CN103366913A - 软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件 - Google Patents

Abstract

提供一种软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件。软磁性粉末的特征在于：包含组成为Fe_100-a-b-c-dMn_aSi_bB_cC_d的非晶质合金材料，其中，0.1≤a≤103≤b≤153≤c≤150.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。

Description

软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件

技术领域

本发明涉及软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件。

背景技术

近年，笔记本型电脑之类的移动装置的小型化、轻量化显著。并且不断实现将笔记本型电脑的性能提高到不逊色于台式电脑的性能的程度。

因此，为了实现移动装置的小型化以及高性能化，需要使开关电源高频化。为此，开关电源的驱动频率高频化进展达到数100kHz程度。此外，伴随着上述情况，也需要使内置于移动装置的扼流圈和电感器等磁性元件的驱动频率适应于高频化。

例如，专利文献1中公开有由含有Fe、M（其中，M是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W的至少一种元素）、Si、B、C的非晶质合金形成的薄带。并且公开有通过将该薄带层叠后进行冲压加工等制造而成的磁芯。期待通过这种磁芯能够实现交流磁特性的提高。

但是，当磁性元件的驱动频率进一步高频化时，由薄带制造而成的磁芯无法避免由涡电流导致的焦耳损失（涡流损耗）的显著增大。

为解决上述问题，使用将软磁性粉末与结合材料（粘结剂）的混合物加压、成形而得的压粉磁芯。

另一方面，由于由非晶质合金材料构成的软磁性粉末电阻率高，因此含有这种软磁性粉末的磁芯能够实现涡流损耗的抑制。其结果，能够降低高频中的铁损。特别是Fe基非晶质合金由于饱和磁通密度高，因此作为磁性装置用软磁性材料有用。

但是，由于Fe基非晶质合金磁致伸缩高，因此存在特定频率下发生拍频的同时妨碍磁特性（例如低矫顽力化以及高磁导率化）的提高的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2007-182594号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供作为磁芯使用时能够兼顾降低铁损和提高磁特性的软磁性粉末、采用该软磁性粉末制造的压粉磁芯、以及具有该压粉磁芯的磁性元件。

解决技术问题的技术方案

上述目的通过以下的本发明而实现。

本发明的软磁性粉末的特征在于包含组成为Fe_100-a-b-c-dMn_aSi_bB_cC_d的非晶质合金材料，其中，0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。

由此，通过降低非晶质合金材料的磁致伸缩，能够得到用作磁芯时高度兼顾了铁损的降低和磁特性的提高的软磁性粉末。

本发明的软磁性粉末优选上述非晶质合金材料满足0.05≤c/(a+b)≤1.5的关系。

由此，通过添加B能够不妨碍提高磁特性地可靠地降低非晶质合金材料的融点。

本发明的软磁性粉末优选上述非晶质合金材料满足6≤b+c≤30的关系。

由此，能够不导致饱和磁通密度显著降低地使非晶质合金材料高度兼顾铁损的降低和磁特性的提高。

本发明的软磁性粉末优选上述非晶质合金材料满足0.01≤d/(a+b)≤0.3的关系。

由此，既能够维持优异的磁特性又能够可靠地实现非晶质合金材料的非晶质化以及软磁性粉末的球形化。

本发明的软磁性粉末优选平均粒径为3μm以上100μm以下。

由此，能够缩短涡电流流经的路径，从而能够得到充分抑制了涡流损耗的压粉磁芯。

本发明的软磁性粉末优选矫顽力为4（Oe）以下。

由此，能够可靠地抑制磁滞损耗，并能够充分降低铁损。

本发明的软磁性粉末优选含氧率按质量比为150ppm以上3000ppm以下。

由此，软磁性粉末能够高度兼顾铁损、磁特性以及耐候性。

本发明的压粉磁芯的特征在于含有包含非晶质合金材料的软磁性粉末，所述非晶质合金材料的合金组成以Fe_100-a-b-c-dMn_aSi_bB_cC_d表示，其中，0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。

