JPH11241101A - コア材用磁性合金粉末の製造方法 - Google Patents
コア材用磁性合金粉末の製造方法Info
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- JPH11241101A JPH11241101A JP10045848A JP4584898A JPH11241101A JP H11241101 A JPH11241101 A JP H11241101A JP 10045848 A JP10045848 A JP 10045848A JP 4584898 A JP4584898 A JP 4584898A JP H11241101 A JPH11241101 A JP H11241101A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング電源用トランスコアや平滑チョ
ークの小型化、高性能化に対応することを目的として、
飽和磁束密度と高周波特性の両方に優れた特性を示す磁
性材料粉末を提供すること。 【解決手段】 ガスアトマイズによって製造したＦｅ−
Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−
Ｎｉ系パーマロイ合金粉末について、該粉末を攪拌機能
の付いたミキサー中で酸性溶液によって表面処理を施し
た後、酸素を含む雰囲気中で熱処理し、さらに被処理を
施したＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金粉末を混合すること
を特徴とするコア材用磁性合金粉末の製造方法。
ークの小型化、高性能化に対応することを目的として、
飽和磁束密度と高周波特性の両方に優れた特性を示す磁
性材料粉末を提供すること。 【解決手段】 ガスアトマイズによって製造したＦｅ−
Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−
Ｎｉ系パーマロイ合金粉末について、該粉末を攪拌機能
の付いたミキサー中で酸性溶液によって表面処理を施し
た後、酸素を含む雰囲気中で熱処理し、さらに被処理を
施したＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金粉末を混合すること
を特徴とするコア材用磁性合金粉末の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
用トランスコア、平滑チョーク等のコア材に用いられる
磁性合金粉末に関し、特に高い飽和磁束密度と優れた高
周波特性を両立させることができるコア材用磁性合金粉
末の製造方法に関するものである。
用トランスコア、平滑チョーク等のコア材に用いられる
磁性合金粉末に関し、特に高い飽和磁束密度と優れた高
周波特性を両立させることができるコア材用磁性合金粉
末の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、スイッチング電源用トランスコア
や平滑チョークなどの電子部品は、小型化、高性能化さ
れる傾向にあり、それに伴ってそれらのコア材に結合材
と共に使用される磁性材料粉末についても高性能化の要
求が高まっている。従来、コア材用に一般的に使用され
ている粉末として、Ｆｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌ系合金（センダスト）、酸化物磁性材料であるソフト
フェライトなどが知られている。
や平滑チョークなどの電子部品は、小型化、高性能化さ
れる傾向にあり、それに伴ってそれらのコア材に結合材
と共に使用される磁性材料粉末についても高性能化の要
求が高まっている。従来、コア材用に一般的に使用され
ている粉末として、Ｆｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌ系合金（センダスト）、酸化物磁性材料であるソフト
フェライトなどが知られている。
【０００３】これらの磁性材料粉末の中で、Ｆｅ−Ｓｉ
系合金やＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金をはじめとする金
属磁性材料は酸化物磁性材料に比べて飽和磁束密度が高
く、小型化の要求に応えられる材料として期待されてい
るが、コアに成形した場合は、粉末同士の接触部分の電
気電導率が高いため高周波特性が悪くなる欠点があっ
た。これは高周波領域で用いた場合、過電流損失が増加
することに起因する。
系合金やＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金をはじめとする金
属磁性材料は酸化物磁性材料に比べて飽和磁束密度が高
く、小型化の要求に応えられる材料として期待されてい
るが、コアに成形した場合は、粉末同士の接触部分の電
気電導率が高いため高周波特性が悪くなる欠点があっ
た。これは高周波領域で用いた場合、過電流損失が増加
することに起因する。
【０００４】また、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金は金属磁性
材料の中でも極めて大きい透磁率を有し、コアへの適用
が期待されるが、前述した金属磁性材料共通の欠点に加
えて粉末の硬度が高く、プレス成形によっても殆ど変形
しないため、充填密度を高くして部品としての磁束密度
を大きくすることが極めて困難であると言う課題があっ
た。
材料の中でも極めて大きい透磁率を有し、コアへの適用
が期待されるが、前述した金属磁性材料共通の欠点に加
えて粉末の硬度が高く、プレス成形によっても殆ど変形
しないため、充填密度を高くして部品としての磁束密度
を大きくすることが極めて困難であると言う課題があっ
た。
【０００５】一方、酸化物系磁性材料は粉末同士の接触
部分の電気電導率が低く、金属系磁性材料に比べて高周
波特性は良好であるが、飽和磁束密度が低いために近年
