Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JPH07111209A - 圧粉磁心およびその製造方法 - Google Patents

圧粉磁心およびその製造方法

Info

Publication number
JPH07111209A
JPH07111209A JP25409593A JP25409593A JPH07111209A JP H07111209 A JPH07111209 A JP H07111209A JP 25409593 A JP25409593 A JP 25409593A JP 25409593 A JP25409593 A JP 25409593A JP H07111209 A JPH07111209 A JP H07111209A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
powder
binder
carbon
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP25409593A
Other languages
English (en)
Inventor
Yumie Watanabe
由美恵 渡辺
Takao Sawa
孝雄 沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP25409593A priority Critical patent/JPH07111209A/ja
Publication of JPH07111209A publication Critical patent/JPH07111209A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適温度による磁性焼鈍を施しても、絶縁被
膜の特性劣化や金属磁性粉末粒子間の結着性の低下等を
招くことがない圧粉磁心とその製造方法を提供する。 【構成】 表面に絶縁性結着層を有する金属磁性粉末粒
子を固着一体化してなる圧粉磁心である。絶縁性結着層
は、少なくともその一部にカチオン交換炭素体を含むカ
ーボン層(炭素および/または炭化物)であり、例えば
ポリカルボジイミド樹脂から生成される結着剤を熱処理
することで得られる層である。この熱処理は、例えば 2
00℃以上というような温度で実施することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧粉磁心およびその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波用圧粉磁心、例えばスイッチング
電源の平滑化チョークコイルに用いられる圧粉磁心等
は、高透磁率を有する磁性金属からなる磁性粉末に絶縁
処理を施して、金属磁性粉末の各粒子の表面に絶縁被膜
を形成し、このような金属磁性粉末粒子を加圧成形する
ことによって、所望の磁心形状としたものである。
【0003】上記したような圧粉磁心は、磁性材料のう
ず電流損が周波数の二乗に比例して増大することから、
金属磁性粉末粒子の表面に絶縁被膜を形成することによ
って、高周波域でのうず電流損の低減を図ったものであ
る。また、絶縁被膜は、金属磁性粉末粒子間の結着剤と
しても機能する。
【0004】また、圧粉磁心に要求される高磁束密度、
高透磁率等を満足させるためには、圧粉磁心中における
金属磁性粉末粒子の充填率を高める必要がある。このよ
うな要求を満足させるためにも、絶縁物を被膜化して、
金属磁性粉末粒子の表面に形成することが行われてい
る。これらのことから、被膜化が可能な絶縁物として、
一般にはエポキシ樹脂等が用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが検討したところ、エポキシ樹脂等を絶縁被膜とし
て用いた圧粉磁心は、以下に示すような問題点を有して
いることが明らかとなった。すなわち、圧粉磁心を作製
する際においては、加圧成形により金属磁性粉末に加工
歪みが発生するため、この金属磁性粉末に生じる加工歪
みを取り除いて、磁気特性を向上させることを目的に、
通常、加圧成形後に歪み取り焼鈍を施している。
【0006】この歪み取り焼鈍は、金属磁性粉末の特性
に応じて、約 400〜1000℃程度の温度で行っているが、
絶縁被膜として例えばエポキシ樹脂を用いると、その耐
熱温度は高々 200℃程度であるため、上記したような温
度による磁性焼鈍を施すと、エポキシ樹脂被膜が劣化し
て、絶縁被膜としての特性を維持することができなくな
ると共に、圧粉磁心の形状維持機能も低下してしまう。
このため、従来のエポキシ樹脂被膜を有する金属磁性粉
末を用いた圧粉磁心については、金属磁性粉末の最適温
度で磁性焼鈍を施すことができず、十分な特性が得られ
ないという問題があった。
【0007】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、最適温度による磁性焼鈍を施して
も、絶縁被膜の特性劣化や金属磁性粉末粒子間の結着性
の低下等を招くことがない圧粉磁心とその製造方法を提
供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段と作用】本発明者らは、上
述したような目的を達成するために種々検討を行った結
果、ある種の絶縁性結着剤を用いて、使用最高温度(結
合力の維持が可能な温度)が200℃〜3000℃での焼鈍を
施し、少なくともその一部にカチオン交換炭素体を含む
カーボン層を形成すると、金属磁性粉末粒子間の結着性
の低下や絶縁被膜としての特性劣化等を招くことがない
ことを見出した。
【0009】本発明は、上述したような知見に基いて成
されたものであり、本発明の圧粉磁心は、表面に絶縁性
結着層を有する金属磁性粉末粒子を固着一体化してなる
圧粉磁心において、前記絶縁性結着層は、少なくともそ
の一部にカチオン交換炭素体を含むカーボン層(炭素お
よび/または炭化物)であることを特徴としている。ま
た、本発明の圧粉磁心の製造方法は、金属磁性粉末粒子
の表面に、ポリカルボジイミド樹脂から生成される結着
剤を被着させる工程と、前記結着剤を被着させた金属磁
性粉末粒子を所望の磁心形状に圧粉成形する工程と、前
記圧粉成形体に熱処理を施し、前記結着剤を絶縁性結着
層として固化させ、この絶縁性結着層を介して前記金属
磁性粉末粒子を固着一体化すると共に、前記金属磁性粉
末粒子を焼鈍する工程とを有することを特徴としてい
る。
【0010】本発明の圧粉磁心における、少なくともそ
の一部にカチオン交換炭素体を含むカーボン層(炭素お
よび/または炭化物)である絶縁性結着層は、例えばポ
リカルボジイミド樹脂から生成される結着剤を熱処理す
ることで得られる層である。上記ポリカルボジイミド樹
脂は、有機ジイソシアネートの脱二酸化炭素を伴う縮合
反応により合成され、 一般式:(-R-N=C=N-)n (式中、 Rは有機ジイソシアネート残基(有機ジイソシ
アネート分子から 2つのイソシアネート基(-NCO)を除い
た残りの部分)を示し、 nは重合度を表し10〜10000程
度の数である)で表される高分子体である。このような
ポリカルボジイミド樹脂は、溶液状(ワニス状)、ある
いは粉末状等として得ることができる。ここで、ポリカ
ルボジイミド樹脂の製造に使用される有機ジイソシアネ
ートとしては、脂肪系、脂環式系、芳香族系、芳香−脂
肪族系等の各種のものを用いることができる。これらは
単独で用いてもよいし、 2種以上組合せて用いて共重合
体としてもよい。
【0011】このようなポリカルボジイミド樹脂から生
成される結着剤は、 200℃以上の熱処理によって、その
少なくとも一部がカチオン交換炭素体を含むカーボン
(炭素または炭化物)層になる。この一部にカチオン交
換炭素体を含むカーボン層は、金属磁性粉末粒子の表面
に強固に形成されていると共に、金属磁性粉末粒子間を
強固に結着する。
【0012】しかも、金属磁性粉末粒子に対する濡れ性
に優れ、かつ極めて薄い結着層(絶縁被膜)を形成する
ものであり、磁性粉末の充填率を向上させる。結着層の
厚さ(結着剤に包まれた金属磁性粉末の表面から最も隣
接する粉末の表面までの長さ)は、 0.5〜 300μm が好
ましい。さらに好ましくは 0.8〜 150μm である。ま
た、このカチオン交換炭素体を含むカーボン層は、良好
な高周波磁気特性を得るのに十分な絶縁性を有してい
る。
【0013】すなわち、予めポリカルボジイミド樹脂か
ら生成される結着剤を表面に被着した金属磁性粉末粒子
を用いて圧粉磁心を作製することによって、圧粉磁心に
磁性焼鈍(通常 350℃以上)を施しても、金属磁性粉末
粒子間の結着性は維持され、かつ粒子個々の絶縁性を確
保することができる。これらのことによって、良好な磁
気特性を有し、かつ金属磁性粉末の充填率に優れた圧粉
磁心が得られる。
【0014】本発明に用いる金属磁性粉末としては、高
透磁率を有する各種磁性金属からなる粉末が適用でき
る。例えば、純鉄、パーマロイ、センダスト、アモルフ
ァス、Fe基超微細結晶合金、ケイ素鋼等が挙げられる。
これらの軟磁性材料の粉末化方法としては、例えば水ア
トマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心噴霧法、急冷法に
より得た薄帯を脆化されて砕く方法等、各種の粉末化法
を使用することができる。金属磁性粉末の粒径は、用途
や用いた磁性粉末の種類によって適宜設定するものとす
るが、通常 3〜 200μm (平均粒子径:粒子の最長径と
最短径の平均)程度とすることが好ましい。
【0015】次に、本発明の圧粉磁心の製造方法につい
て説明する。本発明の製造方法においては、まず金属磁
性粉末粒子の表面に、ポリカルボジイミド樹脂から生成
される結着剤を被着させる。この結着剤の被着は、液状
の結着剤に金属磁性粉末を浸漬する等によって行う。次
いで、この結着剤を表面に被着した金属磁性粉末粒子
を、所望の磁心形状に圧粉成形する。この後、上記圧粉
成形体に対して磁性焼鈍(熱処理)を施す。この磁性焼
鈍は、用途や用いる磁性粉末の種類により異なるが、通
常 350〜1100℃程度の温度で行われる。この磁性焼鈍に
よって、ポリカルボジイミド樹脂から生成される結着剤
は、少なくともその一部にカチオン交換炭素体を含むカ
ーボン層を形成するため、また磁性焼鈍時の金属熱膨張
も膨張に伴って粒子表面に薄く伸びた結着剤に吸収され
るため、その後においても金属磁性粉末粒子間の結着力
は失われないと共に、良好な絶縁性を有するため、磁気
特性に優れ、かつ健全な圧粉磁心が得られる。
【0016】なお、本発明における炭素および/または
炭化物を含む層を形成する結着剤の成分は、前述したポ
