软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件制造技术

提供一种软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件。软磁性粉末的特征在于：包含组成为Fe100-a-b-c-dMnaSibBcCd的非晶质合金材料，其中，0.1≤a≤103≤b≤153≤c≤150.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。

【技术实现步骤摘要】
软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件
本专利技术涉及软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件。
技术介绍
近年，笔记本型电脑之类的移动装置的小型化、轻量化显著。并且不断实现将笔记本型电脑的性能提高到不逊色于台式电脑的性能的程度。因此，为了实现移动装置的小型化以及高性能化，需要使开关电源高频化。为此，开关电源的驱动频率高频化进展达到数100kHz程度。此外，伴随着上述情况，也需要使内置于移动装置的扼流圈和电感器等磁性元件的驱动频率适应于高频化。例如，专利文献1中公开有由含有Fe、M（其中，M是选自Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W的至少一种元素）、Si、B、C的非晶质合金形成的薄带。并且公开有通过将该薄带层叠后进行冲压加工等制造而成的磁芯。期待通过这种磁芯能够实现交流磁特性的提高。但是，当磁性元件的驱动频率进一步高频化时，由薄带制造而成的磁芯无法避免由涡电流导致的焦耳损失（涡流损耗）的显著增大。为解决上述问题，使用将软磁性粉末与结合材料（粘结剂）的混合物加压、成形而得的压粉磁芯。另一方面，由于由非晶质合金材料构成的软磁性粉末电阻率高，因此含有这种软磁性粉末的磁芯能够实现涡流损耗的抑制。其结果，能够降低高频中的铁损。特别是Fe基非晶质合金由于饱和磁通密度高，因此作为磁性装置用软磁性材料有用。但是，由于Fe基非晶质合金磁致伸缩高，因此存在特定频率下发生拍频的同时妨碍磁特性（例如低矫顽力化以及高磁导率化）的提高的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2007-182594号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供作为磁芯使用时能够兼顾降低铁损和提高磁特性的软磁性粉末、采用该软磁性粉末制造的压粉磁芯、以及具有该压粉磁芯的磁性元件。解决技术问题的技术方案上述目的通过以下的本专利技术而实现。本专利技术的软磁性粉末的特征在于包含组成为Fe100-a-b-c-dMnaSibBcCd的非晶质合金材料，其中，0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。由此，通过降低非晶质合金材料的磁致伸缩，能够得到用作磁芯时高度兼顾了铁损的降低和磁特性的提高的软磁性粉末。本专利技术的软磁性粉末优选上述非晶质合金材料满足0.05≤c/(a+b)≤1.5的关系。由此，通过添加B能够不妨碍提高磁特性地可靠地降低非晶质合金材料的融点。本专利技术的软磁性粉末优选上述非晶质合金材料满足6≤b+c≤30的关系。由此，能够不导致饱和磁通密度显著降低地使非晶质合金材料高度兼顾铁损的降低和磁特性的提高。本专利技术的软磁性粉末优选上述非晶质合金材料满足0.01≤d/(a+b)≤0.3的关系。由此，既能够维持优异的磁特性又能够可靠地实现非晶质合金材料的非晶质化以及软磁性粉末的球形化。本专利技术的软磁性粉末优选平均粒径为3μm以上100μm以下。由此，能够缩短涡电流流经的路径，从而能够得到充分抑制了涡流损耗的压粉磁芯。本专利技术的软磁性粉末优选矫顽力为4（Oe）以下。由此，能够可靠地抑制磁滞损耗，并能够充分降低铁损。本专利技术的软磁性粉末优选含氧率按质量比为150ppm以上3000ppm以下。由此，软磁性粉末能够高度兼顾铁损、磁特性以及耐候性。本专利技术的压粉磁芯的特征在于含有包含非晶质合金材料的软磁性粉末，所述非晶质合金材料的合金组成以Fe100-a-b-c-dMnaSibBcCd表示，其中，0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。由此，能够得到高度兼顾了低铁损和高磁特性的压粉磁芯。本专利技术的磁性元件的特征在于具有本专利技术的压粉磁芯。由此，能够得到小型且高性能的磁性元件。附图说明图1是示出应用了本专利技术的磁性元件的第一实施方式的扼流圈的示意图（俯视图）。图2是示出应用了本专利技术的磁性元件的第二实施方式的扼流圈的示意图（立体透视图）。图3是示出图1所示饱和磁通密度、磁导率以及矫顽力与软磁性粉末中的Mn含量的关系的图。具体实施方式以下，根据附图所示的优选实施方式对本专利技术的软磁性粉末、压粉磁芯以及磁性元件进行详细说明。[软磁性粉末]本专利技术的软磁性粉末是包含合金组成以Fe100-a-b-c-dMnaSibBcCd（a、b、c、d都是原子%）表示的非晶质合金材料的粉末，其中，满足0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15以及0.1≤d≤3的关系。这种软磁性粉末由于是Fe基非晶质合金粉末，因此涡流损耗小且饱和磁通密度高，并且由于含有Mn因而矫顽力低且磁导率高。从而，通过使用这种软磁性粉末，能够得到高频下铁损小且易小型化的压粉磁芯。以下，对软磁性粉末作进一步详细说明。如上所述，本专利技术的软磁性粉末是含有合金组成以Fe100-a-b-c-dMnaSibBcCd（a、b、c、d都是原子%）表示的非晶质合金材料的粉末。并且a、b、c、d满足0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15以及0.1≤d≤3的关系。各元素中，Mn（锰）起降低非晶质合金材料的磁致伸缩的作用。由于磁致伸缩降低从而矫顽力也降低。由此，由于磁滞损耗减少且铁损降低，因此有利于减少高频区域中的铁损。此外，随着磁致伸缩的降低，磁导率增加并且对外部磁场的响应性提高。发生这种现象的原因尚未明确，可以考虑如下原因：由于Mn的原子大小与Fe的原子大小非常接近而能够容易地以Mn原子取代Fe原子，因此含有一定量的Mn并未妨碍非晶质的原子配置，并且比较容易降低磁致伸缩。为此，可以认为能够实现低矫顽力化以及高磁导率化。但是，过量添加Mn则导致饱和磁通密度降低，因此Mn添加量中磁通密度的设定很重要。此外，由于Mn比Si容易氧化，因此制造软磁性粉末时表面上析出氧化锰。可以认为：该氧化锰以散布在粒子表面的方式析出的倾向高，而易氧化性仅次于Mn的元素的氧化物（例如氧化硅等）以填补其空隙的方式析出。这样，粒子表面被由不同组成的氧化物形成的不连续析出物覆盖，因此粒子表面绝缘性提高且粒子间电阻增大。由此，能够得到可以制造磁通密度以及磁导率高且涡流损耗小的压粉磁芯的软磁性粉末。非晶质合金材料中Mn的含量a满足0.1≤a≤10的关系。Mn的含量a低于上述下限值时，则磁致伸缩的降低受到限制，而无法兼顾铁损的降低和磁特性的提高。反之，Mn的含量a高于上述上限值时，则妨碍非晶质化的同时降低饱和磁通密度，仍然无法兼顾铁损的降低和磁特性的提高。此外，Mn的含量a优选满足0.5≤a≤9的关系，更优选满足0.7≤a≤8.5的关系，进一步优选满足1≤a≤8的关系。各元素中，Si（硅）有助于提高非晶质合金材料的磁导率。此外，由于通过添加一定量的Si能够提高非晶质合金材料的电阻率，因此能够抑制软磁性粉末的涡流损耗。并且通过添加一定量的Si也能够降低矫顽力。非晶质合金材料中Si的含量b满足3≤b≤15的关系。Si的含量b低于上述下限值时，则无法充分提高非晶质合金材料的磁导率以及电阻率，并且无法充分实现对外部磁场的响应性的提高和涡流损耗的降低。反之，Si的含量b高于上述上限值时，则妨碍非晶质化的同时降低饱和磁通密度，无法兼顾铁损的降低和磁特性的提高。此外，Si的含量b优选满足4.5≤b≤13的关系，更优选满足5.5≤b≤12.5的关系，进一步优选满足6≤b≤11.5的关系。各元素中，B（硼）降低非晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软磁性粉末，其特征在于，所述软磁性粉末包含组成为Fe100?a?b?c?dMnaSibBcCd的非晶质合金材料，其中，0.1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子%。

【技术特征摘要】
2012.03.30 JP 2012-0831421.一种软磁性粉末，其特征在于，所述软磁性粉末包含组成为Fe100-a-b-c-dMnaSibBcCd的非晶质合金材料，其中，1≤a≤10、3≤b≤15、3≤c≤15、0.1≤d≤3，且a、b、c、d都是原子％，所述非晶质合金材料满足0.05≤c/(a+b)≤1.2的关系。2.根据权利要求1所述的软磁性粉末，其特征在于，所述非晶质合金材料满足6≤b+c≤30的关系。3.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末，其特征在于，所述非晶质合金材料满足0.01≤d/(a+b)≤0.3的关系。4.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末，其特征在于，所述软磁性粉末的表观密度是3.0g/cm3以上。5.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚勇，前田优，佐藤冬乙，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：