复合磁性材料和使用了它的线圈部件以及电源装置的制造方法_2

文档序号:9650683阅读:来源:国知局
复合磁性材料100用任意的断面切割时的上面使用XMA(X-ray Micro Analyzer)分析共同元素而测定第一氧化物2的有无来确认。
[0041]另外,在本实施方式的复合磁性材料100中,将软磁性金属粉末1、和第一氧化物2及第二氧化物3的各自中共同含有的元素设为第一元素。如果将软磁性金属粉末1中所含的第一元素的浓度设为L,将第一氧化物2中所含的第一元素的浓度设为M,将第二氧化物3中所含的第一元素的浓度设为N,则优选满足L < N < Μ的关系。
[0042]例如,设为软磁性金属粉末1为Fe-S1-Al系合金,第一氧化物2为A1203,第二氧化物3为FeAl204。它们的共同元素(第一元素)为Al。此外,Al浓度的顺序是第一氧化物2的A1203最高、然后为第二氧化物3的FeAl 204、Fe-S1-Al系合金粉末的顺序。
[0043]此外,优选软磁性金属粉末1与第一氧化物2的界面的垂直方向上的界面附近层的共同元素(第一元素)的浓度及第一氧化物2与第二氧化物3的界面的垂直方向上的共同元素(第一元素)的浓度倾斜地分布。如果共同元素的浓度倾斜地分布,就会在软磁性金属粉末1与第一氧化物2的界面(或界面附近层)及第一氧化物2与第二氧化物3的界面(或界面附近层)中产生各构成成分的扩散。即,在界面附近层中,形成共同元素(第一元素)的倾斜分布。此种倾斜分布成为不同材料之间的一体性、不同材料间的剥离的发生率、合性的指标。
[0044]作为本实施方式的复合磁性材料100中所用的软磁性金属粉末1可以举出Fe单质、Fe与选自Al、Cr、T1、Mg、N1、Si及Ca中的合金粉末或非晶态合金、金属玻璃等。作为软磁性金属粉末1的平均粒径优选为1 ym以上且为100 μm以下。通过将软磁性金属粉末1的平均粒径设为1 ym以上,就不会有软磁性金属粉末1的凝聚,在与其他材料的混合?分散时可以作为独立的1个粒子形成软磁性金属粉末1。另外,通过将软磁性金属粉末1的平均粒径设为100 μπι以下,就可以抑制因软磁性金属粉末1之间的接触而产生的涡电流损耗。更优选将软磁性金属粉末1的平均粒径设为3 μπι以上且为60 μπι以下,由此可以起到更加明显的效果。
[0045]作为本实施方式的复合磁性材料100中所用的第一氧化物2,是含有任选自Α1、Cr、T1、Mg、N1、Si及Ca中的元素和氧的氧化物,在该元素为Al的情况下就是A1203,在为Cr的情况下就是Cr203,在为Ti的情况下就是T1,在为Mg的情况下就是MgO,在为Ni的情况下就是N1,在为Si的情况下就是Si02,在为Ca的情况下就是CaO。根据原材料的种类和配合量,第一氧化物2形成为包含所需的元素和氧的氧化物。
[0046]而且,作为第一氧化物2也可以用在上述的氧化物中含有软磁性金属粉末1中所含的其他元素的复合氧化物来形成。另外,第一氧化物2只要是可以将多个软磁性金属粉末1之间充分地绝缘即可,本实施方式的第一氧化物2的构成元素不受限定。
[0047]作为本实施方式的复合磁性材料100中所用的第二氧化物3,包含各种铁素体材料,作为代表性的铁素体材料,可以举出在Mn-Ni系、N1-Zn系、Mg-Zn系及以化学式AlFe204表示的铁尖晶石中配合各种添加元素而使之具有磁性的尖晶石结构烧结体等。
[0048]另外,本实施方式的复合磁性材料100的软磁性金属粉末1也可以是包含含Fe的磁性金属和其他成分的粉末。此处作为含Fe的磁性金属可以举出Fe金属、Fe_Si系合金、Fe-S1-Al系合金或Fe-Ni系合金。