の小型化、高性能化に対応できなくなっている。この欠
点は酸化物系磁性材料固有の性質によるものであり、根
本的な改善は不可能な範疇のものである。
部分の電気電導率が低く、金属系磁性材料に比べて高周
波特性は良好であるが、飽和磁束密度が低いために近年
の小型化、高性能化に対応できなくなっている。この欠
点は酸化物系磁性材料固有の性質によるものであり、根
本的な改善は不可能な範疇のものである。
【０００６】従って、部品の小型化、高性能化に対応す
るにはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金等のように飽和磁束密度
の高く、かつ極めて透磁率が高い金属磁性材料を主に用
いた上で、粉末の充填密度を向上させて、さらに磁束密
度を大きくし、さらに粉末接触部分の電気電導率を下げ
て高周波特性を改善することが望まれている。これに対
し、上記目的を達成させることを目的として、金属粉末
の表面を熱処理によって酸化させる、金属粉末の表面に
酸化物系磁性材料を複合させるなどの工夫によって電気
電導率を下げる提案が、例えば特開平６−２０４０２１
号公報に開示されている。
るにはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金等のように飽和磁束密度
の高く、かつ極めて透磁率が高い金属磁性材料を主に用
いた上で、粉末の充填密度を向上させて、さらに磁束密
度を大きくし、さらに粉末接触部分の電気電導率を下げ
て高周波特性を改善することが望まれている。これに対
し、上記目的を達成させることを目的として、金属粉末
の表面を熱処理によって酸化させる、金属粉末の表面に
酸化物系磁性材料を複合させるなどの工夫によって電気
電導率を下げる提案が、例えば特開平６−２０４０２１
号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属粉
末の表面を熱処理だけによって酸化させる方法による
と、熱処理温度の選択の仕方や時間によっては極表面に
電気電導率を下げる酸化皮膜を生じるだけでなく、その
内部にまで酸化物層が生成し、高い磁束密度を生じさせ
る金属相比率が減少するために、部品にした際の特性が
低下する危険がある。これは熱処理前の金属粉末表面の
一部が空気中の酸素などと反応し、部分的に酸化物や窒
化物を生じているために粉末の電気電導率を有効に下げ
る表面酸化の熱処理条件が一定でなく、熱処理温度を高
めにして処理時間も長めに設定する必要があることに起
因する。
末の表面を熱処理だけによって酸化させる方法による
と、熱処理温度の選択の仕方や時間によっては極表面に
電気電導率を下げる酸化皮膜を生じるだけでなく、その
内部にまで酸化物層が生成し、高い磁束密度を生じさせ
る金属相比率が減少するために、部品にした際の特性が
低下する危険がある。これは熱処理前の金属粉末表面の
一部が空気中の酸素などと反応し、部分的に酸化物や窒
化物を生じているために粉末の電気電導率を有効に下げ
る表面酸化の熱処理条件が一定でなく、熱処理温度を高
めにして処理時間も長めに設定する必要があることに起
因する。
【０００８】また、粉末表面に酸化物系磁性材料を複合
させる方法によると、酸化物系磁性材料の複合比率が高
まるに従い高周波特性は改善されるが、金属粉末単体を
用いた場合に比べて部品としての磁束密度は低下するよ
うになるために、有効な解決手段とは言えない。本発明
の目的は、従来技術が抱える上述の問題点を解決し、ス
イッチング電源用トランスコアや平滑チョークの小型
化、高性能化に対応することを目的として、飽和磁束密
度と高周波特性の両方に優れた特性を示す磁性材料を提
供することにある。
させる方法によると、酸化物系磁性材料の複合比率が高
まるに従い高周波特性は改善されるが、金属粉末単体を
用いた場合に比べて部品としての磁束密度は低下するよ
うになるために、有効な解決手段とは言えない。本発明
の目的は、従来技術が抱える上述の問題点を解決し、ス
イッチング電源用トランスコアや平滑チョークの小型
化、高性能化に対応することを目的として、飽和磁束密
度と高周波特性の両方に優れた特性を示す磁性材料を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の目的を実現すべく
検討した結果、発明者らはＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金
粉末を攪拌機能の付いたミキサー中で酸性溶液によって
表面処理を施した後、酸素を含む雰囲気中で熱処理し、
さらに該処理を施したＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金粉末
を混合することによって、Ｆｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系磁性材料が持つ高い飽和磁束密度を最大限に
利用でき、さらにプレス圧縮で変形しにくいこれらの合
金粉末の隙間に柔らかいパーマロイ合金粉末が充填され
ていることによって、さらに高い磁束密度を稼ぐことが
できることを見出すと同時に、それらの粉末表面に均質
に生成した酸化物層によって優れた高周波特性を実現で
きることにある。
検討した結果、発明者らはＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金
粉末を攪拌機能の付いたミキサー中で酸性溶液によって
表面処理を施した後、酸素を含む雰囲気中で熱処理し、
さらに該処理を施したＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金粉末
を混合することによって、Ｆｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系磁性材料が持つ高い飽和磁束密度を最大限に
利用でき、さらにプレス圧縮で変形しにくいこれらの合
金粉末の隙間に柔らかいパーマロイ合金粉末が充填され
