專利名稱：復(fù)合磁性體、其制造方法及用于其中的Fe－Al－Si系軟磁性合金粉末的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于變壓器芯體、扼流線圈、或磁頭等中的復(fù)合磁性體、其制造方法及用于復(fù)合磁性體中的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末。
近年來，隨著電氣、電子儀器的小型化發(fā)展，要求其磁性材料小型化、高效率。已知，作為用于高頻區(qū)域中的扼流線圈，有鐵氧體磁芯及壓粉磁芯。其中，鐵氧體磁芯的缺點(diǎn)是，其飽和磁通密度較小。另一方面，模鑄金屬磁性粉末制成的壓粉磁芯具有比鐵氧體磁芯大得多的飽和磁通密度，這對磁芯的小型化是有利的。
然而，不能說，壓粉磁芯在磁導(dǎo)率及電力損耗方面優(yōu)于鐵氧體磁芯。因此，在將壓粉磁芯用于扼流線圈及感應(yīng)線圈時，其磁芯損耗較大，導(dǎo)致磁芯溫度上升變大，這又給磁芯的小型化帶來困難。
通常，壓粉磁芯的磁芯損耗由磁滯損耗和渦流損耗所構(gòu)成。其渦流損耗分別與頻率的平方、渦電流的流動數(shù)據(jù)，即，渦流的流經(jīng)長度的平方成正比而增大。為抑止渦電流，將磁性粉末表面覆以電絕緣性樹脂，藉此，可抑止渦電流的發(fā)生。
另一方面，關(guān)于磁滯損耗，由于壓粉磁芯的成形通常是在大于5噸/cm2的成形壓力下進(jìn)行，所以，作為磁性材料，隨著變形增大，其磁導(dǎo)率也劣化，磁滯損耗有增大的傾向。為回避該磁滯損耗增大的傾向，為釋放所述的變形，以往，是進(jìn)行如特開平6-33421714號公報、特開平8-3707號公報、特開平9-125108號公報上所記載的成形后的熱處理。
然而，以往使用Fe-Al-Si系列合金粉末的壓粉磁芯的缺點(diǎn)是隨著溫度上升，其鐵心損耗增大。即，鐵心損耗的溫度系數(shù)在室溫附近處為正，在實(shí)際使用時，變壓器或扼流線圈等因鐵心損耗而發(fā)熱。由此，會產(chǎn)生這樣的問題溫度上升，因該溫度上升而導(dǎo)致的鐵心損耗增大，發(fā)熱也增大，該現(xiàn)象反復(fù)發(fā)生，導(dǎo)致“熱失控”。為了防止上述現(xiàn)象的發(fā)生，很重要的一點(diǎn)是，在實(shí)際使用中，壓粉磁芯應(yīng)具有這樣的溫度特性其在80℃～100℃附近的溫度下的鐵心損耗最小。
通常，F(xiàn)e-Al-Si合金如圖2及圖3所示，具有其結(jié)晶磁性各向異性常數(shù)K0，磁致伸縮常數(shù)0的特性組成，即，在9.6％的Si、5.5％的Al及其余為Fe的組成的鄰近處顯示了陡峭的磁導(dǎo)率峰值。該范圍的組成通常稱為鐵硅鋁磁合金。以往，有人提出了使用Fe-Al-Si系合金粉末的復(fù)合磁性材料。例如，在上述特開平6-342714號公報、特開平8-37107號公報、特開平9-125108號公報上也提出了該項(xiàng)技術(shù)方案。然而，所述技術(shù)方案對鐵心損耗及溫度特性皆未述及。
鐵心損耗的溫度特性取決于磁滯損耗的狀態(tài)、即，磁導(dǎo)率的溫度特性。以往的鐵氧體的磁導(dǎo)率在某一溫度下顯示了極大值，在該溫度下，其損耗極小。這時因?yàn)?，結(jié)晶磁性各向異性常數(shù)K在該溫度下為零，在此溫度下，也最易發(fā)生磁壁移動。因此，可以認(rèn)為磁滯損耗也減小。
另一方面，如

圖1的以往例子所示，由于使用Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的壓粉磁芯，在室溫以上時，其鐵心損耗隨溫度升高單調(diào)增加，因此，很難用于輸出功率特別大的變壓器等。
本發(fā)明系為解決上述以往課提而作，本發(fā)明的目的是提供一種鐵心損耗低、發(fā)熱量小、且具有高磁導(dǎo)率的復(fù)合磁性體及其制造方法；本發(fā)明的目的還在于提供一種可用于所述磁復(fù)合磁性體的磁性合金粉末。
本發(fā)明的復(fù)合磁性體可藉由其磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫下為正的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的使用，使其室溫下鐵心損耗的溫度系數(shù)為負(fù)。藉此結(jié)構(gòu)，可以得到具有高頻域內(nèi)鐵心損耗低的特性、且具有高磁導(dǎo)率的復(fù)合磁性體。
在本發(fā)明的復(fù)合磁性體中，使鐵心損耗最小的最低溫度在80℃以上為宜。又，F(xiàn)e-Al-Si系軟磁性合金粉末的組成以％(重量)計，以4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe的主成份為宜。
本發(fā)明者們經(jīng)研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在使用Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的復(fù)合磁性材料的場合，如以往所說的結(jié)晶磁性各向異性常數(shù)K并不是影響鐵心損耗溫度特性的主要原因，倒是迄今為止未受重視的磁致伸縮常數(shù)λ為主要原因；再有，當(dāng)磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫(約20～30℃附近)下為正時，鐵心損耗的溫度系數(shù)具有負(fù)的斜率。而且，特別是在使用其組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的場合，可以得到其磁導(dǎo)率高、鐵心損耗小、并具有優(yōu)異的溫度特性等的磁芯特性。更好的是，使用其組成以％(重量)計，為5.0％≤Al≤6.5％、8.2％≤Si≤9.2％，其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，藉由該軟磁性合金粉末的使用，可以獲得更加優(yōu)異的性能。
附圖的簡單說明圖1所示為將本發(fā)明的鐵心損耗溫度特性與以往例子的比較圖。
圖2所示為Fe-Al-Si系合金中的最大磁導(dǎo)率μm依賴于Fe、Si及Al濃度的關(guān)系特性圖。
圖3所示為在鐵硅鋁磁合金的中心組成范圍的起始磁導(dǎo)率μi依賴于Fe、Si及Al濃度的關(guān)系特性圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式實(shí)施方式1以下就本發(fā)明的實(shí)施方式1的中復(fù)合磁性體作一說明。
根據(jù)水霧噴散法，制得本實(shí)施方式中的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，使其組成為如表1所示的最終組成。粉體的含氧量皆為2000ppm～3000ppm。將該Fe-Al-Si系系軟磁性合金粉末作振動篩選分級，使其平均粒徑達(dá)50μm，對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合丁縮醛樹脂2重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑。其混合粉末由單軸壓機(jī)，在10噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)狀成型體。其后，在氮?dú)庵小?90℃的溫度下進(jìn)行熱處理后，用硅樹脂浸漬，作成試樣。
磁導(dǎo)率的測定用LCR表，以10KHz的頻率進(jìn)行；又，鐵心損耗的測量系使用交流B-H波形測量儀，用50KHz的測量頻率、0.1T的磁通密度進(jìn)行。上述磁導(dǎo)率及鐵心損耗的測定皆系從20℃至120℃，分別每隔20℃進(jìn)行測定，同時，測得其溫度特性。最小損耗溫度的特性示于表1。但當(dāng)最小損耗溫度在120℃以上，或在20℃以下時，以120℃、20℃時的鐵心損耗及磁導(dǎo)率表示。在本實(shí)施方式中的處理高次諧波失真的有源濾波器用扼流線圈的場合，可以得到如表1所示的、在測定頻率為50KHz、測定磁通密度為0.1T時、鐵心損耗在1000KW/m3以下、磁導(dǎo)率在50以上及最小損耗溫度在80℃以上的令人滿意的特性。
從表1所示結(jié)果可以明白，藉由其組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％、其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的使用，可以得到高磁導(dǎo)率、低鐵心損耗、及優(yōu)異的溫度特性等特性。更好的是，藉由使用其組成以％(重量)計，為5.0％≤Al≤6.5％、8.2％≤Si≤9.2％、其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的使用，可以獲得更加優(yōu)異的性能。
表1
實(shí)施方式2以下就本發(fā)明的實(shí)施方式2作一說明。
由錠塊粉碎法，制得其最終組成為Al6.0％(重量)、Si9.0％(重量)、其余的主成份為Fe的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末。粉體含氧量皆為1000ppm～2000ppm。將該Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末作振動篩選分級，使其平均粒徑達(dá)如表2所示的平均粒徑。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合有機(jī)硅氧烷樹脂5重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑。其混合粉末由單軸壓機(jī)，在7噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)狀成型體。其后，在氮?dú)庵小?20℃的溫度下作熱處理之后，用環(huán)氧樹脂浸漬，作成試樣。
磁導(dǎo)率的測定用LCR表，以10KHz的頻率進(jìn)行；又，鐵心損耗的測量系使用交流B-H波形測量儀，用50KHz的測量頻率、0.1T的磁通密度進(jìn)行。上述磁導(dǎo)率及鐵心損耗的測定皆系從20℃至120℃，分別每隔20℃進(jìn)行測定，同時，測得其溫度特性。最小損耗溫度的特性示于表1。但是，最小損耗溫度在120℃以上，或在20℃以下時，分別以在120℃、20℃時的鐵心損耗、磁導(dǎo)率示之。在本實(shí)施方式中，處理高次諧波失真的有源濾波器用扼流線圈時，可以得到如表1所示的、在測定頻率為50KHz、測定磁通密度為0.1T時，鐵心損耗在1000KW/m3以下、磁導(dǎo)率在50以上及最小損耗溫度在80℃以上的令人滿意的特性。
從表2所示結(jié)果可以明白，藉由將磁性粉末的平均粒徑作成1μm以上、100μm以下，可以降低鐵心損耗，更好的是，藉由將磁性粉末的平均粒徑作成1μm以上、50μm以下，可以進(jìn)一步降低鐵心損耗。
表2
實(shí)施方式3以下就本發(fā)明的實(shí)施方式3作一說明。
由水霧噴散法，使用其最終組成為Al5.8％(重量)、Si8.6％(重量)、其余的主成份為Fe的Fe-Al-Si系系軟磁性合金，作成其平均粒徑為30μm的粉體。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合丁縮醛樹脂1重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑及其平均粒徑為1μm的TiO20.5重量份作為間隙控制材料。對該混合粉末進(jìn)行脫氣混合、粉碎后，制得其粒徑在500μm以下的造粒粉末。所述造粒粉末由單軸壓機(jī)，在12噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)狀成型體。其后，在450℃的溫度下的空氣中作脫粘結(jié)劑處理之后，在氮?dú)庵小?30℃溫度下作熱處理，再以環(huán)氧樹脂浸漬，作成試樣。
磁導(dǎo)率的測定用LCR表，以10KHz的頻率進(jìn)行；又，鐵心損耗的測量系使用交流B-H波形測量儀，用50KHz的測量頻率、0.1T的磁通密度進(jìn)行。上述磁導(dǎo)率及鐵心損耗的測定皆系從20℃至120℃，分別每隔20℃進(jìn)行測定，同時，測得其溫度特性。最小損耗溫度的特性示于表3。
當(dāng)最小損耗溫度≥120℃、或≤20℃時，分別以磁芯在120℃及20℃時的鐵心損耗、磁導(dǎo)率示之。在本實(shí)施方式中，處理高次諧波失真的有源濾波器用扼流線圈的場合，可以得到如表3所示、在測定頻率為50KHz、測定磁通密度為0.1T時，鐵心損耗在1000KW/m3以下、磁導(dǎo)率在50以上及最小損耗溫度在80℃以上的令人滿意的特性。
表3
從表3所示結(jié)果可以明白，將含氧量作成1000ppm以上、8000ppm以下，可以得到高磁導(dǎo)率及進(jìn)一步降低鐵心損耗。
實(shí)施方式4以下就本發(fā)明的實(shí)施方式4作一說明。
由氣體噴霧法，制得本實(shí)施方式中的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，使其最終組成為表4所示。將該Fe-Al-Si系系軟磁性合金粉末作振動篩選分級，使其平均粒徑達(dá)60μm。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合丁縮醛樹脂2重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑。對該混合粉末進(jìn)行由單軸壓機(jī)，在7噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)形狀的成型體。其后，在氮?dú)庵小?10℃溫度下作熱處理，再以聚硅氧烷樹脂浸漬，作成試樣。
磁導(dǎo)率的測定用LCR表，以10KHz的頻率進(jìn)行；又，鐵心損耗的測量系使用交流B-H波形測量儀，用50KHz的測量頻率、0.1T的磁通密度進(jìn)行。上述磁導(dǎo)率及鐵心損耗的測定皆系從20℃至120℃，分別每隔20℃進(jìn)行測定，同時，測得其溫度特性。最小損耗溫度的特性示于表4。
當(dāng)最小損耗溫度≥120℃、或≤20℃時，分別以磁芯在120℃及20℃時的鐵心損耗、磁導(dǎo)率示之。在本實(shí)施方式中、處理高次諧波失真的有源濾波器用扼流線圈的場合，可以得到如表4所示的、在測定頻率為50KHz、測定磁通密度為0.1T時，鐵心損耗在1000KW/m3以下、磁導(dǎo)率在50以上及最小損耗溫度在80℃以上的令人滿意的特性。
表4
從表4所示結(jié)果可以明白，藉由其組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的使用，可以得到高磁導(dǎo)率、低鐵心損耗、及優(yōu)異的溫度特性等特性。更好的是，使用其組成以％(重量)計，為5.0％≤Al≤6.5％、8.2％≤Si≤9.2％，其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，藉由該軟磁性合金粉末的使用，可以獲得更加優(yōu)異的性能。
實(shí)施方式5以下就本發(fā)明的實(shí)施方式5作一說明。
由氣體噴霧法，制得其最終組成為Al6.0％(重量)、Si9.0％(重量)、其余的主成份為Fe的Fe-Al-Si系軟磁性合金。將該Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末作振動篩選分級，使其平均粒徑如表5所示。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合有機(jī)硅氧烷樹脂3重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑。將該混合粉末由單軸壓機(jī)，在9噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)狀成型體。其后，在氮?dú)庵小?30℃溫度下作熱處理，再以環(huán)氧樹脂浸漬，作成試樣。
磁導(dǎo)率的測定用LCR表，以10KHz的頻率進(jìn)行；又，鐵心損耗的測量系使用交流B-H波形測量儀，用50KHz的測量頻率、0.1T的磁通密度進(jìn)行。上述磁導(dǎo)率及鐵心損耗的測定皆系從20℃至120℃，分別每隔20℃進(jìn)行測定，同時，測得其溫度特性。最小損耗溫度的特性示于表1。
當(dāng)最小損耗溫度≥120℃、或≤20℃時，分別以磁芯在120℃及20℃時的鐵心損耗、磁導(dǎo)率示之。在本實(shí)施方式中的、處理高次諧波失真的有源濾波器用扼流線圈的場合，可以得到如表5所示的、在測定頻率為50KHz、測定磁通密度為0.1T時，鐵心損耗在1000KW/m3以下、磁導(dǎo)率在50以上及最小損耗溫度在80℃以上的令人滿意的特性。
表5
從表5所示結(jié)果可以明白，藉由將磁性粉末的平均粒徑作成100μm以下，可以降低鐵心損耗。
更好的是，藉由將磁性粉末的平均粒徑作成50μm以下，可以進(jìn)一步降低鐵心損耗。
實(shí)施方式6以下就本發(fā)明的實(shí)施方式6作一說明。
由氣體噴霧法，使用其最終組成為Al5.8％(重量)、Si8.6％(重量)、其余的主成份為Fe的Fe-Al-Si系系軟磁性合金，作成其平均粒徑為40μm的粉體。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合丁縮醛樹脂1重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑及其平均粒徑為1μm的MgO1重量份作為間隙控制材料。對該混合粉末進(jìn)行脫氣混合、粉碎后，制得其粒徑在500μm以下的造粒粉末。所述造粒粉末由單軸壓機(jī)，在10噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)狀成型體。其后，在450℃的溫度下的空氣中作脫粘結(jié)劑處理之后，在氮?dú)庵?、在如?所示的溫度條件下作熱處理，再以環(huán)氧樹脂浸漬，作成試樣。
磁導(dǎo)率的測定用LCR表，以10KHz的頻率進(jìn)行；又，鐵心損耗的測量系使用交流B-H波形測量儀，用50KHz的測量頻率、0.1T的磁通密度進(jìn)行。上述磁導(dǎo)率及鐵心損耗的測定皆系從20℃至120℃，分別每隔20℃進(jìn)行測定，同時，測得其溫度特性。最小損耗溫度的特性示于表6。
當(dāng)最小損耗溫度≥120℃、或≤20℃時，分別以磁芯在120℃及20℃時的鐵心損耗、磁導(dǎo)率示之。在本實(shí)施方式中的處理高次諧波失真的有源濾波器用扼流線圈的場合，可以得到如表6所示的、在測定頻率為50KHz、測定磁通密度為0.1T時，鐵心損耗在1000KW/m3以下、磁導(dǎo)率在50以上及最小損耗溫度在80℃以上的令人滿意的特性。
表6<
從表6所示結(jié)果可以明白，藉由將熱處理溫度作成500℃以上、900℃以下，可以降低鐵心損耗。更好的是，藉由將熱處理溫度作成650℃～800℃，可以進(jìn)一步降低鐵心損耗。
實(shí)施方式7以下就本發(fā)明的實(shí)施方式7作一說明。
由氣體噴霧法，分別制得其最終組成為Al7.5％(重量)、Si8.5％(重量)、其余的主成份為Fe的Fe-Al-Si系軟磁性合金，和，作為以往比較例的其組成為Al5.4％(重量)、Si9.6％(重量)、其余的主成份為Fe的軟磁性合金粉末。由振動篩選分級，將各個合金粉末的平均粒徑作成40μm。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合有機(jī)硅氧烷樹脂4重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑。該混合粉末由單軸壓機(jī)，在10噸/cm2的成形壓力下，形成其外徑25mm、內(nèi)徑15mm、厚約10mm的圓環(huán)狀成型體。其后，在氮?dú)庵?、?20℃的溫度條件下作熱處理，再以環(huán)氧樹脂浸漬，作成試樣。
圖1顯示了在測定頻率50KHz、測定磁通密度為0.1T時，鐵心損耗的溫度特性。從該特性圖可以明白，本實(shí)施方式中的軟磁性合金粉末在室溫(20℃～30℃附近)的鐵心損耗呈負(fù)的斜率，最小損耗溫度至少為80℃；與此相比，比較例的磁性合金粉末在室溫的鐵心損耗呈正的斜率，最小損耗溫度至少為25℃以下。由此可知，所述合金粉末有在高溫下出現(xiàn)“熱失控”的危險。
實(shí)施方式8以下就本發(fā)明的實(shí)施方式8作一說明。
由水噴霧法，制得本實(shí)施方式中的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，使其組成如表7所示。由振動篩選分級，將Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的平均粒徑作成50μm。對每100重量份的該金屬磁性粉末添加、混合丁縮醛樹脂1.5重量份，作為絕緣性粘結(jié)劑。該混合粉末由單軸壓機(jī)，在10噸/cm2的成形壓力下，形成E字狀和I字狀成型體。其后，在氮?dú)庵?、?00℃的溫度條件下作熱處理，再以環(huán)氧樹脂浸漬，作成試樣。
將該試樣用作筆記本型電腦中的DC/DC轉(zhuǎn)換器的扼流線圈PCC(Power-Choke-Coil)，評價其頻率為200KHz時的狀態(tài)。此時的溫度上升結(jié)果示于表7。
表7
從表7可以明白，在使用其組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe的主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末時，可以將溫度上升控制至30℃以下。
如從上述具體的實(shí)施方式可明白地，本發(fā)明的復(fù)合磁性體系這樣一種復(fù)合磁性體，所述磁性體藉由磁致伸縮常數(shù)λ在室溫下為正的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的使用，可以將室溫下的鐵心損耗的溫度系數(shù)作成負(fù)。由于本發(fā)明的復(fù)合磁性體可將鐵心損耗溫度系數(shù)作成負(fù)的，所以，既使在高頻區(qū)域，也可得到其鐵心損耗低、磁導(dǎo)率高的優(yōu)異的磁特性。又，本發(fā)明的復(fù)合磁性體的鐵心損耗最小的最低溫度以在80℃以上為宜。
本發(fā)明的復(fù)合磁性體由作為Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末的主成份和，包括絕緣性粘結(jié)劑熱處理之后的殘余物或浸漬用樹脂或孔隙等的絕緣物成份所構(gòu)成。所以，從磁特性的觀點(diǎn)考慮，軟磁性合金粉末含量以體積百分比計的70～90％的范圍為宜。又，該軟磁性合金粉末的組成以％(重量)計，以4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe的主成份為宜。另外，該軟磁性合金粉末也可以含有少量的不會對磁特性產(chǎn)生不良影響的雜質(zhì)及添加物。又，該復(fù)合磁性體除了含有作為主成份的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末之外，也可混合有其它的磁性粉末。
所述軟磁性合金粉末較好的是藉由氣體噴霧法或水噴霧法或合金化后的粉碎所得的粉末。粉末形狀可以是球狀、扁平狀、多角形狀中之任一種。粉末的平均粒徑較好的是在1～100μm的范圍，特別好的是，在1～50μm的范圍。如其平均粒徑不到在1μm，則由于其成形密度較小，磁導(dǎo)率低下，所以，不宜使用。較好的是，所述軟磁性合金粉末被厚5nm以上的氧化膜所被覆。藉由該氧化膜的被覆，可以提高絕緣性，進(jìn)一步減少渦流損耗。
本發(fā)明的復(fù)合磁性體的制造方法的特征在于將其磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫下為正的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末與電絕緣性粘結(jié)劑混合、壓縮成形后，在500℃以上、900℃以下的溫度下進(jìn)行熱處理。根據(jù)所述復(fù)合磁性體的制造方法，藉由壓縮成形后的熱處理，可以力求降低渦流損耗及磁滯損耗，獲得具有更加穩(wěn)定的磁特性的復(fù)合磁性體。
在本發(fā)明的制造方法中所使用的絕緣性粘結(jié)劑較好的是選用環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氯乙烯樹脂、丁縮醛樹脂、有機(jī)硅氧烷樹脂中的至少一種。又，由于須在500℃以上、900℃以下的溫度下進(jìn)行熱處理，粘結(jié)劑成份對磁性合金粉末的擴(kuò)散以小為宜。熱處理氣氛可以是在空氣中，但從防止金屬氧化的角度考慮，較理想的是非氧化氣氛。
熱處理后，最好是用絕緣性浸漬劑浸漬。這是因?yàn)?，?00℃以上的溫度下進(jìn)行熱處理時，樹脂等的粘結(jié)劑分解，導(dǎo)致復(fù)合磁性體的機(jī)械強(qiáng)度低下。為此，熱處理后，用絕緣性浸漬劑浸漬，可以提高鐵心強(qiáng)度、防止金屬磁性體生銹，獲得表面高阻化。另外，藉由真空中的浸漬，浸漬劑可進(jìn)人復(fù)合磁性體內(nèi)部，所以，這樣的浸漬更為理想。
本發(fā)明的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，其組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe的主成份。其含氧量在1000ppm以上、8000ppm以下，且其磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫下為正。由于，該軟磁性合金粉末的使用，可以將鐵心損耗的溫度系數(shù)作成負(fù)的，所以，可以制得在高頻范圍鐵心損耗也是低、其磁導(dǎo)率更高的、特性優(yōu)異的磁特性。另外，在含氧量大于1000ppm時其渦流損耗更小。這可以認(rèn)為是金屬磁性粉末的阻值與氧含量同時增大，而使渦流損耗減少的緣故。另一方面，氧含量超過8000ppm時，磁滯損耗增加，所以，整個鐵心損耗增大。
權(quán)利要求
1．一種復(fù)合磁性體，其特征在于，所述磁性體含有磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫下為正的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末，其室溫下鐵心損耗的溫度系數(shù)為負(fù)。
2．如權(quán)利要求1所述的復(fù)合磁性體，其特征在于，所述鐵心損耗最小時的最低溫度在80℃以上。
3．如權(quán)利要求1所述的復(fù)合磁性體，其特征在于，所述軟磁性合金粉末的組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe。
4．如權(quán)利要求1所述的復(fù)合磁性體，其特征在于，所述軟磁性合金粉末系由氣體噴霧法、水噴霧法或熔融合金化后的粉碎法所形成。
5．如權(quán)利要求1所述的復(fù)合磁性體，其特征在于，所述軟磁性合金粉末的平均粒徑在1μm以上、50μm以下。
6．一種復(fù)合磁性體的制造方法，其特征在于，所述復(fù)合磁性體系將磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫下為正的Fe-Al-Si系軟磁性合金粉末與電絕緣性粘結(jié)劑混合、壓縮成形后，在500℃以上、900℃以下的溫度下作熱處理。
7．如權(quán)利要求6所述的復(fù)合磁性體的制造方法，其特征在于，所述軟磁性合金粉末的組成以％(重量)計，為4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余為Fe。
8．如權(quán)利要求6所述的復(fù)合磁性體，其特征在于，所述電絕緣性粘結(jié)劑由環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氯乙烯樹脂、丁縮醛樹脂、有機(jī)硅氧烷樹脂中的至少一種組成。
9．一種Fe-Al-si系軟磁性合金粉末，其特征在于，所述軟磁性合金粉末的組成以％(重量)計，由4.5％≤Al≤8.5％、7.5％≤Si≤9.5％，其余Fe組成，其含氧量在1000ppm以上、8000ppm以下。
10．如權(quán)利要求9所述的Fe-Al-si系軟磁性合金粉末，其特征在于，所述軟磁性合金粉末系由水噴霧法或熔融合金化后的粉碎法所形成。
全文摘要
一種復(fù)合磁性體,系使用其磁致伸縮常數(shù)λ的符號在室溫下為正的Fe－Al－Si系軟磁性合金粉末,使其室溫下鐵心損耗的溫度系數(shù)為負(fù)。所述復(fù)合磁性體具有在高頻域范圍內(nèi)的鐵心損耗低和高磁導(dǎo)率的優(yōu)異的磁特性。
文檔編號H01F1/147GK1224899SQ9812643
公開日1999年8月4日 申請日期1998年12月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月25日
發(fā)明者松谷伸哉, 御堂勇治, 大西一彰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社