JP2024035021A

JP2024035021A - Powder magnetic cores, alloy particles, electronic elements, electronic equipment, motors and generators

Info

Publication number: JP2024035021A
Application number: JP2023002295A
Authority: JP
Inventors: 陽一伊藤; 兼一塩津; 久司小塚
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2023-01-11
Publication date: 2024-03-13

Abstract

【課題】渦電流損失が小さく、強度が高く、比透磁率が高い圧粉磁心を提供する。【解決手段】圧粉磁心１は、鉄及びシリコンを含む合金からなるコア部５と、コア部５を被覆する被覆部７と、を備えた合金粒子３を、複数含有する。被覆部７は、Ｆｅ２ＳｉＯ４、又はＦｅ２ＳｉＯ４とＭｇ２ＳｉＯ４との固溶体を含有する。被覆部７の外縁には、コア部５の合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子９が点在する形態で複数配されている。金属粒子９のうちの少なくとも一部は、隣り合う合金粒子３の間において、被覆部７に挟み込まれる形態で存在している。【選択図】図２The present invention provides a powder magnetic core with low eddy current loss, high strength, and high relative permeability. A powder magnetic core 1 contains a plurality of alloy particles 3 each having a core part 5 made of an alloy containing iron and silicon, and a covering part 7 covering the core part 5. The covering portion 7 contains Fe2SiO4 or a solid solution of Fe2SiO4 and Mg2SiO4. A plurality of metal particles 9 containing silicon in a smaller proportion than the alloy of the core part 5 are arranged on the outer edge of the covering part 7 in a scattered manner. At least some of the metal particles 9 are present between adjacent alloy particles 3 in the form of being sandwiched between the coating portions 7. [Selection diagram] Figure 2

Description

本開示は、圧粉磁心、合金粒子、電子素子、電子機器、電動機および発電機に関する。 The present disclosure relates to powder magnetic cores, alloy particles, electronic devices, electronic devices, electric motors, and generators.

特許文献１に開示される圧粉磁心は、Ｆｅを含む軟磁性粒子と、軟磁性粒子を被覆する被覆層と、を備えている。被覆層に含まれる化合物層は、シリコーン樹脂とフェライトとを反応させて形成される。
特許文献２に開示される軟磁性体は、焼結時に軟磁性金属粒子内に拡散するＦｅとОと添加元素Ｍが反応し、Ｆｅ－Ｏ化合物、Ｆｅ－Ｍ－Ｏ化合物が生成される。冷却過程において、ＦｅＯ相からＦｅ３Ｏ４相及びＦｅ相への共析変態が生じる。
特許文献３に開示される軟磁性体は、焼結過程において、シリコン分散層中のシリコンと軟磁性フェライトが反応して鉄系軟磁性母材粒子の表面にＦｅ_２ＳｉＯ_４等を形成する構成である。
特許文献４に開示される磁性材料は、ＦｅとＯを含む酸化物層、及び非晶質のＳｉＯ_２を含む多層構造である。非晶質のＳｉＯ_２の中にＦｅ_２ＳｉＯ_４等が析出する構成である。 The powder magnetic core disclosed in Patent Document 1 includes soft magnetic particles containing Fe and a coating layer that covers the soft magnetic particles. The compound layer included in the coating layer is formed by reacting silicone resin and ferrite.
In the soft magnetic material disclosed in Patent Document 2, during sintering, Fe and O diffused into the soft magnetic metal particles react with the additive element M, and a Fe--O compound and a Fe--MO compound are generated. In the cooling process, eutectoid transformation from FeO phase to Fe3O4 phase and Fe phase occurs.
The soft magnetic material disclosed in Patent Document 3 has a structure in which silicon in a silicon dispersion layer and soft magnetic ferrite react during the sintering process to form Fe ₂ SiO ₄ etc. on the surface of iron-based soft magnetic base material particles. It is.
The magnetic material disclosed in Patent Document 4 has a multilayer structure including an oxide layer containing Fe and O, and amorphous SiO ₂ . This structure is such that Fe ₂ SiO ₄ etc. are precipitated in amorphous SiO ₂ .

特開２０１９－７５５６６号公報JP2019-75566A 特開２０１４－６０１８３号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-60183 特開２０１６－８６１２４号公報JP2016-86124A 特開２０１９－０９３０７号公報JP2019-09307A

特許文献１に開示される圧粉磁心は、被覆層に含まれる化合物層の形成にシリコーン樹脂を用いるため、渦電流損失の低下が不十分となり、強度や比透磁率も低くなる。
特許文献２に開示される軟磁性体は、ＦｅＯ相を共析変態させる方法を用いることで、渦電流損失の低下が不十分となり、強度や比透磁率も低くなる。
特許文献３に開示される軟磁性体は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４等の形成過程でシリコン粒子を用いることで、構造が不均一になり易く、渦電流損失の低下が不十分となり、強度や比透磁率も低くなる。
特許文献４に開示される磁性材料は、非晶質のＳｉＯ_２を含むため、比透磁率が低くなってしまう。
そこで、渦電流損失が小さく、強度が高く、比透磁率が高い圧粉磁心が求められている。
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、渦電流損失が小さく、強度が高く、比透磁率が高い圧粉磁心を提供することを目的とする。本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 Since the powder magnetic core disclosed in Patent Document 1 uses silicone resin to form the compound layer included in the coating layer, the eddy current loss is insufficiently reduced, and the strength and relative permeability are also low.
In the soft magnetic material disclosed in Patent Document 2, by using a method of eutectoid transformation of the FeO phase, the eddy current loss is insufficiently reduced, and the strength and relative permeability are also reduced.
The soft magnetic material disclosed in Patent Document 3 uses silicon particles in the formation process of Fe ₂ SiO ₄ etc., so the structure tends to be non-uniform, the eddy current loss is insufficiently reduced, and the strength and specific permeability are The magnetic rate also decreases.
The magnetic material disclosed in Patent Document 4 contains amorphous SiO ₂ and thus has a low relative magnetic permeability.
Therefore, there is a need for a powder magnetic core with low eddy current loss, high strength, and high relative permeability.
The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a powder magnetic core with low eddy current loss, high strength, and high relative permeability. The present disclosure can be realized as the following forms.

〔１〕鉄及びシリコンを含む合金からなるコア部と、
前記コア部を被覆する被覆部と、を備えた合金粒子を、複数含有する圧粉磁心であって、
前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記被覆部の外縁には、前記合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子が点在する形態で複数配されており、
前記金属粒子のうちの少なくとも一部は、隣り合う前記合金粒子の間において、前記被覆部に挟み込まれる形態で存在している、圧粉磁心。 [1] A core portion made of an alloy containing iron and silicon,
A powder magnetic core containing a plurality of alloy particles comprising a coating portion that covers the core portion,
The coating portion contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
A plurality of metal particles containing silicon in a smaller proportion than the alloy are arranged on the outer edge of the coating part in a scattered manner,
At least some of the metal particles are present in a form sandwiched between the adjacent alloy particles by the coating portion.

〔２〕鉄及びシリコンを含む合金からなるコア部と、
前記コア部を被覆する被覆部と、を備えた合金粒子であって、
前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記被覆部の外縁には、前記合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子が点在する形態で複数配されている、合金粒子。 [2] A core portion made of an alloy containing iron and silicon,
An alloy particle comprising a coating portion that covers the core portion,
The coating portion contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
A plurality of metal particles containing silicon in a smaller proportion than the alloy are arranged on the outer edge of the coating part in a scattered manner.

〔３〕前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記固溶体は、オリビン型構造を有する、〔１〕に記載の圧粉磁心。 [3] The coating portion contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
The powder magnetic core according to [1], wherein the solid solution has an olivine structure.

〔４〕前記コア部は、
質量％で、
シリコン（Ｓｉ）：２％以上１０％以下、
アルミニウム（Ａｌ）：０％以上１０％以下、
クロム（Ｃｒ）：０％以上２０％以下、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有する、〔１〕又は〔３〕に記載の圧粉磁心。 [4] The core portion is
In mass%,
Silicon (Si): 2% or more and 10% or less,
Aluminum (Al): 0% or more and 10% or less,
The powder magnetic core according to [1] or [3], which contains chromium (Cr): 0% or more and 20% or less, with the remainder consisting of iron and inevitable impurities.

〔５〕前記成分組成は、８００℃以上１２００℃以下においてα相からγ相へのＡ_３変態を生じない組成である、〔４〕に記載の圧粉磁心。 [5] The powder magnetic core according to [4], wherein the component composition does not cause _A3 transformation from α phase to γ phase at a temperature of 800°C or higher and 1200°C or lower.

〔６〕前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記固溶体は、オリビン型構造を有する、〔２〕に記載の合金粒子。 [6] The coating portion contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
The alloy particles according to [2], wherein the solid solution has an olivine structure.

〔７〕前記コア部は、
質量％で、
シリコン（Ｓｉ）：２％以上１０％以下、
アルミニウム（Ａｌ）：０％以上１０％以下、
クロム（Ｃｒ）：０％以上２０％以下、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有する、〔２〕又は〔６〕に記載の合金粒子。 [7] The core portion is
In mass%,
Silicon (Si): 2% or more and 10% or less,
Aluminum (Al): 0% or more and 10% or less,
The alloy particles according to [2] or [6], containing chromium (Cr): 0% or more and 20% or less, with the remainder consisting of iron and inevitable impurities.

〔８〕前記成分組成は、８００℃以上１２００℃以下においてα相からγ相へのＡ_３変態を生じない組成である、〔７〕に記載の合金粒子。 [8] The alloy particles according to [7], wherein the component composition is such that _A3 transformation from α phase to γ phase does not occur at a temperature of 800°C or higher and 1200°C or lower.

〔９〕〔１〕、〔３〕から〔５〕のいずれかに記載の圧粉磁心を備える、電子素子。 [9] An electronic device comprising the powder magnetic core according to any one of [1], [3] to [5].

〔１０〕前記圧粉磁心と、コイルと、を備える、〔９〕に記載の電子素子。 [10] The electronic device according to [9], comprising the powder magnetic core and a coil.

〔１１〕〔９〕又は〔１０〕に記載の電子素子を備える、電子機器。 [11] An electronic device comprising the electronic element according to [9] or [10].

〔１２〕〔１〕、〔３〕から〔５〕のいずれかに記載の圧粉磁心を備える、電動機。 [12] An electric motor comprising the dust core according to any one of [1], [3] to [5].

〔１３〕〔１〕、〔３〕から〔５〕のいずれかに記載の圧粉磁心を備える、発電機。 [13] A generator comprising the dust core according to any one of [1], [3] to [5].

本開示の圧粉磁心は、渦電流損失が小さく、強度が高く、比透磁率が高い圧粉磁心を提供できる。 The powder magnetic core of the present disclosure can provide a powder magnetic core with low eddy current loss, high strength, and high relative permeability.

圧粉磁心の断面構造を観察した際の断面ＳＥＭ像を示す。A cross-sectional SEM image of the cross-sectional structure of a powder magnetic core is shown. 図１の視野よりも狭い視野で観察した際の断面ＳＥＭ像を示す。A cross-sectional SEM image when observed with a narrower field of view than the field of view in FIG. 1 is shown. 圧粉磁心の断面構造において、特定の合金粒子とその周辺の合金粒子の一部とが見える視野で観察した際の断面ＳＥＭ像を模式的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a cross-sectional SEM image of the cross-sectional structure of a powder magnetic core when observed in a visual field in which a specific alloy particle and some of the alloy particles around it are visible. 圧粉磁心を用いたインダクタの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an inductor using a powder magnetic core. 圧粉磁心を用いたインダクタの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an inductor using a dust core. 圧粉磁心を用いたインダクタの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an inductor using a dust core. 圧粉磁心を用いたノイズフィルターの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a noise filter using a powder magnetic core. 圧粉磁心を用いたリアクトルの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a reactor using a powder magnetic core. 圧粉磁心を用いたトランスの模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a transformer using a powder magnetic core. 圧粉磁心を用いたノイズフィルターの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a noise filter using a powder magnetic core. 圧粉磁心を用いたモータの模式図である。1 is a schematic diagram of a motor using a powder magnetic core. 圧粉磁心を用いた発電機の模式図である。1 is a schematic diagram of a generator using a powder magnetic core.

以下、本開示を詳しく説明する。なお、本明細書において、数値範囲について「～」を用いた記載では、特に断りがない限り、下限値及び上限値を含むものとする。例えば、「１０～２０」という記載では、下限値である「１０」、上限値である「２０」のいずれも含むものとする。すなわち、「１０～２０」は、「１０以上２０以下」と同じ意味である。 The present disclosure will be described in detail below. In this specification, descriptions using "~" for numerical ranges include the lower limit and upper limit unless otherwise specified. For example, the description "10 to 20" includes both the lower limit value of "10" and the upper limit value of "20". That is, "10 to 20" has the same meaning as "10 or more and 20 or less".

１．圧粉磁心の構成
圧粉磁心１は、図１の断面ＳＥＭ像に示すように、複数の合金粒子３を有する。合金粒子３は、図２の断面ＳＥＭ像に示すように、コア部５と、コア部５を被覆する被覆部７と、を備えている。図２は、図１の視野よりも狭い視野で観察した際の断面ＳＥＭ像である。コア部５は、鉄（Ｆｅ）およびシリコン（Ｓｉ）を含む合金からなる。被覆部７は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する。被覆部７の外縁には、金属粒子９が点在する形態で複数配されている。なお、圧粉磁心１の形状は、特に限定されない。なお、図１、図２は、被覆部がＦｅ_２ＳｉＯ_４を含有する場合の断面ＳＥＭ像を示している。 1. Configuration of powder magnetic core The powder magnetic core 1 has a plurality of alloy particles 3, as shown in the cross-sectional SEM image of FIG. As shown in the cross-sectional SEM image of FIG. 2, the alloy particles 3 include a core portion 5 and a coating portion 7 that covers the core portion 5. FIG. 2 is a cross-sectional SEM image observed with a narrower field of view than the field of view in FIG. The core portion 5 is made of an alloy containing iron (Fe) and silicon (Si). The covering portion 7 contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ . A plurality of metal particles 9 are arranged on the outer edge of the covering portion 7 in a scattered manner. Note that the shape of the powder magnetic core 1 is not particularly limited. Note that FIGS. 1 and 2 show cross-sectional SEM images when the coating portion contains Fe ₂ SiO ₄ .

コア部５は、鉄およびシリコンを含む軟磁性金属粒子である。コア部５は、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）等を含んでもよい。コア部５は、例えば、シリコンを１質量％～１０質量％、アルミニウムを１０質量％以下、クロム（Ｃｒ）を２０質量％以下含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる。 The core portion 5 is a soft magnetic metal particle containing iron and silicon. The core portion 5 may contain aluminum (Al), chromium (Cr), or the like. The core portion 5 contains, for example, 1% by mass to 10% by mass of silicon, 10% by mass or less of aluminum, 20% by mass or less of chromium (Cr), and the remainder is iron and inevitable impurities.

コア部５は、圧粉磁心１の飽和磁束密度を高める観点から、質量％で、シリコン（Ｓｉ）：２％以上１０％以下、アルミニウム（Ａｌ）：０％以上１０％以下、クロム（Ｃｒ）：０％以上２０％以下、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有することが好ましい。コア部５に含有されるアルミニウム（Ａｌ）は、０質量％であってもよい。コア部５に含有されるクロム（Ｃｒ）は、０質量％であってもよい。 From the viewpoint of increasing the saturation magnetic flux density of the dust core 1, the core part 5 is made of silicon (Si): 2% to 10%, aluminum (Al): 0% to 10%, and chromium (Cr) in terms of mass %. :0% or more and 20% or less, and the remainder preferably has a component composition of iron and unavoidable impurities. Aluminum (Al) contained in the core portion 5 may be 0% by mass. Chromium (Cr) contained in the core portion 5 may be 0% by mass.

コア部５の成分組成は、８００℃以上１２００℃以下においてα相からγ相へのＡ_３変態を生じない組成であることが好ましい。α相からγ相へのＡ_３変態は、例えば体心立方格子（ＢＣＣ）相から面心立方格子（ＦＣＣ）相への変態である。これにより、被覆部７に微細なクラックが生じにくくなり、クラックを通じて隣り合う合金粒子３の間で焼結が生じて絶縁性が低下することを抑制でき、ひいては渦電流損失の低下を抑制できる。 The component composition of the core portion 5 is preferably a composition that does not cause _A3 transformation from α phase to γ phase at a temperature of 800° C. or higher and 1200° C. or lower. The _A3 transformation from the α phase to the γ phase is, for example, the transformation from a body-centered cubic lattice (BCC) phase to a face-centered cubic lattice (FCC) phase. This makes it difficult for fine cracks to occur in the covering portion 7, suppresses sintering between adjacent alloy particles 3 through the cracks, and reduces insulation properties, thereby suppressing a reduction in eddy current loss.

コア部５の平均粒子径は、１０μｍ以上７０μｍ以下であり、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下がより好ましい。コア部５の平均粒子径は、圧粉磁心１が使用される周波数帯域によって適宜変更することができる。例えば、５０ｋＨｚを超える高周波帯域での使用を想定した場合、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。圧粉磁心１を高周波帯で使用した際、コア部５内には渦電流が発生し、損失（渦電流損失）が生じ得る。渦電流損失の発生量は、周波数の２乗に比例し、粒子径の２乗に比例するため、高周波帯で使用する場合、粒子径は小さい方が好ましい。 The average particle diameter of the core portion 5 is 10 μm or more and 70 μm or less, preferably 10 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 40 μm or less. The average particle diameter of the core portion 5 can be changed as appropriate depending on the frequency band in which the powder magnetic core 1 is used. For example, when assuming use in a high frequency band exceeding 50 kHz, the thickness is preferably 10 μm or more and 50 μm or less. When the powder magnetic core 1 is used in a high frequency band, eddy currents may be generated within the core portion 5, resulting in loss (eddy current loss). Since the amount of eddy current loss generated is proportional to the square of the frequency and proportional to the square of the particle diameter, it is preferable that the particle diameter is small when used in a high frequency band.

コア部５の平均粒子径は、圧粉磁心１の断面をＦＥ－ＳＥＭ（電界放出形走査電子顕微鏡）によって観察した粒子面積から面積円相当径を算出し、平均粒子径とする。具体的には、次のようにして平均円相当径を求める。所定の観察視野（例えば、２００μｍ×２００μｍ）において、欠けることなく観察できる複数のコア部５に着目する。コア部５の各々の粒子画像の面積（投影面積）と等しい面積を有する理想円（真円）の直径（面積円相当径）を各粒子の円相当径として算出する。そして、各粒子の円相当径を算術平均することにより、平均円相当径を求める。各粒子の円相当径及び平均円相当径は、一般的な画像解析ソフトウエアを用いて求めることができる。 The average particle diameter of the core portion 5 is determined by calculating the area circle equivalent diameter from the particle area of the cross section of the powder magnetic core 1 observed by FE-SEM (field emission scanning electron microscope). Specifically, the average equivalent circle diameter is determined as follows. Attention is focused on a plurality of core parts 5 that can be observed without chipping in a predetermined observation field (for example, 200 μm x 200 μm). The diameter (area circle equivalent diameter) of an ideal circle (perfect circle) having an area equal to the area (projected area) of each particle image of the core part 5 is calculated as the circle equivalent diameter of each particle. Then, by arithmetic averaging the equivalent circle diameters of each particle, the average equivalent circle diameter is determined. The equivalent circle diameter and average equivalent circle diameter of each particle can be determined using general image analysis software.

被覆部７は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する。被覆部７中の結晶相（Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、ＭｇＦｅＳｉＯ_４等）は、圧粉磁心１の断面に対するＸＲＤ（Ｘ線回折）分析によって同定される。被覆部がＦｅ_２ＳｉＯ_４を含有する場合、被覆部７中のＦｅ_２ＳｉＯ_４は、参照強度比（ＲＩＲ）法を用いた各成分の構成割合の簡易定量によると、圧粉磁心１においてコア部５の結晶相を除いて最も量が多い。被覆部７の平均厚さは、０．０１μｍ以上１μｍ以下である。また、被覆部７の厚さは、コア部５の平均粒子径の０．０１５％以上１０％以下が好ましい。 The covering portion 7 contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ . The crystalline phase (Fe ₂ SiO ₄ , MgFeSiO _{4 ,} etc.) in the coating portion 7 is identified by XRD (X-ray diffraction) analysis of the cross section of the dust core 1 . When the coating portion contains Fe ₂ SiO ₄ , Fe ₂ SiO ₄ in the coating portion 7 is found to be present in the core in the powder magnetic core 1 according to a simple determination of the constituent proportions of each component using the reference intensity ratio (RIR) method. It has the largest amount except for the crystalline phase in part 5. The average thickness of the covering portion 7 is 0.01 μm or more and 1 μm or less. Further, the thickness of the coating portion 7 is preferably 0.015% or more and 10% or less of the average particle diameter of the core portion 5.

被覆部７がＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する場合、固溶体の組成式は、Ｍｇ_ＸＦｅ_２―ＸＳｉＯ_４で表すことができる。ここで、Ｘは、０＜Ｘ＜２の関係式を満たすことが好ましく、０＜Ｘ＜１．２の関係式を満たすことがより好ましく、０．２＜Ｘ＜１．２の関係式を満たすことが更に好ましい。被覆部７がＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する場合、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４とのあらゆる組成比で固溶体を形成することが好ましい。被覆部７がＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する場合、ＸＲＤ（Ｘ線回折）分析によって検出される固溶体の結晶構造が、直方晶系空間群Ｐｂｎｍのオリビン型構造を有することが好ましい。これにより、被覆部７の熱膨張率をコア部５の合金の熱膨張率に近づけることができ、焼鈍過程で被覆部７にクラックが生じにくく、渦電流損失の低下を抑制できる。 When the covering portion 7 contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ , the compositional formula of the solid solution can be expressed as Mg _X Fe _2-X SiO ₄ . Here, X preferably satisfies the relational expression 0<X<2, more preferably satisfies the relational expression 0<X<1.2, and satisfies the relational expression 0.2<X<1.2. It is more preferable that the conditions are satisfied. When the covering portion 7 contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ , it is preferable to form the solid solution with any composition ratio of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ . When the covering portion 7 contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ , the crystal structure of the solid solution detected by XRD (X-ray diffraction) analysis has an olivine structure in a rectangular space group Pbnm. It is preferable. Thereby, the coefficient of thermal expansion of the covering portion 7 can be made close to the coefficient of thermal expansion of the alloy of the core portion 5, making it difficult for cracks to occur in the covering portion 7 during the annealing process, and suppressing a decrease in eddy current loss.

金属粒子９は、低シリコン濃度の粒子である。金属粒子９は、コア部５よりもシリコンを少ない割合で含有する。金属粒子９中のシリコン濃度は、圧粉磁心１の断面に対するＳＥＭ－ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）によって測定できる。金属粒子９は、純鉄が好ましい。金属粒子９の平均粒子径は、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下である。合金粒子３の平均粒子径に対する金属粒子９の平均粒子径の比率は０．１４％以上２５％以下である。金属粒子９は、被覆部７の外縁において、点在する形態で複数配されている。金属粒子９が点在する形態で複数配されているとは、２つ以上の金属粒子９が離間して配されていることである。なお、断面画像において、１個の合金粒子３の外縁に２つ以上の金属粒子９が配されているのが好ましく、１個の合金粒子３の外縁に３つ以上の金属粒子９が配されているのがより好ましい。また、１個の合金粒子３の外縁に５０個以下の金属粒子９が配されているのが好ましい。なお、隣り合う合金粒子３の間に２つ以上の金属粒子９の一部が挟み込まれていることが好ましい。 The metal particles 9 are particles with a low silicon concentration. The metal particles 9 contain silicon in a smaller proportion than the core part 5. The silicon concentration in the metal particles 9 can be measured by SEM-EDS (energy dispersive X-ray analysis) on the cross section of the powder magnetic core 1. The metal particles 9 are preferably pure iron. The average particle diameter of the metal particles 9 is, for example, 0.1 μm or more and 3 μm or less. The ratio of the average particle diameter of the metal particles 9 to the average particle diameter of the alloy particles 3 is 0.14% or more and 25% or less. A plurality of metal particles 9 are arranged in a scattered manner on the outer edge of the covering portion 7 . The expression that a plurality of metal particles 9 are arranged in a scattered manner means that two or more metal particles 9 are arranged at a distance. In addition, in the cross-sectional image, it is preferable that two or more metal particles 9 are arranged on the outer edge of one alloy particle 3, and three or more metal particles 9 are arranged on the outer edge of one alloy particle 3. It is more preferable to Moreover, it is preferable that 50 or less metal particles 9 are arranged on the outer edge of one alloy particle 3. Note that it is preferable that a portion of two or more metal particles 9 be sandwiched between adjacent alloy particles 3.

複数の金属粒子９のうちの少なくとも一部は、隣り合う合金粒子３の間において、被覆部７に挟み込まれる形態で存在している。なお、複数の金属粒子９のうちの全部が、隣り合う合金粒子３の間において、被覆部７に挟み込まれる形態で存在していてもよい。なお、金属粒子９は、一部がコア部５とつながっていてもよい。また、金属粒子９と隣り合う合金粒子３との間に空隙が存在していてもよい。 At least some of the plurality of metal particles 9 are present in a form sandwiched between adjacent alloy particles 3 by the covering portion 7 . Note that all of the plurality of metal particles 9 may be present in a form sandwiched between the coating portions 7 between adjacent alloy particles 3. Note that a portion of the metal particles 9 may be connected to the core portion 5. Further, voids may exist between the metal particles 9 and the adjacent alloy particles 3.

図３を参照して、金属粒子９の配置について説明する。図３は、圧粉磁心の断面構造において、特定の合金粒子３とその周辺の合金粒子３の一部とが見える視野で観察した際の断面ＳＥＭ像を模式的に示す説明図である。図３の中心に位置する合金粒子３（合金粒子３Ａという）に着目すると、合金粒子３Ａに含まれるコア部５の輪郭Ｌには、第１部分Ｌ１（図３の太線部分）と、第２部分Ｌ２（図３の細線部分）と、が存在している。第１部分Ｌ１は、金属粒子９の外縁から１μｍ以上離れている部分である。図３に、金属粒子９の外縁から１μｍ離れた位置を示す仮想円Ｃが描かれている。輪郭Ｌにおいて、仮想円Ｃの外側にある部分が第１部分Ｌ１である。第２部分Ｌ２は、金属粒子９の外縁から１μｍ以内にある部分である。輪郭Ｌにおいて、仮想円Ｃの内側にある部分が第２部分Ｌ２である。 The arrangement of metal particles 9 will be explained with reference to FIG. 3. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a cross-sectional SEM image of the cross-sectional structure of a powder magnetic core when observed in a visual field in which a specific alloy particle 3 and a part of the alloy particle 3 around it can be seen. Focusing on the alloy particle 3 (referred to as alloy particle 3A) located at the center of FIG. 3, the outline L of the core portion 5 included in the alloy particle 3A includes a first portion L1 (bold line portion in FIG. A portion L2 (thin line portion in FIG. 3) exists. The first portion L1 is a portion that is 1 μm or more away from the outer edge of the metal particle 9. In FIG. 3, a virtual circle C indicating a position 1 μm away from the outer edge of the metal particle 9 is drawn. In the contour L, the portion outside the virtual circle C is the first portion L1. The second portion L2 is a portion located within 1 μm from the outer edge of the metal particle 9. In the contour L, the portion located inside the virtual circle C is the second portion L2.

輪郭Ｌの周方向の長さに対して、第１部分Ｌ１の長さが占める割合は、５０％以上である。ここでの第１部分Ｌ１の長さとは、輪郭Ｌに複数の第１部分Ｌ１が存在する場合には、全ての第１部分Ｌ１の長さの合計である。また、第２部分Ｌ２に着目すると、輪郭Ｌの全体の周方向の長さに対して、第２部分Ｌ２の長さが占める割合は、５０％未満である。ここでの第２部分Ｌ２の長さとは、輪郭Ｌに複数の第２部分Ｌ２が存在する場合には、全ての第２部分Ｌ２の長さの合計である。 The ratio of the length of the first portion L1 to the length of the contour L in the circumferential direction is 50% or more. The length of the first portion L1 here is the total length of all the first portions L1 when the contour L includes a plurality of first portions L1. Further, when focusing on the second portion L2, the ratio of the length of the second portion L2 to the entire circumferential length of the contour L is less than 50%. The length of the second portion L2 here is the total length of all the second portions L2 when the contour L includes a plurality of second portions L2.

合金粒子３Ａの被覆部７の外縁には、金属粒子９が点在する形態で複数（図３では９つ）配されている。図３では、合金粒子３Ａと隣り合う合金粒子３として、合金粒子３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが存在している。金属粒子９のうちの少なくとも一部（図３では５つの金属粒子９Ａ～９Ｅ）は、隣り合う合金粒子３の間において、被覆部７に挟み込まれる形態で存在している。例えば、合金粒子３Ａと合金粒子３Ｂの間には、被覆部７に挟み込まれる形態で金属粒子９Ａ，９Ｂが存在している。合金粒子３Ａと合金粒子３Ｃの間には、被覆部７に挟み込まれる形態で金属粒子９Ｃが存在している。合金粒子３Ａと合金粒子３Ｄの間には、被覆部７に挟み込まれる形態で金属粒子９Ｄ，９Ｅが存在している。 A plurality of metal particles 9 (nine in FIG. 3) are arranged in a scattered manner on the outer edge of the coating portion 7 of the alloy particles 3A. In FIG. 3, alloy particles 3B, 3C, and 3D exist as alloy particles 3 adjacent to alloy particle 3A. At least some of the metal particles 9 (five metal particles 9A to 9E in FIG. 3) are present between adjacent alloy particles 3 in the form of being sandwiched between the coating portions 7. For example, metal particles 9A and 9B are present between the alloy particles 3A and 3B, sandwiched between the coating portion 7. Metal particles 9C are present between the alloy particles 3A and the alloy particles 3C in the form of being sandwiched between the coating portions 7. Metal particles 9D and 9E are present between the alloy particles 3A and 3D, sandwiched between the coating portion 7.

２．圧粉磁心の効果
本開示の圧粉磁心１において、被覆部７にＦｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体が含有されるため、合金粒子３間の絶縁性が高くなり、渦電流損失を低減できる。 2. Effect of powder magnetic core In the powder magnetic core 1 of the present disclosure, since the coating portion 7 contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ , the insulation between the alloy particles 3 is improved. eddy current loss can be reduced.

本開示の圧粉磁心１において、被覆部７に含まれるＦｅ_２ＳｉＯ_４の融点（１２０５℃）が、酸化鉄の融点（１３７１℃）より低いため、被覆部７同士で焼結し易く、強度を高くできる。 In the powder magnetic core 1 of the present disclosure, since the melting point (1205° C.) of Fe ₂ SiO ₄ contained in the coating portion 7 is lower than the melting point (1371° C.) of iron oxide, the coating portions 7 are easily sintered together, and the strength is increased. can be made higher.

本開示の圧粉磁心１において、被覆部７の外縁には、コア部５の合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子９が点在する形態で複数配されている。金属粒子９のうちの少なくとも一部は、隣り合う合金粒子３の間において、被覆部７に挟み込まれる形態で存在している。そのため、圧粉磁心１の比透磁率を高くできる。特に、コア部５のシリコン濃度が低いほど、圧粉磁心１の比透磁率を高くできる。 In the powder magnetic core 1 of the present disclosure, a plurality of metal particles 9 containing silicon in a smaller proportion than the alloy of the core portion 5 are arranged on the outer edge of the coating portion 7 in a scattered manner. At least some of the metal particles 9 are present between adjacent alloy particles 3 in the form of being sandwiched between the coating portions 7. Therefore, the relative magnetic permeability of the powder magnetic core 1 can be increased. In particular, the lower the silicon concentration in the core portion 5, the higher the relative magnetic permeability of the powder magnetic core 1 can be.

本開示の圧粉磁心１は、合金粒子３を含む原料粉末をプレスして形成することで、強度を高くできる。被覆部７は、低シリコン濃度であるため、プレス時に変形し、合金粒子３同士を結び付きやすくする。 The powder magnetic core 1 of the present disclosure can be formed by pressing raw material powder containing the alloy particles 3, thereby increasing the strength. Since the coating portion 7 has a low silicon concentration, it deforms during pressing and facilitates binding of the alloy particles 3 to each other.

本開示の圧粉磁心１において、被覆部７の外縁に、コア部５の合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子９が点在する形態で複数配されているため、金属粒子９がつながって存在する構成に比べて、渦電流の経路となりにくく、渦電流損失を低減できる。 In the powder magnetic core 1 of the present disclosure, a plurality of metal particles 9 containing silicon in a smaller proportion than the alloy of the core part 5 are arranged on the outer edge of the coating part 7 in a scattered manner. Compared to a configuration in which they are connected, they are less likely to become a path for eddy current, and eddy current loss can be reduced.

本開示の圧粉磁心１において、被覆部７がＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体がオリビン型構造を有することが好ましい。Ｍｇ_２ＳｉＯ_４の熱膨張率は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の熱膨張率に比べて大きく、コア部５の合金の熱膨張率により近い。Ｍｇ_２ＳｉＯ_４とＦｅ_２ＳｉＯ_４とは、結晶構造が同じオリビン型構造であり、全ての比率で固溶体を形成し、Ｍｇ_２ＳｉＯ_４の比率が大きいほど、固溶体の熱膨張率が大きくなる。そのため、被覆部７がＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有することで、被覆部７とコア部５の熱膨張率が近くなり、例えば焼鈍過程においても、両者の熱膨張率差に起因する被覆部７のクラックが生じにくくなり、その結果、渦電流損失を抑制できる。 In the powder magnetic core 1 of the present disclosure, it is preferable that the coating portion 7 contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ and that the solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ has an olivine structure. . The coefficient of thermal expansion of Mg ₂ SiO ₄ is larger than that of Fe ₂ SiO ₄ and is closer to the coefficient of thermal expansion of the alloy of the core portion 5 . Mg ₂ SiO ₄ and Fe ₂ SiO ₄ have the same olivine crystal structure and form a solid solution at all ratios, and the larger the ratio of Mg ₂ SiO ₄ is, the larger the coefficient of thermal expansion of the solid solution becomes. Therefore, since the covering part 7 contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ , the coefficients of thermal expansion of the covering part 7 and the core part 5 become close, and even during the annealing process, for example, the coefficient of thermal expansion of both becomes similar. Cracks in the covering portion 7 due to the difference are less likely to occur, and as a result, eddy current loss can be suppressed.

本開示の圧粉磁心１において、コア部５の成分組成は、８００℃以上１２００℃以下においてα相からγ相へのＡ_３変態を生じない組成であることが好ましい。純鉄の場合、例えば、加熱していくと、９１１℃のＡ３変態点にてα相からγ相へのＡ３変態が起こり、５％以上もの急激な体積収縮が生じる。反対に、純鉄を冷却していくと、急激な体積膨張が生じる。この変態が焼鈍過程で起こると、被覆部７に微細なクラックが生じ、クラックを通じて隣り合う合金粒子３の間で焼結が起こり、絶縁性が低下し、渦電流損失を抑制しにくくなる。コア部５がＦｅ－Ｓｉ合金であっても、Ｓｉ添加量が少ない組成では、この変態が起こり得る。コア部５におけるＳｉ、Ａｌ、Ｃｒ等の添加量を大きくしていくと、この変態が起こらない合金にできる。例えば、コア部５がＦｅ－Ｓｉ合金の場合、Ｓｉを２質量％以上１０質量％以下含むことが好ましい。コア部５がＦｅ－Ａｌ合金の場合、Ａｌを１質量％以上１０質量％以下含むことが好ましい。コア部５がＦｅ－Ｃｒ合金の場合、Ｃｒを１３質量％以上２０質量％以下含むことが好ましい。コア部５において、Ｓｉのみの添加でもよいが、ＡｌやＣｒを併せて添加することでＳｉの添加量を低減できる。 In the powder magnetic core 1 of the present disclosure, the component composition of the core portion 5 is preferably a composition that does not cause _A3 transformation from α phase to γ phase at a temperature of 800° C. or higher and 1200° C. or lower. In the case of pure iron, for example, when heated, A3 transformation from α phase to γ phase occurs at the A3 transformation point of 911° C., resulting in rapid volumetric contraction of 5% or more. On the other hand, when pure iron is cooled, a rapid volumetric expansion occurs. When this transformation occurs during the annealing process, fine cracks are generated in the coating portion 7, sintering occurs between adjacent alloy particles 3 through the cracks, the insulation is reduced, and it becomes difficult to suppress eddy current loss. Even if the core portion 5 is a Fe--Si alloy, this transformation may occur if the composition has a small amount of Si added. By increasing the amount of Si, Al, Cr, etc. added in the core portion 5, an alloy in which this transformation does not occur can be obtained. For example, when the core portion 5 is made of an Fe-Si alloy, it is preferable that it contains Si in an amount of 2% by mass or more and 10% by mass or less. When the core portion 5 is made of a Fe-Al alloy, it preferably contains Al in an amount of 1% by mass or more and 10% by mass or less. When the core portion 5 is made of an Fe-Cr alloy, it preferably contains 13% by mass or more and 20% by mass or less of Cr. In the core portion 5, only Si may be added, but the amount of Si added can be reduced by adding Al and Cr together.

３．圧粉磁心の製造方法
圧粉磁心１の製造方法は、特に限定されない。製造方法について以下に説明する。
（１）被覆粉末の作製
コア部５に対して、めっき法により、フェライトの被覆を形成する。被覆を形成する方法は、めっき法の他、ミリング法、噴霧法、ゾルゲル法、共沈法等であってもよい。フェライトは、マグネタイトＦｅ_３Ｏ_４の他、Ｎｉフェライト、Ｚｎフェライト、Ｍｎフェライト、Ｍｇフェライト、ＭｎＺｎフェライト、ＮｉＺｎフェライト等であってもよい。 3. Method for manufacturing powder magnetic core The method for manufacturing powder magnetic core 1 is not particularly limited. The manufacturing method will be explained below.
(1) Preparation of coating powder A ferrite coating is formed on the core portion 5 by a plating method. In addition to the plating method, the coating may be formed by a milling method, a spraying method, a sol-gel method, a coprecipitation method, or the like. In addition to magnetite _Fe3O4 , the ferrite may be Ni ferrite, Zn ferrite, Mn ferrite, _Mg ferrite, MnZn ferrite, NiZn ferrite, or the like.

めっき法では、コア部５と、鉄イオン等の２価イオンとを含む水溶液に、ｐＨを制御しながら酸化剤（亜硝酸塩）を添加することにより、フェライトの被覆を形成する。作製した水溶液をろ過し、乾燥させることによって、被覆粉末を得る。
（２）熱処理
得られた被覆粉末を熱処理することにより、合金粒子３を含む合金粉末が得られる。コア部５は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する被覆部７に覆われている。コア部５よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子９が、被覆部７の外縁に点在する形態で複数配されている。
（３）成形（プレス成形）
得られた合金粉末をプレス成形し、焼鈍することにより、圧粉磁心１を得る。プレス成形は、例えば０．５ＧＰａ～２．０ＧＰａの面圧を加えて成形する。成形性向上のために、少量の有機バインダーや内部潤滑剤（ステアリン酸塩等）を混合してもよい。また、金型にステアリン酸塩等の離型剤を塗布してもよい。一軸加圧成形の他、ＣＩＰ（冷間等方圧プレス）成形等を行ってもよい。
なお、上記（１）で得られた被覆粉末を熱処理せずにプレス成形し、焼鈍することによっても、圧粉磁心１が得られる。
（４）熱処理および焼鈍について
焼鈍過程で、フェライトの被覆と、コア部５中のシリコンとが反応し、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体が生成する。同時に、焼鈍過程で、被覆表面に低シリコン濃度の金属粒子９が析出し、表面に点在する状態となる。
被覆粉末の熱処理および成形後の焼鈍は、非酸化雰囲気（Ｎ_２雰囲気、Ａｒ雰囲気またはＨ_２雰囲気）で行う。熱処理および焼鈍の最高温度は、７００℃～１０５０℃が好ましい。これは、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体の形成反応が進み、渦電流損失を小さくできるためである。熱処理および焼鈍の最高温度は、９００℃～１０５０℃がより好ましい。これは、コア部５内の歪みが小さくなり、ヒステリシス損失を小さくできるためである。熱処理および焼鈍の最高温度を１０５０℃以下とすることで、合金粒子３同士の焼結を抑制し、渦電流損失を小さくできる。焼鈍温度は、１時間以上維持することが好ましい。これは、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体の形成反応が進み、渦電流損失を小さくできるためである。６００℃から３００℃への冷却過程では、２℃／ｍｉｎ以上の冷却速度で冷却することが好ましい。これは、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４中に微量のＦｅＯが固溶している場合にＦｅＯの共析変態によって渦電流損失が増大するのを抑制するためである。 In the plating method, a ferrite coating is formed by adding an oxidizing agent (nitrite) to an aqueous solution containing the core portion 5 and divalent ions such as iron ions while controlling the pH. A coated powder is obtained by filtering the prepared aqueous solution and drying it.
(2) Heat Treatment By heat-treating the obtained coated powder, an alloy powder containing alloy particles 3 is obtained. The core portion 5 is covered with a covering portion 7 containing Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ . A plurality of metal particles 9 containing silicon in a smaller proportion than the core portion 5 are arranged in a scattered manner around the outer edge of the covering portion 7 .
(3) Molding (press molding)
A powder magnetic core 1 is obtained by press-forming the obtained alloy powder and annealing it. Press molding is performed by applying a surface pressure of, for example, 0.5 GPa to 2.0 GPa. To improve moldability, a small amount of organic binder or internal lubricant (stearate, etc.) may be mixed. Furthermore, a mold release agent such as stearate may be applied to the mold. In addition to uniaxial pressure molding, CIP (cold isostatic pressing) molding or the like may be performed.
Note that the powder magnetic core 1 can also be obtained by press-molding and annealing the coated powder obtained in the above (1) without heat treatment.
(4) Regarding heat treatment and annealing In the annealing process, the ferrite coating reacts with the silicon in the core portion 5 to generate Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ . At the same time, during the annealing process, metal particles 9 with a low silicon concentration are precipitated on the coating surface and are scattered on the surface.
The heat treatment of the coated powder and the annealing after shaping are performed in a non-oxidizing atmosphere (N ₂ atmosphere, Ar atmosphere or H ₂ atmosphere). The maximum temperature for heat treatment and annealing is preferably 700°C to 1050°C. This is because the formation reaction of Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ progresses, and eddy current loss can be reduced. The maximum temperature for heat treatment and annealing is more preferably 900°C to 1050°C. This is because the distortion within the core portion 5 is reduced and the hysteresis loss can be reduced. By setting the maximum temperature of heat treatment and annealing to 1050° C. or lower, sintering of the alloy particles 3 can be suppressed and eddy current loss can be reduced. The annealing temperature is preferably maintained for 1 hour or more. This is because the formation reaction of Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ progresses, and eddy current loss can be reduced. In the cooling process from 600°C to 300°C, it is preferable to cool at a cooling rate of 2°C/min or more. This is to suppress an increase in eddy current loss due to eutectoid transformation of FeO when a small amount of FeO is dissolved in Fe ₂ SiO ₄ .

４．圧粉磁心の適用例
上記圧粉磁心１は、電子素子に好適に用いられる。電子素子として、例えば、インダクタ、チョークコイル、ノイズフィルター、リアクトル、トランス等が挙げられる。電子素子は、例えば、圧粉磁心１と、コイルと、を備える。 4. Application example of powder magnetic core The powder magnetic core 1 described above is suitably used for electronic devices. Examples of electronic elements include inductors, choke coils, noise filters, reactors, transformers, and the like. The electronic element includes, for example, a powder magnetic core 1 and a coil.

図４－図６に示すインダクタ１０，２０，３０は、本開示の電子素子の一例である。図４に示すインダクタ１０は、圧粉磁心１１と、コイル１３と、を備える。図５に示すインダクタ２０は、圧粉磁心２１と、コイル２３と、を備える。図６に示すインダクタ３０は、圧粉磁心３１と、コイル３３と、を備える。圧粉磁心１１，２１，３１は、圧粉磁心１と同様の構成である。 Inductors 10, 20, and 30 shown in FIGS. 4 to 6 are examples of electronic devices of the present disclosure. The inductor 10 shown in FIG. 4 includes a powder magnetic core 11 and a coil 13. The inductor 20 shown in FIG. 5 includes a powder magnetic core 21 and a coil 23. The inductor 30 shown in FIG. 6 includes a powder magnetic core 31 and a coil 33. The powder magnetic cores 11, 21, and 31 have the same configuration as the powder magnetic core 1.

図７に示すノイズフィルター４０は、本開示の電子素子の一例である。ノイズフィルター４０は、圧粉磁心４１と、一対のコイル４３，４５と、を備える。圧粉磁心４１は、圧粉磁心１と同様の構成である。 The noise filter 40 shown in FIG. 7 is an example of the electronic device of the present disclosure. The noise filter 40 includes a dust core 41 and a pair of coils 43 and 45. The powder magnetic core 41 has the same configuration as the powder magnetic core 1.

図８に示すリアクトル５０は、本開示の電子素子の一例である。リアクトル５０は、圧粉磁心５１と、コイル５３と、を備える。圧粉磁心５１は、圧粉磁心１と同様の構成である。 The reactor 50 shown in FIG. 8 is an example of the electronic device of the present disclosure. The reactor 50 includes a powder magnetic core 51 and a coil 53. The powder magnetic core 51 has the same configuration as the powder magnetic core 1.

図９に示すトランス６０は、本開示の電子素子の一例である。トランス６０は、圧粉磁心６１と、一対のコイル６３，６５と、を備える。圧粉磁心６１は、上記圧粉磁心１と同様の構成である。 The transformer 60 shown in FIG. 9 is an example of the electronic device of the present disclosure. The transformer 60 includes a powder magnetic core 61 and a pair of coils 63 and 65. The powder magnetic core 61 has the same configuration as the powder magnetic core 1 described above.

上記圧粉磁心１は、電子機器に好適に用いられる。電子機器は、電子素子を備える。電子素子として、例えば、上記電子素子が挙げられる。 The powder magnetic core 1 is suitably used in electronic devices. The electronic device includes an electronic element. Examples of the electronic device include the above electronic devices.

図１０に示すノイズフィルター７０は、本開示の電子機器の一例である。ノイズフィルター７０は、素子７１と、コンデンサ７３，７５，７７と、を備える。素子７１は、本開示の「電子素子」の一例に相当する。素子７１は、例えば図７に示すノイズフィルター４０と同様の構成の素子である。 The noise filter 70 shown in FIG. 10 is an example of the electronic device of the present disclosure. The noise filter 70 includes an element 71 and capacitors 73, 75, and 77. The element 71 corresponds to an example of an "electronic element" in the present disclosure. The element 71 has the same configuration as the noise filter 40 shown in FIG. 7, for example.

上記圧粉磁心１は、電動機に好適に用いられる。電動機として、例えば、モータ、リニアアクチュエータ等が挙げられる。 The powder magnetic core 1 is suitably used in electric motors. Examples of the electric motor include a motor, a linear actuator, and the like.

図１１に示すモータ８０は、本開示の電動機の一例である。モータ８０は、ロータ８０Ａと、ステータ８０Ｂと、を備える。ステータ８０Ｂは、圧粉磁心８１と、コイル８３と、を有する。圧粉磁心８１は、上記圧粉磁心１と同様の構成である。 The motor 80 shown in FIG. 11 is an example of the electric motor of the present disclosure. Motor 80 includes a rotor 80A and a stator 80B. Stator 80B includes a powder magnetic core 81 and a coil 83. The powder magnetic core 81 has the same configuration as the powder magnetic core 1 described above.

図１２に示す発電機９０は、本開示の発電機の一例である。発電機９０は、ロータ９０Ａと、ステータ９０Ｂと、を備える。ステータ９０Ｂは、圧粉磁心９１と、コイル９３と、を有する。圧粉磁心９１は、上記圧粉磁心１と同様の構成である。 The generator 90 shown in FIG. 12 is an example of the generator of the present disclosure. Generator 90 includes a rotor 90A and a stator 90B. Stator 90B includes a dust core 91 and a coil 93. The powder magnetic core 91 has the same configuration as the powder magnetic core 1 described above.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。
１．圧粉磁心の作製
表１に実施例１～３、比較例１，２の圧粉磁心の合金粒子の組成を示す。表１の「コア部の組成」の欄における「Ｆｅ－６．５％Ｓｉ」との記載は、合金粒子のコア部が、シリコンを６．５質量％含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを意味している。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
1. Preparation of powder magnetic core Table 1 shows the composition of the alloy particles of the powder magnetic cores of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. The description "Fe-6.5%Si" in the "Composition of core part" column of Table 1 means that the core part of the alloy particle contains 6.5% by mass of silicon, and the remainder is iron and unavoidable impurities. It means that it consists of.

表２に実施例４，５、比較例３，４の圧粉磁心の合金粒子の組成を示す。表２の「コア部の組成」の欄における「Ｆｅ－６．５％Ｓｉ」との記載は、合金粒子のコア部が、シリコンを６．５質量％含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを意味している。表２の「コア部の組成」の欄における「Ｆｅ－１．０％Ｓｉ」との記載は、合金粒子のコア部が、シリコンを１．０質量％含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなることを意味している。 Table 2 shows the compositions of the alloy particles in the dust cores of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 3 and 4. The description "Fe-6.5%Si" in the "Composition of core part" column of Table 2 means that the core part of the alloy particle contains 6.5% by mass of silicon, and the remainder is iron and unavoidable impurities. It means that it consists of. The description "Fe-1.0%Si" in the "Composition of core part" column of Table 2 means that the core part of the alloy particle contains 1.0% by mass of silicon, and the remainder is iron and unavoidable impurities. It means that it consists of.

（１）実施例１～３
実施例１～３では、シリコンを６．５質量％含有し残部が鉄および不可避的不純物からなるコア部を原料粉末に用い、コア部に対してめっき法によりＭｎＺｎフェライトを被覆した。
実施例１では、コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、８００℃で１．５時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。
実施例２では、コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、１０００℃で１．５時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。
実施例３では、コア部を被覆した後、粉末状態で、９００℃で１．５時間保持して熱処理し、冷却した。この冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。その後、１ＧＰａでプレス成形し、１０００℃で１．５時間保持して焼鈍し、冷却した。この冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。 (1) Examples 1 to 3
In Examples 1 to 3, a core portion containing 6.5% by mass of silicon with the remainder consisting of iron and unavoidable impurities was used as the raw material powder, and the core portion was coated with MnZn ferrite by a plating method.
In Example 1, after the core portion was coated, it was press-molded at 1 GPa and annealed by holding it at 800° C. for 1.5 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.
In Example 2, after the core portion was coated, it was press-molded at 1 GPa and annealed by holding it at 1000° C. for 1.5 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.
In Example 3, after the core portion was coated, the powder state was heat-treated by being held at 900° C. for 1.5 hours, and then cooled. In this cooling process, cooling was performed from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min. Thereafter, it was press-molded at 1 GPa, annealed by holding at 1000° C. for 1.5 hours, and cooled. In this cooling process, cooling was performed from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.

（２）比較例１，２
比較例１，２は、実施例１～３と同様に、シリコンを６．５質量％含有し残部が鉄および不可避的不純物からなるコア部を原料粉末に用い、コア部に対してめっき法によりＭｎＺｎフェライトを被覆した。
比較例１では、コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、６００℃で０．５時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ１℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。
比較例２では、コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、６００℃で１．５時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ１℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。 (2) Comparative examples 1 and 2
In Comparative Examples 1 and 2, as in Examples 1 to 3, a core part containing 6.5% by mass of silicon with the remainder consisting of iron and unavoidable impurities was used as the raw material powder, and the core part was plated by a plating method. Coated with MnZn ferrite.
In Comparative Example 1, the core portion was coated, then press-molded at 1 GPa, and annealed by holding at 600° C. for 0.5 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 1°C/min.
In Comparative Example 2, the core portion was coated, then press-molded at 1 GPa, and annealed by holding at 600° C. for 1.5 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 1°C/min.

（３）実施例４，５
実施例４，５では、シリコンを６．５質量％含有し残部が鉄および不可避的不純物からなるコア部を原料粉末に用い、コア部に対してめっき法によりＭｇフェライトを被覆した。
実施例４では、コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、１０５０℃で２．０時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。
実施例５では、コア部を被覆した後、粉末状態で、９００℃で１．５時間保持して熱処理し、冷却した。この冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。その後、１ＧＰａでプレス成形し、１０５０℃で２．０時間保持して焼鈍し、冷却した。この冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。 (3) Examples 4 and 5
In Examples 4 and 5, a core portion containing 6.5% by mass of silicon with the remainder consisting of iron and unavoidable impurities was used as the raw material powder, and the core portion was coated with Mg ferrite by a plating method.
In Example 4, after the core portion was coated, it was press-molded at 1 GPa and annealed by holding it at 1050° C. for 2.0 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.
In Example 5, after the core portion was coated, the powder state was heat-treated by being held at 900° C. for 1.5 hours, and then cooled. In this cooling process, cooling was performed from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min. Thereafter, it was press-molded at 1 GPa, annealed by holding at 1050° C. for 2.0 hours, and cooled. In this cooling process, cooling was performed from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.

（４）比較例３，４
比較例３では、シリコンを１．０質量％含有し残部が鉄および不可避的不純物からなるコア部を原料粉末に用い、コア部に対してめっき法によりＭｇフェライトを被覆した。コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、１０５０℃で２．０時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。
比較例４では、シリコンを１．０質量％含有し残部が鉄および不可避的不純物からなるコア部を原料粉末に用い、コア部に対してめっき法によりＭｎＺｎフェライトを被覆した。コア部を被覆した後、１ＧＰａでプレス成形し、１０５０℃で１．５時間保持して焼鈍した。冷却過程では、６００℃から３００℃へ２℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。 (4) Comparative examples 3 and 4
In Comparative Example 3, a core portion containing 1.0% by mass of silicon with the balance consisting of iron and unavoidable impurities was used as the raw material powder, and the core portion was coated with Mg ferrite by a plating method. After the core portion was coated, it was press-molded at 1 GPa and annealed by holding it at 1050° C. for 2.0 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.
In Comparative Example 4, a core containing 1.0% by mass of silicon with the remainder consisting of iron and unavoidable impurities was used as the raw material powder, and the core was coated with MnZn ferrite by a plating method. After the core portion was coated, it was press-molded at 1 GPa and annealed by holding it at 1050° C. for 1.5 hours. In the cooling process, it was cooled from 600°C to 300°C at a cooling rate of 2°C/min.

なお、上記の実施例および比較例において、コア部に対してめっき法によりＭｎＺｎフェライトを被覆する際、めっき法に用いる水溶液に含まれる２価イオン濃度の比（モル比）は、Ｆｅ^２＋：Ｍｎ^２＋：Ｚｎ^２＋＝１００：８：１２とした。
また、上記の実施例および比較例において、コア部に対してめっき法によりＭｇフェライトを被覆する際、めっき法に用いる水溶液に含まれる２価イオン濃度の比（モル比）は、Ｆｅ^２＋：Ｍｇ^２＋＝１００：１００とした。 In addition, in the above Examples and Comparative Examples, when coating the core part with MnZn ferrite by plating, the ratio (molar ratio) of the concentration of divalent ions contained in the aqueous solution used in the plating is Fe ²⁺ :Mn ²⁺ :Zn ²⁺ =100:8:12.
In addition, in the above Examples and Comparative Examples, when coating the core with Mg ferrite by plating, the ratio (molar ratio) of the concentration of divalent ions contained in the aqueous solution used in the plating is Fe ²⁺ :Mg ²⁺ = 100:100.

２．被覆部の結晶相の評価方法
被覆部の結晶相は、圧粉磁心の断面に対するＸＲＤ（Ｘ線回折）分析によって同定した。なお、実施例４，５および比較例３では、圧粉磁心の断面をＳＥＭにて観察し、ＥＤＳ分析により、被覆部からＭｇが検出されることを確認した。 2. Method for evaluating the crystalline phase of the coating portion The crystalline phase of the coating portion was identified by XRD (X-ray diffraction) analysis of a cross section of the dust core. In addition, in Examples 4 and 5 and Comparative Example 3, the cross section of the dust core was observed using SEM, and it was confirmed by EDS analysis that Mg was detected from the coating portion.

３．金属粒子の形態の評価方法
圧粉磁心の任意の断面を、ＳＥＭを用いて観察した。隣り合う合金粒子の間に、金属粒子が被覆部に挟み込まれる形態で複数点在しているか否か調べた。具体的には、隣り合う合金粒子の間に、２つ以上の金属粒子が離間して配されているか否か調べた。 3. Method for evaluating the morphology of metal particles An arbitrary cross section of the powder magnetic core was observed using a SEM. It was investigated whether a plurality of metal particles were scattered between adjacent alloy particles in the form of being sandwiched between coating parts. Specifically, it was investigated whether two or more metal particles were spaced apart between adjacent alloy particles.

４．渦電流損失の評価方法
圧粉磁心の渦電流損失を、測定装置（Ｂ－Ｈアナライザ、岩崎通信機製、型番ＳＹ－８２１８）を用いて評価した。下記の鉄損に関する修正ｓｔｅｉｎｍｅｔｚ方程式を用い、０．１Ｔ、１０ｋＨｚの条件で評価した。 4. Eddy current loss evaluation method The eddy current loss of the powder magnetic core was evaluated using a measuring device (BH analyzer, manufactured by Iwasaki Tsushinki, model number SY-8218). Evaluation was made using the following modified Steinmetz equation regarding iron loss under the conditions of 0.1 T and 10 kHz.

５．強度の評価方法
圧粉磁心の試験片（５０ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍ厚）を作製して、三点曲げ試験を行うことで強度の指標を得た。 5. Strength evaluation method A powder magnetic core test piece (50 mm x 4 mm x 3 mm thickness) was prepared and a three-point bending test was performed to obtain an index of strength.

６．比透磁率の評価方法
圧粉磁心の比透磁率は、測定装置（Ｂ－Ｈアナライザ、岩崎通信機製、型番ＳＹ－８２１８）を用いて測定した。比透磁率は、０．１Ｔ、１０ｋＨｚの条件で評価した。 6. Evaluation method of relative magnetic permeability The relative magnetic permeability of the powder magnetic core was measured using a measuring device (BH Analyzer, manufactured by Iwasaki Tsushinki, model number SY-8218). The relative magnetic permeability was evaluated under the conditions of 0.1 T and 10 kHz.

７．評価結果
評価結果を表１，２に示す。
実施例１～３は、下記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たしている。
・要件（Ａ）：合金粒子のコア部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４を含有する被覆部に覆われている。
・要件（Ｂ）：被覆部の外縁は、合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子が点在する形態で複数配されている。
・要件（Ｃ）：金属粒子のうちの少なくとも一部は、隣り合う合金粒子の間において、被覆部に挟み込まれる形態で存在している。 7. Evaluation results The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
Examples 1 to 3 satisfy the following requirements (A) to (C).
- Requirement (A): The core portion of the alloy particle is covered with a coating portion containing Fe ₂ SiO ₄ .
- Requirement (B): The outer edge of the covering portion is dotted with a plurality of metal particles containing silicon in a smaller proportion than the alloy.
- Requirement (C): At least some of the metal particles are present in a form sandwiched between adjacent alloy particles by the coating portion.

これに対して、比較例１，２は、上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たしていない。比較例１では、被覆部の結晶相としてｓｐｉｎｅｌ型のＦｅ_３Ｏ_４が見られ、金属粒子は見られなかった。比較例２では、金属粒子が点在せずにつながっている形態であった。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 do not satisfy the above requirements (A) to (C). In Comparative Example 1, spinel-type Fe ₃ O ₄ was observed as the crystal phase in the coating portion, and no metal particles were observed. In Comparative Example 2, the metal particles were not scattered but connected.

上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たす実施例１～３では、渦電流損失がそれぞれ１．８ｋＷ／ｍ^３、１．９ｋＷ／ｍ^３、１．８ｋＷ／ｍ^３であった。上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たさない比較例１，２では、渦電流損失がそれぞれ９．３ｋＷ／ｍ^３、７．８ｋＷ／ｍ^３であった。実施例１～３は、合金粒子の被覆部が酸化鉄ではなくＦｅ_２ＳｉＯ_４を含むため、合金粒子間の絶縁性が高く、渦電流損失を抑制できたと考えられる。また、実施例１～３は、隣り合う合金粒子の間に金属粒子が被覆部に挟み込まれる形態で複数点在しているため、渦電流の経路になりにくく、渦電流損失を抑制できたと考えられる。一方で、比較例１では、焼鈍温度が６００℃と低く、焼鈍時間が０．５時間と短いため、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の形成反応が進みにくく、渦電流損失が大きくなったと考えられる。比較例２では、冷却過程で６００℃から３００℃への冷却速度が１℃／ｍｉｎと遅かったため、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４中に微量のＦｅＯが固溶している場合にＦｅＯの共析変態によって渦電流損失が大きくなったと考えられる。 In Examples 1 to 3 satisfying the above requirements (A) to (C), the eddy current losses were 1.8 kW/m ³ , 1.9 kW/m ³ , and 1.8 kW/m ³ , respectively. In Comparative Examples 1 and 2, which do not satisfy the above requirements (A) to (C), the eddy current loss was 9.3 kW/m ³ and 7.8 kW/m ³ , respectively. In Examples 1 to 3, since the coating portion of the alloy particles contained Fe ₂ SiO ₄ instead of iron oxide, the insulation between the alloy particles was high, and it is considered that eddy current loss could be suppressed. In addition, in Examples 1 to 3, the metal particles are sandwiched between adjacent alloy particles and are scattered in a plurality of places in the coating, so it is difficult to create a path for eddy current, and it is thought that eddy current loss could be suppressed. It will be done. On the other hand, in Comparative Example 1, the annealing temperature was as low as 600° C. and the annealing time was as short as 0.5 hours, so it is thought that the formation reaction of Fe ₂ SiO ₄ did not proceed easily and the eddy current loss increased. In Comparative Example ₂ , the cooling rate from 600°C to 300°C during _the cooling process was as slow as 1°C/min. It is thought that the current loss increased.

上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たす実施例１～３では、三点曲げ試験の強度の指標が５８ＭＰａ～８０ＭＰａであった。上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たさない比較例１，２では、三点曲げ試験の強度の指標がそれぞれ３５ＭＰａ，６１ＭＰａであった。実施例１～３では、金属粒子が低シリコン濃度であり、プレス成形時に変形して、合金粒子同士が結び付きやすくなったため強度が高まったと考えられる。また、実施例１～３、比較例２は、合金粒子の被覆部が、酸化鉄よりも融点の低いＦｅ_２ＳｉＯ_４を含むため、被覆部同士で焼結し易いため、強度が高まったと考えられる。 In Examples 1 to 3 satisfying the above requirements (A) to (C), the strength index in the three-point bending test was 58 MPa to 80 MPa. In Comparative Examples 1 and 2, which do not satisfy the above requirements (A) to (C), the strength index in the three-point bending test was 35 MPa and 61 MPa, respectively. It is thought that in Examples 1 to 3, the strength was increased because the metal particles had a low silicon concentration and were deformed during press molding, making it easier for the alloy particles to bond with each other. In addition, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, the coated parts of the alloy particles contain Fe ₂ SiO ₄ which has a lower melting point than iron oxide, so the coated parts are easily sintered together, which is thought to increase the strength. It will be done.

上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たす実施例１～３では、比透磁率が６２～８０であった。上記要件（Ａ）～（Ｃ）を満たさない比較例１，２では、比透磁率がそれぞれ４０、６５であった。実施例１～３では、金属粒子が、隣り合う合金粒子の間に被覆部に挟み込まれる形態で複数点在しており、合金粒子同士を磁気的に結び付けることで、比透磁率が高まったと考えられる。 In Examples 1 to 3 satisfying the above requirements (A) to (C), the relative magnetic permeability was 62 to 80. In Comparative Examples 1 and 2, which do not satisfy the above requirements (A) to (C), the relative magnetic permeability was 40 and 65, respectively. In Examples 1 to 3, a plurality of metal particles were scattered between adjacent alloy particles in the form of being sandwiched in the coating, and it is thought that the relative magnetic permeability was increased by magnetically linking the alloy particles. It will be done.

実施例４，５は、下記要件（Ｄ）～（Ｆ）を満たしている。
・要件（Ｄ）：合金粒子のコア部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有する被覆部に覆われている。
・要件（Ｅ）：被覆部の外縁は、合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子が点在する形態で複数配されている。
・要件（Ｆ）：金属粒子のうちの少なくとも一部は、隣り合う合金粒子の間において、被覆部に挟み込まれる形態で存在している。 Examples 4 and 5 satisfy the following requirements (D) to (F).
- Requirement (D): The core portion of the alloy particle is covered with a coating portion containing a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ .
- Requirement (E): A plurality of metal particles containing silicon in a smaller proportion than the alloy are arranged on the outer edge of the covering part in a scattered manner.
- Requirement (F): At least some of the metal particles are present in a form sandwiched between adjacent alloy particles by the coating portion.

これに対して、比較例３，４は、上記要件（Ｄ）～（Ｆ）を満たしていない。比較例３では、被覆部の結晶相としてＭｇＦｅＳｉＯ_４が見られたが、金属粒子が点在せずにつながっている形態であった。比較例４では、被覆部の結晶相としてＦｅ_２ＳｉＯ_４が見られたが、金属粒子が点在せずにつながっている形態であった。 On the other hand, Comparative Examples 3 and 4 do not satisfy the above requirements (D) to (F). In Comparative Example 3, MgFeSiO ₄ was observed as a crystalline phase in the coating, but the metal particles were not scattered but connected. In Comparative Example 4, Fe ₂ SiO ₄ was observed as a crystalline phase in the coating, but the metal particles were not scattered but connected.

上記要件（Ｄ）～（Ｆ）を満たす実施例４，５では、渦電流損失がそれぞれ１．８ｋＷ／ｍ^３、１．９ｋＷ／ｍ^３であった。上記要件（Ｄ）～（Ｆ）を満たさない比較例３，４では、渦電流損失がそれぞれ３５０ｋＷ／ｍ^３、４５０ｋＷ／ｍ^３であった。実施例４，５は、合金粒子の被覆部が酸化鉄ではなくＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含むため、合金粒子間の絶縁性が高く、渦電流損失を抑制できたと考えられる。また、実施例４，５は、隣り合う合金粒子の間に金属粒子が被覆部に挟み込まれる形態で複数点在しているため、金属粒子が渦電流の経路になりにくく、渦電流損失を抑制できたと考えられる。一方で、比較例３，４では、コア部におけるＳｉの含有量が実施例４，５に比べて低く、焼鈍過程でコア部に含まれる合金のα相からγ相へのＡ_３変態が生じたことが推測される。そのため、被覆部に微細なクラックが生じ、クラックを通じて隣り合う合金粒子の間で焼結が起こり、絶縁性が低下し、渦電流損失が大きくなったと考えられる。 In Examples 4 and 5 satisfying the above requirements (D) to (F), the eddy current loss was 1.8 kW/m ³ and 1.9 kW/m ³ , respectively. In Comparative Examples 3 and 4, which do not satisfy the above requirements (D) to (F), the eddy current loss was 350 kW/m ³ and 450 kW/m ³ , respectively. In Examples 4 and 5, since the coating portion of the alloy particles contained a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ instead of iron oxide, the insulation between the alloy particles was high, and it was thought that eddy current loss could be suppressed. It will be done. In addition, in Examples 4 and 5, a plurality of metal particles are sandwiched between adjacent alloy particles in the coating portion, so the metal particles are less likely to become a path for eddy current, suppressing eddy current loss. It is considered possible to do so. On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4, the Si content in the core portion was lower than that in Examples 4 and 5, and _A3 transformation from the α phase to the γ phase of the alloy contained in the core portion occurred during the annealing process. It is presumed that As a result, fine cracks were generated in the coating, and sintering occurred between adjacent alloy particles through the cracks, resulting in a decrease in insulation and an increase in eddy current loss.

上記要件（Ｄ）～（Ｆ）を満たす実施例４，５では、三点曲げ試験の強度の指標がそれぞれ７４ＭＰａ、８５ＭＰａであった。実施例４，５では、実施例１～３と同程度の高い強度が得られた。実施例４，５では、金属粒子が低シリコン濃度であり、プレス成形時に変形して、合金粒子同士が結び付きやすくなったため強度が高まったと考えられる。また、実施例４，５は、合金粒子の被覆部が、酸化鉄よりも融点の低いＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含むため、被覆部同士で焼結しやすく、強度が高まったと考えられる。 In Examples 4 and 5 satisfying the above requirements (D) to (F), the strength index in the three-point bending test was 74 MPa and 85 MPa, respectively. In Examples 4 and 5, comparable high strengths as in Examples 1 to 3 were obtained. It is thought that in Examples 4 and 5, the strength was increased because the metal particles had a low silicon concentration and were deformed during press forming, making it easier for the alloy particles to bond with each other. Furthermore, in Examples 4 and 5, since the coated portion of the alloy particles contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ which have a lower melting point than iron oxide, the coated portions are easily sintered with each other and the strength is increased. It is thought that it has increased.

上記要件（Ｄ）～（Ｆ）を満たす実施例４，５では、比透磁率がそれぞれ５７，６１であった。実施例４，５では、実施例１～３と同程度の比透磁率が得られた。実施例４，５では、金属粒子が、隣り合う合金粒子の間に被覆部に挟み込まれる形態で複数点在しており、合金粒子同士を磁気的に結び付けることで、比透磁率が高まったと考えられる。 In Examples 4 and 5 satisfying the above requirements (D) to (F), the relative magnetic permeability was 57 and 61, respectively. In Examples 4 and 5, relative magnetic permeability comparable to that in Examples 1 to 3 was obtained. In Examples 4 and 5, a plurality of metal particles were scattered between adjacent alloy particles in the form of being sandwiched in the coating, and it is thought that the relative magnetic permeability was increased by magnetically linking the alloy particles. It will be done.

８．実施例の効果
本実施例の圧粉磁心は、渦電流損失が小さく、強度が高く、比透磁率が高くなった。 8. Effects of Example The powder magnetic core of this example had small eddy current loss, high strength, and high relative permeability.

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments detailed above, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims of the present invention.

本発明の圧粉磁心は、モータ、トランス、リアクトル、インダクタ、ノイズフィルター等の用途に特に好適に使用される。 The powder magnetic core of the present invention is particularly suitable for use in motors, transformers, reactors, inductors, noise filters, and the like.

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，８１，９１…圧粉磁心
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…合金粒子
５…コア部
７…被覆部
９，９Ａ～９Ｅ…金属粒子
１０，２０，３０…インダクタ（電子素子）
１３，２３，３３，４３，４５，５３，６３，６５，８３，９３…コイル
４０…ノイズフィルター（電子素子）
５０…リアクトル（電子素子）
６０…トランス（電子素子）
７０…ノイズフィルター（電子機器）
８０…モータ（電動機）
９０…発電機
Ｌ…輪郭
Ｌ１…第１部分
Ｌ２…第２部分 1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 81, 91...Powder magnetic core 3, 3A, 3B, 3C, 3D...Alloy particle 5...Core part 7...Coating part 9, 9A to 9E...Metal particle 10 , 20, 30...Inductor (electronic element)
13, 23, 33, 43, 45, 53, 63, 65, 83, 93...Coil 40...Noise filter (electronic element)
50...Reactor (electronic element)
60...Transformer (electronic element)
70...Noise filter (electronic equipment)
80...Motor (electric motor)
90... Generator L... Contour L1... First part L2... Second part

Claims

鉄及びシリコンを含む合金からなるコア部と、
前記コア部を被覆する被覆部と、を備えた合金粒子を、複数含有する圧粉磁心であって、
前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記被覆部の外縁には、前記合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子が点在する形態で複数配されており、
前記金属粒子のうちの少なくとも一部は、隣り合う前記合金粒子の間において、前記被覆部に挟み込まれる形態で存在している、圧粉磁心。 A core part made of an alloy containing iron and silicon,
A powder magnetic core containing a plurality of alloy particles comprising a coating portion that covers the core portion,
The coating portion contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
A plurality of metal particles containing silicon in a smaller proportion than the alloy are arranged on the outer edge of the coating part in a scattered manner,
At least some of the metal particles are present in a form sandwiched between the adjacent alloy particles by the coating portion.

鉄及びシリコンを含む合金からなるコア部と、
前記コア部を被覆する被覆部と、を備えた合金粒子であって、
前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４、又はＦｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記被覆部の外縁には、前記合金よりもシリコンを少ない割合で含有する金属粒子が点在する形態で複数配されている、合金粒子。 A core part made of an alloy containing iron and silicon,
An alloy particle comprising a coating portion that covers the core portion,
The coating portion contains Fe ₂ SiO ₄ or a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
A plurality of metal particles containing silicon in a smaller proportion than the alloy are arranged on the outer edge of the coating part in a scattered manner.

前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記固溶体は、オリビン型構造を有する、請求項１に記載の圧粉磁心。 The coating portion contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
The powder magnetic core according to claim 1, wherein the solid solution has an olivine structure.

前記コア部は、
質量％で、
シリコン（Ｓｉ）：２％以上１０％以下、
アルミニウム（Ａｌ）：０％以上１０％以下、
クロム（Ｃｒ）：０％以上２０％以下、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有する、請求項１又は請求項３に記載の圧粉磁心。 The core portion is
In mass%,
Silicon (Si): 2% or more and 10% or less,
Aluminum (Al): 0% or more and 10% or less,
The powder magnetic core according to claim 1 or 3, having a component composition containing chromium (Cr): 0% or more and 20% or less, with the balance consisting of iron and inevitable impurities.

前記成分組成は、８００℃以上１２００℃以下においてα相からγ相へのＡ_３変態を生じない組成である、請求項４に記載の圧粉磁心。 The powder magnetic core according to claim 4, wherein the component composition is a composition that does not cause _A3 transformation from α phase to γ phase at a temperature of 800°C or higher and 1200°C or lower.

前記被覆部は、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４とＭｇ_２ＳｉＯ_４との固溶体を含有し、
前記固溶体は、オリビン型構造を有する、請求項２に記載の合金粒子。 The coating portion contains a solid solution of Fe ₂ SiO ₄ and Mg ₂ SiO ₄ ,
The alloy particle according to claim 2, wherein the solid solution has an olivine structure.

前記コア部は、
質量％で、
シリコン（Ｓｉ）：２％以上１０％以下、
アルミニウム（Ａｌ）：０％以上１０％以下、
クロム（Ｃｒ）：０％以上２０％以下、を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成を有する、請求項２又は請求項６に記載の合金粒子。 The core portion is
In mass%,
Silicon (Si): 2% or more and 10% or less,
Aluminum (Al): 0% or more and 10% or less,
The alloy particles according to claim 2 or 6, having a component composition containing chromium (Cr): 0% or more and 20% or less, with the remainder consisting of iron and inevitable impurities.

前記成分組成は、８００℃以上１２００℃以下においてα相からγ相へのＡ_３変態を生じない組成である、請求項７に記載の合金粒子。 The alloy particle according to claim 7, wherein the component composition is a composition that does not cause _A3 transformation from α phase to γ phase at a temperature of 800°C or higher and 1200°C or lower.

請求項１又は請求項３に記載の圧粉磁心を備える、電子素子。 An electronic device comprising the powder magnetic core according to claim 1 or 3.

前記圧粉磁心と、コイルと、を備える、請求項９に記載の電子素子。 The electronic device according to claim 9, comprising the powder magnetic core and a coil.

請求項９に記載の電子素子を備える、電子機器。 An electronic device comprising the electronic element according to claim 9.

請求項１又は請求項３に記載の圧粉磁心を備える、電動機。 An electric motor comprising the powder magnetic core according to claim 1 or 3.

請求項１又は請求項３に記載の圧粉磁心を備える、発電機。 A power generator comprising the powder magnetic core according to claim 1 or claim 3.