JP2704875B2 - 圧粉成形磁性体及びその製造方法 - Google Patents
圧粉成形磁性体及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
イ．産業上の利用分野
本発明は圧粉成形磁性体（例えば圧粉磁心）及びその
製造方法に関する。 ロ．従来技術 周知のように、各種の金属や合金の磁性体粉末を圧縮
成形してなる磁気成形体は、圧粉磁心と呼ばれ、主とし
て高周波用の磁心として各種電子機器用の部品に採用さ
れている。 従来から、これらの圧粉磁心には、鉄（カーボニル
鉄）、センダスト及びパーマロイ等の磁性粉を用いたも
のが夫々の特性や用途に応じて使用されている。 然し乍ら、上記の従来の圧粉磁心は、その磁気特性が
必ずしも満足し得るものではなく、改良が望まれてい
る。例えば、鉄粉を用いた圧粉磁心は、交番磁界中での
透磁率μ′の値が70程度と小さく、かつ材料の電気比抵
抗値が小さいので、高周波域で透明磁率μ′の低下が大
きい。センダスト系の圧粉磁心は、鉄のそれに較べて透
磁率μ′の値やその高周波域での低下が改善されている
が、なお透磁率μ′の値が100程度であって十分ではな
い。また、パーマロイの圧粉磁心は、透磁率μ′の値が
120と稍改善されているだけで、この材料も電気抵抗率
が小さく、高周波域で透磁率μ′の低下が大きい。 ハ．発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであっ
て、特に交番磁界（10k Hz以下）中での透磁率μ′の値
が高く、かつ、高周波域（10k〜1M Hz）での透磁率μ′
値の低下が小さいという優れた磁気特性を示す圧粉成形
磁性体及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。 ニ．発明に至る経過 非晶質合金は、化学的、機械的性質に於いて通常の結
晶質合金に見られない特異な特性を示すために、各種機
能材料として注目されている。中でもコバルト基、ニッ
ケル基等の非晶質合金は、結晶異方性を示さないため、
保磁力が非常に小さく、透磁率が高いという極めて良好
な軟磁気特性を示す。従って、このような非晶質合金の
粉末を使用した圧粉磁心は、従来の圧粉磁心には見られ
なかったような優れた磁気特性が期待される。 ところが、上記の非晶質合金粉末を用いてその優れた
磁気特性を成形後に維持する圧粉磁心を製造するには、
次のような困難がある。 例えば、その第一は、成形時に非晶質合金が受ける残
留応力による磁気特性の劣化である。従来の鉄、センダ
スト及びパーマロイ等は、粉末製造時或いは圧縮成形時
に発生する残留応力によって劣化した磁気特性を、粉末
製造後や成形後に上記残留応力を除去するための熱処理
（通常600〜700℃で焼鈍）を施すことにより、回復せし
めている。非晶質合金にあっては、非晶質を保持してそ
の優れた磁気特性を維持するためには、その結晶化温度
以上に加熱することができない。非晶質合金の結晶化温
度は、一般に600℃以下であって、高くはない。従っ
て、非晶質合金製の圧粉磁心では、従来の圧粉磁心に於
けるような熱処理による応力除去が困難である。 第二は、成形に使用するバインダ（結合剤）の問題で
ある。前記残留応力の問題にも関係するが、圧粉磁心で
は、粉末を圧縮成形するに当たって適当なバインダを粉
末に混ぜ、成形後にこれを硬化させて圧粉磁心の機械的
強度を確保している。この場合もバインダの固化、硬化
時に粉末に内部応力が発生し、磁気特性が劣化する。従
来の圧粉磁心にあっては、上記内部応力の除去のための
焼鈍の温度に耐えるバインダを使用することによって上
記の問題を解決し得る。然し乍ら、非晶質合金の圧粉磁
心にあっては、前述したように応力除去のための熱処理
を施すことができないので、バインダの選択が重要であ
る。 第三は、非晶質合金が極めて高い機械的強度を有する
ことに起因する圧縮成形の困難性である。例えば、Fe−
Co−Si−Ｂ系の軟磁性非晶質合金の粉末を、従来の圧粉
磁心の成形圧である約10t/cm2程度で成形しても、成形
圧が材料の塑性変形域に達せず、弾性変形域に止まるた
め、成形後に圧力を除去して成形体を金型から取り出す
