压粉磁芯制造技术

压粉磁芯含有：平均粒径为1～300nm的磁性纳米粒子，以及具有2个以上选自羧基和羟基中的至少1种官能团的芳香族化合物。的至少1种官能团的芳香族化合物。的至少1种官能团的芳香族化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压粉磁芯


[0001]本专利技术涉及压粉磁芯，更详细而言，涉及使用了磁性纳米粒子的压粉磁芯。

技术介绍

[0002]压粉磁芯是通过对表面由绝缘被膜覆盖的磁性粒子进行压缩成型而得到的。压粉磁芯被用于变压器(trans)、电动机(马达)、发电机、扬声器、感应加热器、各种致动器等利用电磁的各种产品。这样的压粉磁芯例如公开于以下的文献。专利文献1中公开的磁芯通过如下方式得到：利用有机硅树脂被覆由软磁性材料构成的粒径5～200μm的粉末的表面，进一步利用由硬脂酸或其金属盐构成的高级脂肪酸润滑剂被覆而制造软磁性粉末，对软磁性粉末进行压制成型并进行热处理。专利文献2中公开的压粉磁芯具备复合磁性粒子，复合磁性粒子具有：金属磁性粒子；包围金属磁性粒子表面的包含磷酸金属盐和金属氧化物中的至少一者的绝缘被膜；以及包围该绝缘被膜的表面的包含由硬脂酸等金属盐构成的金属皂的润滑剂被膜。专利文献3中公开的压粉磁芯通过如下方式得到：对具备在表面具有由磷酸盐构成的绝缘被膜的平均粒径为30～500μm的铁基粉末和包含具有OH基的脂肪酸的酯的润滑剂的软磁性材料进行加压成型并进行热处理。专利文献4公开的压粉磁芯包含：具备绝缘被膜的平均粒径为200～450μm的被覆铁粉；以及由脂肪酸酰胺构成的润滑剂。
[0003]磁性纳米粒子由于其尺寸极小，因此显示与大块的磁性材料不同的性质。例如，在粒径超过约100nm的范围中，随着粒径变小，矫顽力变大，粒径在约100nm附近时矫顽力最大。然而，如果粒径成为约20nm以下，则表现出超顺磁性现象，矫顽力变得极小。因此，认为在使用了粒径约20nm以下的磁性纳米粒子的压粉磁芯中，能够使磁滞损耗极小。另外，认为在使用了绝缘性的磁性纳米粒子、在表面具有绝缘被膜的导电性的磁性纳米粒子的压粉磁芯中，通过使用粒径约300nm以下的磁性纳米粒子，高频下涡流的路径被限制，能够使涡流损耗变小。特别是，认为通过使用粒径约20nm以下的磁性纳米粒子，能够使涡流损耗极小。如此，使用了粒径约20nm以下的磁性纳米粒子的压粉磁芯由于磁滞损耗、涡流损耗极小，因此作为电源用途的变压器芯材而备受期待。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2000
‑
223308号公报
[0007]专利文献2：日本特开2005
‑
129716号公报
[0008]专利文献3：日本特开2007
‑
211341号公报
[0009]专利文献4：日本特开2016
‑
12688号公报

