压粉磁芯及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够使用磁特性优异的非晶质磁性材料、低损失且能够实现高机械强度以及耐热稳定性的压粉磁芯，该压粉磁芯含有Fe基含Cr非晶质合金的磁性粉末以及无机粘合剂，其特征在于，所述磁性粉末的表面氧化物层含有Fe及Cr以及Bi及Mo，在求取所述表面氧化物层的组成的深度曲线时，使用氧含量(单位：原子％)达到最大值(Imax)的深度(D1)(单位：nm)、以及在比深度(D1)深的位置处且达到所述最大值(Imax)的1/2的氧含量的深度(D2)(单位：nm)并通过下述式来定义所述表面氧化物层的有效厚度(D)(单位：nm)，D＝D1+(D2‑D1)×2，在所述表面氧化物层的有效厚度(D)处，所述表面氧化物层也含有Mo，所述无机粘合剂由含有Bi及Mo的氧化物材料构成。

Powder core and its manufacturing method

The invention provides a powdered magnetic core capable of using amorphous magnetic materials with excellent magnetic properties, low loss and capable of achieving high mechanical strength and heat stability. The powder core contains magnetic powders and inorganic adhesives with Fe based Cr amorphous alloy, which is characterized by the surface oxide layer of the magnetic powder containing Fe And Cr, as well as Bi and Mo, when the depth curve of the composition of the surface oxide layer is obtained, the oxygen content (unit: Imax) depth (unit: nm), and the depth (D2) of the oxygen content of the 1/2 (Imax) of the maximum value (D2) (unit: nm) of the maximum value (unit: nm), and at the depth of D1 (Imax) and through the following formula are used. To define the effective thickness of the surface oxide layer (D) (unit: nm), D = D1+ (D2 D1) x 2, the surface oxide layer also contains Mo at the effective thickness of the surface oxide layer (D), and the inorganic binder is made up of oxide materials containing Bi and Mo.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压粉磁芯及其制造方法
本专利技术涉及压粉磁芯及其制造方法。
技术介绍
应对电气、电子设备的小型化，以高频使用的扼流线圈等电子部件优选为容易实现小型化和高效率化的磁性材料。使用绝缘性粘结材料将通过由Fe-Si-B系合金构成的非晶材料以及由以金属玻璃材料为代表的非晶质软磁性材料构成的粉末(在本说明书中，将由软磁性材料构成的粉末称作“磁性粉末”)压粉成形而成的压粉磁芯具有比软磁性铁氧体大的饱和磁通密度，因此有利于小型化。另外，磁性粉末彼此经由绝缘性粘结材料而接合，因此确保了磁性粉末间的绝缘。因此，即使在高频域使用铁损也较小，压粉磁芯的温度上升少，适于小型化。在此，构成磁性粉末的非晶质软磁性材料通过实施热处理改善磁特性(缓和压粉成形时施加的应变等)而进行使用，因此绝缘性粘结材料要求能够耐受该热处理。