とスプリングバックが起こり、形状を維持することが困
難である。従って、金型内でバインダを硬化させて圧粉
磁心に強度を持たせてから金型から取出すことが必要に
なる。このような金型内でのバインダ硬化処理は、従来
の圧粉磁心が加圧成形後直ちに金型から取出すことがで
きるのと、取出した成形体のバインダ硬化処理を多数個
一括して行えるのとに較べて、経済的に甚だしく不利に
なることは明らかである。 本発明者は、鋭意研究の結果、磁歪の小さい軟磁性非
晶質合金の粉末を使用し、この合金に適応した温度で成
形することにより、上記の問題を解決した非晶質合金の
圧粉成形磁性体の開発に成功した。 ホ．発明の構成 本発明の第一の発明は、長さ10〜700μｍ、アスペク
ト比２〜40の板状又は鱗片状粒子からなる軟磁性低磁歪
非晶質合金粉末が、耐熱性有機バインダによって結合さ
れている圧粉成形磁性体に係る。 本発明の第二の発明は、圧粉成形磁性体を製造するに
際し、 （ａ） 長さ10〜700μｍ、アスペクト比２〜40の板状
又は鱗片状粒子からなる軟磁性低磁歪非晶質合金粉末
と、耐熱性有機バインダとを混合する工程と、 （ｂ） 前記混合物を前記軟磁性非晶質合金のキュリー
点と結晶化温度との間の温度で加圧、成形する工程と を有する、前記第一の発明に係る圧粉成形磁性体の製造
方法に係る。 ヘ．実施例 以下、本発明の実施例を説明する。 最初に、軟磁性非晶質合金の組成と磁歪との関係につ
いて説明する。 非晶質合金からなる圧粉成形磁性体は、非晶質合金の
優れた磁気特性を保持するためには、前述した事情か
ら、成形時に受ける成形圧やバインダの硬化時に粉末内
に誘起される応力の影響が小さくなるような組成とする
のが良い。そこで、本発明にあっては、磁気特性に優れ
ると共に、応力による磁気特性への影響の小さい低磁歪
（磁歪の絶対値が低い）の非晶質合金粉末を金属成分と
する。特に磁歪常数λｓが−５×10-6〜５×10-6である
のが望ましい。 第２図は（Fe・Co・Ni）78Si8B14（元素記号に付した
数字は当該元素成分の原子％を表す。以下同じ。）のF
e、Co、Niの含有量（三者の間での相対的含有量）と磁
歪常数λｓとの関係を示すグラフである。同図から解る
ように、Fe−Co−Ni−Si−Ｂ系非晶質合金では、磁歪常
数λｓが低い組成は、鉄分が少なく、コバルト及び／又
はニッケル分が多い組成である。鉄、コバルト、ニッケ
ルのうち鉄が相対的に多い組成では、磁歪常数λｓが大
きいことと、磁気特性も不十分であることから、圧粉成
形磁性体用としては好適ではない。Fe−Co−Ni−Si−Ｂ
系非晶質合金で磁歪常数λｓが略零である組成の合金
は、例えばFe4.5Co70.5S10B15（Fe:Co＝6:94）である。
従って、上記の組成乃至その近傍の組成が好ましい組成
の範囲の一例である。上記の組成のほか、磁気特性が良
好でかつ磁歪常数λｓの絶対値が低い組成を下記第１表
に例示する。 次に、粉末を構成する非晶質合金の粒子薄片のサイズ
について説明する。 粉末粒子の長さが10μｍ未満であると、透磁率μ′が
低くて良好な圧粉成形磁性体を得ることができない。ま
た、この長さが大きい程透磁率μ′が高くなるが高周波
域での透磁率μ′が低下するようになり、特に上記長さ
が700μｍを越えると高周波域での透磁率μ′の低下が
顕著になる。従って、上記長さは10〜700μｍの範囲内
の長さとする。 なお、非晶質合金粉末は、粒状のものからなるよりも
薄片からなるものの方が、反磁界係数の関係から圧粉成
形磁性体の透磁率μ′が高くなる。薄片状粒子のアスペ
クト比は２〜50であることが好ましい。但し、アスペク
ト比は最大厚さに対する最長長さの比である。アスペク
ト比が20未満では、薄片が粒子に近くなって、高透磁率
の圧粉成形磁性体が得られ難くなる。また、アスペクト
比が50を越えると、非晶質合金粉末の取扱いが面倒にな
って生産性が低下するようになる。 アスペクト比２〜50の薄片からなる非晶質合金粉末
は、本出願人が先に特開昭58−6907号公報で提示したキ
ャビテーション法（熔融金属に対して漏れ性の小さな表
面層を有し、高速で回転しているロール表面に熔融金属
を供給し、この熔融金属を微細な熔融金属滴に分散した
