[发明专利]软磁性粉末、造粒粉、压粉铁心、电磁元件和制备压粉铁心的方法

说明书

技术领域

本发明涉及软磁性粉末、通过对所述软磁性粉末进行造粒而获得的造粒粉、使用造粒粉的压粉铁心、使用压粉铁心的电磁元件以及制备压粉铁心的方法。

背景技术

在如开关电源和DC/DC转换器等的能量转换电路中，使用电感器(其常见的例子包括扼流圈)。作为电感器的结构例子，已知的是这样一种电感器，其包括通过烧制软磁性粉末成型体而获得的压粉铁心以及通过在该压粉铁心周围卷绕缠绕线而获得的线圈。

上述压粉铁心(例如)是如下制备的(例如参见专利文献1等)：首先，制备软磁性粉末，其为复合磁性颗粒的集合体，每个所述复合磁性颗粒均包含软磁性颗粒和设置在所述软磁性颗粒表面上的绝缘覆膜。然后，将该软磁性粉末压缩成型为预定的形状，并且对所得的成型体进行热处理，从而制备出压粉铁心。描述了在通过这种方法获得的压粉铁心中，通过氧化硅绝缘覆膜保证了软磁性颗粒之间的绝缘性，并且即使叠加有大的直流电流，感应系数也不会过度下降。

压粉铁心所要求的特性包括称为“铁耗”的能量损耗的降低。铁耗大体上由磁滞损耗和涡流损耗之和来表示，特别是，铁耗在高频率应用中会变得明显。铁耗中的涡流损耗可以通过确保软磁性颗粒之间的绝缘性来降低。另一方面，磁滞损耗可以通过调节软磁性颗粒的组成来降低。例如，Fe-Si-Al合金(即，铁硅铝软磁合金(Sendust alloy))可以降低压粉铁心的磁滞损耗，并且还能够改善压粉铁心的相对磁导率，因此，它们适于用作软磁性颗粒。

引用列表

专利文献：

专利文献1：JP2004-319652A

发明内容

技术问题

然而，近年来，随着对能源问题的关注的不断提高，压粉铁心所要求的特性已经变得更加严格，并且已经希望开发出具有较低能量损耗的压粉铁心。特别是，安装在混合机动车辆(近年来它们已经表现出令人注目的发展)等上的转换器等是在100℃或更高的高温范围内进行操作的。因此，也要求用于转换器的压粉铁心在该温度范围内具有低能量损耗。

鉴于上述情况而完成了本发明。本发明的一个目的是提供用于获得尤其是在高温范围内具有低磁滞损耗的压粉铁心的软磁性粉末和造粒粉。

本发明的另一个目的是提供制备尤其是在高温范围内具有低磁滞损耗的压粉铁心的方法，并提供使用所述压粉铁心的电磁元件。

[软磁性粉末]

本发明的软磁性粉末包含复合磁性颗粒的集合体，每个所述复合磁性颗粒均包含含有Fe、Si和Al的软磁性颗粒和布置在所述软磁性颗粒表面上的绝缘覆膜，并且所述软磁性粉末满足以下式(1)和式(2)：

式(1)...27≤2.5a+b≤29，以及

式(2)...6≤b≤9

其中，符号a表示所述软磁性颗粒中的Si含量(质量％)，符号b表示所述软磁性颗粒中的Al含量(质量％)。

在软磁性粉末具有上述构造的情况下，可以降低采用该软磁性粉末获得的压粉铁心的能量损耗，特别是在高温环境中的磁滞损耗。特别是，通过进一步限定表示Si含量的a和表示Al含量的b，使之满足以下式(3)和式(4)，可以进一步降低压粉铁心的磁滞损耗。

式(3)...978/35≤18/7a+b≤1023/35，以及

式(4)...6.6≤b≤8.4

根据本发明的软磁性粉末的一个实施方案，在软磁性颗粒中，优选的是，O含量小于0.2质量％(包括0质量％)、Mn含量小于或等于0.3质量％(包括0质量％)并且Ni含量小于或等于0.3质量％(包括0质量％)。

通过降低软磁性粉末中的软磁性颗粒中的O含量、Mn含量和Ni含量，能够有效降低采用该软磁性粉末获得的压粉铁心在高温环境中的磁滞损耗。

根据本发明的软磁性粉末的一个实施方案，优选的是，布置在各软磁性颗粒表面上的绝缘覆膜包含无机绝缘层，该无机绝缘层由含有Si和O的无机物质构成。

在这种构造中，当使用该软磁性粉末制备压粉铁心时，绝缘覆膜不易在压制粉末的步骤中被破坏。因此，在所得的压粉铁心中，软磁性颗粒之间的绝缘性得到充分保证，并且可以获得具有高磁导率和低铁耗(低磁滞损耗)的压粉铁心。

[造粒粉]