[0049]另外,作为其他元素具体而言可以举出Al、Cr、T1、Mg、N1、Si及Ca。此处在作为含Fe的磁性金属选择Fe金属、Fe_Si系合金、Fe-S1-Al系合金的情况下,该其他元素可以选择41、0、11、1%、附、31及0&,对于软磁性金属粉末1的表层中的其他元素的浓度,在将软磁性金属粉末1的总量设为10(^1:%时,优选设为0.5wt%W上且为10wt%以下。通过将该其他元素设为0.5wt%以上,在对软磁性金属粉末1进行热处理时可以使第一氧化物2均匀地分布在软磁性金属粉末1的表层,其结果是,可以在软磁性金属粉末1的表面均匀地形成通过对软磁性金属粉末1进行热处理而形成的第一氧化物。另外,通过设为10被%以下,可以实现高磁特性。
[0050]而且,在作为含Fe的磁性金属选择Fe-Ni系合金的情况下,并不限定于此,软磁性金属粉末1的表层中的其他元素的浓度不受限定。
[0051]对于上述记载,并不是仅适用于实施方式1,可以说对于后述的其他实施方式也相同。
[0052]〈线圈部件8的结构〉
[0053]下面在参照图4的同时对使用了本实施方式的复合磁性材料100的线圈部件进行说明。
[0054]图4是线圈部件的分解立体图。线圈部件8是将作为分体构件的复合磁性材料100与绕组线圈7组装而成,通过使用上述的复合磁性材料100,可以实现机械强度高的线圈部件。
[0055]而且,在线圈部件8中,也可以使用后述的实施方式1以外的实施方式的复合磁性材料100。
[0056]<电源装置11的结构>
[0057]下面,在参照图5的同时,对本实施方式的电源装置进行说明。
[0058]图5是表示本实施方式的电源装置11的电路图,具有开关元件9、控制开关元件9的开关动作的驱动电路10、和与开关元件9连接的线圈部件8。具有本实施方式的线圈部件8的电源装置11由于线圈部件8的机械强度高,因此可以实现具有高可靠性的电源装置
11ο
[0059]而且,在电源装置11的线圈部件8中,也可以使用后述的实施方式1以外的实施方式的复合磁性材料100。
[0060]<复合磁性材料100的制造方法>
[0061 ] 下面,对本实施方式的复合磁性材料100的制造方法进行说明。
[0062]而且,以下所示的制造方法是一个实施例,本实施方式的复合磁性材料100的制造方法并不限定于此。
[0063]图6是表示实施方式1的复合磁性材料100的制造方法的流程图。本实施方式的复合磁性材料100中所用的软磁性金属粉末1是利用气体雾化法制造,是Fe-S1-Al合金。该合金的组成为10.0wt% S1、5.0wt% Al、Bal.Fe。该合金的平均粒径为27 μπι。
[0064]在软磁性金属粉末1的热处理工序(步骤S1)中,对软磁性金属粉末1在大气气氛中、在1000°C实施2小时的热处理,在软磁性金属粉末1的表面形成0.1 μ??的Α1203 (第一氧化物2)。
[0065]然后在原材料的混合.分散工序(步骤S2)中,在将在表面形成有第一氧化物2的软磁性金属粉末1设为10(^1:%时,配合7.2wt%的Fe203粉末、9.5wt %的A1 203粉末、
3.3被%的为了使之具有磁性而使用的MnO粉末。将它们混合并分散,再用旋转球磨机混合有机硅树脂、有机溶剂并分散而得到混合粉末。
[0066]然后在加压成形工序(步骤S3)中,将步骤2中得到的混合粉末以7ton/cm2加压成形,得到给定形状的成形体。
[0067]继而,在成形体的热处理工序(步骤S4)中,对步骤S3中得到的成形体在800°C、氮气-0.5vol%氢气的强还原气氛中实施6小时的热处理。其结果是,形成软磁性金属粉末1为Fe-S1-Al系合金、第一氧化物2为A1203、第二氧化物3为含有Μη的FeAl204的本实施方式的复合磁性材料100。
[0068]为了使软磁性金属粉末1之间不接触,将软磁性金属粉末1利用
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