KR20170064257A - Composite metal particles, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
복합 금속 입자, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로는, 연자성 금속 입자; 및 상기 연자성 금속 입자의 표면에 위치하고, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 포함하는, 절연층;을 포함하는, 복합 금속 입자 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.Composite metal particles, and a method for producing the same. Specifically, soft magnetic metal particles; And an insulating layer located on the surface of the soft magnetic metal particles, the insulating layer including boron nitride (BN) particles and a binder.
Description
복합 금속 입자, 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.Composite metal particles, and a method for producing the same.
연자성(soft magnetic) 재료는, 히스테리시스 곡선에서 보자력 및 잔류 자화가 작고, 투자율이 큰 자성을 가진 특성으로 인하여, 전자기 부품에 널리 사용되는 재료이다.Soft magnetic materials are widely used materials for electromagnetic parts due to their magnetic properties with small coercivity and residual magnetization in a hysteresis curve and high magnetic permeability.
최근에는 고주파 영역에서의 절연 성능이 우수한 전자기 부품이 요구되고 있으며, 이에 부합하기 위한 많은 연구가 이어지고 있다.In recent years, there has been a demand for an electromagnetic part having excellent insulation performance in a high frequency range, and a lot of research has been conducted to meet this requirement.
그 중에서도, 연자성 재료의 표면에 절연층이 형성된 물질에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 아직까지는 수십 내지 수백 KHz 영역의 고주파수 대역에서 우수한 절연 성능을 나타내면서도, 연자성 재료의 표면에 절연층이 안정적으로 위치하는 물질이 제시되지 못한 실정이다.Among them, researches on a material having an insulating layer on the surface of a soft magnetic material have been actively carried out, but an insulating layer has been formed on the surface of the soft magnetic material while still exhibiting excellent insulation performance in a high frequency band of several tens to several hundreds of KHz And a stable substance is not presented.
본 발명자들은, 앞서 지적된 문제점을 해소하기 위하여, 다음과 같은 복합 금속 입자 및 그 제조 방법을 제시하는 바이다.The present inventors propose the following composite metal particles and a method of manufacturing the same to solve the above-mentioned problems.
본 발명의 일 구현예에서는, 연자성 금속 입자; 및 상기 연자성 금속 입자의 표면에 위치하고, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 포함하는, 절연층;을 포함하는, 복합 금속 입자를 제공할 수 있다.In one embodiment of the invention, soft magnetic metal particles; And an insulating layer located on the surface of the soft magnetic metal particles, the insulating layer including boron nitride (BN) particles and a binder.
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 상기 복합 금속 입자의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing the composite metal particles.
본 발명의 일 구현예에서는, 연자성 금속 입자; 및 상기 연자성 금속 입자의 표면에 위치하고, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 포함하는, 절연층;을 포함하는, 복합 금속 입자를 제공한다.In one embodiment of the invention, soft magnetic metal particles; And an insulating layer located on the surface of the soft magnetic metal particles, the insulating layer comprising boron nitride (BN) particles and a binder.
구체적으로, 상기 결합재는, 실리카(SiO2)를 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the binding agent, can be to include silica (SiO 2).
한편, 상기 질화보론 입자에 관한 설명은 다음과 같다.The boron nitride particles are described below.
상기 질화보론 입자의 직경은, 1 내지 10 ㎛일 수 있다.The diameter of the boron nitride particles may be 1 to 10 mu m.
상기 질화보론 입자는, 결정질, 비정질, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.The boron nitride particles may be crystalline, amorphous, or a combination thereof.
상기 질화보론 입자의 형태는, 판상, 구형, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.The form of the boron nitride particles may be a plate, a sphere, or a combination thereof.
다른 한편, 상기 절연층에 관한 설명은 다음과 같다.On the other hand, the insulating layer will be described as follows.
상기 절연층의 두께는, 1 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.The thickness of the insulating layer may be 1 to 10 mu m.
상기 연자성 금속 입자에 대한 상기 절연층의 중량비는, 1:99 내지 10: 90인 것인,인 것일 수 있다.And the weight ratio of the insulating layer to the soft magnetic metal particles is 1:99 to 10:90.
또 다른 한편, 상기 연자성 금속 입자는, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, the soft magnetic metal particles may include iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 연자성 금속 입자를 준비하는 단계; 상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;을 포함하는, 복합 금속 입자의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a soft magnetic metal particle, comprising: preparing soft magnetic metal particles; Introducing and mixing boron nitride (BN) particles and a binder into the soft magnetic metal particles; And heat-treating the mixed material to form an insulating layer containing the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles.
