WO2017086146A1 - 磁性粉末の製造方法 - Google Patents

磁性粉末の製造方法 Download PDF

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WO2017086146A1
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powder
magnetic powder
magnetic
heat
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尾藤　三津雄
吉田　健二
雄太 清水
淳 陰山
阿部　宗光
彰宏 牧野
Original Assignee
アルプス電気株式会社
国立大学法人東北大学
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys
    • C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing magnetic powder.
  • Patent Document 1 describes a method for producing a magnetic core for low frequency applications from a spiral soft magnetic nanocrystal strip.
  • the strip has the following alloy composition: Fe Rest Co a Cu b Nb c Si d B e C f
  • a, b, c, d, e and f are represented by atomic percentages, 0 ⁇ a ⁇ 1; 0.7 ⁇ b ⁇ 1.4; 2.5 ⁇ c ⁇ 3.5; 14.5 ⁇ d ⁇ 16.5; 5.5 ⁇ e ⁇ 8 and 0 ⁇ f ⁇ 1, and cobalt can be replaced in whole or in part by nickel
  • the strip comprising a metal oxide solution and / or A coating with a metal-containing acetyl-acetone-chelate complex is provided, said coating forming a sealing metal oxide coating during subsequent heat treatment for nanocrystallization of said strip, said nanocrystal of said strip
  • the saturation magnetostriction ⁇ s is set
  • the heat treatment may be performed without magnetic field on a magnetic core that is not stacked in a continuous annealing process (Patent Document 1, claim 16), and is not stacked in this continuous annealing process.
  • the magnetic core may be installed on a carrier having excellent thermal conductivity (Patent Document 1, Claim 17).
  • the nano-crystallization of heteroamorphous that occurs during heat treatment is an exothermic reaction. For this reason, if the heating conditions in the heat treatment are not appropriately controlled, reactions other than nanocrystallization that occur in a temperature range higher than nanocrystallization (such as compound formation reactions) progress and the magnetic properties of the magnetic core deteriorate. In some cases, the heat generated from the nanocrystallized magnetic core becomes uncontrollable (thermal runaway) and the magnetic core burns out.
  • an unstacked magnetic core is disposed on a carrier, and the crystallization heat generated in the magnetic core during heat treatment is effectively dissipated.
  • the heat treatment target is placed on the carrier
  • the magnetic material to be heat treated is a powdered magnetic powder
  • the contact area between the carrier and the magnetic powder is small.
  • the heat of conversion may not be dissipated efficiently.
  • the powder is placed on the carrier, only one layer of magnetic powder in contact with the carrier can be heat-treated, so there is room for improvement from the viewpoint of efficiently heat-treating the magnetic powder.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a magnetic powder that is less prone to problems during heat treatment for nanocrystallization and that can be efficiently heat-treated.
  • heat treatment is performed in a state where magnetic powder subjected to heat treatment is mixed with powder having excellent thermal conductivity (heat dissipating powder), thereby generating heat during heat treatment.
  • the inventor has obtained knowledge that the possibility of causing defects can be reduced.
  • the magnetic powder and the heat dissipating powder are mixed in this manner, it becomes difficult to separate the heat-treated magnetic powder from the heat dissipating powder.
  • the heat treatment target is a magnetic material
  • the heat dissipating powder by making the heat dissipating powder a non-magnetic material, the magnetic powder after the heat treatment can be easily separated from the heat dissipating powder using magnetic force. .
  • the composition of the magnetic powder is Fe-P-Cu
  • the magnetic powder and the heat dissipation powder react and both adhere firmly. It is possible to suppress the generation of substances that reduce the magnetic properties of the magnetic powder in the magnetic powder.
  • the present invention provided on the basis of the above knowledge is, in one aspect, a method for producing a magnetic powder having a nanocrystalline structure, and a magnetic powder having a heteroamorphous structure and a thermal conductivity of 20 W ⁇ m / K or more.
  • a process for producing a magnetic powder comprising the steps of:
  • a magnetic separation step of separating the magnetic powder contained in the mixed powder body after the heat treatment step from the heat dissipating powder using a magnetic force may be further provided.
  • the magnetic powder may have a particle size distribution of 50 ⁇ m or more and a particle size D50 at which the cumulative particle size distribution from the small particle size side is 50% in a volume-based particle size distribution.
  • the heat dissipating powder may have a particle size D50 in which the cumulative particle size distribution from the small particle size side is 50% in a volume-based particle size distribution of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the heat dissipating powder may contain one or more selected from the group consisting of alumina powder, silicon carbide powder, silicon nitride powder, and aluminum nitride powder.
  • the composition of the magnetic powder having a heteroamorphous structure may be Fe—Cu—P.
  • the magnetic powder may contain P in an amount of 0.1 atomic% to 10 atomic%.
  • the magnetic powder includes P: 0.1 atomic% to 10 atomic%, Si: 0.1 atomic% to 8 atomic%, B: 2 atomic% to 13 atomic%, and Cu: 0.1 It may contain not less than 1.5 atom% and not less than Fe and unavoidable impurities.
  • the magnetic powder further includes C: 0 atomic% to 5 atomic%, Co: 0 atomic% to 4.5 atomic%, Ni: 0 atomic% to 3 atomic%, and Cr: 0 atomic% to 3 atomic%. You may contain 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of atomic% or less.
  • the heat treatment step may include a temperature raising process of 100 ° C./min or more.
  • a method for producing a magnetic powder that is less prone to problems during heat treatment for nanocrystallization and that can be efficiently heat-treated.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows notionally an example of the raw material member manufactured by the manufacturing method which concerns on one Embodiment of this invention. It is a perspective view showing a part seeing through the whole structure of an inductance element provided with an example of a raw material member manufactured by a manufacturing method concerning one embodiment of the present invention. It is a perspective view which shows one of the shaping
  • FIG. 4 is a graph showing the measurement results of the X-ray diffraction spectrum of the magnetic powder produced by the production method of Example 1.
  • 6 is a diagram showing a temperature profile received by a magnetic powder in the heat treatment step of the manufacturing method of Comparative Example 1.
  • FIG. 6 is a graph showing the measurement results of the X-ray diffraction spectrum of the magnetic powder produced by the production method of Comparative Example 1.
  • the method for producing a magnetic powder according to an embodiment of the present invention includes a mixing step and a heat treatment step described below, and preferably a magnetic separation step.
  • a mixed powder body including a magnetic powder having a heteroamorphous structure and a nonmagnetic heat dissipating powder having a thermal conductivity of 20 W ⁇ m / K or more is prepared.
  • heteroamorphous structure means a structure in which very fine crystals serving as crystal nuclei are dispersed in the amorphous structure during nanocrystallization.
  • the detailed composition is not limited as long as the magnetic powder subjected to the mixing step is a soft magnetic material.
  • the composition is preferably Fe—Cu—P, and contains P at 0.1 atomic% to 10 atomic%. More preferably.
  • the “Fe—Cu—P-based composition” means an alloy composition containing Fe as an amorphous forming element and Cu as an element for promoting nanocrystallization. . That is, the “Fe—Cu—P-based composition” means that the magnetic powder subjected to the mixing step easily contains a heteroamorphous structure because it contains P and Cu. This means an Fe-based alloy composition that facilitates nanocrystallization of the magnetic material in the heat treatment step.
  • composition of the magnetic powder to be subjected to the raw mixing step are P: 0.1 atomic% to 10 atomic%, Si: 0.1 atomic% to 8 atomic%, B: 2 atomic% to 13 atomic% C: 0 atomic% or more and 5 atomic% or less, and Cu: 0.1 atomic% or more and 1.5 atomic% or less, and the remaining Fe and inevitable impurities are included.
  • P is an amorphous forming element, which contributes to making the main phase of the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition having the Fe—Cu—P-based composition an amorphous phase. It also contributes to lowering the melting point Tm (unit: ° C.) of the Fe-based alloy composition.
  • the low melting point Tm of the Fe-based alloy composition means that it is possible to reduce the viscosity of the molten metal when producing magnetic powder from the molten Fe-based alloy composition. Therefore, when manufacturing magnetic powder by a manufacturing method including an atomizing process such as a gas atomizing method, a spherical powder is easily obtained.
  • the saturation magnetic flux density Bs of the magnetic powder may be reduced, and the magnetic characteristics may be deteriorated.
  • the amount of P added in the Fe-based alloy composition is excessive, the brittleness of the magnetic powder is promoted, the Curie temperature Tc (unit: ° C) is lowered, the thermal stability is lowered, and the amorphous forming ability There is also a possibility that a phenomenon such as lowering may be observed. Therefore, the content of P in the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition is, in one example, 0.1 atomic percent or more and 10 atomic percent or less.
  • the content of P in the magnetic powder is 1 atomic% or more and 8 atomic% or less. It may be more preferable to set it to 2 atomic% or more and 5 atomic% or less.
  • the Si content in the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition is, in one example, 0.1 atomic% or more and 8 atomic% or less. In some cases, it is preferable that the content of Si in the magnetic powder is 0.1 atomic% or more and 6 atomic% or less from the viewpoint of more stably realizing enhancement of the amorphous forming ability while suppressing the influence on the magnetic properties. In some cases, it may be more preferably 0.4 atomic% or more and 2 atomic% or less.
  • B has excellent amorphous forming ability.
  • the first crystallization temperature T x1 (unit: ° C.) of the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition and the second crystallization temperature T x2
  • the heat treatment condition range of the magnetic powder is It becomes narrow or the uniformity of the structure of the magnetic powder after the heat treatment process tends to decrease.
  • the B content in the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition is, in one example, 2 atomic% or more and 13 atomic%. From the viewpoint of appropriately exhibiting the amorphous forming ability while securing ⁇ T to an appropriate size, it may be preferable to set the B content in the magnetic powder to 5 atomic% or more and 13 atomic% or less, and 6 atomic%. It may be more preferable to set it to 10 atomic% or less.
  • the magnetic powder When the magnetic powder is nanocrystallized, the magnetic powder contains Cu, so that nanocrystals are easily generated in the magnetic powder.
  • the Fe-based alloy composition contains excessive Cu, the amorphous phase of the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition tends to be non-homogeneous. For this reason, it may become difficult to heat-process magnetic powder and to produce a nanocrystal appropriately in magnetic powder. Therefore, the Cu content in the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition is, in one example, 0.1 atomic% or more and 1.5 atomic% or less.
  • the content of Cu in the magnetic powder is more preferably 0.4 atom% or more and 1.4 atom% or less, and particularly preferably 0.6 atom% or more and 1.3 atom% or less.
  • the magnetic powder contains P, Si, B and Cu
  • other than these elements may be contained as optional additional elements instead of a part of the remaining Fe.
  • optional additive elements include C, Co, Ni, and Cr.
  • the C content in the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition is, in one example, 0 atomic% or more and 5 atomic%.
  • the content of C in the magnetic powder may be preferably 0 atomic% or more and 4 atomic% or less, It may be more preferable to set it to 0 atomic% or more and 3 atomic% or less.
  • Co can increase the Curie temperature Tc and the saturation magnetization Ms (unit: T). Therefore, when the Fe-based alloy composition contains Co, the amount of Co added is preferably 0.5 atomic% or more.
  • the addition amount of Cr is preferably 0.5 atomic% or more.
  • the addition amount of Cr is preferably 2 atomic% or less.
  • the surface of the formed magnetic powder is likely to be oxidized or corroded. It is preferable to contain.
  • Ni can improve the corrosion resistance of the magnetic powder formed from the Fe-based alloy composition. Therefore, when the Fe-based alloy composition contains Ni, the addition amount of Ni is preferably set to 0.5 atomic% or more.
  • Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Mn, Re, platinum group elements, Au, Ag, Cu, Zn, In, Sn, As, Sb, Bi, S, Y, N, O and rare earth elements are listed as examples of optional additive elements.
  • the shape of the magnetic powder is not limited. From the viewpoint of ensuring the uniformity of the composition and the viewpoint of ensuring the shape workability, the particle size distribution on a volume basis, the particle size D50 (median diameter D50) at which the cumulative particle size distribution from the small particle size side becomes 50% is It may be preferable that it is 23 micrometers or more and 53 micrometers or less.
  • a mixed powder body including a magnetic powder having a heteroamorphous structure and a nonmagnetic heat dissipating powder having a thermal conductivity of 20 W ⁇ m / K or more is prepared.
  • the kind of heat dissipating powder is not limited as long as it has the above-described characteristics relating to thermal conductivity and magnetism.
  • Specific examples of the heat dissipating powder include alumina powder, silicon carbide powder, silicon nitride powder, and aluminum nitride powder.
  • the heat dissipating powder may be composed of one kind of material, or may be composed of a plurality of kinds of materials.
  • the heat dissipating powder preferably contains one or more selected from the group consisting of the above powders, and the group consisting of the above powders It is preferable that it consists of 1 type, or 2 or more types chosen from.
  • the heat dissipating powder has low reactivity with P.
  • “low reactivity with P” means P in which the heat dissipating powder is contained in the raw material member when heated in the range of 300 ° C. to 600 ° C. in an inert atmosphere such as nitrogen. It means that the problem that the heat dissipating powder adheres firmly to the raw material member is less likely to occur.
  • the heat dissipating powder preferably has a median diameter D50 of 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the median diameter D50 of the heat dissipating powder is 50 ⁇ m or more, the magnetic powder and the heat dissipating powder can be easily separated.
  • the median diameter D50 of the heat dissipating powder is 500 ⁇ m or less, the magnetic powder and the heat dissipating powder are stably brought into contact with each other, so that heat can be efficiently dissipated from the magnetic powder in the next heat treatment step. Easy to break.
  • the heat released from the magnetic material in the heat treatment step described below can be efficiently dissipated.
  • the amounts of the heat dissipating powder and the magnetic powder in the mixing step are preferably selected so that the heat capacity of the heat dissipating powder exceeds the heat capacity of the magnetic powder according to the magnitude of each specific heat.
  • the mixed powder body is heat treated to change the structure of the magnetic powder contained in the mixed powder body from a heteroamorphous structure to a nanocrystalline structure.
  • heating and cooling are performed to prevent thermal runaway that makes it impossible to control the temperature of the magnetic powder due to the heat generated by the change in the structure.
  • a countermeasure such as performing heat treatment consisting of a plurality of times is performed. For this reason, the time required for the heat treatment process tends to be long.
  • the manufacturing method according to an embodiment of the present invention since the magnetic powder and the heat dissipating powder are mixed in the mixing step, it is not necessary to perform the plurality of heat treatments as described above. Further, in the heat treatment, it is possible to reduce the possibility of thermal runaway even in a temperature rising process of 100 ° C./min or more.
  • the magnetic powder is in a state of being mixed with the heat dissipating powder, and therefore the magnetic powder can be separated from the heat dissipating powder by selecting the magnetic powder from this mixture.
  • a magnetic separation step of separating the magnetic powder from the heat dissipating powder using a magnetic force may be performed. Since the heat dissipating powder is non-magnetic as described above, by using magnetic force, only the magnetic powder can be attracted to the magnetic source and separated from the non-magnetic heat dissipating powder. If an electromagnet is used as the magnetic source, the magnetic powder attracted to the magnetic source can be easily recovered.
  • the magnetic powder manufactured by the manufacturing method including the mixing step, the heat treatment step, and the magnetic separation step performed as necessary is heated excessively by a temperature rising process exceeding 100 ° C./min. Since no heating is performed, the magnetic properties are excellent. Further, since it has received the specific heat history as described above, it has a feature that the surface color of the magnetic powder subjected to the heat treatment is uniform and almost no color spots are generated. This is presumed that in the above-described embedding step and heat treatment step, the thermal conductivity is sufficiently high, so that the temperature variation in the magnetic powder during heat treatment is reduced, and color spots are less likely to occur.
  • the magnetic powder produced by the above production method is molded into an arbitrary shape using a binder component as necessary.
  • An example of such a shape is the toroidal ring shape shown in FIG. When it has such a toroidal ring shape, it can be used as it is as a toroidal core.
  • An Fe-based alloy composition having the following composition was melted and a magnetic powder having a median diameter D50 of 45 ⁇ m was obtained by gas atomization.
  • P 4 atomic%
  • Si 0.5 atomic%
  • B 9.5 atomic%
  • Co 4 atomic%
  • Cu 0.8 atomic%
  • heat dissipating powder made of alumina powder having a median diameter D50 of 100 ⁇ m was prepared and mixed with 40 g of the above magnetic powder. Mixing was carried out by placing the heat dissipating powder and magnetic powder in a mortar and stirring with a pestle. The mixed powder thus obtained was supplied into an alumina boat.
  • the amounts of the heat dissipating powder and the magnetic powder are preferably selected so that the heat capacity of the heat dissipating powder exceeds the heat capacity of the magnetic powder according to the specific heat, and is not limited to the above amount. .
  • An alumina boat having a mixed powder body therein was installed in an alumina core tube, and the raw material member was heated in a nitrogen atmosphere using a heat source disposed outside the core tube.
  • the temperature increase rate was 200 ° C./min to 250 ° C./min, and the temperature at the end of heating was set to 400 ° C. Then, it cooled to about 200 degreeC with the cooling rate of about 20 degreeC / min.
  • FIG. 5 is a diagram showing a temperature profile of the mixed powder body in the above heat treatment.
  • the temperature of the mixed powder body was measured by a thermocouple arranged so as to be in contact with the mixed powder body in the alumina boat. As shown in FIG. 5, when the temperature raising process was completed, the temperature of the mixed powder body immediately turned to cooling, and it was confirmed that the cooling was performed at about 20 ° C./min as planned. That is, in Example 1, thermal runaway of the mixed powder body including the magnetic powder was not observed.
  • An electromagnet in a state of generating magnetism was brought close to the mixed powder body that had undergone the heat treatment process, and only the magnetic powder in the mixed powder was adsorbed to the electromagnet. Thereafter, generation of magnetism by the electromagnet was stopped with the magnetic powder adsorbed to the electromagnet, and the magnetic powder was separated from the electromagnet. Thus, a magnetic separation step was performed in which the magnetic powder was separated from the heat dissipating powder using magnetic force.
  • the X-ray diffraction spectrum of the magnetic powder after the heat treatment process was measured (X-ray source: Cu). The result is shown in FIG. As shown in FIG. 6, only the peak derived from ⁇ -Fe (indicated by a circled arrow in FIG. 6) was measured, and it was confirmed that nanocrystallization proceeded appropriately in the heat treatment step. .
  • the alumina boat was installed in the alumina core tube in the same manner as in Example 1, and a heat source disposed outside the core tube was used.
  • the raw material member was heated in a nitrogen atmosphere.
  • the temperature increase rate was 200 ° C./min to 250 ° C./min, and the temperature at the end of heating was set to 400 ° C. Then, it cooled to about 200 degreeC with the cooling rate of about 20 degreeC / min.
  • FIG. 7 is a diagram showing a temperature profile of the magnetic powder in the above heat treatment. As shown in FIG. 7, even when the temperature raising process was completed, the temperature of the magnetic powder did not decrease stably, and conversely, a thermal runaway occurred that extremely rapidly increased to 650 ° C. For this reason, it has become difficult to appropriately control the cooling rate. Thus, in Comparative Example 1, thermal runaway of the magnetic powder was observed.
  • the X-ray diffraction spectrum of the magnetic powder after the heat treatment process was measured (X-ray source: Cu). The result is shown in FIG. As shown in FIG. 8, in addition to a peak derived from ⁇ -Fe (indicated by an arrow marked with “ ⁇ ” in FIG. 8), it is attributed to being derived from a compound such as Fe—B or Fe—P. A peak (indicated by an arrow with “ ⁇ ” in FIG. 8) was also measured, and it was confirmed that nanocrystallization could not proceed appropriately in the heat treatment step.
  • Electrical / electronic parts using the molded body produced by the production method of the present invention are suitably used for power inductors, reactors used in step-up circuits for hybrid vehicles, power generation, transformer facilities, transformers, choke coils, motors, etc. Can be done.

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Abstract

ナノ結晶化のための熱処理の際に不具合が生じにくく、しかも効率的に熱処理を行うことが可能な磁性粉末の製造方法として、ナノ結晶組織を有する磁性粉末の製造方法であって、ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末と、熱伝導率が２０Ｗ・ｍ／Ｋ以上で非磁性の放熱性粉末とを含む混合粉末体を用意する混合工程と、混合粉末体を熱処理して、混合粉末体が含む磁性粉末の組織をヘテロアモルファス組織からナノ結晶組織にする熱処理工程とを備える磁性粉末の製造方法が提供される。

Description

磁性粉末の製造方法
　本発明は、磁性粉末の製造方法に関する。
　特許文献１には、らせん状軟磁性ナノ結晶ストリップから低周波用途向け磁心を製造するための方法が記載されている。この方法は、前記ストリップが下記合金組成を有し、
　ＦｅＲｅｓｔＣｏａＣｕｂＮｂｃＳｉｄＢｅＣｆ
　式中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅおよびｆは原子百分率で表され、０≦ａ≦１；０．７≦ｂ≦１．４；２．５≦ｃ≦３．５；１４．５≦ｄ≦１６．５；５．５≦ｅ≦８および０≦ｆ≦１であり、コバルトを全体的または部分的にニッケルに置き換えることができ、前記ストリップには、金属酸化物溶液および／または金属を有するアセチル－アセトン－キレート錯体によるコーティングが備えられ、前記コーティングにより、後に続く前記ストリップのナノ結晶化のための熱処理中に、封止金属酸化物コーティングが形成され、前記ストリップの前記ナノ結晶化のための熱処理において、飽和磁歪λｓが｜λｓ｜＜２ｐｐｍに設定される、方法である。
　特許文献１の磁心の製造方法において、熱処理は、連続アニーリングプロセスにおいて積層していない磁心に無磁場で行われてもよく（特許文献１請求項１６）、この連続アニーリングプロセスにおいて、積層していない磁心が、熱伝導率が優れているキャリア上に設置されてもよい（特許文献１請求項１７）とされている。
特開２０１３－５３２９１０号公報
　熱処理において生じるヘテロアモルファスのナノ結晶化は発熱反応である。このため、熱処理における加熱条件を適切に制御しないと、ナノ結晶化よりも高い温度域で発生するナノ結晶化以外の反応（化合物の生成反応など）が進行して磁心の磁気特性が劣化したり、ナノ結晶化させた磁心からの発熱が制御不能（熱暴走）になって磁心が焼損したりする不具合が生じる場合がある。
　この点に関し、特許文献１に記載される方法では、積層していない磁心をキャリア上に配置して、熱処理の際に磁心に生じた結晶化熱を効果的に消散させている。しかしながら、このような熱処理の対象をキャリア上に載置する構成では、熱処理の対象となる磁性材料が粉末状の磁性粉末である場合には、キャリアと磁性粉末との接触面積が少ないため、結晶化熱が効率的に消散されないおそれがある。また、キャリア上に粉体を載置する構成では、キャリアに接する１層の磁性粉末だけしか熱処理できないため、磁性粉末の熱処理を効率的に行う観点でも改善の余地がある。
　本発明は、ナノ結晶化のための熱処理の際に不具合が生じにくく、しかも効率的に熱処理を行うことが可能な磁性粉末の製造方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために本発明者らが検討した結果、熱処理を受ける磁性粉末を熱伝導性に優れる粉末（放熱性粉末）と混合した状態で熱処理を行うことにより、熱処理の際に発熱に起因する不具合が生じる可能性を低減させうるとの知見を得た。ただし、このように磁性粉末と放熱性粉末とを混合すると、熱処理後の磁性粉末を放熱性粉末から分離することが困難となる。
　そこで、さらに検討した結果、次のような知見を得た。すなわち、熱処理の対象が磁性材料であることに着目して、放熱性粉末を非磁性材料とすることにより、磁力を用いて、熱処理後の磁性粉末を放熱性粉末から容易に分離することができる。
　また、磁性粉末の組成がＦｅ－Ｐ－Ｃｕ系である場合には、放熱性粉末としてＰと反応しにくい材料を用いることにより、磁性粉末と放熱性粉末とが反応して両者が強固に付着したり、磁性粉末の磁気特性を低下させる物質が磁性粉末に生成したりすることを抑制することができる。
　以上の知見に基づき提供される本発明は、一態様において、ナノ結晶組織を有する磁性粉末の製造方法であって、ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末と、熱伝導率が２０Ｗ・ｍ／Ｋ以上で非磁性の放熱性粉末とを含む混合粉末体を用意する混合工程と、前記混合粉末体を熱処理して、前記混合粉末体が含む前記磁性粉末の組織をヘテロアモルファス組織からナノ結晶組織にする熱処理工程とを備えることを特徴とする磁性粉末の製造方法である。
　前記熱処理工程後の前記混合粉末体に含まれる前記磁性粉末を、磁力を用いて前記放熱性粉末から分離する磁気分離工程をさらに備えてもよい。
　前記磁性粉末は、体積基準の粒度分布において、小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径Ｄ５０が、２５μｍ以上５３μｍ以下であってもよい。
　前記放熱性粉末は、体積基準の粒度分布において、小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径Ｄ５０が、５０μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。
　前記放熱性粉末は、アルミナ粉末、炭化ケイ素粉末、窒化ケイ素粉末、および窒化アルミニウム粉末からなる群から選ばれる１種または２種以上を含んでいてもよい。
　前記ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末の組成はＦｅ－Ｃｕ－Ｐ系であってもよい。この場合において、前記磁性粉末は、０．１原子％以上１０原子％以下でＰを含有してもよい。あるいは、前記磁性粉末は、Ｐ：０．１原子％以上１０原子％以下、Ｓｉ：０．１原子％以上８原子％以下、Ｂ：２原子％以上１３原子％以下、およびＣｕ：０．１原子％以上１．５原子％以下含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるものであってもよい。前記磁性粉末は、さらに、Ｃ：０原子％以上５原子％以下、Ｃｏ：０原子％以上４．５原子％以下、Ｎｉ：０原子％以上３原子％以下、およびＣｒ：０原子％以上３原子％以下からなる群から選ばれる１種または２種以上を含有してもよい。
　前記熱処理工程は、１００℃／分以上の昇温プロセスを備えていてもよい。
　本発明によれば、ナノ結晶化のための熱処理の際に不具合が生じにくく、しかも効率的に熱処理を行うことが可能な磁性粉末の製造方法が提供される。
本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された原料部材の一例を概念的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された原料部材の一例を備えるインダクタンス素子の全体構成を一部透視して示す斜視図である。 図２に示される原料部材を形成するために用いられる成形部材の一つを示す斜視図である。 図２に示される原料部材を形成するために用いられる成形部材の他の一つを示す斜視図である。 実施例１の製造方法の熱処理工程において混合粉末体が受けた温度プロファイルを示す図である。 実施例１の製造方法により製造された磁性粉末のＸ線回折スペクトルの測定結果を示すグラフである。 比較例１の製造方法の熱処理工程において磁性粉末が受けた温度プロファイルを示す図である。 比較例１の製造方法により製造された磁性粉末のＸ線回折スペクトルの測定結果を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。
　本発明の一実施形態に係る磁性粉末の製造方法は、次に説明する混合工程および熱処理工程、ならびに好ましくは磁気分離工程を備える。
　混合工程では、ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末と、熱伝導率が２０Ｗ・ｍ／Ｋ以上で非磁性の放熱性粉末とを含む混合粉末体を用意する。
　本明細書において「ヘテロアモルファス組織」とは、アモルファス組織中にナノ結晶化の際に結晶核となるごく微細な結晶が分散した構造を意味する。
　混合工程に供される磁性粉末は軟磁性体である限り、詳細な組成は限定されない。混合工程に供される磁性粉末がヘテロアモルファスであることを容易にする観点から、その組成はＦｅ－Ｃｕ－Ｐ系であることが好ましく、０．１原子％以上１０原子％以下でＰを含有することがより好ましい。
　本明細書において、「Ｆｅ－Ｃｕ－Ｐ系組成」とは、Ｆｅ基であって、アモルファス形成元素としてのＰと、ナノ結晶化を促進する元素としてのＣｕとを含有する合金組成を意味する。すなわち、「Ｆｅ－Ｃｕ－Ｐ系組成」とは、ＰおよびＣｕを含有するがゆえに混合工程に供される磁性粉末はヘテロアモルファス組織を有することが容易であって、Ｃｕを含有するがゆえに後述する熱処理工程で磁性材料のナノ結晶化が容易なＦｅ基合金組成を意味する。
　原混合工程に供される磁性粉末の組成例として、Ｐ：０．１原子％以上１０原子％以下、Ｓｉ：０．１原子％以上８原子％以下、Ｂ：２原子％以上１３原子％以下、Ｃ：０原子％以上５原子％以下、およびＣｕ：０．１原子％以上１．５原子％以下含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる組成が挙げられる。
　上記のとおり、Ｐはアモルファス形成元素であり、Ｆｅ－Ｃｕ－Ｐ系組成のＦｅ基合金組成物から形成される磁性粉末の主相をアモルファス相とすることに寄与する。また、Ｆｅ基合金組成物の融点Ｔｍ（単位：℃）を低下させることにも寄与する。Ｆｅ基合金組成物の融点Ｔｍが低いことは、Ｆｅ基合金組成物の溶湯から磁性粉末を製造する際の溶湯の粘度を低下させることが可能であることを意味する。したがって、ガスアトマイズ法のようなアトマイズプロセスを含む製造方法で磁性粉末を製造する際に、球状の粉末が得られやすくなる。しかしながら、Ｆｅ基合金組成物内にＰを過度に添加すると、磁性粉末の飽和磁束密度Ｂｓが低下して、その磁気特性を低下させる傾向を示すこともある。一方、Ｆｅ基合金組成物内におけるＰ添加量が過大であると、磁性粉末の脆性が促進される、キュリー温度Ｔｃ（単位：℃）が低下する、熱的安定性が低下する、アモルファス形成能が低下するといった現象がみられる可能性もある。したがって、Ｆｅ基合金組成物から形成される磁性粉末におけるＰの含有量は、一例において、０．１原子％以上１０原子％以下とされる。磁性粉末がＰを含有することに基づく利益を享受することをより安定的に実現させる観点から、磁性粉末におけるＰの含有量を、１原子％以上８原子％以下とすることが好ましい場合があり、２原子％以上５原子％以下とすることがより好ましい場合がある。
　Ｓｉは、Ｆｅ基合金組成物の熱的安定性を高め、優れたアモルファス形成能を有する。しかしながら、Ｆｅ基合金組成物内にＳｉを過度に添加すると、逆に磁性粉末中にアモルファス相が形成されることを困難とし、磁性粉末の磁気特性を低下させる傾向を示すこともある。したがって、Ｆｅ基合金組成物から形成される磁性粉末におけるＳｉの含有量は、一例において、０．１原子％以上８原子％以下とされる。磁気特性に与える影響を抑えつつアモルファス形成能を高めることをより安定的に実現させる観点から、磁性粉末におけるＳｉの含有量を、０．１原子％以上６原子％以下とすることが好ましい場合があり、０．４原子％以上２原子％以下とすることがより好ましい場合がある。
　Ｂは優れたアモルファス形成能を有する。しかしながら、Ｆｅ基合金組成物内にＢを過度に添加させると、Ｆｅ基合金組成物から形成された磁性粉末の第１結晶化温度Ｔｘ１（単位：℃）と第２結晶化温度中Ｔｘ２（単位：℃、Ｔｘ１＜Ｔｘ２）の温度差ΔＴ（＝Ｔｘ２－Ｔｘ１、単位：℃）が小さくなる傾向がみられる場合があり、この場合には、磁性粉末の熱処理条件範囲が狭くなったり、熱処理工程後の磁性粉末の組織の均一性が低下しやすくなったりする。したがって、Ｆｅ基合金組成物から形成される磁性粉末におけるＢの含有量は、一例において、２原子％以上１３原子％とされる。ΔＴを適切な大きさに確保しつつアモルファス形成能を適切に発揮させる観点から、磁性粉末におけるＢの含有量を、５原子％以上１３原子％以下とすることが好ましい場合があり、６原子％以上１０原子％以下とすることがより好ましい場合がある。
　磁性粉末をナノ結晶化する際に、磁性粉末がＣｕを含有することにより、磁性粉末内にナノ結晶が生成しやすくなる。その一方で、Ｆｅ基合金組成物がＣｕを過度に含有すると、Ｆｅ基合金組成物から形成された磁性粉末のアモルファス相が非均質となりやすい。このため、磁性粉末を熱処理して磁性粉末内にナノ結晶を適切に生成させることが困難となる場合もある。したがって、Ｆｅ基合金組成物から形成される磁性粉末におけるＣｕの含有量は、一例において、０．１原子％以上１．５原子％以下とされる。磁性粉末におけるＣｕの含有量を、０．４原子％以上１．４原子％以下とすることがより好ましく、０．６原子％以上１．３原子％以下とすることが特に好ましい。
　磁性粉末が、上記のＰ，Ｓｉ，ＢおよびＣｕを含有する場合において、これらの元素以外を任意添加元素として、残部Ｆｅの一部に代えて含有していてもよい。そのような任意添加元素として、Ｃ，Ｃｏ，ＮｉおよびＣｒが例示される。
　Ｃは、Ｆｅ基合金組成物の熱的安定性を高め、優れたアモルファス形成能を有する。しかしながら、Ｆｅ基合金組成物内にＣを過度に添加させると、熱処理工程後の磁性粉末の均一性が低下しやすくなる。したがって、Ｆｅ基合金組成物から形成される磁性粉末におけるＣの含有量は、一例において、０原子％以上５原子％とされる。熱処理工程後の磁性粉末の均一性を確保しつつアモルファス形成能を適切に発揮させる観点から、磁性粉末におけるＣの含有量を、０原子％以上４原子％以下とすることが好ましい場合があり、０原子％以上３原子％以下とすることがより好ましい場合がある。
　Ｃｏは、キュリー温度Ｔｃを高めることや、飽和磁化Ｍｓ（単位：Ｔ）を高めることが可能である。したがって、Ｆｅ基合金組成物がＣｏを含有する場合には、Ｃｏの添加量を、０．５原子％以上とすることが好ましい。
　Ｃｒは、Ｆｅ基合金組成物から形成された磁性粉末に不動態化酸化皮膜を形成することが可能である。また、Ｆｅ基合金組成物から形成された磁性粉末の耐食性を向上させることも可能である。したがって、Ｆｅ基合金組成物がＣｒを含有する場合には、Ｃｒの添加量を、０．５原子％以上とすることが好ましい。Ｆｅ基合金組成物がＣｒを含有する場合には、Ｃｒの添加量を２原子％以下とすることが好ましい。特に、Ｆｅ基合金組成物から磁性粉末を形成するにあたり、水アトマイズ法を適用する場合には、形成された磁性粉末の表面が酸化したり腐食されたりしやすいため、Ｆｅ基合金組成物はＣｒを含有することが好ましい。
　Ｎｉは、Ｆｅ基合金組成物から形成された磁性粉末の耐食性を向上させることができる。したがって、Ｆｅ基合金組成物がＮｉを含有する場合には、Ｎｉの添加量を、０．５原子％以上とすることが好ましい。
　上記の例示した元素以外に、Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ｒｅ，白金族元素，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｓ，Ｙ，Ｎ，Ｏおよび希土類元素が、任意添加元素の例として挙げられる。
　磁性粉末の形状は限定されない。組成の均一性を確保する観点や形状加工性を確保する観点などから、体積基準の粒度分布において、小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径Ｄ５０（メジアン径Ｄ５０）は２３μｍ以上５３μｍ以下であることが好ましいことがある。
　上記のとおり、混合工程では、ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末と、熱伝導率が２０Ｗ・ｍ／Ｋ以上で非磁性の放熱性粉末とを含む混合粉末体を用意する。放熱性粉末の種類は、上記の熱伝導率および磁性に関する特性を有している限り、限定されない。放熱性粉末の具体例として、アルミナ粉末、炭化ケイ素粉末、窒化ケイ素粉末、および窒化アルミニウム粉末が挙げられる。放熱性粉末は、１種類の材料から構成されていてもよいし、複数種類の材料から構成されていてもよい。磁性粉末との低い反応性の観点および高い熱伝導率の観点から、放熱性粉末は、上記の粉末からなる群から選ばれる１種または２種以上を含むことが好ましく、上記の粉末からなる群から選ばれる１種または２種以上からなることが好ましい。
　磁性粉末の組成がＦｅ－Ｐ－Ｃｕ系である場合には、放熱性粉末はＰとの反応性が低いことが好ましい。本明細書において、「Ｐとの反応性が低い」とは、窒素などの不活性雰囲気中で３００℃～６００℃の範囲で加熱されたときに、放熱性粉末が原料部材に含有されるＰと反応しにくく、放熱性粉末が原料部材に強固に付着するといった不具合が生じにくいことを意味する。
　放熱性粉末は、メジアン径Ｄ５０が５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。放熱性粉末のメジアン径Ｄ５０が５０μｍ以上であることにより、磁性粉末と放熱性粉末との分離が行いやすくなる。また、放熱性粉末のメジアン径Ｄ５０が５００μｍ以下であることにより、磁性粉末と放熱性粉末との接触が安定的に生じるため、次の熱処理工程において磁性粉末からの熱の消散が効率的に行われやすい。
　このように、混合工程において、放熱性粉末と磁性材料とを混合することにより、次に説明する熱処理工程において磁性材料から放出される熱を効率的に消散させることができる。尚、混合工程における放熱性粉末と磁性体粉末との量は、各々の比熱の大きさに従って、放熱性粉末の熱容量が磁性体粉末の熱容量を上回るように選択されることが好ましい。
　熱処理工程では、混合粉末体を熱処理して、混合粉末体が含む磁性粉末の組織をヘテロアモルファス組織からナノ結晶組織にする。通常、ヘテロアモルファス組織の磁性粉末を加熱してナノ結晶組織にする場合には、組織の変化に伴い発生する熱により磁性粉末の温度管理が不能になる熱暴走が生じないように、加熱‐冷却からなる熱処理を複数回行うなどの対応が施される。このため、熱処理工程に要する時間が長くなる傾向がある。ところが、本発明の一実施形態に係る製造方法では、上記のとおり、混合工程において磁性粉末と放熱性粉末とが混合された状態とするため、上記のような複数の熱処理を行う必要がない。また、熱処理における加熱では、１００℃／分以上の昇温プロセスとしても、熱暴走が生じる可能性を低減させることが可能である。
　熱処理工程直後は、磁性粉末は放熱性粉末と混合された状態にあるため、この混合体から磁性粉末を選り分けることにより、放熱性粉末から磁性粉末を分離することができる。放熱性粉末と磁性粉末との分離を簡便にかつより確実に行うために、磁力を用いて放熱性粉末から磁性粉末を分離する磁気分離工程を行ってもよい。上記のとおり放熱性粉末は非磁性であるから、磁力を用いることにより、磁性粉末のみが磁気発生源に引き寄せられ、非磁性の放熱性粉末から分離させることができる。磁気発生源として電磁石を用いれば、磁性源に引き寄せられた磁性粉末を容易に回収することができる。
　上記の混合工程および熱処理工程ならびに必要に応じ行われる磁気分離工程を備える製造方法により製造された磁性粉末は、その一例において、１００℃／分を超える昇温プロセスで加熱されながら、熱暴走による過度の加熱が行われていないため、磁気特性に優れる。また、上記のような特異的な熱履歴を受けていることから、熱処理を受けた磁性粉末の表面の色が均一で殆ど色斑が発生しないという特徴を有する。これは、上記の埋設工程および熱処理工程で、熱伝導性が十分に高いため、熱処理の際の磁性粉末内の温度ばらつきが小さくなって、色斑が発生しにくくなったものと推測される。
　以上の製造方法により製造された磁性粉末は、必要に応じてバインダー成分を用いて、任意の形状に成形加工される。そのような形状の一例として、図１に示されるトロイダルリング形状が挙げられる。このようなトロイダルリング形状を有する場合には、そのままトロイダルコアとして使用することができる。
　以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
　以下、実施例等により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例等に限定されるものではない。
　下記組成のＦｅ基合金組成物を溶製し、ガスアトマイズ法によりメジアン径Ｄ５０が４５μｍの磁性粉末を得た。
　　Ｐ：４原子％、
　　Ｓｉ：０．５原子％、
　　Ｂ：９．５原子％、
　　Ｃｏ：４原子％、および
　　Ｃｕ：０．８原子％含有し、
　　残部Ｆｅおよび不可避的不純物
　メジアン径Ｄ５０が１００μｍのアルミナ粉末からなる放熱性粉末６０ｇを用意し、上記の磁性粉末４０ｇと混合した。混合は放熱性粉末および磁性粉末を乳鉢内に入れ、乳棒で撹拌することにより行った。こうして得られた混合粉末体をアルミナボート内に供給した。尚、放熱性粉末と磁性体粉末との量は、各々の比熱の大きさに従って、放熱性粉末の熱容量が磁性体粉末の熱容量を上回るように選択されることが好ましく、上記の量に限定されない。
　その内部に混合粉末体を有するアルミナボートを、アルミナ炉心管内に設置して、炉心管外に配置された熱源を用いて、窒素雰囲気下で原料部材の加熱を行った。昇温速度は２００℃／分～２５０℃／分として、加熱終了時の温度を４００℃に設定した。その後、２０℃／分程度の冷却速度で２００℃程度まで冷却した。
　図５は、上記の熱処理における混合粉末体の温度プロファイルを示す図である。混合粉末体の温度は、アルミナボート内の混合粉末体に接するように配置された熱電対により測定した。図５に示されるように、昇温プロセスが終了すると速やかに混合粉末体の温度は冷却に転じ、予定通り２０℃／分程度の冷却が行われていることが確認された。すなわち、実施例１では磁性粉末を含む混合粉末体の熱暴走は観測されなかった。
　熱処理工程を経た混合粉末体に、磁気を発生した状態にある電磁石を近接させて、混合粉末内の磁性粉末だけを電磁石に吸着させた。その後、磁性粉末が電磁石に吸着した状態で電磁石による磁気発生を停止して、磁性粉末を電磁石から分離した。こうして、磁力を用いて磁性粉末を放熱性粉末から分離する磁気分離工程を行った。
　熱処理工程後の磁性粉末について、Ｘ線回折スペクトルの測定を行った（Ｘ線源：Ｃｕ）。その結果を図６に示す。図６に示されるように、α－Ｆｅに由来するピーク（図６では丸を付した矢印で示した。）のみが測定され、熱処理工程において適切にナノ結晶化が進行したことが確認された。
（比較例１）
　実施例１と同様にして、メジアン径Ｄ５０が４５μｍの磁性粉末を得た。
　混合粉末体ではなく上記の磁性粉末をアルミナボート内に入れたこと以外は、実施例1と同様にして、アルミナボートをアルミナ炉心管内に設置して、炉心管外に配置された熱源を用いて、窒素雰囲気下で原料部材の加熱を行った。昇温速度は２００℃／分～２５０℃／分として、加熱終了時の温度を４００℃に設定した。その後、２０℃／分程度の冷却速度で２００℃程度まで冷却した。
　図７は、上記の熱処理における磁性粉末の温度プロファイルを示す図である。図７に示されるように、昇温プロセスが終了しても磁性粉末の温度は安定的に低下せず、逆に、きわめて急激に温度が上昇して６５０℃に至る熱暴走が生じた。このため、冷却速度を適切に制御することも困難となった。このように、比較例１では磁性粉末の熱暴走が観測された。
　熱処理工程後の磁性粉末について、Ｘ線回折スペクトルの測定を行った（Ｘ線源：Ｃｕ）。その結果を図８に示す。図８に示されるように、α－Ｆｅに由来するピーク（図８では「○」を付した矢印で示した。）に加え、Ｆｅ－Ｂ、Ｆｅ－Ｐなどの化合物に由来すると帰属されるピーク（図８では「△」を付した矢印で示した。）も測定され、熱処理工程において適切にナノ結晶化を進行させることができなかったことが確認された。
　本発明の製造方法により製造された成形体を用いた電気・電子部品は、パワーインダクタ、ハイブリッド自動車等の昇圧回路、発電、変電設備に用いられるリアクトル、トランスやチョークコイル、モータなどに好適に使用されうる。
１…リング形状の原料部材
１００…インダクタンス素子
１０…コイル体
２０，２５…端子板
３０…原料部材
４０，４５…塗布型電極
３１…成形部材
ＨＰ１…中空部
３２…成形部材
ＨＰ２…中空部

Claims (10)

  1. 　ナノ結晶組織を有する磁性粉末の製造方法であって、
    　ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末と、熱伝導率が２０Ｗ・ｍ／Ｋ以上で非磁性の放熱性粉末とを含む混合粉末体を用意する混合工程と、
    　前記混合粉末体を熱処理して、前記混合粉末体が含む前記磁性粉末の組織をヘテロアモルファス組織からナノ結晶組織にする熱処理工程とを備えること
    を特徴とする磁性粉末の製造方法。
  2. 　前記熱処理工程後の前記混合粉末体に含まれる前記磁性粉末を、磁力を用いて前記放熱性粉末から分離する磁気分離工程をさらに備える、請求項１に記載の磁性粉末の製造方法。
  3. 　前記磁性粉末は、体積基準の粒度分布において、小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径Ｄ５０が、２５μｍ以上５３μｍ以下である、請求項１または２に記載の磁性粉末の製造方法。
  4. 　前記放熱性粉末は、体積基準の粒度分布において、小粒径側からの積算粒径分布が５０％となる粒径Ｄ５０が、５０μｍ以上５００μｍ以下である、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁性粉末の製造方法。
  5. 　前記放熱性粉末は、アルミナ粉末、炭化ケイ素粉末、窒化ケイ素粉末、および窒化アルミニウム粉末からなる群から選ばれる１種または２種以上を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁性粉末の製造方法。
  6. 　前記ヘテロアモルファス組織を有する磁性粉末の組成はＦｅ－Ｃｕ－Ｐ系である、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁性粉末の製造方法。
  7. 　前記磁性粉末は、０．１原子％以上１０原子％以下でＰを含有する、請求項６に記載の磁性粉末の製造方法。
  8. 　前記磁性粉末は、Ｐ：０．１原子％以上１０原子％以下、Ｓｉ：０．１原子％以上８原子％以下、Ｂ：２原子％以上１３原子％以下、およびＣｕ：０．１原子％以上１．５原子％以下含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる、請求項６に記載の磁性粉末の製造方法。
  9. 　前記磁性粉末は、さらに、Ｃ：０原子％以上５原子％以下、Ｃｏ：０原子％以上４．５原子％以下、Ｎｉ：０原子％以上３原子％以下、およびＣｒ：０原子％以上３原子％以下からなる群から選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項８に記載の磁性粉末の製造方法。
  10. 　前記熱処理工程は、１００℃／分以上の昇温プロセスを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の磁性粉末の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6460276B1 (ja) * 2017-08-07 2019-01-30 Tdk株式会社 軟磁性合金および磁性部品
CN111354560A (zh) * 2020-03-20 2020-06-30 杭州曼德新材料有限公司 共模电感纳米晶磁芯的热处理方法
CN114653956A (zh) * 2022-03-24 2022-06-24 安徽大学绿色产业创新研究院 一种球型纳米晶软磁合金粉末的制备方法
CN116397180A (zh) * 2023-03-08 2023-07-07 河海大学 液压支柱表面防护涂层用的Fe基非晶粉末及其应用方法
US11814707B2 (en) 2017-01-27 2023-11-14 Tokin Corporation Soft magnetic powder, Fe-based nanocrystalline alloy powder, magnetic component and dust core

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057022A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Hitachi Ferrite Electronics Ltd 粉末成型磁芯
JP2005171275A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Hitachi Metals Ltd 軟磁性圧密体および軟磁性圧密体の製造方法
WO2012132783A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 日立金属株式会社 複合軟磁性粉末及びその製造方法、並びにそれを用いた圧粉磁心
JP2015157999A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 国立大学法人東北大学 合金組成物、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯、Ｆｅ基ナノ結晶合金粉末及び磁性部品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057022A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Hitachi Ferrite Electronics Ltd 粉末成型磁芯
JP2005171275A (ja) * 2003-12-08 2005-06-30 Hitachi Metals Ltd 軟磁性圧密体および軟磁性圧密体の製造方法
WO2012132783A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 日立金属株式会社 複合軟磁性粉末及びその製造方法、並びにそれを用いた圧粉磁心
JP2015157999A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 国立大学法人東北大学 合金組成物、Ｆｅ基ナノ結晶合金薄帯、Ｆｅ基ナノ結晶合金粉末及び磁性部品

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11814707B2 (en) 2017-01-27 2023-11-14 Tokin Corporation Soft magnetic powder, Fe-based nanocrystalline alloy powder, magnetic component and dust core
JP6460276B1 (ja) * 2017-08-07 2019-01-30 Tdk株式会社 軟磁性合金および磁性部品
JP2019148004A (ja) * 2017-08-07 2019-09-05 Tdk株式会社 軟磁性合金および磁性部品
CN111354560A (zh) * 2020-03-20 2020-06-30 杭州曼德新材料有限公司 共模电感纳米晶磁芯的热处理方法
CN114653956A (zh) * 2022-03-24 2022-06-24 安徽大学绿色产业创新研究院 一种球型纳米晶软磁合金粉末的制备方法
CN116397180A (zh) * 2023-03-08 2023-07-07 河海大学 液压支柱表面防护涂层用的Fe基非晶粉末及其应用方法

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