JP2022122349A - 軟磁性扁平粉末 - Google Patents
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Abstract
Description
Bは、本発明において最も重要な添加元素である。このBをFe-Si-Al合金に微量添加するだけで、扁平化後の粉末のメジアン径D50を大きく増加させることができる。さらに、Bの微量添加による磁歪定数及び結晶磁気異方性定数の増加はわずかであるため、メジアン径D50の増加に伴う粉末のアスペクト比の増加により、透磁率が向上することを見出した。これは、Bの添加によって、わずかにFe-Si-Al合金のD03構造が低減されることにより生じる効果であると考えられる。
Feは、合金の基材である。Feは、軟磁性扁平粉末の磁気特性を高める。本発明において、前述のBを含んでいる限り、Si及びAlの含有率に特に限定はない。
Si:3.0質量%以上12.0質量%以下
Al:2.0質量%以上10.0質量%以下
及び
B:0.002質量%以上0.015質量%
を含む。残部は、Fe及び不可避的不純物である。
均質でかつ表面が平滑な磁性シートが得られうるとの観点から、軟磁性扁平粉末のメジアン径D50は、80μm以下が好ましく、70μm以下がより好ましい。アスペクト比の観点から、メジアン径D50は30μ以上が好ましく、40μm以上がより好ましい。
軟磁性扁平粉末は、多数の扁平粒子からなる。扁平粒子は、形状異方性を有する。この異方性は、磁性部材の実部透磁率μ’を高める。透磁率向上の観点から、軟磁性扁平粉末のアスペクト比は、1.5以上が好ましく、5以上がより好ましく、8.0以上が特に好ましい。好ましくは、この扁平粉末のアスペクト比は100以下である。
均質でかつ表面が平滑な磁性シートが得られうるとの観点から、軟磁性扁平粉末のタップ密度TDは、1.25g/cm3以下が好ましく、1.00g/cm3以下がより好ましく、0.90g/cm3以下が特に好ましい。タップ密度TDの下限値は特に限定されないが、好ましくは0.3g/cm3以上である。
落下高さ:10mm
タップ回数:200
保磁力Hcが高い場合は実部μ’が低く、保磁力Hcが低い場合は実部μ’が高くなる。高い透磁率を達成するとの観点から、保磁力Hcは、400A/m以下が好ましく、300A/m以下がより好ましく、200A/m以下が特に好ましい。
本発明に係る軟磁性扁平粉末は、原料粉末に扁平加工が施されることで得られる。原料粉末は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、ディスクアトマイズ法、粉砕法等によって得られうる。ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法が、好ましい。
ガスアトマイズ及び分級により、原料粉末(組成:Fe-9Si-6Al、B量0.0024質量%)を得た。この原料粉末250g(加工条件A)を、アトライタに投入した。このアトライタには、ナフテン系溶媒も投入した。粉末メディアとして、4.8mmのSUJ2を用いた。このアトライタによって粉末に扁平加工を施すことにより、扁平粉末を得た。この扁平粉末を800℃のアルゴンガス雰囲気で粉末を1時間保持し、徐冷することにより、最終的な評価粉末として、実施例1の軟磁性扁平粉末を得た。
組成を下表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2-4及び17-18並びに比較例12-13及び19-20の軟磁性扁平粉末を得た。
組成を下表2に示される通りとし、アトライタへの原料粉末の投入量を500g(加工条件B)とした以外は実施例1と同様にして、実施例5-8及び比較例14-15の軟磁性扁平粉末を得た。投入量の増加に併せて、加工条件を適宜調整した。
組成を下表3に示される通りとし、アトライタへの原料粉末の投入量を1000g(加工条件C)とした以外は実施例1と同様にして、実施例9-11並びに比較例16及び21の軟磁性扁平粉末を得た。投入量の増加に併せて、加工条件を適宜調整した。
実施例及び比較例の各軟磁性扁平粉末の組成、メジアン径D50、タップ密度TD及び保磁力Hcを測定した。組成分析には、ICP(Inductive Coupled Plasma)発光分光分析装置を用いた。メジアン径D50、タップ密度TD及び保磁力Hcは、前述した方法により測定した。得られた結果が下表1-3に示されている。メジアン径D50(μm)及び保磁力Hc(A/m)のB含有率(mass%)による変化が、それぞれ図2及び3に示されている。なお、図2-3中、比較例21のデータは省略されている。
実施例及び比較例の各軟磁性扁平粉末とアクリル樹脂とを混練してスラリーを作製し、ドクターブレード法によりシート状に成形した。その後、60℃、50MPaでプレス加工して、磁性シートを得た。得られた磁性シート中の扁平粉末の体積充填率はいずれも約35%であった。各磁性シートの複素透磁率を、インピーダンスアナライザ(Keysight Technology社の製品名「E4991B」)を用いて測定した。測定は、1MHz~1GHzでおこない、2~5MHzの範囲の実部μ’の平均値が、下表1-3に示されている。複素透磁率の実部μ’の、B含有率(mass%)による変化が図1に示されている。なお、図1中、比較例21のデータは省略されている。
Claims (4)
- 扁平粉末であって、
上記扁平粉末の材質が、添加元素としてBを含むFe-Si-Al系合金であり、
上記合金中のBの含有率が0.002質量%以上0.015質量%以下である、軟磁性扁平粉末。 - 体積基準のメジアン径D50が30μm以上80μm以下である、請求項1に記載の軟磁性扁平粉末。
- タップ密度TDが1.25g/cm3以下である、請求項1又は2に記載の軟磁性扁平粉末。
- 上記扁平粉末の長手方向に磁場を印加して測定した保磁力Hcが400A/m以下である、請求項1から3のいずれかに記載の軟磁性扁平粉末。
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