後、引続いてこの熔融金属滴を高速で回転する金属回転
体に衝突させて急速凝固させる方法。）を応用すること
によって得られ、生産性の観点からもこの方法は望まし
い方法である。その上、この方法で製造された非晶質合
金粉末は、厚さが50μｍ以下、通常20〜30μｍの鱗片状
粒子からなる粉末であって、リボン状の非晶質合金から
機械的な方法で粉末にしたものと較べて、粉末製造時に
加工応力が加わらないので、本発明の目的に極めて好都
合である。 なお、上記非晶質合金粉末の粒子に表面処理を施して
薄い絶縁被膜を形成すると、得られる圧粉成形磁性体の
透磁率μ′を高くし、またその周波数依存性を一層小さ
くすることができる。 次に、成形について説明する。 軟磁性非晶質合金粉末を加圧成形して圧粉成形磁性体
とするに際し、非晶質合金粉末が受ける応力の影響が可
及的に少なくなる成形方法によることが必要である。具
体的には、成形温度は、使用する非晶質合金粉末のキュ
リー点以上の温度とし、結晶化温度以下の温度とする。
例えば、低磁歪非晶質合金であるCo68.8Fe4.2Si17.5Ｂ
9.5の非晶質合金にあっては、キュリー点は310℃、結晶
化温度は515℃であるから、両者の間の範囲内の温度で
加圧成形する。キュリー点以上の温度で成形することに
より、成形時には非晶質合金粉末が非磁性となり、得ら
れる圧粉成形磁性体は磁気異方性がなくなって、極めて
好都合である。 成形に使用するバインダは、成形温度よりも低い温度
（キュリー点以下の温度）で固化又は硬化し、かつ耐熱
性のあるバインダを使用する。例えば、エポキシ樹脂や
ナイロン系樹脂を使用してこれら樹脂に適応した低温度
で成形しても、良好な結果は得られない。従って、略30
0℃から500℃の温度で使用できる熱可塑性又は熱硬化性
の有機バインダを使用する。バインダの耐熱性から許容
できる範囲で成可く高い温度（但し、前記結晶化温度よ
り低い）で成形すると、より好結果が得られる。有機バ
インダとしては、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾー
ル、ポリイミドアミド、ポリジフェニルエーテルが使用
可能である。 バインダは、圧粉成形磁性体の機械的強度を保つのみ
ならず、非晶質合金粉末の粒子薄片の表面を被覆してこ
れらの間を絶縁し、圧粉成形磁性体の高周波域に於ける
透磁率μ′の低下を防止するのに寄与する。 Co68.8Fe4.2Si17.5Ｂ9.5の非晶質薄片からなる粉末を
使用し、バインダの種類及びこれに対応する加圧成形温
度と、圧粉成形磁性体の10k Hzでの透磁率μ′との関係
の数例を、下記第２表に示す。 同表から解るように、耐熱性のポリイミドをバインダ
に使用し、キュリー点と結晶化温度との間の温度470℃
で成形してなる圧粉成形磁性体は、他の条件で成形され
たものに較べて透磁率μ′が格段に高い。この優れた結
果は、非晶質合金粉末を非磁性となる温度で耐熱性樹脂
をバインダに使用して成形することが、非晶質合金粉末
が低磁歪であることと相俟って、加圧成形時に非晶質合
金粉末に加わる応力を極力小さくすると共に加圧成形時
に誘導磁気異方性の発生を抑えることによってもたらさ
れたものと考えられる。 以下に本発明の具体的な実施例について説明する。 前記キャビテーション法によってCo68.8Fe4.2Si17.5
Ｂ9.5の非晶質合金粉末を作製した。この非晶質合金粉
末の磁歪は零、飽和磁束密度は7000G、透磁率は10000で
ある。また、粉末を構成する粒子の長さは、篩を使用し
て分級することにより、74〜149μｍ、149〜297μｍ、2
97〜500μｍの３種類とした。これらの非晶質合金粉末
について、下記第３表に示す条件で成形し、４種類の圧
粉磁心とした。 これらの圧粉磁心（実施例１〜４）について、透磁率
μ′及び鉄損w/cm3（Ｂ＝1000G、10k Hz）を測定した結
果は、下記第４表に示す通りである。同表には、比較の
ためにセンダスト粉を用いた２種類の圧粉磁心（比較例
１、２）、含モリブデンパーマロイの圧粉磁心（比較例
３）、カーボニル鉄の２種類の圧粉磁心（比較例４、
５）及び前記実施例と同じ組成の非晶質合金リボンを渦
巻き形に巻いて成形した巻磁心（比較例６）について同
様の測定を行った結果が併記してある。また、上記実施
例及び比較例の一部について、周波数による透磁率μ′
の変化を第１図に示す。 第４表及び第１図から解るように、実施例は、いずれ
も比較例１〜５に較べて、透磁率μ′が10k Hz、1M Hz
共著しく高くかつ周波数の増大による透磁率μ′の低下
も少なく、高周波域で優れた磁気特性を示し、高調波用
の磁心として各種電子部品、例えばチョークコイルやノ
イズフィルタ用インダクタ等に適用して極めて好適であ
る。 実施例と同じ組成の非晶質合金リボンからなる比較例
６は、透磁率μ′が10k Hzで7500、1M Hzで1000という
非常に高い値を示しているが、鉄損が著しく低い。特に
高周波域で使用するノイズフィルタ用の磁心は、回路中
のノイズエネルギーを磁心中に減耗させるために適度の
鉄損を示すものが適当である。従って、比較例６のよう
な鉄損の著しく小さい磁心は、ノズルフィルタ用の磁心
としては不適当である。これに対して実施例は、いずれ
も透磁率μ′が高い上に10-1オーダの適度の鉄損を示し
ていて、ノイズフィルタのインダクタ等に適用して極め
て特徴的な応用が期待できる。上記のような鉄損の差異
は、磁心を構成する材料の形状に起因するもので、アス
ペクト比が関係しているものと考えられる。透磁率μ′
も粒状の粒子からなる粉末を使用することによって10分
の１以下に低下することが知られている。 ト．発明の効果 以上説明したように、本発明に基づく圧粉成形磁性体
は、長さ10〜700μｍの板状又は鱗片状粒子からなる軟
磁性非晶質合金粉末を金属成分としているので、透磁率
で高くかつ高周波域での透磁率の低下が少ないという優
れた磁気特性を有する。また、軟磁性非晶質合金粉末は
低磁歪のものを使用し、耐熱性有機バインダを使用して
軟磁性非晶質合金粉末のキュリー点と結晶化温度との間
の温度で加圧、成形されるので、強固に成形される上
に、磁気異方性が効果的に抑制される。上記の結果、高
周波回路の各種素子に使用して極めて有用である。
製造方法に関する。 ロ．従来技術 周知のように、各種の金属や合金の磁性体粉末を圧縮
成形してなる磁気成形体は、圧粉磁心と呼ばれ、主とし
て高周波用の磁心として各種電子機器用の部品に採用さ
れている。 従来から、これらの圧粉磁心には、鉄（カーボニル
鉄）、センダスト及びパーマロイ等の磁性粉を用いたも
のが夫々の特性や用途に応じて使用されている。 然し乍ら、上記の従来の圧粉磁心は、その磁気特性が
必ずしも満足し得るものではなく、改良が望まれてい
る。例えば、鉄粉を用いた圧粉磁心は、交番磁界中での
透磁率μ′の値が70程度と小さく、かつ材料の電気比抵
抗値が小さいので、高周波域で透明磁率μ′の低下が大
きい。センダスト系の圧粉磁心は、鉄のそれに較べて透
磁率μ′の値やその高周波域での低下が改善されている
が、なお透磁率μ′の値が100程度であって十分ではな
い。また、パーマロイの圧粉磁心は、透磁率μ′の値が
120と稍改善されているだけで、この材料も電気抵抗率
が小さく、高周波域で透磁率μ′の低下が大きい。 ハ．発明の目的 本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであっ
て、特に交番磁界（10k Hz以下）中での透磁率μ′の値
が高く、かつ、高周波域（10k〜1M Hz）での透磁率μ′
値の低下が小さいという優れた磁気特性を示す圧粉成形
磁性体及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。 ニ．発明に至る経過 非晶質合金は、化学的、機械的性質に於いて通常の結
晶質合金に見られない特異な特性を示すために、各種機
能材料として注目されている。中でもコバルト基、ニッ
ケル基等の非晶質合金は、結晶異方性を示さないため、
保磁力が非常に小さく、透磁率が高いという極めて良好
な軟磁気特性を示す。従って、このような非晶質合金の
粉末を使用した圧粉磁心は、従来の圧粉磁心には見られ
なかったような優れた磁気特性が期待される。 ところが、上記の非晶質合金粉末を用いてその優れた
磁気特性を成形後に維持する圧粉磁心を製造するには、
次のような困難がある。 例えば、その第一は、成形時に非晶質合金が受ける残
留応力による磁気特性の劣化である。従来の鉄、センダ
スト及びパーマロイ等は、粉末製造時或いは圧縮成形時
に発生する残留応力によって劣化した磁気特性を、粉末
製造後や成形後に上記残留応力を除去するための熱処理
（通常600〜700℃で焼鈍）を施すことにより、回復せし
めている。非晶質合金にあっては、非晶質を保持してそ
の優れた磁気特性を維持するためには、その結晶化温度
以上に加熱することができない。非晶質合金の結晶化温
度は、一般に600℃以下であって、高くはない。従っ
て、非晶質合金製の圧粉磁心では、従来の圧粉磁心に於
けるような熱処理による応力除去が困難である。 第二は、成形に使用するバインダ（結合剤）の問題で
ある。前記残留応力の問題にも関係するが、圧粉磁心で
は、粉末を圧縮成形するに当たって適当なバインダを粉
末に混ぜ、成形後にこれを硬化させて圧粉磁心の機械的
強度を確保している。この場合もバインダの固化、硬化
時に粉末に内部応力が発生し、磁気特性が劣化する。従
来の圧粉磁心にあっては、上記内部応力の除去のための
焼鈍の温度に耐えるバインダを使用することによって上
記の問題を解決し得る。然し乍ら、非晶質合金の圧粉磁
心にあっては、前述したように応力除去のための熱処理
を施すことができないので、バインダの選択が重要であ
る。 第三は、非晶質合金が極めて高い機械的強度を有する
ことに起因する圧縮成形の困難性である。例えば、Fe−
Co−Si−Ｂ系の軟磁性非晶質合金の粉末を、従来の圧粉
磁心の成形圧である約10t/cm2程度で成形しても、成形
圧が材料の塑性変形域に達せず、弾性変形域に止まるた
め、成形後に圧力を除去して成形体を金型から取り出す
とスプリングバックが起こり、形状を維持することが困
難である。従って、金型内でバインダを硬化させて圧粉
磁心に強度を持たせてから金型から取出すことが必要に
なる。このような金型内でのバインダ硬化処理は、従来
の圧粉磁心が加圧成形後直ちに金型から取出すことがで
きるのと、取出した成形体のバインダ硬化処理を多数個
一括して行えるのとに較べて、経済的に甚だしく不利に
なることは明らかである。 本発明者は、鋭意研究の結果、磁歪の小さい軟磁性非
晶質合金の粉末を使用し、この合金に適応した温度で成
形することにより、上記の問題を解決した非晶質合金の
圧粉成形磁性体の開発に成功した。 ホ．発明の構成 本発明の第一の発明は、長さ10〜700μｍ、アスペク
ト比２〜40の板状又は鱗片状粒子からなる軟磁性低磁歪
非晶質合金粉末が、耐熱性有機バインダによって結合さ
れている圧粉成形磁性体に係る。 本発明の第二の発明は、圧粉成形磁性体を製造するに
際し、 （ａ） 長さ10〜700μｍ、アスペクト比２〜40の板状
又は鱗片状粒子からなる軟磁性低磁歪非晶質合金粉末
と、耐熱性有機バインダとを混合する工程と、 （ｂ） 前記混合物を前記軟磁性非晶質合金のキュリー
点と結晶化温度との間の温度で加圧、成形する工程と を有する、前記第一の発明に係る圧粉成形磁性体の製造
方法に係る。 ヘ．実施例 以下、本発明の実施例を説明する。 最初に、軟磁性非晶質合金の組成と磁歪との関係につ
いて説明する。 非晶質合金からなる圧粉成形磁性体は、非晶質合金の
優れた磁気特性を保持するためには、前述した事情か
ら、成形時に受ける成形圧やバインダの硬化時に粉末内
に誘起される応力の影響が小さくなるような組成とする
のが良い。そこで、本発明にあっては、磁気特性に優れ
ると共に、応力による磁気特性への影響の小さい低磁歪
（磁歪の絶対値が低い）の非晶質合金粉末を金属成分と
する。特に磁歪常数λｓが−５×10-6〜５×10-6である
のが望ましい。 第２図は（Fe・Co・Ni）78Si8B14（元素記号に付した
数字は当該元素成分の原子％を表す。以下同じ。）のF
e、Co、Niの含有量（三者の間での相対的含有量）と磁
歪常数λｓとの関係を示すグラフである。同図から解る
ように、Fe−Co−Ni−Si−Ｂ系非晶質合金では、磁歪常
数λｓが低い組成は、鉄分が少なく、コバルト及び／又
はニッケル分が多い組成である。鉄、コバルト、ニッケ
ルのうち鉄が相対的に多い組成では、磁歪常数λｓが大
きいことと、磁気特性も不十分であることから、圧粉成
形磁性体用としては好適ではない。Fe−Co−Ni−Si−Ｂ
系非晶質合金で磁歪常数λｓが略零である組成の合金
は、例えばFe4.5Co70.5S10B15（Fe:Co＝6:94）である。
従って、上記の組成乃至その近傍の組成が好ましい組成
の範囲の一例である。上記の組成のほか、磁気特性が良
好でかつ磁歪常数λｓの絶対値が低い組成を下記第１表
に例示する。 次に、粉末を構成する非晶質合金の粒子薄片のサイズ
について説明する。 粉末粒子の長さが10μｍ未満であると、透磁率μ′が
低くて良好な圧粉成形磁性体を得ることができない。ま
た、この長さが大きい程透磁率μ′が高くなるが高周波
域での透磁率μ′が低下するようになり、特に上記長さ
が700μｍを越えると高周波域での透磁率μ′の低下が
顕著になる。従って、上記長さは10〜700μｍの範囲内
の長さとする。 なお、非晶質合金粉末は、粒状のものからなるよりも
薄片からなるものの方が、反磁界係数の関係から圧粉成
形磁性体の透磁率μ′が高くなる。薄片状粒子のアスペ
クト比は２〜50であることが好ましい。但し、アスペク
ト比は最大厚さに対する最長長さの比である。アスペク
ト比が20未満では、薄片が粒子に近くなって、高透磁率
の圧粉成形磁性体が得られ難くなる。また、アスペクト
比が50を越えると、非晶質合金粉末の取扱いが面倒にな
って生産性が低下するようになる。 アスペクト比２〜50の薄片からなる非晶質合金粉末
は、本出願人が先に特開昭58−6907号公報で提示したキ
ャビテーション法（熔融金属に対して漏れ性の小さな表
面層を有し、高速で回転しているロール表面に熔融金属
を供給し、この熔融金属を微細な熔融金属滴に分散した
後、引続いてこの熔融金属滴を高速で回転する金属回転
体に衝突させて急速凝固させる方法。）を応用すること
によって得られ、生産性の観点からもこの方法は望まし
い方法である。その上、この方法で製造された非晶質合
金粉末は、厚さが50μｍ以下、通常20〜30μｍの鱗片状
粒子からなる粉末であって、リボン状の非晶質合金から
機械的な方法で粉末にしたものと較べて、粉末製造時に
加工応力が加わらないので、本発明の目的に極めて好都
合である。 なお、上記非晶質合金粉末の粒子に表面処理を施して
薄い絶縁被膜を形成すると、得られる圧粉成形磁性体の
透磁率μ′を高くし、またその周波数依存性を一層小さ
くすることができる。 次に、成形について説明する。 軟磁性非晶質合金粉末を加圧成形して圧粉成形磁性体
とするに際し、非晶質合金粉末が受ける応力の影響が可
及的に少なくなる成形方法によることが必要である。具
体的には、成形温度は、使用する非晶質合金粉末のキュ
リー点以上の温度とし、結晶化温度以下の温度とする。
例えば、低磁歪非晶質合金であるCo68.8Fe4.2Si17.5Ｂ
9.5の非晶質合金にあっては、キュリー点は310℃、結晶
化温度は515℃であるから、両者の間の範囲内の温度で
加圧成形する。キュリー点以上の温度で成形することに
より、成形時には非晶質合金粉末が非磁性となり、得ら
れる圧粉成形磁性体は磁気異方性がなくなって、極めて
好都合である。 成形に使用するバインダは、成形温度よりも低い温度
（キュリー点以下の温度）で固化又は硬化し、かつ耐熱
性のあるバインダを使用する。例えば、エポキシ樹脂や
ナイロン系樹脂を使用してこれら樹脂に適応した低温度
で成形しても、良好な結果は得られない。従って、略30
0℃から500℃の温度で使用できる熱可塑性又は熱硬化性
の有機バインダを使用する。バインダの耐熱性から許容
できる範囲で成可く高い温度（但し、前記結晶化温度よ
り低い）で成形すると、より好結果が得られる。有機バ
インダとしては、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾー
ル、ポリイミドアミド、ポリジフェニルエーテルが使用
可能である。 バインダは、圧粉成形磁性体の機械的強度を保つのみ
ならず、非晶質合金粉末の粒子薄片の表面を被覆してこ
れらの間を絶縁し、圧粉成形磁性体の高周波域に於ける
透磁率μ′の低下を防止するのに寄与する。 Co68.8Fe4.2Si17.5Ｂ9.5の非晶質薄片からなる粉末を
使用し、バインダの種類及びこれに対応する加圧成形温
度と、圧粉成形磁性体の10k Hzでの透磁率μ′との関係
の数例を、下記第２表に示す。 同表から解るように、耐熱性のポリイミドをバインダ
に使用し、キュリー点と結晶化温度との間の温度470℃
で成形してなる圧粉成形磁性体は、他の条件で成形され
たものに較べて透磁率μ′が格段に高い。この優れた結
果は、非晶質合金粉末を非磁性となる温度で耐熱性樹脂
をバインダに使用して成形することが、非晶質合金粉末
が低磁歪であることと相俟って、加圧成形時に非晶質合
金粉末に加わる応力を極力小さくすると共に加圧成形時
に誘導磁気異方性の発生を抑えることによってもたらさ
れたものと考えられる。 以下に本発明の具体的な実施例について説明する。 前記キャビテーション法によってCo68.8Fe4.2Si17.5
Ｂ9.5の非晶質合金粉末を作製した。この非晶質合金粉
末の磁歪は零、飽和磁束密度は7000G、透磁率は10000で
ある。また、粉末を構成する粒子の長さは、篩を使用し
て分級することにより、74〜149μｍ、149〜297μｍ、2
97〜500μｍの３種類とした。これらの非晶質合金粉末
について、下記第３表に示す条件で成形し、４種類の圧
粉磁心とした。 これらの圧粉磁心（実施例１〜４）について、透磁率
μ′及び鉄損w/cm3（Ｂ＝1000G、10k Hz）を測定した結
果は、下記第４表に示す通りである。同表には、比較の
ためにセンダスト粉を用いた２種類の圧粉磁心（比較例
１、２）、含モリブデンパーマロイの圧粉磁心（比較例
３）、カーボニル鉄の２種類の圧粉磁心（比較例４、
５）及び前記実施例と同じ組成の非晶質合金リボンを渦
巻き形に巻いて成形した巻磁心（比較例６）について同
様の測定を行った結果が併記してある。また、上記実施
例及び比較例の一部について、周波数による透磁率μ′
の変化を第１図に示す。 第４表及び第１図から解るように、実施例は、いずれ
も比較例１〜５に較べて、透磁率μ′が10k Hz、1M Hz
共著しく高くかつ周波数の増大による透磁率μ′の低下
も少なく、高周波域で優れた磁気特性を示し、高調波用
の磁心として各種電子部品、例えばチョークコイルやノ
イズフィルタ用インダクタ等に適用して極めて好適であ
る。 実施例と同じ組成の非晶質合金リボンからなる比較例
６は、透磁率μ′が10k Hzで7500、1M Hzで1000という
非常に高い値を示しているが、鉄損が著しく低い。特に
高周波域で使用するノイズフィルタ用の磁心は、回路中
のノイズエネルギーを磁心中に減耗させるために適度の
鉄損を示すものが適当である。従って、比較例６のよう
な鉄損の著しく小さい磁心は、ノズルフィルタ用の磁心
としては不適当である。これに対して実施例は、いずれ
も透磁率μ′が高い上に10-1オーダの適度の鉄損を示し
ていて、ノイズフィルタのインダクタ等に適用して極め
て特徴的な応用が期待できる。上記のような鉄損の差異
は、磁心を構成する材料の形状に起因するもので、アス
ペクト比が関係しているものと考えられる。透磁率μ′
も粒状の粒子からなる粉末を使用することによって10分
の１以下に低下することが知られている。 ト．発明の効果 以上説明したように、本発明に基づく圧粉成形磁性体
は、長さ10〜700μｍの板状又は鱗片状粒子からなる軟
磁性非晶質合金粉末を金属成分としているので、透磁率
で高くかつ高周波域での透磁率の低下が少ないという優
れた磁気特性を有する。また、軟磁性非晶質合金粉末は
低磁歪のものを使用し、耐熱性有機バインダを使用して
軟磁性非晶質合金粉末のキュリー点と結晶化温度との間
の温度で加圧、成形されるので、強固に成形される上
に、磁気異方性が効果的に抑制される。上記の結果、高
周波回路の各種素子に使用して極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって、
第１図は周波数と透磁率μ′との関係を示すグラフ、
第２図は非晶質（Fe・Co・Ni）78Si8B14の合金のFe、C
o、Niの相対的含有量と磁歪常数λｓとの関係を示すグ
ラフ である。
o、Niの相対的含有量と磁歪常数λｓとの関係を示すグ
ラフ である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 鈴木 賢造
埼玉県熊谷市熊谷810 株式会社リケン
熊谷事業所内
(56)参考文献 特開 昭62−226603（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−154014（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．長さ10〜700μｍ、アスペクト比２〜40の板状又は
鱗片状粒子からなる軟磁性低磁歪非晶質合金粉末が、耐
熱性有機バインダによって結合されている圧粉成形磁性
体。 ２．圧粉成形磁性体を製造するに際し、 （ａ）長さ10〜700μｍ、アスペクト比２〜40の板状又
は鱗片状粒子からなる軟磁性低磁歪非晶質合金粉末と、
耐熱性有機バインダとを混合する工程と、 （ｂ）前記混合物を前記軟磁性非晶質合金のキュリー点
と結晶化温度との間の温度で加圧、成形する工程と を有する、圧粉成形磁性体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62286370A JP2704875B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 圧粉成形磁性体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62286370A JP2704875B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 圧粉成形磁性体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01128405A JPH01128405A (ja) | 1989-05-22 |
| JP2704875B2 true JP2704875B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=17703509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62286370A Expired - Lifetime JP2704875B2 (ja) | 1987-11-11 | 1987-11-11 | 圧粉成形磁性体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2704875B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012054576A (ja) * | 2011-10-12 | 2012-03-15 | Sony Corp | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置 |
| JP5598575B2 (ja) * | 2013-06-19 | 2014-10-01 | ソニー株式会社 | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置 |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61154014A (ja) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Toshiba Corp | 圧粉磁心 |
| JPS62226603A (ja) * | 1986-03-28 | 1987-10-05 | Hitachi Metals Ltd | アモルフアス圧粉磁心およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-11-11 JP JP62286370A patent/JP2704875B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01128405A (ja) | 1989-05-22 |
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