リカルボジイミド樹脂に必ずしも限られるものではな
く、本発明の要求特性を満たすものであれば、他のイミ
ド系樹脂、シリコーン系樹脂、フェノール系樹脂等を用
いることも可能である。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0018】実施例 金属磁性粉末として、表1に示した組成および平均粒径
のパーマロイ粉末、アモルファス合金粉末、ケイ素鋼粉
末、センダスト粉末、およびFe基超微細結晶合金粉末を
用意した。
【0019】
【表1】 なお、パーマロイ粉末、ケイ素鋼粉末およびセンダスト
粉末は、水アトマイズ法により作製したものを、またア
モルファス合金粉末およびFe基超微細結晶合金粉末は、
単ロール急冷法により得た薄帯を脆化させて砕いたもの
を用いた。
【0020】上記した各金属磁性粉末をそれぞれ脱脂し
た後、各金属磁性粉末粒子の表面に、ポリカルボジイミ
ド樹脂から生成された結着剤として C/Cコンポジット用
接着剤(使用最高温度:3000℃)を含浸法により被着さ
せた。その混合比は金属磁性粉末に 2重量% の割合で結
着剤を混合・被着させた。
【0021】次いで、これら各金属磁性粉末を成形圧12
t/cm2 で加圧成形して、リング形状の成形体をそれぞれ
作製した後、各リング状成形体に磁性焼鈍と樹脂硬化さ
せるための熱処理を施した。パーマロイ粉末のリング状
成形体には水素雰囲気中にて1000℃で 1時間、アモルフ
ァス合金粉末の成形体には 450℃で、ケイ素鋼粉末の成
形体には 800℃で、センダスト粉末の成形体には 600℃
で、Fe基超微細結晶合金粉末の成形体には 560℃で、不
活性ガス雰囲気中にて 1時間熱処理を行い、各金属磁性
粉末を磁性焼鈍すると共に、結着剤を樹脂硬化させるこ
とによって、圧粉磁心を作製した。
【0022】比較例1、2 本発明との比較として、上記実施例と同様の 5種類の金
属磁性粉末を用いて、これら各金属磁性粉末に1%のエポ
キシ樹脂粉末を混合して絶縁処理を行った後、成形圧12
t/cm2 で加圧成形して、リング状の成形体をそれぞれ作
製し、これら各成形体に 200℃× 1時間の条件で熱処理
を施して樹脂硬化させて、それぞれ圧粉磁心を作製した
(比較例1)。
【0023】また、上記の方法で成形体を作製した後、
実施例と同じ磁性粉末毎の熱処理条件で樹脂硬化させ
て、それぞれ圧粉磁心を作製した(比較例2)。
【0024】まず、このようにして得た実施例および比
較例1、2による各圧粉磁心の外観は、実施例の圧粉磁
心の場合、表面および断面が黒色のものであった。さら
に、実施例および比較例1共に、いずれの金属磁性粉末
を用いた磁心も歪みや変形のない良好な成形体の形を保
っていた。しかし、比較例2の場合は、アモルファス合
金粉末磁心はリング形状をかろうじて止めているだけで
形が歪んでしまい、Fe基超微細結晶合金粉末磁心はリン
グ形状が保たれず変形しており、これ以外の磁心は熱処
理後、エポキシ樹脂粉末が消滅し粉末に戻ってしまうか
溶けて一塊になっていた。
【0025】このようにして得た実施例および比較例に
よる各圧粉磁心の透磁率(f=10kHz)と鉄損(100kHz,2kG)
をそれぞれ測定した。その結果、パーマロイ粉末を用い
た実施例の圧粉磁心では、比較例のそれに比べて、透磁
率は 3倍に増加し、鉄損は1/5に低下した。また、アモ
ルファス粉末を用いた実施例の圧粉磁心では、比較例の
それに比べて、透磁率は 2倍に増加し、鉄損は 1/3に低
下した。珪素鋼粉末を用いた実施例の圧粉磁心では、比
較例のそれに比べて、透磁率は 2.3倍に増加し、鉄損は
1/2に低下した。センダスト粉末を用いた実施例の圧粉
磁心では、比較例のそれに比べて、透磁率は 1.8倍に増
加し、鉄損は 1/3に低下した。Fe基超微細結晶合金粉末
を用いた実施例の圧粉磁心では、比較例のそれに比べ
て、透磁率は 2.7倍に増加し、鉄損は 1/4に低下した。
【0026】このように、本発明の圧粉磁心は、最適温
度による磁性焼鈍を施した後においても、磁心形状が良
好に維持されるだけでなく、金属磁性粉末粒子間の絶縁
性が十分に保たれると共に、金属磁性粉末の充填率を高
めることができるため、磁気特性を大幅に向上させるこ
とが可能となる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
適温度による磁性焼鈍後においても圧粉状態を良好に維
持することが可能となると共に、金属磁性粉末粒子間の
絶縁性が十分に保つことができるため、磁気特性に優れ
た健全な圧粉磁心を提供することが可能となる。
【0028】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に絶縁性結着層を有する金属磁性粉
    末粒子を固着一体化してなる圧粉磁心において、 前記絶縁性結着層は、少なくともその一部にカチオン交
    換炭素体を含むカーボン層(炭素および/または炭化
    物)であることを特徴とする圧粉磁心。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の圧粉磁心において、 前記絶縁性結着層は、ポリカルボジイミド樹脂から生成
    される結着剤の熱処理層であることを特徴とする圧粉磁
    心。
  3. 【請求項3】 金属磁性粉末粒子の表面に、ポリカルボ
    ジイミド樹脂から生成される結着剤を被着させる工程
    と、 前記結着剤を被着させた金属磁性粉末粒子を所望の磁心
    形状に圧粉成形する工程と、 前記圧粉成形体に熱処理を施し、前記結着剤を絶縁性結
    着層として固化させ、この絶縁性結着層を介して前記金
    属磁性粉末粒子を固着一体化すると共に、前記金属磁性
    粉末粒子を焼鈍する工程とを有することを特徴とする圧
    粉磁心の製造方法。
JP25409593A 1993-10-12 1993-10-12 圧粉磁心およびその製造方法 Pending JPH07111209A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25409593A JPH07111209A (ja) 1993-10-12 1993-10-12 圧粉磁心およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25409593A JPH07111209A (ja) 1993-10-12 1993-10-12 圧粉磁心およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07111209A true JPH07111209A (ja) 1995-04-25

Family

ID=17260160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25409593A Pending JPH07111209A (ja) 1993-10-12 1993-10-12 圧粉磁心およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07111209A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019050411A (ja) * 2018-11-20 2019-03-28 Tdk株式会社 磁性体コアおよびコイル装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019050411A (ja) * 2018-11-20 2019-03-28 Tdk株式会社 磁性体コアおよびコイル装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5412425B2 (ja) 複合磁性材料およびその製造方法
EP1808242B1 (en) METHOD FOR PRODUCING SOFT MAGNETIC METAL POWDER COATED WITH Mg-CONTAINING OXIDIZED FILM AND METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE SOFT MAGNETIC MATERIAL USING SAID POWDER
JP6277426B2 (ja) 複合磁性体およびその製造方法
JP5022999B2 (ja) 圧粉磁心及びその製造方法
JP3986043B2 (ja) 圧粉磁心及びその製造方法
EP1077454B1 (en) Composite magnetic material
JP3624681B2 (ja) 複合磁性材料およびその製造方法
JP2007123703A (ja) Si酸化膜被覆軟磁性粉末
US20020124914A1 (en) Amorphous alloy powder core and nano-crystal alloy powder core having good high frequency properties and methods of manufacturing the same
JP2009158652A (ja) 複合磁性材料およびその製造方法
JP2008135674A (ja) 軟磁性合金粉末、圧粉体及びインダクタンス素子
US20030047245A1 (en) Powder magnetic core
JP5470683B2 (ja) 圧粉磁心用金属粉末および圧粉磁心の製造方法
JPH02290002A (ja) Fe―Si系合金圧粉磁心およびその製造方法
JP4837700B2 (ja) 圧粉磁心並びにその製造方法
JP6519418B2 (ja) 軟磁性金属圧粉コア
JP2007126696A (ja) 表面高Si層被覆鉄粉末の製造方法
JP2007220876A (ja) 軟磁性合金圧密体及びその製造方法
JPH06132109A (ja) 高周波用圧粉磁心及びその製造方法
JP2006100292A (ja) 粉末磁性体コアの製造方法及びそれを用いてなる粉末磁性体コア
JP2004319652A (ja) 磁心の製造方法およびその磁心
JP2004214418A (ja) 圧粉磁芯とその合金粉末並びに製造方法
JP4863648B2 (ja) Mg含有酸化膜被覆軟磁性金属粉末の製造方法およびこの粉末を用いて複合軟磁性材を製造する方法
JPH07111209A (ja) 圧粉磁心およびその製造方法
JPH0927693A (ja) 磁気シールド用軟磁性粉末および磁気シールド材

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030204