由此，能够得到高度兼顾了低铁损和高磁特性的压粉磁芯。

本发明的磁性元件的特征在于具有本发明的压粉磁芯。

由此，能够得到小型且高性能的磁性元件。

附图说明

图1是示出应用了本发明的磁性元件的第一实施方式的扼流圈的示意图（俯视图）。

图2是示出应用了本发明的磁性元件的第二实施方式的扼流圈的示意图（立体透视图）。

图3是示出图1所示饱和磁通密度、磁导率以及矫顽力与软磁性粉末中的Mn含量的关系的图。

具体实施方式

以下，根据附图所示的优选实施方式对本发明的软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件进行详细说明。

[软磁性粉末]

本发明的软磁性粉末是包含合金组成以Fe_100-a-b-c-dMn_aSi_bB_cC_d（a、b、c、d都是原子%）表示的非晶质合金材料的粉末，其中，满足0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15以及0.1≤d≤3的关系。

这种软磁性粉末由于是Fe基非晶质合金粉末，因此涡流损耗小且饱和磁通密度高，并且由于含有Mn因而矫顽力低且磁导率高。从而，通过使用这种软磁性粉末，能够得到高频下铁损小且易小型化的压粉磁芯。

以下，对软磁性粉末作进一步详细说明。

如上所述，本发明的软磁性粉末是含有合金组成以Fe_100-a-b-c-dMn_aSi_bB_cC_d（a、b、c、d都是原子%）表示的非晶质合金材料的粉末。并且a、b、c、d满足0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15以及0.1≤d≤3的关系。

各元素中，Mn（锰）起降低非晶质合金材料的磁致伸缩的作用。由于磁致伸缩降低从而矫顽力也降低。由此，由于磁滞损耗减少且铁损降低，因此有利于减少高频区域中的铁损。此外，随着磁致伸缩的降低，磁导率增加并且对外部磁场的响应性提高。

发生这种现象的原因尚未明确，可以考虑如下原因：由于Mn的原子大小与Fe的原子大小非常接近而能够容易地以Mn原子取代Fe原子，因此含有一定量的Mn并未妨碍非晶质的原子配置，并且比较容易降低磁致伸缩。为此，可以认为能够实现低矫顽力化以及高磁导率化。但是，过量添加Mn则导致饱和磁通密度降低，因此Mn添加量中磁通密度的设定很重要。

此外，由于Mn比Si容易氧化，因此制造软磁性粉末时表面上析出氧化锰。可以认为：该氧化锰以散布在粒子表面的方式析出的倾向高，而易氧化性仅次于Mn的元素的氧化物（例如氧化硅等）以填补其空隙的方式析出。这样，粒子表面被由不同组成的氧化物形成的不连续析出物覆盖，因此粒子表面绝缘性提高且粒子间电阻增大。由此，能够得到可以制造磁通密度以及磁导率高且涡流损耗小的压粉磁芯的软磁性粉末。

非晶质合金材料中Mn的含量a满足0.1≤a≤10的关系。Mn的含量a低于上述下限值时，则磁致伸缩的降低受到限制，而无法兼顾铁损的降低和磁特性的提高。反之，Mn的含量a高于上述上限值时，则妨碍非晶质化的同时降低饱和磁通密度，仍然无法兼顾铁损的降低和磁特性的提高。

此外，Mn的含量a优选满足0.5≤a≤9的关系，更优选满足0.7≤a≤8.5的关系，进一步优选满足1≤a≤8的关系。

各元素中，Si（硅）有助于提高非晶质合金材料的磁导率。此外，由于通过添加一定量的Si能够提高非晶质合金材料的电阻率，因此能够抑制软磁性粉末的涡流损耗。并且通过添加一定量的Si也能够降低矫顽力。

非晶质合金材料中Si的含量b满足3≤b≤15的关系。Si的含量b低于上述下限值时，则无法充分提高非晶质合金材料的磁导率以及电阻率，并且无法充分实现对外部磁场的响应性的提高和涡流损耗的降低。反之，Si的含量b高于上述上限值时，则妨碍非晶质化的同时降低饱和磁通密度，无法兼顾铁损的降低和磁特性的提高。