구체적으로, 상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계;에서, 상기 혼합된 물질 전체 100 중량%에 대해, 상기 연자성 금속 99 내지 90 중량%, 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재의 합은 1 내지 10 중량%로 포함되는 것일 수 있다.Specifically, in the step of adding boron nitride (BN) particles and a binder to the soft magnetic metal particles and mixing the soft magnetic metal particles, the soft magnetic metal is mixed with 99 to 90 wt% %, The sum of the boron nitride particles and the binder is 1 to 10% by weight.
보다 구체적으로, 상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계;에서, 물(H2O), 메탄올(CH3OH), 에탄올(CH3CH2OH), 또는 이들의 조합인 용매를 더 투입하여 혼합하는 것일 수 있다.More specifically, in the step of injecting and mixing boron nitride (BN) particles and binder into the soft magnetic metal particles, water (H2O), methanol (CH3OH), ethanol (CH3CH2OH) The solvent may be added and mixed.
한편, 상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;에 관한 설명은 다음과 같다.Meanwhile, the step of heat-treating the mixed material to form the insulating layer containing the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles will be described.
상기 열처리는, 50 내지 250 ℃에서 수행되는 것일 수 있다.The heat treatment may be performed at 50 to 250 ° C.
이와 독립적으로, 상기 열처리는, 5 내지 60 분 동안 수행되는 것일 수 있다.Independently, the heat treatment may be performed for 5 to 60 minutes.
또한, 상기 열처리는, 질소(N2), 아르곤(Ar), 이산화탄소(CO2), 또는 이들의 조합인 기체 분위기에서 수행되는 것일 수 있다.Further, the heat treatment may be performed in a gas atmosphere of nitrogen (N 2 ), argon (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), or a combination thereof.
다른 한편, 상기 각 원료 물질에 관한 설명은 다음과 같다.On the other hand, the description of each raw material is as follows.
상기 결합재는, 실리카(SiO2)를 포함하는 것일 수 있다.The binding agent is, it may be one containing silica (SiO 2).
상기 질화보론 입자는, 결정질, 비정질, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.The boron nitride particles may be crystalline, amorphous, or a combination thereof.
상기 질화보론 입자의 형태는, 판상, 구형, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.The form of the boron nitride particles may be a plate, a sphere, or a combination thereof.
상기 연자성 금속 입자는, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.The soft magnetic metal particles may include iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 연자성 금속 입자에 의하여 연자기 특성이 발현될 뿐만 아니라, 질화보론 입자를 포함하는 절연층에 의하여 수십 내지 수백 KHz 영역의 고주파수 대역에서 우수한 절연 성능을 나타내면서도, 결합재에 의하여 입자 간 결합성이 향상되어 상기 절연층이 안정적으로 위치하는, 복합 금속 입자를 제공할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, not only soft magnetic characteristics are exhibited by the soft magnetic metal particles but also excellent insulation performance in a high frequency band of several tens to several hundreds of KHz region by an insulating layer containing boron nitride particles, It is possible to provide the composite metal particle in which the intermolecular bonding property is improved by the bonding material and the insulating layer is stably positioned.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 복합 금속 입자의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method for producing the composite metal particles may be provided.
도 1 및 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 금속 입자를 개략적으로 예시한 도면들이다.Figures 1 and 2 are schematic illustrations of composite metal particles according to one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명의 일 구현예에서는, 연자성 금속 입자; 및 상기 연자성 금속 입자의 표면에 위치하고, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 포함하는, 절연층;을 포함하는, 복합 금속 입자를 제공한다.In one embodiment of the invention, soft magnetic metal particles; And an insulating layer located on the surface of the soft magnetic metal particles, the insulating layer comprising boron nitride (BN) particles and a binder.
앞서 지적한 바와 같이, 금속 입자의 표면에 절연층을 형성함으로써 자기 특성 및 절연 성능의 향상을 꾀하는 기술들은 종래로부터 제안되어 왔다. 그러나, 특히 고주파 대역에서의 자기 특성이 우수하게 나타나면서도, 절연 성능이 안정적으로 발현되는 금속 입자는 아직까지 제안되지 못하였다.As mentioned above, techniques for improving the magnetic properties and insulating performance by forming an insulating layer on the surface of metal particles have been conventionally proposed. However, metal particles which exhibit excellent magnetic properties in a high frequency band and which exhibit stably insulating performance have not been proposed yet.
본 발명자들은 이러한 문제를 인식하고, 강력한 절연 물질인 질화보론 입자를 포함하되, 입자 간 결합력을 부여하는 결합재가 포함된 절연층을 연구하였다. The present inventors have recognized this problem and have studied an insulating layer containing a boron nitride particle, which is a strong insulating material, and a binder which imparts bonding force between particles.
