專利名稱：含有磁偏置磁鐵的磁芯及使用該磁芯的電感元件的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種電感元件(例如扼流線圈和變壓器)的磁芯(以下簡稱為“磁芯”)。具體地說，本發(fā)明涉及一種包含用于磁偏置的永磁鐵的磁芯。
背景技術(shù)：
對于傳統(tǒng)的用于例如開關(guān)式電源的扼流線圈和變壓器，通常，所施加的交流電疊加在直流電上。因此，用于這些扼流線圈和變壓器的磁芯需要有極好的磁導(dǎo)率特性，即不會隨著直流電的疊加而發(fā)生磁飽和(這種特性被稱作“直流電疊加特性”)。
作為高頻磁芯，鐵氧體磁芯和壓粉磁芯已得到應(yīng)用。然而，鐵氧體磁芯具有較高的初始磁導(dǎo)率和較小的飽和磁通密度，而壓粉磁芯具有較低的初始磁導(dǎo)率和較高的飽和磁通密度。這些特性源于材料性能。因此，在很多情況下，壓粉磁芯被做成環(huán)形。另一方面，對于鐵氧體磁芯，已可避免由于直流疊加而產(chǎn)生的磁飽和，例如通過在一E形磁芯的中央鐵芯柱(central leg)內(nèi)形成磁隙。
然而，由于伴隨著近來對電子設(shè)備小型化的需求，也要求電子元件小型化，因此磁芯的磁隙必須變得很小，并且對具有高磁導(dǎo)率的用于直流疊加的磁芯的需求也變得更加強烈。
通常，為了滿足這個需求，必須選取具有高飽和磁化強度(saturationmagnetization)的磁芯，即，必須選取在強磁場(high magnetic fields)內(nèi)不會引起磁飽和的磁芯。然而，由于飽和磁化強度不可避免地由材料的成份來確定，因此飽和磁化強度不能被無限地增加。
通常建議的一種克服上述問題的方法是通過將一永磁鐵插入在磁芯的磁路的磁隙中，即對磁芯施加磁偏置，來抵消由于直流電疊加而產(chǎn)生的直流磁場。
這種利用永磁鐵的磁偏置方法對于改進直流疊加特性來說是極好的方法。但是，由于當(dāng)使用燒結(jié)金屬磁鐵(a metal-sintered magnet)時，磁芯的鐵芯損耗的增加非常顯著，并且當(dāng)使用鐵氧體磁體時，上述疊加特性不穩(wěn)定，該方法不能被投入實際應(yīng)用。
作為克服上述問題的方法，例如，日本未審查專利申請公開No.50-133453公開了一種將具有高矯頑力的稀土磁鐵粉和黏合劑混合再經(jīng)壓模來制造結(jié)合磁體鐵(bonded magnet)，所制得的結(jié)合磁體被用作用來產(chǎn)生磁偏置的永磁鐵，從而，改善了直流疊加特性提高了磁芯溫度。
然而，近年來，對于改進電源功率轉(zhuǎn)換效率的需求已經(jīng)變得更加強烈，并且對于用于扼流線圈和變壓器的磁芯，已不能僅根據(jù)磁芯溫度的測量來確定其優(yōu)劣。因此，對使用鐵芯損耗測量設(shè)備測得的測量結(jié)果的評估是必不可少的。事實上，本發(fā)明的發(fā)明人進行研究得到如下結(jié)果即使當(dāng)電阻率(resistivity)是如日本未審查專利申請公開No.50-133453所指示的值時，仍將出現(xiàn)鐵芯損耗特性降級。
此外，由于伴隨著近來電子設(shè)備的小型化，電感元件的小型化更是必需的，對用于磁偏置的型面高度不大的磁鐵的需求也變得強烈。
近年來，表面安裝型線圈已成為必需。為了表面安裝，該線圈必須經(jīng)過軟熔焊接處理(reflow soldering treatment)。因此，該線圈的磁芯必需具有在上述軟熔條件下(this reflow conditions)不被降級的特性。另外，具有抗氧化性的稀土磁體是必不可少的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種磁芯，其包含一個用作磁偏置磁鐵的永磁鐵，該永磁鐵布置在磁隙附近，以從該磁隙的兩側(cè)向在磁路中至少包括一個以低成本、很容易形成的磁隙的磁芯提供磁偏置，同時，考慮到上述情況，上述磁芯具有優(yōu)良的直流疊加特性、鐵芯損耗特性及抗氧化性、并且這些特性在軟熔條件下不降級。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種特別適于使磁芯小型化的磁鐵，該磁芯包含作為磁偏置磁鐵而布置在磁隙附近的永磁鐵，以從上述磁隙的兩側(cè)向在小型化電感元件的磁路中包括至少一個磁隙的磁芯提供磁偏置。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，設(shè)置了一個具有0.1Ω·cm(歐姆·厘米)或更高電阻率(resistivity)的永磁鐵。該永磁鐵是一種結(jié)合磁體，該結(jié)合磁體包含分散在樹脂中的磁鐵粉，上述磁鐵粉由覆蓋了一層無機玻璃的粉末組成，上述粉末具有5KOe(千奧斯特)或更大的固有矯頑力、300℃或更高的居里點Tc、150μm或更小的粉末顆粒直徑。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，設(shè)置了一磁芯，其包括一作為磁偏置磁體的永磁鐵，該永磁鐵布置在磁隙附近，以從磁隙的兩側(cè)向在磁路中至少包括一個磁隙的磁芯提供磁偏置。另外，還設(shè)置了另一磁芯，該磁芯包含一具有10,000μm或更小的總厚度的永磁鐵和一具有大約50至10,000μm縫隙寬度(gaplength)的磁隙。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，設(shè)置了一電感元件，該電感元件包括一磁芯和一個線圈，上述磁芯包括至少一個在磁路中的具有大約50至10,000μm縫隙寬度的磁隙和一布置在該磁隙附近以從該磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵，上述線圈至少一匝附加(applied to)到該磁芯上。該磁偏置磁鐵是一結(jié)合磁體，其含有一種樹脂和分散在樹脂中的磁鐵粉，并具有1Ω·cm或更大的電阻率。上述磁鐵粉是稀土磁鐵粉，其具有5Koe(千奧斯特)或更大的固有矯頑力、300℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2.5至50μm的平均顆粒直徑，并被無機玻璃覆蓋。上述稀土磁鐵粉是從由Sm-Co(釤-鈷)磁鐵粉、Nd-Fe-B(釹-鐵-硼)磁鐵粉、Sm-Fe-N(釤-鐵-氮)磁鐵粉組成的組中選取的。此外，設(shè)置了另一個包括磁芯和結(jié)合磁體的電感元件。上述磁芯包括一具有約500μm或更小的縫隙寬度的磁隙，并且上述結(jié)合磁鐵具有0.1Ω·cm或更大的電阻率及500μm或更小的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，設(shè)置了一個經(jīng)過軟熔焊接處理的電感元件。該電感元件包括一磁芯和一個線圈，上述磁芯包括至少一個在磁路中的具有大約50至10,000μm縫隙寬度的磁隙和一布置在該磁隙附近以從該磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵，線圈至少有一匝附加(applied to)到該磁芯上(at least ene turnapplied to the magnetic core)。上述磁偏置磁鐵是一結(jié)合磁體，其含有一種樹脂和分散在該樹脂中的磁鐵粉，并具有1Ω·cm或更大的電阻率。該磁鐵粉是Sm-Co(釤-鈷)稀土磁鐵粉，其具有10KOe(千奧斯特)或更大的固有矯頑力、500℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2.5至50μm的平均顆粒直徑，并被無機玻璃覆蓋。此外，設(shè)置了另一個包括磁芯和黏合磁鐵的電感元件。該磁芯包括一具有500μm或更小的縫隙寬度的磁隙，上述結(jié)合磁鐵具有0.1Ω·cm或更大的電阻率及500μm或更小的厚度。
根據(jù)本發(fā)明，磁偏置磁鐵的厚度可以被減小到500μm或更小。通過使用這種薄板狀磁體作為磁偏置磁鐵，磁芯的小型化可以達到，并且該磁芯可具有甚至在高頻也很優(yōu)良的直流疊加特性、鐵芯損耗特性、以及在軟熔條件下不會降級的抗氧化性。此外，通過使用這種磁芯，可防止在軟熔過程中該電感元件特性降級。


圖1是在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的線圈之前的扼流線圈的透視圖；圖2是圖1所示的扼流線圈的正視圖；圖3是顯示例6中由Sm2Co17磁體和聚酰亞胺樹脂組成的薄板狀磁鐵的直流疊加特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖4是顯示例6中由Sm2Co17磁體和環(huán)氧樹脂組成的薄板狀磁鐵的直流疊加特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖5是顯示例6中由Sm2Co17N磁體和聚酰亞胺樹脂組成的薄板狀磁鐵的直流疊加特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖6是顯示例6中由鋇鐵氧體磁體(Ba ferrite magnet)和聚酰亞胺樹脂組成的薄板狀磁鐵的直流疊加特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖7是顯示在例6中由Sm2Co17磁體和聚丙烯樹脂組成的薄板狀磁鐵的直流疊加特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖8是顯示例12中在使用試樣2或4的薄板狀磁鐵時以及未使用薄板狀磁鐵時，軟熔前后的直流疊加特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖9是顯示在例18中的磁化磁場和Sm2Co17磁體一環(huán)氧樹脂薄板狀磁鐵的直流疊加特性的圖；圖10是包含本發(fā)明例19的薄板狀磁鐵的電感元件的外部透視圖；圖11是圖10所示的電感元件的分解透視圖；圖12是顯示例19中應(yīng)用薄板狀磁鐵的情況和為了比較未應(yīng)用薄板狀磁鐵的情況的直流疊加感應(yīng)特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖13是包含本發(fā)明例20的薄板狀磁鐵的電感元件的外部透視圖；圖14是圖13所示的電感元件的分解透視圖；圖15是包含根據(jù)本發(fā)明例21的薄板狀磁鐵的電感元件的外部透視圖；圖16是圖15所示的電感元件的分解透視圖；圖17是顯示例21中應(yīng)用薄板狀磁鐵的情況和為了比較未應(yīng)用薄板狀磁鐵的情況的直流疊加感應(yīng)特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖18A是顯示傳統(tǒng)電感元件的磁芯工作區(qū)的圖；圖18B是顯示包含本發(fā)明例22的薄板狀磁鐵的電感元件的磁芯工作區(qū)的圖；圖19是包含本發(fā)明例22的薄板狀磁鐵的電感元件的外部透視圖；圖20是圖19所示的電感元件的分解透視圖；圖21是包含本發(fā)明例23的薄板狀磁鐵的電感元件的外部透視圖；圖22是圖21所示的電感元件的分解透視圖；圖23是顯示應(yīng)用薄板狀磁鐵的情況和為了比較在未應(yīng)用薄板磁鐵的情況下的直流疊加感應(yīng)特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖24A是顯示傳統(tǒng)電感元件的磁芯工作區(qū)的圖；圖24B是顯示包含本發(fā)明例23的薄板狀磁鐵的電感元件的磁芯工作區(qū)的圖；圖25是包含本發(fā)明例24的薄板狀磁鐵的電感元件的外部透視圖；圖26是組成如圖25所示的電感元件的磁路的磁芯和薄板磁鐵的結(jié)構(gòu)(configuration)透視圖；圖27是顯示應(yīng)用本發(fā)明的薄板狀磁鐵的情況和為了比較在未應(yīng)用薄板磁鐵的情況下的直流疊加感應(yīng)特性的測量數(shù)據(jù)的圖；圖28是包含本發(fā)明例25的薄板狀磁鐵的電感元件剖面圖。
圖29是組成如圖28所示的電感元件的磁路的磁芯和薄板磁鐵的結(jié)構(gòu)透視圖；圖30是顯示包含本發(fā)明例25的薄板狀磁鐵的電感元件和為了比較而未應(yīng)用薄板磁鐵的情況下電感元件的直流疊加感應(yīng)特性的測量數(shù)據(jù)的圖；具體實施方式
下面將逐一(specifically)描述本發(fā)明的實施例。
本發(fā)明的第一實施例涉及一磁芯，其包含一用作磁偏置磁體的永磁鐵，該永磁鐵布置在磁隙附近，以從該磁隙兩側(cè)向在磁路中包含至少一個磁隙的磁芯提供磁偏置。為了克服上述問題，明確規(guī)定(be specified to)該永磁鐵為由稀土磁鐵粉和樹脂組成的結(jié)合磁體。上述稀土磁鐵粉具有10KOe或更大的固有矯頑力、500℃或更高的居里點、2.5至50μm的粉末平均顆粒直徑，并且磁鐵粉表面覆蓋有無機玻璃。
最好是，用作磁偏置磁鐵的結(jié)合磁體包含30％或更高的體積百分比含量的樹脂，并具有1Ω·cm或更高的電阻率。
上述無機玻璃最好具有400℃或高于400℃但不超過或低于550℃(but550℃orless)的軟化點。
上述結(jié)合磁體最好包含10％或低于10％的重量百分比含量的用于覆蓋上述磁鐵粉的無機玻璃。
上述稀土磁鐵粉最好是Sm2Co17磁鐵粉。
根據(jù)本發(fā)明的本實施例，還涉及一包含上述磁芯的電感元件。在該電感元件中，至少一個線圈的至少一匝與附加到含有磁偏置磁鐵的磁芯上。
該電感元件包括線圈、扼流線圈、變壓器、和其他通常必須包括磁芯和線圈的元件。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，還涉及一插入上述磁芯的永磁鐵。作為對永磁鐵研究的結(jié)果，當(dāng)所用的永磁鐵具有1Ω·cm或更高的電阻率及10KOe或更高的固有矯頑力iHc時可以得到優(yōu)良的直流疊加特性，而且可以形成鐵芯損耗特性不會發(fā)生降級的磁芯。這基于所發(fā)現(xiàn)的如下事實即達到優(yōu)良的直流疊加特性所需的磁鐵特性是固有矯頑力，而不是能量乘積，因此，只要固有矯頑力高，即使使用具有低能量乘積的永磁鐵，也能達到足夠高的直流疊加特性。
具有高電阻率和高固有矯頑力的磁體通?？衫孟⊥两Y(jié)合磁鐵來得到。這類稀土結(jié)合磁鐵通過將稀土磁鐵粉與黏合劑混合、并將得到的混合物模壓成型來制得。當(dāng)然，只要磁鐵粉具有高的固有矯頑力，任何成份都可使用。上述稀土磁鐵粉的種類可以是SmCo-基、NdFeB-基和SmFeN-基的任一種。
考慮到軟熔條件和抗氧化能力，上述磁鐵必須具有500℃或更高的居里點Tc及10KOe或更大的固有矯頑力iHc。因此，在當(dāng)前情況下，Sm2Co17是首選的。
盡管通常使用MnZn鐵或NiZn鐵、壓粉鐵芯、硅鋼片、非晶態(tài)(amorphous)的等等，任但可以采用何具有軟磁特性的材料作為扼流線圈和變壓器的磁芯材料。對磁芯的形狀沒有特別的限制，因此本發(fā)明可被應(yīng)用到各種形狀的磁芯上，例如環(huán)形磁芯、EE型磁芯和EI型磁芯。磁芯在磁路中包括至少一個磁隙，并且永磁鐵被插入到該磁隙中。
盡管當(dāng)縫隙寬度過分減小時，直流疊加特性會降級，而當(dāng)該磁隙寬度過分增加時磁導(dǎo)率會過度減小，因而，必然要限定使形成的縫隙寬度，但是對縫隙寬度沒有特別的限制。盡管為了使磁芯小型化，較薄的用于磁偏置的永磁鐵是優(yōu)選的，但是當(dāng)用于磁偏置的永磁鐵的厚度增加時，偏置效應(yīng)可較容易地得到。當(dāng)然，當(dāng)磁隙小于50μm時，將得不到足夠的磁偏置。因此，用于布置磁偏置永磁鐵的磁隙必須是50μm或更大，從減小磁芯尺寸的觀點來看，該磁隙最好等于或小于10,000μm。
對于將要被插入該磁隙的永磁鐵所需的特性，當(dāng)固有矯頑力是10KOe或更小時，矯頑力由于施加到磁芯上的直流磁場而消失，因此，矯頑力必需是10KOe或更大。電阻率越大越好。然而，只要電阻率等于或大于1Ω·cm，電阻率就不會成為鐵芯損耗降級的主要因素。當(dāng)磁鐵粉的平均最大顆粒直徑為50μm或更大時，鐵芯損耗特性則降級，因此，磁鐵粉的最大平均顆粒直徑優(yōu)選為50μm或小于50μm。當(dāng)該最小顆粒直徑為2.5μm或更小時，由于在磁鐵粉熱處理以及磁芯和電感元件的軟熔過程中磁鐵粉的氧化，磁化強度顯著地減小。因此，顆粒直徑必須等于或大于2.5μm。
關(guān)于由于線圈的發(fā)熱而產(chǎn)生的熱去磁的問題，由于變壓器的預(yù)計最高工作溫度是200℃，如果Tc是500℃或更高，基本上不會發(fā)生什么問題。為了防止鐵芯損耗增加，樹脂的含量以體積計最好至少含30％。當(dāng)用于提高抗氧化性能的無機玻璃具有400℃或更高的軟化點時，在軟熔操作過程中或在最高工作溫度下，無機玻璃薄層不會被破壞，當(dāng)其軟化點是550℃或更低時，磁鐵粉在覆蓋層和熱處理過程中不會明顯出現(xiàn)氧化問題。此外，通過附加無機玻璃，可以得到抗氧化的效果。然而，當(dāng)添加量以重量計超過10％時，由于非磁性材料量的增加而導(dǎo)致直流疊加特性的改善效果降低，因此上限以重量計最好是10％。
下面將描述本發(fā)明第一實施例的例子。
(例1)準(zhǔn)備六種玻璃粉末。這些粉末是具有約350℃軟化點的ZnO-B2O3-PbO(1)、具有約400℃軟化點的ZnO-B2O3-PbO(2)、具有約450℃軟化點的B2O3-PbO、具有約500℃軟化點的K2O-SiO2-PbO、具有約550℃軟化點的SiO2-B2O3-PbO(1)、具有約600℃軟化點的SiO2-B2O3-PbO(2)。每種粉末具有約3μm的顆粒直徑。
通過粉化，Sm2Co17磁鐵粉由燒結(jié)材料被制成為磁鐵粉。即，通過普通粉末冶金工序而制成Sm2Co17燒結(jié)材料。對于制得的燒結(jié)材料的磁特性，其(BH)最大是28MGOe，其矯頑力是25KOe(千奧斯特)。利用顎式粉碎機、圓盤磨碎機等對上述燒結(jié)材料進行粗磨，然后利用球磨機研磨以具有約5.0μm的平均顆粒直徑。
每種制得的磁鐵粉都分別與1％含量的玻璃粉末混合。對每種制得的混合物在氬氣中在高于該玻璃粉末軟化點約50℃的溫度下進行熱處理，因此，磁鐵粉的表面被玻璃覆蓋。利用雙螺旋熱捏合機在330℃將所制得的經(jīng)覆蓋處理過的磁鐵粉與45％體積的作為熱塑樹脂的聚亞苯基硫醚(PPS)進行捏合。隨后，利用熱壓機在330℃的模壓溫度及1t/cm2(噸/平方厘米)壓力下，在沒有磁場的情況下，進行模壓以制造高度為1.5mm的片狀結(jié)合磁鐵。每個制得的片狀結(jié)合磁鐵具有1Ω·cm或更高的電阻率。上述片狀結(jié)合磁鐵被加工成具有與圖1和2中所示的鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同的橫截面形狀。
該結(jié)合磁鐵的磁特性利用磁化曲線描繪器(BH tracer)對試樣測試而測得。通過層壓和黏合適當(dāng)數(shù)量的所制得的片狀結(jié)合磁鐵單獨制備成具有10mm直徑和10mm厚度的試樣。因此，每個結(jié)合磁鐵具有約10KOe或更大的固有矯頑力。
鐵氧體磁芯33是由普通MnZn鐵材料制得的EE磁芯，并具有7.5cm的磁路長度和0.74cm2的有效橫截面積。該EE磁芯的中央鐵芯柱被加工成具有1.5mm的磁隙。如上制得的結(jié)合磁鐵31在4T的磁化磁場中被脈動磁化，其表面磁通量用高斯計測得。此后，結(jié)合磁鐵31插入磁芯33的磁隙部分中。鐵芯損耗特性在室溫下在100KHz和0.1T條件下用由Iwatsu電氣股份有限公司制造的SY-8232交流磁化曲線描繪器(SY-8232 alternating Current BH tracer)測量。此處，在測量中，對于上述每個結(jié)合磁鐵都用相同的鐵氧體磁芯，并且僅當(dāng)磁鐵31改為其他的具有不同種類玻璃覆蓋層的磁鐵時才測量鐵芯損耗。該測量結(jié)果在表1的“熱處理前”列中顯示。
隨后，使這些結(jié)合磁鐵(passed twice)兩次通過具有270℃的最大溫度的軟熔爐(reflow furnace)，接著，以與類似于上面所述的方法測量表面磁通量和鐵芯損耗。其測量結(jié)果顯示在表1的“熱處理后”列中。
表1

正如表1中清楚顯示的那樣，覆蓋層處理溫度為650℃和600℃時的數(shù)據(jù)顯示出當(dāng)覆蓋層處理溫度超過600℃，表面磁通量減小。對于鐵芯損耗而言，當(dāng)覆蓋層處理溫度是400℃時，即用具有350℃軟化點的玻璃成份作為覆蓋層時，表面磁通量在軟熔后降級了。降級的原因被確信為在覆蓋處理中曾經(jīng)覆蓋的具有350℃軟化點的玻璃粉末，在隨后與樹脂的熱捏合過程中再次熔化而剝落。另一方面，對于具有超過600℃軟化點的玻璃，去磁的原因被認(rèn)為是由于覆蓋層處理溫度過分增加，由于磁鐵粉的氧化或磁鐵粉與覆蓋層玻璃的反應(yīng)，磁鐵粉對磁化作用的貢獻降低了。
于是，當(dāng)將交流信號施加到線圈上(在圖2中由35表示)，同時疊加相應(yīng)于80(Oe)直流磁場的直流電時，由電感電容電阻測定計(LCR meter)測出電感L，再根據(jù)磁芯常數(shù)(尺寸)及線圈匝數(shù)計算出磁導(dǎo)率。因此，在磁鐵粉被軟化點在400℃(ZnO-B2O3-PbO(2))至550℃(SiO2-B2O3-PbO(1))范圍內(nèi)的玻璃粉覆蓋、并且磁芯包含含有磁鐵粉并被插入磁隙的結(jié)合磁鐵的情況下，每個磁芯的磁導(dǎo)率是50或更大。另一方面，作為對比例，在磁芯包含沒有插入磁隙的磁鐵的情況下，以及在磁鐵粉被軟化點為350℃(ZnO-B2O3-PbO(1))或600℃(SiO2-B2O3-PbO(2))的玻璃粉覆蓋并且磁芯包含含有上述玻璃粉末并被插入磁隙的結(jié)合磁鐵的情況下，每個磁芯的磁導(dǎo)率非常低，為15。
從上述結(jié)果可以清楚地看出，當(dāng)永磁鐵是利用具有軟化點為400℃或高于400℃但不超過或低于550℃的玻璃粉末覆蓋層的磁鐵粉的結(jié)合磁鐵，該永磁鐵具有1Ω·cm或更大的電阻率，并且該永磁鐵被插入到磁芯的磁隙中時，可以得到優(yōu)良的磁芯，并且該磁芯具有優(yōu)良的不易降級的直流疊加特性及鐵芯損耗特性。
(例2)將磁鐵粉和玻璃粉混合以便得到的每種混合物的玻璃粉末含量的重量百分比為0.1％、0.5％、1.0％、2.5％、5.0％、7.5％、10％或12.5％。上述磁鐵粉是例1中使用的Sm2Co17磁鐵粉，而玻璃粉末是約3μm并具有約500℃的軟化點的SiO2-B2O3-PbO玻璃粉末。所制得的每種混合物在氬氣中在550℃進行熱處理，因此，該磁鐵粉被玻璃覆蓋。上述被玻璃覆蓋的磁鐵粉與50％體積的作為黏合劑的聚酰亞胺樹脂混合，并且將制得的混合物通過刮片方法制成薄片。使制得的薄片干燥以去除溶劑，接著，通過熱壓機被模壓成0.5mm的厚度。
該結(jié)合磁鐵的磁特性利用分別準(zhǔn)備的試樣用與在例1中類似的方法來測量。因此，不管混入磁鐵粉的玻璃粉末量為多少，每個結(jié)合磁鐵都表現(xiàn)出約10KOe或更大的固有矯頑力。此外，作為電阻率測量的結(jié)果，每個結(jié)合磁鐵表現(xiàn)出1Ω·cm或更大的值。
隨后，用與例1類似的方法，使上述片狀結(jié)合磁鐵磁化，并測量表面磁通量。此后，將上述結(jié)合磁鐵插入圖1和2所示的鐵氧體EE型磁芯33的中央鐵芯柱的磁隙中，并且以與例1中類似的方法，將交流電和直流電疊加施加到線圈35上，測得直流疊加特性。比外，與例1中完全類似，使磁芯通過最大溫度為270℃的軟熔爐兩次，再次測量表面磁通量和直流疊加特性。表面磁通量的結(jié)果表示在表2中，直流電疊加特性的結(jié)果表示在表3中。
表2

表3

表2和3清楚地顯示出，當(dāng)附加的玻璃粉末含量以重量計基本上大于0，而小于10％時，可以得到具有抗氧化性和其他優(yōu)良性能的磁鐵。
如上所述，當(dāng)磁芯在磁路中包含至少一個磁隙，待插入該磁隙的用于磁偏置的磁鐵是使用具有10KOe或更大的固有矯頑力iHC、500℃或更高的居里點和2.5至50μm粉末顆粒直徑的稀土磁鐵粉的結(jié)合磁鐵時，可以得到具有優(yōu)良直流疊加特性、鐵芯損耗特性和抗氧化性的磁芯。上述磁鐵粉的表面被無機玻璃覆蓋，結(jié)合磁鐵由磁鐵粉和至少30％體積的樹脂組成，并具有1Ω·cm或更大的電阻率。
下面，將描述本發(fā)明的另一實施例。
本發(fā)明的第二實施例涉及一種磁芯，其包含一用作磁偏置磁體的永磁鐵，該永磁鐵布置在磁隙附近，以從磁隙兩側(cè)向在磁路中包含至少一個磁隙的磁芯提供磁偏置。為了克服上述問題，該永磁鐵被指定為由稀土磁鐵粉和樹脂組成的結(jié)合磁鐵。上述稀土磁鐵粉具有5KOe或更大的固有矯頑力、300℃或更高的居里點、2.0至50μm的粉末平均顆粒直徑，并且磁鐵粉被無機玻璃覆蓋。
最好是，用作磁偏置磁體的結(jié)合磁鐵包含30％體積或更高體積百分含量的前述樹脂，并具有1Ω·cm或更高的電阻率。
上述無機玻璃最好具有200℃或更高但不超過或低于550℃的軟化點。
上述結(jié)合磁鐵最好包含含量為10％重量或更少的用于覆蓋上述磁鐵粉的無機玻璃。
本實施例還涉及一包含前述磁芯的電感元件。在該電感元件中，至少一個線圈被附加到含有磁偏置磁鐵的磁芯上，每個線圈至少具有一匝。
該電感元件包括線圈、扼流線圈、變壓器、和其他通常必須包括磁芯和線圈的元件。
在本實施例中，對于為了克服上述問題而被插入的永磁鐵進行了研究。結(jié)論是，當(dāng)所用的永磁鐵具有1Ω·cm或更高的電阻率及5KOe或更高的固有矯頑力iHc時，可以得到優(yōu)良的直流疊加特性，而且可以形成一具有鐵芯損耗特性不會發(fā)生降級的磁芯。這基于所發(fā)現(xiàn)的如下事實，即得到優(yōu)良的直流疊加特性所需的磁鐵特性是固有矯頑力，而不是能量乘積，因此，只要固有矯頑力高，即使使用能量乘積低的永磁鐵，也能達到足夠好的直流疊加特性。
具有高電阻率和高固有矯頑力的磁鐵通?？赏ㄟ^稀土結(jié)合磁鐵來得到，這類稀土結(jié)合磁鐵通過將稀土磁鐵粉與黏合劑混合、并將得到的混合物模壓成型來制得。當(dāng)然，只要磁鐵粉具有高的固有矯頑力，任何成份都可使用。上述稀土磁鐵粉的種類可以是SmCo-基、NdFeB-基和SmFeN-基的任一種。
盡管，通常使用MnZn鐵或NiZn鐵、壓粉鐵芯、硅鋼片、非晶態(tài)的等等，但可以采用任何具有軟磁特性的材料作為扼流線圈和變壓器的磁芯材料。對磁芯的形狀沒有特別的限制，因此本發(fā)明可被應(yīng)用到各種形狀的磁芯，例如環(huán)形磁芯、EE磁芯和EI磁芯上。上述磁芯在磁路中包括至少一個磁隙，并且永磁鐵被插入到該磁隙中。
盡管當(dāng)縫隙寬度過分減小時，直流疊加特性會降級，而當(dāng)磁隙寬度過分增加時，磁導(dǎo)率會過度減小，因而，待形成的縫隙寬度必然被限定，但是對縫隙寬度沒有特別的限制。盡管為了使磁芯小型化，較薄的用于磁偏置的永磁鐵是優(yōu)選的，但是當(dāng)用于磁偏置的永磁鐵的厚度增加時，偏置效應(yīng)可較容易地得到。當(dāng)然，當(dāng)磁隙小于50μm時，將得不到足夠的磁偏置。因此，用于布置磁偏置的永磁鐵的磁隙必須是50μm或更大，從減小磁芯尺寸的觀點來看，該磁隙最好是10,000μm或更小。
對于將要被插入磁隙中的永磁鐵所需的特性，當(dāng)固有矯頑力是5KOe或更小時，矯頑力由于施加到磁芯上的直流磁場而消失，因此，矯頑力必需是5KOe或更大。電阻率越大越好。然而，只要電阻率是1Ω·cm或更大，電阻率就不會成為鐵芯損耗降級的主要因素。當(dāng)磁鐵粉的平均最大顆粒直徑為50μm或更大時，鐵芯損耗特性則降級，因此，磁鐵粉的最大平均顆粒直徑優(yōu)選為50μm或更小。當(dāng)最小顆粒直徑為2.0μm或更小時，由于磁鐵粉在粉碎過程中的氧化反應(yīng)，磁化強度顯著減小。因此，顆粒直徑必須是2.0μm或更大。
對于由于線圈的發(fā)熱而產(chǎn)生的熱去磁的問題，由于變壓器的預(yù)計最高工作溫度是200℃，如果Tc是300℃或更高，基本上不會發(fā)生任何問題。為了防止鐵芯損耗增加，樹脂含量以體積計最好至少20％。當(dāng)用于提高抗氧化性能的無機玻璃具有250℃或更高的軟化點時，在最高工作溫度下，無機玻璃薄層不會被破壞，當(dāng)軟化點是550℃或更低時，磁鐵粉在覆蓋層和熱處理過程中不會顯著出現(xiàn)氧化問題。此外，通過附加無機玻璃，可以得到抗氧化的效果。然而，當(dāng)添加量按重量計超過10％時，由于非磁性材料量的增加而導(dǎo)致直流疊加特性的改善效果降低，因此其上限按重量計最好是10％。
本發(fā)明第二實施例的例子將在下面被描述。
(例3)準(zhǔn)備六種玻璃粉末。這些粉末是具有約350℃軟化點的ZnO-B2O3-PbO(1)、具有約400℃軟化點的ZnO-B2O3-PbO(2)、具有約450℃軟化點的B2O3-PbO、具有約500℃軟化點的K2O-SiO2-PbO、具有約550℃軟化點的SiO2-B2O3-PbO(1)、具有約600℃軟化點的SiO2-B2O3-PbO(2)。每種粉末具有約3μm的顆粒直徑。
對于Sm2Co17磁鐵粉的準(zhǔn)備，錠料通過普通粉末冶金工序被磨碎和燒結(jié)，從而制成燒結(jié)材料。所制得的燒結(jié)材料被精細(xì)研磨到2.3μm。制得的磁鐵粉的磁特性利用VSM(振動樣品磁強計)測量，結(jié)果是矯頑力iHc為約9KOe。
將每種制得的磁鐵粉分別與1％含量的玻璃粉末混合。每種制得的混合物在氬氣中在高于該玻璃粉末軟化點約50℃的溫度下進行熱處理，因此，磁鐵粉的表面被玻璃覆蓋。利用雙螺旋熱捏合機在220℃將制得的經(jīng)覆蓋處理過的磁鐵粉與按體積計45％的作為熱塑樹脂的6-尼龍(6-nylon)相捏合。隨后，利用熱壓機在220℃的模壓溫度及0.05t/cm2壓力下，在沒有磁場的情況下，進行模壓以制造高度為1.5mm的片狀結(jié)合磁鐵。每個制得的片狀結(jié)合磁鐵具有1Ω·cm或更大的電阻率。上述片狀結(jié)合磁鐵被加工成具有與圖1和2中所示的鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同的橫截面形狀。
結(jié)合磁鐵的磁特性利用磁化曲線描繪器(BH tracer)對試樣測試而測得。通過層壓和黏合適當(dāng)數(shù)量的所制得的片狀結(jié)合磁鐵分別制得具有10mm直徑和10mm厚度的試樣。因此，每個結(jié)合磁鐵具有約9KOe或更大的固有矯頑力。
鐵氧體磁芯33是由普通MnZn鐵材料制得的EE磁芯，并具有7.5cm的磁路長度和0.74cm2的有效橫截面積。EE磁芯的中央鐵芯柱被加工成具有1.5mm的磁隙。如上制得的結(jié)合磁鐵31在4T的磁化磁場中被脈動磁化，其表面磁通量用高斯計測得。此后，結(jié)合磁鐵31被插入該磁隙部分中。用由巖津電氣股份有限公司制造的SY-8232交流磁化曲線描繪器在室溫和100KHz和0.1T條件下測量鐵芯損耗特性。此處，在測量中，對于上述每個結(jié)合磁鐵都用相同的鐵氧體磁芯，并且僅當(dāng)磁鐵31改為其他的具有不同種類玻璃覆蓋層的磁鐵時才測量鐵芯損耗。其測量結(jié)果顯示在表4的“熱處理前”列中。
隨后，由于變壓器的預(yù)計最高工作溫度是200℃，這些結(jié)合磁鐵在200℃的恒溫室中被有效保存30分鐘，接著，以類似于上面描述的方法測量表面磁通量和鐵芯損耗。該測量結(jié)果顯示在表4的“熱處理后”列中。
表4

