[发明专利]铁族基软磁性粉末材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种易于满足扼流线圈、电抗线圈等中的压粉磁芯所要求的优异的软磁特性的铁族基软磁性粉末材料。

背景技术

目前，扼流线圈、电抗线圈等中的压粉磁芯大多在大电流、高频区域或节省空间的环境下使用。对于在上述压粉磁芯中使用的软磁性粉末材料，也要求即使在大电流、高频的环境下也具有优异的软磁特性且能够小型化。

通常，就在压粉磁芯中使用的软磁性粉末材料而言，为了与大电流相应，被要求高饱和磁通密度、高导磁率、低磁芯损失，并且从低损失的观点出发，被期望为高电阻。

但是，难以全部满足这些特性。因此，现状是根据使用环境，分别使用a）氧化物软磁性粉末材料、b）非晶质Fe基软磁性粉末材料以及c）结晶质Fe基软磁性粉末材料（例如，专利文献1、2）。

a）就氧化物软磁性粉末材料而言，由于为高电阻，因而磁芯损失低，但由于为低饱和磁通密度，所以不适合大电流环境。

b）就非晶质Fe基软磁性粉末材料而言，虽然具有优异的磁特性，但因其组织结构而使粉末硬度非常高，成型困难，并且关于饱和磁通密度，也不能说很充分，难以与压粉磁芯的小型化相应。

c）就结晶质Fe基软磁性粉末材料而言，具有高饱和磁通密度，粉末硬度也较低，若能够确保用树脂等对粉末表面的绝缘，则能够将低损失的压粉磁芯进行成型，适于大电流、高频区域中使用的小型压粉磁芯用途。

而且，为了实现在高频环境下的使用、低损失，通常有效的是使用更微粉化的Fe基合金软磁性粉末材料。然而，要将更微粉化的粉末材料成型，需要更高度的成型技术、或需要增加用于确保微粉相互绝缘的树脂量等。因此，存在下述问题，即，因压粉磁芯的密度降低而使压粉磁芯本身的导磁率降低，无法发挥原来的Fe基软磁性粉末材料本身具有的高导磁率特性（磁特性）。在专利文献1、2中将表面用氧化物覆盖，但制造方法变得复杂。

根据上述理由，认为在现有的Fe基软磁性粉末材料中，若能够在不增大磁芯损失的情况下实现更高的导磁率，则即使压粉磁芯为低密度，也能够在大电流、高频用途中使用，还能够在无需高度成型技术的情况下使压粉磁芯小型化、低损失化。

应予说明，在专利文献1、2中记载了与本发明同样地利用水雾化法等制造软磁性粉末材料的技术，并记载了在软磁性粉末材料的组成中，可在添加选自Si、Al以及Cr中的副成分的同时，添加少量本发明中的第IV~VI族金属作为副成分（专利文献1的第0053段，专利文献2的第0021段、第0044段）。但是，作为其少量副成分的第IV~VI族金属（d轨道半充满前的过渡金属）只不过是与Mn、Co、Ni、Cu、Ga、Ge、Ru、Rh等第VII~XI族金属（d轨道半充满后的过渡金属）及B（硼）一起例示的。进而，在专利文献1、2中并没有对为了改善磁特性（特别是高导磁率化）而添加上述少量副成分进行积极启示的记载（专利文献1的第0053段、专利文献2的第0044段）。应予说明，专利文献2的第0044段中记载了少量副成分的添加量优选1wt%以下。

另外，虽然未对本发明的专利性给予影响，但作为少量添加第IV~VI族金属的非晶质的铁基软磁性粉末材料的现有技术文献，存在专利文献3～5。

就专利文献3中的作为组成式Fe_{100-a-b-x-y-z-w-t}Co_aNi_bM_xP_yC_zB_wSi_t的M而举出的第IV~VI族金属而言，与专利文献1、2同样，只不过是与其它的Pd、Pt、Au等第X～XI族金属一起例示的，并且以形成钝化氧化皮膜来提高粉末材料的耐腐蚀性为目的（第0024段）。应予说明，该段中的“考虑到磁特性、耐腐蚀性，M的添加量优选为0原子%～3原子%”的记载由前段的记载可被理解为Nb没有增大导磁率的作用且大量添加会使导磁率降低的记载。

专利文献4中的作为组成式T_100-x-yR_xM_yM′_z的M′而举出的第IV~VI族金属也不过是与其它的第VII~XI族金属以及P、Al、Sb等非金属·典型金属一起例示的，并记载了M′的添加也预期会提高耐腐蚀性，进而，添加量也优选0～30%，进一步优选0～20%（该文献第9页下面第二段）。即，就专利文献4中的M′而言，并非预期本发明中第IV~VI族金属的4%以下的微量添加。