在作为磁性粉末而使用铁粉、SiFe粉、铁硅铝合金粉、坡莫合金粉等结晶质磁性粉末的情况下，通过使用硅酮树脂作为形成压粉芯时的绝缘性粘结材料，并在成形时、成形后进行700℃左右的热处理，有时会将成形制造物内的硅酮树脂转化为SiO2(专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-30925号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过使用专利文献1所记载的方法，能够实现制造具备高机械强度和耐热性的压粉磁芯，但基于减少为了硅酮树脂的转化所需的700℃左右的加热对磁性粉末的磁特性带来的影响的观点，构成磁性粉末的磁性材料需要为结晶质。因此，在使用磁性能优异的非晶质磁性粉末的情况下，无法应用专利文献1所记载的方法。在使用非晶质磁性粉末的压粉磁芯的情况下，为了避免磁性材料的结晶化，在进行热处理的情况下上限为450℃左右。因此，在使用树脂等有机系材料作为绝缘性粘结材料的情况下，在加热处理后的压粉磁芯内残留有由作为绝缘性粘结材料而使用的树脂以及/或者其改性物构成的有机系材料(改性有机系材料)。该改性有机系材料与无机系的材料相比机械特性差，容易产生时间变化，特别是在加热的情况下的变化。因此，在使用树脂等有机系材料作为绝缘性粘结材料的情况下，由于使用非晶质磁性粉末而能够得到低损失的压粉磁芯，但由于残留于压粉磁芯内的改性有机系材料而产生压粉磁芯的耐热性、机械强度的降低。本专利技术的目的在于提供使用磁特性优异的非晶质磁性材料、低损失且能够实现高机械强度以及耐热稳定性的压粉磁芯。用于解决课题的方案为了解决上述课题而提供的本专利技术的一方式涉及一种压粉磁芯，其含有Fe基含Cr非晶质合金的磁性粉末以及无机粘合剂，所述压粉磁芯的特征在于，所述磁性粉末的表面氧化物层含有Fe及Cr以及Bi及Mo，在求取所述表面氧化物层的组成的深度曲线时(例如，能够通过一边从表面侧溅射一边使用俄歇电子能谱装置等表面分析设备对形成有表面氧化物层的磁性粉末进行测定，由此进行求取)，使用氧含量达到最大值Imax的深度D1、以及在比深度D1深的位置处且达到所述最大值Imax的1/2的氧含量的深度D2并通过下述式来定义所述表面氧化物层的有效厚度D，所述氧含量的单位为原子％，所述D1、D2、D的单位为nm，D＝D1+(D2-D1)×2，在所述表面氧化物层的有效厚度D处，所述表面氧化物层也含有Mo，所述无机粘合剂由含有Bi及Mo的氧化物材料构成。优选为，所述无机粘合剂还含有B。通过磁性粉末的表面氧化物层如上述那样适当地含有Mo，从而适当地抑制了表面氧化物层的内部的氧的扩散。因此，即使压粉磁芯在使用中被加热，磁性粉末也不易变质(具体而言，不易氧化)，从而抑制了压粉磁芯的磁特性的劣化。因此，通过磁性粉末的表面氧化物层如上述那样适当地含有Mo，从而能够提高压粉磁芯的耐热稳定性。通过无机粘合剂由含有Bi，优选为含有Bi以及B的氧化物材料构成，能够形成具有比Fe基含Cr非晶质合金的结晶化温度低的玻璃化转变温度Tg(单位：℃)的材料。因此，上述的氧化物材料在热处理过程中向磁性粉末的表面浸渗扩散，从而能够作为无机粘合剂而适当地发挥功能。因此，通过无机粘合剂由含有Bi，优选为含有Bi以及B的氧化物材料构成，从而能够提高压粉磁芯的机械特性。另外，通过无机粘合剂含有Mo，从而能够从构成无机粘合剂的材料向磁性粉末的表面氧化物层供给Mo。因此，通过无机粘合剂含有Mo，从而压粉磁芯的耐热稳定性容易提高。也可以为，在所述Fe基含Cr非晶质合金中，作为非晶化元素含有从由P、C、B以及Si构成的组中选出的一种或者两种以上的元素。本专利技术的另一方式涉及一种压粉磁芯的制造方法，该压粉磁芯为上述本专利技术的一方式所涉及的压粉磁芯，所述压粉磁芯的制造方法的特征在于，具备：粉末形成工序，由Fe基含Cr非晶质合金的熔液形成磁性粉末；混合工序，得到包括Bi-B系含Mo玻璃和所述磁性粉末的混合粉末体；成形工序，对所述混合粉末体进行加压成形而得到成形制造物；以及退火工序，对所述成形制造物进行退火处理，将所述Bi-B系含Mo玻璃作为无机粘合剂，并且将所述Bi-B系含Mo玻璃所含有的Mo向所述磁性粉末的表面氧化物层内供给。在本说明书中，Bi-B系含Mo玻璃是指，含有Bi以及B，并且含有Mo，定义有玻璃化转变温度Tg(单位：℃)的氧化物材料。除玻璃化转变温度Tg以外，还可以定义结晶化温度Tx(单位：℃)。Bi-B系玻璃是低熔点玻璃，能够以高浓度含有Mo。Mo在玻璃内能够以Mo离子、钼酸根离子等方式存在。