JP6891638B2 - Powder magnetic core - Google Patents
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Description
本発明は、圧粉磁心に関する。 The present invention relates to a dust core.
近年、インダクタ、リアクトル、チョークコイル、トランス等といったコイル部品やモータなどに用いられる磁心の各種特性を維持しながら耐食性を向上させることが求められている。特に、高温環境下においた後であっても耐食性が高く保たれている磁心が求められている。ここで、金属磁性粒子には被膜をコーティングすることが一般的である。 In recent years, it has been required to improve corrosion resistance while maintaining various characteristics of a magnetic core used in coil parts such as inductors, reactors, choke coils, transformers, and motors. In particular, there is a demand for a magnetic core that maintains high corrosion resistance even after being placed in a high temperature environment. Here, it is common to coat the metal magnetic particles with a film.
特許文献1には、耐熱性および電気絶縁性を向上させるために、金属磁性粒子を無機物コート(リン酸塩)で被覆した例が記載されている。
特許文献2には、絶縁膜の耐熱性を向上させるためにTi,Al,Si,Ca,Mg,V,Cr,SrおよびZrから選ばれる一種以上の元素を有する有機酸由来の有機基を含む絶縁膜で被覆した例が記載されている。 Patent Document 2 contains an organic group derived from an organic acid having one or more elements selected from Ti, Al, Si, Ca, Mg, V, Cr, Sr and Zr in order to improve the heat resistance of the insulating film. An example of coating with an insulating film is described.
しかし、特許文献1に記載されているようなリン酸塩被膜では耐食性を向上させる効果が十分ではない。また、特許文献2に記載された絶縁膜の耐熱性とは、成形体を550℃以上で熱処理して磁心を得る際の耐熱性のことである。得られた磁心を高温環境下においた後の耐食性は十分ではない。
However, the phosphate coating as described in
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、初透磁率μiが高く、かつ、高温環境下に置いた後でも耐食性が高い圧粉磁心を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is to provide a dust core having a high initial magnetic permeability μi and high corrosion resistance even after being placed in a high temperature environment.
上記の目的を達成するために、本発明に係る圧粉磁心は、
金属磁性粒子および樹脂を含む圧粉磁心であって、
前記金属磁性粒子の表面には、前記金属磁性粒子を被覆している絶縁膜が接触し、
前記絶縁膜はSi−O系酸化物および金属元素を含み、
前記金属磁性粒子全量に対する前記金属元素の重量含有率が、30ppm以上1000ppm以下であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the dust core according to the present invention is
A dust core containing metallic magnetic particles and resin.
The insulating film covering the metal magnetic particles comes into contact with the surface of the metal magnetic particles.
The insulating film contains Si—O oxides and metal elements, and contains
The weight content of the metal element with respect to the total amount of the metal magnetic particles is 30 ppm or more and 1000 ppm or less.
本発明に係る圧粉磁心は上記の構成を有することにより、初透磁率μiが高く、かつ、高温環境下に置いた後でも耐食性が高くなる。 Since the dust core according to the present invention has the above structure, the initial magnetic permeability μi is high, and the corrosion resistance is high even after being placed in a high temperature environment.
本発明に係る圧粉磁心は、前記絶縁膜が前記金属元素を中心金属とする金属錯体を含んでもよい。 The dust core according to the present invention may contain a metal complex in which the insulating film has the metal element as a central metal.
本発明に係る圧粉磁心は、前記金属錯体が金属キレート化合物であってもよい。 In the powder magnetic core according to the present invention, the metal complex may be a metal chelate compound.
本発明に係る圧粉磁心は、前記金属キレート化合物の配位子のうち少なくとも1つがアセチルアセトナートであってもよい。 In the powder magnetic core according to the present invention, at least one of the ligands of the metal chelate compound may be acetylacetonate.
本発明に係る圧粉磁心は、前記金属元素がZr,AlおよびBaから選択される1種以上であってもよい。 The dust core according to the present invention may be one or more of the metal elements selected from Zr, Al and Ba.
本発明に係る圧粉磁心は、前記絶縁膜の膜厚が5nm以上500nm以下であってもよい。 In the dust core according to the present invention, the film thickness of the insulating film may be 5 nm or more and 500 nm or less.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る圧粉磁心1は図1に示すように、金属磁性粒子11および樹脂12を含む。さらに、金属磁性粒子11の表面11aに接し、金属磁性粒子11を被覆している絶縁膜13を含む。
As shown in FIG. 1, the
金属磁性粒子11の成分には特に制限はないが、金属磁性粒子11がFeを主成分として含むことが、飽和磁化が高くなるため好ましい。また、金属磁性粒子11がFeおよびSiを主成分として含むことが、透磁率が高くなるため好ましい。なお、本実施形態での「主成分として含む」とは、金属磁性粒子11全量を100重量%とする場合において、含有量が合計80重量%以上であることを指す。すなわち、Feを主成分として含む場合には、Feの含有量が80重量%以上である。また、FeおよびSiを主成分として含む場合には、FeおよびSiの含有量が合計80重量%以上である。また、FeとSiとの比率には特に制限はないが、重量比でSi/Fe=0/100〜10/90であることが、飽和磁化が高くなるため好ましい。なお、本実施形態の金属磁性粒子における主成分以外の成分の種類には特に制限はない。主成分以外の成分の種類としては、例えば、Ni、Coなどが挙げられる。
The components of the metal
樹脂12の種類には特に制限はなく、エポキシ樹脂および/またはイミド樹脂を用いてもよい。エポキシ樹脂としては、例えばクレゾールノボラックなどが挙げられる。イミド樹脂としては、例えばビスマレイミドなどが挙げられる。
The type of the
金属磁性粒子11および樹脂12の含有量には特に制限はない。圧粉磁心1全体に占める金属磁性粒子11の含有量は90重量%〜98重量%であることが好ましく、樹脂12の含有量は2重量%〜10重量%であることが好ましい。
The contents of the metal
図1に示すように、絶縁膜13は金属磁性粒子11の表面11aに接し、金属磁性粒子11を被覆していることに特徴がある。
As shown in FIG. 1, the
絶縁膜13は金属磁性粒子11の表面11aの全体を被覆していなくてもよく、金属磁性粒子11の表面11a全体の90%以上を被覆していればよい。当該構成により、防錆効果を高めることができる。
The
ここで、絶縁膜13はSi−O系酸化物および金属元素を含む。
Here, the
絶縁膜13に含まれるSi−O系酸化物はシリコン酸化物とも呼ばれる酸化物である。また、Si−O系酸化物の種類には特に制限はない。例えば、SiO2などのSiの酸化物の他、Siおよびその他の元素を含む複合酸化物などであってもよい。
The Si—O oxide contained in the
本実施形態では、金属磁性粒子11全量に対する金属元素の重量含有率が30ppm以上1000ppm以下である。金属元素の重量含有率が30ppm未満である場合には、高温環境下に置かれた後の圧粉磁心1の耐食性が低下しやすくなる。金属元素の重量含有率が1000ppm超である場合には、圧粉磁心1の密度が低下し、初透磁率μiが低下する。金属元素の重量含有率は、51ppm以上959ppm以下であってもよい。
In the present embodiment, the weight content of the metal element with respect to the total amount of the metal
金属元素の種類には特に制限はない。例えば、酸化物が絶縁性のあるBa,Ca,Mg,Al,Si,Ti,Zr,Ni,Mn,Zn等が挙げられる。その中でも、Zr,AlおよびBaから選択される1種以上であることが好ましく、Zrであることが特に好ましい。また、絶縁膜13に含まれる金属元素全体を100モル%として、Zr,AlおよびBaから選択される1種以上の含有割合が0.8モル%以上であることが好ましく、Zrの含有割合が0.4モル%以上であることが好ましい。
There are no particular restrictions on the type of metal element. For example, Ba, Ca, Mg, Al, Si, Ti, Zr, Ni, Mn, Zn and the like having insulating oxides can be mentioned. Among them, one or more selected from Zr, Al and Ba is preferable, and Zr is particularly preferable. Further, assuming that the total amount of metal elements contained in the
絶縁膜13は上記の金属元素を中心金属とする金属錯体を含有することが好ましい。言いかえれば、上記の金属元素は金属錯体の態様で絶縁膜13に含まれていることが好ましい。また、金属錯体の配位子の種類には特に制限はない。例えば、アセチルアセトナート,トリフルオロアセチルアセトナート,エチルアセトアセテートなどが挙げられる。
The
本実施形態では、金属錯体の配位子はキレート配位子であることが好ましく、金属錯体が金属キレート化合物であることが好ましい。具体的には、絶縁膜13に含まれる全金属錯体に対する1つ以上の配位子がキレート配位子である金属錯体の割合が50モル%以上であることが好ましい。キレート配位子の種類には特に制限はない。例えば、アセチルアセトナート,トリフルオロアセチルアセトナートなどが挙げられる。
In the present embodiment, the ligand of the metal complex is preferably a chelate ligand, and the metal complex is preferably a metal chelate compound. Specifically, it is preferable that the ratio of the metal complex in which one or more ligands are chelate ligands to the total metal complex contained in the
ここで、絶縁膜13に含まれる金属錯体は、1つ以上の配位子がアセチルアセトナートであることが好ましい。具体的には、絶縁膜13に含まれる全金属錯体に対する1つ以上の配位子がアセチルアセトナートである金属錯体の割合が50モル%以上であることが好ましい。
Here, in the metal complex contained in the
また、絶縁膜13に含まれる金属錯体は、全ての配位子がアセチルアセトナートであることが好ましい。具体的には、絶縁層13に含まれる全金属錯体に対する全ての配位子がアセチルアセトナートである金属錯体の割合が50モル%以上であることが好ましい。
Further, it is preferable that all the ligands of the metal complex contained in the insulating
また、絶縁膜13の膜厚には特に制限はないが、5nm以上500nm以下であることが好ましい。5nm以上であることにより圧粉磁芯1の耐食性を向上させることができる。また、500nm以下であることにより圧粉磁心1の密度を向上させ、初透磁率μiを向上させることができる。
The film thickness of the insulating
本実施形態に係る圧粉磁心1について、高温環境下においた後の耐食性が向上する理由は、絶縁膜13に金属元素を添加することで絶縁膜13の安定性が向上するためであると考えられる。
It is considered that the reason why the corrosion resistance of the
金属元素を添加しない場合、または金属元素の添加量が少なすぎる場合には、高温環境下に圧粉磁心1をおくことで金属磁性粒子11から絶縁膜13へ金属(特にFe)が拡散してしまう。その結果、絶縁膜13の安定性が低下し、圧粉磁心1の耐食性が低下してしまう。
When the metal element is not added, or when the amount of the metal element added is too small, the metal (particularly Fe) is diffused from the metal
これに対し、金属元素を添加する場合には、当該金属元素が金属磁性粒子11から絶縁膜13へ金属が拡散することを防止する。その結果、絶縁膜13の安定性が向上し、高温環境下においた後の圧粉磁心1の耐食性が向上する。ただし、金属元素の含有量が過剰である場合には、圧粉磁心1の密度が低下し、初透磁率μiが低下してしまう。
On the other hand, when a metal element is added, the metal element prevents the metal from diffusing from the metal
また、絶縁膜13に含まれる金属元素がZr、AlまたはBaである場合に上記の拡散を防止する効果が大きくなる。さらに、上記の金属元素を中心金属とする金属錯体の態様で絶縁膜13に含まれる場合には、金属磁性粒子11と絶縁膜13との間の密着性が向上し、圧粉磁心1の耐食性が向上すると考えられる。さらに、金属錯体が金属キレート化合物である場合には、当該金属キレート化合物が絶縁膜中のSi−O系酸化物と反応することで、絶縁膜13の密度を向上させることができると考えられる。そして、絶縁膜13の絶縁性を向上させ、耐食性をより向上させることができると考えられる。さらに、配位子がアセチルアセトナートである場合には、上記の効果がさらに大きくなると考えられる。
Further, when the metal element contained in the insulating
本実施形態に係る圧粉磁心1の製造方法を以下に示すが、圧粉磁心1の製造方法は下記の方法に限定されない。
The manufacturing method of the
まず、金属磁性粒子11を作製する。金属磁性粒子11の作製方法には特に制限はないが、例えばガスアトマイズ法,水アトマイズ法などが挙げられる。金属粒子の粒子径および円形度には特に制限はないが、粒子径の中央値(D50)は1μm〜100μmであることが、透磁率が高くなるため好ましい。
First, the metal
次に、金属磁性粒子11にSi−O系酸化物および金属元素を含む絶縁膜13を形成するためのコーティングを行った。コーティング方法には特に制限はないが、例えばアルコキシシラン溶液を金属磁性粒子11へ塗布する方法が例示される。アルコキシシラン溶液を金属磁性粒子11へ塗布する方法には特に制限はなく、例えば噴霧拡散による方法が挙げられる。アルコキシシランの種類には特に制限はなく、トリメトキシシランなどが用いられる。金属元素を添加する態様に特に制限はなく、例えば予め金属元素をキレート化させて添加すればよい。
Next, the metal