ていることによって、さらに高い磁束密度を稼ぐことが
できることを見出すと同時に、それらの粉末表面に均質
に生成した酸化物層によって優れた高周波特性を実現で
きることにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の特徴は、Ｆｅ−Ｓｉ系ま
たはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉
末とパーマロイ合金粉末の表面を攪拌機能の付いたミキ
サーで酸処理することによって、空気中の酸素や窒素と
反応した合金粉末表面の反応層を除去し、極めてクリー
ンで均一な状態の金属面を生成する。酸処理後のクリー
ンな金属面は極めて活性な状態にあり、表面処理を施さ
ない粉末に比べて低い温度、短い熱処理時間で均質で極
めて薄い酸化皮膜を形成する。このようなプロセスを施
すことによって、合金相比率を下げることなく表面だけ
に電気電導率の低い酸化層を作り出すことが可能にな
る。
たはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末、Ｆｅ−Ｎｉ系合金粉
末とパーマロイ合金粉末の表面を攪拌機能の付いたミキ
サーで酸処理することによって、空気中の酸素や窒素と
反応した合金粉末表面の反応層を除去し、極めてクリー
ンで均一な状態の金属面を生成する。酸処理後のクリー
ンな金属面は極めて活性な状態にあり、表面処理を施さ
ない粉末に比べて低い温度、短い熱処理時間で均質で極
めて薄い酸化皮膜を形成する。このようなプロセスを施
すことによって、合金相比率を下げることなく表面だけ
に電気電導率の低い酸化層を作り出すことが可能にな
る。
【００１１】さらに、これらの処理を施したＦｅ−Ｓｉ
系粉末またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末とＦｅ−Ｎｉ系パ
ーマロイ粉末を混合することによって、Ｆｅ−Ｓｉ系粉
末またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末の優れた磁気特性を活
かした状態で、軟らかいためにプレス圧縮で容易に変形
して、Ｆｅ−Ｓｉ系粉末またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末
の間隔にＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ粉末の粉末充填さるこ
とによって、さらに磁束密度を向上させることが可能に
なる。これらの粉末は極めて均質で薄い表面酸化皮膜で
覆われているため、粉末間の電気電導度は低く抑えら
れ、その結果優れた高周波特性を得ることが可能にな
る。
系粉末またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末とＦｅ−Ｎｉ系パ
ーマロイ粉末を混合することによって、Ｆｅ−Ｓｉ系粉
末またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末の優れた磁気特性を活
かした状態で、軟らかいためにプレス圧縮で容易に変形
して、Ｆｅ−Ｓｉ系粉末またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系粉末
の間隔にＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ粉末の粉末充填さるこ
とによって、さらに磁束密度を向上させることが可能に
なる。これらの粉末は極めて均質で薄い表面酸化皮膜で
覆われているため、粉末間の電気電導度は低く抑えら
れ、その結果優れた高周波特性を得ることが可能にな
る。
【００１２】
【実施例】センダスト合金成分（Ｆｅ−９．６％Ｓｉ−
５．４％Ａｌ）の粉末とパーマロイ合金成分（Ｆｅ−７
０％Ｎｉ−２％Ｍｏ）の粉末をＡｒガスアトマイズで作
製し、得られた粉末をそれぞれ−１０５μに分級した。
分級後の各粉末について、処理槽下部に回転翼を有する
ミキサー（三井鉱山（株）製：ヘンシェルミキサー）に
粉末と酸性溶液（ｐＨ：１．０の塩酸水溶液）を重量比
１対１で投入し、回転翼の周速１０ｍ／ｓｅｃで攪拌さ
せながら表面処理を行った。ｐＨ変化が飽和した時点
（ｐＨ：６．５付近）で処理を終了し、純水で濾過洗浄
した後、常温真空中で乾燥させた。これらの表面処理粉
末について大気中で５００℃×１時間保持して表面に酸
化皮膜処理を施した後、両者の粉末を重量比１対１で混
合してリング試料作製用の供試材粉末とした。
５．４％Ａｌ）の粉末とパーマロイ合金成分（Ｆｅ−７
０％Ｎｉ−２％Ｍｏ）の粉末をＡｒガスアトマイズで作
製し、得られた粉末をそれぞれ−１０５μに分級した。
分級後の各粉末について、処理槽下部に回転翼を有する
ミキサー（三井鉱山（株）製：ヘンシェルミキサー）に
粉末と酸性溶液（ｐＨ：１．０の塩酸水溶液）を重量比
１対１で投入し、回転翼の周速１０ｍ／ｓｅｃで攪拌さ
せながら表面処理を行った。ｐＨ変化が飽和した時点
（ｐＨ：６．５付近）で処理を終了し、純水で濾過洗浄
した後、常温真空中で乾燥させた。これらの表面処理粉
末について大気中で５００℃×１時間保持して表面に酸
化皮膜処理を施した後、両者の粉末を重量比１対１で混
合してリング試料作製用の供試材粉末とした。
【００１３】得られた供試材混合粉末をその粉末重量に
対して１．５ｗｔ％のシリコン系バインダーと０．５ｗ
ｔ％の架橋剤を加えて乳鉢で混合し、１０ｔ／ｃｍ2 の
圧力でプレス成形後、７００℃で熱処理を行ない、交流
特性測定用のリング試料を得た。また、同時に比較用と
して、一連の表面処理及び酸化皮膜処理を施さないアト
マイズままの粉末を混合したものと表面処理を行わずに
酸化皮膜処理だけを施した粉末同士を混合したものにつ
いても同様の手順でリング試料を作製し、その特性を比
較した。特性の指標として、１００ｋＨｚにおける交流
初透磁率を測定した。測定結果を表１に纏めて示す。表
１に示すように、表面処理及び酸化皮膜処理を施さない
アトマイズままの粉末を混合したものと表面処理を行わ
ずに酸化皮膜処理だけを施した粉末同士を混合したもも
の比較例に比べて、本発明は極めて優れた交流初透磁率
を示していることが判る。
対して１．５ｗｔ％のシリコン系バインダーと０．５ｗ
ｔ％の架橋剤を加えて乳鉢で混合し、１０ｔ／ｃｍ2 の
圧力でプレス成形後、７００℃で熱処理を行ない、交流
特性測定用のリング試料を得た。また、同時に比較用と
して、一連の表面処理及び酸化皮膜処理を施さないアト
マイズままの粉末を混合したものと表面処理を行わずに
酸化皮膜処理だけを施した粉末同士を混合したものにつ
いても同様の手順でリング試料を作製し、その特性を比
較した。特性の指標として、１００ｋＨｚにおける交流
初透磁率を測定した。測定結果を表１に纏めて示す。表
１に示すように、表面処理及び酸化皮膜処理を施さない
アトマイズままの粉末を混合したものと表面処理を行わ
ずに酸化皮膜処理だけを施した粉末同士を混合したもも
の比較例に比べて、本発明は極めて優れた交流初透磁率
を示していることが判る。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、従来
法では両立できなかった磁束密度と高周波特性が、高い
飽和磁束密度と優れた高周波特性を両立させることが可
能となり、コア材への適用用途が広まり、工業上極めて
有利なものとなる。
法では両立できなかった磁束密度と高周波特性が、高い
飽和磁束密度と優れた高周波特性を両立させることが可
能となり、コア材への適用用途が広まり、工業上極めて
有利なものとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/08 Ｃ２２Ｃ 38/08
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスアトマイズによって製造したＦｅ−
Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末とＦｅ−
Ｎｉ系パーマロイ合金粉末について、該粉末を攪拌機能
の付いたミキサー中で酸性溶液によって表面処理を施し
た後、酸素を含む雰囲気中で熱処理し、さらに該処理を
施したＦｅ−Ｓｉ系合金またはＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
粉末とＦｅ−Ｎｉ系パーマロイ合金粉末を混合すること
を特徴とするコア材用磁性合金粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045848A JPH11241101A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | コア材用磁性合金粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10045848A JPH11241101A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | コア材用磁性合金粉末の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11241101A true JPH11241101A (ja) | 1999-09-07 |
Family
ID=12730641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10045848A Withdrawn JPH11241101A (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | コア材用磁性合金粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11241101A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102945720A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-02-27 | 广州市德珑电子器件有限公司 | 一种高直流偏置特性铁硅铝磁粉芯的制备方法 |
| CN103495725A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-08 | 青岛联瑞精密机械有限公司 | 一种铁硅铝软磁粉末颗粒形貌处理方法 |
| CN105014065A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-04 | 湖州南浔闻天磁性材料有限公司 | 一种铁硅铝软磁粉末 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP10045848A patent/JPH11241101A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102945720A (zh) * | 2012-10-15 | 2013-02-27 | 广州市德珑电子器件有限公司 | 一种高直流偏置特性铁硅铝磁粉芯的制备方法 |
| CN102945720B (zh) * | 2012-10-15 | 2016-08-03 | 广州市德珑电子器件有限公司 | 一种高直流偏置特性铁硅铝磁粉芯的制备方法 |
| CN103495725A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-08 | 青岛联瑞精密机械有限公司 | 一种铁硅铝软磁粉末颗粒形貌处理方法 |
| CN105014065A (zh) * | 2015-08-12 | 2015-11-04 | 湖州南浔闻天磁性材料有限公司 | 一种铁硅铝软磁粉末 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050510 |