KR20180011724A - 연자성 금속 압분 자심 및 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터 - Google Patents

연자성 금속 압분 자심 및 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터 Download PDF

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Abstract

연자성 금속 분말과 비자성체를 포함하는 연자성 금속 압분 자심이며, 상기 연자성 금속 압분 자심의 연마된 평활한 단면에 있어서, 상기 연자성 금속 분말의 입자를 n개 이상(n은 50 이상의 자연수로 한다) 포함하는 시야를 관찰한 경우에, 상기 연자성 금속 분말은 상기 비자성체에 의해 피복되어 있고, 상기 연자성 금속 분말의 입자간 거리가 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이 L이 10㎛ 이상인 대향 부분 P가 n/2개 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심. 본 발명에 의하면, 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심을 얻을 수 있다.

Description

연자성 금속 압분 자심 및 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터{SOFT MAGNETIC METAL DUST CORE AND REACTOR HAVING THEREOF}
본 발명은, 연자성 금속 분말을 이용한 연자성 금속 압분 자심 및 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터에 관한 것이다.
전기, 전자기기의 소형화가 진행되고 있고, 소형이며 고효율인 연자성 금속 압분 자심이 요구되고 있다. 대전류를 인가하는 용도로 사용되는 리액터 및 인덕터용 자심 재료로서, 페라이트 코어, 적층 전자강판, 연자성 금속 압분 자심(연자성 금속 분말을 이용하여 금형 성형, 사출 성형, 시트 성형 등으로 제작된 자심) 등이 이용되고 있다. 적층 전자강판은 포화 자속밀도가 크기는 하지만, 전원 회로의 구동 주파수가 수십kHz를 넘는 고주파에 있어서 철손이 커지고, 효율이 저하하는 문제가 있었다. 한편, 페라이트 코어는 고주파에서의 손실이 작은 자심 재료이지만, 포화 자속밀도가 작기때문에, 자심의 형상이 대형화된다는 문제가 있었다.
연자성 금속 압분 자심은, 고주파에서의 철손이 적층 전자강판보다 작고, 포화 자속밀도가 페라이트 코어보다 크기 때문에, 리액터 및 인덕터용 자심 재료로서 널리 이용되도록 되어 있다. 자심의 소형화를 위해서는, 특히 직류를 중첩한 고자계에서의 비투자율이 뛰어난, 즉 뛰어난 직류 중첩 특성을 갖는 자심인 것이 필요로 되고 있다. 뛰어난 직류 중첩 특성이라 하기 위해서는, 실용 범위가 되는 0~8kA/m의 직류를 중첩한 자계에 있어서, 비투자율 μ가 높은 것이 요구되고 있다. 특히, 직류를 중첩한 자계 8kA/m에 있어서의 비투자율 μ(8kA/m)가 높은 것이 요구된다. 일반적으로는, 직류를 중첩하고 있지 않은 자계에 있어서의 비투자율 μ0가 높을수록, μ(8kA/m)는 저하하기 쉬운 경향이 있다. 따라서, μ(8kA/m)가 높고, 또한 μ0도 높은 것이 뛰어난 직류 중첩 특성이라고 할 수 있다. 뛰어난 직류 중첩 특성을 얻기 위해서는, 포화 자속밀도가 높은 연자성 금속 압분 자심을 이용하는 것이 유효하고, 또한 고밀도인 연자성 금속 압분 자심으로 하는 것이 필요하다. 또, 연자성 금속 압분 자심의 내부의 구조의 균일성을 높이는 것, 연자성 압분 자심에 포함되는 연자성 금속 분말의 입자들이 접하는 것을 억제하는 것도, 직류 중첩 특성의 개선에 효과가 있는 것이 알려져 있다.
그래서 특허문헌 1에서는, 평균 입경이 1㎛ 이상 70㎛ 이하에서, 입경의 표준 편차와 평균 입경의 비인 변동 계수 Cv가 0.40 이하이고, 원형도가 0.8 이상 1.0 이하인 리액터를 이용하면, 성형체의 내부의 균일성을 향상할 수 있고, 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다고 기재되어 있다.
특허문헌 2에서는, 질화 붕소를 연자성 금속 분말의 표면에 피복함으로써, 변형성이 뛰어난 피막이 되어, 고밀도화가 달성되고, 자기 특성이 향상하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 3에서는, 스페이싱재를 이용함으로써, 압축 성형에 있어서의 연자성 금속 분말의 입자간의 거리를 확보함으로써, 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다고 기재되어 있다.
일본국 특허공개 2009-70885 일본국 특허공개 2010-236021 일본국 특허공개 평11-238613
특허문헌 1의 기술에서는, 연자성 금속 분말의 평균 입경이 1㎛ 이상 70㎛ 이하이며, 원형도가 0.8 이상 1.0 이하, 입경의 표준 편차와 평균 입경의 비인 변동 계수 Cv를 0.40 이하로 함으로써, 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다고 하고 있다. 그러나, 변동 계수를 이 범위로 하고자 하는 경우, 연자성 금속 분말의 입경 분포를 매우 예리하게 할 필요가 있기 때문에, 연자성 금속 압분 자심을 성형하는 경우, 충전 밀도가 필연적으로 저하한다는 문제가 있다. 결과적으로, 얻어지는 연자성 금속 압분 자심의 밀도가 저하해 버리기 때문에, 반대로, 직류 중첩 특성이 악화된다는 과제가 있었다.
특허문헌 2의 기술에서는, 연자성 금속 분말에 질화 붕소를 함유하는 절연층이 피복된 연자성 재료를 이용하면, 압축 성형시에 절연층을 파괴하지 않고 고밀도로 할 수 있다고 하고 있다. 이것은 질화 붕소를 함유하는 피막이, 성형했을 때의 연자성 금속 분말의 변형에 추종하기 때문에, 고밀도로 하기 위해서 성형해도 질화 붕소의 피막이 연자성 금속 분말의 표면에 존재하고, 절연에 기여하는 것을 특징으로 하고 있다. 고밀도로 함으로써 포화 자속밀도가 커지고, 직류 중첩 특성의 개선이 기대되지만, 실제로는 질화 붕소의 피막이 연자성 금속 분말의 입자간에 존재함으로써, 입자간의 거리가 넓어져 비투자율이 저하하기 때문에, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다는 과제가 있었다.
특허문헌 3의 기술에서는, 연자성 금속 분말과 스페이싱재를 이용함으로써, 연자성 금속 분말의 입자간에 최저한의 스페이스를 확보함과 더불어, 입자간 거리를 작게 할 수 있기 때문에, 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다고 하고 있다. 그러나, 스페이싱재에 의해 연자성 금속 분말의 입자간의 거리를 확보할 수 있지만, 입자간의 거리에 분포가 있기 때문에, 연자성 금속 분말의 자화에 분포가 생겨 버린다. 결과적으로, 연자성 금속 압분 자심의 내부의 균일성이 낮아지기 때문에, 직류 중첩 특성을 충분히 개선할 수 없다는 과제가 있었다.
이와 같이 종래의 기술에서는, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다는 문제가 있었다. 따라서, 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심이 요구되고 있다.
본 발명에서는, 상기의 문제를 해결하기 위해서 고안된 것이며, 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심을 얻는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 연자성 금속 압분 자심은, 연자성 금속 분말과 비자성체를 포함하는 연자성 금속 압분 자심이며, 상기 연자성 금속 압분 자심의 연마된 평활한 단면에 있어서, 상기 연자성 금속 분말의 입자를 n개 이상(n은 50 이상의 자연수) 포함하는 시야를 관찰한 경우에, 상기 연자성 금속 분말은 상기 비자성체에 의해 피복되어 있고, 상기 연자성 금속 분말의 입자간 거리가 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이 L이 10㎛ 이상인 대향 부분 P가 n/2개 이상 존재하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 함으로써, 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
상기 평활한 단면에 있어서, 상기 시야를 관찰한 경우에, 상기 연자성 금속 분말의 80% 이상의 입자 단면의 원형도가 0.75 이상 1.00 이하인 것이 바람직하다. 또, 상기 평활한 단면에 있어서, 상기 시야를 관찰한 경우에, 각각의 상기 P의 입자간 거리 중, 최단 거리를 최근접 거리 X로 할 때, 상기 P에 대해 상기 X가 50㎚ 이상인 상기 P가 68% 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 또한 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
상기 평활한 단면을 관찰한 경우에, 시야에 대한 상기 연자성 금속 분말이 점유하는 면적의 비율이 90% 이상 95% 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 또한 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
상기 비자성체는, 규소(Si) 및 산소(O)를 포함하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 비자성체가 실리콘 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 또한 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
상기 비자성체는, 질화 붕소를 포함하고 있고, 상기 연자성 금속 압분 자심에 대해, 붕소(B)가 0.80질량% 이하 포함되어 있는 것, 및, 질소(N)가 1.00질량% 이하 포함되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 또한 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
본 발명의 연자성 금속 압분 자심은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 연자성 금속 압분 자심으로서, 상기 연자성 금속 분말의 입도 분포에 있어서, 작은 쪽으로부터 개수를 누적하여 50%의 개수가 되는 입경을 d50%로 한 경우, d50%가 20㎛ 이상 70㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 이와 같이 함으로써, 또한 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
본 발명의 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터는, 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다.
본 발명에 의하면, 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심을 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 연자성 금속 압분 자심의 구조를 나타내는 단면의 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 연자성 금속 압분 자심의 구조를 나타내는 단면의 모식도이며, 연자성 금속 분말의 입자간 거리 및 입자간 거리가 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이 L 및 길이 L이 10㎛ 이상으로 연속된 대향 부분 P의 측정 방법을 나타낸 것이다.
도 3은, 실시예 1-1의 연자성 금속 압분 자심의 단면을 SEM으로 관찰한 것을 나타낸 것이다.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 실시예 1-1의 연자성 금속 압분 자심의 단면을 EDS로 측정한 규소(Si), 산소(O), 탄소(C)의 면내 농도 분포를 나타낸 것이다.
도 5는, 본 발명의 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터의 모식적인 도 면을 나타낸 것이다.
본 발명의 연자성 금속 압분 자심은, 연자성 금속 분말과 비자성체를 포함하는 압분 자심이며, 상기 압분 자심의 연마된 평활한 단면에 있어서, 상기 연자성 금속 분말의 입자를 n개 이상(n은 50 이상의 자연수로 한다) 포함하는 시야를 관찰한 경우에, 상기 연자성 금속 분말은 상기 비자성체에 의해 피복되어 있고, 상기 연자성 금속 분말의 입자간 거리가 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이가 10㎛ 이상인 대향 부분 P가 n/2개 이상 존재하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
도 1은, 연자성 금속 압분 자심(10)의 단면 구조를 나타내는 모식도이다. 연자성 금속 압분 자심(10)은, 연자성 금속 분말(11)과, 그것을 구성하는 대부분의 입자 표면을 피복하는 비자성체(12)로 구성된다. 연자성 금속 분말(11)은, 철을 주성분으로 하는 연자성 금속이며, 순철, Fe-Si 합금, Fe-Si-Cr 합금, Fe-Al 합금, Fe-Si-Al 합금, Fe-Ni 합금 등을 이용할 수 있다. 양호한 직류 중첩 특성을 얻기 위해서는, 포화 자화가 높은 연자성 금속 분말을 이용하는 것이 바람직하므로, 순철, Fe-Si 합금, Fe-Ni 합금을 이용하는 것이 바람직하다. 비자성체(12)는, 연자성 금속 분말(11)의 표면의 대부분을 피복하고 있고, 연자성 금속 분말(11)의 입자간을 흐르는 와전류에 의한 손실을 억제하기 위한 전기 저항이 높은 재료이다. 예를 들면, 입경이 수십~수백㎚인 이산화규소의 미립자인 나노 실리카를 포함하는 에폭시 수지, 실리콘 수지 등의 Si, O 및 C를 주로 포함하는 것을 이용할 수 있다.
연자성 금속 압분 자심의 단면의 관찰에는, 연자성 금속 압분 자심을 표면으로부터 1㎜ 이상 내측에 존재하는 점을 통과하는 면에서 잘라 낸 것을, 연마기 등으로 연마한 평활한 단면을 이용한다. 단면 관찰은, 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 행한다. 연자성 금속 압분 자심에서는, 와전류의 억제 및 원하는 μ0를 얻기 위해 수십㎛의 입경을 갖는 연자성 금속 분말을 이용한다. 따라서, 연자성 금속 압분 자심의 표면으로부터 1㎜ 이상 내측에 존재하는 점을 통과하는 면에서 잘라 냄으로써, 평활한 단면 상에 연자성 금속 압분 자심의 미세 구조를 평가에서 필요한 연자성 금속 분말의 입자수를 확보할 수 있다.
단면의 관찰에 있어서, 시야에 포함되는 연자성 금속 분말의 입자수는 50개 이상으로 한다. 시야에 포함되는 연자성 금속 분말의 입자수가 50개 미만인 경우, 후술되는 연자성 금속 분말의 입자간 거리 및 대향 부분 P를 평가할 때에, 존재 비율이 적은 특이점의 비율을 과대 평가해 버리는 것이 염려된다. 따라서, 특이점의 과대 평가를 억제하기 위해, 입자수는 50개 이상인 것을 필요로 한다. 시야에 포함되는 연자성 금속 분말의 입자수가 50개 미만인 경우는, 현미경의 배율 등을 변경함으로써, 입자수가 50개 이상이 되도록 한다.
연자성 금속 압분 자심의 평활한 단면을 관찰하고, 연자성 금속 분말의 원형도를 측정한 경우, 연자성 금속 분말을 구성하는 입자 중, 80% 이상의 입자의 원형도가 0.75~1.00인 것이 바람직하다. 원형도의 평가 방법의 일례로서는, Wadell의 원형도를 이용할 수 있고, 입자 단면에 외접하는 원의 직경에 대한 입자 단면의 투영 면적에 동일한 원의 직경의 비로 정의된다. 진원(眞圓)인 경우에는, Wadell의 원형도는 1이 되고, 1에 가까울수록 진원도가 높다. 원형도는 관찰로부터 얻어진 단면을 화상 해석함으로써 산출할 수 있다.
원형도가 낮은 입자는, 입자 표면의 곡률이 일정하지 않으므로, 비자성체를 피복한 경우에, 비자성체의 두께에 분포가 생기기 쉽고, 성형시의 응력이 걸리는 방법도 불균일해진다. 그 때문에 성형시에 있어서, 연자성 금속 분말을 피복하고 있는 비자성체의 두께가 불균일해진다. 따라서, 원형도가 낮은 입자가 많이 포함되는 경우에는, 입자간 거리에 분포를 발생시키기 때문에, 자화 과정에 있어서 불균일한 자화의 포화가 일어난다. 결과적으로, 직류 중첩 특성이 악화된다. 즉, 80% 이상의 입자의 원형도를 0.75~1.00으로 함으로써, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다. 보다 바람직하게는, 85% 이상의 입자의 원형도를 0.75~1.00으로 함으로써, 보다 뛰어난 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
도 2는, 연자성 금속 압분 자심의 단면에 존재하는 연자성 금속 분말(11)의 입자간 거리(13), 입자간 거리가 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이 L(14), 및, 길이 L(14)이 10㎛ 이상인 대향 부분 P(15)의 측정 방법을 나타내는 모식도이다. 연자성 금속 분말(11)의 입자간 거리(13)는, 이웃하는 연자성 금속 분말의 2개의 입자의 표면에 접하도록 입자간에 원을 배치했을 때의 원의 직경으로 한다. 단, 2개의 입자가 접해 있는 경우에는, 원의 직경을 제로로 간주한 원으로 한다. 여기서 2개의 입자간에 복수의 원을 배치했을 때, 원의 직경이 400㎚ 이하인 원이 연속하여 존재하고 있는 부분에 있어서, 연속하여 존재하고 있는 부분의 양단에 존재하는 원의 중심간의 거리를 길이 L(14)로 한다. 길이 L(14)이 10㎛ 이상인 경우, 원의 직경이 400㎚ 이하인 원이 연속하여 존재하고 있는 부분을 대향 부분 P(15)로 한다. 입자간 거리가 400㎚보다 큰 경우, 입자들이 떨어져 있기 때문에 자속이 통하기 어렵고, μ0가 저하해 버리고, 뛰어난 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다. 길이 L(14)이 10㎛ 미만인 경우, 연자성 금속 분말의 입자들이 근접해 있는 개소의 면적이 작기 때문에, 자화의 진행에 분포가 생겨 버려 뛰어난 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다. 한편, 입자간 거리가 400㎚ 이하로 연속하여 존재하고 있는 부분의 길이 L을 10㎛ 이상으로 함으로써, 연자성 금속의 입자간에서 자속은 일정하게 통하기 쉽고, 국소적인 자화 포화를 억제할 수 있다. 따라서, 입자간 거리가 400㎚ 이하로 연속하여 존재하고 있는 부분의 길이 L을 10㎛ 이상으로 함으로써, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
연자성 금속 압분 자심의 단면의 관찰에 있어서, 시야에 포함되는 연자성 금속 분말 중 임의의 입자수 n에 대해, 대향 부분 P는 n/2개 이상이다. 본 발명자들은, 시야에 포함되는 연자성 금속 분말의 입자수 n에 대해, 대향 부분 P가 n/2개 이상일 때, 연자성 금속 압분 자심의 직류 중첩 특성이 좋은 것을 알아냈다. 이러한 때, 연자성 금속 분말의 입자들의 대부분은, 연자성 금속 압분 자심 내부에 있어서, 이웃하는 입자와 대향 부분 P를 가지며 근접해 있는 것이 생각된다. 즉, 많은 연자성 금속 분말들이 면에서 근접한 상태이기 때문에, 자속의 집중이 억제되고 균일한 자화가 촉진된다. 한편, 대향 부분 P가 n/2개 미만인 경우는, 연자성 금속 압분 자심의 내부에 있어서, 연자성 금속 분말의 입자들이 입자간 거리 400㎚ 이하로 근접해 있는 개소가 적은 상태이다. 연자성 금속 분말의 입자들이 근접해 있는 개소가 적으면, 입자의 자화의 진행에 분포가 생기기 때문에, 직류 중첩 특성의 개선을 기대할 수 없게 된다. 따라서, 시야에 포함되는 연자성 금속 분말 중 임의의 입자수 n에 대해, 대향 부분 P는 n/2개 이상 존재함으로써, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
각각의 대향 부분 P에 있어서, 가장 원의 직경이 작은 것의 직경을, 최근접 거리 X로 한다. 본 발명자들은 대향 부분 P가 n/2개 이상인 경우, 대향 부분 P에 대해, 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P가 68% 이상일 때, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있는 것을 알아냈다. 대향 부분 P에 대해, 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P가 68% 이상이기 때문에, 연자성 금속 분말의 대부분의 입자들은 접하는 일없이, 일정 이상의 두께의 비자성체를 통해 근접하여 존재하고 있는 상태에 있다. 즉, 연자성 금속 분말의 입자간 거리가 일정한 거리 이상인 영역이 많이 존재함으로써, 자속이 일정하게 통하고 자화가 진행하기 때문에, 높은 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다고 생각된다. 보다 바람직하게는 대향 부분 P에 대해, 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P가 72% 이상이다. 대향 부분 P에 대해, 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P가 68% 미만인 경우에는, 입자들이 한없이 근접해 있거나 또는, 접하고 있는 개소가 많이 존재하고 있는 상태이기 때문에, μ0가 높아지고 자화가 포화되기 쉬워지지만, 직류 중첩 특성의 개선을 기대할 수 없게 된다. 따라서, 대향 부분 P에 대해, 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P가 68% 이상임으로써, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
연자성 금속 압분 자심의 평활한 단면을 관찰한 경우에, 단면적에 대한 연자성 금속 분말이 점유하는 면적의 비율이 90% 이상 95% 이하인 것이 바람직하다. 연자성 금속 분말의 충전율이 높음으로써, 포화 자화가 증가한다. 결과적으로, 직류 중첩 특성이 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있다.
비자성체를 형성하는 성분의 하나로서, 실리콘 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 실리콘 수지는, 적당한 유동성을 가지므로, 원형도가 높은 연자성 금속 분말의 입자 표면에 피복함으로써, 비자성체의 균일성이 향상한다. 또한, 실리콘 수지는, 가압 성형시에 있어서도 적당한 유동성을 가지므로, 연자성 금속 분말의 입자간에 비자성체가 존재하기 쉬워지기 때문에, 입자간의 거리를 특별히 제어할 수 있다. 결과적으로, 연자성 금속 압분 자심의 직류 중첩 특성을 개선할 수 있다.
비자성체를 형성하는 성분의 하나로서, 질화 붕소를 이용하는 것이 바람직하다. 질화 붕소는, 육방정의 질화 붕소가 층형상으로 늘어선 구조를 갖고 있고, 층간의 결합력이 약하므로, 층들이 서로 미끄러지기 쉬운 성질을 갖는다. 연자성 금속 분말을 질화 붕소가 피복하고 있는 경우, 가압 성형시에 응력이 더해짐으로써, 질화 붕소가 연자성 금속 분말로부터 박리하기 쉽게 되어 있다. 즉, 성형의 초기 단계에서, 질화 붕소가 연자성 금속 분말의 표면으로부터 박리되고, 복수의 연자성 금속 분말의 입자가 형성하는 공극인 다입자간 공극을 우선적으로 충전할 수 있다. 연자성 금속 분말의 입자의 표면으로부터 질화 붕소가 박리됨으로써, 입자간의 거리를 충분히 미소하게 할 수 있기 때문에, 높은 비투자율을 얻을 수 있다. 한편, 다입자간 공극에 질화 붕소가 충전됨으로써, 다입자간 공극에 충전된 질화 붕소가 쐐기와 같은 역할을 하고, 고밀도로 성형해도 연자성 금속 분말의 입자들이 접하는 것을 억제하는 작용이 있다. 즉, 질화 붕소가, 다입자간 공극에 농축된 조직을 형성함으로써, 입자들이 접하는 일없이 균일하고 미소한 입자간의 거리를 유지하는 조직을 형성할 수 있기 때문에, 자속의 흐름이 균일해지고 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
연자성 금속 압분 자심의 단면의 질화 붕소의 유무는, EPMA를 이용하여, B와 N의 분포 상태로부터 알 수 있다. 또, 연자성 금속 압분 자심에 대한 B, N의 함유량은, B 함유량과 N 함유량을 정량 분석함으로써 구할 수 있다. B 함유량은 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 장치(ICP-AES)를 사용하여 측정할 수 있다. N 함유량은 질소량 분석 장치를 사용하여 측정할 수 있다.
연자성 금속 분말(11)의 입도 분포를 측정하고, 작은 쪽으로부터 개수를 누적하여, 50%가 되는 입경을 d50%로 한 경우, d50%의 범위를 20㎛ 이상 70㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. d50%의 범위를 20㎛ 이상 70㎛ 이하로 함으로써, 고주파에 있어서의 연자성 금속 분말의 와전류에 의한 손실을 억제하고, μ0를 원하는 범위로 조정하는 것이 용이해지기 때문에, 뛰어난 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다. 또한, 연자성 금속 분말의 철손이 억제되고, 양호한 직류 중첩 특성을 얻기 위해서는, 보다 바람직하게는 d50%의 범위를 30㎛ 이상 60㎛ 이하로 한다.
연자성 금속 압분 자심을 구성하는 연자성 금속 분말의 원료 분말은, 철을 주성분으로 하는 연자성 금속 분말로서, B를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 원료 분말 중의 B 함유량은, 2.0 질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. B 함유량이 2.0%를 넘으면 비자성 성분인 질화 붕소량이 과잉이 되고, 포화 자속밀도가 너무 낮아진다.
연자성 금속 분말의 원료 분말의 제작 방법은, 물 애터마이즈법, 가스 애터마이즈법 등의 방법을 이용할 수 있다. 가스 애터마이즈법을 이용함으로써 원형도가 높은 입자를 얻기 쉽다.
B를 포함하는 원료 분말에 대해서는, 질소를 포함하는 비산화 분위기 중, 승온 속도는 5℃／min 이하, 온도는 1000~1500℃이고, 보유 시간은 30~600min으로 질화 열처리를 행한다. 질화 열처리를 행함으로써, 분위기 중의 N과, 원료 분말에 포함되는 B가 반응하여, 질화 붕소의 피막을 금속 입자 표면에 균일하게 형성할 수 있다. 열처리 온도가 1000℃에 미치지 않는 경우에는, 원료 분말 중의 B의 질화 반응이 불충분해지고, Fe2B 등의 강자성상이 잔류하여, 보자력이 커지고, 손실이 커진다. 열처리 온도가 1500℃를 넘으면, 질화가 신속하게 진행하여 반응이 완료되므로, 온도를 그 이상 올려도 효과가 없다. 질화 열처리는, N을 포함하는 비산화성 분위기에서 행한다. 비산화성 분위기에서 열처리를 행하는 것은, 연자성 금속 분말의 산화를 막기 위해서이다. 승온 속도가 너무 빠르면, 충분한 양의 질화 붕소가 생성되기 전에 원료 분말 입자가 소결하는 온도에 도달하고, 원료 분말이 소결해 버리기 때문에, 승온 속도는 5℃／min 이하로 한다.
연자성 금속 분말의 원료 분말에 비자성체를 피복하고, 과립상의 조립물을 얻는다. 연자성 금속 분말에 비자성체로서 나노 실리카를 포함하는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등을 첨가한 것을, 니더 등으로 혼련한다. 혼련한 것을 스테인리스 용기 등으로 이동시키고, 용기를 회전시키면서 건조시킨다. 비자성체의 첨가는, 소정의 첨가량을 복수회로 나누고, 혼련 및 건조의 공정을 복수회, 비자성체의 첨가량이 소정량이 될 때까지, 반복하여 행함으로써 과립을 얻을 수 있다. 과립은 원형도가 높은 연자성 금속 분말이기 때문에, 균일한 비자성체로 피복된 것을 얻을 수 있다.
얻어진 과립을 원하는 형상의 금형에 충전해, 가압 성형하여 성형체를 얻는다. 성형 압력은 연자성 금속 분말의 조성이나 원하는 성형 밀도에 의해 적절히 선택할 수 있지만, 대체로 1200~2000MPa의 범위이다. 연자성 금속 압분 자심의 내부의 왜곡의 발생을 억제하기 위해, 보다 바람직하게는 1200~1600MPa이다. 필요에 따라서 윤활제를 이용해도 된다.
원형도가 높은 연자성 금속 분말에, 질화 붕소를 포함하지 않는 비자성체를 피복한 과립은, 피복이 균일하게 부착되어 있기 때문에, 가압 성형함으로써 고밀도인 성형체로 한 경우, 응력 인가에 따른 취약 개소가 생기기 어렵고 비자성체가 박리되기 어렵다. 그 때문에, 연자성 금속 분말의 입자간에, 비자성체를 얇게 잔류시킬 수 있다. 비자성체는, 연자성 금속 분말의 입자간 거리를 유지하는 효과가 있고, 연자성 금속 분말의 입자들이 접하는 개소가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이로부터, 입자들의 전기적인 절연성을 부가함과 더불어, 자화가 과잉으로 촉진되는 것을 막을 수 있고, 결과적으로 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다. 연자성 금속 압분 자심의 비자성체의 분포는, 연자성 금속 압분 자심의 평활한 단면에 있어서, 입자가 탈락한 부분을 주사 전자현미경으로 관찰하고, 에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS)로 Si, O, C의 농도 분포를 측정함으로써 얻을 수 있다.
한편, 비자성체에 질화 붕소를 포함하는 과립의 경우, 가압 성형의 초기에 연자성 금속 분말의 접촉면에 응력이 집중하면, 연자성 금속 분말과 질화 붕소의 접합 강도가 약하기 때문에, 질화 붕소가 박리된다. 박리된 질화 붕소는, 연자성 금속 분말의 소성변형에 따라 공극부로 유동하기 때문에, 질화 붕소가 연자성 금속 입자간의 다입자간 공극에 충전된다. 여기서, 입자의 원형도가 높으면 질화 붕소가 가압에 의해 유동하는 것이 저해되기 어렵고, 질화 붕소가 다른 비자성체보다 우선적으로 다입자간 공극에 충전된다. 그 때문에, 입계에 존재하는 질화 붕소는 미량이 되기 때문에, 입자간 거리가 너무 커져 비투자율을 저하시키지도 않고, 다른 비자성체를 보다 입계에 잔류시킬 수 있다. 고밀도인 성형체로 한 경우라도, 다른 비자성체가 연자성 금속 분말의 입자간의 거리를 균일하게 유지하는 효과가 있기 때문에, 결과적으로 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있다.
얻어진 성형체는, 열경화시켜 연자성 금속 압분 자심으로 한다. 혹은 성형시의 왜곡을 제거하기 위해서 열처리를 행하여, 연자성 금속 압분 자심으로 한다. 열처리의 온도는 500~800℃에서, 질소 분위기나 아르곤 분위기 등의 비산화성 분위기 중에서 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이 함으로써, 본 발명의 구조를 갖는 연자성 금속 압분 자심을 얻을 수 있다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다.
[실시예]
원료 분말로서, 가스 애터마이즈법으로, 조성이 Fe-3.0 Si, Fe-4.5 Si 및 Fe-6.5 Si로 이루어지는 연자성 금속 분말, 및, 연자성 금속 분말의 표면에 원하는 질화 붕소를 피복시키기 위한 B를 함유하는 연자성 금속 분말을 제작했다. B를 포함하는 연자성 금속 분말은 관형상 노에 넣고, 열처리 온도 1300℃, 유지 시간 30min으로, 질소 분위기하에서 질소 열처리를 행한 연자성 금속 분말을 제작했다. 얻어진 연자성 금속 분말을 원하는 입경이 되도록, 건식분급을 행한 것을 준비했다. 연자성 금속 분말의 d50%는, 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치(HELOS 시스템, Sympatec사제)로부터 측정하고, 표 1에 원료 분말의 조성, 제법, 붕소 함유의 유무 및 d50%를 나타냈다.
Figure pat00001
표 1의 연자성 금속 분말이 100질량%에 대해, 비자성체로서 나노 실리카를 포함하는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 0.50, 0.75, 1.00, 1.15, 1.25질량%가 되도록 크실렌으로 희석한 것을, 5회로 나누어 첨가를 행하고, 니더로 혼련하고, 스테인리스 용기 내에서 회전시키면서 건조시키는 공정을 반복하고, 얻어진 응집물을 355㎛ 이하가 되도록 정립하여, 과립을 얻었다. 이것을 외경 17.5㎜, 내경 11.0㎜의 토로이달형상의 금형에 충전하고, 성형압 1200MPa, 1400MPa, 1600MPa 또는 2000MPa로 가압하여 성형체를 얻었다. 코어 중량은 5g으로 했다. 얻어진 성형체를 벨트 노에서 750℃에서 30min, 질소 분위기 중에서 열처리하여 연자성 금속 압분 자심으로 했다. 표 1에 원료 분말에 첨가한 비자성체, 비자성체 첨가량 및 성형압을 나타냈다(실시예 1-1~1-17).
실시예 1-1과 마찬가지로, 성형압만을 800MPa로 변경하여 제작한 것을 준비했다(비교예 1-1). 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 비자성체의 피복을 1회의 첨가로 니더를 이용하여 혼련한 후, 배트에 쏟아 건조를 행하여, 과립을 제작한 것을 준비했다(비교예 1-2). 실시예 1-1과 마찬가지로 하여, 원료 분말의 제조법을 물 애터마이즈법으로 변경하여 제작한 것을 준비했다(비교예 1-3).
LCR 미터(아지렌트·테크놀로지사제 4284A)와 직류 바이어스 전원(아지렌트·테크놀로지사제 42841A)을 이용하여, 주파수 100kHz에 있어서의 연자성 금속 압분 자심의 인덕턴스를 측정하고, 인덕턴스로부터 연자성 금속 압분 자심의 비투자율을 산출했다. 직류 중첩 자계가 0A/m인 경우와 8000A/m인 경우에 대해 측정하고, 각각의 비투자율을 μ0, μ(8kA/m)로 하여 표 1에 나타냈다.
연자성 금속 압분 자심을 냉간 매입(埋入) 수지로 고정하고, 연자성 금속 압분 자심을 표면으로부터 3㎜ 내측의 점을 통과하는 면에서의 단면을 잘라 내고, 단면을 경면이 될 때까지 연마했다. 단면을 SEM을 이용하여 관찰을 행하고, 단면 화상을 얻었다. 단면 화상에 있어서, 연자성 금속 분말의 이웃하는 입자간에 복수의 원을 발생시키고, 입자간 거리를 산출했다. 이어서 입자간 거리가, 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이 L을 산출했다. 길이 L이 10㎛ 이상인 대향 부분 P를 추출하고, 각각의 대향 부분 P에 있어서의 입자간 거리의 최근접 거리 X를 산출했다. 관찰한 단면에 포함되는 연자성 금속 분말의 입자수 n을 평가하고, 입자수 n, 대향 부분 P의 점수 및 대향 부분 P에 대한 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P의 비율의 결과를 표 1에 나타냈다.
연자성 금속 압분 자심의 단면에 포함되는 입자를 랜덤하게 100개 관찰을 행하고, 각 입자의 Wadell의 원형도를 측정하고, 원형도가 0.75 이상인 입자의 비율을 산출했다. 또, 단면의 조성상도 촬영했다. 화면의 콘트라스트로부터, 시야 면적에 대한 금속상이 차지하는 면적의 비율을 산출했다. 결과를 표 1에 나타냈다.
B를 포함하는 연자성 금속 압분 자심은 해쇄를 행하고, 250㎛ 이하의 분말을 제작했다. 이 분말의 B의 함유량은 ICP-AES(시마즈 제작소사제 ICPS-8100CL)로 측정하고, 연자성 금속 압분 자심에 대한 B의 함유량으로 했다. 또, 이 분말의 질소 함유량은 질소량 분석 장치(LECO사제 TC600)로 측정하고, 연자성 금속 압분 자심에 대한 N의 함유량으로 했다. B 및 N의 함유량의 결과를 표 1에 나타냈다.
표 1로부터, 실시예 1-1~1-17에서는, 모두 μ(8kA/m)가 40을 넘는 양호한 직류 중첩 특성을 나타내는 것을 알 수 있다. 따라서, 연자성 금속 분말과 비자성체를 포함하는 압분 자심이며, 압분 자심의 연마된 평활한 단면에 있어서, 연자성 금속 분말의 입자를 n개 이상 포함하는 시야를 관찰한 경우에, 연자성 금속 분말이 비자성체로 피복되어 있고, 연자성 금속 분말의 80% 이상의 입자 단면의 원형도가 0.75 이상 1.00 이하이며, 연자성 금속 분말의 입자간 거리가 400㎚ 이하로 연속되어 있는 부분의 길이 L이 10㎛ 이상인 대향 부분 P가 n/2개 이상 존재하고, 각각의 P의 입자간 거리 중, 최단 거리를 최근접 거리 X로 할 때, 대향 부분 P에 대해, 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P가 68% 이상인 것으로 인해, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 있고, 뛰어난 연자성 금속 압분 자심으로 할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1-1의 연자성 금속 압분 코어의 단면의 연마면에 있어서, 전자현미경으로 관찰한 결과를 도 3에 나타냈다. 도 3으로부터, 연자성 금속 분말의 입자들은 접하는 일없이, 입자의 표면들이 입자간에서 거리를 유지하고, 또한 입자들의 상당수는 입자간의 거리가, 400㎚ 이하로 근접해 있는 것을 알 수 있다. 즉, 입자간의 자화의 전달은, 면에서 일정하게 진행하게 되고, 연자성 금속 압분 자심의 내부의 균일성이 향상하기 때문에, 직류 중첩 특성의 개선에 유효하다는 것을 알 수 있다.
실시예 1-1의 연자성 금속 압분 코어의 단면의 연마면에 있어서, 입자가 탈락한 부분을 주사 전자현미경으로 관찰하고, 에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS)에서 Si, O, C의 농도 분포를 측정한 결과를, 각각 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 나타냈다. 도면 중에 있어서, 백색에 가까울수록, 각 원소의 농도가 높은 것을 나타내고 있다. 도 4a, 도 4b 및 도 4c에 의해, Si, O, C의 분포를 비교하면, Si가 고농도로 관찰되는 장소와 동위치에 O, C가 고농도로 분포하고 있는 것을 알 수 있다. Fe가 존재하지 않는 부분에 Si, O, C를 포함하는 비자성체가 분포하고 있고, 연자성 금속 분말의 입자간에 비자성체가 존재하는 것을 확인할 수 있다.
실시예 1-1, 1-2, 1-3에서는, μ0가 86 이하인 반면에, 실시예 1-4, 1-5, 1-6, 1-17에서는, μ(8kA/m)가 43 이상일 뿐만 아니라 또한 μ0가 89 이상인, 특히 양호한 직류 중첩 특성이 얻어지고 있다. 이들은 연자성 금속 압분 자심의 단면을 관찰했을 때, 단면에 연자성 금속 분말의 점유 비율이 90% 이상 95% 이하이며, 연자성 금속 분말의 함유량이 높은 연자성 금속 압분 자심이다. 연자성 금속 분말의 함유량이 많기 때문에, 포화 자화가 증가하고 있다. 포화 자화가 커지면, μ0가 큰 값으로 되었다고 해도, 높은 직류 자계를 인가한 경우에 있어서도, 자화 포화에 이르기 어려워지기 때문에 직류 중첩 특성이 향상한다. 한편, 본 발명의 연자성 금속 압분 자심은, 소정량의 비자성체를 포함할 필요가 있기 때문에, 연자성 금속 압분 자심의 단면에 있어서의 점유 비율이 95%보다 높아지는 압분 자심은, 제작이 곤란하다. 따라서, 연자성 금속 압분 자심의 단면을 관찰했을 때에, 연자성 금속 분말의 점유 비율이 90% 이상 95% 이하인 연자성 금속 압분 자심으로 하는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.
실시예 1-1, 1-2, 1-3에서는, μ(8kA/m)가 43 이하인 반면에, 실시예 1-7, 1-11, 1-14, 1-15, 1-16, 1-17에서는, μ(8kA/m)가 46 이상인 특히 양호한 직류 중첩 특성이 얻어지고 있다. 이것들은, 비자성체로서 실리콘 수지를 함유한 연자성 금속 압분 자심이다. 비자성체로서 실리콘 수지를 함유함으로써, 연자성 금속 분말의 입자간 거리의 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 비율이 높아지고 있다. 즉, 입자들이 접하는 개소 또는 매우 근접하여 존재하고 있는 개소의 발생이 억제되어 있고, 높은 직류 자계를 인가하지 않으면 자화 포화가 일어나기 어려워지고, 직류 중첩 특성이 향상한다. 따라서, 연자성 금속 압분 자심에 포함되는 비자성체는 실리콘 수지로 하는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.
실시예 1-1, 1-2, 1-3에서는, μ(8kA/m)가 43 이하인 반면에, 실시예 1-12, 1-13, 1-14, 1-15, 1-16, 1-17은 μ(8kA/m)가 47 이상인, 특히 양호한 직류 중첩 특성이 얻어지고 있다. 이들은 연자성 금속 분말에 질화 붕소를 함유한 연자성 금속 압분 자심이다. 비자성체로서 질화 붕소를 함유함으로써, 연자성 금속 분말의 입자간 거리의 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 비율이 높아지고 있다. 즉, 입자들이 접하는 개소, 또는, 매우 근접하여 존재하고 있는 개소의 발생이 억제되고 있고, 높은 직류 자계를 인가하지 않으면 자화 포화가 일어나기 어려워지고, 직류 중첩 특성이 향상한다. 한편, 질화 붕소를 너무 많이 포함하면, 연자성 금속 분말의 함유 비율의 감소나 입자간 거리의 증가가 발생하기 때문에, 비투자율의 저하가 생겨 버리고, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 없게 되어 버린다. 따라서, 연자성 금속 압분 자심에 대해 B의 함유량이 0.80질량% 이하, 및, N의 함유량이 1.00질량% 이하로 포함되어 있는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.
실시예 1-1에서는, 초투자율 μ0가 83인 반면에, 실시예 1-8, 1-9, 1-10, 1-11, 1-16, 1-17에서는, μ(8kA/m)가 43 이상일 뿐만 아니라 또한 μ0가 88 이상인, 특히 양호한 비투자율을 갖는 직류 중첩 특성이 얻어지고 있다. 이들은 연자성 금속 분말의 d50%가 30㎛ 이상 60㎛ 이하인 연자성 금속 압분 자심이다. 연자성 금속 분말의 입경이 커지면, 단위길이당 포함되는 입자수가 감소하고, 입계에 의한 μ0를 저하하는 효과가 작아지기 때문에, μ0를 향상시키는 효과가 있다. 이와 같이 연자성 금속의 입경을 조정함으로써, 소정의 초투자율을 갖는 연자성 금속 압분 자심을 얻을 수 있기 때문에, 연자성 금속 분말에 포함되는 d50%를 30㎛ 이상 60㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.
비교예 1-1에서는, 연자성 금속 압분 자심의 단면에 있어서의 연자성 금속 분말의 입자들의 대향 부분 P의 측정점이, 연자성 금속 분말의 입자수에 대해 충분히 관찰할 수 없다. 이때, 연자성 금속 분말의 입자간에 있어서 400㎚ 이하의 입자간 거리에서 근접해 있는 면적이 작거나, 또는 연자성 금속 분말의 입자들이 떨어져 있는 구조이기 때문에, 비투자율이 저하하고 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다. 결과적으로, μ(8kA/m)가 40에 미치지 않는 작은 것 밖에 얻을 수 없다. 실시예 1-1~1-17에서는, 연자성 금속 압분 자심의 단면에서의 연자성 금속 분말의 대향 부분 P가, 연자성 금속 분말의 입자수 n에 대해 n/2개 이상 관찰되고 있으므로, μ(8kA/m)가 40을 넘고 있고, 연자성 금속 분말의 대향 부분 P의 측정점이, 연자성 금속 분말의 입자수 n에 대해 n/2점 이상일 필요가 있는 것을 알 수 있다.
비교예 1-2에서는, 연자성 금속 분말의 입자간 거리의 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 비율이 58%이며, 많은 연자성 금속 분말의 입자들이 접해 있거나, 또는, 매우 짧은 거리에서 근접해 있는 개소가 많이 존재하고 있다. 그 때문에, 직류 자계를 인가하면 자화가 촉진되어 버리고, μ0가 높은 한편으로 결과적으로, μ(8kA/m)는 40에 미치지 않게 되고, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다. 실시예 1-1~1-17에서는, 대향 부분 P에 대해, 연자성 금속 분말의 입자간 거리의 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P의 비율이 68% 이상이며, 연자성 금속 분말의 입자들이 근접하는 것이 억제되어 있고, μ(8kA/m)가 40 이상이다. 따라서, 대향 부분 P에 대해, 연자성 금속 분말의 최근접 거리 X가 50㎚ 이상인 대향 부분 P의 비율이 68% 이상인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
비교예 1-3에서는, 연자성 금속 압분 자심의 단면에 있어서의 연자성 금속 분말의 원형도가 0.75 이상인 비율이 73%이며, 연자성 금속 분말에 피복된 규소 화합물이 불균일하게 형성되어 있기 때문에, 성형시에 박리가 생기기 쉽고, 입자들이 근접해 있는 개소가 많아져 버리고, 양호한 직류 중첩 특성을 얻을 수 없다. 결과적으로, 입자들이 근접해 있는 개소가 많기 때문에, μ0가 높은 반면, μ(8kA/m)가 40에 미치지 않는 작은 것 밖에 얻을 수 없다. 실시예 1-1~1-17에서는, 연자성 금속 압분 자심의 단면에 있어서의 연자성 금속 분말의 원형도가 0.75 이상인 비율이 80% 이상이기 때문에, 연자성 금속 분말의 규소 화합물의 피복이 균일하게 되어 있고, 성형시에 입자들이 근접하는 것이 억제되어 있기 때문에, μ(8kA/m)가 40 이상이며, 연자성 금속 분말의 원형도가 0.75 이상인 비율이 80% 이상인 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 연자성 금속 압분 자심은, 직류 중첩하에서도 높은 인덕턴스를 갖기 때문에, 고효율화 및 소형화를 실현할 수 있으므로, 전원 회로 등의 인덕터나 리액터 등의 전기·자기 디바이스에 널리, 또한 유효하게 이용 가능하다.
10:연자성 금속 압분 자심 11:연자성 금속 분말
12:비자성체 13:입자간의 거리
14:입자간의 거리가 400㎚ 이하인 부분이 길이 L
15:길이 L이 10㎛ 이상인 대향 부분 P
16:코일 17:리액터

Claims (8)

  1. 연자성 금속 분말과 비자성체를 포함하는 연자성 금속 압분 자심으로서,
    상기 압분 자심의 연마된 평활한 단면에 있어서, 상기 연자성 금속 분말의 입자를 n개 이상(n은 50 이상의 자연수로 한다) 포함하는 시야를 관찰한 경우에,
    상기 연자성 금속 분말은 상기 비자성체에 의해 피복되어 있고,
    상기 연자성 금속 분말의 입자간 거리가 400㎚ 이하인 연속된 부분의 길이 L이 10㎛ 이상인 대향 부분 P가 n/2개 이상 존재하는 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 평활한 단면에 있어서, 상기 시야를 관찰한 경우에, 상기 연자성 금속 분말의 80% 이상의 입자 단면의 원형도가 0.75 이상 1.00 이하인 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 평활한 단면에 있어서, 상기 시야를 관찰한 경우에, 각각의 상기 P의 입자간 거리 중, 최단 거리를 최근접 거리 X로 할 때, 상기 P에 대해 상기 X가 50㎚ 이상인 상기 P가 68% 이상인 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 평활한 단면에 있어서, 상기 시야를 관찰한 경우에, 시야에 대한 상기 연자성 금속 분말이 점유하는 면적의 비율이 90% 이상 95% 이하인 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 비자성체가, 규소(Si) 및 산소(O)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 비자성체는, 질화 붕소를 포함하고 있고, 상기 연자성 금속 압분 자심에 대해, 붕소(B)가 0.80질량% 이하 포함되는 것, 및, 질소(N)가 1.00질량% 이하 포함되는 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 연자성 금속 분말의 입도 분포에 있어서, 작은 쪽으로부터 개수를 누적하여 50%의 개수가 되는 입경을 d50%로 한 경우에, d50%가 20㎛ 이상 70㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 연자성 금속 압분 자심.
  8. 청구항 1에 기재된 연자성 금속 압분 자심을 구비하는 리액터.
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