高磁导率磁性片材制造技术

一种磁性片材，其特征在于，其充填有36体积％以上的Fe‑Si‑Al合金扁平粉，该Fe‑Si‑Al合金扁平粉的组成由以重量％计9.3≤Si≤9.7、5.7≤Al≤6.1和余量Fe构成，长径比为20以上且50以下，50％粒径D50为50μm以上且100μm以下且矫顽力Hc为60A/m以下；该磁性片材在1MHz下测定的磁导率μ’的温度特性在0℃以上且40℃以下显示极大值。

【技术实现步骤摘要】
高磁导率磁性片材
本专利技术涉及一种面向搭载有平板终端画面上的输入方式之一的电磁感应方式数字转换器的笔平板并适合作为磁性片材的高磁导率磁性片材。
技术介绍
作为智能手机或平板PC等便携终端中的输入方式，在画面上用手指等触摸而进行输入的触摸面板因其直观的操作性的优良而普及，但可利用笔进行文字输入或描绘等的输入方式也搭载于便携终端，作为代表的物质，有电磁感应方式数字转换器(笔平板)。其特征为，电子笔的线圈和数字转换器主体的天线线圈如变压器的一次和二次那样进行磁耦合，但是如果在该耦合中进入来自之外的磁性噪音(作为噪音源，为背光用变换器电路或电源电路的DC-DC转换器等)时，会产生误操作或不良，笔输入中的灵敏度降低。作为该对策，如果在天线线圈和噪音源之间配置磁性片材，则具有不仅能够充分地得到磁屏蔽效果，并且还具备将电子笔和磁通进行交换的经路的作用的优点。为了提高上述笔平板终端中的笔输入灵敏度，作为磁性片材，需要增大磁导率μ’和厚度t的积(μ’×t)。其另一方面，根据终端的薄型轻量化的要求，需要磁性片材等部件厚度也尽可能小，因此，作为磁性片材，要求提高磁导率μ’。作为用于提高磁性片材的磁导率μ’的现有技术，已知有追加热压等的后工序，增大磁性材料的填充率，但成本提高不可避免。作为提高扁平状软磁性材料的磁导率的现有技术，专利文献1中公开有长径比为20以上，50％粒径D50为50μm以上，扁平粉的D50(μm)、矫顽力Hc(A/m)、体积密度BD(Mg/m3)满足D50/(Hc×BD)≥1.5的关系。另外，专利文献2中公开有如下技术：实质上为由软磁性合金粉末和粘结剂构成的复合磁性体，上述软磁性粉末至少表面被氧化，具有扁平状的形状，并且通过管理Tc，预先弥补因表面氧化导致的组成偏离。进而，专利文献3中公开有如下技术：在使用有Fe-Al-Si合金的压粉磁芯中，为了使磁芯损耗的温度系数为负，使用磁致伸缩常数为正的组成。专利文献1：日本特开2009-266960专利文献2：日本特开平10-79302专利文献3：日本特开平11-260618
技术实现思路
根据专利文献1，虽然可得到磁导率μ’为200的材料，但是，还不足以得到笔平板用磁性片材所要求的220以上的值。另外，专利文献2中记载的根据扁平粉的Tc所进行的组成管理中，即使可以推定Fe组成的比例，也难以推定Si和Al各自的组成。进一步，专利文献3中记载的Fe-Al-Si合金的组成范围是以改善压粉磁芯的温度特性为目的，因此，作为使用扁平粉的磁性片材，该组成范围存在过宽的问题。因此，本专利技术的目的在于，作为提高扁平状软磁性材料的磁导率的技术，着眼于磁性片材的μ’的温度特性，廉价地提供一种磁导率μ’充分高的磁性片材作为笔平板用磁性片材。本专利技术的磁性片材特征在于，其为充填有36体积％以上的Fe-Si-Al合金扁平粉的磁性片材，该Fe-Si-Al合金扁平粉的组成由以重量％计9.3≤Si≤9.7、5.7≤Al≤6.1和余量Fe构成，长径比为20以上且50以下，50％粒径D50为50μm以上且100μm以下，矫顽力Hc为60A/m以下，上述磁性片材在1MHz下测定的磁导率μ’的温度特性在0℃以上且40℃以下显示极大值(以下，μ’设为在1MHz下测定的值)。通过满足上述条件，可以不进行热压等的后工序而制作磁导率充分高的笔平板用磁性片材。本专利技术的磁性片材可以为9.40≤Si≤9.65。专利技术效果根据本专利技术，可不进行热压等后处理而得到高磁导率磁性片材，因此，可以廉价地提供用于笔平板的高磁导率磁性片材。附图说明图1是表示扁平粉的Hc和磁性片材的μ’(23℃)的关系的曲线图。图2是表示磁性片材的填充率和μ’(23℃)的关系的曲线图。图3是表示使用了扁平粉的磁性片材和使用了原料粉的压粉磁芯的μ’的温度特性的曲线图。图4是表示实施例1～4、比较例1、2的原料组成和权利要求范围、以及磁晶各向异性常数K1＝0、饱和磁致伸缩常数λs＝0的线的曲线图。