また、コーティング溶液におけるアルコキシシランの濃度、金属元素の濃度、および溶媒にも特に制限はない。アルコキシシランの濃度は50〜99重量%であることが好ましい。金属元素の濃度は1〜30重量%であることが好ましい。また、アルコキシシラン溶液の溶媒にも特に制限はない。例えば水,エタノールなどが挙げられる。 Further, the concentration of alkoxysilane in the coating solution, the concentration of the metal element, and the solvent are not particularly limited. The concentration of alkoxysilane is preferably 50 to 99% by weight. The concentration of the metal element is preferably 1 to 30% by weight. Further, the solvent of the alkoxysilane solution is not particularly limited. For example, water, ethanol and the like can be mentioned.
また、噴霧拡散時において、金属磁性粒子11全量に対するアルコキシシランの割合は0.1〜2.0重量%であることが好ましい。金属元素の割合は0.001〜0.03重量%であることが好ましい。また、アルコキシシランが多いほど絶縁膜13の膜厚が厚くなる傾向にある。
Further, at the time of spray diffusion, the ratio of alkoxysilane to the total amount of the metal
噴霧拡散の条件には特に制限はないが、50〜80℃で熱処理を行いながら噴霧拡散を行うことが、絶縁膜13を形成するゾルゲル反応が促進されるため好ましい。
The conditions for spray diffusion are not particularly limited, but it is preferable to perform spray diffusion while performing heat treatment at 50 to 80 ° C. because the sol-gel reaction for forming the insulating
コーティング溶液を噴霧拡散した後の金属磁性粒子11を乾燥させて溶媒を除去した後に、40〜60℃で3〜20時間加熱することにより、ゾルゲル反応が進行してSi−O系の酸化物および金属元素を含む絶縁膜13を形成する。このときの加熱温度が高く加熱時間が長いほど絶縁膜13の密度が高くなる傾向にある。また、金属磁性粒子11を加熱する前に、金属磁性粒子をメッシュの篩に通して整粒してもよい。
After spraying and diffusing the coating solution, the metal
次に、樹脂溶液を作製する。樹脂溶液には、上記したエポキシ樹脂および/またはイミド樹脂の他、硬化剤を添加してもよい。硬化剤の種類には特に制限はなく、例えばエピクロルヒドリンなどが挙げられる。また、樹脂溶液の溶媒についても特に制限はないが、揮発性の溶媒であることが好ましい。例えば、アセトン,エタノール等を用いることができる。また、樹脂溶液全体を100重量%とした場合における樹脂および硬化剤の合計濃度は0.01〜0.1重量%とすることが好ましい。 Next, a resin solution is prepared. In addition to the above-mentioned epoxy resin and / or imide resin, a curing agent may be added to the resin solution. The type of curing agent is not particularly limited, and examples thereof include epichlorohydrin. The solvent of the resin solution is also not particularly limited, but is preferably a volatile solvent. For example, acetone, ethanol and the like can be used. Further, when the total concentration of the resin solution is 100% by weight, the total concentration of the resin and the curing agent is preferably 0.01 to 0.1% by weight.
次に、絶縁膜13を形成した金属磁性粒子11および樹脂溶液を混合する。そして、樹脂溶液の溶媒を揮発させて顆粒を得る。得られた顆粒はそのまま金型に充填してもよいが、整粒してから金型に充填してもよい。整粒する場合の整粒方法には特に制限はなく、例えば、目開き45〜500μmのメッシュを用いてもよい。
Next, the metal
次に得られた顆粒を所定の形状の金型に充填し、加圧して圧粉体を得る。加圧時の圧力には特に制限はなく、例えば600〜1500MPaとすることができる。 Next, the obtained granules are filled in a mold having a predetermined shape and pressed to obtain a green compact. The pressure at the time of pressurization is not particularly limited and may be, for example, 600 to 1500 MPa.
作製した圧粉体に対し、熱硬化処理を行うことで、圧粉磁心が得られる。熱硬化処理の条件に特に制限はなく、例えば150〜220℃で1〜10時間、熱処理を行う。また、熱処理時の雰囲気にも特に制限はなく、大気中で熱処理をしてもよい。 A powder magnetic core can be obtained by subjecting the produced green compact to a thermosetting treatment. The conditions of the thermosetting treatment are not particularly limited, and heat treatment is performed at 150 to 220 ° C. for 1 to 10 hours, for example. Further, the atmosphere at the time of heat treatment is not particularly limited, and the heat treatment may be performed in the atmosphere.
以上、本実施形態に係る圧粉磁心およびその製造方法について説明したが、本発明の圧粉磁心およびその製造方法は上記の実施形態に限定されない。なお、本発明の圧粉磁心は軟磁性圧粉磁心であってもよい。 Although the dust core and the method for producing the powder magnetic core according to the present embodiment have been described above, the powder magnetic core of the present invention and the method for producing the same are not limited to the above-described embodiment. The dust core of the present invention may be a soft magnetic dust core.
また、本発明の圧粉磁心の用途にも特に制限はない。例えば、インダクタ、リアクトル、チョークコイル、トランス等のコイル部品が挙げられる。 Further, there is no particular limitation on the use of the dust core of the present invention. For example, coil components such as inductors, reactors, choke coils, and transformers can be mentioned.
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on more detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
金属磁性粒子として、重量比でSi/Fe=4.5/95.5であり、FeとSiとの合計量が99重量%であるFe−Si系合金粒子をガスアトマイズ法で作製した。なお、当該Fe−Si系合金粒子の粒子径の中央値(D50)は30μmであった。
(Example 1)
As the metallic magnetic particles, Fe—Si alloy particles having a weight ratio of Si / Fe = 4.5 / 95.5 and a total amount of Fe and Si of 99% by weight were produced by a gas atomization method. The median particle size (D50) of the Fe—Si alloy particles was 30 μm.
次に、前記金属磁性粒子の表面に絶縁膜を形成するためのコーティング溶液を作製した。コーティング溶液は前記金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.03重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合して作製した。 Next, a coating solution for forming an insulating film on the surface of the metal magnetic particles was prepared. The coating solution was 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.03% by weight of zirconium acetylacetonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of the metal magnetic particles. It was prepared by mixing pure water of.
前記金属磁性粒子および前記コーティング溶液を混合し、噴霧撹拌しながら熱処理を行った。熱処理温度は75℃、熱処理時間は5時間とした。さらに、熱処理後に乾燥することで表面に絶縁膜を有する金属磁性粒子を得た。 The metal magnetic particles and the coating solution were mixed and heat-treated while stirring with a spray. The heat treatment temperature was 75 ° C. and the heat treatment time was 5 hours. Further, the metal magnetic particles having an insulating film on the surface were obtained by drying after the heat treatment.
得られた金属磁性粒子を140メッシュの篩に通した後に熱処理を行った。熱処理温度は180℃、熱処理時間は1時間とした。 The obtained metallic magnetic particles were passed through a 140-mesh sieve and then heat-treated. The heat treatment temperature was 180 ° C. and the heat treatment time was 1 hour.
次に、エポキシ樹脂、硬化剤、イミド樹脂およびアセトンを混合して樹脂溶液を作製した。エポキシ樹脂としてはクレゾールノボラックを用いた。硬化剤としてはエピクロルヒドリンを用いた。イミド樹脂としてはビスマレイミドを用いた。エポキシ樹脂、硬化剤およびイミド樹脂の重量比が96:3:1であり、樹脂溶液全体を100重量%としてエポキシ樹脂、硬化剤およびイミド樹脂の合計が4重量%となるように各成分を混合した。 Next, an epoxy resin, a curing agent, an imide resin and acetone were mixed to prepare a resin solution. Cresol novolac was used as the epoxy resin. Epichlorohydrin was used as the curing agent. Bismaleimide was used as the imide resin. Each component is mixed so that the weight ratio of the epoxy resin, the curing agent and the imide resin is 96: 3: 1 and the total of the epoxy resin, the curing agent and the imide resin is 4% by weight with the entire resin solution as 100% by weight. did.
上記の金属磁性粒子全量100重量%に対し、上記の樹脂溶液を4重量%添加し、混合した。次に乾燥させてアセトンを揮発させて顆粒を得た。次に、顆粒を42メッシュの篩に通して整粒した。得られた顆粒を50℃のホットプレート上で0.5時間、乾燥させて造粒粉を作製した。 4% by weight of the above resin solution was added to 100% by weight of the total amount of the above metal magnetic particles and mixed. It was then dried to volatilize acetone to give granules. Next, the granules were passed through a 42-mesh sieve and sized. The obtained granules were dried on a hot plate at 50 ° C. for 0.5 hours to prepare a granulated powder.
造粒粉100重量%に対してステアリン酸亜鉛を0.1重量%添加し、金型成形を行った。成形圧を589MPaとして、外径17.5mm、内径10.0mm、厚さ4.0mmのトロイダルコアを作製した。同様にして10mm×10mm×3mmの直方体コアを作製した。 Zinc stearate was added in an amount of 0.1% by weight based on 100% by weight of the granulated powder, and mold molding was performed. A toroidal core having an outer diameter of 17.5 mm, an inner diameter of 10.0 mm, and a thickness of 4.0 mm was produced with a molding pressure of 589 MPa. In the same manner, a rectangular parallelepiped core having a size of 10 mm × 10 mm × 3 mm was produced.
得られたトロイダルコアおよび直方体コアに対して180℃で3時間、熱処理を行うことで熱硬化処理を行い、トロイダル圧粉磁心および直方体圧粉磁心を得た。最終的に得られる圧粉磁心全体を100重量%として、金属磁性粒子が98重量%程度となるようにした。以下、高温試験および錆試験では直方体圧粉磁心を用いた。高温試験および錆試験以外の試験ではトロイダル圧粉磁心を用いた。 The obtained toroidal core and rectangular parallelepiped core were heat-treated at 180 ° C. for 3 hours to perform a thermosetting treatment to obtain toroidal dust cores and rectangular parallelepiped dust cores. The total amount of the powder magnetic core finally obtained was 100% by weight, and the amount of metal magnetic particles was about 98% by weight. Hereinafter, a rectangular parallelepiped powder magnetic core was used in the high temperature test and the rust test. A toroidal dust core was used in tests other than the high temperature test and the rust test.
TEM−EDS観察によって、金属磁性粒子を被覆している絶縁膜が存在していることを確認した。さらに、ICPによって絶縁膜に含まれる金属元素の重量含有率を定量した。 By TEM-EDS observation, it was confirmed that an insulating film covering the metal magnetic particles was present. Furthermore, the weight content of the metal element contained in the insulating film was quantified by ICP.
絶縁膜の膜厚はTEM観察によって計測した。金属磁性粒子の表面に測定点を設定した。そして、当該測定点から絶縁膜の方向に垂線を引き、当該垂線のうち絶縁膜にある部分の長さを当該測定点における絶縁膜の厚みとした。測定点を10点設定して各測定点について絶縁膜の厚みを測定した。そして、測定した絶縁膜の厚みの平均を当該金属磁性粒子における絶縁膜の厚みとした。 The film thickness of the insulating film was measured by TEM observation. A measurement point was set on the surface of the metal magnetic particles. Then, a perpendicular line was drawn from the measurement point in the direction of the insulating film, and the length of the portion of the perpendicular line in the insulating film was defined as the thickness of the insulating film at the measurement point. Ten measurement points were set, and the thickness of the insulating film was measured at each measurement point. Then, the average of the measured thicknesses of the insulating films was taken as the thickness of the insulating film in the metal magnetic particles.
高温試験は、前記直方体圧粉磁心を150℃の恒温槽に1000時間、放置することにより行った。 The high temperature test was carried out by leaving the rectangular parallelepiped powder magnetic core in a constant temperature bath at 150 ° C. for 1000 hours.
錆試験は、まず、プラスチック容器に5%食塩水を100mL入れ、食塩水に高温試験後の直方体圧粉磁心を浸漬させた。次に、50℃の恒温槽に前記プラスチック容器を入れて5時間、放置した。次に、食塩水から直方体圧粉磁心を取りだし、常温で乾燥させた。そして、直方体圧粉磁心の表面を顕微鏡(倍率150倍、測定範囲4mm×10mm)で観察し、錆の面積を目視にて測定した。錆の面積が測定範囲全体の10%以下である場合を良好とした。 In the rust test, first, 100 mL of 5% saline solution was placed in a plastic container, and the rectangular parallelepiped powder magnetic core after the high temperature test was immersed in the saline solution. Next, the plastic container was placed in a constant temperature bath at 50 ° C. and left for 5 hours. Next, the rectangular parallelepiped powder magnetic core was taken out from the saline solution and dried at room temperature. Then, the surface of the rectangular parallelepiped powder magnetic core was observed with a microscope (magnification 150 times, measurement range 4 mm × 10 mm), and the area of rust was visually measured. The case where the area of rust was 10% or less of the entire measurement range was regarded as good.
下表では高温試験後の錆試験の結果が良好である試料を○とし、錆試験の結果が良好でない試料を×とした。 In the table below, the sample with a good rust test result after the high temperature test was marked with ◯, and the sample with a poor rust test result was marked with x.
初透磁率μiは、トロイダル圧粉磁心にワイヤを巻数50ターンで巻きつけ、LCRメーター(HP社LCR428A)により測定した。圧粉磁心の密度は得られた圧粉磁心の寸法および重量から算出した。初透磁率μiは15以上を良好とした。圧粉磁心の密度は5.500g/cm3以上を良好とした。 The initial magnetic permeability μi was measured by winding a wire around a toroidal dust core with a number of turns of 50 turns and using an LCR meter (HP LCR428A). The density of the dust core was calculated from the dimensions and weight of the obtained powder core. The initial magnetic permeability μi was set to 15 or more. The density of the dust core was set to 5.500 g / cm 3 or more.
(実施例2)
実施例2は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.05重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 2)
In Example 2, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.05% by weight of zirconium acetylacetonate, and 1.0% by weight of total amount of metal magnetic particles were obtained. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing% pure water.
(実施例3)
実施例3は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.50重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 3)
In Example 3, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.50% by weight of zirconium acetylacetonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of magnetic metal particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing% pure water.
(実施例4)
実施例4は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.07重量%のアルミニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 4)
Example 4 shows 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.07% by weight of aluminum acetylacetonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of magnetic metal particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing% pure water.
(実施例5)
実施例5は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.03重量%のバリウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 5)
Example 5 shows 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.03% by weight of barium acetylacetonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of metal magnetic particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing% pure water.
(比較例1)
比較例1は、金属磁性粒子全量100重量%に対して1.0重量%のエタノールおよび0.1重量%のリン酸を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 is the same as that of Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing 1.0% by weight of ethanol and 0.1% by weight of phosphoric acid with respect to 100% by weight of the total amount of metal magnetic particles. It was carried out under the conditions of.
(比較例2)
比較例2は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.01重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 shows 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.01% by weight of zirconium acetylacetonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of magnetic metal particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing% pure water.
(比較例3)
比較例3は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、1.00重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 shows 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 1.00% by weight of zirconium acetylacetonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of magnetic metal particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing% pure water.
(比較例4)
比較例4は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、0.03重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 4 is a coating solution in which 4.0% by weight of ethanol, 0.03% by weight of zirconium acetylacetonate, and 1.0% by weight of pure water are mixed with respect to 100% by weight of the total amount of metal magnetic particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the above was prepared.
(比較例5)
比較例5は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Comparative Example 5)
In Comparative Example 5, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, and 1.0% by weight of pure water were mixed with respect to 100% by weight of the total amount of the magnetic magnetic particles to prepare a coating solution. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that it was prepared.
(実施例6)
実施例6は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.03重量%のジルコニウムアセチルアセトナート、0.07重量%のアルミニウムアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 6)
In Example 6, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.03% by weight of zirconium acetylacetonate, and 0.07% by weight based on 100% by weight of the total amount of metal magnetic particles. The procedure was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing aluminum acetylacetonate and 1.0% by weight of pure water.
(実施例7)
実施例7は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.07重量%のアルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 7)
In Example 7, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, and 0.07% by weight of aluminum monoacetylacetonate bis (ethylacetoacetate) based on 100% by weight of the total amount of metal magnetic particles. And, except that a coating solution was prepared by mixing 1.0% by weight of pure water, the procedure was carried out under the same conditions as in Example 1.
(実施例8)
実施例8は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.07重量%のジルコニウムトリフルオロアセチルアセトナート、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(実施例9)
実施例9は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、1.06重量%の炭酸ジルコニウムアンモニウム、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(実施例10)
実施例10は、金属磁性粒子全量100重量%に対して4.0重量%のエタノール、1.22重量%のトリメトキシシラン、0.05重量%のテトラn−ブトキシドジルコニウム、および、1.0重量%の純水を混合してコーティング溶液を作製した点を除いて、実施例1と同一の条件で実施した。
(Example 8)
In Example 8, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.07% by weight of zirconium trifluoroacetylacetonate, and 1. The procedure was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing 0% by weight of pure water.
(Example 9)
In Example 9, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 1.06% by weight of zirconium ammonium carbonate, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of metal magnetic particles. It was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing pure water of.
(Example 10)
In Example 10, 4.0% by weight of ethanol, 1.22% by weight of trimethoxysilane, 0.05% by weight of tetran-butoxide zirconium, and 1.0% by weight based on 100% by weight of the total amount of magnetic metal particles. The procedure was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a coating solution was prepared by mixing wt% pure water.
上記各実施例および比較例の試験結果を下表1に示す。 The test results of each of the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.
表1より、絶縁膜がSi−O系酸化物および金属元素を含み、金属元素の含有量が所定の範囲内である実施例は高温試験後の耐食性および初透磁率μiが優れていた。これに対し、絶縁膜がSi−O系酸化物も金属元素も含まない比較例1および4は耐食性が著しく低かった。また、Si−O系酸化物および金属元素を含むが金属元素の含有量が少なすぎる比較例2、および、Si−O系酸化物は含むが金属元素を含まない比較例5は高温試験により耐食性が著しく低下した。また、Si−O系酸化物および金属元素を含むが金属元素の含有量が多すぎる比較例3は圧粉磁心の密度が低下し、初透磁率μiが低下した。 From Table 1, the examples in which the insulating film contained a Si—O oxide and a metal element and the content of the metal element was within a predetermined range were excellent in corrosion resistance and initial magnetic permeability μi after the high temperature test. On the other hand, the corrosion resistance of Comparative Examples 1 and 4 in which the insulating film contained neither Si—O oxide nor metal element was remarkably low. Further, Comparative Example 2 containing Si—O oxide and metal element but containing too little metal element and Comparative Example 5 containing Si—O oxide but not containing metal element have corrosion resistance by high temperature test. Has decreased significantly. Further, in Comparative Example 3 containing Si—O oxide and metal element but having too much metal element content, the density of the dust core decreased and the initial magnetic permeability μi decreased.
1・・・圧粉磁心
11・・・金属磁性粒子
11a・・・金属磁性粒子の表面
12・・・樹脂
13・・・絶縁膜
1 ... Powder
Claims (5)
前記金属磁性粒子の表面には、前記金属磁性粒子を被覆している絶縁膜が接触し、
前記絶縁膜はSi−O系酸化物および金属元素を含み、
前記絶縁膜が前記金属元素を中心金属とする金属錯体を含み、
前記金属錯体が金属キレート化合物であり、
前記金属磁性粒子全量に対する前記金属元素の重量含有率が、30ppm以上1000ppm以下であることを特徴とする圧粉磁心。 A dust core containing metallic magnetic particles and resin.
The insulating film covering the metal magnetic particles comes into contact with the surface of the metal magnetic particles.
The insulating film contains Si—O oxides and metal elements, and contains
The insulating film contains a metal complex having the metal element as a central metal.
The metal complex is a metal chelate compound.
A dust core characterized in that the weight content of the metal element with respect to the total amount of the metal magnetic particles is 30 ppm or more and 1000 ppm or less.
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