在Bi-B系玻璃中含有Mo的Bi-B系含Mo玻璃在退火工序中被加热至玻璃化转变温度Tg附近或者玻璃化转变温度Tg以上的温度而向磁性粉末的表面浸渗扩散，从而作为使成形制造物所含有的磁性粉末彼此结合的无机粘合剂而发挥功能。另外，通过Bi-B系含Mo玻璃向磁性粉末的表面浸渗扩散，从而能够将玻璃内所含有的Mo向氧化物的表面氧化物层内供给。因此，即使在粉末形成工序中形成的磁性粉末不含有Mo，也能够使磁性粉末的表面氧化物层含有Mo。也可以为，在所述粉末形成工序中，通过雾化法由所述熔液得到所述磁性粉末。也可以为，所述退火处理具备在氧化性氛围下进行加热的第一退火处理、以及在所述第一退火处理之后进行且在非氧化性氛围下进行加热的第二退火处理。通过像这样包括在氧化性氛围下进行加热的处理和在非氧化性氛围下进行加热的处理，从而能够将退火处理分离为以热氧化反应为主要目的的阶段和以应变的缓和等热物理现象的发生为主要目的的阶段。具体而言，在第一退火处理中以使磁性粉末的表面氧化物层含有Mo为主要目的，在第二退火处理中以消除因成形工序而在磁性粉末内蓄积的应变为主要目的。第一退火温度中的最高到达温度Ta1(单位：℃)与第二退火处理中的最高到达温度Ta2(单位：℃)的关系不限。可以使所述第一退火处理中的最高到达温度Ta1比所述第二退火处理中的最高到达温度Ta2低。通过采用这样的温度设定，能够抑制在退火处理中过度地进行热氧化反应。有时优选为，所述Bi-B系含Mo玻璃的屈服点At(单位：℃)与所述退火处理中的最高到达温度Ta(单位：℃)满足如下的关系：Ta≥At。通过满足上述的关系，在退火处理时玻璃能够以覆盖磁性粉末的方式移动，容易向磁性粉末的表面氧化物层供给Mo。优选为，在所述Bi-B系含Mo玻璃为能够定义结晶化温度Tx的材料的情况下，所述结晶化温度Tx与所述退火处理中的最高到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压粉磁芯，其含有Fe基含Cr非晶质合金的磁性粉末以及无机粘合剂，所述压粉磁芯的特征在于，所述磁性粉末的表面氧化物层含有Fe及Cr以及Bi及Mo，在求取所述表面氧化物层的组成的深度曲线时，使用氧含量达到最大值Imax的深度D1、以及在比所述深度D1深的位置处且达到所述最大值Imax的1/2的氧含量的深度D2并通过下述式来定义所述表面氧化物层的有效厚度D，所述氧含量的单位为原子％，所述D1、D2、D的单位为nm，D＝D1+(D2‑D1)×2，在所述表面氧化物层的有效厚度D处，所述表面氧化物层也含有Mo，所述无机粘合剂由含有Bi及Mo的氧化物材料构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.19 JP 2015-2263421.一种压粉磁芯，其含有Fe基含Cr非晶质合金的磁性粉末以及无机粘合剂，所述压粉磁芯的特征在于，所述磁性粉末的表面氧化物层含有Fe及Cr以及Bi及Mo，在求取所述表面氧化物层的组成的深度曲线时，使用氧含量达到最大值Imax的深度D1、以及在比所述深度D1深的位置处且达到所述最大值Imax的1/2的氧含量的深度D2并通过下述式来定义所述表面氧化物层的有效厚度D，所述氧含量的单位为原子％，所述D1、D2、D的单位为nm，D＝D1+(D2-D1)×2，在所述表面氧化物层的有效厚度D处，所述表面氧化物层也含有Mo，所述无机粘合剂由含有Bi及Mo的氧化物材料构成。2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述无机粘合剂还含有B。3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯，其中，在所述Fe基含Cr非晶质合金中，作为非晶化元素含有从由P、C、B以及Si构成的组中选出的一种或者两种以上的元素。4.一种压粉磁芯的制造方法，该压粉磁芯为权利要求2或3所述的压粉磁芯，所述压粉磁芯的制造方法的特征在于，具备：粉末形成工序，由Fe基含Cr非晶质合金的熔液形成磁性粉末；混合工序，得到包括Bi-B系含Mo玻璃和所述磁性粉末的混合粉末体；成形工序，对所述混合粉末体进行加压成形而得到成形制造物；以及退火工序，对所述成形制造物进行退...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本丰，藤田浩一，户田久仁子，
申请(专利权)人：阿尔卑斯电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP