JPH10144512A - 圧粉磁心の製造方法 - Google Patents
圧粉磁心の製造方法Info
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- JPH10144512A JPH10144512A JP31870396A JP31870396A JPH10144512A JP H10144512 A JPH10144512 A JP H10144512A JP 31870396 A JP31870396 A JP 31870396A JP 31870396 A JP31870396 A JP 31870396A JP H10144512 A JPH10144512 A JP H10144512A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い透磁率を有し、高い電気絶縁特性を有す
る圧粉磁心の製造方法を提供すること。 【解決手段】 鉄（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、アルミニウ
ム（Ａｌ）系合金からなる金属粉末にバインダーとし
て、ペルヒドロポリシラザンを添加し、圧縮成形した
後、酸化雰囲気中、４００〜１１００℃の温度で熱処理
する圧粉磁心の製造方法。
る圧粉磁心の製造方法を提供すること。 【解決手段】 鉄（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、アルミニウ
ム（Ａｌ）系合金からなる金属粉末にバインダーとし
て、ペルヒドロポリシラザンを添加し、圧縮成形した
後、酸化雰囲気中、４００〜１１００℃の温度で熱処理
する圧粉磁心の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョークコイル等
に用いられる軟磁性合金からなる圧粉磁心の製造方法に
関するものである。
に用いられる軟磁性合金からなる圧粉磁心の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高周波でのチョークコイル用磁心とし
て、軟磁性フェライト磁心や、軟磁性合金粉末で特に鉄
（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）系合金
からなる金属粉末（以下、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末）を成
形して作られる圧粉磁心が用いられている。これらのう
ち、フェライト磁心は、飽和磁束密度が小さいため、本
質的に磁心内に生ずる磁界により磁気飽和が生じやす
く、そのため、磁心の寸法が大きくなるという欠点を有
している。これに対して、圧粉磁心は、フェライトに比
べて著しく大きい飽和磁束密度を有し、かつ素材コスト
が安価であるという長所を有している。
て、軟磁性フェライト磁心や、軟磁性合金粉末で特に鉄
（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）系合金
からなる金属粉末（以下、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末）を成
形して作られる圧粉磁心が用いられている。これらのう
ち、フェライト磁心は、飽和磁束密度が小さいため、本
質的に磁心内に生ずる磁界により磁気飽和が生じやす
く、そのため、磁心の寸法が大きくなるという欠点を有
している。これに対して、圧粉磁心は、フェライトに比
べて著しく大きい飽和磁束密度を有し、かつ素材コスト
が安価であるという長所を有している。
【０００３】ところで、こうした圧粉磁心の比透磁率
は、合金粉末の充填率と相関関係にあり、高い比透磁率
を得るためには、合金粉末の充填率を十分に高くする必
要がある。合金粉末の充填率を高くするためには、圧縮
成形する圧力を高くすることが最も簡便であり、従来か
ら一般に用いられている。しかし、圧縮歪による軟磁性
特性の劣化が生じ、特に、高い圧力で成形した場合に
は、この磁気特性の劣化が著しく大きくなり、材料の特
性を十分に活用することが困難となる。このような圧縮
歪による軟磁性特性の劣化に対しては、熱処理すること
により、歪を開放し、軟磁性特性を回復させる方法が効
果的であることが知られている。
は、合金粉末の充填率と相関関係にあり、高い比透磁率
を得るためには、合金粉末の充填率を十分に高くする必
要がある。合金粉末の充填率を高くするためには、圧縮
成形する圧力を高くすることが最も簡便であり、従来か
ら一般に用いられている。しかし、圧縮歪による軟磁性
特性の劣化が生じ、特に、高い圧力で成形した場合に
は、この磁気特性の劣化が著しく大きくなり、材料の特
性を十分に活用することが困難となる。このような圧縮
歪による軟磁性特性の劣化に対しては、熱処理すること
により、歪を開放し、軟磁性特性を回復させる方法が効
果的であることが知られている。
【０００４】しかし、合金粉末の圧縮歪を開放する温度
領域では、圧粉磁心のバインダー（粘着材）として、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル系樹脂等の有
機物系バインダーを使用することは不可能であり、その
ため、従来は無機物系バインダーを使用していた。無機
物系バインダーとしては、珪酸塩系の水ガラスがよく知
られているが、これはエポキシ樹脂等の有機物系と比較
して、圧粉磁心の強度が低く、また、熱硬化後でも水分
を吸収して軟化するため、圧粉磁心の耐久性が低い等の
問題点を有している。
領域では、圧粉磁心のバインダー（粘着材）として、エ
ポキシ樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル系樹脂等の有
機物系バインダーを使用することは不可能であり、その
ため、従来は無機物系バインダーを使用していた。無機
物系バインダーとしては、珪酸塩系の水ガラスがよく知
られているが、これはエポキシ樹脂等の有機物系と比較
して、圧粉磁心の強度が低く、また、熱硬化後でも水分
を吸収して軟化するため、圧粉磁心の耐久性が低い等の
問題点を有している。
【０００５】又、近年の電子装置の小型化に伴い、圧粉
磁心を用いた部品に対しても小型化の要求が高まり、従
来の巻線型コアに対し、表面実装コイルを形成するた
め、圧粉磁心の表面に電極を形成したもの等が要求され
ている。このような部品においては、電極端子と圧粉磁
心間に高い電気絶縁性が要求されるが、エポキシ樹脂等
の有機物系バインダーでは、高い絶縁性が得られやすい
反面、前述したように、高い温度における熱処理が不可
能であるため、高い比透磁率特性を得ることが困難であ
り、一方で、水ガラス等の珪酸塩系バインダーやシリコ
ーン樹脂等を使用したものでは、熱処理により比透磁率
を高くすることが可能である反面、高い絶縁性を得るこ
とが困難である。
磁心を用いた部品に対しても小型化の要求が高まり、従
来の巻線型コアに対し、表面実装コイルを形成するた
め、圧粉磁心の表面に電極を形成したもの等が要求され
ている。このような部品においては、電極端子と圧粉磁
心間に高い電気絶縁性が要求されるが、エポキシ樹脂等
の有機物系バインダーでは、高い絶縁性が得られやすい
反面、前述したように、高い温度における熱処理が不可
能であるため、高い比透磁率特性を得ることが困難であ
り、一方で、水ガラス等の珪酸塩系バインダーやシリコ
ーン樹脂等を使用したものでは、熱処理により比透磁率
を高くすることが可能である反面、高い絶縁性を得るこ
とが困難である。
【０００６】また、絶縁性を改良する目的で、圧粉磁心
を酸化性雰囲気中で熱処理を行った場合、高い絶縁性を
得ることができるものの、過剰な酸化被膜の形成により
比透磁率が低下し、一方、非酸化性雰囲気中で熱処理を
行った場合では、比透磁率の低下はないものの、酸化被
膜の形成がないために、高い絶縁性は得られない等、高
い絶縁性と高い比透磁率を同時に実現することは困難で
あった。
を酸化性雰囲気中で熱処理を行った場合、高い絶縁性を
得ることができるものの、過剰な酸化被膜の形成により
比透磁率が低下し、一方、非酸化性雰囲気中で熱処理を
行った場合では、比透磁率の低下はないものの、酸化被
膜の形成がないために、高い絶縁性は得られない等、高
い絶縁性と高い比透磁率を同時に実現することは困難で
あった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を改善して、高い圧力で成形した場合においても、高
い比透磁率特性と高い電気絶縁特性とを同時に満足した
圧粉磁心が得られる製造方法を提供することにある。
点を改善して、高い圧力で成形した場合においても、高
い比透磁率特性と高い電気絶縁特性とを同時に満足した
圧粉磁心が得られる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｆｅ−Ｓｉ−
Ａｌ粉末に、熱分解により、ＳｉＯ2系の非晶質セラミ
ックスに転化することが可能なセラミック前駆体ポリマ
ーであるペルヒドロポリシラザンを添加して圧縮成形し
た後、この圧縮成形体を、酸化性雰囲気中（例えば、大
気中）で熱処理することで、高い比透磁率特性を有し、
しかも実用的に必要である高い電気絶縁耐圧特性を有す
る圧粉磁心の提供を可能とするものである。
Ａｌ粉末に、熱分解により、ＳｉＯ2系の非晶質セラミ
ックスに転化することが可能なセラミック前駆体ポリマ
ーであるペルヒドロポリシラザンを添加して圧縮成形し
た後、この圧縮成形体を、酸化性雰囲気中（例えば、大
気中）で熱処理することで、高い比透磁率特性を有し、
しかも実用的に必要である高い電気絶縁耐圧特性を有す
る圧粉磁心の提供を可能とするものである。
