 수 있다. 높은 투자율을 가지는 연자성 재료를 사용하는 동시에, 매트릭스에 분산시키는 연자성 재료의 충전밀도를 향상시킬 수 있기 때문에, 자기 실드 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
이하, 실시예에 따라 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
(실시예 1)
압분성형에 의한 소성체의 제조 1
(연자성 복합분말의 제조)
연자성체 분말에는 (Fe0.97Cr0.03)76(Si0.5B0.2)22C2의 비정질 합금에 저융점 글라스 분말(P2O5 60~80%, Al2O3 10% 이하, ZnO 10~20%, Li2O 10% 이하, Na2O 10% 이하, 입자직경 40㎛ 이하)을 분말 코팅법으로 코팅한 것을 사용하였다. 수지 분말에는 열경화성 수지인 에폭시 수지 및 열가소성 수지인 폴리에틸렌옥사이드, 그리고 윤활제로서 스테아린산 아연을 사용하였다. 한편, Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금과 수지 분말의 입자직경은 체를 사용하여 45㎛ 이하로 조정한 것을 사용하였다.
저융점 글라스를 코팅한 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금에 표 1의 조성이 되도록 에폭시 수지 분말, 폴리에틸렌 옥사이드(PEO) 분말, 그리고 스테아린산 아연을 첨가하고, 볼밀을 사용하여 온도 112℃에서 혼합하여, 복합분말을 얻었다.
(성형체의 제조)
수지 분말의 함유량이 서로 다른 복합분말을 금형에 충전한 후, 소정의 압력으로 프레스 성형하여 압분체를 얻고, 이어서 그 압분체를 480℃에서 15분간, 대기분위기에서 소성하여 수지를 소실시켜 소성체(직경 10mm, 내경 5mm, 두께 5mm)(시료 1~5)를 얻었다.
(연속성형성을 평가)
연속성형성은 아래의 방법에 따라 평가하였다. 즉, 프레스 성형을 자동운전할 때, 압분체의 추출은 하부 펀치를 돌출시켜 압분체를 내보냄으로써 이루어진다. 자동운전시, 자동운전의 속도에 따라, 압분체 추출의 용이함과 형상이 어느 정도 유지되는가를 판정하였다. 20개/분의 속도로 자동운전 가능한 것을 ◎, 15개/분의 속도로 자동운전 가능한 것을 ○, 10개/분의 속도로 자동운전 가능한 것을 △, 자동운전이 곤란, 즉 압분체를 손으로 추출할 필요가 있는 경우를 ×로 하였다.
(투자율 측정)
투자율은 JIS C2561에 준하여 측정하였다.
한편, 결과는 시료 1(1MHz에서의 투자율 약 60)을 기준으로 하여 나타내며, 시료 1의 값의 -5% 이상은 ◎, 시료 1의 -10% 이상은 ○, 시료 1의 -15% 이상은 △, 그리고 시료 1의 -15% 이하는 ×이다.
(비교예 1)
체를 사용하여 입자직경 150㎛ 이하, 75㎛ 이하, 그리고 45㎛ 이하 정도로 조정한 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금의 표면을, 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 저융점 글라스를 사용하여 글라스 코팅하였다. 이어서, 표 1의 조성이 되도록, 에폭시 수지 분말, 폴리에틸렌옥사이드 분말, 그리고 스테아린산 아연을 첨가하고, 볼밀을 사용하여 실온에서 혼합하여, 복합분말을 얻었다. 이 복합분말을 실시예 1과 마찬가지로 성형하는 것을 검토하였는데, 큰 프레스 압력을 필요로 하여 성형이 어려웠다. 그 때문에, 형상을 부여할 수 있을 정도의 압력을 성형압력으로 하였다(시료 6~8). 또한, 투자율을 측정할 수 없었다.
(비교예 2)
글라스 코팅을 하지 않은 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금을 사용하여, 표 1의 조성이 되도록 에폭시 수지 분말, 폴리에틸렌 옥사이드 분말, 그리고 스테아린산 아연을 첨가하고, 볼밀을 사용하여 112℃로 혼합하여, 복합분말을 얻었다. 이 복합 분말을 실시예 1과 마찬가지의 방법에 의해 처리하여 압분성형체를 얻었다(시료 9).
표 1
시료 No. 연자성체분말 저융점글라스 함유량(wt%) 수지함유량(wt%) 스테아린산 아연함유량 융착처리
함유량 (wt%) 분급입자 직경(㎛) 열경화성 수지 PEO
1 96.9 -45 0.5 1.5 0.8 0.3 있음
2 95.4 -45 0.5 3.0 0.8 0.3 있음
3 91.4 -45 0.5 7.0 0.8 0.3 있음
4 89.4 -45 0.5 9.0 0.8 0.3 있음
5 87.4 -45 0.5 11.0 0.8 0.3 있음
6 96.4 -150 0.5 2.0 0.8 0.3 없음
7 96.4 -75 0.5 2.0 0.8 0.3 없음
8 96.4 -45 0.5 2.0 0.8 0.3 없음
9 95.9 -45 0 3.0 0.8 0.3 있음
표 2
시료 No. 성형압력(MPa) 연속성형성 투자율
1 600~700 ◎ ◎
2 600~700 ○ ◎
3 700~900 △ ○
4 700~900 △ △
5 600~800 × 측정불가
6 1800 × 〃
7 1200 × 〃
8 1200 × 〃
9 500~600 ◎ ×
(실시예 1에 대한 결과)
시료 1~4는 시료 6~8과 비교하여 성형압력을 대폭 저하시킬 수 있었다. 또한, 투자율도 양호한 값을 가지고 있었다. 이는 시료 1~4의 경우, 글라스층에 융착한 수지 분말이 연자성체 분말끼리의 마찰을 저하시켜, 연자성체 분말을 이동하기 쉽게 하여 충전밀도를 높였기 때문이라고 생각된다.
하지만, 수지함유량이 10wt%를 넘는 시료 5는 유동성이 나빠 금형으로의 충전이 어렵고, 충전밀도도 낮으며, 또한 자동운전으로 성형할 수도 없었다. 또한, 성형시에 승온속도를 늦추지 않으면, 수지의 분해가스 압력에 의해 소성체가 파손되었다. 또한, 승온속도를 늦추어 소성하여도, 강도가 약하기 때문에 코일을 감을 수 없어 투자율을 측정할 수 없었다.
또한, 글라스 코팅을 하지 않은 시료 9는, 수지의 첨가에 의해 낮은 성형압력으로 성형가능하지만, 투자율은 낮았다. 이는 글라스층이 존재하지 않기 때문에, 연자성체 분말 사이의 절연이 불충분하기 때문이라고 생각된다.
또한, 도 1은 시료 1의 제작에 사용한 복합분말의 SEM 사진이다. 도 2의 SEM 사진에 나타내는 글라스 코팅한 비정질 합금에 수지 분말을 융착시킨 것이다. 이 사진으로부터 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 복합분말은 입자모양으로 형성되어 있어, 비정질 합금의 거친 입자와 가는 입자가 입자 사이의 공간을 매우도록 조밀하게 충전된 구조를 가지고 있는 것을 알 수 있다.
(실시예 2)
압분성형에 의한 소성체의 제조 2
(연자성 복합분말의 제조)
실시예 1에서 사용한 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금에, 표 2의 조성이 되도록 실시예 1에서 사용한 저융점 글라스 분말과 에폭시 수지 분말을 첨가하여, 볼밀을 사용하여 온도 112℃에서 혼합하고, 복합분말을 얻었다(이하, 3종혼합법이라고 함). 여기서, 비정질 합금분말과 에폭시 수지는 체를 사용하여 소정의 입자정도로 조정하였다. 얻어진 복합분말을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 처리하여 소성체를 얻었다(시료 10~19).
표 3
시료 No. 연자성체 분말 저융점 글라스 수지(열경화성 수지)
함유량 (wt%) 분급입자 직경(㎛) 함유량 (wt%) 분급입자 직경(㎛) 함유량 (wt%) 분급입자 직경(㎛)
10 97.5 -150 0.5 -150 2.0 -150
11 97.5 -150 0.5 -75 2.0 -75
12 97.5 -150 0.5 -45 2.0 -45
13 97.5 -45 0.5 -45 2.0 -45
14 97.5 -45 0.5 -45 2.0 -45
15 97.5 -45 0.5 -20 2.0 -20
16 94 -150 3.0 -45 3.0 -45
17 91 -150 6.0 -45 3.0 -45
18 83 -150 6.0 -45 8.0 -45
19 80 -150 6.0 -45 11.0 -45
표 4
시료 No. 성형압력(MPa) 연속성형성 투자율
10 600~700 ○ △
11 500~600 ◎ ◎
12 500~600 ◎ ◎
13 700~900 ○ △
14 600~700 ○ ○
15 500~600 ○ ◎
16 500~600 ◎ ○
17 600~700 ◎ ○
18 700~900 △ ○
19 600~800 × ×
(실시예 2에 대한 결과)
3종 혼합법에 의해 복합 분말을 제작한 경우에도 표 4에 나타내는 바와 같이, 비교예 1의 방법에 비하여 성형압력을 대폭 떨어뜨릴 수 있었다. 또한, 연속성형성과 투자율도 양호하였다. 하지만, 수지함유량이 10wt%를 넘는 시료 19는 유동성이 나쁘고 금형으로의 충전이 어려워, 충전밀도도 낮고, 또한 자동운전으로 성형할 수도 없었다. 또한, 소성시에 승온속도를 늦추지 않으면, 수지의 분해 가스의 압력에 의해 소성체가 파손되었다. 또한, 승온속도를 늦추어 소성하여도, 강도가 약하기 때문에 코일을 감을 수 없어 투자율을 측정할 수 없었다.
(실시예 3)
사출성형에 의한 사출성형체의 제조
(연자성 복합분말의 제조)
연자성체 분말과 저융점 글라스 분말은 실시예 1과 같은 것을 사용하였다. 수지 분말에는 열가소성 수지인 폴리아미드를 사용하였다. 한편, 폴리아미드는 체를 사용하여 입자도를 45㎛ 이하로 조정한 것을 사용하였다. 분말 코팅장치를 사용하여 저융점 글라스를 코팅한 Fe-Cr-Si-B-C-계 비정질 합금에, 수지 함유량이 2wt%가 되도록 폴리아미드 수지 분말을 첨가하고, 볼밀을 사용하여 온도 250℃에서 혼합하여, 복합분말을 얻었다.
(사출성형)
제조한 복합분말에 표 5의 조성이 되도록 폴리아미드 수지를 더욱 첨가하고, 이 혼합분말을 혼련 압출기에 투입, 혼련하여 성형용 펠릿(pellet)을 제작하였다. 이 성형용 펠릿을 사출성형기로 공급하고, 실린더 온도 290℃, 사출압력 200MPa, 금형온도 100℃에서 사출성형하여 사출성형체를 얻었다(시료 20~22). 시료형상은 T-80으로 하였다.
(직류중첩특성의 평가)
직류중첩특성은, 직류 0A 중첩시의 인덕턴스에 대한 14A 중첩시의 인덕턴스의 비율로 평가하였다. 즉, 그 비율이 97% 이상은 ◎, 94% 이상은 ○, 90% 이상은 △, 그리고 90% 이하는 ×로 하였다.
(비교예 3)
글라스 코팅을 하지 않은 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금을 사용하여, 표 5의 조성이 되도록 아미드 조성분말을 첨가한 혼합분을 실시예 3과 마찬가지의 방법에 의해 사출성형하여 사출성형체(시료 23,24)를 얻었다.
