JP2003188009A - 複合磁性材料 - Google Patents
複合磁性材料Info
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- JP2003188009A JP2003188009A JP2001382652A JP2001382652A JP2003188009A JP 2003188009 A JP2003188009 A JP 2003188009A JP 2001382652 A JP2001382652 A JP 2001382652A JP 2001382652 A JP2001382652 A JP 2001382652A JP 2003188009 A JP2003188009 A JP 2003188009A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チョークコイル等の磁性素子の小型化及び大
電流、高周波領域で使用可能な優れた磁気特性を有する
複合軟磁性材料を提供することを目的とする。 【解決手段】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤
を添加し、加圧成形し成形体とした後熱処理を施した複
合磁性材料において、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分
布が累積５０％粒径をＡ、累積９０％粒径をＢとしたと
き、Ｂ／Ａ比が１．６以上とした複合磁性材料である。
電流、高周波領域で使用可能な優れた磁気特性を有する
複合軟磁性材料を提供することを目的とする。 【解決手段】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤
を添加し、加圧成形し成形体とした後熱処理を施した複
合磁性材料において、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分
布が累積５０％粒径をＡ、累積９０％粒径をＢとしたと
き、Ｂ／Ａ比が１．６以上とした複合磁性材料である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子機器の主要な受
動部品であるインダクタ、チョークコイル、トランス及
びその他の磁性素子に用いられる高性能な複合磁性材料
に関するものである。
動部品であるインダクタ、チョークコイル、トランス及
びその他の磁性素子に用いられる高性能な複合磁性材料
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型／薄型化に伴い、これら
に用いられる受動部品や半導体デバイスも小型化、薄型
化することが強く求められている。一方、ＣＰＵなどの
ＬＳＩは高集積化してきており、特に高速なＣＰＵに供
給される電源回路には数Ａ〜数十Ａの電流が供給される
ことがある。
に用いられる受動部品や半導体デバイスも小型化、薄型
化することが強く求められている。一方、ＣＰＵなどの
ＬＳＩは高集積化してきており、特に高速なＣＰＵに供
給される電源回路には数Ａ〜数十Ａの電流が供給される
ことがある。
【０００３】従って、これらの電源供給回路に用いられ
るチョークコイル等の磁性素子においては小型／薄型化
要求とともに直流重畳によるインダクタンスの低下が少
ないことが必要とされている。さらに又、使用周波数領
域も高周波化しており、高周波領域においてコア損失の
低いことが求められている。すなわち大電流、高周波領
域で使用することが可能であり、かつ小型、薄型化した
磁性素子を供給することが求められている。
るチョークコイル等の磁性素子においては小型／薄型化
要求とともに直流重畳によるインダクタンスの低下が少
ないことが必要とされている。さらに又、使用周波数領
域も高周波化しており、高周波領域においてコア損失の
低いことが求められている。すなわち大電流、高周波領
域で使用することが可能であり、かつ小型、薄型化した
磁性素子を供給することが求められている。
【０００４】これらの要望に対して、チョークコイル、
トランス等の磁性素子に用いられる磁性材料としてはフ
ェライト軟磁性材料や金属磁性材料が挙げられる。しか
し、フェライト軟磁性材料は金属磁性材料に比べて飽和
磁束密度が低いために磁気飽和によるインダクタンスの
低下が大きく、直流重畳特性が劣るという課題を有して
いる。そのため、通常はコアの磁路を妨げる垂直方向に
ギャップを設けて、見掛けの透磁率を下げて使用するこ
とが行われている。しかしながら、このようなギャップ
の形成は振動によるノイズ音の発生源となったり、さら
に透磁率を下げても飽和磁束密度は低いままであるため
直流重畳特性は金属磁性材料より悪いといった問題点が
ある。
トランス等の磁性素子に用いられる磁性材料としてはフ
ェライト軟磁性材料や金属磁性材料が挙げられる。しか
し、フェライト軟磁性材料は金属磁性材料に比べて飽和
磁束密度が低いために磁気飽和によるインダクタンスの
低下が大きく、直流重畳特性が劣るという課題を有して
いる。そのため、通常はコアの磁路を妨げる垂直方向に
ギャップを設けて、見掛けの透磁率を下げて使用するこ
とが行われている。しかしながら、このようなギャップ
の形成は振動によるノイズ音の発生源となったり、さら
に透磁率を下げても飽和磁束密度は低いままであるため
直流重畳特性は金属磁性材料より悪いといった問題点が
ある。
【０００５】一方、金属磁性材料はフェライト材料に比
べて飽和磁束密度が著しく大きいという特性を有してい
るので直流重畳特性は優れている。しかしながら、金属
であることから固有抵抗が低いために数百ｋＨｚ〜ＭＨ
ｚの高周波領域では渦電流損失が大きくなり、そのまま
では使用することができない。
べて飽和磁束密度が著しく大きいという特性を有してい
るので直流重畳特性は優れている。しかしながら、金属
であることから固有抵抗が低いために数百ｋＨｚ〜ＭＨ
ｚの高周波領域では渦電流損失が大きくなり、そのまま
では使用することができない。
【０００６】そのために金属磁性材料を粉末化したもの
を用い、粉末粒子間の絶縁処理を施し、加圧成形して圧
粉磁芯として使用されている。この圧粉磁芯として良好
な磁気特性を得るためには絶縁処理された金属磁性粉末
の充填率を高める必要があり、数トン／ｃｍ2〜２０ト
ン／ｃｍ2での高圧成形を行う必要がある。このとき、
高圧成形時に導入される加圧歪みにより磁気特性は著し
く低下する。この低下した磁気特性を改善する対策とし
て、焼鈍という熱処理を成形後にすることによって歪を
開放する作業が行われている。
を用い、粉末粒子間の絶縁処理を施し、加圧成形して圧
粉磁芯として使用されている。この圧粉磁芯として良好
な磁気特性を得るためには絶縁処理された金属磁性粉末
の充填率を高める必要があり、数トン／ｃｍ2〜２０ト
ン／ｃｍ2での高圧成形を行う必要がある。このとき、
高圧成形時に導入される加圧歪みにより磁気特性は著し
く低下する。この低下した磁気特性を改善する対策とし
て、焼鈍という熱処理を成形後にすることによって歪を
開放する作業が行われている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｆｅ系金属磁性粉と絶縁性結着剤から構成され加圧成形
後熱処理を施した複合磁性材料は、通常１０トン／ｃｍ
2以上の高圧成形した場合においても最終製品の成形密
度は理論密度に対しては未だに十分ではなく、高周波領
域でのコア損失、透磁率ともに小型、大電流に対応でき
る磁性素子用の複合磁性材料としては充分満足できる特
性を得ることが困難であった。
Ｆｅ系金属磁性粉と絶縁性結着剤から構成され加圧成形
後熱処理を施した複合磁性材料は、通常１０トン／ｃｍ
2以上の高圧成形した場合においても最終製品の成形密
度は理論密度に対しては未だに十分ではなく、高周波領
域でのコア損失、透磁率ともに小型、大電流に対応でき
る磁性素子用の複合磁性材料としては充分満足できる特
性を得ることが困難であった。
【０００８】又、前記Ｆｅ系金属磁性材料において、Ｓ
ｉの添加は磁気異方性、磁歪定数を小さくし、固有抵抗
を高めることから渦電流損失を低減させる効果があるの
で磁気特性の向上には有効である。しかしながらＳｉの
添加は金属磁性材料の硬度を高めてしまうことになり、
加圧成形時の塑性変形性を低下させ、その結果として成
形体の高密度化が困難となり優れた磁気特性を有する圧
粉磁芯を実現することが困難であった。
ｉの添加は磁気異方性、磁歪定数を小さくし、固有抵抗
を高めることから渦電流損失を低減させる効果があるの
で磁気特性の向上には有効である。しかしながらＳｉの
添加は金属磁性材料の硬度を高めてしまうことになり、
加圧成形時の塑性変形性を低下させ、その結果として成
形体の高密度化が困難となり優れた磁気特性を有する圧
粉磁芯を実現することが困難であった。
【０００９】本発明は上記従来の技術における課題を解
決し、高周波領域においても低いコア損失で良好な直流
重畳特性を有する複合磁性材料を提供するものである。
決し、高周波領域においても低いコア損失で良好な直流
重畳特性を有する複合磁性材料を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は以下の構成を有するものである。
に本発明は以下の構成を有するものである。
【００１１】本発明の請求項１に記載の発明は、Ｆｅ−
Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤を添加し、加圧成形し
て成形体とした後熱処理を施した複合磁性材料におい
て、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布が累積５０％粒
径をＡ、累積９０％粒径をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が
１．６以上とした複合磁性材料であり、Ｆｅ−Ｓｉ系金
属磁性体の高密度化が可能となり、高周波領域において
も低いコア損失、優れた直流重畳特性を実現するという
作用効果が得られる。
Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤を添加し、加圧成形し
て成形体とした後熱処理を施した複合磁性材料におい
て、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布が累積５０％粒
径をＡ、累積９０％粒径をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が
１．６以上とした複合磁性材料であり、Ｆｅ−Ｓｉ系金
属磁性体の高密度化が可能となり、高周波領域において
も低いコア損失、優れた直流重畳特性を実現するという
作用効果が得られる。
【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、Ｆｅ−
Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤を添加し、加圧成形し
て成形体とした後熱処理を施した複合磁性材料におい
て、粒径と頻度により示される粒度分布において累積５
０％未満の粒径にて変曲点を示す複合磁性材料であり、
請求項１と同じ作用を有する。
Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤を添加し、加圧成形し
て成形体とした後熱処理を施した複合磁性材料におい
て、粒径と頻度により示される粒度分布において累積５
０％未満の粒径にて変曲点を示す複合磁性材料であり、
請求項１と同じ作用を有する。
【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、Ｆｅ−
Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤を添加し、加圧成形し
て成形体とした後熱処理を施した複合磁性材料におい
て、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布が累積５０％粒
径をＡ、累積９０％粒径をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が
１．６以上であり、かつ粒径と頻度により示される粒度
分布において累積５０％未満の粒径にて変曲点を示す複
合磁性材料であり、複合磁性体において高密度化が可能
となり、より優れた直流重畳特性及び低いコア損失を実
現することができる。
Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤を添加し、加圧成形し
て成形体とした後熱処理を施した複合磁性材料におい
て、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布が累積５０％粒
径をＡ、累積９０％粒径をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が
１．６以上であり、かつ粒径と頻度により示される粒度
分布において累積５０％未満の粒径にて変曲点を示す複
合磁性材料であり、複合磁性体において高密度化が可能
となり、より優れた直流重畳特性及び低いコア損失を実
現することができる。
【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、Ｆｅ−
Ｓｉ系金属磁性粉において、シリコンの含有量が１ｗｔ
％以上８ｗｔ％以下であり、残部が鉄及び不可避な不純
物からなる請求項１〜３のいずれか一つに記載の複合磁
性材料であり、軟磁気特性を向上させるという作用効果
が得られる。
Ｓｉ系金属磁性粉において、シリコンの含有量が１ｗｔ
％以上８ｗｔ％以下であり、残部が鉄及び不可避な不純
物からなる請求項１〜３のいずれか一つに記載の複合磁
性材料であり、軟磁気特性を向上させるという作用効果
が得られる。
【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、Ｆｅ−
Ｓｉ系金属磁性粉の累積５０％粒径が１〜１００μｍで
ある請求項１〜３のいずれか一つに記載の複合磁性材料
であり、これにより高周波領域においても低いコア損
失、良好な直流重畳特性を実現する複合磁性材料を得る
ことができる。
Ｓｉ系金属磁性粉の累積５０％粒径が１〜１００μｍで
ある請求項１〜３のいずれか一つに記載の複合磁性材料
であり、これにより高周波領域においても低いコア損
失、良好な直流重畳特性を実現する複合磁性材料を得る
ことができる。
【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、酸素含
有量が４５００ｐｐｍ以下である請求項１〜３のいずれ
か一つに記載の複合磁性材料であり、優れた軟磁気特性
を実現する。
有量が４５００ｐｐｍ以下である請求項１〜３のいずれ
か一つに記載の複合磁性材料であり、優れた軟磁気特性
を実現する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明の複合磁性材料につい
て実施の形態および図面を用いて説明する。
て実施の形態および図面を用いて説明する。
【００１８】（実施の形態１）本発明の実施の形態１に
より、請求項１、４、６に記載の発明を説明する。
より、請求項１、４、６に記載の発明を説明する。
【００１９】本実施の形態１における複合磁性材料は、
Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉にシラン系カップリング剤、シ
リコン樹脂或いは酸化シリコンなどの絶縁性結着剤を添
加し、所望の圧粉磁芯形状に加圧成形することによって
高周波領域で低いコア損失、良好な直流重畳特性を実現
することができる高密度な成形体とした後、熱処理を施
したものである。
Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉にシラン系カップリング剤、シ
リコン樹脂或いは酸化シリコンなどの絶縁性結着剤を添
加し、所望の圧粉磁芯形状に加圧成形することによって
高周波領域で低いコア損失、良好な直流重畳特性を実現
することができる高密度な成形体とした後、熱処理を施
したものである。
【００２０】また、本発明における熱処理とは加圧成形
時にＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に導入される加圧歪みによ
る磁気特性の低下を防ぐものであり、加圧歪みの開放が
目的である。
時にＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に導入される加圧歪みによ
る磁気特性の低下を防ぐものであり、加圧歪みの開放が
目的である。
【００２１】本発明の複合磁性材料は累積５０％粒径
（Ｄ５０）が２２μｍで、（表１）に示す組成及び粒度
分布を有するＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉末を用意した。こ
こで累積５０％粒径とは、粒度分布計にて粒径が小さな
ものからカウントしていき、積算値が全体の５０％とな
ったときの粒子径を意味する。粉体の粒度分布はレーザ
回折散乱法（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ）を用いて測定した。
また累積９０％粒径とは、粒径が小さなものからカウン
トしていき、換算が全体の９０％となったときの粒子径
を意味している。
（Ｄ５０）が２２μｍで、（表１）に示す組成及び粒度
分布を有するＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉末を用意した。こ
こで累積５０％粒径とは、粒度分布計にて粒径が小さな
ものからカウントしていき、積算値が全体の５０％とな
ったときの粒子径を意味する。粉体の粒度分布はレーザ
回折散乱法（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ）を用いて測定した。
また累積９０％粒径とは、粒径が小さなものからカウン
トしていき、換算が全体の９０％となったときの粒子径
を意味している。
【００２２】次に、（表１）に示す組成を有するＦｅ−
Ｓｉ系金属磁性粉末に対してシリコン樹脂を１．２重量
部添加混合し、ふるいを通過させて整粒した混合粉（コ
ンパウンド）を作成した。
Ｓｉ系金属磁性粉末に対してシリコン樹脂を１．２重量
部添加混合し、ふるいを通過させて整粒した混合粉（コ
ンパウンド）を作成した。
【００２３】その後所望の成形金型中に整粒して得られ
たコンパウンドを充填し、１２トン／ｃｍ2の条件にて
加圧成形を行ってトロイダルコアを作成した。
たコンパウンドを充填し、１２トン／ｃｍ2の条件にて
加圧成形を行ってトロイダルコアを作成した。
【００２４】さらに成形されたトロイダルコアを窒素雰
囲気中にて７５０℃の温度で１時間熱処理を行い、評価
用サンプルを作成した。このようにして得られたトロイ
ダルコアの形状は外径：２５ｍｍ、内径：１５ｍｍ、厚
み：１０ｍｍであった。
囲気中にて７５０℃の温度で１時間熱処理を行い、評価
用サンプルを作成した。このようにして得られたトロイ
ダルコアの形状は外径：２５ｍｍ、内径：１５ｍｍ、厚
み：１０ｍｍであった。
【００２５】次に、得られたトロイダルコアに線径０．
５０ｍｍφの被覆銅線を２０ターンに巻線し、直流重畳
特性、コア損失について測定評価を行った。
５０ｍｍφの被覆銅線を２０ターンに巻線し、直流重畳
特性、コア損失について測定評価を行った。
【００２６】直流重畳特性については印加磁場４０００
Ａ／ｍ、周波数１００ｋＨｚにおける透磁率をＬＣＲメ
ータにて測定し評価した。この直流重畳特性の評価は透
磁率の高さでもって評価することができる。
Ａ／ｍ、周波数１００ｋＨｚにおける透磁率をＬＣＲメ
ータにて測定し評価した。この直流重畳特性の評価は透
磁率の高さでもって評価することができる。
【００２７】コア損失は交流Ｂ−Ｈカーブ測定機を用い
て測定周波数１００ｋＨｚ、測定磁束密度０．１Ｔで測
定を行った。これらの測定結果を（表１）に示す。
て測定周波数１００ｋＨｚ、測定磁束密度０．１Ｔで測
定を行った。これらの測定結果を（表１）に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】（表１）より、Ｓｉの含有量が１ｗｔ％以
上８ｗｔ％以下であり、残部がＦｅ及び不可避な不純物
からなり、酸素含有量が４５００ｐｐｍ（０．４５ｗｔ
％）以下であるＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉を用い、粒度分
布を累積５０％粒径（Ｄ５０）をＡ、累積９０％粒径
（Ｄ９０）をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が１．６以上とす
ることにより良好な直流重畳特性（高い透磁率）、低い
コア損失を示すことが分かる。
上８ｗｔ％以下であり、残部がＦｅ及び不可避な不純物
からなり、酸素含有量が４５００ｐｐｍ（０．４５ｗｔ
％）以下であるＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉を用い、粒度分
布を累積５０％粒径（Ｄ５０）をＡ、累積９０％粒径
（Ｄ９０）をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が１．６以上とす
ることにより良好な直流重畳特性（高い透磁率）、低い
コア損失を示すことが分かる。
【００３０】Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉であるＦｅ−Ｓｉ
系合金は軟磁気特性の改善を目的にＳｉを添加したもの
であるが、Ｓｉを添加することにより硬度が高くなるこ
とから塑性変形させることが困難となる。その結果とし
て、成形体の高密度化を実現することが難しく、より優
れた磁気特性を実現することが困難であった。しかしな
がら本発明ではＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布を制
御することにより成形体の高密度化を可能とし、優れた
磁気特性を有する複合磁性材料を実現することができ
る。すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布が累
積５０％粒径（Ｄ５０）をＡ、累積９０％粒径（Ｄ９
０）をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が１．６以上、好ましく
は１．８以上とするものである。
系合金は軟磁気特性の改善を目的にＳｉを添加したもの
であるが、Ｓｉを添加することにより硬度が高くなるこ
とから塑性変形させることが困難となる。その結果とし
て、成形体の高密度化を実現することが難しく、より優
れた磁気特性を実現することが困難であった。しかしな
がら本発明ではＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布を制
御することにより成形体の高密度化を可能とし、優れた
磁気特性を有する複合磁性材料を実現することができ
る。すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布が累
積５０％粒径（Ｄ５０）をＡ、累積９０％粒径（Ｄ９
０）をＢとしたとき、Ｂ／Ａ比が１．６以上、好ましく
は１．８以上とするものである。
【００３１】また、熱処理温度はより高温とする方が良
いが、あまり温度を上げると粉末粒子間絶縁が不充分と
なり渦電流損失が増大するため好ましくなく、焼結反応
が起こる温度まで上げることは不可能である。
いが、あまり温度を上げると粉末粒子間絶縁が不充分と
なり渦電流損失が増大するため好ましくなく、焼結反応
が起こる温度まで上げることは不可能である。
【００３２】そのため通常のセラミック材料プロセスと
は異なり、焼成収縮等による緻密化の過程が無く、成形
体密度がほぼ最終製品の密度となり高密度化には高圧成
形により十分塑性変形させることが重要である。
は異なり、焼成収縮等による緻密化の過程が無く、成形
体密度がほぼ最終製品の密度となり高密度化には高圧成
形により十分塑性変形させることが重要である。
【００３３】さらに本発明に用いられるＦｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉はＳｉの含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下で
あり、残部がＦｅ及び不可避な不純物からなるものであ
る。本発明におけるＳｉの役割は軟磁気特性を向上させ
るものであり、磁気異方性、磁歪定数を小さくし、また
固有電気抵抗を高め、渦電流損失を低減させる効果があ
る。しかしながら、Ｓｉ添加量は１ｗｔ％より少ないと
軟磁気特性の改善効果に乏しく、８ｗｔ％より多いと飽
和磁化の低下が大きくなり直流重畳特性を低下させる。
属磁性粉はＳｉの含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下で
あり、残部がＦｅ及び不可避な不純物からなるものであ
る。本発明におけるＳｉの役割は軟磁気特性を向上させ
るものであり、磁気異方性、磁歪定数を小さくし、また
固有電気抵抗を高め、渦電流損失を低減させる効果があ
る。しかしながら、Ｓｉ添加量は１ｗｔ％より少ないと
軟磁気特性の改善効果に乏しく、８ｗｔ％より多いと飽
和磁化の低下が大きくなり直流重畳特性を低下させる。
【００３４】また、本発明における絶縁性結着剤として
は、絶縁性の酸化物を形成するものが好ましく、シラン
系、チタン系、クロム系カップリング剤、シリコン樹
脂、又ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物粉末が挙
げられるが、より好ましくは安価で分散性の良いシラン
系、チタン系、クロム系カップリング剤及びシリコン樹
脂である。また、成形体強度の観点から例えばエポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂などを副成分とし
て添加することも可能である。
は、絶縁性の酸化物を形成するものが好ましく、シラン
系、チタン系、クロム系カップリング剤、シリコン樹
脂、又ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物粉末が挙
げられるが、より好ましくは安価で分散性の良いシラン
系、チタン系、クロム系カップリング剤及びシリコン樹
脂である。また、成形体強度の観点から例えばエポキシ
樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂などを副成分とし
て添加することも可能である。
【００３５】さらに、本発明に用いられるＦｅ−Ｓｉ系
金属磁性粉の酸素含有量としては４５００ｐｐｍ以下が
好ましい。酸素含有量が４５００ｐｐｍより多いと磁気
特性の低下が著しく好ましくない。より好ましい酸素含
有量は４０００ｐｐｍ以下である。
金属磁性粉の酸素含有量としては４５００ｐｐｍ以下が
好ましい。酸素含有量が４５００ｐｐｍより多いと磁気
特性の低下が著しく好ましくない。より好ましい酸素含
有量は４０００ｐｐｍ以下である。
【００３６】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２により、請求項２に記載の発明について説明する。
態２により、請求項２に記載の発明について説明する。
【００３７】組成が重量％でＦｅ（９４．６９％）−Ｓ
ｉ（５．１０％）−Ｏ（０．２１％）のＦｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉を用い、図１に示す粒度分布となるように金属
磁性粉の粒度調整を行った（図１において試料Ｎｏ．１
６が変曲点をもった金属磁性粉である）。その後、粒度
調整されたＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉末に対してシランカ
ップリング剤を０．５重量部、アクリル樹脂を０．５重
量部添加混合し、ふるいを通過させて整粒したコンパウ
ンドを作成した。
ｉ（５．１０％）−Ｏ（０．２１％）のＦｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉を用い、図１に示す粒度分布となるように金属
磁性粉の粒度調整を行った（図１において試料Ｎｏ．１
６が変曲点をもった金属磁性粉である）。その後、粒度
調整されたＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉末に対してシランカ
ップリング剤を０．５重量部、アクリル樹脂を０．５重
量部添加混合し、ふるいを通過させて整粒したコンパウ
ンドを作成した。
【００３８】次に、得られたコンパウンドを所望の成形
金型中に充填し、１２トン／ｃｍ2の条件で加圧成形を
行い、トロイダルコアを作成した。その後、前記トロイ
ダルコアを窒素雰囲気中にて処理温度：８００℃にて１
時間熱処理を行った。得られた評価用サンプルは実施の
形態１と同様の方法にて直流重畳特性、コア損失につい
て測定評価を行った。その評価結果を（表２）に示す。
金型中に充填し、１２トン／ｃｍ2の条件で加圧成形を
行い、トロイダルコアを作成した。その後、前記トロイ
ダルコアを窒素雰囲気中にて処理温度：８００℃にて１
時間熱処理を行った。得られた評価用サンプルは実施の
形態１と同様の方法にて直流重畳特性、コア損失につい
て測定評価を行った。その評価結果を（表２）に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】（表２）より、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に
おいて、金属磁性粉の粒度分布を累積５０％未満の粒径
にて変曲点を示す粒度分布になるように調整することに
より、良好な直流重畳特性、低いコア損失を示すことが
分かる。
おいて、金属磁性粉の粒度分布を累積５０％未満の粒径
にて変曲点を示す粒度分布になるように調整することに
より、良好な直流重畳特性、低いコア損失を示すことが
分かる。
【００４１】（実施の形態３）本発明の実施の形態３に
より、請求項３に記載の発明について説明する。
より、請求項３に記載の発明について説明する。
【００４２】金属磁性粉の粒度分布において、累積５０
％粒径（Ｄ５０）が１８．５μｍであり、組成が重量％
でＦｅ（９４．２５％）−Ｓｉ（５．５０％）−Ｏ
（０．２５％）のＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉を用いて（表
３）に示す粒度分布となるように粒度調整を行った。こ
の粒度調整されたＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉末に対してシ
リコン樹脂を１．０重量部添加混合し、その後ふるいを
通して整粒されたコンパウンドを作成した。得られたコ
ンパウンドを用いて所望の成形金型中にコンパウンドを
充填し、１２トン／ｃｍ2の条件にて加圧成形を行い、
トロイダルコアを作成した。その後窒素雰囲気中にて８
００℃の温度で１時間熱処理を行った。得られた評価用
サンプルについて直流重畳、コア損失について評価を行
った。
％粒径（Ｄ５０）が１８．５μｍであり、組成が重量％
でＦｅ（９４．２５％）−Ｓｉ（５．５０％）−Ｏ
（０．２５％）のＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉を用いて（表
３）に示す粒度分布となるように粒度調整を行った。こ
の粒度調整されたＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉末に対してシ
リコン樹脂を１．０重量部添加混合し、その後ふるいを
通して整粒されたコンパウンドを作成した。得られたコ
ンパウンドを用いて所望の成形金型中にコンパウンドを
充填し、１２トン／ｃｍ2の条件にて加圧成形を行い、
トロイダルコアを作成した。その後窒素雰囲気中にて８
００℃の温度で１時間熱処理を行った。得られた評価用
サンプルについて直流重畳、コア損失について評価を行
った。
【００４３】評価の方法は実施の形態１と同じ方法にて
評価した。その評価結果を（表３）に示す。
評価した。その評価結果を（表３）に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】（表３）より、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に
おいて、粒度分布を累積５０％粒径（Ｄ５０）をＡ、累
積９０％粒径（Ｄ９０）をＢとしたとき、Ｂ／Ａが１．
６以上とし、かつ累積５０％未満の粒径にて変曲点を示
すように調整することにより、さらに良好な直流重畳特
性、低いコア損失を示すことが分かる。
おいて、粒度分布を累積５０％粒径（Ｄ５０）をＡ、累
積９０％粒径（Ｄ９０）をＢとしたとき、Ｂ／Ａが１．
６以上とし、かつ累積５０％未満の粒径にて変曲点を示
すように調整することにより、さらに良好な直流重畳特
性、低いコア損失を示すことが分かる。
【００４６】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態４により、請求項５に記載の発明について説明する。
態４により、請求項５に記載の発明について説明する。
【００４７】組成が重量％でＦｅ（９５．１８％）−Ｓ
ｉ（４．５０％）−Ｏ（０．３２％）のＦｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉を用い、（表４）に示す累積５０％粒径（Ｄ５
０）をＡ、累積９０％粒径（Ｄ９０）をＢとしたとき、
Ｂ／Ａ比を２．０とし、さらに累積５０％未満の粒径に
て変曲点を示すように粒度調整した後、Ｆｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉末に対してシリコン樹脂を０．５重量部、ブチ
ラール樹脂を０．５重量部添加混合してコンパウンドを
作成した。得られたコンパウンドを用いて所望の金型中
にコンパウンドを充填し、１２トン／ｃｍ2の条件にて
加圧成形を行ってトロイダルコアを作成した。その後ト
ロイダルコアを窒素雰囲気中にて温度：７００℃にて１
時間熱処理を行い評価用サンプルを作成した。
ｉ（４．５０％）−Ｏ（０．３２％）のＦｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉を用い、（表４）に示す累積５０％粒径（Ｄ５
０）をＡ、累積９０％粒径（Ｄ９０）をＢとしたとき、
Ｂ／Ａ比を２．０とし、さらに累積５０％未満の粒径に
て変曲点を示すように粒度調整した後、Ｆｅ−Ｓｉ系金
属磁性粉末に対してシリコン樹脂を０．５重量部、ブチ
ラール樹脂を０．５重量部添加混合してコンパウンドを
作成した。得られたコンパウンドを用いて所望の金型中
にコンパウンドを充填し、１２トン／ｃｍ2の条件にて
加圧成形を行ってトロイダルコアを作成した。その後ト
ロイダルコアを窒素雰囲気中にて温度：７００℃にて１
時間熱処理を行い評価用サンプルを作成した。
【００４８】得られた評価用サンプルについて直流重畳
特性、コア損失について評価を行った。評価の方法は実
施の形態１と同じ方法にて評価した。その評価結果を
（表４）に示す。
特性、コア損失について評価を行った。評価の方法は実
施の形態１と同じ方法にて評価した。その評価結果を
（表４）に示す。
【００４９】
【表４】
【００５０】（表４）より、累積５０％粒径（Ｄ５０）
が１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍにおい
て直流重畳特性、コア損失においてより優れた性能を示
すことがわかる。これらの結果より、本発明に用いられ
るＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布である累積５０％
粒径（Ｄ５０）としては、１．０μｍ以上１００μｍ以
下が好ましい。Ｄ５０が１．０μｍより小さいと成形密
度が低くなり、透磁率が低下するため好ましくない。ま
た、Ｄ５０が１００μｍより大きくなると高周波での渦
電流損失が大きくなり好ましくなく、より好ましくは５
０μｍ以下とすることが良い。
が１〜１００μｍ、より好ましくは１〜５０μｍにおい
て直流重畳特性、コア損失においてより優れた性能を示
すことがわかる。これらの結果より、本発明に用いられ
るＦｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度分布である累積５０％
粒径（Ｄ５０）としては、１．０μｍ以上１００μｍ以
下が好ましい。Ｄ５０が１．０μｍより小さいと成形密
度が低くなり、透磁率が低下するため好ましくない。ま
た、Ｄ５０が１００μｍより大きくなると高周波での渦
電流損失が大きくなり好ましくなく、より好ましくは５
０μｍ以下とすることが良い。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば直
流重畳特性、コア損失などの磁気特性に優れた複合磁性
材料を提供することが可能となり、小型で大電流、高周
波領域で使用可能な磁性素子を実現することができる。
流重畳特性、コア損失などの磁気特性に優れた複合磁性
材料を提供することが可能となり、小型で大電流、高周
波領域で使用可能な磁性素子を実現することができる。
【図１】本発明の実施の形態２における粒度分布を示す
図
図
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤
を添加し、加圧成形して成形体とした後熱処理を施した
複合磁性材料において、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度
分布が累積５０％粒径をＡ、累積９０％粒径をＢとした
とき、Ｂ／Ａ比が１．６以上とした複合磁性材料。 - 【請求項２】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤
を添加し、加圧成形して成形体とした後熱処理を施した
複合磁性材料において、粒径と頻度により示される粒度
分布において累積５０％未満の粒径にて変曲点を示す複
合磁性材料。 - 【請求項３】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉に絶縁性結着剤
を添加し、加圧成形して成形体とした後熱処理を施した
複合磁性材料において、Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の粒度
分布が累積５０％粒径をＡ、累積９０％粒径をＢとした
とき、Ｂ／Ａ比が１．６以上であり、かつ粒径と頻度に
より示される粒度分布において累積５０％未満の粒径に
て変曲点を示す複合磁性材料。 - 【請求項４】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉において、シリ
コンの含有量が１ｗｔ％以上８ｗｔ％以下であり、残部
が鉄及び不可避な不純物からなる請求項１〜３のいずれ
か一つに記載の複合磁性材料。 - 【請求項５】 Ｆｅ−Ｓｉ系金属磁性粉の累積５０％粒
径が１〜１００μｍである請求項１〜３のいずれか一つ
に記載の複合磁性材料。 - 【請求項６】 酸素含有量が４５００ｐｐｍ以下である
請求項１〜３のいずれか一つに記載の複合磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001382652A JP2003188009A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | 複合磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001382652A JP2003188009A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | 複合磁性材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003188009A true JP2003188009A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27592920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001382652A Pending JP2003188009A (ja) | 2001-12-17 | 2001-12-17 | 複合磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003188009A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102049516A (zh) * | 2009-10-30 | 2011-05-11 | Tdk株式会社 | 表面处理还原铁粉及其制造方法以及压粉磁芯 |
| JP5327765B2 (ja) * | 2009-02-20 | 2013-10-30 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 圧粉コア |
| CN104067358A (zh) * | 2012-01-18 | 2014-09-24 | 日立金属株式会社 | 压粉磁芯、线圈部件及压粉磁芯的制造方法 |
| CN108364767A (zh) * | 2017-01-12 | 2018-08-03 | Tdk株式会社 | 软磁性材料、磁芯及电感器 |
| US10204730B2 (en) | 2009-05-15 | 2019-02-12 | Cyntec Co., Ltd. | Electronic device and manufacturing method thereof |
-
2001
- 2001-12-17 JP JP2001382652A patent/JP2003188009A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5327765B2 (ja) * | 2009-02-20 | 2013-10-30 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 圧粉コア |
| US10204730B2 (en) | 2009-05-15 | 2019-02-12 | Cyntec Co., Ltd. | Electronic device and manufacturing method thereof |
| CN102049516A (zh) * | 2009-10-30 | 2011-05-11 | Tdk株式会社 | 表面处理还原铁粉及其制造方法以及压粉磁芯 |
| CN104067358A (zh) * | 2012-01-18 | 2014-09-24 | 日立金属株式会社 | 压粉磁芯、线圈部件及压粉磁芯的制造方法 |
| US9704627B2 (en) | 2012-01-18 | 2017-07-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Metal powder core comprising copper powder, coil component, and fabrication method for metal powder core |
| US10312004B2 (en) | 2012-01-18 | 2019-06-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Metal powder core comprising copper powder, coil component, and fabrication method for metal powder core |
| CN108364767A (zh) * | 2017-01-12 | 2018-08-03 | Tdk株式会社 | 软磁性材料、磁芯及电感器 |
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