JPH0974011A

JPH0974011A - 圧粉コアおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0974011A
Application number: JP7230483A
Authority: JP
Inventors: Eiji Moro; 英治茂呂; Naomichi Umehara; 直道梅原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の課題は、小型で高周波での使用が可能
であるコアロスの小さい圧粉コアおよびその製造方法を
提供することである。【解決手段】本発明の圧粉コアの製造方法は、不活性雰
囲気中で急冷による製造方法で作製されたＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金粉末と絶縁剤とを混合し、混合物を成形す
る。その後、不活性雰囲気でアニールし、さらに酸化雰
囲気でアニールする方法である。各雰囲気でのアニール
温度等を選択することによりコアロスの小さい圧粉コア
の製造が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電気、電子機器に
用いられる圧粉コアおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子、電気機器の小型化が進み、
小型で高効率の圧粉コアが要求されている。小型化する
ひとつの方法は周波数を高く（５０ｋＨｚ以上）するこ
とであるが、この場合コアロスが小さいことが必須条件
となる。センダスト圧粉コアは、低損失であることが知
られているが、これまでのコアロスではチョークコイル
やインダクタの小型化には必ずしも十分とはいえない。

【０００３】センダスト圧粉磁心の損失低減に関して
は、例えば以下に挙げる提案がなされている。

【０００４】特公昭６２−２１０４１号公報では、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ系磁性合金インゴットを７００〜１１００
℃でアニール後、粉砕してプレス成形し、さらに水素雰
囲気中で６００〜８００℃で焼成することにより、モリ
ブデンパーマロイよりも高い透磁率と低い電力損失のＦ
ｅ−Ｓｉ−Ａｌ系磁性合金圧粉磁心が得られるとしてい
る。同公報の実施例では、３２メッシュ以下に整粒して
プレス成形した後、７００℃で焼成することにより、透
磁率が１０ｋＨｚで１４６、電力損失が２５ｋＨｚ、１
０００Ｇで１５８ｋＷ／ｍ³、２０００Ｇで５４８ｋＷ
／ｍ³である圧粉磁心を得ている。しかし、力率改善回
路などに用いられるインダクターでは、コアロスのさら
なる低減が望まれる。また、チョークコイルを小型化す
るにもコアロスの低減が望まれる。

【０００５】また、特公平７−５０６４８号公報には、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金圧粉磁心の製造方法が記載され
ている。この方法では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金の溶湯
からガスアトマイズによって球状の粗粉末を製造し、そ
の後に該粗粉末をさらに粉砕して得られた平均粒径が４
０〜１１０μｍ、見かけ密度２．６〜３．８ｇ／ｃｍ³
の粉末を用いる。ガスアトマイズによって得た球状粗粉
末を粉砕するのは、上記した所定の粒度の粉末を廉価に
得るためである。同公報では、透磁率の周波数特性の改
善と成形体の強度向上とを効果としている。同公報記載
の方法は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の製造方法にガ
スアトマイズ法を用いる点で本発明と類似するが、同公
報ではガスアトマイズ法により製造した粗粉末をさらに
粉砕しているために、粉末にストレスが生じ、ヒステリ
シス損失を小さくすることができない。なお、同公報記
載の発明はコアロス低減を目的としておらず、同公報の
実施例ではコアロスを測定していない。

【０００６】さらに、特公平３−４６５２１号公報に
は、Ｆｅ、ＳｉおよびＡｌを主成分とする磁性合金の粉
末に、水ガラスと、１〜５ｗｔ％の水分とを添加した
後、成形することを特徴とするＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系磁性
合金圧粉磁心の製造方法が記載されている。同公報で
は、プレス成形性の改善による透磁率の向上と成形体の
強度向上とを効果としている。同公報には、磁性合金の
粉末の製造方法として、溶解して得た合金を粉砕する方
法が記載されている。同公報の実施例では、２５ｋＨ
ｚ、２０００Ｇでコアロスが５００ｋＷ／ｍ³以上とな
っており、コアロスの低減は不十分である。なお、同公
報の実施例では、プレス成形後に７５０℃で焼成してい
るが、本発明者らの実験では、絶縁剤として水ガラスを
用いた場合、７５０℃もの高温では水ガラスが分解して
しまい、合金粒子間の絶縁を保つことが不可能となって
渦電流損失が著増してしまった。