图5是表示Fe-Si-Al合金的Si组成和磁性片材的μ’(23℃)的关系的曲线图。图6是表示实施例1～4及比较例1、2的μ’的温度特性的曲线图。图7是表示Si组成和μ’的峰值温度的关系的曲线图。图8是表示实施例2～8及比较例3～7的长径比和μ’(23℃)的关系的曲线图。图9是表示实施例3、7、8及比较例4的μ’的温度特性的曲线图。图10是表示实施例1、2、9、10、比较例8、9的原料组成和权利要求范围、以及磁晶各向异性常数K1＝0、饱和磁致伸缩常数λs＝0的线的曲线图。图11是表示Fe-Si-Al合金的Al组成和磁性片材的μ’(23℃)的关系的曲线图。图12是表示扁平粉的D50和扁平粉的Hc以及磁性片材的μ’的关系的曲线图。具体实施方式＜扁平状软磁性材料＞本实施方式的扁平状软磁性材料(以下，根据情况称为“扁平粉”)的组成由以重量％计9.3≤Si≤9.7、5.7≤Al≤6.1和余量Fe构成，长径比为20以上且50以下，50％粒径D50为50μm以上且100μm以下，矫顽力Hc为60A/m以下。铝硅铁粉的中心组成由Si＝9.6wt％、Al＝5.4wt％、余量为Fe构成，在该组成附近同时实现常温下的磁晶各向异性常数K1＝0，饱和磁致伸缩常数λs＝0，并能够得到高磁导率。但是，如果将Fe-Si-Al合金进行扁平化时，由于比表面积的增大而被表面氧化，如果为了除去由扁平化产生的变形而进行热处理，优先产生热力学上稳定的Si、Al的氧化物，并引起组成的偏析。其结果，认为扁平粉的合金组成发生变化。本专利技术人等进行了详细的实验，结果发现：将原料组成设为9.3≤Si≤9.7、5.7≤Al≤6.1、余量为Fe。进一步发现：通过将原料组成设为9.40≤Si≤9.65、5.7≤Al≤6.1、余量为Fe，从而扁平粉的合金组成最优化。特别地发现了在满足9.40≤Si≤9.65的情况下，在1MHz下测定的磁导率μ’的温度特性会变得良好。扁平粉的形状及特性设为：长径比为20以上且50以下，50％粒径D50为50μm以上且100μm以下，矫顽力Hc成为60A/m以下。如果长径比小时，由于退磁场变大，因此，磁性片材的磁导率μ’变小。另外，如果长径比大时，退磁场会变小，但扁平粉的体积密度变小，因此，将其制成磁性片材时增大填充率会变得困难。本专利技术人等人为根据该平衡，磁性片材的磁导率成为最大的长径比为20～50。扁平粉的D50越大，矫顽力Hc越小，因此，磁性片材的μ’变大。但是，扁平粉的D50超过100μm时，在厚度为50μm左右的磁性片材中，表面粗糙度就不能忽视，表观上的厚度增加，因此，填充率降低，磁性片材的磁导率变小。本专利技术人等认为，扁平粉的D50为50μm以上且100μm以下最合适。图1示出扁平粉的矫顽力Hc和磁性片材的μ’的关系。矫顽力Hc越小越好选，但在μ’为220左右的磁性片材中，矫顽力Hc为60A/m以下即充分。图2中示出磁性片材的填充率和μ’的关系。填充率越大，磁性片材的μ’越高，因此，填充率越大越优选。作为增大填充率的方法，已知有辊压或热压，就辊压而言，由于对扁平粉施加应力因此存在Hc增大的问题，就热压而言，虽然可以不增大Hc而增大填充率，但是，存在加压时需要剪切片材且不能制成辊压制品的问本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性片材，其特征在于，充填有36体积％以上的Fe‑Si‑Al合金扁平粉，所述Fe‑Si‑Al合金扁平粉的组成由以重量％计9.3≤Si≤9.7、5.7≤Al≤6.1和余量Fe构成，长径比为20以上且50以下，50％粒径D50为50μm以上且100μm以下，矫顽力Hc为60A/m以下，在1MHz下测定的磁导率μ’的温度特性在0℃以上且40℃以下显示极大值。

【技术特征摘要】
2016.07.25 JP 2016-145593;2017.02.23 JP 2017-032391.一种磁性片材，其特征在于，充填有36体积％以上的Fe-Si-Al合金扁平粉，所述Fe-Si-Al合金扁平粉的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：松川笃人，本庄良浩，松桥光浩，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP