JP6492534B2 - 軟磁性体の製造方法 - Google Patents
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特許文献1乃至3に記載されたいずれの方法においても、軟磁性粒子の表層にシリコン層を形成する際に非常に高い温度まで軟磁性粒子を加熱しなければならない。従って、熱処理コストが高いという問題がある。
本発明は、鉄を主成分とする鉄系軟磁性母材粒子により構成される鉄系軟磁性母材粉末と鉄系軟磁性母材粒子の粒径よりも小さい粒径を有するシリコン粒子により構成されるシリコン微粉末とを混合した混合粉末に機械的エネルギーを作用させることにより、鉄系軟磁性母材粒子の表層にシリコン粒子が分散して埋め込まれたシリコン分散層を形成するシリコン分散層形成工程と、シリコン分散層が形成された鉄系軟磁性母材粒子を軟磁性フェライトによって被覆するフェライト被覆工程と、軟磁性フェライトにより被覆された鉄系軟磁性母材粒子により構成される粉末を加圧して圧粉成形体を作製する圧粉工程と、圧粉成形体を焼結する焼結工程と、を含む、軟磁性体の製造方法を提供する。この場合、焼結工程にて、鉄系軟磁性母材粒子の粒界にシリコン酸化物層及び軟磁性フェライト層が形成されるように、圧粉成形体を焼結するのがよい。さらにこの場合、焼結工程にて、シリコン酸化物層及び軟磁性フェライト層によって隣接する鉄系軟磁性母材粒子間の導通が遮断されるように、圧粉成形体を焼結するのがよい。
鉄系軟磁性母材粉末としての高純度純鉄粉(株式会社神戸製鋼所製、300NH、平均粒子径100μm)と、シリコン微粉末としてのSilicon nanopowder(Sigma−Aldrich製 粒径<100nm)を、Ar雰囲気のグローブボックス内で所定の割合で混合して混合粉末を調製した。その後、混合粉末を取り出し、メカノフュージョン装置(ホソカワミクロン株式会社製)に投入し、ロータ回転数1000rpm、室温(水冷)、Arフロー雰囲気といった条件下で、混合粉末にせん断力及び圧縮力を20分間作用させた。この場合において、混合粉末の温度は50℃〜80℃程度まで上昇することがある。これにより、鉄系軟磁性母材粒子の表層にシリコン粒子が分散して埋め込まれたシリコン分散層を形成した(シリコン分散層形成工程)。
軟磁性体をモータコアに適用する場合、透磁率が高い方が好ましい。透磁率を高くするためには、鉄系軟磁性母材粒子に被覆する軟磁性フェライトの被覆量を少なくするとよい。従って、軟磁性フェライトの被覆量を少なめ(0.5wt%)とした試料を作製し、渦電流損失が増大しないような焼結条件を検討した。表2に各試料の作成条件、密度、磁気特性を示す。
鉄系軟磁性母材粒子を鉄−シリコン合金(シリコン含有量0.5wt%)として、実施例1と同様の方法により試料を作製した。表3に各試料の作製条件、密度、磁気特性を示す。
Claims (8)
- 鉄を主成分とする鉄系軟磁性母材粒子により構成される鉄系軟磁性母材粉末と前記鉄系軟磁性母材粒子の粒径よりも小さい粒径を有するシリコン粒子により構成されるシリコン微粉末とを混合した混合粉末に機械的エネルギーを作用させることにより、前記鉄系軟磁性母材粒子の表層にシリコン粒子が分散して埋め込まれたシリコン分散層を形成するシリコン分散層形成工程と、
前記シリコン分散層が形成された前記鉄系軟磁性母材粒子を軟磁性フェライトによって被覆するフェライト被覆工程と、
前記軟磁性フェライトにより被覆された前記鉄系軟磁性母材粒子により構成される粉末を加圧して圧粉成形体を作製する圧粉工程と、
前記圧粉成形体を焼結する焼結工程と、
を含む、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記焼結工程にて、前記鉄系軟磁性母材粒子の粒界にシリコン酸化物層及び軟磁性フェライト層が形成されるように、前記圧粉成形体を焼結する、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記焼結工程は、焼結体に振幅1.0T、周波数800Hzの交流磁界を印加した際における渦電流損失が50w/kg以下であるように、前記圧粉成形体を焼結する工程である、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記フェライト被覆工程は、前記シリコン分散層が形成された前記鉄系軟磁性母材粒子により構成される粉末と軟磁性フェライト粒子により構成される粉末とを混合した混合粉末に機械的エネルギーを作用させることにより、前記シリコン分散層が形成された前記鉄系軟磁性母材粒子を前記軟磁性フェライト粒子によって覆う工程である、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記鉄系軟磁性母材粒子が純鉄粒子である、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記鉄系軟磁性母材粒子が1.0wt%以下のシリコンを含む鉄−シリコン合金粒子である、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記分散層形成工程が、メカノフュージョン法によりなされる、軟磁性体の製造方法。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の軟磁性体の製造方法において、
前記フェライト被覆工程が、メカノフージュン法によりなされる、軟磁性体の製造方法。
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