【０００９】即ち、本発明は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末に
バインダーを添加し、圧縮成形した後、熱処理する圧粉
磁心の製造方法において、前記バインダーとして、ペル
ヒドロポリシラザンを用い、成形した後、酸化雰囲気
中、４００〜１１００℃の温度で熱処理することを特徴
とする圧粉磁心の製造方法である。
バインダーを添加し、圧縮成形した後、熱処理する圧粉
磁心の製造方法において、前記バインダーとして、ペル
ヒドロポリシラザンを用い、成形した後、酸化雰囲気
中、４００〜１１００℃の温度で熱処理することを特徴
とする圧粉磁心の製造方法である。
【００１０】本発明によれば、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末
に、ペルヒドロポリシラザンを添加混合して圧縮成形し
た後、所定の温度範囲で熱処理を行うことにより、成形
時の圧縮歪が開放され、高い比透磁率特性を有する圧粉
磁心が得られる。ペルヒドロポリシラザンは、圧粉磁心
の熱処理時に熱分解反応を起こし、熱分解によってＳｉ
Ｏ2系の化合物になり、それが磁心の粒子間に強固に残
存する。このセラミックは、基本的に強い結合力を有す
るため、従来の方法により得られた圧粉磁心に比べて、
十分な強度を確保することができる。また、熱処理を酸
化性雰囲気中で行うことにより、圧粉磁心の粒子間の電
気絶縁性をより向上させることができる。
に、ペルヒドロポリシラザンを添加混合して圧縮成形し
た後、所定の温度範囲で熱処理を行うことにより、成形
時の圧縮歪が開放され、高い比透磁率特性を有する圧粉
磁心が得られる。ペルヒドロポリシラザンは、圧粉磁心
の熱処理時に熱分解反応を起こし、熱分解によってＳｉ
Ｏ2系の化合物になり、それが磁心の粒子間に強固に残
存する。このセラミックは、基本的に強い結合力を有す
るため、従来の方法により得られた圧粉磁心に比べて、
十分な強度を確保することができる。また、熱処理を酸
化性雰囲気中で行うことにより、圧粉磁心の粒子間の電
気絶縁性をより向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】Ｓｉ−Ａｌ−Ｆｅ合金インゴット
を粉砕、分級して、所定を粒径以下の粉末を得る。この
粉末にペルヒドロポリシラザンを混合した後、圧縮成形
し、圧粉磁心を得る。この圧粉磁心を所定の条件で熱処
理する。
を粉砕、分級して、所定を粒径以下の粉末を得る。この
粉末にペルヒドロポリシラザンを混合した後、圧縮成形
し、圧粉磁心を得る。この圧粉磁心を所定の条件で熱処
理する。
【００１２】
（実施例１）真空溶解炉により、１０ｗｔ％Ｓｉ−５ｗ
ｔ％Ａｌ−残Ｆｅ合金インゴットを作製し、ジョークラ
ッシャー及びディスクミルを用いて粉砕し、これを１０
０μｍ以下に分級し、インゴット粉砕粉末を得た。
ｔ％Ａｌ−残Ｆｅ合金インゴットを作製し、ジョークラ
ッシャー及びディスクミルを用いて粉砕し、これを１０
０μｍ以下に分級し、インゴット粉砕粉末を得た。
【００１３】次に、この粉末に、ペルヒドロポリシラザ
ンをバインダーとして粉末重量に対して０.１、０.３、
０.５、１、２、３、４、５、７、１０、１２、１５、
２０ｗｔ％混合し、成形圧５ｔｏｎ／ｃｍ2で外径２０
ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍのリング状の圧粉磁心
を作製した。
ンをバインダーとして粉末重量に対して０.１、０.３、
０.５、１、２、３、４、５、７、１０、１２、１５、
２０ｗｔ％混合し、成形圧５ｔｏｎ／ｃｍ2で外径２０
ｍｍ、内径１０ｍｍ、高さ５ｍｍのリング状の圧粉磁心
を作製した。
【００１４】次に、これらの圧粉磁心を、大気中、７０
０℃で２時間熱処理した後、ＪＩＳＺ２５０７規格にし
たがって、圧環強度を測定した。その結果を図１に示し
た。なお、圧環強度は、１.０ｋｇ／ｍｍ2以上の場合に
実用的な強度がある。
０℃で２時間熱処理した後、ＪＩＳＺ２５０７規格にし
たがって、圧環強度を測定した。その結果を図１に示し
た。なお、圧環強度は、１.０ｋｇ／ｍｍ2以上の場合に
実用的な強度がある。
【００１５】図１より、ペルヒドロポリシラザン混合量
が粉末重量に対して０.３ｗｔ％以下の場合には、実用
的な強度を得ることができないことがわかる。
が粉末重量に対して０.３ｗｔ％以下の場合には、実用
的な強度を得ることができないことがわかる。
【００１６】（実施例２）実施例１と同様の条件で、Ｆ
ｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末に対するペルヒドロポリシラザン混
合量が０.５〜２０ｗｔ％である圧粉磁心を作製した。
ｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末に対するペルヒドロポリシラザン混
合量が０.５〜２０ｗｔ％である圧粉磁心を作製した。
【００１７】この各圧粉磁心に巻線し、ＹＨＰ製インピ
ーダンスアナライザーを用いて、周波数１００ｋＨｚで
の比透磁率μを測定した。その結果を図２に示した。
ーダンスアナライザーを用いて、周波数１００ｋＨｚで
の比透磁率μを測定した。その結果を図２に示した。
【００１８】図２より、ペルヒドロポリシラザン混合量
が増加すると、μが低下していることがわかる。
が増加すると、μが低下していることがわかる。
【００１９】（実施例３）実施例１と同様の条件で、電
気絶縁特性を調べるための耐電圧測定用試料を作製し
た。Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末に対して、ペルヒドロポリシ
ラザンを５ｗｔ％混合し、成形圧５ｔｏｎ／ｃｍ2で、
一辺１０ｍｍの正方形で、高さが５ｍｍの板状の圧粉磁
心を作製した。また、同様に、外径２０ｍｍ、内径１０
ｍｍ、高さ５ｍｍのリング状の圧粉磁心を作製した。
気絶縁特性を調べるための耐電圧測定用試料を作製し
た。Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ粉末に対して、ペルヒドロポリシ
ラザンを５ｗｔ％混合し、成形圧５ｔｏｎ／ｃｍ2で、
一辺１０ｍｍの正方形で、高さが５ｍｍの板状の圧粉磁
心を作製した。また、同様に、外径２０ｍｍ、内径１０
ｍｍ、高さ５ｍｍのリング状の圧粉磁心を作製した。
【００２０】また、比較例として、シリコーン樹脂を同
量混合した圧粉磁心も作製した。
量混合した圧粉磁心も作製した。
【００２１】次に、これらの圧粉磁心を大気中で、４０
０〜１１００℃の温度で２時間熱処理した後、巻線を
し、実施例２と同様に、インピーダンスアナライザーを
用いて比透磁率を測定した。その結果を図３に示す。
０〜１１００℃の温度で２時間熱処理した後、巻線を
し、実施例２と同様に、インピーダンスアナライザーを
用いて比透磁率を測定した。その結果を図３に示す。
【００２２】図３に示すように、熱処理温度が５００〜
６００℃付近から急激に比透磁率が向上することがわか
る。また、熱処理温度が１０００℃を越えると、比透磁
率が減少していくが、熱処理しない場合（未熱処理）よ
り、高い比透磁率の値を維持している。
６００℃付近から急激に比透磁率が向上することがわか
る。また、熱処理温度が１０００℃を越えると、比透磁
率が減少していくが、熱処理しない場合（未熱処理）よ
り、高い比透磁率の値を維持している。
【００２３】次に、圧粉磁心の電気絶縁特性をみるた
め、板状の試料の両面間の交流耐電圧を測定した。図４
に示すように、ほぼ比透磁率の増減と同様な傾向を示し
ており、熱処理温度が４００〜１１００℃の範囲で未熱
処理の圧粉磁心よりも高い電気絶縁耐電圧特性を示して
いる。この傾向は、本発明及び比較例ともに同様であ
る。
め、板状の試料の両面間の交流耐電圧を測定した。図４
に示すように、ほぼ比透磁率の増減と同様な傾向を示し
ており、熱処理温度が４００〜１１００℃の範囲で未熱
処理の圧粉磁心よりも高い電気絶縁耐電圧特性を示して
いる。この傾向は、本発明及び比較例ともに同様であ
る。
【００２４】本発明は、比透磁率では、比較例と同等で
あるが、特に耐電圧では２倍以上であり、非常に優れて
いることがわかる。
あるが、特に耐電圧では２倍以上であり、非常に優れて
いることがわかる。
【００２５】なお、本実施例においては、合金粉末とし
て１０ｗｔ％Ｓｉ−５ｗｔ％Ａｌ−残Ｆｅ合金粉末を用
いた結果について述べているが、本発明は、これのみに
限定されるものではなく、同様の主成分系合金や、それ
に他元素を添加した組成系の合金粉末でも同様の効果が
得られる。
て１０ｗｔ％Ｓｉ−５ｗｔ％Ａｌ−残Ｆｅ合金粉末を用
いた結果について述べているが、本発明は、これのみに
限定されるものではなく、同様の主成分系合金や、それ
に他元素を添加した組成系の合金粉末でも同様の効果が
得られる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、高い比透磁率特性を有
し、かつ、高い電気絶縁特性を有する圧粉磁心の製造方
法を提供することが可能となった。
し、かつ、高い電気絶縁特性を有する圧粉磁心の製造方
法を提供することが可能となった。
【図１】実施例１の圧粉磁心における合金粉末へのペル
ヒドロポリシラザン混合量と圧環強度の関係を示す図。
ヒドロポリシラザン混合量と圧環強度の関係を示す図。
【図２】実施例２の圧粉磁心における合金粉末へのペル
ヒドロポリシラザン混合量と比透磁率の関係を示す図。
ヒドロポリシラザン混合量と比透磁率の関係を示す図。
【図３】実施例３の圧粉磁心における熱処理温度と比透
磁率の関係を示す図。
磁率の関係を示す図。
【図４】実施例３の圧粉磁心における熱処理温度と交流
耐電圧の関係を示す図。
耐電圧の関係を示す図。