표 5
시료 No. 연자성체 분말 저융점 글라스 함유량(wt%) 수지함유량 (wt%)
함유량(wt%) 분급입자직경(㎛)
20 87.5 -45 0.5 12
21 79.5 -45 0.5 20
22 69.5 -45 0.5 30
23 87.5 -45 0.5 12
24 69.5 -45 0.5 30
표 6
시료 No. 직류중첩특성 연속성형성 투자율
20 ○ ○ ◎
21 ○ ◎ ○
22 ◎ ◎ △
23 × ○ ◎
24 △ ◎ ○
(실시예 3에 대한 결과)
복합분말을 사용한 시료 20~22의 경우, 연속성형성 및 자기특성 모두 양호한 특성을 가지고 있었다. 이에 대하여, 혼합분을 사용한 시료 23과 24는 연속성형성과 투자율은 양호한 특성을 나타내었지만, 직류중첩특성은 양호하지 않았다. 즉, 시료 23과 24의 경우, 교류와 중첩하여 직류전류를 흘리면, 투자율이 떨어지기 쉽다. 이는 시료 23과 24의 경우, 글라스 분말이나 수지 분말에 의한 연자성체 분말의 표면 피복이 불충분하여, 연자성체 분말 사이의 전기절연성이 충분히 확보되지 않기 때문이라고 생각된다.
(실시예 4)
금속사출성형(MIM)에 의한 소성체의 제조
(연자성 복합분말의 제조)
연자성체 분말과 저융점 글라스 분말은 실시예 3과 같은 것을 사용하였다. 수지 분말에는 열가소성 수지인 폴리아미드를 사용하였다. 한편, 폴리아미드는 체를 사용하여 입자도를 45㎛ 이하로 조정한 것을 사용하였다. 분말 코팅장치를 사용하여 저융점 글라스를 코팅한 Fe-Cr-Si-B-C계 비정질 합금에, 수지의 함유량이 2wt%가 되도록 폴리아미드 수지 분말을 첨가하고, 볼밀을 사용하여 온도 250℃에서 혼합하여 복합분말을 얻었다. 한편, 비교를 위하여, 폴리아미드 수지 분말을 포함하지 않는 복합분말도 제작하였다.
(사출성형)
제작한 복합분말에 표 7의 조성이 되도록 MIM용 수지 분말(파라핀 왁스/폴리에틸렌 =75/25(중량비))을 더욱 첨가하고, 이 혼합분을 혼련압출기에 투입하여, 혼련하여 성형용 펠릿을 제작하였다. 이 성형용 펠릿을 사출성형기에 공급하고, 실린더 온도 290℃, 사출압력 200MPa, 금형온도 100℃에서 사출성형하여 사출성형체를 얻었다. 시료형상은 T-80으로 하였다.
표 7
시료 No. 연자성체분말 저융점글라스 함유량(wt%) 수지함유량 (wt%)
함유량(wt%) 분급입자직경(㎛)
25 79.5 -45 0.5 20*1
26 79.5 -45 0.3 20*2
*1: 수지함유량의 내역은 폴리아미드 수지 3중량%, MIM용 수지 17중량%이다.
*2: 수지함유량의 내역은 MIM용 수지 20중량%이다.
(탈지 및 소성)
얻어진 사출성형체를 대기분위기에서 아래의 표 8의 승온속도로 탈지 소성하 여, 소성체(시료 25)를 얻었다.
표 8
온도범위 승온속도(℃/Hr)
1 상온~200℃ 2
2 200~350℃ 5
3 350~450℃ 8
4 450℃ 4시간 보유
5 자연냉각 -
(직류중첩특성의 평가)
직류중첩특성은 직류 0A 중첩시의 인덕턴스에 대한 14A 중첩시의 인덕턴스 비율로 평가하였다. 즉, 그 비율이 97% 이상은 ◎, 94% 이상은 ○, 90% 이상은 △, 그리고 90% 이하는 ×로 하였다.
(실시예 4에 대한 결과)
표 9에 나타내는 바와 같이, 시료 25는 직류중첩특성, 연속성형성, 그리고 투자율 모두 양호한 특성을 나타내었다. 한편, 본 실시예에서는 폴리아미드 수지를 포함하지 않는 복합분말을 사용한 시료 26의 비교적 양호한 특성을 나타내었다.
표 9
시료 No. 직류중첩특성 연속성형성 투자율
25 ○ ○ ○
26 △ ○ ○
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 연자성 복합분말은 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되며, 그 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 있기 때문에, 성형시에 연자성체 분말끼리의 마찰을 줄여 성형압력을 떨어뜨리고 가공성을 향상시키는 동시에 충전밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 전기절연성 재료에 의해 연자성체 분말 사이의 전기절연성이 확보되기 때문에, 높은 투자율을 얻을 수 있다. 그리고 본 발명의 연자성 복합분말은 고주파용 트랜스나 쵸크코일의 자심뿐만 아니라, 전자파 흡수체나 자기 실드에도 바람직하게 사용할 수 있다.
