JP7045905B2 - 軟磁性粉末及びその製造方法 - Google Patents
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Description
酸化被膜が形成されたFe(鉄)-Si(ケイ素)-Al(アルミニウム)系軟磁性合金粒子からなり、
前記軟磁性合金粒子の平均粒径が10μm以上100μm以下であり、
前記酸化被膜は、10質量%以上30質量%以下のO(酸素),5質量%以上20質量%以下のSi(ケイ素),5質量%以上30質量%以下のAl(アルミニウム),残部Fe(鉄)及び不可避的不純物からなり、平均厚さが5nm以上40nm以下であることを特徴としている。なお、平均粒径は、メジアン径(D50)である。
ここで、上記軟磁性粉末の製造方法を説明する。軟磁性粉末の製造方法は、大きく分けて、軟磁性合金粒子を作製する粒子作製工程、軟磁性合金粒子を熱処理する熱処理工程、及び、軟磁性合金粒子の表面に酸化被膜を形成する酸化工程を含む。
軟磁性合金粒子は、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、及びディスクアトマイズ法など各種アトマイズ法、又は、機械的粉砕法によって作製される。軟磁性合金粒子の含有酸素量は少ないことが好ましい。この観点から、粒子作製法として、上記の作製法の中ではガスアトマイズ法又はディスクアトマイズ法が好ましい。更に、量産性の観点からは、粒子作製法として、上記の作製法の中ではガスアトマイズ法が優れている。軟磁性合金粒子の含有酸素量を更に低減するために、不活性ガスを用いたガスアトマイズ法が好ましい。
熱処理工程では、被膜で被覆される前の軟磁性合金粒子に熱処理が施される。これにより、軟磁性合金粒子作製時に蓄積された軟磁性合金粒子内の歪みを緩和させ、軟磁性粉末の保磁力を低下させる効果が期待される。
酸化工程では、熱処理された軟磁性合金粒子に酸化処理が施される。これにより、軟磁性合金粒子の表面に酸化被膜が形成される。
1)ガスアトマイズ法を用いて所定の成分の軟磁性合金粒子(原料粒子)を作製した。具体的には、合金材料をアルミナ製坩堝に入れて溶融し、坩堝下の直径5mmのノズルから合金溶湯を出湯し、これに高圧Arを噴霧することにより、軟磁性合金粒子を得た。軟磁性合金粒子の成分は、表1に「原料粉末組成」として示す。
2)得られた軟磁性合金粒子を300μm以下に分級した。分級には分級篩を用いた。
3)分級した軟磁性合金粒子を、Ar雰囲気且つ700℃以上900℃以下の温度域で2時間保持することにより、軟磁性合金粒子に熱処理を施した。
4)熱処理後の軟磁性合金粒子を、大気雰囲気且つ300℃以上750以下の温度域で2時間保持することにより、軟磁性合金粒子に酸化処理を施した。
5)酸化処理後の軟磁性合金粒子(被覆粒子からなる軟磁性粉末)を自然冷却して、試料を得た。
各試料について、平均粒径、保磁力、及び粉末充填体の体積抵抗率を測定した。各試料の平均粒径(D50)は、粒子径分布測定装置(日機装株式会社製 マイクロトラックMT3000)を用いて、レーザー回折法により測定した。各試料の保磁力の測定にはHcメーター(HJS社製 QumanoHC-801)を用い、直径6mm、高さ8mmの樹脂製容器に試料を充填して最大印加磁場144kA/mにおける保磁力を測定した。各試料の粉末充填体の体積抵抗率の測定には、粉体抵抗測定システム(株式会社三菱ケミカルアナリテック製 MCP-PD51)を用い、プローブシリンダー内に投入した試料に2kNの荷重がかかるように圧力を調整し、低抵抗率計(株式会社三菱ケミカルアナリテック製 Loresta-GX MCP-T700)で粉末充填体の体積抵抗率を測定した。
Claims (6)
- 酸化被膜が形成されたFe(鉄)-Si(ケイ素)-Al(アルミニウム)系軟磁性合金粒子からなり、
前記軟磁性合金粒子の平均粒径が10μm以上100μm以下であり、
前記酸化被膜は、10質量%以上30質量%以下のO(酸素),5質量%以上20質量%以下のSi(ケイ素),5質量%以上30質量%以下のAl(アルミニウム),残部Fe(鉄)及び不可避的不純物からなり、平均厚さが5nm以上40nm以下である、
軟磁性粉末。 - 保磁力が50A/m以下である、
請求項1に記載の軟磁性粉末。 - 前記酸化被膜の平均厚さが5nm以上8nm以下である、
請求項1又は2に記載の軟磁性粉末。 - 前記軟磁性合金粒子は、8質量%以上11質量%以下のSi及び4質量%以上7質量%以下のAlを含む、
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の軟磁性粉末。 - 酸化被膜が形成されたFe-Si-Al系軟磁性合金粒子からなる軟磁性粉末の製造方法であって、
平均粒径が10μm以上100μm以下であり、8質量%以上11質量%以下のSi及び4質量%以上7質量%以下のAlを含むFe-Si-Al系の軟磁性合金粒子を作製する粒子作製工程と、
前記軟磁性合金粒子を、真空又は不活性ガス雰囲気、且つ、700℃以上900℃以下の温度域で定の熱処理時間だけ保持することにより、軟磁性合金粒子を熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程を終えた軟磁性合金粒子を、大気雰囲気、且つ、300℃以上750℃以下の温度域で所定の酸化時間だけ保持することにより、10質量%以上30質量%以下のO,5質量%以上20質量%以下のSi,5質量%以上30質量%以下のAl,残部Fe及び不可避的不純物からなり、平均厚さが5nm以上40nm以下の酸化被膜を軟磁性合金粒子の表面に形成する酸化工程とを、含む、
軟磁性粉末の製造方法。 - 前記酸化被膜の平均厚さが5nm以上8nm以下である、
請求項5に記載の軟磁性粉末の製造方法。
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