【０００７】本出願者も特願平６−１９２２０７におい
て、ほぼ球状のＦｅ、ＳｉおよびＡｌを含む金属粉末を
用いることで、低損失の圧粉コアが作製できることを開
示した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記製造方法
により得られたＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系磁性合金圧粉磁心の
コアロスではチョークコイルやインダクターの小型化に
は充分といえない。そこで、本発明は小型で高周波での
使用が可能であるコアロスの小さい圧粉コアおよびその
製造方法を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的は下記
（１）〜（５）の構成により達成できる。

【００１０】（１）Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末と絶縁
剤を成形した圧粉コアにおいて、前記合金粉末の粒子内
部の酸素含有量が４００ｐｐｍ以下であって、粒子表面
が酸化されていることを特徴とする圧粉コア。

【００１１】（２）鉄、シリコンもしくはフェロシリコ
ン、およびアルミニウムもしくはフェロアルミを不活性
雰囲気中で溶融し、不活性雰囲気中で急冷による製造方
法で該合金微粉末を作製し、絶縁剤と混合成形後アニー
ルすることを特徴とする（１）の圧粉コアの製造方法。

【００１２】（３）上記（２）に係る急冷による製造方
法がガスアトマイズ法によることを特徴とする圧粉コア
の製造方法。

【００１３】（４）上記（２）に係る急冷による製造方
法が高速急冷法によることを特徴とする圧粉コアの製造
方法。

【００１４】（５）成形したコアを不活性雰囲気中でア
ニール後、さらに酸化雰囲気中でアニールすることを特
徴とする（２）、（３）および（４）の圧粉コアの製造
方法。

【００１５】（６）不活性雰囲気中でのアニール温度が
５００〜８００℃である（５）の圧粉コアの製造方法。

【００１６】（７）酸化雰囲気中でのアニール温度が４
００〜７００℃である（５）の圧粉コアの製造方法。

【００１７】本発明の圧粉コアの製造方法は、不活性雰
囲気中で急冷による製造方法で作製されたＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金粉末と絶縁剤とを混合し、混合物を成形す
る。その後、不活性雰囲気でアニールし、さらに酸化雰
囲気でアニールする方法である。各雰囲気でのアニール
温度等を選択することによりコアロスの小さい圧粉コア
の製造が可能となる。

【００１８】高周波領域でコアロスを低減するには、粒
子サイズを小さくすることが効果的であることがフェラ
イトではよく知られている。圧粉コアの場合も、同様に
粒子サイズを小さくすることが低損失化に効果があるこ
とが推定される。そこで我々は、平均粒径の異なるガス
アトマイズ粉および粉砕粉末を用いて圧粉コアを作製
し、粒子サイズを変えた場合にコアロスがどのように変
化するか調査した。結果を図１に示す。これより、圧粉
コアの場合は、コアロスを低減するには、粒子サイズを
小さくするだけでは不十分でＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉
末の作製方法によりコアロスに大きな違いがあることが
わかった。

【００１９】具体的には、本発明で用いるＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金粉末は、鉄、シリコンもしくはフェロシリコ
ン、およびアルミニウムもしくはフェロアルミを溶融
し、ガスアトマイズ法または高速急冷法等の急冷による
製造方法で、かつ、不活性雰囲気中で作製される。すな
わち、均一な組成で、極力含有酸素量が少ないことが望
ましい。冷却速度が小さいとＡｌまたはＳｉが冷却過程
で偏析し、組成が不均一になるため保磁力が大きくな
る。従ってヒステリシス損失が大きくなるため好ましく
ない。また、粒子内部の酸素含有量が多いと、磁壁移動
が妨げられ保磁力が大きくなり、従ってヒステリシス損
失が大きくなるため好ましくない。

【００２０】本発明では、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末
の製造は、上記したようにガスアトマイズ法または高速
急冷法を用いる。ガスアトマイズ法は、ノズルから流下
させた原料合金の溶湯にガス流を噴射して飛沫化すると
ともに冷却し、凝固・粉末化する。なお、後述するよう
に、渦電流を小さく抑えるためには圧粉コアの粒子表面
が酸化されていることが好ましい。しかし、成形前に粒
子が酸化されると、粒子表面にＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
よりも固いＡｌ₂Ｏ₃が形成されるため、成型時に密度を
上げることができなくなる。このため、冷却のためのガ
スは、粉末の酸化を防ぐために非酸化性のもの、例えば
窒素やアルゴン等を用いる。ガスアトマイズの際の条件
は、例えば溶湯の温度は１４００〜１６００℃とするこ
とが好ましく、ガスの噴射圧力は、２．０〜２．５ＭＰ
ａとすることが好ましい。一方、高速急冷法は、直接、
粉末を得る方法および得られた薄帯を粉砕する方法があ
る。

【００２１】いずれの方法により得られたＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金粉末も、比較的偏析が少なく、含有酸素量も
少ない。

【００２２】さらに、上記方法にて得られたＦｅ−Ｓｉ
−Ａｌ系合金粉末を成形後、不活性雰囲気でアニール
し、さらに酸化雰囲気でアニールする。不活性雰囲気で
アニールすることにより、成形によるストレスを低減す
る。また後に酸化雰囲気でアニールすることにより、粒
子表面が酸化され渦電流が小さくなる。渦電流を小さく
することで、渦電流損失が小さくなるだけでなくヒステ
リシス損失も小さくなる。これは、１００ｋＨｚ程度の
交流では渦電流により磁壁移動が妨げられるからであ
る。したがって電気抵抗を大きくすることにより、渦電
流が小さくなると磁壁移動が容易となりヒステリシス損
失も小さくなる。ただし、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末
内部に酸素含有量が多いと、磁壁移動が妨げられるため
に、酸素含有量の少ないＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末を
用いて、粒子表面が酸化され、粒子内部は酸化されない
ようなアニール条件を選択する必要がある。具体的に
は、粒子内部の酸素含有量は４００ｐｐｍが限度であ
る。４００ｐｐｍを超えるころから、上記したように、
磁壁移動が妨げられるためにヒステリシス損失が大きく
なり、結果としてコアロスが大きくなるためである。

【００２３】不活性雰囲気でのアニール条件は、Ｆｅ−
Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の粒径および粒度分布ならびに成
形条件に応じて適宜決定すればよいが、シリコーン樹脂
と有機チタンを添加した場合の処理温度は、好ましくは
５００〜８００℃、より好ましくは６００〜７６０℃で
ある。処理温度が５００℃に満たない場合、アニールの
効果が現れずヒステリシス損失の低減をはかれない。一
方、８００℃を超える場合は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
粉末が焼結しやすくなり、強磁性粒子間の絶縁性が劣化
して渦電流損失が大きくなりやすい。処理時間、すなわ
ち上記温度範囲内を通過する時間または上記温度範囲内
で一定の温度に保持する時間は、好ましくは１０〜６０
分間である。処理時間が上記範囲に満たない場合、アニ
ールの効果が現れずヒステリシス損失の低減をはかれな
い。一方、処理時間が上記範囲を超える場合はＦｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金粉末が焼結しやすくなり好ましくない。

【００２４】また、酸化雰囲気でのアニール条件もま
た、不活性雰囲気でのアニール条件と同様に、Ｆｅ−Ｓ
ｉ−Ａｌ系合金粉末の粒径および粒度分布ならびに成形
条件に応じて適宜決定すればよいが、シリコーン樹脂と
有機チタンを添加した場合の処理温度は４００〜７００
℃が好ましい。処理温度が上記範囲に満たない場合、Ｆ
ｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末表面の酸化が十分でなく、コ
アロスの低減がはかれない。一方、処理温度が上記範囲
を超える場合、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末の酸化が進
みすぎ透磁率が小さくなり好ましくない。このとき特に
Ａｌが酸化物を形成している。