正如表4中清楚顯示的那樣，覆蓋處理溫度為650℃和600℃時的數(shù)據(jù)顯示出當(dāng)覆蓋層處理溫度超過600℃，表面磁通量則減小。對于任何玻璃成份的覆蓋層沒有觀察到鐵芯損耗降級。因此，對于具有超過600℃軟化點的玻璃，去磁的原因被認(rèn)為是由于覆蓋層處理溫度過分增加，由于磁鐵粉的氧化或磁鐵粉與覆蓋層玻璃的反應(yīng)，磁鐵粉對磁化作用的貢獻降低。
于是，當(dāng)交流信號施加到該線圈上(在圖2中由35表示)，同時疊加相應(yīng)于80(Oe)直流磁場的直流電時，電感L由電感電容電阻測定計(LCR meter)測得，并根據(jù)磁芯常數(shù)(尺寸)及線圈匝數(shù)計算出導(dǎo)磁率。因此，在磁鐵粉被軟化點在350℃(ZnO-B2O3-PbO(1))至550℃(SiO2-B2O3-PbO(1))范圍內(nèi)的玻璃粉覆蓋、并且磁芯包含含有磁鐵粉并被插入該磁隙的結(jié)合磁鐵的情況下，每個磁芯的磁導(dǎo)率是50或更大。另一方面，作為對比例，在磁芯包含沒有插入磁隙的磁鐵的情況下，以及在磁鐵粉被軟化點為600℃(SiO2-B2O3-PbO(2))覆蓋的玻璃粉并且磁芯包含含有上述玻璃粉末并被插入磁隙的結(jié)合磁鐵的情況下，每個磁芯的磁導(dǎo)率非常低，為15。
從上述結(jié)果可以清楚地看出，當(dāng)永磁鐵是用具有軟化點為550℃或更低的玻璃粉末覆蓋層的磁鐵粉的結(jié)合磁鐵，該永磁鐵具有1Ω·cm或更大的電阻率，并且該永磁鐵被插入到磁芯的磁隙中時，可以得到性能優(yōu)良的磁芯，并且該磁芯具有優(yōu)良的不易降級的直流疊加特性及鐵芯損耗特性。
(例4)用還原和擴散方法制得的SmFe粉被細(xì)磨成3μm大小，隨后進行氮化處理，由此，SmFeN粉末作為磁鐵粉被準(zhǔn)備好了。該制得的磁鐵粉的磁特性利用VSM(振動樣品磁強計)測量，結(jié)果是矯頑力iHc為約8KOe。
將制得的上述磁鐵粉和玻璃粉混合，使得到的每種混合物的玻璃粉末含量以重量計分別為0.1％、0.5％、1.0％、2.5％、5.0％、7.5％、10％或12.5％。該玻璃粉末是約3μm并具有約350℃的軟化點的ZnO-B2O3-PbO玻璃粉末。對每種制得的混合物在氬氣中在400℃進行熱處理，因此，磁鐵粉被玻璃覆蓋。將被玻璃覆蓋的磁鐵粉與30％體積的作為黏合劑的環(huán)氧樹脂混合，再將制得的混合物模制(die-molded)成具有與圖1和2所示的鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同橫截面形狀的薄片。制得的薄片在150℃被烘焙(cured)，從而制成結(jié)合磁鐵。
利用分別準(zhǔn)備的試樣用與在例3中類似的方法對這種結(jié)合磁鐵的磁特性進行測量。不管玻璃粉末混入磁鐵粉的量為多少，每個結(jié)合磁鐵都表現(xiàn)出約8KOe的固有矯頑力。此外，作為電阻率測量的結(jié)果，每個結(jié)合磁鐵表現(xiàn)出1Ω·cm或更大的值。
隨后，以與例3類似的方法，使片狀結(jié)合磁鐵磁化，表面磁通量被測得。此后，將結(jié)合磁鐵插入圖1和2所示的鐵氧體EE磁芯33的中央鐵芯柱的磁隙中，并且以與例3中類似的方法，將交流電和直流電疊加施加到線圈35上，從而測得其直流疊加特性。
此外，與例3中完全類似的方法，使這些結(jié)合磁鐵在200℃的恒溫室中大體保存30分鐘，接著再次測量表面磁通量和直流疊加特性。表面磁通量的結(jié)果表示在表5中，直流疊加特性的結(jié)果表示在表6中。
表5

表6

表5和6清楚地顯示出，當(dāng)附加的玻璃粉末含量以重量計基本大于0但小于10％時，可以得到具有抗氧化性和其他優(yōu)良特性的磁鐵。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第二實施例，當(dāng)磁芯在磁路中包含至少一個磁隙，要插入該磁隙的用于磁偏置的磁鐵是使用具有5KOe或更大的固有矯頑力iHC、300℃或更高的居里點Tc和2.0至50μm粉末顆粒直徑的稀土磁鐵粉的結(jié)合磁鐵，磁鐵粉的表面覆蓋無機玻璃，結(jié)合磁鐵由磁鐵粉和至少20％體積的樹脂組成，并具有1Ω·cm或更大的電阻率時，可以得到具有優(yōu)良直流疊加特性、鐵芯損耗特性和抗氧化性的磁芯。
下面將對根據(jù)本發(fā)明的另一實施例進行描述。
本發(fā)明的第三實施例涉及一種具有總厚度為500μm或更小的薄板磁鐵。這種薄板磁鐵由樹脂和分散在樹脂中的磁鐵粉組成。上述樹脂是從由聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚脂樹脂、芳香族聚酰胺、液晶聚合物組成的組中選出，并且樹脂的含量以體積計為30％或更多。
在此，磁鐵粉最好是具有10KOe或更大的固有矯頑力iHc、500℃或更高的居里點Tc及2.5至50μm的粉末顆粒直徑。
對于薄板磁鐵而方，最好磁鐵粉是稀土磁鐵粉，并且表面光澤度(surfaceglossiness)為25％或更高。
薄板磁鐵最好具有20％或更高的壓模壓縮率(molding compressibility)。優(yōu)選磁鐵粉被表面活性劑涂布。
本實施例的薄板磁鐵最好具有0.1Ω·cm或更大的電阻率。
本實施例還涉及一種磁芯，其包括用作磁偏置磁體的永磁鐵，該永磁鐵布置在磁隙附近以從磁隙兩側(cè)向在磁路中至少包含一個磁隙的磁芯提供磁偏置。該永磁鐵被確定為前述薄板磁鐵。
優(yōu)選前述磁隙具有約500μm或更小的縫隙寬度，并且前述的磁偏置磁體具有等于或小于該縫隙寬度的厚度，并在厚度方向上被磁化。
此外，本實施例還涉及具有杰出的直流疊加特性和降低了的鐵芯損耗的、型面高度不大的電感元件。在該電感元件中，至少具有一匝的線圈附加到磁芯上，該磁芯包含作為磁偏置磁體的前述薄板磁鐵。
在本實施例中，對于將具有500μm或更小厚度的薄板磁鐵用作待插入磁芯的磁隙中的磁偏置永磁體的可能性進行了研究。結(jié)論是，當(dāng)所用的薄板磁鐵包含含量為30％體積或更多的指定樹脂、具有0.1Ω·cm或更高的電阻率及10KOe或更高的固有矯頑力iHc時，可以得到優(yōu)良的直流疊加特性，而且可以形成具有鐵芯損耗特性不會發(fā)生降級的磁芯。這基于所發(fā)現(xiàn)的如下事實，即得到優(yōu)良的直流疊加特性所需的磁鐵特性是固有矯頑力，而不是能量乘積，因此，只要固有矯頑力高，即使使用能量乘積低的永磁鐵，也能達到足夠高的直流疊加特性。
具有高電阻率和高固有矯頑力的磁鐵通常可通過稀土結(jié)合磁鐵來得到，稀土結(jié)合磁鐵通過將稀土磁鐵粉與黏合劑混合、并將得到的混合物模壓成型來制得。顯然，只要磁鐵粉具有高的固有矯頑力，任何成份都可使用。該稀土磁鐵粉的種類可以是SmCo-基、NdFeB-基和SmFeN-基的任一種。然而，考慮到在使用中(如軟熔過程中)的熱去磁現(xiàn)象，這類磁鐵必須具有500℃或更高的居里點Tc及10KOe或更大的固有矯頑力iHC。
通過將表面活性劑涂布在磁鐵粉上，在模壓過程中粉末的分布變得非常好，因此，磁鐵的性能得到了改進。因此，可以得到性能優(yōu)良的磁芯。
盡管，通常使用MnZn鐵或NiZn鐵、壓粉鐵芯、硅鋼片、非晶體等等，但是任何具有軟磁特性的材料都可用作扼流線圈和變壓器的磁芯材料。對磁芯的形狀沒有特別限制，因此本發(fā)明可被應(yīng)用到任何形狀的磁芯，例如環(huán)形磁芯、EE形磁芯和EI形磁芯上。上述磁芯在磁路中包括至少一個磁隙，并且薄板磁鐵被插入到該磁隙中。盡管當(dāng)該磁隙寬度過分減小時直流疊加特性會降級，而當(dāng)該磁隙寬度過分增加時磁導(dǎo)率會過度減小，因而待形成的縫隙寬度必然被限定，但是對縫隙寬度沒有特別的限制。為了減小整個磁芯的尺寸，磁隙最好是500μm或更小。
對于將要被插入磁隙中的薄板磁鐵所需的特性，當(dāng)固有矯頑力是10KOe或更小時，矯頑力由于施加到磁芯上的直流磁場而消失，因此，矯頑力必需是10KOe或更大。電阻率越大越好。然而，只要電阻率是0.1Ω·cm或更大，電阻率就不會成為鐵芯損耗降級的主要因素。當(dāng)磁鐵粉的平均最大顆粒直徑為50μm或更大時，鐵芯損耗性能則降級，因此，磁鐵粉的最大平均顆粒直徑優(yōu)選為50μm或更小。當(dāng)最小顆粒直徑為2.5μm或更小時，由于磁鐵粉在其熱處理及軟熔過程中的氧化，磁化強度顯著減小。因此，顆粒直徑必須是2.5μm或更大。
下面將描述本發(fā)明第三實施例的例子。
(例5)利用拉勃塑性磨(Labo Plastomill)作為熱捏合機將Sm2Co17磁鐵粉與聚酰亞胺樹脂熱捏合。從15％體積到40％體積的范圍內(nèi)選取的不同樹脂含量來進行捏合。利用熱壓機嘗試著將制得的熱捏合材料模壓成0.5mm的薄板磁鐵。因此，為了進行模壓，樹脂含量以體積計必須是30％或更高。對于本實施例，上面所進行的描述僅僅涉及含有聚酰亞胺樹脂的薄板磁鐵的結(jié)果。然而，除含聚酰亞胺樹脂的薄板磁鐵外，含有環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚脂樹脂、芳香族聚酰胺、液晶聚合物的薄板磁鐵也可以得出與上面描述相似的結(jié)論。
(例6)利用拉勃塑性磨，每種磁鐵粉和每種樹脂以如下表7所示的成份被熱捏合。工作期間每次拉勃塑性磨的設(shè)定溫度被規(guī)定為高于每種樹脂軟化溫度5℃。
表7

利用拉勃塑性磨熱捏合制得的材料在沒有磁場的情況下被熱壓機模制成0.5mm的薄板磁鐵。該薄板磁鐵被切削成具有與圖1和2所示的E形鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同的橫截面形狀。
然后，如圖1和2所示，EE形鐵芯的中央鐵芯柱被加工成具有0.5mm的磁隙。該EE形磁芯由普通MnZn鐵材料制成，并具有7.5cm的磁路長度和0.74cm2的有效橫截面積。將如上述制得的薄板磁鐵31插入磁隙部分，由此形成具有磁偏置磁鐵31的磁芯。在圖中，參考標(biāo)號31表示薄板磁鐵、參考標(biāo)號33表示鐵氧體磁芯。磁鐵31在磁芯33的磁路方向上被脈沖磁化設(shè)備磁化，線圈35被附加到磁芯33上，在交流磁場頻率為100kHz及疊加磁場為0到200Oe的條件下，用由Hewlet Packerd制造的4284電感電容電阻測試器(4284 LCRmeter)測量電感L。隨后，在軟熔爐中在270℃下保存30分鐘后，再次測量電感L，這種測量重復(fù)五次。此時，施加直流電疊加電流，使直流電疊加產(chǎn)生的磁場的方向與磁偏置磁鐵的磁場方向相反。由測得的電感L、磁芯常數(shù)(磁芯尺寸，等)和線圈的匝數(shù)可計算出磁導(dǎo)率，從而確定直流疊加特性。圖3至7顯示出根據(jù)五次測量，每個磁芯的直流疊加特性。
圖7中清楚地示出，對于插入了由散布在聚丙烯樹脂中的Sm2Co17磁鐵粉制成的薄板磁鐵的磁芯，在第二次測量及隨后的測量中，其直流疊加特性有很大程度的降級。這種降級是由于薄板磁鐵在軟熔過程中的變形造成的。圖6中清楚地示出，對于插入了由散布在聚酰亞胺樹脂中的矯頑力僅4kOe的鋇鐵氧體制成的薄板磁鐵的磁芯，直流疊加特性隨著測量次數(shù)的增加有很大程度的降級。相反，圖3至5中清楚地示出，插入了具有10KOe或更大的矯頑力的磁鐵粉和聚酰亞胺樹脂或環(huán)氧樹脂的薄板磁鐵的磁芯，在重復(fù)測量中沒有觀察到大的變化，并且顯示出非常穩(wěn)定的性能。由前述結(jié)果得知，直流疊加特性降級的原因可被假定為由于鋇鐵氧體薄板磁鐵具有很小的矯頑力，從而在施加到薄板磁鐵上的方向相反的磁場的作用下發(fā)生了磁場強度的降低或磁場強度的反轉(zhuǎn)。對于待插入磁芯的薄板磁鐵而言，當(dāng)該薄板磁鐵具有10KOe或更大的矯頑力時，展現(xiàn)了優(yōu)良的直流疊加特性。盡管本實施例沒有示出，對于除了本實施例以外的組合以及對于通過使用從由聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、芳香族聚酰胺、液晶聚合物組成的組中選出的樹脂制得的薄板磁鐵，肯定能得到類似于前述的效果。
(例7)利用Labo Plasto磨對每種Sm2Co17磁鐵粉和30％體積的聚亞苯基硫醚樹脂進行熱捏合。每種磁鐵粉分別具有1.0μm、2.0μm、25μm、50μm、或55μm的顆粒直徑。每種利用拉勃塑性磨熱捏合制得的材料在沒有磁場的情況下被熱壓機模制成(die molded)0.5mm的薄板磁鐵。上述薄板磁鐵31被切削成具有與E形鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同的橫截面形狀，因此，制得了如圖1和2所示的磁芯。然后，使薄板磁鐵31在磁芯33的磁路方向上被脈沖磁化設(shè)備磁化，線圈35被附加到磁芯33，在室溫和300kHz及0.1T的條件下，用巖津電氣股份有限公司(Iwatsu Electric Co.，Ltd.)制造的SY-8232交流電磁化曲線描繪器測量鐵芯損耗特性。其結(jié)果顯示在表8中。表8清楚地示出，當(dāng)用于薄板磁鐵的磁鐵粉的平均顆粒直徑在2.5至50μm范圍內(nèi)時，展現(xiàn)出卓越的鐵芯損耗特性。
表8

(例8)利用拉勃塑性磨將60％體積的Sm2Co17磁鐵粉和40％體積的聚酰亞胺樹脂熱捏合。當(dāng)壓制壓力改變時，利用熱壓機將所制得的熱捏合材料模壓成0.3mm的模制件。然后，利用脈沖磁設(shè)備在4T進行磁化，從而制成薄板磁鐵。每種制得的薄板磁鐵具有范圍在15％至33％內(nèi)的光澤度，光澤度隨模壓壓力的增加而增加。這些模壓制品被切成1cm×1cm，并且磁通量用TOEI TDF-5數(shù)字磁通量計測量。磁通量和光澤度的測量結(jié)果并排地顯示在表9中。
表9

如表9所示，光澤度為25％或更高的薄板磁鐵表現(xiàn)出杰出的磁特性。其原因是當(dāng)制得的薄板磁鐵具有25％或更高的光澤度時，充填因子(filling factor)變?yōu)?0％或更高。盡管本實施例所描述的僅是利用聚酰亞胺樹脂做的實驗的結(jié)果，對于除聚酰亞胺樹脂以外的從由環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、芳香族聚酰胺、液晶聚合物組成的組中選出的一種樹脂也表現(xiàn)出類似于前述的結(jié)果。
(例9)將Sm2Co17磁鐵粉與由新日本化學(xué)有限公司(New Japan Chemical Co.，Ltd.)制造的RIKACOAT(聚酰亞胺樹脂)混合，并用γ-丁內(nèi)酯作溶劑，得到的混合物用離心脫氣器攪拌5分鐘。然后，用三輥磨進行捏合，從而制得膏體。如果該膏體被干燥，其成份變?yōu)?0％體積的Sm2Co17磁鐵粉和40％體積聚酰亞胺樹脂。溶劑γ-丁內(nèi)酯的混合比例被規(guī)定為與Sm2Co17磁鐵粉和新日本化學(xué)有限公司(New Japan Chemical Co.，Ltd.)制造的RIKACOAT的總和之比為10重量份比70重量份。用刮板方法將制得的膏體制成500μm的生片(green sheet)，并進行干燥。干燥后的生片被切成1cm×1cm，并且當(dāng)壓制壓力改變時，利用熱壓機進行熱壓。制得的模壓制品利用脈沖磁設(shè)備在4T進行磁化，從而制成薄板磁鐵。為了對比，將未經(jīng)熱壓的模制品(molding)也通過磁化而制成薄板磁鐵。此時，以上述混合比例進行生產(chǎn)，不過只要能夠制得可以做成生片的膏體，不同于上面描述的組份和混合比也適用。再用三輥磨捏合，當(dāng)然也可使用不同于三輥磨的均質(zhì)器、混砂機等。每種制得的薄板磁鐵具有范圍在9％至28％內(nèi)的光澤度，光澤度隨壓制壓力的增加而增加。薄板磁鐵的磁通量用TOEITDF-5數(shù)字磁通量計測量，測量結(jié)果顯示在表10中。表10同時并排顯示此時的薄板磁鐵的熱壓壓縮率(＝1-熱壓后的厚度/熱壓前的厚度)的測量結(jié)果。
表10

類似于例8，該結(jié)果清楚地表示出，當(dāng)光澤度為25％或更高時可以表現(xiàn)出杰出的磁特性。其原因也是當(dāng)光澤度為25％或更高時，薄板磁鐵的充填因子變?yōu)?0％或更高。對于壓縮率，由前述結(jié)果可看出當(dāng)壓縮率為20％或更高時，可以表現(xiàn)出杰出的磁特性。
盡管上面的描述涉及到本實施例的利用聚酰亞胺樹脂以規(guī)定的組份和混合比所做的實驗的結(jié)果，對于從由環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、芳香族聚酰胺、液晶聚合物組成的組中選出的一種樹脂，并且混合比與上面所述的不同，也表現(xiàn)出類似于前述的結(jié)果。
(例10)將Sm2Co17磁鐵粉與0.5％重量的作為表面活性劑的磷酸鈉混合。同樣，將Sm2Co17磁鐵粉與0.5％重量的羧甲基纖維素鈉混合，以及將Sm2Co17磁鐵粉與硅酸鈉混合。用拉勃塑性磨將65％體積的每種上述這些混合粉末與35％體積的聚亞苯基硫醚樹脂熱捏合。每種用拉勃塑性磨熱捏合得到的材料被熱壓機模壓成0.5mm厚，從而制得薄板磁鐵。將制得的薄板磁鐵切削具有與同圖1和2所示的例6一樣的E形鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同的橫截面形狀。將用上述方法制得的薄板磁鐵31插入EE形磁芯33的中央鐵芯柱的磁隙部分，從而制得如圖1和2所示的磁芯。然后，使薄板磁鐵31在磁芯33的磁路方向上被脈沖磁化設(shè)備磁化，線圈35被附加到磁芯33上，并在室溫和300kHz及0.1T的條件下，用巖津電氣股份有限公司(Iwatsu Electric Co.，Ltd.)制造的SY-8232交流電磁化曲線描繪器測量鐵芯損耗特性。其結(jié)果顯示在表11中。為了比較，不用表面活性劑，用拉勃塑性磨將65％體積的Sm2Co17磁鐵粉與35％體積的聚亞苯基硫醚樹脂捏合。將熱捏合制得的材料用熱壓機模壓成0.5mm厚，將制得的模制品插入與上述相同的EE形鐵氧體磁芯的中央鐵芯柱的磁隙部分。然后，使其在磁芯的磁路方向上被脈沖磁化設(shè)備磁化，并附加一線圈，然后測量鐵芯損耗。其結(jié)果也并排顯示在表11中。
如表11所示，當(dāng)添加表面活性劑時，表現(xiàn)出杰出的鐵芯損耗特性。其原因是初始顆粒的絮凝被阻止了，并且通過添加表面活性劑，渦流損失減小了。盡管上面的描述涉及本實施例的添加磷酸鹽的結(jié)果，類似于前述結(jié)果，當(dāng)添加除上面所述的表面活性劑以外的表面活性劑時，也表現(xiàn)出杰出的鐵芯損耗特性。
表11

(例11)利用拉勃塑性磨將每種Sm2Co17磁鐵粉和聚酰亞胺樹脂熱捏合。制得的混合物在沒有磁場的情況下被熱壓機壓模成0.5mm厚的薄板磁鐵。此處，通過控制聚酰亞胺樹脂的含量，制得具有0.05、0.1、0.2、0.5或1.0Ω·cm電阻率的各種薄板磁鐵。然后，以類似于例6的方式，將薄板磁鐵加工成具有與圖1和2所示的E型鐵氧體磁芯33的中央鐵芯柱相同的橫截面形狀。再將按上述方法制得的薄板磁鐵31插入由MnZn鐵氧體材料制成并具有7.5cm的磁路長度和0.74cm2的有效截面積的EE形磁芯33的中央鐵芯柱的磁隙部分。用電磁鐵在磁路方向上進行磁化，并附加一線圈35，隨后在室溫和300kHz及0.1T的條件下，用巖津電氣股份有限公司(Iwatsu Electric Co.，Ltd.)制造的SY-8232交流電磁化曲線描繪器測量鐵芯損耗特性。此處，在測量中使用相同的鐵氧體磁芯，并且僅當(dāng)磁鐵改為其他電阻率不同的磁鐵時才測量鐵芯損耗。其測量結(jié)果被顯示在表12中。
表12

表12清楚地示出，當(dāng)磁芯具有0.1Ω·cm或更高的電阻率時，表現(xiàn)出杰出的鐵芯損耗特性。之所以如此的原因是通過增加薄板磁鐵的電阻率渦流損失被降低了。
(例12)每種不同的磁鐵粉與每種不同樹脂以表13中所示的組份捏合、模制、并用下面所述的方法加工，從而制得厚度為0.5mm的試樣。此處，Sm2Co17粉末和鐵氧體粉末是燒結(jié)材料的粉碎粉末。Sm2Fe17N粉末是通過將利用還原和擴散方法制得的Sm2Fe17粉末經(jīng)過氮化處理而制得的粉末。每種粉末都具有約5μm的平均顆粒直徑。每種芳香族聚酰胺樹脂(6T-尼龍)和聚丙烯樹脂都用LaboPlasto磨在氬環(huán)境中分別在300℃(聚酰胺)和250℃(聚丙烯)進行熱捏合，并用熱壓機模壓而制得試樣。將可溶聚酰亞胺樹脂與作為溶劑的γ-丁內(nèi)酯混合，制得的混合物用離心脫氣器攪拌5分鐘以制得膏體。然后用刮板方法制成500μm的生片，并進行干燥和熱壓以制得試樣。在燒杯中攪拌和混合環(huán)氧樹脂，然后模制(die-molded)。此后，試樣在適當(dāng)?shù)墓袒瘲l件(curing conditions)下被制得。所有試樣都具有0.1Ω·cm或更大的電阻率。
將薄板磁鐵切成下面描述的鐵氧體磁芯的中央鐵芯柱的橫截面形狀。鐵芯是由MnZn鐵材料制得的普通EE形磁芯，并具有5.9cm的磁路長度和0.74cm2的有效橫截面積，中央鐵芯柱被加工成具有0.5mm的磁隙。將如上述制得的薄板磁鐵插入磁隙部分，這些元件的設(shè)置如圖1和2所示(參考標(biāo)號31表示薄板磁鐵、參考標(biāo)號33表示鐵氧體磁芯，參考標(biāo)號35表示線圈部分)。
然后，利用脈沖磁化設(shè)備在磁路方向上進行磁化，隨后在交流電磁場頻率為100kHz及直流疊加磁場為35Oe的條件下，用惠普公司(Hewlet Packerd)制造的HP-4284A電感電容電阻測試器(HP-4284A LCR meter)對直流疊加特性、有效磁導(dǎo)率進行測量。
這些磁芯在軟熔爐中在270℃下保存30分鐘，然后在相同的條件下再次測量直流疊加特性。
作為對比例，對磁隙中未插入磁鐵的磁芯進行測量，并得到如下結(jié)果該特性在軟熔前后沒有變化，并且有效磁導(dǎo)率μe為70。
表13顯示了這些結(jié)果，圖8顯示了作為一部分結(jié)果的試樣2和4及對比例的直流疊加特性。不用說，為使直流電偏置磁場的方向與插入時被磁化的磁鐵的磁場方向相反施加疊加直流電。
對于插入加有聚丙烯樹脂的薄板磁鐵的磁芯，由于磁鐵的顯著變形不能進行測量。
對于插入僅具有4kOe矯頑力的鋇鐵氧體薄板磁鐵的磁芯，直流疊加特性在軟熔后大幅度降級。對于插入Sm2Fe17N薄板磁鐵的磁芯，在軟熔后直流疊加特性也大幅度降級。反之，對于插入具有10kOe或更高矯頑力并且Tc高達770℃的Sm2Co17薄板磁鐵的磁芯，沒有觀察到上述特性降級，因此表現(xiàn)出非常穩(wěn)定的特性。
由這些結(jié)果可知，直流疊加特性降級的原因可被假定為由于鋇鐵氧體薄板磁鐵具有很小的矯頑力，從而在施加到該薄板磁鐵上的方向相反的磁場的作用下磁場強度降低或磁場強度反轉(zhuǎn)。上述特性降級的原因被假定為盡管SmFeN磁鐵具有高的矯頑力，但Tc低至470℃，因此出現(xiàn)了熱去磁現(xiàn)象，發(fā)生了熱去磁和相反方向的磁場引起的去磁作用的協(xié)同作用。因此，對于插入磁芯的薄板磁鐵而言，當(dāng)薄板磁鐵具有10kOe或更高的矯頑力及500℃或更高的Tc時，表現(xiàn)出優(yōu)良的直流疊加特性。
盡管在本實施例中沒有說明，當(dāng)組合與本實施例中的描述不同以及當(dāng)所用薄板磁鐵由本發(fā)明范圍內(nèi)的其他樹脂制得時，肯定能達到類似于上面所述的效果。
表13

(例13)用壓力捏合機對于與例12相同的Sm2Co17磁鐵粉(iHc＝15kOe)和可溶的聚酰胺-酰亞胺樹脂(TOYOBO VIROMAX)進行捏合。制得的混合物用行星式混合器進行稀釋和捏合，并用離心式脫氣器攪拌5分鐘以制得膏體。然后，用刮板方法將所制得的膏體制成干燥后厚度為500μm的生片，并被干燥、熱壓，并被加工成具有0.5mm厚度，從而制成薄板磁鐵試樣。此處，如表14所示調(diào)整聚酰胺-酰亞胺樹脂的含量，以使薄板磁鐵具有0.06、0.1、0.2、0.5、1.0Ω·cm的電阻率。然后，將這些薄板磁鐵被切成與例5相同的磁芯的中央鐵芯柱的橫截面形狀，以制備成試樣。
然后，將每個如上所述制得的薄板磁鐵插入與例12相同的EE型磁芯的具有0.5mm縫隙寬度的磁隙中，該磁鐵用脈沖磁化設(shè)備磁化。對于制得的磁芯，在室溫和300kHz及0.1T的條件下，用巖津電氣股份有限公司(Iwatsu ElectricCo.，Ltd.)制造的SY-8232交流電磁化曲線描繪器測量鐵芯損耗特性。此處，在測量中使用相同的鐵氧體磁芯，并且僅在磁鐵改為其他電阻率不同的磁鐵、并被插入和再次被脈沖磁化設(shè)備磁化以后才測量鐵芯損耗。
其測量結(jié)果被顯示在表14中。作為對比例，具有相同磁隙的EE型磁芯在相同測量條件下鐵芯損耗特性為520(kW/m3)。
如表14所示具有0.1Ω·cm或更大電阻率的磁芯表現(xiàn)出杰出的鐵芯損耗特性。之所以如此的原因被假定為通過增加薄板磁鐵的電阻率，渦流損失被減小。
表14

(例14)通過改變粉碎次數(shù)，由具有Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7成份的燒結(jié)磁鐵(iHc＝15kOe)可制得具有不同平均顆粒直徑的磁鐵粉，然后，通過具有不同網(wǎng)目的篩子調(diào)整最大顆粒直徑。
Sm2Co17磁鐵粉與由新日本化學(xué)有限公司(New Japan Chemical Co.，Ltd.)制造的RIKACOAT(聚酰亞胺樹脂)混合，并用γ-丁內(nèi)酯作溶劑，得到的混合物用離心脫氣器攪拌5分鐘，從而制得膏體。如果該膏體被干燥，其成份變?yōu)?0％體積的Sm2Co17磁鐵粉和40％體積的聚酰亞胺樹脂。溶劑γ-丁內(nèi)酯的混合比例被規(guī)定為與Sm2Co17磁鐵粉和新日本化學(xué)有限公司(New Japan ChemicalCo.，Ltd.)制造的RIKACOAT總和之比為10重量份比70重量份。用刮板方法將制得的膏體制成500μm的生片(green sheet)，并進行干燥和熱壓。制得的薄片被切成鐵氧體磁芯中央鐵芯柱的形狀，并且利用脈沖磁化設(shè)備在4T下進行磁化，從而制得薄板磁鐵。這些薄板磁鐵的磁通量用TOEI TDF-5數(shù)字磁通量計測量，測量結(jié)果顯示在表15中。此外，將薄板磁鐵以類似于例12的方式插入鐵氧體磁鐵中，并測量直流疊加特性。隨后，被測量偏置量。偏置量被確定為磁導(dǎo)率和疊加磁場的乘積。
表15

對于具有2.1μm平均顆粒直徑的試樣1，磁通量減小，并且偏置量小。之所以如此的原因被假定為在制備過程中磁鐵粉發(fā)生了氧化。對于具有大的平均顆粒直徑的試樣4，由于磁鐵粉充填因子低而磁通量減小，并且偏置量減小。偏置量減小的原因被確信為由于該磁鐵的表面粗糙度很粗糙，與磁芯的附著力不足，因此磁導(dǎo)系數(shù)降低了。對于具有小顆粒直徑但由于模壓過程中壓力不足而具有大表面粗糙度的試樣5，磁通量由于磁鐵粉的充填因子低而減小，并且偏置量減小。對于含有粗糙顆粒的試樣6，偏置量減小。其原因被確信為表面粗糙。
從這些結(jié)果可清楚地看出，當(dāng)所插入的薄板磁鐵具有2.5μm或更大的磁鐵粉平均顆粒直徑、50μm或更小的最大顆粒直徑及10μm或更小的中心線平均粗糙度時，可以表現(xiàn)出優(yōu)越的直流電疊加特性。
(例15)利用兩種磁鐵粉，每種磁鐵粉通過對錠料的粗磨及隨后的熱處理而制得。一種錠料是Zr含量為0.01原子百分?jǐn)?shù)、并且具有所謂的第二代Sm2Co17磁鐵—Sm(Co0.78Fe0.11Cu0.10Zr0.01)8.2—的成份的Sm2Co17-基錠料，另一種錠料是Zr含量為0.029原子百分?jǐn)?shù)、并且具有所謂的第三代Sm2Co17磁鐵—Sm(Co0.0742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)8.2—的成份的Sm2Co17-基錠料。第二代Sm2Co17磁鐵粉在800℃下經(jīng)歷1.5小時的時效熱處理，第三代Sm2Co17磁鐵粉在800℃經(jīng)歷10小時的時效熱處理。經(jīng)過這些處理，利用VSM測得第二代Sm2Co17磁鐵粉和第三代Sm2Co17磁鐵粉的矯頑力分別為8kOe和20kOe。這些粗磨粉末在有機溶劑中用球磨機進行細(xì)磨以具有5.2μm的平均顆粒直徑，制得的粉末通過具有45μm網(wǎng)眼的篩子，從而制得磁鐵粉。每種制得的磁鐵粉與作為黏合劑的35％體積的環(huán)氧樹脂混合，制得的混合物被模制(die-molded)成具有與例12相同的EE型磁芯的中央鐵芯柱的形狀并且厚度為0.5mm的結(jié)合磁鐵。對分別準(zhǔn)備的具有10mm直徑和10mm厚度的試樣，利用直流電磁化曲線描繪器(BH tracer)測量磁鐵的特性。
其矯頑力幾乎等于粗磨粉末的矯頑力。隨后，將這些磁鐵插入與例12相同的EE型磁芯，并且進行脈沖磁化和附加線圈。接著，在直流電疊加磁場為40Oe及100kHz的條件下利用電感電容電阻測定計(LCR meter)測量有效磁導(dǎo)率。這些磁芯在與軟熔的磁芯相同的條件下被保存，即，這些磁芯在270℃的恒溫室中保存1小時，然后用類似于上面描述的方式測得直流疊加特性。其結(jié)果顯示在表16中。
表16

由表16可清楚地看出，當(dāng)使用具有高矯頑力的第三代Sm2Co17磁鐵粉時，即使在軟熔后也可得到杰出的直流疊加特性。盡管如眾所周知的其最優(yōu)組成比隨合金中的氧含量而變，然而矯頑力的峰值通常在特定的Sm與過渡金屬的比值時出現(xiàn)。對于燒結(jié)材料，最優(yōu)組成比被證實在7.0至8.0范圍內(nèi)變化，對于錠料，該最優(yōu)組成比被證實為在8.0至8.5范圍內(nèi)變化。由上面所述可清楚地看出，當(dāng)其成份是第三代Sm(Cobal.Fe0.15至0.25Cu0.05至0.06Zr0.02至0.03)7.0至8.5時，即使在軟熔條件下，也表現(xiàn)出杰出的直流疊加特性。
(例16)使用例14的試樣3中制得的磁鐵粉。該磁鐵粉具有成份Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7，平均顆粒直徑5μm，最大顆粒直徑45μm。磁鐵粉的表面都覆蓋Zn，具有400℃軟化點的無機玻璃(ZnO-B2O3-PbO)或Zn外加無機玻璃(ZnO-B2O3-PbO)。薄板磁鐵用與例13試樣2相同的方式制得，制得的薄板磁鐵插入Mn-Zn鐵氧體磁芯，用與例12中完全類似的方式測量制得的Mn-Zn鐵氧體磁芯的直流疊加特性。然后，確定偏置量，并用與例13完全相似的方式測得鐵芯損耗特性。比較結(jié)果顯示在表17中。
在此，將Zn與該磁鐵粉混合，然后在500℃在氬環(huán)境中進行2小時的熱處理。除了熱處理溫度是450C以外，用與Zn相同的方式對ZnO-B2O3-PbO進行熱處理。另一方面，為了形成組合層，Zn與磁鐵粉混合并在500℃進行熱處理，從爐中取出制得的粉末，并將上述粉末與ZnO-B2O3-PbO粉末混合，接著，將制得的混合物在450℃下進行熱處理。所制得的粉末與占總體積45％體積的黏合劑(環(huán)氧樹脂)混合，然后，在沒有磁場的條件下進行模制成型(die-molding)。制得的模制物具有與例12相同的鐵芯的中央鐵芯柱的橫截面形狀以及0.5mm高度。將制得的模制物插入磁芯，并利用約10T的脈沖磁場進行磁化。用與例12相同的方式測量直流疊加特性，并且用與例13相同的方式測量鐵芯損耗特性。接著這些磁芯在270℃的恒溫室中保存30分鐘，然后，與上面描述的類似，再測量直流疊加特性及鐵芯損耗特性。作為對比例，用與上述相同的方式將沒有覆蓋層的粉末制成模制物，并且測量其性能。其結(jié)果也顯示在表17中。
從這些結(jié)果可以清楚地看出，盡管沒有覆蓋層的試樣由于熱處理其直流疊加特性和鐵芯損耗特性大幅度降級，但對于覆蓋有Zn、無機玻璃和組合層的試樣，其在熱處理過程中的降級速率與沒有覆蓋層的試樣相比非常小。之所以如此的原因被假定為覆蓋層可阻止磁鐵粉氧化。
對于覆蓋層材料的重量大于10％的試樣，其有效磁導(dǎo)率較低，磁鐵產(chǎn)生的偏置磁場的強度與其他試樣相比大幅度減小。之所以如此的原因被確信為磁鐵粉的含量由于覆蓋層材料量的增加而降低，或者由于磁鐵粉與覆蓋層材料發(fā)生反應(yīng)而使磁化強度降低。因此，當(dāng)覆蓋層材料的量在0.1至10％重量份的范圍內(nèi)時，表現(xiàn)出特別優(yōu)良的性能。
表17

(例17)將例14中試樣3的Sm2Co17磁鐵粉與作為黏合劑的50％體積的環(huán)氧樹脂混合，制得的混合物在2T的磁場中在中央鐵芯柱的頂部和底部方向被模制(die-molded)成型以制得各向異性磁鐵。作為對比例，在沒有磁場的條件下通過模制成型也制得一種磁鐵。然后，以與例12類似的方式將上述每個結(jié)合磁鐵插入MnZn鐵氧體材料，并進行脈沖磁化和附加線圈。接著用電感電容電阻測定儀測量直流疊加特性，并且由磁芯常數(shù)和線圈匝數(shù)計算出磁導(dǎo)率。其結(jié)果顯示在表18中。
在測量完成以后，將這些試樣保持在與軟熔試樣相同的條件下，即將這些試樣在270℃的恒溫室中保存1小時。然后，試樣被冷卻到環(huán)境溫度，并用與上述類似的方式測量直流疊加特性。其結(jié)果也顯示在表18中。
從表18可清楚地看出，與在沒有磁場的條件下壓模成型的磁鐵相比其在軟熔前和軟熔后都表現(xiàn)出杰出的效果。
表18

(例18)將例14試樣3的Sm2Co17磁鐵粉與作為黏合劑的50％體積的環(huán)氧樹脂混合，用與例17所述相似的方式，將制得的混合物在沒有磁場的條件下模制成型以制得厚度為0.5mm的磁鐵。制得的磁鐵被插入MnZn鐵氧體材料中，并以類似于例12的方式進行磁化。這時用于磁化的磁場強度是1、2、2.5、3、5和10T。對于1、2和2.5T，用電磁鐵進行磁化，而對于3、5和10T，用脈沖磁化設(shè)備來進行磁化。隨后，用電感電容電阻測定儀測量其直流疊加特性，并且由磁芯常數(shù)和線圈匝數(shù)計算出磁導(dǎo)率。由這些結(jié)果，用例14中使用的方法來確定偏置量，其結(jié)果顯示在圖9中。
圖9清楚地顯示出，當(dāng)上述磁場為2.5T或更高時可以得到杰出的疊加特性。
(例19)下面將參照圖10和11對包含薄板磁鐵的本實施例的電感元件進行描述。用在電感元件中的磁芯39由MnZn鐵氧體材料制成，并構(gòu)成具有2.46cm的磁路長度和0.394cm2的有效橫截面積的EE形磁芯。厚度為0.16mm的薄板磁鐵43被加工成與E型磁芯39的中央鐵芯柱的橫截面相同的形狀。如圖11所示，模注線圈(molded coil)(樹脂密封線圈(匝數(shù)為4))41被并入(incorporated)該E型磁芯39，薄板磁鐵43被設(shè)置在磁芯磁隙(core gap)部分中，并被另一磁芯39固定，因此，該組件可用作電感元件。
薄板磁鐵43的磁化方向被指定為與模注線圈產(chǎn)生的磁場的方向相反。
針對加入薄板磁鐵的情況以及針對為了比較而未加薄板磁鐵的情況，測量直流電疊加電感特性，其結(jié)果在圖12中由45(前者)和47(后者)表示。
在通過最高溫度為270℃的軟熔爐以后，類似于上面所述方法測量直流疊加電感特性。結(jié)果證明，軟熔后的直流疊加電感特性與軟熔前的相同。
(例20)下面將參照圖13和14對本實施例的另一電感元件進行描述。用在電感元件中的磁芯由MnZn鐵氧體材料制成，并以與例19類似的方式構(gòu)成具有2.46cm的磁路長度和0.394cm2的有效橫截面積的磁芯。只是形成的是EI型磁芯并且該磁芯起電感元件的作用。盡管一個鐵氧體磁芯53的形狀是I型，其安裝步驟與例19的類似。
對于具有薄板磁鐵的磁芯及通過軟熔爐后的磁芯，其直流疊加電感特性與例19中的相同。
(例21)下面將參照圖15和16對本實施例的另一電感元件進行描述。用在電感元件中的磁芯65由MnZn鐵氧體材料制成，并構(gòu)成具有0.02m的磁路長度和5×10-6m2的有效橫截面積的UU型磁芯。如圖16所示，線圈67被附加在線軸63上，并且當(dāng)一對U型磁芯65結(jié)合時，薄板磁鐵69被設(shè)置在磁芯磁隙部分中。薄板磁鐵69被加工成與U型磁芯65的截面(接合部分)相同的形狀，并具有0.2mm的厚度。該組件用作磁導(dǎo)率為4×10-3H/m的電感元件。
薄板磁鐵69的磁化方向被指定為與線圈產(chǎn)生的磁場方向相反。
針對于加入薄板磁鐵的情況以及針對為了比較而未加薄板磁鐵的情況，測量它們的直流疊加電感特性，其結(jié)果在圖17中由71(前者)和73(后者)表示。
前述直流疊加電感特性通常等于構(gòu)成該磁芯的鐵芯的工作磁通量密度的增加量(ΔB)，這將在下面參照附圖18A和18B作補充說明。在圖18A中，參考標(biāo)號75表示傳統(tǒng)的電感元件的磁芯工作區(qū)，圖18B中參考標(biāo)號77表示應(yīng)用本發(fā)明的薄板磁鐵的電感元件的磁芯的工作區(qū)。對于這些圖，在前述的直流疊加電感特性的結(jié)果中，71和77分別相當(dāng)于73和75。通常，電感元件用下述理論公式(1)來表示。
ΔB＝(E·ton)/(N·Ae) (1)
其中，E表示電感元件的外加電壓，ton表示電壓施加時間，N表示電感線圈的匝數(shù)，Ae表示組成該磁芯的鐵芯的有效橫截面積。
從方程(1)可明顯看出，前述工作磁通量密度增加的結(jié)果(ΔB)與匝數(shù)N的倒數(shù)和有效橫截面積Ae的倒數(shù)成比例，同時前者由于電感元件的匝數(shù)減少而引起銅耗降低和電感元件小型化，后者有助于組成磁芯的鐵芯的小型化，從而與前述由于減少匝數(shù)引起的小型化一起可使電感元件大幅度小型化。對于變壓器而言，由于初級和次級線圈的匝數(shù)減少，可取得巨大效果。
此外，輸出功率由方程(2)表示。由該方程可清楚看出，工作磁通量密度(ΔB)的增大可有效地影響輸出功率的增加。
Po＝κ·(ΔB)2·f (2)其中Po表示電感線圈輸出功率，κ表示比例常數(shù)，f表示主振頻率(drivingfrequency)。
對于電感元件的可靠性，通過軟熔爐(最高溫度270℃)后用類似于上面描述的方法測量直流疊加電感特性。結(jié)果證實，軟熔后的直流疊加電感特性與軟熔前的相等。
(例22)下面將參照圖19和20描述另一包含本實施例的薄板磁鐵的電感元件。用在電感元件中的磁芯由MnZn鐵氧體材料制成，并用類似于例21的方式構(gòu)成具有0.02m的磁路長度和5×10-6m2的有效橫截面積的磁芯或構(gòu)成UI型磁芯，從而用作電感元件。如圖20所示，線圈83被附加在線軸85上，并且I型磁芯87與線軸85結(jié)合。然后，將薄板磁鐵91一個接一個地(on a one-by-one basis)設(shè)置在已被線圈纏繞的線軸(從該線軸延伸的I型磁芯87的部分上)的兩個凸緣部分上(對于兩個凸緣總共兩個磁鐵)，然后，U型鐵芯89被并入，從而制成電感元件。薄板磁鐵91被加工成與U型磁芯89的截面(接合部分)相同的形狀，并具有0.1mm的厚度。
對于具有薄板磁鐵的磁芯及通過軟熔爐后的磁芯，其直流疊加電感特性與例21中的相等。
(例23)下面將參照圖21和22描述另一包含本實施例的薄板磁鐵的電感元件。用在電感元件中的四個I型鐵芯95由硅鋼制成，并構(gòu)成具有0.2m的磁路長度和1×10-4m2的有效橫截面積的正方形磁芯。如圖21所示，I型磁芯95一個接一個地插入兩個具有絕緣紙97的線圈99中，其他兩個I型鐵芯95被并入以形成正方形磁路。根據(jù)本發(fā)明，磁芯101被布置在其結(jié)合部分，從而形成具有2×10-2H/m磁導(dǎo)率的正方形磁路，并且用作電感元件。
薄板磁鐵101的磁化方向被指定為與線圈產(chǎn)生的磁場方向相反。
針對附加該薄板磁鐵的情況以及為了對比沒有附加薄板磁鐵的情況，測量它們的直流疊加電感特性。其結(jié)果在圖23中用103(前者)和105(后者)表示。
前述直流疊加電感特性的結(jié)果通常等于構(gòu)成該磁芯的鐵芯的工作磁通量密度的增加量(ΔB)，這將在下面參照附圖24A和24B作補充說明。在圖24A中，參考標(biāo)號107表示傳統(tǒng)的電感元件的磁芯的工作區(qū)，圖24B中參考標(biāo)號109表示應(yīng)用本發(fā)明的薄板磁鐵的電感元件的磁芯的工作區(qū)。對于這些圖，在直流疊加電感特性的上述結(jié)果中，103和105分別相當(dāng)于109和107。通常，電感元件用下述理論公式(1)來表示。
ΔB＝(E·ton)/(N·Ae) (1)其中，E表示電感元件的外加電壓，ton表示電壓施加時間，N表示電感線圈的匝數(shù)，Ae表示組成該磁芯的鐵芯的有效橫截面積。
從方程(1)可明顯看出，前述工作磁通量密度增加的結(jié)果(ΔB)與匝數(shù)N的倒數(shù)和有效橫截面積Ae的倒數(shù)成比例，同時前者由于電感元件的匝數(shù)減少而引起銅耗降低和電感元件小型化，后者有助于組成磁芯的鐵芯的小型化，從而與前述由于減少匝數(shù)引起的小型化一起可使電感元件大幅度小型化。對于變壓器，由于初級和次級線圈的匝數(shù)減少了，會出現(xiàn)巨大的效果。
此外，輸出功率由方程(2)表示。由該方程可清楚看出，工作磁通量密度的增大(ΔB)可有效地影響輸出功率的增加。
Po＝κ·(ΔB)2·f (2)其中Po表示電感線圈輸出功率，κ表示比例常數(shù)，f表示主振頻率(drivingfrequency)。
對于電感元件的可靠性，通過軟熔爐(最高溫度270℃)后用類似于上面描述的方法測量其直流疊加電感特性。結(jié)果證實，軟熔后的直流疊加電感特性與軟熔前的相等。
(例24)
下面將參照圖25和26描述另一包含本實施例的薄板磁鐵的電感元件。該電感元件由一具有矩形凹入部分的正方形鐵芯113、一I型鐵芯115、一其上繞有線圈117的線軸119和薄板磁鐵121組成。如圖26所示，薄板磁鐵121設(shè)置在正方形鐵芯113的矩形凹入部分，即設(shè)置在正方形鐵芯113和I型鐵芯115的接合部分。
此處，前述正方形鐵芯113和I型鐵芯115由MnZn鐵氧體材料制成，構(gòu)成具有兩個并排設(shè)置的相同矩形的形狀并具有6.0cm的磁路長度和0.1cm2的有效橫截面積的磁芯。
該薄板磁鐵121具有0.25mm的厚度及0.1cm2橫截面積，并且薄板磁鐵121的磁化方向被規(guī)定為與線圈產(chǎn)生的磁場的方向相反。
線圈117的匝數(shù)為18匝，針對本實施例的電感元件以及為了對比沒有附加薄板磁鐵的情況，測量直流疊加電感特性。其結(jié)果在圖27中用123(前者)和125(后者)表示。
在通過軟熔爐(最高溫度270℃)以后用類似于上面描述的方法測量直流電疊加電感特性。結(jié)果證實，軟熔后的直流疊加電感特性與軟熔前的相等。
(例25)下面將參照圖28和29描述另一包含本實施例的薄板磁鐵的電感元件。對于該電感元件的結(jié)構(gòu)，線圈131被附加到凸形鐵芯135上，薄板磁鐵133被設(shè)置在凸形鐵芯135的凸出部分的頂面上，并且這些部件被一圓筒形帽狀鐵芯129包覆。薄板磁鐵133具有與該凸出部分的頂面相同的形狀(0.07mm)并具有120μm的厚度。
此處，前述凸出形鐵芯135及圓筒形帽狀鐵芯129由NiZn鐵氧體材料制成，并構(gòu)成具有1.85cm的磁路長度和0.07cm2的有效橫截面積的磁芯。
該薄板磁鐵133的磁化方向被規(guī)定為與線圈產(chǎn)生的磁場的方向相反。
線圈131的匝數(shù)為15匝，針對本實施例的電感元件以及為了對比針對沒有附加薄板磁鐵的情況，測量了直流疊加電感特性。其結(jié)果在圖30中用139(前者)和141(后者)表示。
在通過軟熔爐(最高溫度270℃)以后用類似于上面描述的方法測量直流疊加電感特性。結(jié)果證實，軟熔后的直流疊加電感特性與軟熔前的相等。
權(quán)利要求
1.一種具有0.1Ω·cm或更高電阻率并由包含散布在樹脂中的磁鐵粉的結(jié)合磁鐵組成的永磁鐵，所述磁鐵粉包括用無機玻璃覆蓋的磁鐵粉，它具有5kOe或更高的固有矯頑力、300℃或更高的居里點Tc、以及150μm或更小的粉末顆粒直徑。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁鐵，其特征在于其所包含的無機玻璃含量以重量計為10％或更小。
3.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉具有2.0至50μm的平均顆粒直徑。
4.如權(quán)利要求3所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉具有2.5至25μm的平均顆粒直徑及50μm或更小的最大顆粒直徑。
5.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述無機玻璃具有220℃至500℃的軟化點。
6.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述樹脂的含量以體積計為20％或更多。
7.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉是稀土磁鐵粉。
8.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于壓模壓縮率(moldingcompressibiliy)為20％或更高。
9.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述電阻率為1Ω·cm或更高。
10.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉具有2.5至50μm的平均顆粒直徑。
11.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉具有10kOe或更高的固有矯頑力及500℃或更高的居里點Tc。
12.如權(quán)利要求11所述的永磁鐵，其特征在于所述無機玻璃具有400℃至550℃的軟化點。
13.如權(quán)利要求11所述的永磁鐵，其特征在于所述樹脂的含量以體積計為30％或更大。
14.如權(quán)利要求11所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉是稀土磁鐵粉。
15.如權(quán)利要求11所述的永磁鐵，其特征在于所述壓模壓縮率為20％或更高。
16.如權(quán)利要求11所述的永磁鐵，其特征在于所述電阻率為1Ω·cm或更高。
17.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于其總厚度是10,000μm或更小。
18.如權(quán)利要求17所述的永磁鐵，其特征在于所述總厚度為500μm或更小。
19.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于磁化磁場為2.5T。
20.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于中心線平均粗糙度Ra為10μm或更小。
21.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述永磁鐵通過模制制得。
22.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述永磁鐵通過熱壓制得。
23.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述永磁鐵利用薄膜制備方法，如刮板方法和印刷方法，由樹脂和磁鐵粉的混合覆蓋層制得。
24.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于其具有25％或更高的表面光澤度。
25.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述樹脂是從由聚丙烯樹脂、6-尼龍樹脂、12-尼龍樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂和環(huán)氧樹脂組成的組中選出的至少一種。
26.如權(quán)利要求2所述的永磁鐵，其特征在于所述樹脂是從由聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、芳香族聚酰胺樹脂和液晶聚合物組成的組中選出的至少一種。
27.如權(quán)利要求7所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉是從由SmCo、NdFeB、SmFeN組成的組中選出的一種稀土磁鐵粉。
28.如權(quán)利要求27所述的永磁鐵，其特征在于所述磁鐵粉是Sm-Co磁鐵。
29.如權(quán)利要求28所述的永磁鐵，其特征在于所述SmCo稀土磁鐵粉是由Sm(CobalFe0.15至0.25Cu0.05至0.06Zr0.02至0.03)7.0至8.5表示的合金粉末。
30.一種包含用于磁偏置磁鐵的磁芯，其中用于磁偏置的磁鐵是如權(quán)利要求1所述的永磁鐵，并被布置在磁隙附近以從該磁隙兩側(cè)向所述磁芯提供磁偏置，所述磁芯在磁路中包含至少一個磁隙。
31.一種包含用于磁偏置磁鐵的磁芯，其中用于磁偏置的磁鐵是如權(quán)利要求17所述的永磁鐵，并被布置在磁隙附近以從該磁隙兩側(cè)向所述磁芯提供磁偏置，所述磁芯在磁路中包含至少一個磁隙，其中該磁隙具有約50至10,000μm的磁隙寬度。
32.包含如權(quán)利要求31所述的用于磁偏置的磁鐵的磁芯，其中所述磁隙具有大于500μm的磁隙寬度，所述用于磁偏置的磁鐵具有與所述磁隙寬度相當(dāng)?shù)暮穸取?br> 33.包含如權(quán)利要求31所述的用于磁偏置的磁鐵的磁芯，其中所述磁隙具有500μm或更小的磁隙寬度，用于磁偏置的所述磁鐵具有與所述磁隙寬度相當(dāng)?shù)暮穸取?br> 34.一種包含如權(quán)利要求31所述的用于磁偏置的磁鐵和至少一個具有至少一匝的線圈的電感元件，其中所述至少一個線圈被附加到包含如權(quán)利要求31所述的用于磁偏置的磁鐵的所述磁芯上。
35.一種電感元件，其包括一在磁路中具有至少一個磁隙的磁芯，每個磁隙具有約50至10,000μm的縫隙寬度；一設(shè)置在所述磁隙附近以從所述磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵；一具有附加在所述磁芯上的至少一匝的線圈；其特征在于所述用于磁偏置的磁鐵是一結(jié)合磁鐵，該結(jié)合磁鐵包括樹脂和散布在樹脂中的磁鐵粉，并具有1Ω·cm或更高的電阻率；所述磁鐵粉包括具有5kOe或更高的固有矯頑力、300℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2至50μm的平均顆粒直徑、并用無機玻璃覆蓋層的稀土磁鐵粉；所述稀土磁鐵粉從由Sm-Co磁鐵粉、Nd-Fe-B磁鐵粉及Sm-Fe-N磁鐵粉組成的組中選取。
36.如權(quán)利要求35所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵通過模制成型。
37.如權(quán)利要求36所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵具有20％或更高的壓模壓縮率。
38.如權(quán)利要求35所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵的表面被涂上耐熱樹脂或具有120℃或更高耐熱溫度的耐熱涂層。
39.如權(quán)利要求35所述的電感元件，其特征在于所述無機玻璃具有220℃至550℃的軟化點。
40.如權(quán)利要求35所述的電感元件，其特征在于所述無機玻璃的含量以重量計為10％或更少。
41.如權(quán)利要求35所述的電感元件，其特征在于所述樹脂的含量為20％或更高，并且所述樹脂是從由聚丙烯樹脂、6-尼龍樹脂、12-尼龍樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂和環(huán)氧樹脂組成的組中選取的至少一種。
42.一種經(jīng)過軟熔焊處理的電感元件，包括一在磁路中具有至少一個磁隙的磁芯，每個磁隙具有約50至10,000μm的磁隙寬度；一設(shè)置在所述磁隙附近以從所述磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵；一具有附加在所述磁芯上的至少一匝的線圈；其特征在于所述用于磁偏置的磁鐵是一結(jié)合磁鐵，該結(jié)合磁鐵包括樹脂和散布在樹脂中的磁鐵粉，并具有1Ω·cm或更高的電阻率；所述磁鐵粉包括具有10kOe或更高的固有矯頑力、500℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2.5至50μm的平均顆粒直徑、并用無機玻璃覆蓋的Sm-Co稀土磁鐵粉。
43.如權(quán)利要求42所述的電感元件，其特征在于該所述用于磁偏置的永磁鐵通過模制成型。
44.如權(quán)利要求43所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵具有20％或更高的壓模壓縮率。
45.如權(quán)利要求42所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵的表面被涂上耐熱樹脂或具有270℃或更高耐熱溫度的耐熱涂層。
46.如權(quán)利要求42所述的電感元件，其特征在于所述SmCo稀土磁鐵粉是由Sm(CobalFe0.15至0.25Cu0.05至0.06Zr0.02至0.03)7.0至8.5表示的合金粉末。
47.如權(quán)利要求42所述的電感元件，其特征在于所述無機玻璃具有220℃至500℃的軟化點。
48.如權(quán)利要求42所述的電感元件，其特征在于所述無機玻璃的含量以重量計為10％或更少。
49.如權(quán)利要求42所述的電感元件，其特征在于所述樹脂的含量以體積計為30％或更高，并且所述樹脂是從由聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、芳香族聚酰胺樹脂、液晶聚合物組成的組中選取的至少一種。
50.一種電感元件，包括一在磁路中包含至少一個磁隙的磁芯，該磁隙具有約500μm或更小的磁隙寬度；一設(shè)置在所述磁隙附近以從所述磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵；一具有附加在所述磁芯上的至少一匝的線圈；其特征在于所述用于磁偏置的磁鐵是一結(jié)合磁鐵，該結(jié)合磁鐵包括樹脂和散布在樹脂中的磁鐵粉，并具有0.1Ω·cm或更高的電阻率及500μm或更小的厚度；所述磁鐵粉包括具有5kOe或更高的固有矯頑力、300℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2.0至50μm的平均顆粒直徑的稀土磁鐵粉；所述稀土磁鐵粉從由Sm-Co磁鐵粉、Nd-Fe-B磁鐵粉及Sm-Fe-N磁鐵粉組成的組中選取，并用無機玻璃覆蓋。
51.如權(quán)利要求50所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵通過薄膜制造方法，如刮板方法和印刷方法，由所述樹脂和磁鐵粉的混合物壓模成型。
52.如權(quán)利要求50所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵具有20％或更高的壓模壓縮率。
53.如權(quán)利要求50所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵的表面被涂上耐熱樹脂或具有120℃或更高耐熱溫度的耐熱涂層。
54.如權(quán)利要求50所述的電感元件，其特征在于所述無機玻璃具有220℃至500℃的軟化點。
55.如權(quán)利要求50所述的電感元件，其特征在于在永磁鐵中所述無機玻璃的含量以重量計為10％或更少。
56.如權(quán)利要求50所述的電感元件，其特征在于所述樹脂的含量為20％或更高，并且所述樹脂是從由聚丙烯樹脂、6-尼龍樹脂、12-尼龍樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯樹脂和環(huán)氧樹脂組成的組中選取的至少一種。
57.一種經(jīng)過軟熔焊處理的電感元件，包括一在磁路中具有至少一個磁隙的磁芯，每個磁隙具有約500μm或更小的磁隙寬度；一設(shè)置在所述磁隙附近以從所述磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵；一具有附加在所述磁芯上的至少一匝的線圈；其特征在于所述用于磁偏置的磁鐵是一結(jié)合磁鐵，該結(jié)合磁鐵包括樹脂和散布在樹脂中的磁鐵粉，并具有0.1Ω·cm或更高的電阻率及500μm或更小的厚度；所述磁鐵粉包括具有10kOe或更高的固有矯頑力、500℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2.5至50μm的平均顆粒直徑、并用無機玻璃覆蓋層的Sm-Co稀土磁鐵粉。
58.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵通過薄膜制造方法，如刮板方法和印刷方法，由所述樹脂和磁鐵粉的混合物壓模成型。
59.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵具有20％或更高的壓模壓縮率。
60.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于所述無機玻璃具有220℃至500℃的軟化點。
61.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于在所述永磁鐵中所述無機玻璃的含量以重量計為10％或更少。
62.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于所述用于磁偏置的永磁鐵的表面被涂上耐熱樹脂或具有270℃或更高耐熱溫度的耐熱涂層。
63.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于所述SmCo稀土磁鐵粉是由Sm(CobalFe0.15至0.25Cu0.05至0.06Zr0.02至0.03)7.0至8.5表示的合金粉末。
64.如權(quán)利要求57所述的電感元件，其特征在于所述樹脂的含量以體積計為30％或更高，并且所述樹脂是從由聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、聚亞苯基硫醚樹脂、硅氧烷樹脂、聚酯樹脂、芳香族聚酰胺樹脂、液晶聚合物組成的組中選取的至少一種。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種電感元件,包括:一在磁路中包含至少一個具有約500至10,000μm磁隙寬度的磁隙的磁芯,一設(shè)置在所述磁隙附近以從所述磁隙兩側(cè)提供磁偏置的磁偏置磁鐵,一具有附加在所述磁芯上的至少一匝的線圈。上述用于磁偏置的磁鐵是一結(jié)合磁鐵,該結(jié)合磁鐵包括樹脂和散布在樹脂中的磁鐵粉,并具有1Ω·cm或更高的電阻率。上述磁鐵粉包括具有5kOe或更高的固有矯頑力、300℃或更高的居里點、150μm或更小的最大顆粒直徑、2.0至50μm的平均顆粒直徑、并用無機玻璃覆蓋的稀土磁鐵粉,上述稀土磁鐵粉從由Sm－Co磁鐵粉、Nd－Fe－B磁鐵粉及Sm－Fe－N磁鐵粉組成的組中選取。
文檔編號H01F3/14GK1360319SQ01138160
公開日2002年7月24日 申請日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月30日
發(fā)明者藤原照彥, 石井政義, 保志晴輝, 磯谷桂太, 伊藤透, 安保多美子 申請人:株式會社東金