Ａ 本発明 Ｂ 比較例
Claims (1)
- 【請求項１】 鉄（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、アルミニウ
ム（Ａｌ）系合金からなる金属粉末にバインダーを添加
し、圧縮成形した後、熱処理する圧粉磁心の製造方法に
おいて、前記バインダーとして、ペルヒドロポリシラザ
ンを用い、成形した後、酸化雰囲気中、４００〜１１０
０℃の温度で熱処理することを特徴とする圧粉磁心の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31870396A JPH10144512A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 圧粉磁心の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31870396A JPH10144512A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 圧粉磁心の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10144512A true JPH10144512A (ja) | 1998-05-29 |
Family
ID=18102061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31870396A Pending JPH10144512A (ja) | 1996-11-13 | 1996-11-13 | 圧粉磁心の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10144512A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006179901A (ja) * | 2005-12-14 | 2006-07-06 | Tdk Corp | 電磁波吸収シート |
| JP2009259974A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 高強度圧粉磁心、高強度圧粉磁心の製造方法、チョークコイル及びその製造方法 |
| JP2009259979A (ja) * | 2008-04-15 | 2009-11-05 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧粉磁心、圧粉磁心の製造方法、チョークコイル及びその製造方法 |
| WO2012001943A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | パナソニック株式会社 | 複合磁性体とその製造方法 |
| JP4906972B1 (ja) * | 2011-04-27 | 2012-03-28 | 太陽誘電株式会社 | 磁性材料およびそれを用いたコイル部品 |
| WO2012120754A1 (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-13 | 住友電気工業株式会社 | 圧粉成形体、圧粉成形体の製造方法、リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置 |
| JP5358562B2 (ja) * | 2008-04-15 | 2013-12-04 | 東邦亜鉛株式会社 | 複合磁性材料の製造方法および複合磁性材料 |
| JP2014216495A (ja) * | 2013-04-25 | 2014-11-17 | Tdk株式会社 | 軟磁性体組成物、磁芯、コイル型電子部品および成形体の製造方法 |
| CN104795195A (zh) * | 2014-05-30 | 2015-07-22 | 安徽华林磁电科技有限公司 | 一种铁硅铝磁粉芯 |
| CN107492444A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-19 | 天通（六安）新材料有限公司 | 一种μ60复合磁粉芯的制备方法 |
| CN108242309A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-07-03 | 东睦新材料集团股份有限公司 | 提高直流偏置特性的材料制备方法及磁粉芯的制备方法 |
-
1996
- 1996-11-13 JP JP31870396A patent/JPH10144512A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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