구체적으로, 상기 절연층이 연자성 금속 입자의 표면에 위치하는 복합 금속 입자는, 1) 상기 연자성 금속 입자가 상기 절연층에 의해 보호되어 연자기 특성이 우수하게 나타날 뿐만 아니라, 2) 절연층 두께를 최소로 하더라도 상기 질화보론 입자에 의해 절연성이 충분히 발현될 수 있으며, 3) 상기 결합재에 의하여 상기 입자 간 접착력이 부여되어 상기 절연층이 상기 연자성 금속 입자의 표면에 안정적으로 위치할 수 있어, 주파수 대역이 높아지더라도 자기 특성이 우수하게 나타나면서도, 절연 성능이 안정적으로 발현될 수 있다.Specifically, the composite metal particles in which the insulating layer is located on the surface of the soft magnetic metal particles are characterized in that 1) the soft magnetic metal particles are protected by the insulating layer to exhibit excellent soft magnetic properties, 2) The insulating material can be sufficiently expressed by the boron nitride particles even if the thickness is minimized, and 3) the inter-particle adhesive force is imparted by the binder, so that the insulating layer can be stably positioned on the surface of the soft magnetic metal particles , Even if the frequency band is increased, the magnetic properties are excellent, and the insulation performance can be stably exhibited.
또한, 상기 질화보론 입자는 일반적으로 알려진 세라믹 재료보다도 방열성 및 열 전도도가 우수하지만 비중이 작은 특성이 있어, 이에 따른 부수적인 이점을 취할 수 있다.Further, the boron nitride particles have a heat dissipation property and a thermal conductivity higher than those of a generally known ceramic material, but have a small specific gravity, so that the boron nitride particles can have a subsidiary advantage.
도 1 및 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 복합 금속 입자를 개략적으로 예시한 도면들이며, 이를 참고하여 상기 복합 금속 입자를 설명하기로 한다. 1 and 2 are schematic views illustrating composite metal particles according to an embodiment of the present invention, and the composite metal particles will be described with reference to FIG.
구체적으로, 상기 연자성 금속 입자(1)의 표면에 위치하는 절연층에는, 복수의 질화보론 입자(3)가 포함되어 있다. 후술하겠지만, 상기 복수의 질화보론 입자(3)의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 도 1은 상기 복수의 질화보론 입자(3)가 모두 판상인 경우를 예시한 것이며, 도 2는 모두 구형인 경우를 예시한 것이다.Specifically, the insulating layer located on the surface of the soft
한편, 질화보론은 알루미나 등의 다른 세라믹 물질에 비하여 전기 저항 값이 월등히 높고, 특히 고온에서의 전기 저항 값의 변화가 적어, 넓은 온도 범위에서 사용 가능한 전기 절연 재료로 알려져 있다. On the other hand, boron nitride has a much higher electric resistance value than other ceramic materials such as alumina, and is known as an electric insulating material that can be used over a wide temperature range, particularly, with little change in electric resistance value at high temperature.
이 뿐만 아니라, 질화보론은 대부분의 유기용매에 내식성이 뛰어나고, 금, 은, 동, 철, 알루미늄, 아연, 납, 주석, 니켈, 망간, 게르마늄, 갈륨, 실리콘, 유리 등의 용융 물질과도 반응하지 않아, 화학적 안전성이 뛰어난 것으로 알려져 있다.In addition, nitrile boron is excellent in corrosion resistance to most organic solvents and also reacts with molten materials such as gold, silver, copper, iron, aluminum, zinc, lead, tin, nickel, manganese, germanium, gallium, It is known to have excellent chemical safety.
또한, 알루미나 등의 다른 세라믹 물질에 비하여, 질화보론은 비중이 낮아(질화보론의 비중: 2.26) 부품 경량화에 적합할 뿐만 아니라, 방열 "G 열 전도성이 월등히 우수한 재료에 해당된다. In addition, compared to other ceramic materials such as alumina, boron nitride has a low specific gravity (specific gravity of boron nitride: 2.26), which is suitable for weight reduction of parts and also excellent in heat radiation "G thermal conductivity.
하지만, 질화보론은 위와 같이 우수한 특성을 가지고 있음에도 불구하고, 접착력이 미약한 특성에 의하여 단독으로 절연층에 도입되기에는 부적절하다고 평가된다.However, although boron nitride has excellent properties as described above, it is evaluated that it is inadequate to be introduced alone into the insulating layer due to its weak adhesive property.