【００２５】ここで、シリコーン樹脂と有機チタンを添
加し、アニール処理を行った場合、アニールの雰囲気に
よらずコア中には、シリコーン樹脂がより高分子化して
存在している。これは、ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外
分光）透過方法等の分析方法により確認することができ
る。

【００２６】本発明の圧粉コアは、上記Ｆｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌ系合金粉末と絶縁剤を成形したものである。絶縁剤は
特に限定されないが、上記温度でのアニール処理に耐え
ること、また、コアの機械的強度向上効果が高いことか
らシリコーン樹脂を用いることが好ましい。

【００２７】シリコーン樹脂は、オルガノシロキサン結
合を有するオルガノポリシロキサンであり、狭義には、
３次元網目構造を有するオルガノポリシロキサンであ
る。本発明で用いるシリコーン樹脂は特に限定されない
が、狭義のシリコーン樹脂は必ず用いる。これは他の樹
脂では耐熱性に難があり、アニールを高温でできないた
めである。ただし、シリコーンオイルやシリコーンゴム
等の広義のシリコーン樹脂を併用してもよい。使用する
全シリコーン樹脂中における狭義のシリコーン樹脂の割
合は、好ましくは５０ｗｔ％以上、より好ましくは狭義
のシリコーン樹脂のみを用いる。シリコーン樹脂は、通
常、ジメチルポリシロキサンを主成分とするが、メチル
基の一部が他のアルキル基またはアリール基で置換され
てもよい。

【００２８】シリコーン樹脂とＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金
粉末とを混合するときには、固体状または液状のシリコ
ーン樹脂を溶液化して混合してもよく、液状のシリコー
ン樹脂を直接混合してもよいが、溶液化して用いる場合
には成形前に溶液を乾燥する必要があるため、好ましく
は溶液化せずに液状のシリコーン樹脂を直接混合する。
液状のシリコーン樹脂の粘度は、２５℃において好まし
くは１０〜１００００ＣＰ、より好ましくは１０００〜
９０００ＣＰである。上記範囲外すなわち粘度が１０Ｃ
Ｐより低すぎても１００００ＣＰより高すぎても、強磁
性金属粒子表面に均一な皮膜を形成することが難しくな
る。

【００２９】シリコーン樹脂の混合量は、Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌ系合金粉末に対し好ましくは０．５〜５ｗｔ％、よ
り好ましくは１〜３ｗｔ％である。シリコーン樹脂の混
合量が０．５ｗｔ％に満たない場合、強磁性金属粒子間
の絶縁性が不十分となり、また、コアの機械強度も不十
分となる。一方、シリコーン樹脂の混合量が５ｗｔ％を
超える場合、コア中の非磁性領域の比率が高くなって透
磁率が低くなる。また、上記範囲外すなわちシリコーン
樹脂が少なすぎても多すぎても、コアの密度が低くなる
傾向がある。

【００３０】絶縁剤としてシリコーン樹脂を用いる場
合、架橋剤として有機チタンを混合する。有機チタンを
添加することにより、コアの機械的強度がさらに向上す
る。

【００３１】本発明で用いる有機チタンとは、チタンの
アルコキシドおよびキレートから選択される少なくとも
１種であり、シリコーン樹脂の架橋剤として使用できる
ものである。

【００３２】アルコキシドは、モノマーであってもオリ
ゴマーないしポリマーであってもよく、これらを併用し
てもよい。アルコキシドとしては、例えば、アルキル基
の炭素数が１〜８のテトラアルコキシチタン、具体的に
は、テトラ−ｉ−プロポキシチタン、テトラ−ｎ−ブト
キシチタン、テトラキス（２−エチルヘソキシキ）チタ
ンが好ましく、これらのうち、テトラ−ｎ−ブトキシチ
タンが最も好ましい。特に、下記化１で表されるテトラ
−ｎ−ブトキシチタンのオリゴマーないしポリマーが好
ましい。

【００３３】

【化１】

【００３４】上記化１において、ｎは好ましくは１０以
下の整数であり、より好ましくはｎ＝２、４、７、１０
であり、より好ましくはｎ＝４である。ｎが１０を超え
る場合、架橋反応の速度が低くなる傾向がある。

【００３５】キレートとしては、ジ−ｎ−プロポキシ・
ビス（アセチルアセトナト）チタン、ジ−ｎ−ブトキシ
・ビス（トリエタノールアミナト）チタンが好ましい。

【００３６】これら有機チタンのうち、上記した各種ア
ルコキシドを用いることが好ましい。上記アルコキシド
は、常温で液体であるために混合する際に液状のシリコ
ーン樹脂と共に直接混合でき、また、加水分解速度が適
当であり、入手も容易である。

【００３７】有機チタンの混合量は、シリコーン樹脂の
混合量に対し、好ましくは１０〜７０ｗｔ％、より好ま
しくは２５〜５０ｗｔ％である。有機チタンの混合量が
１０ｗｔ％より少ないと、コアの機械的強度をさらに向
上させる効果が不十分となる。一方、混合量が７０ｗｔ
％より多くても機械的強度は顕著には向上せず、コアの
透磁率が低くなる。

【００３８】なお、シリコーン樹脂以外にも、従来の圧
粉コアに用いられている水ガラス等が使用可能である
が、水ガラスは３００℃程度を超える温度では分解して
絶縁性を保てなくなるため、高温のアニール処理が不可
能であり、磁気特性向上が難しい。

【００３９】Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末とシリコーン
樹脂と有機チタンとを混合した後、混合物に乾燥処理を
施すことが好ましい。乾燥処理では、好ましくは５０〜
３００℃、より好ましくは５０〜１５０℃の温度範囲に
保持する。処理温度が５０℃に満たない場合、シリコー
ン樹脂の接着性が弱くならないためＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系
合金粉末が凝集しやすくなって成形性が低下し、処理温
度が１５０℃を超える場合、シリコーン樹脂の接着性が
弱くなりすぎてコアの機械的強度向上効果が不十分とな
る。処理時間、すなわち、上記温度範囲内を通過する時
間あるいは上記処理温度内の一定の時間に保持する時間
は、好ましくは０．５〜２時間とする。上記処理時間の
範囲に満たない場合、シリコーン樹脂の接着性が弱くな
らず、上記処理時間の範囲を超える場合、シリコーン樹
脂の接着性が弱くなりすぎる。処理条件は比較的低温で
行うので、非酸化雰囲気中で行う必要はなく、空気中で
行ってよい。

【００４０】乾燥処理後、成形前に、前記混合物に潤滑
剤を添加することが好ましい。潤滑剤は、成形時の粒子
間潤滑性を高めたり、金型からの離型性を向上させたり
するために用いられる。潤滑剤には、圧粉コアに通常用
いられている各種のものを選択でき、例えば、ステアリ
ン酸アミド等の高級脂肪酸、その塩、あるいはワックス
など、常温で固体の有機潤滑剤や、二酸化モリブデン等
の無機潤滑剤などから適宜選択すればよい。潤滑剤の割
合量は種類によっても異なるが、常温で固体の有機潤滑
剤ではＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末に対し好ましくは
０．１〜１ｗｔ％とし、無機潤滑剤ではＦｅ−Ｓｉ−Ａ
ｌ系合金粉末に対し好ましくは０．１〜０．５ｗｔ％と
する。上記割合量の範囲に満たない場合は、添加による
効果が不十分となり、上記割合量の範囲を超える場合
は、コアの透磁率が低くなり、また、コアの強度も低く
なる。

【００４１】なお、潤滑剤は、通常、乾燥処理後に混合
するが、乾燥処理の際の加熱に耐えられる潤滑剤を用い
る場合には、潤滑剤を乾燥処理前に添加してもよい。

【００４２】成形工程では、所望のコア形状に成形す
る。本発明が適用されるコア形状は特に限定されず、い
わゆるトロイダル型、ＥＥ型、ＥＩ型、ＥＲ型、ＥＰＣ
型、ドラム型、ポット型、カップ型等の各種形状のコア
の製造に本発明は適用される。

【００４３】成形条件は特に限定されず、目的とするコ
ア形状やコア寸法、コア密度などに応じて適宜決定すれ
ばよいが、通常、最大圧力は６〜２０ｔ／ｃｍ²程度、
最大圧力に保持する時間は０．１秒間〜１分間程度とす
る。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示す。

【００４５】（実施例１）合金の製造方法を変え、表１
に示す５種類のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を得た。な
お、これら合金粉末の具体的な製造方法を以下に示す。

【００４６】ガスアトマイズ粉末はガスアトマイズ法に
よりＦｅが８４．３ｗｔ％、Ｓｉが９．８ｗｔ％、Ａｌ
が５．９ｗｔ％となるように製造した。

【００４７】高速急冷粉末は単ロール型高速急冷法を用
いて、上記組成と同様になるようにＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合
金の薄帯を作製し、ボールミルで粉砕し、Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌ合金粉末を作製した。

【００４８】粉砕粉末は溶解鋳造により製造したインゴ
ットを、ジョークラッシャー、ブラウンミルおよびベッ
セルミルにより粉砕し、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を作
製した。粉砕後、水素雰囲気中で８００℃にて１時間熱
処理を施した。なお粉末の組成は上記ガスアトマイズ法
による粉末と同様とした。

【００４９】水アトマイズ粉末は水アトマイズ法によ
り、組成が上記ガスアトマイズ法による粉末と同様とな
るようにＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を作製した。

【００５０】ガスアトマイズ＋粉砕粉末は上記ガスアト
マイズ法により作製した粉末をベッセルミルを用いて粉
砕した。粉砕粉を水素雰囲気中で８００℃にて１時間加
熱処理を施した。

【００５１】

【表１】

【００５２】上記これらの粉末にシリコーン樹脂と有機
チタンとを自動乳鉢により混合し、１００℃で１時間乾
燥した。シリコーン樹脂には、無溶剤型シリコーン樹脂
（トーレ・シリコーン社製ＳＲ２４１４：２５℃におけ
る粘度２０００〜８０００ＣＰ）を用い、有機チタン酸
には、前記した化１の化合物でｎ＝４のもの（日曹社製
ＴＢＴポリマーＢ−４）を用いた。Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合
金粉末に対するシリコーン樹脂の混合量は１．８ｗｔ％
とし、シリコーン樹脂に対する有機チタンの添加量は３
３ｗｔ％とした。

【００５３】乾燥後、潤滑剤を混合した。潤滑剤には、
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末に対し０．４ｗｔ％のステア
リン酸アミドを用いた。次に、乾燥物を加圧成形し、ト
ロイダル状（外形１７．５ｍｍ、内径１０．２ｍｍ、高
さ６ｍｍ）の圧粉体を得た。成形圧力は、１２ｔ／ｃｍ
²とし、加圧時間は１０秒間とした。

【００５４】得られたトロイダルコアを窒素雰囲気、７
００℃、３０分間アニールし１００ｋＨｚにおける初透
磁率（μｉ）を求め、また、１００ｋＨｚ、１００ｍＴ
におけるヒステリシス損失（Ｐｈ）、渦電流損失（Ｐ
ｅ）、コアロス（Ｐｔ）を求めた。その結果を表２に示
す。

【００５５】

【表２】

【００５６】表２より冷却速度の比較的大きいガスアト
マイズ、高速急冷法により作製した強磁性金属粉末を使
用したトロイダルコアはコアロスが小さいことがわか
る。またガスアトマイズにより作製した強磁性金属粉末
をさらに粉砕したものを使用したトロイダルコアは粉砕
によるストレスがあり、粉末のアニールをしても粉砕の
歪みが完全にリリースしないため、保磁力が大きく、従
ってヒステリシス損失も大きい。

【００５７】（実施例２）さらにコアロスを低減するた
めにアニール条件を検討した。その結果を表３に示す。

【００５８】ここで試料となるトロイダルコアは平均粒
径１１μｍのガスアトマイズ粉を用いて実施例１と同様
な方法により作製した。また、各コアの測定も実施例１
と同様である。

【００５９】

【表３】

【００６０】表３より、２回目のアニールを酸化雰囲気
で行うことにより、コアロスを低減できることがわか
る。２回目のアニールは、４００〜７００℃が好まし
い。アニール温度が４００℃より低い場合、コアロスの
低減が不十分であり、アニール温度が７００℃より高い
と透磁率が小さくなる。２回目のアニールを不活性雰囲
気中で行うと、コアロスの低減は認められず好ましくな
い。また、アニールを酸化雰囲気のみで行うと、コアロ
スは小さくなるものの、初透磁率が小さくなりすぎてし
まい好ましくない。

【００６１】不活性雰囲気でアニール後、酸化雰囲気で
アニールを行うことにより、コアロスを低減できるの
は、強磁性金属粒子表面が酸化し電気抵抗が大きくなる
ことにより、渦電流が小さくなるためである。１００ｋ
Ｈｚ程度の交流では、圧粉コアのヒステリシス損失も渦
電流が小さくなることで小さくなる。これは、渦電流に
よる磁界が磁壁移動を妨げられる作用を抑えられるため
である。

【００６２】（実施例３）実施例２よりアニールの雰囲
気等によりコアロスを低減できることがわかった。そこ
で実施例１で作製したコアをさらに酸化雰囲気（空気
中）、４００℃、３０分間アニールした。これらのコア
を実施例１と同様に初透磁率、コアロスを測定し、Ｆｅ
−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末の製造方法の違いによる影響を見
た。結果を表４に示す。

【００６３】

【表４】

【００６４】ガスアトマイズまたは高速急冷で作製した
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を用いた場合は、表２と比較
して２回目のアニールでコアロスが低減する。２回目の
アニールで金属粒子表面が酸化し、電気抵抗が高くなる
ことにより渦電流の影響が少なくなりコアロスが小さく
なる。

【００６５】一方、粉砕または水アトマイズで作成した
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末を用いた場合は、コアロスが
大きく２回目のアニールでコアロスがほとんど低減しな
い。粉砕粉末を使用した場合は、金属粉末の酸素量が多
すぎるため磁壁移動が妨げられ、保磁力が大きくなり、
ヒステリシス損失が大きくなっている。

【００６６】合金を構成している各元素の偏析の度合い
は、例えば、ＥＰＭＡなどにより分析できる。また、合
金粉末の酸素量はガス分析により知ることができる。

【００６７】

【発明の効果】ガスアトマイズ法または高速急冷法等に
より製造されたＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末は粉砕粉末等
に比べ、成形後の不活性雰囲気でのアニールによりスト
レスが開放されやすい。さらに不活性雰囲気で作製され
るため含有酸素量が少ないために、酸化物による磁壁移
動の妨げが少なく、保磁力が小さくなり、従ってヒステ
リシス損失が小さくなる。また２回目の酸化雰囲気での
アニールにより、コアロスの低減がはかれる。よって本
発明に係る製造方法により作製された圧粉コアは小型
化、高周波での使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】強磁性金属粒子の粒径とコアロスの関係を示す
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金粉末と絶縁剤を成
形した圧粉コアにおいて、前記合金粉末の粒子内部の酸
素含有量が４００ｐｐｍ以下であって、粒子表面が酸化
されていることを特徴とする圧粉コア。
【請求項２】鉄、シリコンもしくはフェロシリコン、お
よびアルミニウムもしくはフェロアルミを不活性雰囲気
中で溶融し、不活性雰囲気中で急冷による製造方法で該
合金微粉末を作製し、絶縁剤と混合成形後アニールする
ことを特徴とする請求項１の圧粉コアの製造方法。
【請求項３】請求項２に係る急冷による製造方法がガス
アトマイズ法によることを特徴とする圧粉コアの製造方
法。
【請求項４】請求項２に係る急冷による製造方法が高速
急冷法によることを特徴とする圧粉コアの製造方法。
【請求項５】成形したコアを不活性雰囲気中でアニール
後、さらに酸化雰囲気中でアニールすることを特徴とす
る請求項２、請求項３および請求項４の圧粉コアの製造
方法。
【請求項６】不活性雰囲気中でのアニール温度が５００
〜８００℃である請求項５の圧粉コアの製造方法。
【請求項７】酸化雰囲気中でのアニール温度が４００〜
７００℃である請求項５の圧粉コアの製造方法。