磁芯及线圈部件制造技术

提供一种初始导磁率高的磁芯以及使用该磁芯的线圈部件。其是X射线衍射光谱中的在2θ＝33.2°附近出现的具有刚玉结构的Fe氧化物的衍射峰的峰强度P1与在2θ＝44.7°附近出现的具有bcc结构的所述Fe基合金的衍射峰的峰强度P2的峰强度比(P1/P2)为0.015以下且在2θ＝26.6°附近出现的Fe3Al规则结构的超晶格峰的峰强度P3与所述峰强度比P2的峰强度比(P3/P2)为0.015以上且0.050以下的磁芯。

Core and coil components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁芯及线圈部件
本专利技术涉及一种使用含Al的Fe基合金粒子的磁芯以及使用该磁芯的线圈部件。
技术介绍
以往，在家电设备、工业设备、车辆等各种各样的用途中，使用感应器、变压器、扼流圈、马达等线圈部件。一般的线圈部件大多由磁芯(磁性芯)和卷绕于该磁芯周围的线圈构成。作为该磁芯，广泛使用磁特性、形状自由度、价格优异的铁氧体。近年来，随着电子设备等电源装置向小型化的推进，对小型、低高度且大电流下也能够使用的线圈部件的要求越来越强烈，相比于铁氧体，更趋向采用使用了饱和磁通密度高的金属系磁性粉末的磁芯。作为金属系磁性粉末，例如使用Fe-Si系、Fe-Ni系、Fe-Si-Cr系、Fe-Si-Al系等磁性合金粉末。将该磁性合金粉末的成型体进行压密化而得到的磁芯的饱和磁通密度高，另一方面，由于是合金粉末，所以电阻率低，大多预先使用水玻璃、热固化性树脂等对磁性合金粉末进行绝缘包覆。另一方面，也提出了以下技术：对含有Fe以及Al、Cr的软磁性合金粒子进行成型后，在含有氧的环境下进行热处理，从而在合金粒子的表面形成通过该粒子的氧化得到的氧化层，经由所述氧化层对软磁性合金粒子进行结合，而且赋予磁芯绝缘性(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/112483号。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题对用于线圈部件的磁芯要求初始导磁率大。通常，提高成型体密度来减少粒子间的空隙、或者提高热处理温度，存在磁芯的占积率越高则初始导磁率越高的倾向。但是，在对金属系磁性粉末进行压密化而形成的情况下，高压条件下的成型有时导致模具破损，磁芯形状受限。另外，提高热处理温度时，也存在金属系磁性粉末的烧结推进而得不到绝缘性的情况。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种初始导磁率高的磁芯以及使用该磁芯的线圈部件。用于解决课题的手段第一专利技术是一种磁芯，其使用含有Al的Fe基合金粒子，其中，所述Fe基合金粒子之间经由来自Fe基合金的氧化物结合，并且使用Cu的Kα特性X射线测定的所述磁芯的X射线衍射光谱中的在2θ＝33.2°附近出现的具有刚玉结构的Fe氧化物的衍射峰的峰强度P1与在2θ＝44.7°附近出现的具有bcc结构的所述Fe基合金的衍射峰的峰强度P2的峰强度比(P1/P2)为0.015以下且X射线衍射光谱中的在2θ＝26.6°附近出现的Fe3Al规则结构的超晶格峰的峰强度P3与所述峰强度P2的峰强度比(P3/P2)为0.015以上且0.050以下的磁芯。在本专利技术中，优选初始导磁率μi为55以上。在本专利技术中，优选所述Fe基合金由组成式aFebAlcCrdSi表示，并且，以质量％计，a+b+c+d＝100，13.8≤b≤16，0≤c≤7，0≤d≤1。第二专利技术是一种线圈部件，其中，其具有第一专利技术的磁芯以及线圈。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供初始导磁率高的使用含Al的Fe基合金粒子的磁芯以及使用该磁芯的线圈部件。附图说明图1A是示意性地表示本专利技术的一实施方式的磁芯的立体图。图1B是示意性地表示本专利技术的一实施方式的磁芯的主视图。图2A是示意性地表示本专利技术的一实施方式的线圈部件的俯视图。图2B是示意性地表示本专利技术的一实施方式的线圈部件的仰视图。图2C是沿着图2A中的A-A’线的局部剖面图。图3是说明实施例中制成的试样编号5～编号*9的X射线衍射光谱的图。图4是表示峰强度比(P1/P2)与初始导磁率μi的关系的图。图5是表示峰强度比(P3/P2)与初始导磁率μi的关系的图。图6A是实施例中制成的试样编号6的磁芯的剖面的SEM图像。图6B是实施例中制成的试样编号6的磁芯的剖面的SEM图像。图6C是实施例中制成的试样编号6的磁芯的剖面的SEM图像。图6D是实施例中制成的试样编号6的磁芯的剖面的SEM图像。图6E是实施例中制成的试样编号6的磁芯的剖面的SEM图像。图6F是实施例中制成的试样编号6的磁芯的剖面的SEM图像。