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WO2020137542A1 - 焼結体およびその製造方法 - Google Patents

焼結体およびその製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2020137542A1
WO2020137542A1 PCT/JP2019/048434 JP2019048434W WO2020137542A1 WO 2020137542 A1 WO2020137542 A1 WO 2020137542A1 JP 2019048434 W JP2019048434 W JP 2019048434W WO 2020137542 A1 WO2020137542 A1 WO 2020137542A1
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WO
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particles
sintered body
metal
ferrite
metal magnetic
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/048434
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English (en)
French (fr)
Inventor
英悟 小林
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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Priority to JP2020563041A priority patent/JP7338644B2/ja
Publication of WO2020137542A1 publication Critical patent/WO2020137542A1/ja
Priority to US17/352,990 priority patent/US11942267B2/en

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Definitions

  • the present invention relates to a sintered body, more specifically to a sintered body containing a metal magnetic body and a method for manufacturing the same.
  • _Sintered bodies including metal magnetic bodies are used in various electromagnetic devices/devices as sintered magnetic parts molded into a predetermined shape.
  • a dust core is used in, for example, a power inductor used around a power supply circuit.
  • the dust core is manufactured by molding particles formed by coating metal magnetic particles with an insulating material such as resin.
  • a metal magnetic material has a higher saturation magnetic flux density than an oxide magnetic material such as ferrite, and therefore has excellent DC superposition characteristics.
  • the metallic magnetic material has a low specific resistance and has a characteristic that eddy current loss becomes large especially in a high frequency region. Therefore, in the dust core, the surface of the metal magnetic particles is covered with an insulating material such as resin to suppress an increase in eddy current loss.
  • the insulating material used in the above-mentioned conventional dust core is a non-magnetic material such as resin, and this works as a non-magnetic gap, which causes a drawback that the magnetic permeability of the whole dust core is lowered.
  • ferrite which is a ferromagnetic material
  • ferrite may react with the metal magnetic substance, and as a result, the metal magnetic substance may be oxidized to form a non-magnetic oxide layer, while ferrite may be reduced to lower the specific resistance.
  • Patent Document 1 a coating layer made of an oxide or carbonate of an element such as Li, Ca, or Al is formed on the surface of the magnetic metal powder to form a composite powder.
  • a method to obtain a sintered body containing a metal magnetic material by placing a ferrite material around the composite powder, pressing it into a molded body of a predetermined shape, and then subjecting this to heat treatment to form a sintered body.
  • the coating layer is made of a material having a low reactivity with respect to the metal magnetic material and a high reactivity with the ferrite.
  • the coating layer reacts with the ferrite while suppressing the reaction between the metal magnetic powder and the ferrite, and the original ferrite It is said that it is possible to obtain a sintered body in which a ferrite layer having a composition different from that of the material is formed, and the magnetic body of the ferrite layer is present independently of the continuous body of the ferrite layer.
  • the sintered body obtained by the manufacturing method described in Patent Document 1 has a drawback that the direct current superposition characteristic is low. This is because such a sintered body is composed of magnetic metal powder and a ferrite layer and does not contain a non-magnetic body, and is described in more detail below.
  • the metal magnetic powder (that is, the metal magnetic particles) 61 has the ferrite layer (that is, the ferrite phase) 63. Consists of existing in a continuum.
  • a DC magnetic field is applied to the sintered body 70 having such a configuration, a magnetic field larger than the external magnetic field is generated in the ferrite layer 63 as shown in FIG. 7B (see FIG. 7B). Shows a magnetic field distribution when an external magnetic field of 4 kA/m is applied.
  • the magnetic field generated in the metal magnetic powder 61 is equal to or less than the external magnetic field, but the magnetic field generated in the ferrite layer 63 is larger than the external magnetic field.
  • a magnetic field of about 50 kA/m is generated in the ferrite layer 63. This is because the magnetic susceptibility of the metal magnetic powder is large, and a magnetic field in the same direction as the external magnetic field is generated in the ferrite layer by the magnetization of the metal magnetic powder.
  • the ferrite layer is exposed to a magnetic field larger than the external magnetic field, and since it is originally a material having a low saturation magnetic flux density, it is magnetically saturated at a magnetic field lower than that of the metal magnetic powder.
  • the ferrite layer is magnetically saturated in a low magnetic field to reduce the magnetic permeability, and therefore the magnetic permeability of the sintered body as a whole also decreases in the low magnetic field. As a result, the direct current superposition characteristic of the sintered body is lowered.
  • An object of the present invention is to provide a sintered body containing a metal magnetic material, which can reduce deterioration of electric characteristics due to an external force load and can obtain excellent DC superposition characteristics. Especially. A further object of the present invention is to provide a method for producing such a sintered body.
  • a sintered body containing a metal magnetic body, A plurality of coated particles in which the metal magnetic particles are coated with a resin layer, A plurality of ferrite particles, A sintered body is provided that includes the plurality of coated particles and an amorphous phase existing between the plurality of ferrite particles.
  • the amorphous phase may contain the same metal element as the metal element contained in the ferrite particles.
  • the average particle size of the ferrite particles may be smaller than the average particle size of the metal magnetic particles.
  • the resin layer comprises at least one selected from the group consisting of polyimide, polyamide, polyamideimide, polyethylene terephthalate, polyetherimide, polytetrafluoroethylene, epoxy resin and silicone resin. May be included.
  • the magnetic metal particles are Fe, Fe—Si based, Fe—Ni based, Fe—Ni—Mo based, Fe—Si—Al based, Fe—Si—Cr based, Fe. It may include at least one selected from the group consisting of a system amorphous metal and a Fe nanocrystalline metal magnetic material.
  • the ferrite particles are Ni-Zn based, Ni-Zn-Cu based, Ni-based, Co-based, Co-Zn-based, Mn-Zn-based, Mg-Zn-based, Mg-Zn-based. It may include at least one selected from the group consisting of a Cu-based spinel ferrite and a magnetoplumbite-type hexagonal Ba ferrite.
  • the resin layer may have an average thickness of 100 nm or less.
  • a method of manufacturing a sintered body containing a metal magnetic body A mixture containing a plurality of coated particles in which metal magnetic particles are coated with a resin layer, a plurality of ferrite particles, and a metal acetylacetonate, under pressure, above the melting point of the metal acetylacetonate and below 350°C.
  • a method for producing a sintered body which comprises heating at the temperature of.
  • the mixture may be heated in the presence of fluid.
  • the fluid may be mixed with the mixture.
  • the metal acetylacetonate may contain the same metal element as the metal element contained in the ferrite particles.
  • the average particle size of the ferrite particles may be smaller than the average particle size of the metal magnetic particles.
  • the resin layer comprises at least one selected from the group consisting of polyimide, polyamide, polyamideimide, polyethylene terephthalate, polyetherimide, polytetrafluoroethylene, epoxy resin and silicone resin. May be included.
  • the magnetic metal particles are Fe, Fe—Si based, Fe—Ni based, Fe—Ni—Mo based, Fe—Si—Al based, Fe—Si—Cr based, Fe. It may include at least one selected from the group consisting of a system amorphous metal and a Fe nanocrystalline metal magnetic material.
  • the ferrite particles are Ni-Zn based, Ni-Zn-Cu based, Ni-based, Co-based, Co-Zn-based, Mn-Zn-based, Mg-Zn-based, Mg-Zn-based. It may include at least one selected from the group consisting of a Cu-based spinel ferrite and a magnetoplumbite-type hexagonal Ba ferrite.
  • the resin layer may have an average thickness of 100 nm or less.
  • a sintered body including a metal magnetic body which can reduce deterioration of electric characteristics due to an external force load and can obtain excellent DC superposition characteristics. Furthermore, according to the present invention, a method for producing such a sintered body is also provided.
  • FIG. 1 is a partial schematic view showing a structure of a sintered body according to one embodiment of the present invention and Examples 1 to 3.
  • FIG. 2 is a partial schematic view showing the structure of the sintered body in Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a partial schematic view showing the structure of the sintered body in Comparative Example 2.
  • FIG. 4 is a partial schematic view showing the structure of the sintered body in Comparative Example 3.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between ⁇ ′ and Hsat of the sintered bodies in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between ⁇ ′ of the sintered bodies and the filling rate of the metal magnetic particles in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2.
  • (A) is a partial schematic diagram showing the structure of a sintered body obtained by the manufacturing method described in Patent Document 1
  • (b) is a diagram corresponding to (a), external magnetic field 4kA / It is a figure which shows the magnetic field distribution obtained by the simulation when m is applied.
  • the sintered body 10 including the metal magnetic body according to the present embodiment is A plurality of coated particles (or resin-coated metal magnetic particles) 5 in which the metal magnetic particles 1 are coated with the resin layer 3, A plurality of ferrite particles 7, It includes the plurality of coated particles 5 and the amorphous phase 9 existing between the plurality of ferrite particles 7.
  • the metal magnetic particles 1 may be composed of a metal magnetic material.
  • the metal magnetic body is a magnetic body made of one kind or two or more kinds of metals or alloys.
  • the metal magnetic material that can be used in the present embodiment is not particularly limited, but is, for example, Fe, Fe—Si system, Fe—Ni system, Fe—Ni—Mo system, Fe—Si—Al system, Fe—Si—Cr system. , Fe-based amorphous metal and Fe nanocrystalline metal magnetic material may be included.
  • the Fe—Si based metal magnetic material is preferable because it has a high saturation magnetic flux density and can improve the DC superposition characteristics of the sintered body 10.
  • the metal magnetic body is an alloy, the content ratio of each metal element can be appropriately selected according to desired electrical characteristics.
  • the Fe—Si based metal magnetic body may contain 0.1 to 8.0 mass% of Si, and the balance may be Fe.
  • the Fe—Ni based metal magnetic body may contain 36 to 90 mass% of Ni, and the balance may be Fe.
  • the Fe-Ni-Mo based metal magnetic material may contain 36 to 90% by mass of Ni, 0.1 to 10% by mass of Mo, and the balance being Fe.
  • the Fe-Si-Al-based metal magnetic material may contain 0.1 to 10 mass% of Si, 0.1 to 12 mass% of Al, and the balance being Fe.
  • the Fe-Si-Cr based metal magnetic material may contain 0.1 to 8.0 mass% of Si, 0.1 to 20 mass% of Cr, and the balance being Fe.
  • the Fe-based amorphous metal is an amorphous metal made of Fe or Fe-based metal (for example, Fe-Si-B).
  • the Fe nanocrystal is a metal made of Fe and having an amorphous main phase and a mixture of nanocrystals having an average particle diameter of 5 nm or more and 25 nm or less.
  • the average particle size of the magnetic metal particles 1 may be, for example, 0.01 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and particularly may be 0.02 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. Since the average particle diameter of the metal magnetic particles 1 is in the range of 0.01 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, in the production method described later in the present embodiment, the liquid medium and/or the fluid (preferably, the metal acetylacetonate) derived from the metal acetylacetonate is used. The solvent) makes it easier for the metal magnetic particles to be carried into the gaps between the other metal magnetic particles, and the density of the resulting sintered body can be effectively increased.
  • the average particle size is a particle size (D50) at a point where the cumulative value is 50% in a cumulative curve in which the particle size distribution is obtained on a volume basis and the total volume is 100%.
  • the average particle diameter can be measured using a laser diffraction/scattering particle diameter/particle size distribution measuring device or an electron scanning microscope.
  • the metal magnetic particles 1 may be a mixture of two or more kinds of metal magnetic particles having different metal magnetic compositions and/or average particle diameters.
  • the resin layer 3 may be made of a resin material.
  • the resin material that can be used in the present embodiment is not particularly limited as long as it does not have conductivity, but is, for example, polyimide, polyamide, polyamide imide, polyethylene terephthalate, polyether imide, polytetrafluoroethylene, epoxy resin and silicone resin. It may include at least one selected from the group consisting of Of these, polyimide is preferable because it has high insulation properties, is excellent in heat resistance and strength, and can improve the specific resistance, heat resistance and strength of the sintered body 10.
  • the resin layer 3 may be one layer, but may have a multilayer structure of two or more layers made of resin materials having different compositions.
  • the thickness of the resin layer 3 is not particularly limited as long as it can prevent conduction between the metal magnetic particles 1 and preferably insulate them.
  • the average thickness of the resin layer 3 may be, for example, 200 nm or less, preferably 100 nm or less, and the lower limit is not particularly limited, but may be 10 nm or more, for example.
  • the average thickness of the resin layer 3 is 200 nm or less, eddy current loss is reduced and excellent DC superposition characteristics can be obtained without substantially reducing the magnetic permeability of the entire sintered body 10.
  • the conventional general sintered body is composed of the metal magnetic particles and the resin phase even if the filling rate of the metal magnetic particles 1 is high.
  • the magnetic permeability can be significantly improved as compared with (for example, Comparative Example 2).
  • the resin layer 3 preferably covers the entire surface of the magnetic metal particles 1, but does not necessarily have to cover the entire surface.
  • the metal magnetic particles 1 may partially be exposed from the resin layer 3, for example, less than 50% of the entire surface, more specifically less than 10%.
  • the average thickness of the resin layer is the thickness of the resin layer at 10 points or more on one surface of one magnetic metal particle, which are substantially evenly spaced from each other, in a scanning electron microscope (SEM) observation image of the cross section of the sintered body. The thickness is measured, the average value thereof is calculated, and similarly, the average value calculated for a total of 5 or more metal magnetic particles 1 is averaged.
  • SEM scanning electron microscope
  • the average particle size of the coated particles 5 can be understood as the sum of the average particle size of the metal magnetic particles 1 and the average thickness of the resin layer 3, but may be measured from the coated particles used as a raw material.
  • the average particle diameter of the coated particles 5 may be, for example, 0.02 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, and particularly 0.11 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the ferrite particles 7 may be composed of ferrite.
  • Ferrite is a magnetic substance containing iron oxide, preferably a ferromagnetic substance.
  • the ferrite that can be used in the present embodiment is not particularly limited, but for example, Ni—Zn based, Ni—Zn—Cu based, Ni based, Co based, Co—Zn based, Mn—Zn based, Mg—Zn based, Mg. It may include at least one selected from the group consisting of —Zn—Cu-based spinel ferrite and magnetoplumbite-type hexagonal Ba ferrite.
  • ferrite containing Ni and Zn for example, N—Zn series, Ni—Zn—Cu series
  • Ni series, Co series, Co—Zn series, Mg—Zn series, and Mg—Zn—Cu series ferrite are high in price. It is preferable because it has a specific resistance and can reduce the eddy current loss of the sintered body 10.
  • Spinel type ferrite is a magnetic material containing iron oxide having a spinel type structure, and is represented by the composition formula AFe 2 O 4 and the composition formula A 1 X A 2 1-X Fe a O 4 ⁇ .
  • Each of A and A 1 to A 5 may be any metal such as Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Li, Fe and Mg, and preferably Ni, Zn, Fe, Mn, Co or Li. Is.
  • the average particle size of the ferrite particles 7 is preferably smaller than the average particle size of the metal magnetic particles 1 (and thus necessarily smaller than the average particle size of the coating resin 5).
  • the average particle size of the ferrite particles 7 can be 50% or less, more specifically 0.1% or more and 30% or less of the average particle size of the metal magnetic particles 1.
  • the average particle diameter of the ferrite particles 7 may be, for example, 0.01 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and particularly may be 0.02 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the metal magnetic particles 1 is smaller than the average particle size of the metal magnetic particles 1, a liquid medium and/or a fluid (preferably a metal acetylacetonate-derived liquid) derived from the metal acetylacetonate can be used in the production method described later in the present embodiment.
  • the solvent makes it easier for the ferrite particles to be carried into the gaps between the metal magnetic particles, thereby increasing the magnetic permeability of the obtained sintered body.
  • the ferrite particles 7 may be a mixture of two or more kinds of ferrite particles having different ferrite compositions and/or average particle sizes.
  • the amorphous phase 9 exists between the coated particles 5 and the ferrite particles 7 and can firmly bond these particles.
  • the sintered body 10 of the present embodiment can contain these particles at a high density due to the amorphous phase 9, and particularly can contain the metal magnetic particles 1 at a high filling rate.
  • the filling rate of the metal magnetic particles is determined by performing image analysis on a scanning electron microscope (SEM) observation image of the cross section of the sintered body.
  • the sintered body 10 of the present embodiment has high strength and high density itself, but is relatively soft and plastically deformable even when an external force (for example, during molding) is applied.
  • the phase 9 can follow the movement of the coated particles 5 (for example, plastic deformation of the metal magnetic body). Therefore, it is possible to prevent the metallic magnetic particles 1 from approaching or coming into contact with each other due to the destruction of the resin layer 3, thereby increasing the specific resistance and reducing the eddy current loss, and preventing the deterioration of the electrical characteristics.
  • the present embodiment is not limited, since the iron loss in the high frequency region of 10 MHz or higher can be reduced by reducing the eddy current loss, the sintered body 10 of the present embodiment is used as a core material in a power inductor for high frequencies. It can be preferably used.
  • the metal magnetic particles 1 are covered with the resin layer 3, the eddy current loss is reduced and excellent DC superposition characteristics can be exhibited. Further, in the sintered body 10 of the present embodiment, since the resin layer 3 is introduced as a non-magnetic gap between the metal magnetic particles 1 and the ferrite particles 7, the DC magnetic field generated in the ferrite particles 7 is reduced, The direct current superposition characteristic can be improved.
  • the sintered body 10 of the present embodiment does not contain a resin other than the resin layer 3, and the ferrite particles 7 are the spaces except the coated particles 5 in which the metal magnetic particles 1 are coated with the resin layer 3 and the amorphous phase 9.
  • the occupied structure can be realized. Therefore, compared with the case where a conventional general sintered body is composed of metal magnetic particles and a resin phase (for example, Comparative Example 2), a high magnetic permeability can be obtained even when the filling rate of the metal magnetic particles 1 is low.
  • the filling rate of the metal magnetic particles 1 can be reduced, so that the distance between the metal magnetic particles 1 can be increased, and the increase of the specific resistance and the eddy current loss Can bring about a reduction.
  • the amorphous phase 9 contains the same metal element as the metal element contained in the ferrite particles 7. As a result, the amorphous phase 9 can exhibit electrical characteristics close to those of the ferrite particles 7. Further, even if mutual diffusion occurs between the ferrite particles 7 and the amorphous phase 9, it is possible to effectively prevent the electrical characteristics of the sintered body 10 from deteriorating.
  • the amorphous phase means a phase having substantially no crystallinity or a relatively low crystallinity, which is a crystal based on an electron diffraction image which is a method known to those skilled in the art. It can be distinguished from particles having a structure. Further, the elements (particularly metal elements) contained in the amorphous phase can be confirmed by using a scanning transmission electron microscope (STEM).
  • STEM scanning transmission electron microscope
  • the amorphous phase 9 does not substantially contain silicon oxide such as SiO 2 glass. Silicon oxide is not preferable because it causes a remarkable deterioration in electrical characteristics.
  • the content of silicon oxide in the amorphous phase 9 is, for example, 0.1% by mass or less, preferably 0.01% by mass or less, and more preferably substantially zero% by mass.
  • the “sintered body” refers to an object obtained by heating a raw material mixture containing metallic magnetic particles at a temperature lower than the melting point of the metallic magnetic material forming the particles.
  • the shape of the sintered body is not particularly limited, and may be a film shape, a bulk shape, or a molded body.
  • the above-mentioned sintered body 10 of the present embodiment can be manufactured by any appropriate method, and can be manufactured by, for example, the following method.
  • the coated particles 5 in which the metal magnetic particles 1 are coated with the resin layer 3 are prepared.
  • the method of coating the metal magnetic particles 1 with the resin layer 3 is not particularly limited.
  • the metal magnetic particles 1 are immersed in a resin precursor solution, the metal magnetic particles 1 coated with the resin precursor solution are pulled up from the body of the resin precursor solution, or separated by a magnet, and the resin is heated.
  • the precursor may be changed to resin to form the resin layer 3 covering the metal magnetic particles 1.
  • the ferrite particles 7 can be made by any suitable method.
  • ferrite particles 7 can be produced by pulverizing a mixture (calcined powder) obtained by calcining a mixture of raw material oxides so as to obtain a desired ferrite composition to a desired size.
  • the coated particles 5 and the ferrite are placed in a mold for molding or on any appropriate substrate (which may or may not be finally removed from the sintered body 10).
  • a mixture containing particles 7 and metal acetylacetonate (hereinafter, also referred to as “raw material mixture” in the present specification) is supplied, and heated under pressure at a temperature not lower than the melting point of the metal acetylacetonate and not higher than 350° C. By doing so, the sintered body 10 containing the metal magnetic material is obtained.
  • the mold or the substrate to which the raw material mixture is supplied is subjected to a treatment such as drying under heating or natural drying, if necessary, after that, using a means known to those skilled in the art such as a pressing machine, It can be heated under pressure at a temperature above the melting point of the metal acetylacetonate and below 350°C.
  • a metal acetylacetonate is a metal acetylacetonate salt, and more specifically, a bidentate acetylacetonate ion ((CH 3 COCHCOCH 3 ) ⁇ , hereinafter referred to by an abbreviation ( acac) -, which may be referred to as "), and a central metal.
  • the metal element contained in the metal acetylacetonate is preferably the same as the metal element contained in the ferrite particles 7.
  • the metal acetylacetonate one kind of metal acetylacetonate may be used, or two or more kinds of metal acetylacetonate may be used in combination.
  • two or more kinds of metal acetylacetonates may be used in combination according to the abundance ratio of these metal elements.
  • the ferrite particles 7 and the amorphous phase 9 containing the substance derived from the metal acetylacetonate have a composition containing the same kind of metal element, and the mutual diffusion between the ferrite particles and the amorphous phase occurs. Even if it occurs, it is possible to prevent the characteristics of the sintered body from deteriorating.
  • a raw material mixture is obtained by mixing the coated particles 5, the ferrite particles 7 and the metal acetylacetonate. Such mixing can be performed in an atmosphere of normal temperature and normal humidity under atmospheric pressure.
  • the metal acetylacetonate may be mixed in a proportion of, for example, 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 30% by mass or less, based on the total mass of the coated particles 5 and the ferrite particles 7. Is mixed at a ratio of 2% by mass or more and more preferably 10% by mass or less.
  • the metal acetylacetonate to be mixed may be in any state.
  • the raw material mixture may be obtained by mixing the coated particles 5, the ferrite particles 7, and the dry powdery solid metal acetylacetonate.
  • the coated particles 5, the ferrite particles 7, and the powdery metal acetylacetonate may be selected from the group consisting of water, acetylacetone, alcohols containing methanol and/or ethanol, or the like under atmospheric pressure, or
  • the raw material mixture is obtained by mixing using a general mixing method, which is carried out in two or more kinds of solvents or in one kind or two or more kinds of gases selected from the group consisting of air, nitrogen and the like.
  • the raw material mixture may be obtained by mixing the coated particles 5, the ferrite particles 7, the metal acetylacetonate and the solvent.
  • Any appropriate solvent may be used as the solvent, and may be, for example, one or a mixture of two or more selected from the group consisting of water, acetylacetone, alcohols including methanol and/or ethanol, and the like.
  • the solvent is not particularly limited as long as it is suitable for heating the raw material mixture under pressure, and is not particularly limited, but is, for example, 50% by mass or less with respect to the total mass of the coated particles 5 and the ferrite particles 7, Preferably, it can be mixed in a ratio of 30% by mass or less.
  • the metal acetylacetonate and the solvent may be used separately, or a liquid material in which the metal acetylacetonate is dispersed or dissolved in the solvent may be used. In the latter case, the liquid obtained by synthesizing the metal acetylacetonate may be used without separating the metal acetylacetonate. More specifically, metal acetylacetonate can be synthesized by mixing liquid acetylacetone and a metal compound (for example, metal hydroxide or chloride), and the liquid product after synthesis can be used as it is or as needed. A solvent can be added accordingly and used.
  • a metal compound for example, metal hydroxide or chloride
  • the raw material mixture may further include any appropriate material in addition to the coated particles 5, the ferrite particles 7, and the metal acetylacetonate to the extent that they do not adversely affect desired electrical characteristics. More specifically, the raw material mixture may further contain additives such as a pH adjuster, a sintering aid, and a pressure relief agent. These additives may be mixed in a ratio of, for example, 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass, based on the total mass of the coated particles 5 and the ferrite particles 7. They are mixed in the following proportions, more preferably in a proportion of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.
  • the metal acetylacetonate liquefies and can function as a liquid medium.
  • the heating is preferably performed in the presence of fluid.
  • the fluid is, for example, a liquid, preferably a liquid that can be used as a solvent, and more preferably water.
  • water is present when the raw material mixture is heated and pressurized, water is present at the interface between the coated particles 5 and the ferrite particles 7 contained in the raw material mixture. Thereby, the raw material mixture can be sintered at a lower temperature, and the strength of the sintered body can be effectively improved.
  • the state in which the mixture is in the presence of water does not need to be positively added to the mixture, and may be present even at a slight amount at the interface between the coated particles 5 and the ferrite particles 7. ..
  • the coated particles 5 and the ferrite particles 7 may absorb moisture at room temperature.
  • the positive addition of water may be performed by including (mixing) the raw material mixture, or may be performed by heating and pressurizing the raw material mixture in a steam atmosphere. In particular, when water is present by being mixed with the raw material mixture, the water can be effectively spread to the interface of each particle.
  • the amount thereof is not particularly limited, but may be, for example, 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, based on the total mass of the coated particles 5 and the ferrite particles 7. And typically 10% by mass.
  • water content in the raw material mixture is 20% by mass or less, water can be mixed in the raw material mixture, and deterioration of the moldability of the raw material mixture can be prevented more effectively.
  • the pressure applied to the raw material mixture may be, for example, 1 MPa or more and 5000 MPa or less, preferably 5 MPa or more and 1000 MPa or less, and more preferably 10 MPa or more and 500 MPa or less.
  • pressing of the raw material mixture means pressing force (or physical/mechanical force) to the raw material mixture (more specifically, a solid component contained in the raw material mixture), for example, by using a pressure molding machine. Pressure) is meant. Therefore, it should be noted that even when the raw material mixture is under pressure, the liquid component contained in the raw material mixture is exposed to the pressure of the ambient atmosphere (usually atmospheric pressure).
  • the heating temperature of the raw material mixture refers to the firing temperature, and may be a temperature not lower than the melting point of the metal acetylacetonate contained in the raw material mixture and not higher than 350°C. ..
  • the melting point refers to a temperature measured by a measuring method defined by JIS standard at room temperature and atmospheric pressure. Each melting point changes depending on various conditions such as pressure at the time of pressurization.
  • Table 1 The melting points of various metal acetylacetonates are shown in Table 1 below.
  • the “melting point of metal acetylacetonate” means the highest melting point of all the metal acetylacetonates.
  • the heating temperature of the raw material mixture depends on the materials of the metal magnetic particles 1, the resin layer 3 and the ferrite particles 7 used, and in particular on the resin of the resin layer 3, but is higher than the melting point of the metal acetylacetonate by 5° C. or higher and 350
  • the temperature may be not higher than 0°C, preferably not lower than 100°C and not higher than 320°C.
  • the resin layer 3 is present between the metal magnetic particles 1 and the ferrite particles 7, whereby the mutual reaction between the metal magnetic material and the ferrite can be suppressed.
  • the metal magnetic particles 1 contained in the obtained sintered body may be considered to be substantially the same as the metal magnetic particles 1 contained in the raw material mixture.
  • the time for heating and pressurizing the raw material mixture can be appropriately selected, but is preferably 10 minutes or more and 120 minutes or less.
  • This sintered body 10 of the present embodiment has a structure in which an amorphous phase 9 derived from metal acetylacetonate is present between the coated particles 5 and the ferrite particles 7.
  • the amorphous phase 9 contains a metal element derived from metal acetylacetonate. Further, the amorphous phase 9 may also include the metal element contained in the ferrite particles 7.
  • the raw material mixture is heated under pressure at a temperature not lower than the melting point of metal acetylacetonate and not higher than 350°C.
  • the heating temperature does not exceed 350° C.
  • thermal decomposition of the resin forming the resin layer 3 can be prevented.
  • the fluidity of the coated particles 5 and the ferrite particles 7 is increased by the liquid medium and/or the fluid (preferably the solvent) derived from the metal acetylacetonate, the ferromagnetic substance including the metal magnetic particles and the ferrite particles is increased.
  • a sintered body having a high filling rate of is obtained, and the magnetic permeability of the sintered body is improved.
  • the present invention is not limited to this embodiment.
  • Example 1 This example relates to the sintered body 30 of the embodiment described above with reference to FIG. 1.
  • metal magnetic particles were coated with a resin layer to prepare coated particles.
  • metal magnetic particles composed of Fe-6.5Si having an average particle size of 5 ⁇ m (“Fe-6.5Si” include 6.5% by mass of Si, and the balance is Fe).
  • Fe-6.5Si particles include 6.5% by mass of Si, and the balance is Fe.
  • Polyimide was used as the resin material forming the resin layer.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • This polyimide varnish and NMP were mixed at a mass ratio of 1:2 so that the total amount was 1.596 g to prepare a resin precursor solution.
  • a resin precursor solution estimated to be 1.6 g in Table 2
  • 5 g of the above Fe-6.5Si particles was added and mixed with stirring.
  • the obtained mixture was heated on a hot plate at 130° C. to evaporate and remove unnecessary liquid substances (mainly NMP) and dried.
  • stirring was constantly performed.
  • the dried mixture (granular material) was crushed in a mortar and heat-treated at 350° C. for 1 hour in an N 2 atmosphere (30 L/min) to cause a polyimidization reaction.
  • coated particles having a polyimide layer formed on the surface of Fe-6.5Si particles were obtained.
  • the ferrite calcined powder was pulverized in order to prepare the ferrite particles.
  • a Ni-Zn-Cu-based ferrite calcined material having a composition of Ni 0.75 Zn 0.07 Cu 0.18 Fe 1.65 O 4 ⁇ (subscript numbers mean atomic ratio) Powder was used.
  • 100 g of this Ni-Zn-Cu based ferrite calcined powder, 2.4 kg of PSZ (partially stabilized zirconia) boulder with a nominal diameter of 2 mm, and 600 g of pure water were put in a pot with a volume of 1 L, and the rotation speed was 100 to 200 rpm.
  • the specific surface area (SSA) of the obtained ferrite particles was 28 m 2 /g when measured with a specific surface area measuring device “Macsorb” (registered trademark, manufactured by Mountech Co., Ltd.).
  • a ring-shaped sintered body was produced. These particles were weighed and placed in a mortar so that the ferrite particles had a ferrite ratio shown in Table 2 with respect to the total mass of the coated particles and the ferrite particles, and the total mass of the coated particles and the ferrite particles was 3 g. I put it in. Furthermore, to 3 g of the mixture of these particles, 0.03 g of metal acetylacetonate was added, that is, 1% by mass (based on the particle mixture), and ion-exchanged water was 0.3 g, that is, 10% by mass (based on the particle mixture). And mixed well with a pestle to prepare a raw material mixture.
  • Zn(acac) 2 , Ni(acac) 2 and Fe(acac) 2 are adjusted to have the same ratio (atomic ratio) as Zn, Ni and Fe contained in the ferrite particles.
  • the Zn:Ni:Fe ratio (atomic ratio) was 0.07:0.75:1.65.
  • the raw material mixture thus obtained is filled in a ring-shaped mold (outer diameter: 17 mm, inner diameter: 10 mm) that is generally used for pressure molding, and the mixture filled in the mold is heated up and down by a pressing machine. The plate was sandwiched and pressed to 1000 MPa.
  • the raw material mixture was heated by raising the temperature of the upper and lower heating plates sandwiching the raw material mixture filled in the mold to 300°C. After 30 minutes at these pressures and temperatures, heating was terminated, air cooling was carried out, and after the temperature reached 100° C. or lower, the sintered body was taken out of the mold to obtain a ring-shaped sintered body.
  • the magnetic permeability and DC superposition characteristics of the obtained sintered body were evaluated by a 4991A precision impedance analyzer (manufactured by KEYSIGHT TECHNOLOGIES) after applying a magnetic field of up to 100 kA/m. More specifically, the real part ⁇ '(-) of the complex permeability at 1 MHz to which a magnetic field is not applied is used as the evaluation index of the magnetic permeability (strictly speaking, the relative magnetic permeability), and A magnetic field Hsat (A/m) that reduces the magnetic permeability ⁇ ′ by 20% was used. In this measurement range, ⁇ ′ can be considered to be substantially equal to the magnetic permeability (strictly speaking, the relative magnetic permeability).
  • the filling rate (volume %) of the magnetic metal particles and the thickness of the resin layer in the obtained sintered body were calculated by SEM observation of a cross section obtained by cutting the sintered body near the center and polishing. More specifically, the filling rate of the metal magnetic particles was determined by performing image analysis on the SEM observation image. Regarding the thickness of the resin layer, the thickness of the resin layer is measured at 10 points on the surface of one metal magnetic particle which are substantially evenly spaced from each other, and the average value thereof is calculated. The average value calculated for the metal magnetic particles of was calculated by averaging.
  • the average thickness of the resin layer was 50 nm.
  • the results of the packing ratios of ⁇ ′, Hsat and the metal magnetic particles are also shown in Table 2, and a graph plotting ⁇ ′ and Hsat is shown in FIG. 5, and a graph plotting the packing ratios of ⁇ ′ and the metal magnetic particles. As shown in FIG.
  • Example 2 This example also relates to the sintered body 30 of the embodiment described above with reference to FIG. 1.
  • the amount of the resin precursor solution used was set to 3.256 g (in Table 3, it is roughly shown to be 3.3 g), and when the raw material mixture was prepared.
  • a sintered body was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the ferrite ratio of the ferrite particles was as shown in Table 3 with respect to the total mass of the coated particles and the ferrite particles. ..
  • the average thickness of the resin layer was 100 nm.
  • the results of ⁇ ′, Hsat and the filling rate of the metal magnetic particles are also shown in Table 3, and a graph plotting ⁇ ′ and Hsat is shown in FIG. 5, and a graph plotting the filling rate of ⁇ ′ and the metal magnetic particles. As shown in FIG.
  • Example 3 This example also relates to the sintered body 30 of the embodiment described above with reference to FIG. 1.
  • the amount of the resin precursor solution to be used was 4.982 g (in Table 4, it is roughly shown as 5.0 g), and when the raw material mixture was prepared.
  • a sintered body was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the ferrite particles had the ferrite ratio shown in Table 4 with respect to the total mass of the coated particles and the ferrite particles. ..
  • the average thickness of the resin layer was 150 nm.
  • the results of the packing ratios of ⁇ ′, Hsat and the metal magnetic particles are also shown in Table 4, a graph plotting ⁇ ′ and Hsat is shown in FIG. 5, and a graph plotting the packing ratios of ⁇ ′ and the metal magnetic particles. As shown in FIG.
  • Comparative Example 1 This comparative example, as shown in FIG. 2, relates to a sintered body 30 composed of metal magnetic particles 21 not covered with a resin layer, ferrite particles 27, and an amorphous phase 29 existing between these particles. ..
  • Fe-6.5Si particles were used instead of the coated particles when preparing the raw material mixture without preparing the coated particles (that is, the amount of the resin precursor solution was 0 g).
  • -6.5 A sintered body was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the ferrite particles had a ferrite ratio shown in Table 5 with respect to the total mass of Si particles and ferrite particles. did.
  • Comparative example 2 This comparative example, as shown in FIG. 3, relates to a sintered body 31 composed of metal magnetic particles 21 not covered with a resin layer and a resin phase 23 existing between these particles.
  • the amount of the resin precursor solution used was set to the amount shown in Table 6, and the coated particles thus obtained were generally used for pressure molding.
  • the ring-shaped mold (outer diameter: 17 mm, inner diameter: 10 mm) was filled, and thereafter a sintered body was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated.
  • this comparative example relates to a sintered body 32 composed of coated particles 25 in which metallic magnetic material particles 21 are coated with a ferrite layer 24, and a resin phase 23 existing between these particles.
  • ferrite particles were prepared in the same procedure as in Example 1.
  • these particles were weighed and placed in a mortar and mixed so that the ferrite particles had the ferrite ratio shown in Table 7.
  • the obtained mixture was subjected to dry compounding treatment with Novirta Mini (manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), and Fe-6.5Si particles were coated with a ferrite layer (the composition thereof corresponds to the composition of the ferrite particles).
  • the particles were obtained.
  • the target thickness of the ferrite layer was 100 nm.
  • the ferrite-coated particles were used in place of the Fe-6.5Si particles, and the amount of the resin precursor solution used was changed to the amount shown in Table 7 by the same procedure as in Example 1 except that the above ferrite was used.
  • the coated particles were coated with a resin layer.
  • the particles thus obtained were filled into a ring-shaped mold (outer diameter: 17 mm, inner diameter: 10 mm) that is generally used for pressure molding, and thereafter, sintered in the same manner as in Example 1.
  • a body was prepared and evaluated.
  • the target thickness of the ferrite layer was 100 nm.
  • the results of ⁇ ′, Hsat and the filling rate of the magnetic metal particles are also shown in Table 7, and a graph plotting ⁇ ′ and Hsat is shown in FIG. 5.
  • the sintered bodies of Examples 1 to 3 exhibited a high Hsat of 4000 A/m or more and a high ⁇ ′ of 15 or more.
  • Hsat is improved, and ⁇ ′ is further reduced in the sintered body of Example 3
  • Hsat is further improved. It is considered that this is because the average thickness of the resin layer increases in the order of Examples 1, 2, and 3.
  • the sintered bodies of Examples 1 to 3 exhibited higher Hsat than the sintered body of Comparative Example 1. This is because in the sintered bodies of Examples 1 to 3, the resin was introduced as a non-magnetic gap between the metal magnetic body and the ferrite, which reduced the DC magnetic field generated in the ferrite and improved the DC superposition characteristics. On the other hand, since the resin was not introduced in the sintered body of Comparative Example 1, it is considered that such an effect was not obtained.
  • the sintered bodies of Examples 1 to 3 exhibited higher ⁇ ′ for the same Hsat than the sintered body of Comparative Example 3 ( Schematically, in the graph of FIG. 5, the points at which Hat and ⁇ ′ of the sintered bodies of Examples 1 to 3 are plotted are upper right than the points at which Hat and ⁇ ′ of the sintered bodies of Comparative Example 3 are plotted. Was located in). This is because in the sintered bodies of Examples 1 to 3, the resin was introduced as a non-magnetic gap between the metal magnetic body and the ferrite, which reduced the DC magnetic field generated in the ferrite and improved the DC superposition characteristics.
  • the sintered bodies of Examples 1 and 2 have a ⁇ ′ (metal magnetic property) relative to the filling rate of the metal magnetic particles as compared with the sintered body of Comparative Example 2. Even if the filling rate of body particles is high, for example, even if it is 76% by volume or more) This is because in the sintered bodies of Examples 1 and 2, ferrite particles having a smaller average particle size were introduced at high density between the coated particles in which the metal magnetic particles were coated with the resin layer. It is considered that, while ⁇ ′ was improved by a certain ferrite, in the sintered body of Comparative Example 2, such ferrite was not introduced as a ferromagnetic substance, and thus such an action was not obtained.
  • ⁇ ′ metal magnetic property
  • the sintered body of Example 3 has a metal magnetic particle filling rate of 76% by volume or more as compared with the sintered body of Comparative Example 2. In this case, no significant ⁇ ′ improvement effect was observed.
  • the sintered body of Example 3 since the average thickness of the resin layer was large (150 nm), ferrite particles could not be introduced at a sufficiently high density between the coated particles in which the metal magnetic particles were coated with the resin layer. It is thought that it depends.
  • coated particles in which metallic magnetic particles were coated with a resin layer in advance were used in the manufacturing process. Therefore, it is possible to prevent the metal magnetic particles from directly contacting each other during sintering, and it is expected that the specific resistance increases and the eddy current loss decreases. Further, the presence of the resin layer between the metal magnetic particles and the ferrite particles suppresses the mutual reaction (oxidation of the metal magnetic material and reduction of the ferrite) between the metal magnetic material and the ferrite during sintering. It is considered that it is possible to suppress the deterioration of ⁇ ′.
  • the raw material mixture was heated under pressure at a temperature not lower than the melting point of metal acetylacetonate and not higher than 350°C. It is considered that the low temperature sintering could achieve the densification of the sintered body while suppressing the thermal decomposition of the resin. Further, it is considered that the low temperature sintering could achieve the densification of the sintered body while suppressing the oxidation of the metal magnetic material and/or the reduction of the ferrite, and the deterioration of ⁇ ′ could be suppressed.
  • the fluidity of the metal magnetic particles and the ferrite particles is increased by the liquid medium and/or fluid derived from the metal acetylacetonate (water, which is the solvent in this example), so that the metal magnetic It is considered that a sintered body having a high packing rate of the ferromagnetic material including the body particles and the ferrite particles was obtained, and the magnetic permeability of the sintered body was improved.
  • the sintered body of the present invention can be used as a sintered magnetic component in various electromagnetic devices/devices such as inductors, transformers and coils.
  • the sintered body of the present invention can be preferably used as a core material particularly in a power inductor, but is not limited thereto.

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Abstract

金属磁性体を含む焼結体であって、成形による電気特性の劣化を低減することができ、かつ、優れた直流重畳特性が得られる焼結体を提供する。金属磁性体を含む焼結体であって、金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された複数の被覆粒子と、複数のフェライト粒子と、該複数の被覆粒子および該複数のフェライト粒子間に存在するアモルファス相とを含む、焼結体。アモルファス相は、前記フェライト粒子に含まれる金属元素と同じ金属元素を含み得る。

Description

焼結体およびその製造方法
　本発明は、焼結体、より詳細には、金属磁性体を含む焼結体およびその製造方法に関する。
　金属磁性体を含む焼結体は、所定の形状に成形された焼結磁性部品として種々の電磁気装置／デバイスに使用されている。従来、例えば電源回路周辺で用いられるパワーインダクタ等において、圧粉磁心が用いられている。圧粉磁心は、金属磁性体粒子を樹脂などの絶縁材で被覆して成る粒子を成形することにより製造される。一般的に、金属磁性体は、フェライトのような酸化物磁性体に比べて飽和磁束密度が高いため、直流重畳特性に優れている。しかし、金属磁性体は比抵抗が低く、特に高周波領域において渦電流損失が大きくなるという特徴がある。そのため、圧粉磁心においては、金属磁性体粒子の表面を樹脂などの絶縁材で被覆することにより、渦電流損失が大きくなるのを抑制している。
　上記従来の圧粉磁心において使用される絶縁材は樹脂などの非磁性体であり、これが非磁性ギャップとして働くことに起因して、圧粉磁心全体の透磁率を低下させるという難点がある。かかる難点を解消すべく、金属磁性体粒子間に強磁性体であるフェライトを導入することで透磁率を向上させることが試みられている。しかしながら、フェライトは金属磁性体と反応し得、この結果、金属磁性体が酸化して非磁性の酸化層になり、他方、フェライトが還元して比抵抗が下がる、という新たな問題を生じ得る。
　そこで、かかる問題に対処すべく、特許文献１において、金属磁性粉の表面に、Ｌｉ、Ｃａ、Ａｌ等の元素の酸化物または炭酸化物からなる被覆層を形成して複合粉末を形成し、この複合粉末の周囲にフェライト材を配置し、加圧成形により所定形状の成形体とし、これを熱処理に付して焼結体とすることにより、金属磁性体を含む焼結体を得る方法が提案されている。上記被覆層は、金属磁性体に対しては反応性が低く、他方、フェライトに対しては反応性が高い物質から成る。かかる焼結体の製造方法によれば、熱処理（焼成）時において、金属磁性粉とフェライトとの間の反応を上記被覆層により抑制しつつ、被覆層がフェライトと反応することにより、元のフェライト材とは組成の異なるフェライト層を形成し、このフェライト層の連続体に金属磁性粉が互いに独立して存在する焼結体を得ることができる、とされている。
特開２００５－２４３７９４号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の焼結体の製造方法では、金属磁性粉間の絶縁材となる被覆層およびフェライト材（またはこれらから形成されるフェライト層）が脆性材料であるセラミックスであるため、（例えば成形時の）外力負荷によって起こり得る金属磁性粉の移動（または塑性変形）に追従できない。そのため、金属磁性粉同士が接近または接触することで、比抵抗の低下および渦電流損失の増大を招き、電気特性が劣化し得る。
　更に、特許文献１に記載の製造方法によって得られる焼結体は、直流重畳特性が低いという難点がある。これは、かかる焼結体が、金属磁性粉およびフェライト層から構成され、非磁性体を含まないことに起因し、より詳細には以下の通りである。
　図７（ａ）に示すように、特許文献１に記載の製造方法によって得られる焼結体７０は、金属磁性粉（即ち、金属磁性体粒子）６１がフェライト層（即ち、フェライト相）６３の連続体中に存在して構成される。かかる構成の焼結体７０に直流磁界を印加した場合、図７（ｂ）に示すように、フェライト層６３には外部磁界よりも大きな磁界が生じる（図７（ｂ）は、焼結体７０に外部磁界４ｋＡ／ｍを印加した場合の磁界分布を示し、これから理解されるように、金属磁性粉６１に生じる磁界は外部磁界以下であるが、フェライト層６３に生じる磁界は外部磁界より大きく、特に金属磁性粉６１同士が近接している領域においてはフェライト層６３に約５０ｋＡ／ｍもの磁界が生じることとなる）。これは、金属磁性粉の磁化率が大きいために、金属磁性粉の磁化によって外部磁界と同じ方向の磁界がフェライト層に生じるためである。このようにフェライト層は外部磁界よりも大きな磁界にさらされることとなり、かつもともと飽和磁束密度が低い材料であるため、金属磁性粉よりも低磁界で磁気飽和する。以上の原理でフェライト層が低い磁界で磁気飽和して透磁率が減少し、そのため、焼結体全体としても低い磁界で透磁率が減少する。結果として、焼結体の直流重畳特性が低くなる。
　本発明の１つの目的は、金属磁性体を含む焼結体であって、外力負荷による電気特性の劣化を低減することができ、かつ、優れた直流重畳特性が得られる焼結体を提供することにある。本発明の更なる目的は、かかる焼結体の製造方法を提供することにある。
　本発明の１つの要旨によれば、金属磁性体を含む焼結体であって、
　金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された複数の被覆粒子と、
　複数のフェライト粒子と、
　該複数の被覆粒子および該複数のフェライト粒子間に存在するアモルファス相と
を含む、焼結体が提供される。
　本発明の１つの実施形態において、前記アモルファス相は、前記フェライト粒子に含まれる金属元素と同じ金属元素を含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記フェライト粒子の平均粒径は、前記金属磁性体粒子の平均粒径より小さいものであり得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記樹脂層は、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂およびシリコーン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記金属磁性体粒子は、Ｆｅ、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ系非晶質金属およびＦｅナノ結晶の金属磁性体からなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記フェライト粒子は、Ｎｉ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｃｏ－Ｚｎ系、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｕ系のスピネル型フェライトおよびマグネトプランバイト型の六方晶Ｂａフェライトからなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記樹脂層は、１００ｎｍ以下の平均厚さを有し得る。
　本発明のもう１つの要旨によれば、金属磁性体を含む焼結体の製造方法であって、
　金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された複数の被覆粒子と、複数のフェライト粒子と、金属アセチルアセトネートとを含む混合物を、加圧下にて、前記金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱すること
を含む、焼結体の製造方法が提供される。
　本発明の１つの実施形態において、前記混合物を流体の存在下で加熱し得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記流体は前記混合物に混合され得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記金属アセチルアセトネートは、前記フェライト粒子に含まれる金属元素と同じ金属元素を含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記フェライト粒子の平均粒径は、前記金属磁性体粒子の平均粒径より小さいものであり得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記樹脂層が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂およびシリコーン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記金属磁性体粒子は、Ｆｅ、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ系非晶質金属およびＦｅナノ結晶の金属磁性体からなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記フェライト粒子は、Ｎｉ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｃｏ－Ｚｎ系、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｕ系のスピネル型フェライトおよびマグネトプランバイト型の六方晶Ｂａフェライトからなる群より選択される少なくとも１つを含み得る。
　本発明の１つの実施形態において、前記樹脂層は、１００ｎｍ以下の平均厚さを有し得る。
　本発明によれば、金属磁性体を含む焼結体であって、外力負荷による電気特性の劣化を低減することができ、かつ、優れた直流重畳特性が得られる焼結体が提供される。更に、本発明によれば、かかる焼結体の製造方法も提供される。
図１は、本発明の１つの実施形態および実施例１～３における焼結体の構造を示す部分模式図である。 図２は、比較例１における焼結体の構造を示す部分模式図である。 図３は、比較例２における焼結体の構造を示す部分模式図である。 図４は、比較例３における焼結体の構造を示す部分模式図である。 図５は、実施例１～３および比較例１～３における焼結体のμ’とＨｓａｔの関係を示すグラフである。 図５は、実施例１～３および比較例２における焼結体のμ’と金属磁性体粒子の充填率の関係を示すグラフである。 図（ａ）は、特許文献１に記載の製造方法によって得られる焼結体の構造を示す部分模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する図であって、外部磁界４ｋＡ／ｍを印加した場合のシミュレーションにより得られる磁界分布を示す図である。
　本発明の１つの実施形態における焼結体およびその製造方法について、以下、図面を参照しながら説明する。図中、同様の部材には同様の番号を付して示し、特に断りのない限り、同様の説明が当て嵌まる。
　図１に示すように、本実施形態における金属磁性体を含む焼結体１０は、
　金属磁性体粒子１が樹脂層３で被覆された複数の被覆粒子（または樹脂被覆金属磁性体粒子）５と、
　複数のフェライト粒子７と、
　該複数の被覆粒子５および該複数のフェライト粒子７間に存在するアモルファス相９と
を含む。
　金属磁性体粒子１は、金属磁性体から構成され得る。金属磁性体は、１種または２種以上の金属または合金から成る磁性体である。本実施形態に使用可能な金属磁性体は、特に限定されないが、例えばＦｅ、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ系非晶質金属およびＦｅナノ結晶の金属磁性体からなる群より選択される少なくとも１つを含むものであってよい。なかでもＦｅ－Ｓｉ系の金属磁性体は、高い飽和磁束密度を有し、焼結体１０の直流重畳特性を向上させ得るので好ましい。金属磁性体が合金である場合、各金属元素の含有割合は、所望の電気特性に応じて適宜選択され得る。本実施形態を限定するものではないが、例えばＦｅ－Ｓｉ系金属磁性体は、Ｓｉを０．１～８．０質量％含み、残部がＦｅであり得る。Ｆｅ－Ｎｉ系金属磁性体は、Ｎｉを３６～９０質量％含み、残部がＦｅであり得る。Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系金属磁性体は、Ｎｉを３６～９０質量％、Ｍｏを０．１～１０質量％含み、残部がＦｅであり得る。Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系金属磁性体は、Ｓｉを０．１～１０質量％、Ａｌを０．１～１２質量％含み、残部がＦｅであり得る。Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系金属磁性体は、Ｓｉを０．１～８．０質量％、Ｃｒを０．１～２０質量％含み、残部がＦｅであり得る。Ｆｅ系非晶質金属は、ＦｅまたはＦｅ系金属（例えばＦｅ－Ｓｉ－Ｂ）からなり、かつ非晶質（アモルファス）の金属である。Ｆｅナノ結晶は、Ｆｅからなり、アモルファスを主相として平均粒径が５ｎｍ以上２５ｎｍ以下のナノ結晶が混在している金属である。
　金属磁性体粒子１の平均粒径は、例えば０．０１μｍ以上１０００μｍ以下であり得、特に０．０２μｍ以上１００μｍ以下であり得る。金属磁性体粒子１の平均粒径が０．０１μｍ以上１０００μｍ以下の範囲にあることにより、本実施形態にて後述する製造方法において、金属アセチルアセトネートに由来する液体媒体および／または流体（好ましくは溶媒）によって、金属磁性体粒子が他の金属磁性体粒子同士の隙間に運ばれやすくなり、これにより得られる焼結体の高密度化を効果的に達成できる。本明細書において平均粒径とは、体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、累積値が５０％となる点の粒径（Ｄ５０）である。かかる平均粒径は、レーザー回折・散乱式　粒子径・粒度分布測定装置または電子走査顕微鏡を用いて測定することができる。
　金属磁性体粒子１は、金属磁性体組成および／または平均粒径の異なる２種類以上の金属磁性体粒子の混合物であってよい。
　樹脂層３は、樹脂材料から構成され得る。本実施形態に使用可能な樹脂材料は、導電性を有しない限り、特に限定されないが、例えばポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂およびシリコーン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つを含むものであってよい。なかでもポリイミドは、高い絶縁性を有し、更に耐熱性および強度に優れ、焼結体１０の比抵抗、耐熱性および強度を向上させ得るので好ましい。樹脂層３は、１層であってよいが、組成の異なる樹脂材料から成る２層以上の多層構造を有していてもよい。
　樹脂層３の厚さは、金属磁性体粒子１間の導通を妨げ、好ましくは絶縁し得る限り、特に限定されない。例えば、樹脂層３の平均厚さは、例えば２００ｎｍ以下であり得、好ましくは１００ｎｍ以下であり得、下限は特に限定されないが、例えば１０ｎｍ以上であり得る。樹脂層３の平均厚さが２００ｎｍ以下であることにより、焼結体１０全体の透磁率を実質的に低下させることなく、渦電流損失が減少し、優れた直流重畳特性を得ることができる。更に、樹脂層３の平均厚さが１００ｎｍ以下であることにより、金属磁性体粒子１の充填率が高くても、従来一般的な焼結体が金属磁性体粒子と樹脂相から構成される場合（例えば比較例２）に比べて、透磁率を有意に向上させることができる。
　樹脂層３は、金属磁性体粒子１の全表面を被覆していることが好ましいが、必ずしも全表面を被覆していなくてもよい。金属磁性体粒子１が部分的に、例えば全表面の５０％未満、より詳細には１０％未満が、樹脂層３から露出していてもよい。
　樹脂層の平均厚さは、焼結体の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察像において、１個の金属磁性体粒子についてその表面の相互にほぼ均等に離間した１０点以上における樹脂層の厚さを計測してそれらの平均値を算出し、同様に合計５個以上の金属磁性体粒子１について算出した平均値を平均して求められる。
　被覆粒子５の平均粒径は、金属磁性体粒子１の平均粒径および樹脂層３の平均厚さの合計として理解され得るが、原料として使用する被覆粒子から測定されてもよい。被覆粒子５の平均粒径は、例えば０．０２μｍ以上１０００μｍ以下であり得、特に０．１１μｍ以上１００μｍ以下であり得る。
　フェライト粒子７は、フェライトから構成され得る。フェライトは、酸化鉄を含む磁性体、好ましくは強磁性体である。本実施形態に使用可能なフェライトは、特に限定されないが、例えばＮｉ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｃｏ－Ｚｎ系、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｕ系のスピネル型フェライトおよびマグネトプランバイト型の六方晶Ｂａフェライトからなる群より選択される少なくとも１つを含むものであってよい。なかでもＮｉおよびＺｎを含むフェライト（例えばＮ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系）、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｃｏ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｕ系のフェライトは、高い比抵抗を有し、焼結体１０の渦電流損失を減少させ得るので好ましい。
　スピネル型フェライトは、スピネル型構造を有する酸化鉄を含む磁性材料であり、組成式ＡＦｅ２Ｏ４で表されるフェライト、組成式Ａ１ ＸＡ２ １－ＸＦｅａＯ４±δで表されるフェライト、組成式Ａ３ ＸＡ４ ｙＡ５ ｚＦｅａＯ４±δ（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、１．５≦ａ≦２．５５、０≦δ＜１）で表されるフェライト等が含まれる。上記Ａ、Ａ１～Ａ５は、それぞれＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｌｉ、Ｆｅ、Ｍｇ等の任意の金属であってよく、好ましくは、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、ＣｏまたはＬｉである。
　フェライト粒子７の平均粒径は、金属磁性体粒子１の平均粒径より小さいこと（よって、必然的に被覆樹脂５の平均粒径より小さいこと）が好ましい。フェライト粒子７の平均粒径は、金属磁性体粒子１の平均粒径の５０％以下、より詳細には０．１％以上３０％以下であり得る。具体的には、フェライト粒子７の平均粒径は、例えば０．０１μｍ以上１００μｍ以下であり得、特に０．０２μｍ以上１μｍ以下であり得る。金属磁性体粒子１の平均粒径が金属磁性体粒子１の平均粒径より小さいことにより、本実施形態にて後述する製造方法において、金属アセチルアセトネートに由来する液体媒体および／または流体（好ましくは溶媒）によって、フェライト粒子が金属磁性体粒子の隙間に運ばれやすくなり、これにより得られる焼結体の透磁率を高めることができる。
　フェライト粒子７は、フェライト組成および／または平均粒径の異なる２種類以上のフェライト粒子の混合物であってよい。
　アモルファス相９は被覆粒子５およびフェライト粒子７間に存在し、これら粒子を強固に接着させ得る。本実施形態を限定するものではないが、アモルファス相９の連続相中に複数の被覆粒子５およびフェライト粒子７が分散した構造を形成することができる。また、本実施形態の焼結体１０は、アモルファス相９によりこれら粒子を高密度で含有すること、特に金属磁性体粒子１を高充填率で含有することができる。なお、金属磁性体粒子の充填率は、焼結体の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察像において、画像解析を行うことにより求められる。
　従って、本実施形態の焼結体１０は、それ自体が高強度および高密度を有しつつも、（例えば成形時の）外力が負荷された場合にも、比較的柔軟で塑性変形可能なアモルファス相９によって被覆粒子５の移動（例えば金属磁性体の塑性変形）に追従することができる。よって、樹脂層３の破壊による金属磁性体粒子１同士の接近または接触を抑制し、比抵抗の増加と渦電流損失の減少をもたらすことができ、電気特性の劣化を防止することができる。本実施形態を限定するものではないが、渦電流損失の減少により、１０ＭＨｚ以上の高周波領域の鉄損を低減できるので、本実施形態の焼結体１０は、高周波向けのパワーインダクタにおいて芯材として好適に使用され得る。
　更に、本実施形態の焼結体１０は、金属磁性体粒子１が樹脂層３で被覆されていることにより、渦電流損失が減少し、優れた直流重畳特性を示すことができる。更に、本実施形態の焼結体１０は、金属磁性体粒子１とフェライト粒子７との間に非磁性ギャップとして樹脂層３が導入されているので、フェライト粒子７に生じる直流磁界を低下させ、直流重畳特性を向上させることができる。
　また更に、本実施形態の焼結体１０は、樹脂層３以外に樹脂を含まず、金属磁性体粒子１を樹脂層３で被覆した被覆粒子５およびアモルファス相９を除く空間がフェライト粒子７で占められている構造を実現できる。そのため、従来一般的な焼結体が金属磁性体粒子と樹脂相から構成される場合（例えば比較例２）に比べて、金属磁性体粒子１の充填率が低くても高い透磁率を得ることができる。これにより、所定の透磁率を得る場合、金属磁性体粒子１の充填率を減らすことができるので、金属磁性体粒子１間の距離を長くとることができ、比抵抗の増加と渦電流損失の減少をもたらすことができる。
　アモルファス相９は、フェライト粒子７に含まれる金属元素と同じ金属元素を含む。これにより、アモルファス相９は、フェライト粒子７に近い電気特性を示し得る。また、フェライト粒子７とアモルファス相９との間の相互拡散が生じた場合であっても、焼結体１０の電気特性が劣化することを効果的に防止できる。
　本明細書において、アモルファス相とは、実質的に結晶性を有しない、または結晶度が比較的低い相を意味し、これは当業者に公知な手法である電子線回折像に基づいて、結晶構造を有する粒子と区別して判別可能である。また、アモルファス相に含まれる元素（特に金属元素）は、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を用いて確認できる。
　なお、本実施形態の焼結体１０において、アモルファス相９は、ＳｉＯ２ガラス等の珪素酸化物を実質的に含まないことに留意されたい。珪素酸化物は、電気特性の著しい低下を招くため好ましくない。アモルファス相９における珪素酸化物の含有量は、例えば０．１質量％以下であり、０．０１質量％以下であることが好ましく、実質的にゼロ質量％であることがより好ましい。
　本発明において「焼結体」とは、金属磁性体粒子を含む原料混合物を、当該粒子を構成する金属磁性体の融点未満で加熱することにより得られる物体を言う。焼結体の形状は特に限定されず、フィルム状であっても、バルク状であっても、成形体であってもよい。
　上述した本実施形態の焼結体１０は、任意の適切な方法で製造され得るが、例えば下記の方法により製造することができる。
　まず、金属磁性体粒子１を樹脂層３で被覆した被覆粒子５を準備する。金属磁性体粒子１を樹脂層３で被覆する方法は特に限定されない。例えば、樹脂前駆体溶液に金属磁性体粒子１を浸漬し、樹脂前駆体溶液の本体から、樹脂前駆体溶液で被覆された金属磁性体粒子１を引き上げて、または磁石により分離し、加熱により樹脂前駆体を樹脂に変化させて、金属磁性体粒子１を被覆する樹脂層３を形成してよい。
　別途、フェライト粒子７を準備する。フェライト粒子７は任意の適切な方法で作製され得る。例えば、所望のフェライト組成が得られるように各原料酸化物を混合した混合物を仮焼したもの（仮焼粉）を、所望の寸法程度に粉砕することにより、フェライト粒子７が作製され得る。
　次に、成形用の型枠内または任意の適切な基材（かかる基材は、最終的に焼結体１０から除去されても、除去されなくてもよい）上に、被覆粒子５とフェライト粒子７と金属アセチルアセトネートとを含む混合物（以下、本明細書において「原料混合物」とも言う）を供給し、加圧下にて、上記金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱することにより、金属磁性体を含む焼結体１０が得られる。
　原料混合物が供給された型枠または基材は、必要に応じて加温下での乾燥または自然乾燥等の処理に付され、その後、プレス機等の当業者に公知の手段等を用いて、加圧下にて金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱できる。
　本明細書において、金属アセチルアセトネートとは、金属のアセチルアセトネート塩であり、より詳細には、二座配位子のアセチルアセトネートイオン（（ＣＨ３ＣＯＣＨＣＯＣＨ３）－、以下、略号により（ａｃａｃ）－とも表記し得る）と、中心金属とを有するキレート錯体である。金属アセチルアセトネートに含まれる金属元素は、フェライト粒子７に含まれる金属元素と同じ金属元素とすることが好ましい。
　金属アセチルアセトネートは、１種の金属アセチルアセトネートを用いても、２種以上の金属アセチルアセトネートを組み合わせて用いてもよい。フェライト粒子７に含まれる金属元素が２つ以上存在する場合には、これら金属元素の存在比に合わせて、２種以上の金属アセチルアセトネートを組み合わせて用いてもよい。これにより、フェライト粒子７と、金属アセチルアセトネート由来の物質が含まれるアモルファス相９とが、同じ種類の金属元素を含む組成を有するようになり、フェライト粒子とアモルファス相との間の相互拡散が生じた場合であっても、焼結体の特性が劣化するのを抑制することができる。
　被覆粒子５とフェライト粒子７と金属アセチルアセトネートとを混合することにより原料混合物が得られる。かかる混合は、常温常湿の大気圧下の雰囲気で行うことができる。金属アセチルアセトネートは、被覆粒子５とフェライト粒子７との総質量に対して、例えば０．１質量％以上５０質量％以下の割合で混合されてよく、好ましくは１質量％以上３０質量％以下の割合で混合され、より好ましくは２質量％以上１０質量％以下の割合で混合される。
　混合する金属アセチルアセトネートには、任意の状態のものを用いてよい。例えば原料混合物は、被覆粒子５とフェライト粒子７と、乾燥した粉末状の固体の金属アセチルアセトネートとを混合することによって得てよい。この場合、被覆粒子５とフェライト粒子７と粉末状の金属アセチルアセトネートとを、例えば、大気圧下で、水、アセチルアセトン、メタノールおよび／またはエタノールを含むアルコール等からなる群より選ばれる１種類または２種類以上の溶媒中、または空気、窒素等からなる群より選ばれる１種類または２種類以上のガス中で行われる、一般的な混合方法を用いて混合することにより、原料混合物が得られる。
　また、原料混合物は、被覆粒子５とフェライト粒子７と金属アセチルアセトネートと溶媒とを混合することによって得てもよい。溶媒には、任意の適切な溶媒を使用でき、例えば水、アセチルアセトン、メタノールおよび／またはエタノールを含むアルコール等からなる群より選択される１種または２種以上の混合物であってよい。溶媒は、原料混合物を加圧下での加熱に付すのに適する程度に多すぎなければよく、特に限定されないが、被覆粒子５とフェライト粒子７との総質量に対して、例えば５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下の割合で混合され得る。混合に際して、金属アセチルアセトネートおよび溶媒は、別々に用いても、金属アセチルアセトネートが溶媒中に分散または溶解した液状物を用いてもよい。後者の場合、金属アセチルアセトネートを合成した液状物を、金属アセチルアセトネートをそこから分離することなく使用してよい。より詳細には、液体のアセチルアセトンと金属化合物（例えば金属の水酸化物、塩化物）とを混合して金属アセチルアセトネートを合成することができ、合成後の液状物をそのままで、または必要に応じて溶媒を追加して、使用することができる。
　なお、原料混合物は、被覆粒子５とフェライト粒子７と金属アセチルアセトネートとに加えて、任意の適切な材料を、所望の電気特性に悪影響を与えない程度で更に含んでいてもよい。より詳細には、原料混合物は、例えば、ｐＨ調整剤、焼結助剤、圧力緩和剤等の添加物を更に含んでいてもよい。これら添加物は、被覆粒子５とフェライト粒子７との総質量に対して、例えば０．０１質量％以上１０質量％以下の割合で混合されてよく、好ましくは０．０１質量％以上１質量％以下の割合で混合され、より好ましくは０．０１質量％以上０．１質量％以下の割合で混合される。
　上記のようにして得られた原料混合物を、加圧下にて、金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱することにより、比較的高密度の焼結体を形成することができる。この加熱工程において、金属アセチルアセトネートが液化し、液体媒体として機能し得る。加熱は流体の存在下で行われることが好ましい。本明細書において流体とは、例えば液体であり、好ましくは溶媒として用い得る液体であり、より好ましくは水である。例えば、原料混合物の加熱および加圧が行われる際に水が存在する場合、原料混合物に含まれる被覆粒子５およびフェライト粒子７の界面に水が存在するようになる。これにより、原料混合物をより低温で焼結することができるようになり、また、焼結体の強度を効果的に向上させることができる。
　本明細書において、混合物が水の存在下にある状態とは、混合物に水が積極的に添加されていなくてもよく、被覆粒子５およびフェライト粒子７の界面にわずかでも存在していればよい。被覆粒子５およびフェライト粒子７が室温中で吸湿している程度であってもよい。水の積極的な添加は、原料混合物に含ませる（混合させる）ことにより行われてもよく、原料混合物の加熱及び加圧を水蒸気雰囲気下で行うことにより行われていてもよい。特に、水が原料混合物に混合されることにより存在する場合に、各粒子の界面により効果的に水を行きわたらせることができる。水が原料混合物に混合されている場合、その量は特に限定されないが、被覆粒子５とフェライト粒子７との総質量に対して、例えば２０質量％以下であってよく、好ましくは１５質量％以下であり、代表的には１０質量％である。原料混合物に混合されている水が２０質量％以下であることにより、原料混合物に水を混合することができ、また原料混合物の成形性の低下をより効果的に防ぐことができる。焼結体の強度の向上を効果的に達成するためには、上記範囲内でできるだけ多くの水を、具体的には１０質量％以上２０質量％以下の水を使用することが好ましい。また、成形をより容易に実施するためには、上記範囲内でできるだけ少ない水を、具体的には０質量％を超えて１０質量％以下の水を使用することが好ましい。
　原料混合物の加圧の圧力は、例えば１ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であってよく、好ましくは５ＭＰａ以上１０００ＭＰａ以下であり、より好ましくは１０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下である。本明細書において、原料混合物の加圧とは、例えば加圧成形器を用いるなどして、原料混合物（より詳細には原料混合物に含まれる固体成分）に押圧力（または物理的／機械的な圧力）を加えることを意味する。そのため、原料混合物が加圧された状態にあっても、原料混合物に含まれる液体成分は、周囲雰囲気の圧力（通常、大気圧）に曝されることに留意されるべきである。
　原料混合物の加熱の温度（以下、本明細書において「加熱温度」とも言う）は焼成温度のことであり、原料混合物に含まれる金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度であればよい。本明細書において、融点とは、室温かつ大気圧下において、ＪＩＳ規格で定められた測定法で測定された温度を言う。なお、各融点は加圧時の圧力等、各種条件により変化するものである。各種金属アセチルアセトネートの融点を以下の表１に示す。２種以上の金属アセチルアセトネートを用いる場合、「金属アセチルアセトネートの融点」は、全ての金属アセチルアセトネートの融点のうち最も高い融点を言うものとする。原料混合物の加熱温度は、使用する金属磁性体粒子１、樹脂層３およびフェライト粒子７の材料等、特に樹脂層３の樹脂にもよるが、金属アセチルアセトネートの融点より５℃以上高くかつ３５０℃以下の温度であってよく、好ましくは１００℃以上３２０℃以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　このように原料混合物を、加圧下にて、金属アセチルアセトネートの融点以上の温度で加熱することにより、上記のように低い温度において、比較的高密度の焼結体を形成することができる。本実施形態によれば、金属磁性体粒子１とフェライト粒子７との間に樹脂層３が存在し、これにより、金属磁性体とフェライトとの間の相互反応を抑制することができる。得られる焼結体に含まれる金属磁性体粒子１は、原料混合物に含まれる金属磁性体粒子１と実質的に同じであると考えて差し支えない。原料混合物の加熱および加圧を行う時間は、適宜選択され得るが、好ましくは１０分以上１２０分以内である。
　これにより、本実施形態の焼結体１０が製造される。この焼結体１０は、金属アセチルアセトネートに由来するアモルファス相９が、被覆粒子５およびフェライト粒子７の間に介在する構造を有する。アモルファス相９には、金属アセチルアセトネート由来の金属元素が含まれこととなる。また、アモルファス相９には、フェライト粒子７に含まれる金属元素も含まれ得る。
　本実施形態の焼結体１０の製造方法においては、原料混合物を加圧下にて、金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱している。加熱温度が３５０℃を超えないことにより、樹脂層３を構成する樹脂の熱分解を防止することができる。更に、金属磁性体粒子１を構成する金属磁性体の酸化および／またはフェライト粒子７を構成するフェライトの還元を抑制し、ひいてはかかる酸化／還元による電気特性の劣化を抑制することができる。また、金属アセチルアセトネートに由来する液体媒体および／または流体（好ましくは溶媒）によって、被覆粒子５およびフェライト粒子７の流動性が増加するため、金属磁性体粒子とフェライト粒子を含めた強磁性物質の充填率が高い焼結体が得られ、焼結体の透磁率が向上する。
　以上、本発明の１つの実施形態における焼結体およびその製造方法について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されない。
（実施例１）
　本実施例は、図１を参照して上述した実施形態の焼結体３０に関する。
　まず、金属磁性体粒子を樹脂層で被覆して被覆粒子を準備した。金属磁性体粒子として平均粒径５μｍのＦｅ－６．５Ｓｉから成る粒子（「Ｆｅ－６．５Ｓｉ」とは、一般的に理解されるように、Ｓｉを６．５質量％含み、残部がＦｅからなる合金を意味し、以下、この粒子を単に「Ｆｅ－６．５Ｓｉ粒子」と言う）を使用した。樹脂層を形成する樹脂材料としてポリイミドを使用した。ポリイミドの原料としては、ポリアミック酸が１２質量％の割合（全体基準）でＮ－メチル－２－ピロリドン（以下、単に「ＮＭＰ」とも言う）に溶けているポリイミドワニスを使用した。このポリイミドワニスとＮＭＰを１：２の質量割合で合計１．５９６ｇになるように混合して、樹脂前駆体溶液を調製した。この樹脂前駆体溶液１．５９６ｇ（表２中では概算して１．６ｇと示す）に、上記Ｆｅ－６．５Ｓｉ粒子５ｇを添加して撹拌混合した。得られた混合物を１３０℃のホットプレート上で加熱して、不要な液状物（主にＮＭＰ）を蒸発除去して乾燥させた。なお、乾燥中は溶液とＦｅ－６．５Ｓｉ粒子との分離を防ぐために、絶えず撹拌を行った。乾燥させた混合物（粒状物）を乳鉢で粉砕し、Ｎ２雰囲気（３０Ｌ／分）中で３５０℃にて１時間熱処理することで、ポリイミド化反応を起こした。以上の手順により、ポリイミド層がＦｅ－６．５Ｓｉ粒子の表面に形成された被覆粒子を得た。
　次に、フェライト粒子を準備するべく、フェライト仮焼粉の粉砕を行った。フェライト仮焼粉として、Ｎｉ０．７５Ｚｎ０．０７Ｃｕ０．１８Ｆｅ１．６５Ｏ４±δの組成（添字の数字は原子比を意味する）を有するＮｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト仮焼粉を使用した。このＮｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系フェライト仮焼粉１００ｇと、公称直径２ｍｍのＰＳＺ（部分安定化ジルコニア）玉石２．４ｋｇと、純水６００ｇとを容量１Ｌのポットに入れて、回転数１００～２００ｒｐｍのボールミルで１１３時間粉砕した後、１３０℃のホットプレート上で加熱して、不要な液状物（水）を蒸発除去して乾燥させた。乾燥させた混合物（粒状物）を乳鉢で粉砕して、フェライト粒子を得た。得られたフェライト粒子の比表面積（ＳＳＡ）は、比表面積測定装置「Ｍａｃｓｏｒｂ」（登録商標、株式会社マウンテック製）で測定したところ、２８ｍ２／ｇであった。
　最後に、上記で準備した被覆粒子とフェライト粒子を用いて、リング形状を有する焼結体を作製した。被覆粒子とフェライト粒子との総質量に対して、フェライト粒子が表２に示すフェライト割合になり、かつ被覆粒子とフェライト粒子との総質量が３ｇになるように、これら粒子を秤量して乳鉢に入れた。更に、これら粒子の混合物３ｇに対して、金属アセチルアセトネートを０．０３ｇ、即ち１質量％（粒子混合物基準）で添加し、イオン交換水を０．３ｇ、即ち１０質量％（粒子混合物基準）で添加して、乳棒でよく混合して原料混合物を調製した。なお、金属アセチルアセトネートとして、Ｚｎ（ａｃａｃ）２とＮｉ（ａｃａｃ）２とＦｅ（ａｃａｃ）２とを、フェライト粒子に含まれるＺｎ、ＮｉおよびＦｅの割合（原子比）と同じ割合となるように、Ｚｎ：Ｎｉ：Ｆｅの割合（原子比）を０．０７：０．７５：１．６５として使用した。これにより得られた原料混合物を、一般的に加圧成形に用いられているリング形状の金型（外形１７ｍｍ、内径１０ｍｍ）に充填し、金型に充填された混合物をプレス機により上下の加熱板で挟んで１０００ＭＰａまで加圧した。金型に充填された原料混合物を挟んでいる上下の加熱板の温度を３００℃まで高めることにより原料混合物を加熱した。これら圧力および温度にて３０分経過した後に加熱を終了し、自然空冷して、１００℃以下になった後に焼結体を金型から取り出して、リング形状の焼結体を得た。
　得られた焼結体の透磁率および直流重畳特性は、最大で１００ｋＡ／ｍまでの磁界を印加した上で、４９９１Ａプレシジョンインピーダンスアナライザ（KEYSIGHT TECHNOLOGIES製）によって評価した。より詳細には、透磁率（厳密には比透磁率）の評価指標として磁界を印加していない１ＭＨｚでの複素透磁率の実部μ’（－）を用い、直流重畳特性の評価指標としてこの透磁率μ’が２０％低下する磁界Ｈｓａｔ（Ａ／ｍ）を用いた。なお、この測定範囲においては、μ’は透磁率（厳密には比透磁率）と実質的に等しいと考えて差し支えない。
　また、得られた焼結体における金属磁性体粒子の充填率（体積％）および樹脂層の厚さを、焼結体を中央付近で切断して研磨した断面をＳＥＭ観察して算出した。より詳細には、金属磁性体粒子の充填率は、ＳＥＭ観察像において、画像解析を行うことにより求めた。樹脂層の厚さは、１個の金属磁性体粒子についてその表面の相互にほぼ均等に離間した１０点における樹脂層の厚さを計測してそれらの平均値を算出し、同様に合計５個の金属磁性体粒子について算出した平均値を平均して求めた。
　その結果、樹脂層の平均厚さは５０ｎｍであった。μ’、Ｈｓａｔおよび金属磁性体粒子の充填率の結果を表２に併せて示し、μ’とＨｓａｔをプロットしたグラフを図５に、μ’と金属磁性体粒子の充填率をプロットしたグラフを図６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（実施例２）
　本実施例も、図１を参照して上述した実施形態の焼結体３０に関する。本実施例においては、被覆粒子を準備する際に、使用する樹脂前駆体溶液の量を３．２５６ｇ（表３中では概算して３．３ｇと示す）とし、かつ、原料混合物を調製する際に、被覆粒子とフェライト粒子との総質量に対して、フェライト粒子が表３に示すフェライト割合になるようにしたこと以外は実施例１と同様にして焼結体を作製し、これを評価した。
　その結果、樹脂層の平均厚さは１００ｎｍであった。μ’、Ｈｓａｔおよび金属磁性体粒子の充填率の結果を表３に併せて示し、μ’とＨｓａｔをプロットしたグラフを図５に、μ’と金属磁性体粒子の充填率をプロットしたグラフを図６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例３）
　本実施例も、図１を参照して上述した実施形態の焼結体３０に関する。本実施例においては、被覆粒子を準備する際に、使用する樹脂前駆体溶液の量を４．９８２ｇ（表４中では概算して５．０ｇと示す）とし、かつ、原料混合物を調製する際に、被覆粒子とフェライト粒子との総質量に対して、フェライト粒子が表４に示すフェライト割合になるようにしたこと以外は実施例１と同様にして焼結体を作製し、これを評価した。
　その結果、樹脂層の平均厚さは１５０ｎｍであった。μ’、Ｈｓａｔおよび金属磁性体粒子の充填率の結果を表４に併せて示し、μ’とＨｓａｔをプロットしたグラフを図５に、μ’と金属磁性体粒子の充填率をプロットしたグラフを図６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（比較例１）
　本比較例は、図２に示すように、樹脂層で被覆されていない金属磁性体粒子２１と、フェライト粒子２７と、これら粒子間に存在するアモルファス相２９とから構成される焼結体３０に関する。本比較例においては、被覆粒子を準備せず（即ち、樹脂前駆体溶液の量を０ｇとし）、原料混合物を調製する際に、被覆粒子に代えてＦｅ－６．５Ｓｉ粒子を使用し、Ｆｅ－６．５Ｓｉ粒子とフェライト粒子との総質量に対して、フェライト粒子が表５に示すフェライト割合になるようにしたこと以外は実施例１と同様にして焼結体を作製し、これを評価した。
　μ’、Ｈｓａｔおよび金属磁性体粒子の充填率の結果を表５に併せて示し、μ’とＨｓａｔをプロットしたグラフを図５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
（比較例２）
　本比較例は、図３に示すように、樹脂層で被覆されていない金属磁性体粒子２１と、これら粒子間に存在する樹脂相２３とから構成される焼結体３１に関する。本比較例においては、被覆粒子を準備する際に、使用する樹脂前駆体溶液の量を表６に示す量とし、かつ、これにより得られた被覆粒子を、一般的に加圧成形に用いられているリング形状の金型（外形１７ｍｍ、内径１０ｍｍ）に充填し、それ以降は実施例１と同様にして焼結体を作製し、これを評価した。
　μ’、Ｈｓａｔおよび金属磁性体粒子の充填率の結果を表６に併せて示し、μ’とＨｓａｔをプロットしたグラフを図５に、μ’と金属磁性体粒子の充填率をプロットしたグラフを図６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
（比較例３）
　本比較例は、図４に示すように、金属磁性体粒子２１がフェライト層２４で被覆された被覆粒子２５と、これら粒子間に存在する樹脂相２３とから構成される焼結体３２に関する。本比較例においては、まず、フェライト粒子を実施例１と同様の手順で準備した。次に、フェライト粒子とＦｅ－６．５Ｓｉ粒子との総質量に対して、フェライト粒子が表７に示すフェライト割合になるように、これら粒子を秤量して乳鉢に入れて混合した。得られた混合物をノビルタミニ（ホソカワミクロン株式会社製）にて乾式複合化処理に付して、Ｆｅ－６．５Ｓｉ粒子がフェライト層（その組成はフェライト粒子の組成に対応する）で被覆されたフェライト被覆粒子を得た。なお、フェライト層のターゲット厚さは１００ｎｍとした。次に、Ｆｅ－６．５Ｓｉ粒子に代えてこのフェライト被覆粒子を使用し、使用する樹脂前駆体溶液の量を表７に示す量としたこと以外は実施例１と同様の手順で、上記フェライト被覆粒子を樹脂層で被覆した。最後に、これにより得られた粒子を、一般的に加圧成形に用いられているリング形状の金型（外形１７ｍｍ、内径１０ｍｍ）に充填し、それ以降は実施例１と同様にして焼結体を作製し、これを評価した。
　上述の通り、フェライト層のターゲット厚さは１００ｎｍとした。μ’、Ｈｓａｔおよび金属磁性体粒子の充填率の結果を表７に併せて示し、μ’とＨｓａｔをプロットしたグラフを図５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　図５および表２～４から理解されるように、実施例１～３の焼結体は４０００Ａ／ｍ以上の高いＨｓａｔを示し、かつ、１５以上の高いμ’を示した。なかでも、実施例１の焼結体に比べて、実施例２の焼結体においてμ’が低下するものの、Ｈｓａｔが向上し、更に実施例３の焼結体においてμ’が低下するものの、Ｈｓａｔが更に向上した。これは、実施例１、２、３の順に、樹脂層の平均厚さが増大していることによるものと考えられる。
　図５および表２～５から理解されるように、実施例１～３の焼結体は、比較例１の焼結体に比べて高いＨｓａｔを示した。これは、実施例１～３の焼結体では金属磁性体とフェライトとの間に非磁性ギャップとして樹脂が導入されており、これにより、フェライトに生じる直流磁界が低下し、直流重畳特性が向上したのに対して、比較例１の焼結体では樹脂が導入されていなかったため、かかる作用が得られなかったものと考えられる。
　図５および表２～４、６から理解されるように、実施例１～３の焼結体は、比較例３の焼結体に比べて、同じＨｓａｔに対して高いμ’を示した（概略的には、図５のグラフにおいて、実施例１～３の焼結体のＨａｔおよびμ’をプロットした点は、比較例３の焼結体のＨａｔおよびμ’をプロットした点よりも右上に位置していた）。これは、実施例１～３の焼結体では金属磁性体とフェライトとの間に非磁性ギャップとして樹脂が導入されており、これにより、フェライトに生じる直流磁界が低下し、直流重畳特性が向上したのに対して、比較例３の焼結体では樹脂が導入されているものの、金属磁性体と樹脂との間にフェライトが存在し、金属磁性体とフェライトとが直接接触しており、金属磁性体の磁化により直流磁界がフェライトに生じてしまったためであると考えられる。
　図６および表２～５から理解されるように、実施例１～２の焼結体は、比較例２の焼結体に比べて、金属磁性体粒子の充填率に対するμ’が（金属磁性体粒子の充填率が高くても、例えば７６体積％以上であっても）向上した。これは、実施例１～２の焼結体では金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された被覆粒子の間に平均粒径がより小さいフェライト粒子が高密度に導入されており、強磁性体であるフェライトによりμ’が向上したのに対して、比較例２の焼結体では、強磁性体であるフェライトが導入されていなかったため、かかる作用が得られなかったものと考えられる。
　なお、図６および表４～５から理解されるように、実施例３の焼結体は、比較例２の焼結体に比べて、金属磁性体粒子の充填率が７６体積％以上である場合において、優位なμ’向上効果は見られなかった。実施例３の焼結体では、樹脂層の平均厚さが大きい（１５０ｎｍ）ため、金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された被覆粒子の間にフェライト粒子を十分に高い密度で導入できなかったことによると考えられる。
　実施例１～３の焼結体では、その製造過程において、金属磁性体粒子を樹脂層で予め被覆した被覆粒子を使用した。よって、焼結時に金属磁性体粒子同士が直接接触することを抑制でき、比抵抗の増加と渦電流損失の低下が見込める。また、金属磁性体粒子とフェライト粒子との間に樹脂層が存在することで、焼結時において、金属磁性体とフェライトとの間の相互反応（金属磁性体の酸化およびフェライトの還元）を抑制することができ、これにより、μ’の劣化を抑制することができたと考えられる。
　更に、実施例１～３の焼結体では、その製造過程において、原料混合物を、加圧下にて、金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱した。かかる低温焼結により、樹脂の熱分解を抑制しながら、焼結体の緻密化を達成できたと考えられる。また、かかる低温焼結により、金属磁性体の酸化および／またはフェライトの還元を抑制しながら、焼結体の緻密化を達成し、μ’の劣化を抑制できたと考えられる。更に、かかる低温焼結により、金属アセチルアセトネートに由来する液体媒体および／または流体（本実施例では溶媒である水）によって、金属磁性体粒子とフェライト粒子の流動性が増加するため、金属磁性体粒子とフェライト粒子を含めた強磁性物質の充填率が高い焼結体が得られ、焼結体の透磁率が向上したと考えられる。
　本発明の焼結体は、焼結磁性部品として種々の電磁気装置／デバイス、例えばインダクタ、トランス、コイル等に使用され得る。本発明の焼結体は、特にパワーインダクタにおいて芯材として好適に使用され得るが、これに限定されない。
　本願は、２０１８年１２月２８日付けで日本国にて出願された特願２０１８－２４８０９９に基づく優先権を主張し、その記載内容の全てが、参照することにより本明細書に援用される。
　　１　金属磁性体粒子
　　３　樹脂層
　　５　被覆粒子
　　７　フェライト粒子
　　９　アモルファス相
　　１０　焼結体
　　２１　金属磁性体粒子
　　２３　樹脂相
　　２４　フェライト層
　　２５　被覆粒子
　　２７　フェライト粒子
　　２９　アモルファス相
　　３０、３１、３２　焼結体
　　６１　金属磁性粉（金属磁性体粒子）
　　６３　フェライト層（フェライト相）
　　７０　焼結体

Claims (16)

  1. 　金属磁性体を含む焼結体であって、
    　金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された複数の被覆粒子と、
    　複数のフェライト粒子と、
    　該複数の被覆粒子および該複数のフェライト粒子間に存在するアモルファス相と
    を含む、焼結体。
  2. 　前記アモルファス相が、前記フェライト粒子に含まれる金属元素と同じ金属元素を含む、請求項１に記載の焼結体。
  3. 　前記フェライト粒子の平均粒径が、前記金属磁性体粒子の平均粒径より小さい、請求項１または２に記載の焼結体。
  4. 　前記樹脂層が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂およびシリコーン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項１～３のいずれかに記載の焼結体。
  5. 　前記金属磁性体粒子が、Ｆｅ、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ系非晶質金属およびＦｅナノ結晶の金属磁性体からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項１～４のいずれかに記載の焼結体。
  6. 　前記フェライト粒子が、Ｎｉ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｃｏ－Ｚｎ系、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｕ系のスピネル型フェライトおよびマグネトプランバイト型の六方晶Ｂａフェライトからなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項１～５のいずれかに記載の焼結体。
  7. 　前記樹脂層が、１００ｎｍ以下の平均厚さを有する、請求項１～６のいずれかに記載の焼結体。
  8. 　金属磁性体を含む焼結体の製造方法であって、
    　金属磁性体粒子が樹脂層で被覆された複数の被覆粒子と、複数のフェライト粒子と、金属アセチルアセトネートとを含む混合物を、加圧下にて、前記金属アセチルアセトネートの融点以上かつ３５０℃以下の温度で加熱すること
    を含む、焼結体の製造方法。
  9. 　前記混合物を流体の存在下で加熱する、請求項８に記載の焼結体の製造方法。
  10. 　前記流体が前記混合物に混合されている、請求項８または９に記載の焼結体の製造方法。
  11. 　前記金属アセチルアセトネートが、前記フェライト粒子に含まれる金属元素と同じ金属元素を含む、請求項８～１０のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
  12. 　前記フェライト粒子の平均粒径が、前記金属磁性体粒子の平均粒径より小さい、請求項８～１１のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
  13. 　前記樹脂層が、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、エポキシ樹脂およびシリコーン系樹脂からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項８～１２のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
  14. 　前記金属磁性体粒子が、Ｆｅ、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｏ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系、Ｆｅ系非晶質金属およびＦｅナノ結晶の金属磁性体からなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項８～１３のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
  15. 　前記フェライト粒子が、Ｎｉ－Ｚｎ系、Ｎｉ－Ｚｎ－Ｃｕ系、Ｎｉ系、Ｃｏ系、Ｃｏ－Ｚｎ系、Ｍｎ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ系、Ｍｇ－Ｚｎ－Ｃｕ系のスピネル型フェライトおよびマグネトプランバイト型の六方晶Ｂａフェライトからなる群より選択される少なくとも１つを含む、請求項８～１４のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
  16. 　前記樹脂層が、１００ｎｍ以下の平均厚さを有する、請求項８～１５のいずれかに記載の焼結体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021141144A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁性樹脂組成物、及び成形体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986007489A1 (en) * 1985-06-10 1986-12-18 Takeuchi Press Industries Co., Ltd. Resin-bonded magnetic composition and process for producing magnetic molding therefrom
JP2007013072A (ja) * 2005-05-30 2007-01-18 Mitsubishi Materials Pmg Corp 圧粉磁心の製造方法とその圧粉磁心並びに圧粉磁心を用いたリアクトル
JP2011089191A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Tdk Corp 軟磁性材料、並びに、圧粉磁芯及びその製造方法
JP2012212853A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Alps Green Devices Co Ltd 圧粉磁心及びその製造方法
JP2018206834A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 Tdk株式会社 圧粉磁心
WO2019009320A1 (ja) * 2017-07-05 2019-01-10 株式会社村田製作所 焼結体の製造方法、構造体および複合構造体

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63220504A (ja) * 1987-03-10 1988-09-13 Toyama Pref Gov 樹脂結合型磁性体組成物及びその成形体製造法
JP4534523B2 (ja) * 2004-02-25 2010-09-01 パナソニック株式会社 複合焼結磁性材料の製造方法
JP4682584B2 (ja) * 2004-10-29 2011-05-11 Ｊｆｅスチール株式会社 圧粉磁心用の軟磁性金属粉末および圧粉磁心
JP2007129093A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 軟磁性材料およびこれを用いて製造された圧粉磁心
JP5145923B2 (ja) * 2007-12-26 2013-02-20 パナソニック株式会社 複合磁性材料
JP2010238930A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Mitsubishi Materials Corp 複合軟磁性材料、複合軟磁性材料の製造方法及び電磁気回路部品
US8840800B2 (en) * 2011-08-31 2014-09-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic material, method for producing magnetic material, and inductor element
JP6501148B2 (ja) 2015-03-12 2019-04-17 日立化成株式会社 圧粉成形体を用いた磁気シート材およびその製造方法
JP6730785B2 (ja) 2015-05-26 2020-07-29 株式会社タムラ製作所 メタルコンポジットコアの製造方法、及びリアクトルの製造方法
JP6891551B2 (ja) * 2017-03-09 2021-06-18 Tdk株式会社 圧粉磁心

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1986007489A1 (en) * 1985-06-10 1986-12-18 Takeuchi Press Industries Co., Ltd. Resin-bonded magnetic composition and process for producing magnetic molding therefrom
JP2007013072A (ja) * 2005-05-30 2007-01-18 Mitsubishi Materials Pmg Corp 圧粉磁心の製造方法とその圧粉磁心並びに圧粉磁心を用いたリアクトル
JP2011089191A (ja) * 2009-10-26 2011-05-06 Tdk Corp 軟磁性材料、並びに、圧粉磁芯及びその製造方法
JP2012212853A (ja) * 2011-03-24 2012-11-01 Alps Green Devices Co Ltd 圧粉磁心及びその製造方法
JP2018206834A (ja) * 2017-05-31 2018-12-27 Tdk株式会社 圧粉磁心
WO2019009320A1 (ja) * 2017-07-05 2019-01-10 株式会社村田製作所 焼結体の製造方法、構造体および複合構造体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021141144A (ja) * 2020-03-03 2021-09-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 磁性樹脂組成物、及び成形体

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