본 명세서 내용 중에 포함됨.

Claims (12)

  1. 연자성 성형체의 제조에 사용하는 복합분말로서, 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연자성체 분말의 표면이 상기 무기절연성 재료로 이루어지는 무기절연층으로 피복되고, 상기 무기절연층에 상기 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전기절연성 재료가 상기 수지재료를 포함하는 연자성 복합분말.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기절연성 재료가 글라스 재료인 연자성 복합분말.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연자성체 분말이 비정질 연자성 합금인 연자성 복합분말.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지재료에 의해 입자모양으로 형성되어 이루어지는 연자성 복합분말.
  7. 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말의 제조방법으로서,
    상기 연자성체 분말을 상기 무기절연성 재료로 피복하고, 이어서 상기 연자성체 분말과 상기 수지재료를 혼합하여, 상기 무기절연성 재료에 상기 수지재료를 융착시키는 연자성 복합분말의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 무기절연성 재료가 글라스 재료이고, 상기 연자성체 분말의 표면에 상기 글라스 재료를 융착시켜 글라스층을 형성하며, 이어서 상기 글라스층에 수지재료를 융착시키는 제조방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 글라스 재료가 저융점 글라스인 제조방법.
  10. 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재 료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말의 제조방법으로서,
    상기 연자성체 분말과, 상기 무기절연성 재료와, 상기 수지재료를 혼합하고, 연자성체 분말의 표면을 무기절연성 재료와 수지재료로 피복하는 한편, 상기 무기절연성 재료에 상기 수지재료를 융착시키는 연자성 복합분말의 제조방법.
  11. 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말을 금형내에 충전, 가공하여 압분체로 되며, 이어서 상기 압분체를 소성하여 소성체로 하는 연자성 성형체의 제조방법.
  12. 연자성체 분말의 표면이 적어도 무기절연성 재료를 포함하는 전기절연성 재료로 피복되고, 상기 무기절연성 재료의 표면에는 연자성체 분말의 표면을 부분적으로 덮도록 수지재료가 융착되어 이루어지는 연자성 복합분말에 수지재료를 첨가, 혼련하여 사출성형체로 하는 연자성 성형체의 제조방법.
KR1020067002118A 2003-08-06 2004-04-22 연자성 복합분말 및 그 제조방법과 연자성 성형체의제조방법 KR101077155B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003287975 2003-08-06
JPJP-P-2003-00287975 2003-08-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060054395A true KR20060054395A (ko) 2006-05-22
KR101077155B1 KR101077155B1 (ko) 2011-10-27

Family

ID=34131495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067002118A KR101077155B1 (ko) 2003-08-06 2004-04-22 연자성 복합분말 및 그 제조방법과 연자성 성형체의제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7390567B2 (ko)
JP (1) JP4452240B2 (ko)
KR (1) KR101077155B1 (ko)
CN (1) CN100565721C (ko)
WO (1) WO2005015581A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697337B1 (ko) * 2006-09-28 2007-03-20 이일학 은(銀)나노 콜로이드 및 자성재료를 함유하는폴리카보네이트 수지관을 구비한 쇼핑카트.
KR101375986B1 (ko) * 2013-01-18 2014-03-19 영남대학교 산학협력단 금속분말 사출성형법을 통한 Fe­Si 계 자성 코어 제조방법
WO2014088250A1 (ko) * 2012-12-04 2014-06-12 배은영 고온성형에 의한 고투자율 비정질 압분자심 코아 및 그 제조 방법
KR101477652B1 (ko) * 2013-07-08 2015-01-06 영남대학교 산학협력단 Fe-6.5%Si 합금의 금속사출성형용 자성분말 코어 제조방법
KR102126062B1 (ko) * 2020-03-25 2020-06-23 주식회사 엠에스티테크 연자성 복합 재료 및 그 제조방법

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3728411B2 (ja) * 2001-09-18 2005-12-21 ソニー株式会社 磁性粒子の作製方法、磁性粒子および磁性材料
US7494600B2 (en) * 2003-12-29 2009-02-24 Höganäs Ab Composition for producing soft magnetic composites by powder metallurgy
KR101190819B1 (ko) * 2004-03-31 2012-10-15 니뽄 가가쿠 야킨 가부시키가이샤 기능성 재료의 조성물 및 그 제조방법과 제조장치
TW200628062A (en) * 2004-12-03 2006-08-01 Nitta Corp Electromagnetic interference suppressor, antenna device, and electron information transfer device
KR100619141B1 (ko) * 2005-01-11 2006-08-31 공주대학교 산학협력단 고주파용 철계 연자성체 분말의 제조방법 및 이를 이용한연자성 코어
DE102005047451A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-12 Siemens Ag Synchronmaschine
JP4585493B2 (ja) * 2006-08-07 2010-11-24 株式会社東芝 絶縁性磁性材料の製造方法
JP2008098289A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Jtekt Corp 圧粉磁心およびこれの製造方法
JP5315636B2 (ja) * 2007-07-13 2013-10-16 大同特殊鋼株式会社 非晶質軟磁性金属粉末および圧粉磁芯
DE102007034925A1 (de) * 2007-07-24 2009-01-29 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, Magnetkern und induktives Bauelement mit einem Magnetkern
JP5248065B2 (ja) * 2007-08-31 2013-07-31 株式会社タムラ製作所 コア材とそれを用いたコア、そのコアを使用したチョークコイル
JP2009094428A (ja) * 2007-10-12 2009-04-30 Toko Inc 高透磁率磁性体モールド成形材料
JP2009120927A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Nec Tokin Corp 軟磁性非晶質合金
JP5553978B2 (ja) * 2008-09-05 2014-07-23 東光株式会社 電子部品の製造方法
JP5372481B2 (ja) * 2008-12-12 2013-12-18 株式会社タムラ製作所 圧粉磁心及びその製造方法
JP2010147218A (ja) * 2008-12-18 2010-07-01 Panasonic Corp フェライト系コンポジットシート及びその製造方法及びそれを使用した携帯端末用通信装置
KR101070778B1 (ko) * 2009-01-22 2011-10-06 한국과학기술연구원 자성 복합 분말, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전자파 노이즈 억제 필름
JP2010251696A (ja) * 2009-03-25 2010-11-04 Tdk Corp 軟磁性圧粉磁芯および軟磁性圧粉磁芯の製造方法
JP5381219B2 (ja) * 2009-03-25 2014-01-08 セイコーエプソン株式会社 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP5381220B2 (ja) * 2009-03-25 2014-01-08 セイコーエプソン株式会社 絶縁物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP5107993B2 (ja) * 2009-08-07 2012-12-26 株式会社タムラ製作所 圧粉磁心及びその製造方法
KR101152042B1 (ko) * 2009-12-25 2012-06-08 가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼 압분 자심 및 그의 제조 방법
JP5976284B2 (ja) * 2010-07-23 2016-08-23 株式会社豊田中央研究所 圧粉磁心の製造方法および磁心用粉末の製造方法
JP5966236B2 (ja) * 2011-03-24 2016-08-10 アルプス・グリーンデバイス株式会社 圧粉磁心及びその製造方法
CN102693826B (zh) * 2011-03-24 2015-02-04 阿尔卑斯绿色器件株式会社 压粉磁心及其制造方法
CN102810386B (zh) * 2011-05-31 2016-07-13 美桀电子科技(深圳)有限公司 复合式磁芯及其制法
JP5974257B2 (ja) * 2011-07-11 2016-08-23 アルプス・グリーンデバイス株式会社 複合磁性粉末及び前記複合磁性粉末を用いた圧粉磁心
JP6036801B2 (ja) * 2012-02-17 2016-11-30 Tdk株式会社 軟磁性圧粉磁芯
EP2982707B1 (en) * 2012-06-28 2019-09-11 Dow Global Technologies LLC A composite material method of producing the same, and articles made therefrom
JP5919144B2 (ja) * 2012-08-31 2016-05-18 株式会社神戸製鋼所 圧粉磁心用鉄粉および圧粉磁心の製造方法
JP2014209579A (ja) 2013-03-25 2014-11-06 Ntn株式会社 電気回路用コアおよびこれを用いた装置
US20160263653A1 (en) * 2013-10-25 2016-09-15 Golden Intellectual Property, Llc Amorphous alloy containing feedstock for powder injection molding
CN103589155B (zh) * 2013-10-30 2015-10-28 浙江大学 一种制备聚苯硫醚无机粒子复合材料的方法
EP3131100A4 (en) * 2014-03-25 2018-04-18 NTN Corporation Magnetic core component, magnetic element, and production method for magnetic core component
JP2015185758A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 Ntn株式会社 アモルファス圧粉磁心とその製造方法
JP2015185776A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 Ntn株式会社 磁性コア部品および磁性素子、ならびに磁性コア部品の製造方法
CN104028762B (zh) * 2014-05-28 2016-08-24 浙江大学 一种软磁复合材料的制备方法
JP6580817B2 (ja) * 2014-09-18 2019-09-25 Ntn株式会社 磁性コアの製造方法
KR101693686B1 (ko) * 2014-09-23 2017-01-09 주식회사 아모텍 스테이터 및 이를 구비한 모터
JP6550731B2 (ja) * 2014-11-28 2019-07-31 Tdk株式会社 コイル部品
TWI582800B (zh) * 2014-12-12 2017-05-11 Metal Ind Res And Dev Centre Method of making soft magnetic material
DE102015105431A1 (de) * 2015-04-09 2016-10-13 Volkswagen Ag Verfahren zur Herstellung eines weichmagnetischen Körpers
KR20160126751A (ko) * 2015-04-24 2016-11-02 삼성전기주식회사 코일 전자부품 및 그 제조방법
JP6474051B2 (ja) * 2016-01-07 2019-02-27 株式会社オートネットワーク技術研究所 複合材料成形体、リアクトル、及び複合材料成形体の製造方法
CN106024366A (zh) * 2016-06-21 2016-10-12 董开 一种一次成型的磁场成型方法和装置
US11426791B2 (en) 2016-11-16 2022-08-30 Shoei Chemical Inc. Method for producing metal powder
DE102019103285A1 (de) * 2019-02-11 2020-08-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Stator zu einer optimierten Nutgrundisolation
CN111755196B (zh) * 2020-07-08 2021-06-18 广东泛瑞新材料有限公司 一种高防腐的铁硅铬合金软磁材料其制备方法
CN113327737B (zh) * 2021-05-25 2022-06-10 合泰盟方电子（深圳）股份有限公司 一种电感用软磁性复合材料及其制备方法
CN117396989A (zh) 2021-05-28 2024-01-12 昭荣化学工业株式会社 绝缘包覆软磁性粉末
WO2023154521A1 (en) * 2022-02-11 2023-08-17 Horizon Technology Tailored permeability materials

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4601753A (en) 1983-05-05 1986-07-22 General Electric Company Powdered iron core magnetic devices
US4601765A (en) * 1983-05-05 1986-07-22 General Electric Company Powdered iron core magnetic devices
JPS63158810A (ja) 1986-12-23 1988-07-01 Toshiba Corp 圧粉磁心
DE68921971T2 (de) * 1988-12-28 1995-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Komposit-Ferrit-Material.
JPH0433301A (ja) * 1990-05-29 1992-02-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd フェライト磁性体の製造方法
JP2710152B2 (ja) 1993-03-08 1998-02-10 株式会社神戸製鋼所 高周波用圧粉磁心及びその製造方法
US5798439A (en) * 1996-07-26 1998-08-25 National Research Council Of Canada Composite insulating coatings for powders, especially for magnetic applications
JPH10147832A (ja) * 1996-11-18 1998-06-02 Sumitomo Metal Mining Co Ltd パーマロイ焼結体の製造方法
JP3838749B2 (ja) 1997-07-11 2006-10-25 株式会社メイト 軟磁性樹脂組成物
SE9702744D0 (sv) 1997-07-18 1997-07-18 Hoeganaes Ab Soft magnetic composites
JP3863990B2 (ja) * 1998-03-10 2006-12-27 正昭 八木 非晶質軟磁性合金粉末成形体の製造方法
JP2001073062A (ja) 1999-09-09 2001-03-21 Kubota Corp 非晶質軟磁性合金粉末成形体の製造方法
JP2003183702A (ja) * 2001-12-18 2003-07-03 Aisin Seiki Co Ltd 軟磁性粉末材料、軟磁性成形体及び軟磁性成形体の製造方法
JP2004143554A (ja) 2002-10-25 2004-05-20 Jfe Steel Kk 被覆鉄基粉末
KR100531253B1 (ko) * 2003-08-14 2005-11-28 (주) 아모센스 고주파 특성이 우수한 나노 결정립 금속 분말의 제조방법및 그 분말을 이용한 고주파용 연자성 코아의 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697337B1 (ko) * 2006-09-28 2007-03-20 이일학 은(銀)나노 콜로이드 및 자성재료를 함유하는폴리카보네이트 수지관을 구비한 쇼핑카트.
WO2014088250A1 (ko) * 2012-12-04 2014-06-12 배은영 고온성형에 의한 고투자율 비정질 압분자심 코아 및 그 제조 방법
KR101375986B1 (ko) * 2013-01-18 2014-03-19 영남대학교 산학협력단 금속분말 사출성형법을 통한 Fe­Si 계 자성 코어 제조방법
KR101477652B1 (ko) * 2013-07-08 2015-01-06 영남대학교 산학협력단 Fe-6.5%Si 합금의 금속사출성형용 자성분말 코어 제조방법
KR102126062B1 (ko) * 2020-03-25 2020-06-23 주식회사 엠에스티테크 연자성 복합 재료 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2005015581A1 (ja) 2006-10-05
US7390567B2 (en) 2008-06-24
US20060165985A1 (en) 2006-07-27
CN100565721C (zh) 2009-12-02
WO2005015581A1 (ja) 2005-02-17
CN1830043A (zh) 2006-09-06
JP4452240B2 (ja) 2010-04-21
KR101077155B1 (ko) 2011-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101077155B1 (ko) 연자성 복합분말 및 그 제조방법과 연자성 성형체의제조방법
JP6625334B2 (ja) 磁心用粉末の製造方法
EP0044592B1 (en) Synthetic resin-bonded electromagnetic component and method of manufacturing same
CN108140462B (zh) 压粉磁芯材料、压粉磁芯及其制造方法
JP3986043B2 (ja) 圧粉磁心及びその製造方法
US8070974B2 (en) Soft-magnetic material and process for producing articles composed of this soft-magnetic material
JP5374537B2 (ja) 軟磁性粉末、造粒粉、圧粉磁心、電磁部品及び圧粉磁心の製造方法
WO2015147064A1 (ja) 磁性コア部品および磁性素子、ならびに磁性コア部品の製造方法
EP0376319B1 (en) A composite ferrite material
JP2015185758A (ja) アモルファス圧粉磁心とその製造方法
DE10022940A1 (de) Formverfahren für Hochtemperaturmagnetartikel und mit diesem geformte Artikel
JP2812152B2 (ja) 磁性体およびその製造方法
JP2018168402A (ja) 磁心用粉末および圧粉磁心の製造方法
JP2019041008A (ja) 圧粉磁心の製造方法及びこれに用いる圧粉磁心用混合粉末
CN111816405A (zh) 电感元件
JP2017157734A (ja) 圧粉磁心用造粒粉及びその製造方法
JP2830241B2 (ja) フェライト磁性体
JP2762531B2 (ja) フェライト磁性体およびその製造方法
JPH07153616A (ja) 樹脂複合フェライト、その製造方法及び電子部品用材
JPH0374811A (ja) フェライト磁性体
CN115083753A (zh) 压粉磁芯、电感器和制造压粉磁芯的方法
JPH0433301A (ja) フェライト磁性体の製造方法
JPH036803A (ja) フェライト磁性体およびその製造方法
CN113942137A (zh) 一种一体注射成型电感的制备方法
JPH01253209A (ja) 磁性体とその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140915

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151007

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160929

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170919

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191002

Year of fee payment: 9