具体实施方式下面，具体地说明了本专利技术的一实施方式的磁芯以及使用该磁芯的线圈部件。但是，本专利技术并不限定于此。需要说明的是，在一部分或全部图中，省略不需要说明的部分，另外，也存在为了便于说明而放大或缩小等进行图示的部分。另外，除非存在对说明中所示的尺寸、形状、构成部件的相对位置关系等特别的记载，并不限定于此。进一步地，在说明中，相同的名称、符号表示相同或相同材质的部件，虽然示出了但存在省略详细说明的情况。图1A是示意性地表示本实施方式的磁芯的立体图，图1B是其主视图。磁芯1具有用于卷绕线圈的圆柱状导线卷绕部5，以及分别对向配置于导线卷绕部5的两端部的一对凸缘部3a、3b。磁芯1的外观呈鼓型。导线卷绕部5的剖面形状不限于圆形，可以采用正方形、矩形、椭圆形等任意形状。另外，凸缘部可以配置于导线卷绕部5的两端部，也可以仅配置于一方的端部。需要说明的是，图示的形状例表示磁芯构成的一个方式，本专利技术的效果并不限定于图示的构成。本专利技术的磁芯由Fe基合金粒子的热处理体形成，其以经由包含Fe氧化物的氧化物层将包含Al的复数个Fe基合金粒子结合的集合体的形式构成。本专利技术的磁芯还具有作为Fe和Al的化合物的Fe3Al。上述Fe氧化物是经过Fe基合金的热处理而形成的来自Fe基合金的氧化物，其也作为Fe基合金粒子之间的晶界、存在于磁芯的表面并隔开粒子之间的绝缘层发挥作用。在使用后述Cu的Kα特性X射线测定磁芯的表面的X射线衍射光谱中，上述Fe氧化物通过在2θ＝33.2°附近出现的刚玉结构的Fe氧化物的衍射峰来确认。另外，Fe3Al规则结构的化合物也是经过Fe基合金的热处理而形成的化合物，通过X射线衍射光谱中的在2θ＝26.6°附近出现的Fe3Al规则结构的超晶格峰来确认。在本专利技术中，将由Fe基合金形成的Fe的氧化物限制为峰强度比(P1/P2)为0.015以下。而且，将来自Fe3Al的化合物限制为峰强度比(P3/P2)为0.015以上且0.050以下。在本专利技术中，通过限制各峰强度比(P1/P2、P3/P2)，能够提高初始导磁率。通过X射线衍射法(XRD)来分析磁芯，测量Fe氧化物(104面)的峰强度P1与X射线衍射光谱中的作为衍射最大强度的在2θ＝44.7°附近出现的来自bcc结构的Fe基合金(110面)的衍射峰强度P2，从而求出X射线衍射的峰强度比(P1/P2)。另外，X射线衍射的峰强度比(P3/P2)通过测量Fe3Al规则结构的化合物(111面)的峰强度P3来求出。使用Cu的Kα特性X射线，对衍射角2θ＝20～110°进行衍射强度的平滑处理，除去背景，从而得到各峰强度。此外，在本专利技术中，对于Fe3Al规则结构的超晶格、Fe氧化物以及bcc结构的Fe基合金而言，使用X射线衍射装置测定，根据得到的X射线衍射图使用JCPDS(JointCommitteeonPowderDiffractionStandards，粉末衍射标准联合委员会)卡片进行鉴定，从而进行确认。通过JCPDS卡片：00-050-0955能够鉴定Fe3Al规则结构的超晶格峰是Fe3Al，根据衍射峰，通过JCPDS卡片：01-079-1741能够鉴定Fe氧化物是Fe2O3，另外，通过JCPDS卡片：01-071-4409能够鉴定bcc结构的Fe基合金是bcc-Fe。由于包括衍射峰的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁芯，其是使用含有Al的Fe基合金粒子的磁芯，其中，所述Fe基合金粒子之间经由来自Fe基合金的氧化物结合，使用Cu的Kα特性X射线测定的所述磁芯的X射线衍射光谱中的在2θ＝33.2°附近出现的具有刚玉结构的Fe氧化物的衍射峰的峰强度P1与在2θ＝44.7°附近出现的具有bcc结构的所述Fe基合金的衍射峰的峰强度P2的峰强度比P1/P2为0.015以下，并且，X射线衍射光谱中的在2θ＝26.6°附近出现的Fe3Al规则结构的超晶格峰的峰强度P3与所述峰强度P2的峰强度比P3/P2为0.015以上且0.050以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.15 JP 2016-1802641.一种磁芯，其是使用含有Al的Fe基合金粒子的磁芯，其中，所述Fe基合金粒子之间经由来自Fe基合金的氧化物结合，使用Cu的Kα特性X射线测定的所述磁芯的X射线衍射光谱中的在2θ＝33.2°附近出现的具有刚玉结构的Fe氧化物的衍射峰的峰强度P1与在2θ＝44.7°附近出现的具有bcc结构的所述Fe基合金的衍射峰的峰强度P2的峰强度比P1/P2为0.015以下，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：三原敏男，加藤哲朗，西村和则，野口伸，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP