WO2005072894A1 - 軟磁性材料および圧粉磁心 - Google Patents

軟磁性材料および圧粉磁心 Download PDF

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Hirokazu Kugai
Naoto Igarashi
Toru Maeda
Kazuhiro Hirose
Haruhisa Toyoda
Koji Mimura
Takao Nishioka
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    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/08Cores, Yokes, or armatures made from powder

Definitions

  • the present invention generally relates to a soft magnetic material and a dust core, and more specifically, a soft magnetic material used for a choke coil, a motor core, an electromagnetic solenoid, and the like, and a soft magnetic material made from the soft magnetic material.
  • a soft magnetic material used for a choke coil, a motor core, an electromagnetic solenoid, and the like, and a soft magnetic material made from the soft magnetic material.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-269951 discloses a high alternating current even at a frequency of 100 kHz or less.
  • a high-frequency dust core for realizing an initial magnetic permeability, an iron powder for a high-frequency dust core, and methods for producing these are disclosed.
  • This publication discloses a flattened iron powder containing 0.05% by mass of oxygen.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-196627 discloses a method of manufacturing a dust core having excellent strength properties and reducing iron loss and copper loss. ing.
  • Dust cores manufactured using these soft magnetic materials have a larger coercive force than magnetic cores manufactured using magnetic steel sheets, and therefore increase hysteresis loss.
  • the ratio of hysteresis loss to iron loss is particularly remarkable in the low-frequency range, so in the high-frequency range above 100 kHz, soft magnetic materials are partially used. In the low-frequency range below Hz, magnetic steel sheets are still widely used.
  • an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a soft magnetic material exhibiting excellent magnetic characteristics regardless of the applied frequency and a dust core manufactured from the soft magnetic material. It is to be. ⁇ Disclosure of Invention>
  • the upper limit of the magnetic properties of the dust core is determined by the impurity concentration of the metal magnetic particles used.
  • the metal magnetic particles are iron-based metals including iron (F e)
  • impurities that have a particularly large effect on magnetic properties include substances that hardly dissolve in iron, Substances such as carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), sulfur (S), and phosphorus (P) that form a non-magnetic compound at the same time can be considered.
  • C carbon
  • N nitrogen
  • O oxygen
  • S sulfur
  • P phosphorus
  • the present inventors have conducted intensive studies and have found that among these substances, particularly oxygen has a strong bond with iron, and in order to dramatically improve the magnetic properties of the dust core, the oxygen content of the metal magnetic particles must be increased. It was found that it was necessary to set the ratio in an appropriate range. And such knowledge led to completion of the present invention.
  • a soft magnetic material according to the present invention includes metal magnetic particles containing iron and oxygen.
  • the proportion of oxygen in the metal magnetic particles is more than 0 and less than 0.05 mass%.
  • the metal magnetic particles include iron oxides such as F e 0, F e 2 0 3 or F e 3 O 4 iron and oxygen react to produce It is.
  • F e O and F e 2 0 3 is a non-magnetic compound
  • F e 3 0 4 is a magnetic compound
  • the magnetic flux density is low as compared to the F e, these iron oxides, soft This causes a decrease in the magnetic flux density of the magnetic material.
  • the ratio of oxygen in the metal magnetic particles is suppressed to less than 0.05% by mass, the ratio of these ferric oxides is reduced. For this reason, the saturation magnetic flux density increases, and the movement of the domain wall in the metal magnetic particles becomes easy. As a result, the coercive force of the soft magnetic material can be reduced.
  • the ratio of oxygen in the metal magnetic particles can be reduced by performing the reduction annealing, the soft magnetic material of the present invention can be easily obtained.
  • the coercive force of the metal magnetic particles is 2. Is 4 X 1 0 2 A / m or less. According to the soft magnetic material configured as described above, the hysteresis loss of the soft magnetic material can be sufficiently reduced. Thereby, even when the soft magnetic material according to the present invention is used in a low frequency region, an increase in iron loss can be effectively prevented.
  • the average particle size of the metal magnetic particles is 100 ⁇ m or more and 300 / m or less.
  • the soft magnetic material configured as described above by setting the average particle diameter of the metal magnetic particles to 100 / m or more, the ratio of stress strain due to surface energy to the entire metal magnetic particles can be reduced. Can be smaller. Thereby, the hysteresis loss of the soft magnetic material can be reduced.
  • the average particle size of the metal magnetic particles By setting the average particle size of the metal magnetic particles to 300 ⁇ m or less, the eddy current loss in the metal magnetic particles can be reduced. Thereby, the iron loss of the soft magnetic material can be reduced. Further, when the pressure molding step is performed using the soft magnetic material according to the present invention, it is possible to prevent the metal magnetic particles from becoming difficult to interlock.
  • the distribution of the particle size of the metal magnetic particles substantially exists only in a range exceeding 38 ⁇ .
  • particles having a large ratio of stress distortion due to surface energy in the entire metal magnetic particles are forcibly eliminated. This makes it possible to more effectively reduce the hysteresis loss of the soft magnetic material.
  • the soft magnetic material includes a plurality of composite magnetic particles including metal magnetic particles and an insulating coating surrounding the surface of the metal magnetic particles. According to the soft magnetic material configured as described above, by providing the insulating coating, it is possible to suppress the eddy current from flowing between the metal magnetic particles. Thereby, iron loss of the soft magnetic material due to eddy current between particles can be reduced.
  • a dust core according to the present invention is a dust core manufactured using any of the soft magnetic materials described above. According to the dust core configured as described above, since the soft magnetic material with reduced coercive force is used, the core loss of the dust core can be reduced particularly in a low frequency region. .
  • the coercivity of the powder core is 2. Or less 0 X 1 0 2 A / m .
  • the iron loss of the dust core can be sufficiently reduced even in a low-frequency region, and the soft magnetic material can be used regardless of the applied frequency.
  • the used dust core can be used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a dust core manufactured using a soft magnetic material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ratio of oxygen in the atomized iron powder and the coercive force in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the ratio of oxygen in the atomized iron powder and iron loss and hysteresis loss coefficient in Example 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the average particle size of the atomized iron powder and the coercive force in Example 2 of the present invention.
  • 10 is metal magnetic particles
  • 20 is an insulating coating
  • 30 is composite magnetic particles
  • 40 is an organic substance.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a dust core manufactured using a soft magnetic material according to an embodiment of the present invention.
  • the soft magnetic material includes a plurality of composite magnetic particles 30 each including metal magnetic particles 10 and insulating coating 20 surrounding the surface of metal magnetic particles 10.
  • An organic substance 40 is interposed between the plurality of composite magnetic particles 30.
  • Each of the plurality of composite magnetic particles 30 is joined by an organic substance 40 or joined by combining unevenness of the composite magnetic particles 30.
  • the metal magnetic particles 10 include iron (Fe), for example, iron (Fe), iron (Fe) -silicon (Si) based alloy, iron (Fe) -nitrogen (N) based alloy, iron (Fe) Fe)-nickel (Ni) based alloy, iron (Fe)-carbon (C) based alloy, iron (Fe)-boron
  • the metal magnetic particles 10 may be a simple iron or an iron-based alloy.
  • the metal magnetic particles 10 further contain oxygen (O). Oxygen is inevitably mixed into the metal magnetic particles 10 in the production process of the metal magnetic particles 10.
  • Metal magnetic particles 1 oxygen (O). Oxygen is inevitably mixed into the metal magnetic particles 10 in the production process of the metal magnetic particles 10.
  • the proportion of oxygen in the total of 0 is more than 0 and less than 0.05 mass%. More preferably, the ratio of oxygen to the whole of the magnetic metal particles 10 is more than 0 and 0.02. % Or less.
  • the metal magnetic particles 10 in which the ratio of oxygen is suppressed to a low level can be easily obtained by performing reduction annealing on the metal magnetic particles 10.
  • ICP-MS inductively coupled plasma-mass spectrometry
  • a soft magnetic powder which is an aggregate of a plurality of metal magnetic particles 10
  • a solid piece composed of the metal magnetic particles 10 is produced by solidifying it into a pellet.
  • a magnetic field of 1 (T: Tesla) ⁇ _1T ⁇ 1T ⁇ one IT is applied to the solid piece in order, and M (magnetization) H at that time is measured using a sample vibration magnetometer (VSM). (Magnetic field) Specify the shape of the loop.
  • VSM sample vibration magnetometer
  • the average particle size of the metal magnetic particles 10 is preferably from 100/2 m to 300 ⁇ m.
  • the stress strain due to the surface energy of the metal magnetic particles 10 is a stress strain generated due to a strain or a defect existing on the surface of the metal magnetic particles 10. It can be a hindrance. Therefore, the hysteresis loss of the soft magnetic material can be reduced by reducing the ratio of the stress strain to the entire metal magnetic particles 10.
  • the average particle size of the metal magnetic particles is the particle size of the particles whose sum of the masses from the smaller particle size reaches 50% of the total mass in the histogram of the particle size measured by the laser scattering diffraction method. 50% particle size D
  • the particle diameter of the metal magnetic particles 10 be substantially distributed only in a range exceeding 38 ⁇ . That is, it is preferable to use metal magnetic particles 10 in which particles having a particle size of 38 ⁇ m or less are forcibly excluded. More preferably, the particle size of the metal magnetic particles 10 is substantially distributed only in a range exceeding 75 Atm. In this case, even if the strain or defect existing on the surface of the metal magnetic particles 10 cannot be completely eliminated by the reduction annealing performed on the metal magnetic particles 10, the surface energy Thus, the hysteresis loss generated due to the above can be sufficiently reduced.
  • the insulating coating 20 is formed by subjecting the metal magnetic particles 10 to phosphoric acid treatment. Also preferably, the insulating coating 20 contains an oxide. Examples of the insulating film 20 containing this oxide include iron phosphate containing phosphorus and iron, as well as manganese phosphate, zinc phosphate, canosome phosphate, anolemminium phosphate, silicon oxide, titanium oxide, and aluminum oxide. Alternatively, an oxide insulator such as zirconium oxide can be used.
  • the insulating coating 20 functions as an insulating layer between the metal magnetic particles 10.
  • the electric resistivity p of the dust core can be increased. As a result, it is possible to suppress the eddy current from flowing between the metal magnetic particles 10 and reduce iron loss caused by the eddy current.
  • the thickness of the insulating coating 20 is not less than 0.05 / im and not more than 20 ⁇ .
  • the thickness of the insulating film 20 is not less than 0.05 / im and not more than 20 ⁇ .
  • Examples of the organic substance 40 include thermoplastic resins such as thermoplastic polyimide, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyamide imide, polyphenylene sulfide, polyamide imide, polyether sulfone, polyether imide, and polyether ether ketone. , High molecular weight polyethylene, wholly aromatic polyester or wholly aromatic poly Non-thermoplastic resins such as imid, zinc stearate, lithium stearate, calcium stearate, lithium panolemitate, and zinc oxide. Higher fatty acids such as calcium noremitate, lithium oleate and calcium oleate can be used. Further, these can be mixed with each other and used.
  • thermoplastic resins such as thermoplastic polyimide, thermoplastic polyimide, thermoplastic polyamide imide, polyphenylene sulfide, polyamide imide, polyether sulfone, polyether imide, and polyether ether ketone.
  • High molecular weight polyethylene wholly aromatic polyester or wholly aromatic poly
  • the organic substance 40 functions as a buffer between the composite magnetic particles 30 when the pressure molding step is performed using the soft magnetic material according to the present embodiment. This prevents the insulating coating 20 from being broken by the contact between the composite magnetic particles 30.
  • the ratio of the organic substance 40 to the whole of the dust core is preferably more than 0 and not more than 1.0% by mass.
  • the ratio of the metal magnetic particles 10 can be maintained at a certain level or more. Thereby, a dust core having a higher magnetic flux density can be obtained.
  • the soft magnetic material according to the embodiment of the present invention includes metal magnetic particles 10 containing iron and oxygen.
  • the ratio of oxygen in the metal magnetic particles 10 is more than 0 and less than 0.05 mass%.
  • the ratio of oxygen in the metal magnetic particles 10 is less than 0.05% by mass.
  • the amount of iron oxides such as e 2 0 3 can be suppressed low.
  • the saturation magnetic flux density of the soft magnetic material can be increased, and the coercive force can be reduced.
  • iron loss of the dust core can be reduced mainly through reduction of hysteresis loss. This makes it possible to provide a powder magnetic core which is practical and exhibits excellent magnetic characteristics even in the use of a low frequency region of, for example, 10 kHz or less.
  • the soft magnetic material according to the present embodiment may be used for electronic components such as choke coils, switching power supply elements and magnetic heads, various motor components, automotive solenoids, various magnetic sensors, and various solenoid valves. it can. (Example)
  • atomized iron powder to be the metal magnetic particles 10 in FIG. 1 was prepared.
  • the average particle size of the atomized iron powder was 200 ⁇ .
  • the atomized iron powder was subjected to reduction annealing at 800 ° C. for 3 hours in a mixed gas atmosphere of hydrogen and argon.
  • from the partial pressure of hydrogen to the total pressure of the mixed gas 1.
  • atomized iron powders of Samples 1 to 6 in which the proportion of oxygen contained was adjusted were obtained.
  • composition analysis of atomized iron powder of Samples 1 to 6 was performed on ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , C, P and S using inductively coupled plasma mass spectrometry. Furthermore, pellets (diameter 20 mm, thickness 5 mm) were prepared by mixing the atomized iron powder and the resin binder, and the coercive force of the pellets was determined using a sample vibration magnetometer. Table 1 shows the composition and coercive force of the atomized iron powders of Samples 1 to 6. In addition to match, it is shown in Table 1 the coercive force of the Gane, Inc. made of the insulating coating iron powder (trade name "S om aloy500”) to.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the ratio of oxygen in the atomized iron powder and the coercive force in Example 1 of the present invention. Referring to Table 1 and Fig. 2, increasing the hydrogen partial pressure of the gas mixture used during reduction annealing makes The proportion of oxygen could be reduced. In addition, in the atomized iron powders of Samples 1 to 5 in which the proportion of oxygen was less than 0.05% by mass, a relatively low coercive force of 3.0 Oe or less could be obtained.
  • the atomized iron powder was press-molded under the conditions of a surface pressure of 5 ton / cm 2 to 12 tonZcm 2 to form a ring-shaped (outer diameter 34 mm, inner diameter 20 mm, thickness 5 mm) compact.
  • the density of the molded body was fixed at 7.5 g / cm 3 .
  • the compact was heat-treated in a nitrogen atmosphere at a temperature of 300 ° C for 1 hour to complete the dust core formed from the atomized iron powders of Samples 1 to 6 in Table 1. I made it.
  • Heganesse's product name “Sotnaloy500” having an average particle size of 90 // m is press-formed under conditions of a surface pressure of 5 ton / cm 2 to 12 ton / cm 2 , and a ring-shaped (outer A molded body having a diameter of 34 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 5 mm) was formed.
  • the density of the compact was fixed at 7.5 g / cm 3 .
  • the compact was heat-treated in a nitrogen atmosphere at a temperature of 300 ° (1 hour) to complete a dust core for comparison.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the proportion of oxygen in the atomized iron powder and iron loss and hysteresis loss coefficient in Example 1 of the present invention. (Table 2)
  • atomized iron powders having different average particle diameters are prepared, and each atomized iron powder is prepared using the same method as in Example 1.
  • Example 1 was measured for coercive force.
  • the coercive force of Gunness manufactured iron powder to an average particle size of 9 0 / xm "So m aloy 5 0 0" was also measured.
  • Table 3 shows the values of the coercive force obtained by the measurement for each average particle size of the atomized iron powder.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the average particle size of the tomized iron powder and the coercive force in Example 2 of the present invention.
  • the atomized iron powder of Sample 1 in Table 1 having an average particle size of 200 / m was classified using a sieve, and the atomized iron powder having a particle size of 38 m or less was forcibly removed. And atomized iron powder from which powder having a particle size of 75 m or less was forcibly removed.
  • the coercive force of the classified atomized iron powder and the unclassified atomized iron powder was measured. Table 4 shows the measured coercive force together with the coercive force of iron powder “Somaloy 500” manufactured by Höganäs.
  • the present invention it is possible to provide a soft magnetic material exhibiting excellent magnetic properties irrespective of the applied frequency, and a dust core manufactured from the soft magnetic material.

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Abstract

本発明の課題は、適用される周波数にかかわらず、優れた磁気的特性を示す軟磁性材料およびその軟磁性材料から作製される圧粉磁心を提供する。本発明の解決手段は、軟磁性材料は、鉄と、酸素とを含む金属磁性粒子10を備える。金属磁性粒子10に占める酸素の割合は、0を超え0.05質量%未満である。このような軟磁性材料を用いて作製された圧粉磁心は、2.0×102A/m以下の保磁力を有する。

Description

明 細 書 軟磁性材料および圧粉磁心 <技術分野 >
この発明は、 一般的には、 軟磁性材料および圧粉磁心に関し、 より特定的には、 チョークコイルやモータ用鉄心、 電磁ソレノィドなどに用いられる軟磁性材料お よびその軟磁性材料から作製された圧粉磁心に関する。 <背景技術 >
従来、 モーターコアやトランスコアなどの電気電子部品にお 、て高密度化およ び小型化が図られており、 より精密な制御を小電力で行えることが求められてい る。 このため、 これらの電気電子部品の作製に使用される軟磁性材料であって、 優れた磁気的特性を有する軟磁性材料の開発が進められている。
このような軟磁性材料を用いて作製された圧粉磁心に関して、 たとえば、 曰本 公開特許 8— 2 6 9 5 0 1号公報には、 1 0 0 k H z以下の周波数においても高 い交流初透磁率を実現することを目的とした高周波圧粉磁心、 高周波圧粉磁心用 鉄粉およびこれらの製造方法が開示されている。 この公報には、 0 . 0 5質量% の酸素を含む偏平加工された鉄粉が開示されている。 また別に、 日本公開特許 2 0 0 1 - 1 9 6 2 1 7号公報には、 強度特性が優れ、 鉄損や銅損を低減させるこ とを目的とした圧粉磁心の製造方法が開示されている。
これら軟磁性材料を用レヽて作製された圧粉磁心は、 電磁鋼板材を用いて作製さ れた磁心と比較して保磁力が大きいため、 ヒステリシス損が増大する。 鉄損に占 めるヒステリシス損の割合は、 低周波領域において特に顕著となるため、 1 0 0 k H zを超える高周波領域では、 軟磁性材料が一部で利用されているものの、 1 0 k H z以下の低周波領域においては、 いまだ電磁鋼板材が多く利用されている のが実情である。
そこでこの発明の目的は、 上記の課題を解決することであり、 適用される周波 数にかかわらず、 優れた磁気的特性を示す軟磁性材料およびその軟磁性材料から 作製される圧粉磁心を提供することである。 <発明の開示 >
圧粉磁心の作製に使用される金属磁性粒子の結晶内部に、 欠陥または転位など の歪みや不純物相が存在する場合、 これらは磁壁移動 (磁束変化) の妨げとなる ため、 圧粉磁心の磁気的特性を低下させる原因となる。 この中で欠陥や転位など の歪みは、 熱処理を実施することによって低減させることができるが、 不純物相 は、 熱拡散により取り除くことが一般的に困難である。 このため、 圧粉磁心の磁 気的特性は、 使用される金属磁性粒子の不純物濃度によって、 その上限が決定さ れる。
金属磁性粒子が、 鉄 (F e ) を含む鉄系金属である場合、 磁気的特性に特に大 きく影響を及ぼす不純物としては、 鉄に殆ど固溶することのない物質のほか、 鉄 との間で非磁性化合物を形成する炭素 (C ) 、 窒素 (N) 、 酸素 (O) 、 硫黄 ( S ) およびリン (P ) などの物質が考えられる。 圧粉磁心の磁気的特性を向上 させるためには、 これらの物質の濃度を低減させることが必要である。
そこで、 発明者等が鋭意検討した結果、 これらの物質のうち特に酸素が鉄との 結合が強く、 圧粉磁心の磁気的特性を飛躍的に向上させるためには、 金属磁性粒 子に占める酸素の割合を適正な範囲に設定することが必要であるとの知見を得た。 そして、 このような知見から本発明を完成させるに至った。
この発明に従った軟磁性材料は、 鉄と、 酸素とを含む金属磁性粒子を備える。 金属磁性粒子に占める酸素の割合は、 0を超え 0 . 0 5質量%未満である。
このように構成された軟磁性材料では、 金属磁性粒子には、 鉄と酸素とが反応 して生成される F e 0、 F e 20 3または F e 3 O 4などの鉄酸化物が含まれる。 F e Oおよび F e 20 3は、 非磁性化合物であり、 また F e 304は、 磁性化合物 であるが、 F eと比較して磁束密度が低いため、 これら鉄酸化物は、 軟磁性材料 の磁束密度の低下を招く。
し力、し、 本発明では、 金属磁性粒子に占める酸素の割合が、 0 . 0 5質量%未 満に抑えられているため、 これら鉄酸ィヒ物の割合が低減されている。 このため、 飽和磁束密度が増加するとともに、 金属磁性粒子内で磁壁の移動が容易となり、 結果、 軟磁性材料の保磁力を低減させることができる。 加えて、 金属磁性粒子に 占める酸素の割合は、 還元焼鈍の実施によって低減させることができるため、 本 発明における軟磁性材料を容易に得ることができる。 また好ましくは、 金属磁性粒子の保磁力は、 2 . 4 X 1 0 2 A/m以下である。 このように構成された軟磁性材料によれば、 軟磁性材料のヒステリシス損を十分 に低減させることができる。 これにより、 本発明による軟磁性材料を低周波領域 で使用した場合にも、 鉄損の増大を効果的に防止することができる。
また好ましくは、 金属磁性粒子の平均粒径は、 1 0 0 μ m以上 3 0 0 / m以下 である。 このように構成された軟磁性材料によれば、 金属磁性粒子の平均粒径を 1 0 0 / m以上にすることによって、 金属磁性粒子の全体に占める、 表面エネル ギ一による応力歪みの割合を小さくすることができる。 これにより、 軟磁性材料 のヒステリシス損を低減させることができる。 また、 金属磁性粒子の平均粒径を 3 0 0 μ m以下にすることによって、 金属磁性粒子の粒子内渦電流損を低減させ ることができる。 これにより、 軟磁性材料の鉄損を低減させることができる。 ま た、 本発明による軟磁性材料を用いて加圧成形工程を実施する際、 金属磁性粒子 同士が嚙み合いづらくなることを防止できる。
また好ましくは、 金属磁性粒子の粒径の分布は、 3 8 μ πを超える範囲にのみ 実質的に存在している。 このように構成された軟磁性材料では、 金属磁性粒子の 全体に占める、 表面エネルギーによる応力歪みの割合が大きい粒子を強制的に排 除している。 これにより、 軟磁性材料のヒステリシス損をより効果的に低減させ ることができる。
また好ましくは、 軟磁性材料は、 金属磁性粒子と、 金属磁性粒子の表面を取り 囲む絶縁被膜とを含む複数の複合磁性粒子を備える。 このように構成された軟磁 性材料によれば、 絶縁被膜を設けることによって、 金属磁性粒子間に渦電流が流 れるのを抑制することができる。 これにより、 粒子間渦電流に起因する軟磁性材 料の鉄損を低減させることができる。
この発明に従った圧粉磁心は、 上述のいずれかに記載の軟磁性材料を用いて作 製された圧粉磁心である。 このように構成された圧粉磁心によれば、 保磁力が低 減された軟磁性材料を用いて作製されているため、 特に低周波領域において、 圧 粉磁心の鉄損を低減させることができる。
また好ましくは、 圧粉磁心の保磁力は、 2 . 0 X 1 0 2 A/m以下である。 こ のように構成された圧粉磁心によれば、 低周波領域においても圧粉磁心の鉄損を 十分に低減させることができ、 適用される周波数にかかわらず軟磁性材料を用レ、 て作製された圧粉磁心を利用することができる。 く図面の簡単な説明 >
図 1は、 この発明の実施の形態における軟磁性材料を用いて作製された圧粉磁 心を示す模式図である。
図 2は、 この発明の実施例 1において、 アトマイズ鉄粉に占める酸素の割合と 保磁力との関係を示すグラフである。
図 3は、 この発明の実施例 1において、 アトマイズ鉄粉に占める酸素の割合と 鉄損およびヒステリシス損係数との関係を示すグラフである。
図 4は、 この発明の実施例 2におレ、て、 アトマイズ鉄粉の平均粒径と保磁力と の関係を示すグラフである。
なお、 図中の符号において、 10は金属磁性粒子、 20は絶縁被膜、 30は複 合磁性粒子、 40は有機物である。
<発明を実施するための最良の形態 >
この発明の実施の形態について、 図面を参照して説明する。
図 1は、 この発明の実施の形態における軟磁性材料を用いて作製された圧粉磁 心を示す模式図である。 図 1を参照して、 軟磁性材料は、 金属磁性粒子 10と、 金属磁性粒子 10の表面を取り囲む絶縁被膜 20とから構成された複数の複合磁 性粒子 30を備える。 複数の複合磁性粒子 30の間には、 有機物 40が介在して いる。 複数の複合磁性粒子 30の各々は、 有機物 40によって接合されていたり、 複合磁性粒子 30が有する凹凸の嚙み合わせによって接合されている。
金属磁性粒子 10は、 鉄 (F e) を含み、 たとえば、 鉄 (Fe) 、 鉄 (F e) 一シリコン (S i ) 系合金、 鉄 (F e) —窒素 (N) 系合金、 鉄 (Fe) —二ッ ケル (N i ) 系合金、 鉄 (F e) —炭素 (C) 系合金、 鉄 (F e) —ホウ素
(B) 系合金、 鉄 (Fe) —コバルト (Co) 系合金、 鉄 (F e) —リン (P) 系合金、 鉄 (F e) —ニッケル (N i) —コバルト (Co) 系合金および鉄 (F e) ーァノレミニゥム (A 1 ) —シリコン (S i) 系合金などから形成されている。 金属磁性粒子 10は、 鉄単体であっても鉄系の合金であってもよい。
金属磁性粒子 10は、 さらに酸素 (O) を含む。 酸素は、 金属磁性粒子 10の 製造工程上において、 不可避的に金属磁性粒子 10に混入する。 金属磁性粒子 1
0の全体に占める酸素の割合は、 0を超え 0. 05質量%未満である。 さらに好 ましくは、 金属磁性粒子 10の全体に占める酸素の割合は、 0を超え 0. 02質 量%以下である。 このように酸素の割合が低く抑えられた金属磁性粒子 1 0は、 金属磁性粒子 1 0に還元焼鈍を実施することによって、 容易に得ることができる。 金属磁性粒子 1 0に含まれる酸素の割合を測定する場合、 まず、 複数の金属磁 性粒子 1 0の集合体である軟磁性粉末を 5 gから 1 0 gだけ準備する。 そして、 その軟磁性粉末に対して、 誘導結合プラズマ質量分析法 (I C P— M S : induct ively coupled plasma-mass spectrometry) による組成分析を 施し、 酸索の害 ij 合を測定する。 このようにして測定された酸素の割合を、 金属磁性粒子 1 0に含 まれる酸素の割合とする。
金属磁性粒子 1 0の保磁力は、 2 . 4 X 1 0 2 A/m ( = 3 . 0ェルステツ ド) 以下であることが好ましい。 金属磁性粒子 1 0の保磁力を測定する場合、 ま ず、 複数の金属磁性粒子 1 0の集合体である軟磁性粉末を数 gだけ準備し、 樹月旨 バインダーを用いてその軟磁性粉末をペレツト状に固め、 金属磁性粒子 1 0から なる固体片を作製する。 その固体片に対して、 1 ( T :テスラ) →_ 1 T→1 T →一 I Tの磁場を順に印加するとともに、 試料振動型磁力計 (V S M) を用いて そのときの M (磁化) H (磁界) ループの形状を特定する。 そして、 この MHル ープの形状から固体片の保磁力を算出する。 このようにして求められた保磁力を、 金属磁性粒子 1 0の保磁力とする。
金属磁性粒子 1 0の平均粒径は、 1 0 0 /2 m以上 3 0 0 μ m以下であることが 好ましい。 金属磁性粒子 1 0の平均粒径を 1 0 0 / m以上にすることによって、 金属磁性粒子 1 0の全体に占める、 金属磁性粒子 1 0の表面エネルギーによる応 力歪みの割合を小さくすることができる。 この金属磁性粒子 1 0の表面エネルギ 一による応力歪みとは、 金属磁性粒子 1 0の表面に存在する歪みや欠陥に起因し て発生する応力歪みのことであり、 その存在は、 磁壁の移動を妨げる原因となる。 このため、 金属磁性粒子 1 0の全体に占めるこの応力歪みの割合を小さくするこ とによって、 軟磁性材料のヒステリシス損を低減させることができる。
一方、 金属磁性粒子 1 0に高周波を印加した場合、 表皮効果によって、 粒子の 表面にのみ磁場が形成され、 粒子内部に磁場が形成されない領域が生じる。 この 粒子内部に生じた磁場が形成されない領域は、 金属磁性粒子 1 0の鉄損を増大さ せる。 そこで、 金属磁性粒子の平均粒径を 3 0 0 /i m以下にすることによって、 粒子内部で磁場が形成されない領域が生じることを抑制し、 これにより鉄損を低 減させることができる。 なお、 ここで言う平均粒径とは、 レーザー散乱回折法によって測定した粒径の ヒストグラム中、 粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の 5 0 %に達する粒 子の粒径、 つまり 5 0 %粒径 Dをいう。
金属磁性粒子 1 0の粒径は、 3 8 μ πιを超える範囲にのみ実質的に分布してい ることが好ましい。 つまり、 粒径が 3 8 μ m以下の粒子を強制的に排除した金属 磁性粒子 1 0を用いることが好ましい。 また、 金属磁性粒子 1 0の粒径は、 7 5 At mを超える範囲にのみ実質的に分布していることがさらに好ましい。 この場合、 金属磁性粒子 1 0に対して実施する還元焼鈍によって金属磁性粒子 1 0の表面に 存在する歪みや欠陥を完全に解消できない場合であっても、 上述の金属磁性粒子 1 0の表面エネルギーに起因して発生するヒステリシス損を十分に低減させるこ とができる。
絶縁被膜 2 0は、 金属磁性粒子 1 0をリン酸処理することによつて形成されて いる。 また好ましくは、 絶縁被膜 2 0は、 酸化物を含有する。 この酸化物を含有 する絶縁被膜 2 0としては、 リンと鉄とを含むリン酸鉄の他、 リン酸マンガン、 リン酸亜鉛、 リン酸カノレシゥム、 リン酸ァノレミニゥム、 酸化シリコン、 酸化チタ ン、 酸化アルミニウムまたは酸ィ匕ジルコニウムなどの酸化物絶縁体を使用するこ とができる。
絶縁被膜 2 0は、 金属磁性粒子 1 0間の絶縁層として機能する。 金属磁性粒子 1 0を絶縁被膜 2 0で覆うことによって、 圧粉磁心の電気抵抗率 pを大きくする ことができる。 これにより、 金属磁性粒子 1 0間に渦電流が流れるのを抑制して、 渦電流に起因する鉄損を低減させることができる。
絶縁被膜 2 0の厚みは、 0 . 0 0 5 /i m以上 2 0 μ πι以下であることが好まし レ、。 絶縁被膜 2 0の厚みを 0 . 0 0 5 /i m以上とすることによって、 粒子間渦電 流によるエネルギー損失を効果的に抑制することができる。 また、 絶縁被膜 2 0 の厚みを 2 0 ;x m以下とすることによづて、 全体に占める絶縁被膜 2 0の割合が 大きくなりすぎることを防止できる。 これにより、 圧粉磁心の磁束密度が著しく 低下することを防止できる。
有機物 4 0としては、 熱可塑性ポリイミド、 熱可塑性ポリアミ ド、 熱可塑性ポ リアミ ドイミ ド、 ポリフエ二レンサルフアイド、 ポリアミドィミ ド、 ポリエーテ ルスルホン、 ポリエーテルイミ ドまたはポリエーテルエーテルケトンなどの熱可 塑性樹脂や、 高分子量ポリエチレン、 全芳香族ポリエステルまたは全芳香族ポリ イミ ドなどの非熱可塑性樹脂や、 ステアリン酸亜鉛、 ステアリン酸リチウム、 ス テアリン酸カルシウム、 パノレミチン酸リチウム、 ノヽ。ノレミチン酸カルシウム、 ォレ イン酸リチウムおよびォレイン酸カルシゥムなどの高級脂肪酸を用いることがで きる。 また、 これらを互いに混合して用いることもできる。
有機物 4 0は、 本実施の形態における軟磁性材料を用いて加圧成形工程を実施 する際、 複合磁性粒子 3 0の間で緩衝材として機能する。 これにより、 複合磁性 粒子 3 0同士の接触によって、 絶縁被膜 2 0が破壊されることを防ぐ。
圧粉磁心の全体に対する有機物 4 0の割合は、 0を超え 1 . 0質量%以下であ ることが好ましい。 有機物 4 0の割合を 1 . 0質量%以下とすることによって、 金属磁性粒子 1 0の割合を一定以上に確保することができる。 これにより、 より 高い磁束密度の圧粉磁心を得ることができる。
この発明の実施の形態における軟磁性材料は、 鉄と、 酸素とを含む金属磁性粒 子 1 0を備える。 金属磁性粒子 1 0に占める酸素の割合は、 0を超え 0 . 0 5質 量%未満である。 このような軟磁性材料を用いて作製された圧粉磁心は、 2 . 0 X 1 0 2 A/m (= 2 . 5エルステッド) 以下の保磁力を有する。
このように構成された軟磁性材料によれば、 金属磁性粒子 1 0に占める酸素の 割合が 0 . 0 5質量%未満であるため、 金属磁性粒子 1 0の内部に存在する F e Oや F e 20 3などの鉄酸化物の量を低く抑えることができる。 これにより、 軟 磁性材料の飽和磁束密度を大きくし、 保磁力を小さくすることができる。 さらに、 このような磁気的特性を有する軟磁性材料から圧粉磁心を作製することによって、 主にヒステリシス損の低減を通じて圧粉磁心の鉄損を低減させることができる。 これにより、 たとえば 1 0 k H z以下の低周波領域の使用においても、 実用的で、 かつ優れた磁気的特性を示す圧粉磁心を提供することができる。
なお、 本実施の形態における軟磁性材料を、 チョークコイル、 スイッチング電 源素子および磁気へッドなどの電子部品、 各種モータ部品、 自動車用ソレノイド、 各種磁気センサならびに各種電磁弁などに使用することができる。 (実施例)
以下、 本発明の具体的な実施例について、 詳細に説明する。
(実施例 1 )
まず、 図 1中の金属磁性粒子 1 0となるアトマイズ鉄粉を準備した。 レーザー 散乱回折法を用いて、 アトマイズ紛の粒度分布を測定すると、 アトマイズ鉄粉の 平均粒径は 200 μΐηであった。 次に、 ァトマイズ鉄粉を、 水素およびアルゴン からなる混合気体の雰囲気中に置いて、 温度 800°C、 3時間の条件下で還元焼 鈍を行なった。 この際、 混合気体の全圧 1. 0 1 X 1 05P a (= 1. O a t m) に対する水素の分圧を 1. 0 1 X 1 04P a (=0. l a tm) から 1. 0 1 X 1 05P aの範囲で変化させた。 これにより、 含まれる酸素の割合を調整し たサンプル 1から 6のアトマイズ鉄粉を得た。
誘導結合プラズマ質量分析法を用いて、 〇、 C、 Pおよび Sに関してサンプル 1から 6のアトマイズ鉄粉の組成分析を行なった。 さらに、 これらのアトマイズ 鉄粉と樹脂バインダーとを混合してペレット (直径 20mm、 厚み 5 mm) を作 製し、 試料振動型磁力計を用いてこのペレットの保磁力を求めた。 サンプル 1か ら 6のアトマイズ鉄粉の組成および保磁力を表 1に示す。 また合わせて、 へガネ ス社製の絶縁被膜された鉄粉 (商品名 「Somaloy500」 ) の保磁力を表 1に示 す。
(表 1)
Figure imgf000010_0001
図 2は、 この発明の実施例 1において、 アトマイズ鉄粉に占める酸素の割合と 保磁力との関係を示すグラフである。 表 1および図 2を参照して、 還元焼鈍時に 使用する混合気体の水素分圧を増加させることにより、 ァトマイズ鉄粉に占める 酸素の割合を低下させることができた。 また、 酸素の割合が 0. 05質量%未満 であるサンプル 1から 5のアトマイズ鉄粉において、 3. 0エルステッド以下の 比較的低い保磁力を得ることができた。
次に、 濃度が 0. 1 X 10— 3mo l Zcm3のリン酸水溶液を 100 cm3だ け準備し、 そのリン酸水溶液に 50 gのアトマイズ鉄粉を浸した。 攪拌機を用い て回転速度 300 r pm、 10分間の条件でリン酸水溶液を攪拌した。 水洗によ りアトマイズ鉄粉から酸を完全に取り除き、 さらにアセトンを用いて洗浄した後、 温度 60°C、 1時間の条件で乾燥処理を行なった。 これらの工程により、 図 1中 の絶縁被膜 20としてリン酸被膜が形成されたァトマイズ鉄粉を作製した。
次に、 このァトマイズ鉄粉を面圧 5 t o n/cm2から 12 t o nZcm2の 条件でプレス成形し、 リング状 (外径 34mm、 内径 20mm、 厚み 5 mm) の 成形体を形成した。 成形体の密度は、 7. 5 g/cm3で一定とした。 この成形 体に対して、 窒素雰囲気中、 温度 300°C、 1時間の条件で熱処理を実施するこ とで、 表 1中のサンプル 1から 6のァトマイズ鉄粉から形成された圧粉磁心を完 成させた。
また別に、 平均粒径が 90 //mであるへガネス社製の商品名 「Sotnaloy50 0」 を面圧 5 t o n/cm2から 12 t o n/cm2の条件でプレス成形し、 リ ング状 (外径 34mm、 内径 20mm、 厚み 5 mm) の成形体を形成した。 成形 体の密度は、 7. 5 g/cm3で一定とした。 この成形体に対して、 窒素雰囲気 中、 温度 300 ° (、 1時間の条件で熱処理を実施することで、 比較のための圧粉 磁心を完成させた。
次に、 作製された圧粉磁心にコイル (1次巻き数が 300回、 2次巻き数が 2 0回) を設け、 磁場を印加することによって、 圧粉磁心の磁気的特性の評価を行 なった。 この際、 圧粉磁心の鉄損に関しては、 周波数が 1 kHzである磁場を 1. 0丁から_ 1. 0Tの範囲で変化させながら印加し、 そのときに動作させた BH カーブトレーザから得られる BHループの形状から求めることとした。 この評価 により得られた圧粉磁心の鉄損、 ヒステリシス損係数および渦電流損係数を、 用 いられたアトマイズ鉄粉ごとに表 2に示す。 図 3は、 この発明の実施例 1におい て、 ァトマイズ鉄粉に占める酸素の割合と鉄損およびヒステリシス損係数との関 係を示すグラフである。 (表 2 )
Figure imgf000012_0001
表 2を参照して分かるように、 へガネス社製の鉄粉 「Somaloy 5 0 0」 を用い た比較用の圧粉磁心では、 鉄損、 ヒステリシス損係数および渦電流損係数とも、 他の結果と比較して大きい値となった。 図 3を合わせて参照して、 酸素の割合を 0 . 0 5質量%未満としたサンプノレ 1から 5のァトマイズ鉄粉を用いた場合、 酸 素の割合が 0 . 0 6 2質量%であるサンプル 6のァトマイズ鉄粉を用いた場合と 比較して、 鉄損およびヒステリシス損係数とも低レ 直になることを確認できた。 またその中でも特に、 酸素の割合を 0 . 0 2質量%以下としたサンプル 1および 2のァトマイズ鉄粉を用いた場合に、 鉄損およびヒステリシス損係数が大幅に小 さくなることを確認できた。
(実施例 2 )
続いて、 平均粒径が異なるアトマイズ鉄粉 (組成は、 実施例 1におけるサンプ ル 1のアトマイズ鉄粉と同様) を準備し、 実施例 1と同様の方法を用いてそれぞ れのァトマイズ鉄粉の保磁力を測定した。 また比較のため、 平均粒径が 9 0 /x m であるへガネス社製の鉄粉 「Somaloy 5 0 0」 の保磁力も測定した。 測定により 得られた保磁力の値を、 アトマイズ鉄粉の平均粒径ごとに表 3に示す。 図 4は、 この発明の実施例 2において、 了トマイズ鉄粉の平均粒径と保磁力との関係を示 すグラフである。
(表 3 )
アトマイス'鉄粉 90 の平均粒径 17.5 55 90.5 128 165 215 275 327.5 (へ力'ネス社製
( / m) Somaloy500j J 保磁力
3.60 2.62 2.38 2.26 2.13 1.87 1.75 1.61 3.60
(Iルス亍ット') 表 3を参照して分かるように、 へガネス社製の鉄粉 「Somaloy 5 0 0」 は、 他 のアトマイズ鉄粉と比較して、 保磁力が大きい値となった。 図 4を合わせて参照 して、 アトマイズ鉄粉の平均粒径を 1 0 0 /x m以上とすることによって、 比較的 低い保磁力が得られることを確認できた。 また、 アトマイズ鉄粉の平均粒径が大 きくなるに従って、 保磁力が低減することを確認できた。
次に、 平均粒径が 2 0 0 / mである表 1中のサンプル 1のァトマイズ鉄粉を篩 を用いて分級し、 粒径が 3 8 m以下の粉末を強制的に排除したァトマイズ鉄粉 と、 粒径が 7 5 m以下の粉末を強制的に排除したァトマイズ鉄粉とを準備した。 実施例 1と同様の方法を用いて、 これら分級したアトマイズ鉄粉と、 分級してい ないアトマイズ鉄粉との保磁力を測定した。 測定された保磁力を、 へガネス社製 の鉄粉 「Somaloy 5 0 0」 の保磁力と合わせて表 4に示す。
(表 4 )
Figure imgf000013_0001
表 4を参照して、 粒径が 3 8 // m以下の粉末を排除することによって、 アトマ ィズ鉄粉の保磁力を低減できることを確認できた。 また、 粒径が 7 5 μ m以下の 粉末を排除することによって、 アトマイズ鉄粉の保磁力をさらに低減できること を確認できた。 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的な ものではないと考えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなくて 特許請求の範囲によって示され、 特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での すべての変更が含まれることが意図される。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、 本宪明の精神と範 囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にと つて明らかである。 本出願は、 2 0 0 4年 1月 3 0日出願の日本特許出願 (特願 2004-024257) に 基づくものであり、 その内容はここに参照として取り込まれる。 ぐ産業上の利用可能性〉
以上説明したように、 この発明に従えば、 適用される周波数にかかわらず、 優 れた磁気的特性を示す軟磁性材料およびその軟磁性材料から作製される圧粉磁心 を提供することができる。

Claims

1 . 鉄と、 酸素とを含む金属磁性粒子を備え、
前記金属磁性粒子に占める前記酸素の割合は、 0を超え 0. 0 5質量%未満で ある軟磁性材料。
2 . 前記金属磁性粒子の保磁力は、 2. 4 X 1 0 2AZm以下である請求 の範囲第 1項に記載の軟磁性請材料。
3 . 前記金属磁性粒子の平均粒径は、 1 0 0 μ m以上 3 0 0 /i m以下であ る請求の範囲第 1項または第 2項に記載の軟磁性材料。
4. 前記金属磁性粒子の粒径の分布は、 3囲 8 Ai mを超える範囲にのみ実質 的に存在している請求の範囲第 1項から第 3項のいずれか 1項に記載の軟磁性材 料。
5 . 前記金属磁性粒子と、 前記金属磁性粒子の表面を取り囲む絶縁被膜と を含む複数の複合磁性粒子を備える請求の範囲第 1項から第 4項のいずれか 1項 に記載の軟磁性材料。
6 . 請求の範囲第 1項から第 5項のいずれか 1項に記載の軟磁性材料を用 いて作製された圧粉磁心。
7 . 保磁力が 2 . 0 X 1 0 2AZm以下である請求の範囲第 6項に記載の 圧粉磁心。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9978490B2 (en) 2011-03-04 2018-05-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Compact, method for producing compact

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4710485B2 (ja) * 2005-08-25 2011-06-29 住友電気工業株式会社 軟磁性材料の製造方法、および圧粉磁心の製造方法
CN101681709B (zh) 2006-12-07 2013-04-10 霍加纳斯股份有限公司 软磁性粉末
CN101615465B (zh) * 2008-05-30 2012-10-17 株式会社日立制作所 压粉磁体用软磁性粉末和使用其的压粉磁体
CN101996723B (zh) * 2010-09-29 2012-07-25 清华大学 一种复合软磁磁粉芯及其制备方法
JP2013223370A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Hokuto Co Ltd 同期回転機
JP6062691B2 (ja) 2012-04-25 2017-01-18 Necトーキン株式会社 シート状インダクタ、積層基板内蔵型インダクタ及びそれらの製造方法
JP6265210B2 (ja) 2013-03-27 2018-01-24 日立化成株式会社 リアクトル用圧粉磁心
KR102023112B1 (ko) 2013-04-19 2019-09-19 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 압분 자심용 철분 및 압분 자심용 절연 피복 철분
JP6326207B2 (ja) * 2013-09-20 2018-05-16 太陽誘電株式会社 磁性体およびそれを用いた電子部品
US20180190416A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Industrial Technology Research Institute Magnetic material and magnetic component employing the same
JP6504288B1 (ja) * 2018-03-09 2019-04-24 Tdk株式会社 軟磁性金属粉末、圧粉磁心および磁性部品
EP3840547A1 (en) * 2019-12-20 2021-06-23 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component carrier with embedded magnetic inlay and integrated coil structure
US12482595B2 (en) 2019-12-20 2025-11-25 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Ag Component carrier with embedded magnetic inlay and integrated coil structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08167519A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Kobe Steel Ltd 高周波用圧粉磁心
JP2003105403A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Daido Steel Co Ltd 軟磁性扁平状粉末
JP2003332113A (ja) * 2002-05-08 2003-11-21 Daido Steel Co Ltd 偏平状軟磁性粉末およびそれを用いた複合磁性シート

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611008B2 (ja) * 1983-11-16 1994-02-09 株式会社東芝 圧粉鉄心
US4956011A (en) * 1990-01-17 1990-09-11 Nippon Steel Corporation Iron-silicon alloy powder magnetic cores and method of manufacturing the same
JPH09260126A (ja) * 1996-01-16 1997-10-03 Tdk Corp 圧粉コア用鉄粉末、圧粉コアおよびその製造方法
DE69724589T2 (de) * 1996-02-23 2004-08-05 Höganäs Ab Phosphatbeschichtetes eisenpulver und verfahren zu dessen herstellung
US5982073A (en) * 1997-12-16 1999-11-09 Materials Innovation, Inc. Low core loss, well-bonded soft magnetic parts
SE0302427D0 (sv) * 2003-09-09 2003-09-09 Hoeganaes Ab Iron based soft magnetic powder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08167519A (ja) * 1994-12-13 1996-06-25 Kobe Steel Ltd 高周波用圧粉磁心
JP2003105403A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Daido Steel Co Ltd 軟磁性扁平状粉末
JP2003332113A (ja) * 2002-05-08 2003-11-21 Daido Steel Co Ltd 偏平状軟磁性粉末およびそれを用いた複合磁性シート

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1716946A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9978490B2 (en) 2011-03-04 2018-05-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Compact, method for producing compact

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