粉末及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种粉末及其制备方法，所述粉末具有：至少包含铁粉的金属粉、覆盖所述金属粉的磷灰石层、以及附着在所述磷灰石层上的二氧化硅粒子。通过本发明专利技术的粉末，在制造压粉磁心时，能够在不破坏绝缘层的情况下在高温退火。因此，可以得到既能够保持绝缘层的绝缘性，且导磁率足够高的压粉磁心。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适合作为低铁损的压粉磁心的原料粉末的粉末。
技术介绍
变压器、电动机、发电机、扩音器、感应加热器、各种制动器等，在我们的周边有很多利用了电磁的产品。为了它们的高性能化、小型化，必须提高作为软磁性材料的压粉成形体的磁心的性能。所述磁心是，以前，交替层压了多个硅钢的薄膜和绝缘层，通过用模具冲压而制造(电磁钢板)。但是，这些方法不适合制造小型化且形状复杂的产品，在减少涡流损耗的方面存在问题。针对这样的问题，近年来，作为对成形性优异，且可低成本制造的磁心，将软磁性金属粉末压缩成形而得到压粉磁心的方法受人瞩目，并进行各种各样的开发。这样的压粉磁心，需要加大磁通量密度，以增加导磁率。特别是，用于电动机的磁心，大多是在交变磁场中使用，但铁损大，能量转换效率差，因此要求铁损小(低铁损)。所述铁损中，包括磁滞损耗、涡流损耗、残余损耗，其中，磁滞损耗和涡流损耗为问题主因。在压粉磁心的方面，磁滞损耗的增加是，在压缩成形软磁性金属粉末而制造压粉磁心时，在软磁性金属粉末上施加了巨大的加工应变所导致的。从而，为了有效地降低磁滞损耗，在压缩成形后，对所得到的成形体实施退火，解除施加到软磁性金属粉末金属粉的应变，其退火温度据说优选为600°C以上。另一方面，为了有效地降低涡流损耗，使用绝缘材料包覆软磁性金属粉末。但是，对于一如既往地使用的绝缘材料而言，为了降低磁滞损耗而进行退火的话，则由于绝缘材料的耐热性低，导致分解，绝缘性显著降低。从而，兼顾涡流损耗的降低和磁滞损耗的降低是非常大的课题。在这里，为了解决上述的课题，开发一种耐热性优异的绝缘材料。特别是，作为软磁性金属粉末使用铁粉，则可以制造价廉、磁通量密度高的压粉磁心，故进行各种各样的研究开发。例如，对比文件I中，提出了一种作为耐热性优异的绝缘覆膜采用二氧化硅粒子的方法。在上述文献中公开了一种被二氧化硅粉末覆盖的金属粉末的制备方法，将表面实施磷酸处理的铁粉和含有二氧化硅粒子的悬浊液混合，通过干燥该混合体，制备被二氧化硅粉末覆盖的金属粉末。但是，欲使用上述由二氧化硅粒子覆盖的铁粉制造压粉磁心的情况下，为了得到金属粉之间充分的粘结力，需要将退火温度提高到比常规工序中的600°c附近温度更高的温度(例如800°C以上)。然而，退火温度过高的话，由于铁的居里温度为769°C，所以具有降低压粉磁心的磁特性的倾向。此外，在对比文件2中公开了如下的方法在软磁性金属粉末的表面上形成氧化物层和绝缘层，通过在还原性气氛、高温条件下进行结合强化处理，从而在软磁性金属粉末的表面上形成绝缘性优异的单层。专利文献I :特开平9-180924号公报专利文献2 :特开2007-194273号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题若使用按照上述专利文献2所公开的方法制造得到的软磁性金属粉末，可以提供耐热性优异的压粉磁心。但是，使用该方法的话，在工艺中退火所需能量成本高，又不能适 用大量生产，所以考虑到利用更简单的方法制备具有耐热性优异的覆膜的软磁性金属粉末。此外，为了增加磁通量密度，在软磁性金属粉末上形成尽可能薄且大范围的绝缘层，这虽然是有效的方法，但目前仍然不知道既简便且低成本的方法。本专利技术是鉴于上述的现有技术所存在的课题而完成的，其目的在于提供一种软磁性金属原料粉末，在压粉磁心方面，既可以兼备磁滞损耗的降低以及涡流损耗降低，又可以兼备低铁损以及高磁通量密度。解决课题的方法本专利技术为了解决上述课题，提供一种粉末，其包含金属粉、覆盖所述金属粉的磷灰石层、附着在所述金属粉或者所述磷灰石层上的二氧化硅粒子。根据本专利技术，用磷灰石层覆盖金属粉，并且，在金属粉或磷灰石层上附着二氧化硅粒子，由此在金属粉表面上形成可以耐600°C以上退火温度的绝缘覆膜。采用相关结构及其结构所带来的效果是，基于本专利技术人的以下发现得到的为了降低磁滞损耗，形成可耐受600°C以上退火温度的良好的耐热性绝缘膜是有效的。在本专利技术中，所述磷灰石层优选含有下述通式(I-a)或者(I-b)所示的化合物。Ca10 (PO4) 6X2 (I-a)Ca(io-(mxn)/2)Mn (PO4) 6X2 (I_b)(式中，M为给予阳离子的原子或者原子群、m为M所给予的阳离子的价数、n为超过0且为5以下、X为给予一价阴离子的原子或者原子群。)此外，所述二氧化硅粒子优选为经有机基团表面改性的二氧化硅粒子。进一步，所述经有机基团表面改性的二氧化硅粒子，优选为使用下述通式(II)或者(III)所示化合物进行表面改性的二氧化硅粒子。R1nSi (OR2)4_n (II)R1nSiX4^n (III)(式中，n为I 3的整数、R1以及R2表示一价有机基团、X表示卤素)。此外，所述金属粉优选为软磁性材料的粉末。本专利技术的粉末适合作为压粉磁心用的粉末。此外，本专利技术还提供一种粉末的制备方法，该方法包括以下步骤第一步骤，用磷灰石覆盖金属粉；第二步骤，在所述第一步骤中得到的金属粉表面或者磷灰石表面上附着二氧化硅粉末；第三步骤，将在所述第二步骤中得到的粉末，在350°C以下温度实施预固化，得到包含所述金属粉、覆盖所述金属粉的磷灰石层、附着在所述金属粉或者磷灰石层上的二氧化硅粒子的粉末。作为向所述第一步骤提供的所述金属粉，优选使用经磷酸处理过的金属粉。专利技术效果本专利技术的粉末被磷灰石层以及具有附着在其上的二氧化硅的绝缘层覆盖，该绝缘层具有优异的绝缘性以及耐热性。从而，在制造压粉磁心时，在不破坏绝缘层的情况下可在高温实施退火。因此，能够制备保持了绝缘层的绝缘性、导磁系数足够高的压粉磁心。附图说明图I为示出在实施例I中得到的羟基磷灰石覆盖铁粉的断面的扫描电子显微镜(SEM)像的照片(倍率2500倍)。图2为示出在实施例I中得到的羟基磷灰石覆盖铁粉的断面的SEM像的照片(倍率50000 倍)。图3为示出在实施例I中得到的纳米二氧化硅附着羟基磷灰石覆盖铁粉的断面的SEM像的照片(倍率1000倍)。图4为示出在实施例I中得到的纳米二氧化硅附着羟基磷灰石覆盖铁粉的断面的SEM像的照片(倍率100000倍)。具体实施例方式本专利技术的第一方式为一种粉末，其包含金属粉、覆盖所述金属粉的磷灰石层、附着在所述金属粉或者所述磷灰石层上的二氧化硅粒子。以下，依序对本专利技术的粉末的各结构要件进行说明。(金属粉)关于在本专利技术中所使用的金属粉，只要是具有强磁性且示出高饱和磁通量密度的金属粉即可，不受特别限制，具体来说，例如可以举出铁粉、硅钢粉、铁硅铝磁合金粉、无定形粉、波门杜尔铁钴合金粉、软性铁氧体粉、无定形磁性合金粉、纳米晶体磁性合金粉以及坡莫铁镍合金粉等软磁性材料，这些可以单独使用，也可以混合两种以上使用。其中，从强磁性以及价格低廉的方面考虑，优选为铁粉。此外，在铁粉中，从饱和磁通量密度或导磁率等磁特性优异，压缩性优异的方面考虑，特别优选为纯铁粉。作为这样的纯铁粉，具体来说，例如可以举出雾化铁粉、还原铁粉以及电解铁粉等，例如可以举出株式会社神户制钢所制造的300NH等。此外，作为金属粉，在对压缩性或压粉磁心的磁特性等不产生坏影响的范围内，可以使用对所含元素进行过调整的粉末。具体来说，例如，为了防止金属粉的氧化添加磷元素，或者为了提高磁特性，可以添加钴、镍、锰、铬、钥、铜等元素。 作为金属粉的粒径，虽没有特别的限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2007.12.10 JP 2007-3182511.一种粉末，其具有至少包含铁粉的金属粉、覆盖所述金属粉的磷灰石层、以及附着在所述磷灰石层上的二氧化硅粒子。2.一种粉末，其具有通过筛分法求得的平均二次粒径为50 250 的金属粉、覆盖所述金属粉的磷灰石层、以及附着在所述磷灰石层上的二氧化硅粒子。3.一种粉末的制备方法，该方法包括以下步骤 第一步骤，用磷灰石覆盖至少包含铁粉的金属粉而得到磷灰石覆盖金属粉； 第二步骤，在所述第一步骤中得到的磷灰石覆盖金属粉的金属粉表面或者磷灰石层表面上附着二氧化硅粉末； 第三步骤，...

【专利技术属性】
技术研发人员：金井仁子，丸山钢志，粕谷圭，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：