구체적으로, 일반적인 점착성 물질은 상호간 접착력이 양호할 뿐만 아니라, 연자성 금속 입자에도 쉽게 접착된다. 이와 달리, 질화보론의 경우, 이들 입자를 상호 접착시키기 위해서는 매우 높은 압력 및/또는 고온의 환경이 요구될 정도로, 상호간 접착력이 매우 미약한 특성이 있다. 또한, 질화보론은 여러 가지 액상 또는 고상 금속 입자에도 접착되기 어렵기 때문에, 일반적으로는 이형제(releasing agent)로도 사용될 정도이다.Specifically, general adhesive materials not only have good mutual adhesion, but also easily bond to soft magnetic metal particles. On the other hand, in the case of boron nitride, there is a very weak adhesion between the particles so that a very high pressure and / or high temperature environment is required to bond them together. In addition, since boron nitride is difficult to adhere to various liquid or solid metal particles, it is generally used as a releasing agent.
따라서, 상기 복수의 질화보론 입자(3)만을 포함하는 절연층을 형성할 경우에는 금속 입자의 표면에 안정적으로 위치하지 못하는 문제가 발생할 수 있는데, 이러한 문제는 상기 결합재(2)를 절연층에 도입함으로써 해소할 수 있다.Therefore, when the insulating layer containing only the plurality of
구체적으로, 상기 절연층에 포함된 결합재(2)는, 상기 복수의 질화보론 입자(3) 상호간, 그리고, 상기 복수의 질화보론 입자(3) 및 상기 연자성 금속 입자(1) 사이의 접착력을 부여할 수 있다. 이로써, 상기 복수의 질화보론 입자(3)와 함께 상기 결합재(2)를 포함하는 절연층은, 상기 연자성 금속 입자(1)의 표면에 안정적으로 위치할 수 있다.Specifically, the
이하, 본 발명의 일 구현예에서 제공되는 복합 금속 입자를 보다 자세히 설명한다.Hereinafter, the composite metal particles provided in one embodiment of the present invention will be described in more detail.
우선, 상기 결합재는, 상온에서 유동성을 가지지만 대기와 접하여 건조될 경우 고체 상태로 경화되는 특성을 지닌 물질로서, 다른 입자들 사이(예를 들어, 질화보론 입자와 연자성 금속 입자 사이, 서로 다른 연자성 금속 입자 사이, 서로 다른 질화보론 입자 사이 등)의 접착력을 부여할 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들면, 실리카(SiO2)를 포함하는 것일 수 있다. Firstly, the binder has a property of being fluidized at room temperature, but has a property of being solidified when it is in contact with the atmosphere and dried, so that it is possible to prevent the particles (for example, between the boron nitride particles and the soft magnetic metal particles, Between the soft magnetic metal particles, between the different nitride boron particles, and the like). For example, it is possible that it comprises a silica (SiO 2).
한편, 상기 질화보론 입자에 관한 설명은 다음과 같다.The boron nitride particles are described below.
상기 질화보론 입자의 직경은, 1 내지 10 ㎛일 수 있다. The diameter of the boron nitride particles may be 1 to 10 mu m.
만약, 상기 질화보론 입자의 직경이 1 ㎛ 이하로 너무 미세하면, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 균일하게 분포되기 어려워 상기 절연층이 국부적으로 뭉친 형태가 될 수 있다. If the diameter of the boron nitride particles is too small to be 1 mu m or less, it is difficult to uniformly distribute the boron nitride particles on the surface of the soft magnetic metal particles, so that the insulating layer can be locally consolidated.
이와 달리, 상기 질화보론 입자의 직경이 10 ㎛ 이상으로 조대하면, 상기 절연층이 지나치게 두꺼워져, 그 내부 입자(즉, 상기 연자기 금속 입자)에 의해 발휘되는 연자기 특성이 감소하거나, 상기 결합재에 의하여 상기 질화보론 입자가 상기 연자기 금속 입자의 표면에 접착되는 강도가 미약해지는 문제가 발생할 수 있다.On the other hand, if the diameter of the boron nitride particles is coarse to 10 mu m or more, the insulating layer becomes excessively thick, and the soft magnetic characteristics exerted by the inner particles (i.e., the soft magnetic metal particles) The strength of bonding of the boron nitride particles to the surface of the soft magnetic metal particles may become insufficient.
따라서, 상기 질화보론 입자의 직경이 1 내지 10 ㎛ 범위에 속할 필요가 있다. 구체적으로는 2 내지 10 ㎛ 범위에 속할 수 있으며, 이러한 경우의 금속 복합 입자는 입자 간 절연 특성이 더욱 향상될 수 있다.Therefore, the diameter of the boron nitride particles needs to fall within the range of 1 to 10 mu m. Specifically, it can be in the range of 2 to 10 mu m, and the metal composite particle in such a case can further improve the inter-particle insulating property.
상기 질화보론 입자는, 결정질, 비정질, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다. 즉, 상기 절연층 내 복수의 질화보론 입자가 모두 결정질이거나 모두 비정질일 수도 있고, 일부는 결정질이면서 나머지 일부는 비정질일 수도 있다.The boron nitride particles may be crystalline, amorphous, or a combination thereof. That is, the plurality of boron nitride particles in the insulating layer may be all crystalline or both amorphous, and some of them may be crystalline and some of them may be amorphous.
한편, 상기 질화보론 입자가 결정질일 경우에는 육방정계 결정으로 판상의 형태를 가지고, 비정질일 경우에는 구형을 형태를 가지는 것이 일반적이다. 즉, 상기 질화보론 입자의 형태는, 판상, 구형, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다. On the other hand, when the boron nitride particles are crystalline, it is generally a hexagonal crystal having a plate-like shape and in the case of amorphous, it is a spherical shape. That is, the form of the boron nitride particles may be a plate, a sphere, or a combination thereof.
이때, 상기 질화보론 입자의 결정질 또는 비정질 여부를 제한하지 않는 것과 마찬가지로, 상기 질화보론 입자의 형태 역시 특별히 제한하지는 않는다. 즉, 상기 절연층 내 복수의 질화보론 입자가 모두 판상이거나 모두 구형일 수도 있고, 일부는 판상이면서 나머지 일부는 구형일 수도 있다. In this case, the type of the boron nitride particles is not particularly limited as well as the crystal or amorphous nature of the boron nitride particles is not limited. That is, the plurality of boron nitride boron particles in the insulating layer may all be in the form of a plate, all spheres, or some of them may be in the form of a plate and others may be spherical.
다만, 상기 질화보론 입자의 형태가 판상인 경우, 이를 포함하는 절연층이 치밀하게 형성될 수 있으며, 입자 간 접착에 유리한 형태일 수 있다.However, when the boron nitride particles are in the form of a plate, the insulating layer containing the boron nitride particles may be densely formed, and may be advantageous for intergranular adhesion.
다른 한편, 상기 절연층에 관한 설명은 다음과 같다.On the other hand, the insulating layer will be described as follows.
상기 절연층 내 질화보론 입자에 대한 결합재의 중량비는, 0.1:100 내지 10:100인 것일 수 있다.The weight ratio of the binder to the boron nitride particles in the insulating layer may be 0.1: 100 to 10: 100.
만약 상기 중량비 미만으로 상기 결합재가 소량 포함될 경우, 이에 의한 접착력 부여 효과가 미미하게 나타날 수 있다. 이와 달리, 상기 중량비를 초과하여 상기 결합재가 과량으로 포함될 경우, 이를 포함하는 절연층은 상기 질화보론 입자 보다는 상기 결합재에 의존하여 자기 특성 및 절연 성능이 발현될 수 있다.If the binder is contained in a small amount below the weight ratio, the effect of imparting adhesive force may be insignificant. Alternatively, when the binder is contained in an excess amount in excess of the weight ratio, the insulating layer including the binder may depend on the binder rather than the boron nitride particles to exhibit magnetic properties and insulation performance.
이를 고려하여, 상기 절연층 내 질화보론 입자에 대한 결합재의 중량비를 상기 범위로 제한하는 바이다.In consideration of this, the weight ratio of the binder to the boron nitride particles in the insulating layer is limited to the above range.
상기 절연층의 두께는, 1 내지 10 ㎛인 것일 수 있다.The thickness of the insulating layer may be 1 to 10 mu m.
만약 1 ㎛ 미만으로 상기 절연층의 두께가 지나치게 얇을 경우에는, 상기 절연층에 의해 발현되는 절연 특성이 미약하며, 이를 포함하는 복합 금속 입자가 고주파 환경에 노출될 경우에는 통전이 발생하여 철손이 증가될 수 있다.If the thickness of the insulating layer is less than 1 占 퐉, the insulating characteristics exhibited by the insulating layer are insufficient. When the composite metal particles containing the composite metal particles are exposed to a high frequency environment, energization occurs to increase the iron loss .
이와 달리, 상기 절연층의 두께가 10 ㎛를 초과하여 지나치게 두꺼울 경우에는, 연자성을 지닌 내부 입자(즉, 상기 연자성 금속 입자)에 비하여 비자성을 지닌 상기 절연층의 상대적인 비율이 증가하여, 이를 포함하는 복합 금속 입자의 전체적인 자속 밀도 및 투자율이 감소될 수 있다.On the other hand, when the thickness of the insulating layer is excessively thick, the relative ratio of the non-magnetic insulating layer to the inner particles having soft magnetic properties (i.e., the soft magnetic metal particles) The overall magnetic flux density and magnetic permeability of the composite metal particles including it can be reduced.
이를 고려하여, 상기 절연층의 두께를 상기 범위로 제한하는 바이다.In consideration of this, the thickness of the insulating layer is limited to the above range.
상기 연자성 금속 입자에 대한 상기 절연층의 중량비는, 1:99 내지 10: 90인,것일 수 있다.The weight ratio of the insulating layer to the soft magnetic metal particles may be 1:99 to 10:90.
만약 상기 중량비 미만으로 상기 절연층이 소량 포함될 경우, 상대적으로 상기 절연층에 포함된 질화보론 입자의 함량도 감소하므로, 전술한 절연 특성 향상 효과가 미미하게 발현될 수 있다.If the amount of the insulating layer is less than the above-mentioned weight ratio, the content of the boron nitride particles contained in the insulating layer is relatively reduced, so that the above-described effect of improving the insulating property can be minimized.
이와 달리, 상기 중량비를 초과하여 상기 절연층이 과량으로 포함될 경우, 연자성을 지닌 내부 입자(즉, 상기 연자성 금속 입자)에 비하여 비자성을 지닌 상기 절연층의 상대적인 비율이 증가하여, 이를 포함하는 복합 금속 입자의 전체적인 자속 밀도 및 투자율이 감소될 수 있다.On the other hand, when the insulating layer is excessively contained in excess of the weight ratio, the relative ratio of the non-magnetic insulating layer to the inner particles having soft magnetic properties (i.e., the soft magnetic metal particles) The overall magnetic flux density and permeability of the composite metal particles can be reduced.
이를 고려하여, 상기 연자성 금속 입자에 대한 상기 절연층의 중량비를 상기 범위로 제한하는 바이다.In consideration of this, the weight ratio of the insulating layer to the soft magnetic metal particles is limited to the above range.
또 다른 한편, 상기 연자성 금속 입자는, 연자성을 지닌 금속 입자라면 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들면, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 연자성 금속 입자는 상기 단일의 강자성 원소로만 이루어진 물질일 수도 있지만, 이들이 합금된 물질일 수도 있다. On the other hand, the soft magnetic metal particles are not particularly limited as long as they are soft magnetic metal particles. For example, iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof. Specifically, the soft magnetic metal particles may be a material made of only the single ferromagnetic element, but they may be alloyed materials.
만약 상기 원소들이 합금된 물질일 경우, 비정질 금속계 합금일 수도 있고, 결정질 금속계 합금일 수도 있다. 상기 비정질 금속계 합금의 예시로는, Fe-Si-B, Fe-Si-B-C, Fe-Si-B-Nb-Cu, Fe-Si-B-P-Cu, Ni-Fe-Si-B, Co-Fe-Si-B 등의 3원계 내지 6원계 범위의 합금을 들 수 있다. 또한, 상기 결정질 금속계 합금의 예시로는, Fe-Ni계, Fe-Al계, Fe-Si계, Fe-Co계 등 강자성 2원계 합금, 및 이들 2원계 합금에 Mo, Cr, Mn, Zr, V, Y, N 등 다른 원소가 더 첨가된 합금을 들 수 있다.If the elements are alloys, they may be amorphous metal alloys or crystalline metal alloys. Examples of the amorphous metal-based alloy include Fe-Si-B, Fe-Si-BC, Fe-Si-B-Nb-Cu, -Si-B, and the like. Examples of the crystalline metal-based alloy include ferromagnetic binary-based alloys such as Fe-Ni-based, Fe-Al-based, Fe-Si-based and Fe-Co based alloys, and alloys of Mo, Cr, Mn, Zr, V, Y, N, and the like.
상기 연자성 금속 입자의 형태는, 각형, 편상, 불규칙형, 구형 등 다양한 형태일 수 있다. 또한, 상기 연자성 금속 입자의 직경에 대하여는 별도로 제한하지 않는다.The shape of the soft magnetic metal particles may be various shapes such as square, flake, irregular, and spherical shapes. The diameter of the soft magnetic metal particles is not particularly limited.
본 발명의 다른 일 구현예에서는, 연자성 금속 입자를 준비하는 단계; 상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;을 포함하는, 복합 금속 입자의 제조 방법을 제공한다.In another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a soft magnetic metal particle, comprising: preparing soft magnetic metal particles; Introducing and mixing boron nitride (BN) particles and a binder into the soft magnetic metal particles; And heat-treating the mixed material to form an insulating layer containing the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles.
이를 통해 최종적으로 수득되는 물질은, 전술한 복합 금속 입자에 해당된다. 이에, 상기 복합 금속 입자에 대한 설명은 제외하고, 상기 각 단계에 대해서만 자세히 설명하기로 한다.The finally obtained material corresponds to the above-mentioned composite metal particles. Therefore, only the above steps will be described in detail except for the description of the composite metal particles.
우선, 상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계;에서, 상기 혼합된 물질 전체 100 중량%에 대해, 상기 연자성 금속 입자는 99 내지 90 중량%, 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재의 합은 1 내지 10 중량%로 포함되는 것일 수 있다.First, in the step of injecting and mixing boron nitride (BN) particles and a binding material into the soft magnetic metal particles, the soft magnetic metal particles are contained in an amount of 99 to 90 And the sum of the boron nitride particles, the boron nitride particles, and the binder may be 1 to 10 wt%.
이때, 혼합하는 단계에서 물(H2O), 메탄올(CH3OH), 에탄올(CH3CH2OH), 또는 이들의 조합인 용매를 더 첨가할 수도 있다. 이 경우, 용매는 혼합물들간의 분산과 섞임을 돕는 역할을 하며, 이후 열처리 단계에서 증발하거나 연소되어 제거될 수 있다.At this time, water (H 2 O), methanol (CH 3 OH), ethanol (CH 3 CH 2 OH), or a combination thereof may be further added in the mixing step. In this case, the solvent serves to aid dispersion and mixing between the mixtures, which can then be evaporated or burned off in the heat treatment step.
혼합은 통상 상온에서 실시하나, 결합재의 균일한 분산 및 혼합을 돕기 위하여, 상온이상의 온도에서 실시함이 유리하다. 구체적으로, 비정질의 결정화를 방지하기 위하여, 400oC 온도보다 높지 않게, 보다 적정하게는 50 내지 250 oC 범위에서 실시할 수 있다. The mixing is usually carried out at room temperature, but it is advantageous to carry out the mixing at a temperature of room temperature or higher in order to facilitate uniform dispersion and mixing of the binder. Specifically, in order to prevent crystallization of amorphous, it is preferable not to set the temperature higher than 400 ° C, more suitably 50 to 250 o C range.
한편, 혼합 시간은 5 분 이상 60분 미만일 수 있다. 이는, 5 분 미만의 혼합 시간이 충분한 균일 혼합에 부족한 시간이며, 60분 이상 과도하게 혼합하면 생산성 저하 및 물질의 오염을 초래할 수 있음을 고려한 것이다. On the other hand, the mixing time may be from 5 minutes to less than 60 minutes. This takes into account that the mixing time of less than 5 minutes is insufficient for sufficient uniform mixing, and excessive mixing for more than 60 minutes may cause a decrease in productivity and contamination of the material.
한편, 상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;에 관한 설명은 다음과 같다.Meanwhile, the step of heat-treating the mixed material to form the insulating layer containing the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles will be described.
상기 열처리는, 50 내지 250 ℃에서 수행되는 것일 수 있다.The heat treatment may be performed at 50 to 250 ° C.
이와 독립적으로, 상기 열처리는, 5 내지 60 분 동안 수행되는 것일 수 있다.Independently, the heat treatment may be performed for 5 to 60 minutes.
또한, 상기 열처리는, 질소(N2), 아르곤(Ar), 이산화탄소(CO2), 또는 이들의 조합인 기체 분위기에서 수행되는 것일 수 있다.Further, the heat treatment may be performed in a gas atmosphere of nitrogen (N 2 ), argon (Ar), carbon dioxide (CO 2 ), or a combination thereof.
다른 한편, 상기 각 원료 물질에 관한 설명은 다음과 같으며, 보다 자세한 설명은 전술한 바와 같다.On the other hand, the description of each raw material is as follows, and a detailed explanation is as described above.
상기 결합재는, 실리카(SiO2)를 포함하는 것일 수 있다.The binding agent is, it may be one containing silica (SiO 2).
상기 질화보론 입자는, 결정질, 비정질, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.The boron nitride particles may be crystalline, amorphous, or a combination thereof.
상기 질화보론 입자의 형태는, 판상, 구형, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.The form of the boron nitride particles may be a plate, a sphere, or a combination thereof.
상기 연자성 금속 입자는, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.The soft magnetic metal particles may include iron (Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or a combination thereof.
연자성 금속 입자 (1)
결합재 (2)
질화보론 입자 (3)The soft magnetic metal particles (1)
Fastening materials (2)
The boron nitride particles (3)
Claims (18)
상기 연자성 금속 입자의 표면에 위치하고, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 포함하는, 절연층;을 포함하는,
복합 금속 입자.
Soft magnetic metal particles; And
An insulating layer located on the surface of the soft magnetic metal particles and comprising boron nitride (BN) particles and a binder;
Composite metal particles.
상기 결합재는,
실리카(SiO2)를 포함하는 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The binder,
Which comprises a silica (SiO 2),
Composite metal particles.
상기 질화보론 입자의 직경은,
1 내지 10 ㎛인 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The diameter of the boron nitride particles is,
1 to 10 [mu] m.
Composite metal particles.
상기 질화보론 입자는,
결정질, 비정질, 또는 이들의 조합인 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The above-mentioned boron nitride particles are,
Crystalline, amorphous, or combinations thereof.
Composite metal particles.
상기 질화보론 입자의 형태는,
판상, 구형, 또는 이들의 조합인 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The shape of the boron nitride particles is not particularly limited,
Plate, spherical, or a combination thereof.
Composite metal particles.
상기 절연층의 두께는,
1 내지 10 ㎛인 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The thickness of the insulating layer is,
1 to 10 [mu] m.
Composite metal particles.
상기 연자성 금속 입자에 대한 상기 절연층의 중량비는,
1:99 내지 10: 90인 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The weight ratio of the insulating layer to the soft magnetic metal particles may be,
1:99 to 10:90.
Composite metal particles.
상기 연자성 금속 입자는,
철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것인,
복합 금속 입자.
The method according to claim 1,
The soft magnetic metal particles may be,
(Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or combinations thereof.
Composite metal particles.
상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계; 및
상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;을 포함하는,
복합 금속 입자의 제조 방법.
Preparing soft magnetic metal particles;
Introducing and mixing boron nitride (BN) particles and a binder into the soft magnetic metal particles; And
And heat treating the mixed material to form an insulating layer containing the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles.
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계;에서,
상기 혼합된 물질 전체 100 중량%에 대해, 상기 연자성 금속 입자는 99 내지 90 중량%, 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재의 합은 1 내지 10 중량%로 포함되는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
In the step of injecting and mixing boron nitride (BN) particles and binder into the soft magnetic metal particles,
Wherein the soft magnetic metal particles are contained in an amount of 99 to 90% by weight based on 100% by weight of the mixed material, and the sum of the boron nitride particles and the binder is 1 to 10%
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 연자성 금속 입자에, 질화보론(boron nitride, BN) 입자 및 결합재를 투입하고, 혼합하는 단계;에서,
물(H2O), 메탄올(CH3OH), 에탄올(CH3CH2OH), 또는 이들의 조합인 용매를 더 투입하여 혼합하는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
In the step of injecting and mixing boron nitride (BN) particles and binder into the soft magnetic metal particles,
Wherein the solvent is further added by adding water (H 2 O), methanol (CH 3 OH), ethanol (CH 3 CH 2 OH), or a combination thereof.
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;는,
50 내지 250 ℃에서 수행되는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Heat-treating the mixed material to form an insulating layer including the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles,
RTI ID = 0.0 > 250 C < / RTI >
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;는,
5 내지 60 분 동안 수행되는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
Heat-treating the mixed material to form an insulating layer including the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles,
RTI ID = 0.0 > 5-60 < / RTI > minutes,
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 혼합된 물질을 열처리하여, 상기 연자성 금속 입자의 표면에 상기 질화보론 입자 및 상기 결합재를 포함하는 절연층을 형성하는 단계;는,
질소(N2), 아르곤(Ar), 이산화탄소(CO2), 또는 이들의 조합인 기체 분위기에서 수행되는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
11. The method of claim 10,
Heat-treating the mixed material to form an insulating layer including the boron nitride particles and the binder on the surface of the soft magnetic metal particles,
Nitrogen (N 2), argon (Ar), carbon dioxide (CO 2), or a combination thereof is performed in a gas atmosphere,
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 결합재는,
실리카(SiO2)를 포함하는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The binder,
Which comprises a silica (SiO 2),
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 질화보론 입자는,
결정질, 비정질, 또는 이들의 조합인 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The above-mentioned boron nitride particles are,
Crystalline, amorphous, or combinations thereof.
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 질화보론 입자의 형태는,
판상, 구형, 또는 이들의 조합인 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The shape of the boron nitride particles is not particularly limited,
Plate, spherical, or a combination thereof.
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
상기 연자성 금속 입자는,
철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 또는 이들의 조합을 포함하는 것인,
복합 금속 입자의 제조 방법.10. The method of claim 9,
The soft magnetic metal particles may be,
(Fe), nickel (Ni), cobalt (Co), or combinations thereof.
Wherein the composite metal particles are produced by the method.
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