技术实现思路

[0010]然而，将硬脂酸等或它们的金属盐、脂肪酸酯、或者脂肪酸酰胺等现有的润滑剂与磁性纳米粒子混合，在现有的成型条件(例如，成型温度：150℃，成型压力：1.4GPa)进行压缩成型而得到的压粉磁芯的密度不一定充分高。认为这因为如果磁性粒子小至纳米尺寸，
则磁性粒子的塑性变形强度变高，在现有的成型条件下磁性纳米粒子没有充分地塑性变形。因此，考虑为了使磁性纳米粒子充分地塑性变形而提高成型温度。然而，如果提高成型温度，则模具的强度降低。
[0011]本专利技术人着眼于金属纳米粒子的熔点比大块的金属的熔点降低，认为金属纳米粒子的塑性变形强度变低的温度也比大块的金属的塑性变形强度变低的温度降低。而且，认为即便为比现有的成型温度高的温度，也存在磁性纳米粒子的塑性变形强度变低且模具的强度不降低的温度范围，认为通过在该范围内的温度下对磁性纳米粒子进行加热，能够使磁性纳米粒子充分地塑性变形，能够得到高密度的压粉磁芯。
[0012]然而，如果将现有的润滑剂与磁性纳米粒子混合，在比现有的成型温度高的温度下进行压缩成型，则润滑剂挥发，或者分解，或者变质。因此，作为粘合剂的效果降低。另外，伴随高温成型的热应变变大，所得到的压粉磁芯产生较大的裂缝，或者压粉磁芯破损。
[0013]本专利技术的目的在于提供在300℃以上的温度下成型、密度高且裂缝的产生得到抑制的压粉磁芯。
[0014]本专利技术人等为了实现上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，通过向磁性纳米粒子添加具有2个以上选自羧基和羟基中的至少1种官能团的芳香族化合物并进行压缩成型，从而即便在300℃以上的温度下进行了成型的情况下，也能够得到密度高且裂缝的产生得到抑制的压粉磁芯，以至完成了本专利技术。
[0015]即，本专利技术的压粉磁芯含有：平均粒径为1～300nm的磁性纳米粒子；以及芳香族化合物，其具有2个以上选自羧基和羟基中的至少1种官能团。
[0016]在本专利技术的压粉磁芯中，优选上述芳香族化合物为选自如下芳香族化合物中的至少1种：
[0017](i)键合于同一芳香环的2个以上的官能团为1个以上的羧基和1个以上的羟基，羧基与羟基的位置关系全部为间位和/或对位的芳香族化合物，
[0018](ii)键合于同一芳香环的2个以上的官能团全部为羧基，2个羧基的位置关系全部为间位或对位的芳香族化合物，
[0019](iii)键合于同一芳香环的2个以上的官能团全部为羟基，2个羟基的位置关系全部为间位或对位的芳香族化合物。
[0020]另外，更优选上述芳香族化合物为选自4
‑
羟基苯甲酸、3
‑
羟基苯甲酸、3,5
‑
二羟基苯甲酸、3,4
‑
二羟基苯甲酸、3,4,5
‑
三羟基苯甲酸、5
‑
羟基间苯二甲酸、4
‑
羟基邻苯二甲酸、1,4
‑
苯二甲酸、1,3
‑
苯二甲酸、1,3,5
‑
苯三甲酸、1,4
‑
苯二酚、1,3
‑
苯二酚和1,3,5
‑
苯三酚中的至少1种。
[0021]进而，在本专利技术的压粉磁芯中，优选上述芳香族化合物为单环的芳香族化合物。另外，优选上述芳香族化合物的含量相对于上述磁性纳米粒子和上述芳香族化合物的合计量为0.01质量～5质量％。
[0022]通过向上述磁性纳米粒子添加上述芳香族化合物得到含有上述磁性纳米粒子、密度高且裂缝的产生得到抑制的压粉磁芯的理由不一定清楚，但本专利技术人等推测如下。即，具有2个以上选自羧基和羟基中的至少1种官能团的芳香族化合物由于熔点高，因此在高温下不易发生挥发、分解、变质。另外，上述芳香族化合物由于具有2个以上在与磁性纳米粒子之间可得到强键合力的官能团(羧基和/或羟基)，因此，能够提高磁性纳米粒子间的键合力。
进而，上述芳香族化合物由于具有起因于芳香环的平面性的芳香族化合物间的强键合力，因此，推测：即便在300℃以上的温度下进行成型，也能够得到密度高且裂缝的产生得到抑制的压粉磁芯。
[0023]根据本专利技术，即便在以300℃以上的温度进行成型的情况下，也能够得到密度高且裂缝的产生得到的压粉磁芯。
附图说明
[0024]图1是表示3,4,5
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压粉磁芯，含有：平均粒径为1～300nm的磁性纳米粒子，以及芳香族化合物，其具有2个以上选自羧基和羟基中的至少1种官能团。2.根据权利要求1所述的压粉磁芯，其中，所述芳香族化合物为选自如下芳香族化合物中的至少1种：(i)键合于同一芳香环的2个以上的官能团为1个以上的羧基和1个以上的羟基，羧基与羟基的位置关系全部为间位和/或对位的芳香族化合物，(ii)键合于同一芳香环的2个以上的官能团全部为羧基，2个羧基的位置关系全部为间位或对位的芳香族化合物，(iii)键合于同一芳香环的2个以上的官能团全部为羟基，2个羟基的位置关系全部为间位或对位的芳香族化合物。3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯，其中，所述芳香族化合物为单环的芳香族化合物。4.根据权利要求3所述的压粉磁芯，其中，所述芳香族化合物为选自4
‑
羟基苯甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口理惠，明渡邦夫，村崎孝则，冈崎崇央，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：