此外，Si的含量b优选满足4.5≤b≤13的关系，更优选满足5.5≤b≤12.5的关系，进一步优选满足6≤b≤11.5的关系。

各元素中，B（硼）降低非晶质合金材料的融点，使非晶质化变得容易。为此，能够提高非晶质合金材料的电阻率，并能够抑制软磁性粉末的涡流损耗。

非晶质合金材料中B的含量c满足3≤c≤15的关系。B的含量c低于上述下限值时，则无法充分降低非晶质合金材料的融点，非晶质化变得困难。反之，B的含量c高于上述上限值时，同样无法充分降低非晶质合金材料的融点，非晶质化变得困难的同时降低饱和磁通密度。

此外，B的含量c优选满足4.5≤c≤13的关系，更优选满足5.5≤c≤12.5的关系，进一步优选满足6≤c≤11.5的关系。

各元素中，C（碳）降低非晶质合金材料熔融时的粘性，使非晶质化以及粉末化变得容易。为此，能够进一步提高非晶质合金材料的电阻率，同时提高软磁性粉末的球形度，使用该软磁性粉末制造压粉磁芯时，粒子间的空隙变小因而能够提高填充率。此外，能够高效率地制造粒径一致的软磁性粉末以及小粒径的软磁性粉末。

非晶质合金材料中C的含量d满足0.1≤d≤3的关系。C的含量d低于上述下限值时，则非晶质合金材料熔融时的粘性过高，软磁性粉末变成不同形状。为此，无法充分提高制造压粉磁芯时的填充性，并且无法充分提高压粉磁芯的饱和磁通密度和磁导率。反之，C的含量d高于上述上限值时，则妨碍非晶质化并增加矫顽力。

此外C的含量d优选满足0.5≤d≤2.8的关系，更优选满足0.7≤d≤2.6的关系，进一步优选满足1.2≤d≤2.5的关系。

此外，Si的含量b与B的含量c的和(b+c)优选满足6≤b+c≤30的关系，更优选满足12≤b+c≤28的关系，进一步优选满足15≤b+c≤25的关系。通过以满足这种关系的方式添加Si以及B，能够不导致显著降低饱和磁通密度，且高度兼顾非晶质合金材料的铁损的降低和磁特性的提高。

此外，Si的含量b和B的含量c和C的含量d优选满足b＞c＞d的关系。由此，能够得到更加高度兼顾低铁损和高磁特性的软磁性粉末。

另一方面，Mn的含量a相对于上述和(b+c)的比例优选满足0.01≤a/(b+c)≤3的关系，更优选满足0.03≤a/(b+c)≤2的关系，进一步优选满足0.05≤a/(b+c)≤1的关系。由此，通过添加Mn减少磁致伸缩与通过Si以及B提高电阻率彼此并未抵消，从而实现最优化。其结果，能够实现涡流损耗最小化。此外，非晶质合金材料熔融时，在融点低的状态能够可靠地析出氧化锰和氧化硅两者，并能够可靠地实现软磁性粉末粒子表面的绝缘性的提高。由此，能够得到可以可靠地制造磁通密度以及磁导率高且涡流损耗小的压粉磁芯的软磁性粉末。

此外，B的含量c相对于Mn的含量a和Si的含量b的和(a+b)的比例优选满足0.05≤c/(a+b)≤1.5的关系，更优选满足0.07≤c/(a+b)≤1.2的关系，进一步优选满足0.1≤c/(a+b)≤1的关系。由此，通过添加B并未妨碍提高磁特性且能够可靠地降低非晶质合金材料的融点。其结果，能够得到可以可靠地制造磁通密度以及磁导率高且涡流损耗小的压粉磁芯的软磁性粉末。

此外，C的含量d相对于Mn的含量a和Si的含量b的和(a+b)的比例优选满足0.01≤d/(a+b)≤0.3的关系，更优选满足0.02≤d/(a+b)≤0.25的关系，进一步优选满足0.03≤d/(a+b)≤0.2的关系。由此，既能够维持优异的磁特性，又能够可靠地实现非晶质合金材料的非晶质化以及软磁性粉末的球形化。

并且，Mn的含量a相对于B的含量c和C的含量d的和(c+d)的比例优选满足0.01≤a/(c+d)≤1的关系，更优选满足0.03≤a/(c+d)≤0.85的关系，进一步优选满足0.05≤a/(c+d)≤0.7的关系。由此，能够高度兼顾提高磁特性和非晶质化。

此外，Mn、Si、B、C外的剩余部分是Fe或不可避免的元素。

Fe是非晶质合金材料的主成分，给软磁性粉末的基本磁特性和机械特性带来较大影响。

此外，不可避免的元素是制造原料或者软磁性粉末时无意混入的元素。不可避免元素并未特别限定，可示例列举出O（氧）、N（氮）、P（磷）、S（硫磺）、Al（铝）等。混入量虽然因原料和制法而不同，但优选为小于0.1原子%，更优选为小于0.05原子%。

此外，本发明的软磁性粉末的平均粒径优选为3μm以上100μm以下，更优选为4μm以上80μm以下，进一步优选为5μm以上60μm以下。通过使用这种粒径的软磁性粉末能够缩短涡流流经的路径，因此能够得到充分抑制了涡流损耗的压粉磁芯。

此外，平均粒径可以作为通过激光衍射法按照质量基准累计量达到50%时的粒径而求出。

此外，软磁性粉末的平均粒径低于上述下限值时，软磁性粉末加压、成形时的成形性降低，因此存在得到的压粉磁芯的密度降低、且饱和磁通密度和磁导率降低的可能性。反之，软磁性粉末的平均粒径超过上述上限值时，压粉磁芯中涡流流经的路径变长，因此存在涡流损耗增大的可能性。

此外，软磁性粉末的粒度分布优选尽量窄的分布。具体而言，如果软磁性粉末的平均粒径位于上述范围内，则优选最大粒径为200μm以下，更优选为150μm以下。通过将软磁性粉末的最大粒径控制在上述范围内，能够使软磁性粉末的粒度分布更窄，从而消除局部涡流损耗增大等问题。

此外，上述最大粒径是指按照质量基准累计量达到99.9%时的粒径。

此外，将软磁性粉末粒子的短直径设定为S（μm）、长直径设定为L（μm），以S/L定义的纵横比的平均值优选为约0.4～1，更优选为约0.7～1。这种纵横比的软磁性粉末，由于其形状比较接近球形，因此能够提高压粉成形时的填充率。其结果能够得到饱和磁通密度以及磁导率高的压粉磁芯。

此外，上述长直径是指在粒子的投影图像上能够测量到的最大长度，上述短直径是指与该最大长度正交方向上的最大长度。

此外，本发明的软磁性粉末的表观密度优选为3g/cm³以上，更优选为3.5g/cm³以上。这样使用表观密度大的软磁性粉末制造压粉磁芯时，由于各粒子的填充率增高，因此能够得到特别高密度的压粉磁芯。由此，能够得到磁导率以及磁通密度特别高的压粉磁芯。

此外，本发明中的表观密度是通过JIS Z2504所规定的方法测量的密度。

此外，本发明的软磁性粉末通过含有如上所述的合金组成，能够实现低矫顽力化，优选低至4Oe（318A/m）以下，更优选低至1.5Oe（119A/m）以下。由于能够实现低至上述范围的低矫顽力化，因此能够可靠地抑制磁滞损耗，并能够充分降低铁损。

此外，软磁性粉末的饱和磁通密度尽量大为好，优选为0.8T以上，更优选为1.0T以上。如果软磁性粉末的饱和磁通密度在上述范围内，则能够不降低性能而使压粉磁芯充分小型化。

此外，本发明的软磁性粉末含氧率按照质量比优选为150ppm以上3000ppm以下，更优选为200ppm以上2500ppm以下，进一步优选为200ppm以上1500ppm以下。通过将含氧率控制在上述范围内，软磁性粉末能够高度兼顾铁损、磁特性以及耐候性。即，含氧率低于上述下限值时，由于软磁性粉末的粒子上未形成合适厚度的氧化物覆盖膜等理由，因此存在软磁性粉末的粒子间绝缘性降低且铁损增大、耐候性降低的可能性，反之，含氧率高于上述上限值时，则存在氧化物覆盖膜过厚而该部分磁特性降低的可能性。

磁性粉末中的含氧率可以通过例如原子吸光光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、氧氮分析仪等测量。

如上所述的软磁性粉末通过例如雾化法（例如，水雾法、气雾法、高速旋转水流雾化法等）、还原法、羰基法、粉碎法等各种粉末化法制造。

其中，本发明的软磁性粉末优选通过雾化法制造，更优选通过高速旋转水流雾化法制造。雾化法是以高速喷射的流体（液体或气体）冲击熔融金属（熔体液流），将熔体液流微粉化的同时进行冷却而制造金属粉末（软磁性粉末）的方法。通过由这种雾化法制造软磁性粉末，能够高效率地制造极微小的粉末。此外，得到的粉末的粒子形状由于表面张力的作用而接近球形。为此，制造压粉磁芯时能够得到填充率高的压粉磁芯。即，能够得到可以制造磁导率以及饱和磁通密度高的压粉磁芯的软磁性粉末。

此外，使用水雾法作为雾化法时，喷射的雾化水的压力并未特别限定，优选为约75MPa以上120MPa以下（750kgf/cm²以上1200kgf/cm²以下），更优选为约90MPa以上120MPa以下（900kgf/cm²以上1200kgf/cm²以下）。

此外，雾化水的水温也并未特别限定，优选为约1℃以上20℃以下。

并且，雾化水以在熔体液流的下落路径上具有顶点且外径向下方逐渐减小的这种圆锥状喷射。此时，雾化水形成的圆锥的顶角θ优选为约10°～40°，更优选为15°～35°。由此，能够可靠地制造如上所述组成的软磁性粉末。

此外，通过水雾法（特别是高速旋转水流雾化法）能够特别迅速地冷却熔体液流。为此，在较宽的合金组成中能够得到非晶质化度高的软磁性粉末。

此外，雾化法中熔体液流冷却时的冷却速度优选为1×10⁴℃/s以上，更优选为1×10⁵℃/s以上。通过这种快速冷却，熔体液流状态中的原子排列、即各种原子均匀混合的状态被保存而直接达到固化，因此能够得到非晶质化度特别高的软磁性粉末，同时能够抑制软磁性粉末粒子间组成比的不稳定。其结果，能够得到均质且磁特性高的软磁性粉末。

此外，由非晶质合金材料构成的软磁性粉末优选进行退火处理。该退火处理中的加热条件优选为非晶质合金材料的结晶化温度Tx-250℃以上小于Tx×5分钟以上120分钟以下的范围，更优选为非晶质合金材料的结晶化温度Tx-100℃以上小于Tx×0分钟以上60分钟以下的范围。通过在这种加热条件下进行退火处理，由非晶质合金材料构成的软磁性粉末被退火，并能够缓和制造粉末时产生的由骤冷凝固引起的残留应力。由此，能够缓和伴随着残留应力的非晶质软磁性粉末的形变而提高磁特性。

此外，可以根据需要对如此得到的软磁性粉末进行分级。作为分级方法，可以列举出例如：筛分分级、惯性分级、离心分级之类的干式分级，沉降分级之类的湿式分级等。

此外，也可以根据需要对得到的软磁性粉末造粒。

[压粉磁芯以及磁性元件]

本发明的磁性元件能够应用于扼流圈、电感器、噪声滤波器、电抗器、变压器、发动机、电动机之类具有磁芯的各种磁性元件。此外，本发明的压粉磁芯能够应用于这些磁性元件具有的磁芯。

以下，作为磁性元件的一例，以两种扼流圈为代表进行说明。

〈第一实施方式〉

首先，对应用了本发明的磁性元件的第一实施方式的扼流圈进行说明。

图1是示出应用了本发明的磁性元件的第一实施方式的扼流圈的示意图（俯视图）。

图1所示扼流圈10包括环状（环形）压粉磁芯11和卷绕在该压粉磁芯11上的导线12。这种扼流圈10通常称为环状线圈。

压粉磁芯11是将本发明的软磁性粉末与结合材料（粘结剂）和有机溶剂混合，将得到的混合物提供给成形模具并加压、成形而得到的产物。

作为用于制造压粉磁芯11的结合材料的构成材料，可以列举出例如：硅胶类树脂、环氧类树脂、酚醛类树脂、聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚苯硫醚类树脂等有机粘结剂、磷酸镁、磷酸钙、磷酸锌、磷酸锰、磷酸镉之类的磷酸盐、硅酸钠之类的硅酸盐（水玻璃）等无机粘结剂等，特别优选热固化性聚酰亚胺或者环氧类树脂。这些树脂材料是通过加热容易固化且耐热性优异的材料。因此，能够提高压粉磁芯11的制造容易性以及耐热性。

此外，结合材料相对于软磁性粉末的比例根据作为制造的压粉磁芯11的目标磁通密度或允许的涡流损耗等而略微不同，优选为约0.5质量%以上5质量%以下，更优选为约1质量%以上3质量%以下。由此，既能够可靠地将软磁性粉末的各粒子彼此绝缘，又能够在某种程度上确保压粉磁芯11的密度并防止压粉磁芯11的磁导率显著降低。其结果，能够得到磁导率更高且损失更低的压粉磁芯11。

此外，作为有机溶剂，只要能够溶解结合材料就不受特别限定，可以列举出例如：甲苯、异丙醇、丙酮、甲乙酮、氯仿、醋酸乙酯等各种溶剂。

此外，可以根据需要，基于任何目的，向上述混合物中添加各种添加剂。

软磁性粉末表面被如上所述的结合材料覆盖。由此，软磁性粉末的各粒子分别被绝缘性结合材料绝缘，因此即使向压粉磁芯11施加高频变化的磁场，与该磁场变化对应的电磁感应所产生的电动势所伴随的感应电流也只涉及各粒子比较窄的区域。为此，能够将由该感应电流引起的焦耳损失控制为较小。

此外，由于该焦耳损失导致压粉磁芯11放热，因此通过控制焦耳损失也能够减少扼流圈10的放热量。

另一方面，作为导线12的构成材料可以列举出导电性高的材料，可以列举出例如Cu、Al、Ag、Au、Ni等金属材料，或者含有上述金属的合金等。

此外，优选在导线12表面设置有具有绝缘性的表面层。由此，能够可靠地防止压粉磁芯11和导线12短路。

作为上述表面层的构成材料，可以列举出例如各种树脂材料等。

接着，对扼流圈10的制造方法进行说明。

首先，将本发明的软磁性粉末和结合材料、各种添加剂、有机溶剂进行混合得到混合物。

接着，将混合物干燥得到块状干燥体之后，通过将该干燥体粉碎形成造粒粉末。

接着，将该混合物或者造粒粉末成形为应制造的压粉磁芯的形状，得到成形体。

作为此时的成形方法并未特别限定，可以列举出例如：压制成形、挤出成形、射出成形等方法。此外，该成形体的形状尺寸通过预计以后的成形体加热时的收缩量而确定。

接着，通过加热得到的成形体使结合材料固化得到压粉磁芯11。此时，加热温度虽然随着结合材料的组成等而略微不同，当结合材料由有机粘结剂构成时，优选为约100℃以上500℃以下，更优选为约120℃以上250℃以下。此外，加热时间随着加热温度而不同，设定为约0.5小时以上5小时以下。

由上可以得到将本发明的软磁性粉末加压、成形而形成的压粉磁芯（本发明的压粉磁芯）11、以及沿上述压粉磁芯11外表面卷绕导线12而形成的扼流圈（本发明的磁性元件）10。上述扼流圈10是长期耐腐蚀性优异、并且高频区域的损失（铁损）小的低损失的扼流圈。

此外，通过本发明的软磁性粉末能够容易地得到磁特性优异的压粉磁芯11。由此，能够容易地实现压粉磁芯11磁通密度的提高以及伴随着磁通密度提高的扼流圈10的小型化和额定电流的增大、放热量的减少。即，能够得到高性能的扼流圈10。

〈第二实施方式〉

接着，对应用了本发明的磁性元件的第二实施方式的扼流圈进行说明。

图2是示出应用了本发明的磁性元件的第二实施方式的扼流圈的示意图（立体透视图）。

以下，对第二实施方式所涉及的扼流圈进行说明，分别以与上述第一实施方式所涉及的扼流圈的不同点为中心进行说明，对同样的事项省略其说明。

如图2所示，本实施方式所涉及的扼流圈20是将成形为线圈状的导线22埋设于压粉磁芯21内部而形成的扼流圈。即，扼流圈20通过用压粉磁芯21包裹导线22而形成。

这种形式的扼流圈20能够容易地得到较小型的扼流圈。并且，制造这种小型扼流圈20时，磁导率以及磁通密度大且损失小的压粉磁芯21更有效地发挥其作用、效果。即，能够得到尽管更小型但能够适应大电流的低损失、低放热的扼流圈20。

此外，由于导线22埋设于压粉磁芯21内部，因此导线22和压粉磁芯21之间难以产生空隙。为此，能够抑制由压粉磁芯21的磁致伸缩引起的振动，并能够抑制伴随着该振动产生的噪音。

制造如上所述的本实施方式所涉及的扼流圈20时，首先，在成形模具母模内设置导线22，同时用本发明的软磁性粉末填充母模内部。即，以包含导线22的方式填充软磁性粉末。

接着，将导线22和软磁性粉末一起加压得到成形体。

然后，与上述第一实施方式相同，对该成形体进行热处理。由此得到扼流圈20。

以上，基于优选实施方式对本发明的软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件进行了说明，但本发明并不仅限于此。

例如，上述实施方式中，作为本发明软磁性粉末的应用例对压粉磁芯进行了说明，但应用例并不仅限于此，也可以是例如磁性流体、磁屏蔽板、磁头等磁性装置。

实施例

接着，对本发明的具体实施例进行说明。

1、压粉磁芯以及扼流圈的制造

<试样No.1>

（1）首先，用高频感应炉将原材料熔融，同时通过高速旋转水流雾化法（各表中标记为“SWAP”）进行粉末化而得到软磁性粉末。接着，使用网眼为150μm的标准筛进行分级。得到的软磁性粉末的合金组成示于表1。

（2）接着，对得到的软磁性粉末进行粒度分布测量。此外，该测量通过激光衍射式粒度分布测量装置（マイクロトラック（Microtrac）HRA9320-X100、日机装株式会社制造）进行。然后由粒度分布求出软磁性粉末的平均粒径。

（3）接着，将得到的软磁性粉末和环氧树脂（结合材料）、甲苯（有机溶剂）混合得到混合物。此外，环氧树脂的添加量相对于软磁性粉末100质量份为2质量份。

（4）接着，将得到的混合物搅拌之后，在温度60℃加热1小时将其干燥，得到块状干燥体。接着，用网眼为500μm的标准筛筛该干燥体，将干燥体粉碎得到造粒粉末。

（5）接着，将得到的造粒粉末填充入成型模具中，根据以下成形条件得到成形体。

〈成形条件〉

·成形方法：压制成形

·成形体形状：环状

·成形体尺寸：外径28mm、内径14mm、厚度10.5mm

·成形压力：20t/cm²（1.96GPa）

（6）接着，在大气气氛中温度450℃下加热成形体0.5小时，使结合材料固化。由此得到压粉磁芯。

（7）接着，根据以下制造条件，使用得到的压粉磁芯制造图1所示的扼流圈（磁性元件）。

〈线圈制造条件〉

·导线的构成材料：Cu

·导线直径：0.5mm

·匝数（测量磁导率时）：7匝

·匝数（测量铁损时）：一次侧30匝、二次侧30匝

·试样No.2～No.12

除了分别使用表1所示物质作为软磁性粉末外，其余与试样No.1相同得到压粉磁芯，同时使用该压粉磁芯得到扼流圈。

试样No.13～No.21

除了分别使用表2所示物质作为软磁性粉末外，其余与试样No.1相同得到压粉磁芯，同时使用该压粉磁芯得到扼流圈。

试样No.22～No.30

除了分别使用表3所示物质作为软磁性粉末外，其余与试样No.1相同得到压粉磁芯，同时使用该压粉磁芯得到扼流圈。

试样No.31～No.39

除了分别使用表4所示物质作为软磁性粉末外，其余与试样No.1相同得到压粉磁芯，同时使用该压粉磁芯得到扼流圈。

试样No.2a、No.6a～No.9a

除了用水雾法（各表中标记为“W-atm”）取代高速旋转水流雾化法外，其余与试样No.2、No.6～No.9相同得到压粉磁芯，同时使用该压粉磁芯得到扼流圈。

此外，各表中各试样编号的软磁性粉末中，相当于本发明的软磁性粉末表示为“实施例”，不相当于本发明的软磁性粉末表示为“比较例”。

2、软磁性粉末、压粉磁芯以及扼流圈的评价

2.1、软磁性粉末含氧率的测量

对由各实施例以及各比较例得到的软磁性粉末，通过氧氮同时分析装置（LECO公司制、TC-136）测量其含氧率。

2.2、扼流圈磁特性的测量

对由各实施例以及各比较例得到的扼流圈，根据以下测量条件测量其各自的磁导率μ’、铁损（磁芯损耗Pcv）、矫顽力以及饱和磁通密度。

〈测量条件〉

测量频率：100kHz、1000kHz

最大磁通密度：50mT

测量装置：交流磁特性测量装置（岩通计株式会社制造、B-H分析仪SY8258）

评价结束，评价结果示于表1至表4。

由表1至表4可知，由各实施例得到的扼流圈，饱和磁通密度以及磁导率两者相对较高而矫顽力相对较低。即，可以确认这些扼流圈能够高度兼顾低铁损以及高磁特性。

此处，表1所示饱和磁通密度、磁导率以及矫顽力与软磁性粉末中的Mn含有率的关系示于图3。由图3也可知，由各实施例得到的扼流圈高度兼顾低铁损以及高磁特性。

相反，由各比较例得到的扼流圈，饱和磁通密度或磁导率某一方相对较低、或者矫顽力相对较高。即，可以确认这些扼流圈难以兼顾低铁损以及高磁特性。

符号说明

10、20     扼流圈                 11、21     压粉磁芯

12、22     导线

Claims (9)

1.一种软磁性粉末，其特征在于，

所述软磁性粉末包含组成为Fe_100-a-b-c-dMn_aSi_bB_cC_d的非晶质合金材料，其中，0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。

2.根据权利要求1所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述非晶质合金材料满足0.05≤c/(a+b)≤1.5的关系。

3.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述非晶质合金材料满足6≤b+c≤30的关系。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述非晶质合金材料满足0.01≤d/(a+b)≤0.3的关系。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述软磁性粉末的平均粒径为3μm以上100μm以下。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述软磁性粉末的矫顽力为4Oe以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的软磁性粉末，其特征在于，

所述软磁性粉末的含氧率按质量比为150ppm以上3000ppm以下。

8.一种压粉磁芯，其特征在于，

所述压粉磁芯含有包含非晶质合金材料的软磁性粉末，所述非晶质合金材料的合金组成由Fe_100-a-b-cdMn_aSi_bB_cC_d表示，且满足0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、及0.1≤d≤3的关系，其中，a、b、c、d都是原子%。

9.一种磁性元件，其特征在于，

具有权利要求8所述的压粉磁芯。

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