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JP6911401B2 - Powder magnetic core - Google Patents
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Description

本発明は圧粉磁心に関し、さらに詳しくは絶縁性の防錆被覆を有する金属磁性材料を含む圧粉磁心に関する。 The present invention relates to a dust core, and more particularly to a powder core containing a metallic magnetic material having an insulating rust preventive coating.

近年、インダクタ、チョークコイル、トランス等といったコイル部品やモーターなどの小型化が求められていることから、フェライトと比較して飽和磁束密度が大きく、直流重畳特性が高磁界まで保たれる金属磁性材料が広く用いられるようになった。金属磁性材料の多くは、Fe系合金で構成されており、金属磁性材料を圧縮成形して得られる圧粉磁心(コア)として広く用いられている。 In recent years, there has been a demand for miniaturization of coil parts such as inductors, choke coils, transformers, and motors. Therefore, a metallic magnetic material having a higher saturation magnetic flux density than ferrite and maintaining DC superimposition characteristics up to a high magnetic field. Has come to be widely used. Most of the metal magnetic materials are composed of Fe-based alloys, and are widely used as powder magnetic cores (cores) obtained by compression molding metal magnetic materials.

圧粉磁心は、様々な環境下で使用され、海浜、海上などの湿潤な環境においても、十分な信頼性、耐久性が求められる。かかる環境下においては、とりわけ高い耐食性、防錆性が要望される。 The dust core is used in various environments, and sufficient reliability and durability are required even in a humid environment such as a beach or the sea. In such an environment, particularly high corrosion resistance and rust prevention are required.

現在、実用化されている圧粉磁心の大部分は、上記のとおりFe系合金で構成されており、水分による浸食を受けやすい。このため、Fe系合金を含む金属磁性材料を用いた機器では、常に錆の発生が危惧される。 Most of the dust cores currently in practical use are composed of Fe-based alloys as described above, and are susceptible to erosion by moisture. For this reason, there is always a concern that rust will occur in equipment using a metallic magnetic material containing an Fe-based alloy.

特許文献1には、耐食性を向上させるCrを含む金属磁性粒子が開示され、さらに金属磁性体粒子の表面にSiO等を含むガラス被膜を形成し、耐食性の向上を図っていることが記載されている。しかし、耐食性を向上させる目的でCrを金属組成に取り込むなどの処置が必須となっており、材料選択の幅を狭めている。また、ガラス被膜は耐食性が低いという問題がある。そのため、十分な耐食性を発現させるためには、ガラス被膜の厚みを大きくする必要がある。その結果、金属磁性粒子間の間隔が広がってしまい、圧粉磁心としての透磁率μが低下してしまうと考えられる。 Patent Document 1 discloses metal magnetic particles containing Cr that improve corrosion resistance, and further describes that a glass film containing SiO 2 and the like is formed on the surface of the metal magnetic particles to improve corrosion resistance. ing. However, for the purpose of improving corrosion resistance, measures such as incorporating Cr into the metal composition are indispensable, and the range of material selection is narrowed. Further, the glass coating has a problem of low corrosion resistance. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the glass coating in order to develop sufficient corrosion resistance. As a result, it is considered that the distance between the metal magnetic particles is widened and the magnetic permeability μ as the dust core is lowered.

また、特許文献2では、内部にコイルが形成された磁性部品をセラミックスおよび樹脂でコーティングすることによって、耐食性を向上させることが記載されている。しかしながら、このようなコーティングを施すには、圧粉磁心を800℃以上の高温で熱処理することが必要となる。圧粉磁心中に絶縁処理した銅の巻き線などを含む場合には、高温に曝されることで巻き線の絶縁性が破壊されてしまうという問題があった。 Further, Patent Document 2 describes that the corrosion resistance is improved by coating a magnetic component having a coil formed therein with ceramics and a resin. However, in order to apply such a coating, it is necessary to heat-treat the dust core at a high temperature of 800 ° C. or higher. When the dust core contains an insulated copper winding or the like, there is a problem that the insulating property of the winding is destroyed by being exposed to a high temperature.

特許文献3では、磁性粒子間の電気的な絶縁を目的として、磁性粒子の表面にMgOを含む層を形成する方法が記載されている。しかしながら、特許文献3に記載の方法では、磁性粒子とMgOとの接合性が弱く、圧粉磁心を成形する際の金型での成形時に、MgOが剥離してしまうことがある。この結果、磁性金属が露出してしまうため、耐食性が著しく低下する。 Patent Document 3 describes a method of forming a layer containing MgO on the surface of magnetic particles for the purpose of electrical insulation between magnetic particles. However, in the method described in Patent Document 3, the bondability between the magnetic particles and MgO is weak, and MgO may be peeled off during molding with a mold when molding the dust core. As a result, the magnetic metal is exposed, so that the corrosion resistance is significantly reduced.

特開2010−62424号公報JP-A-2010-62424 特開2010−118587号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-118587 特表2003−522298号公報Special Table 2003-522298

発錆は酸性または中性環境において進行しやすいため、圧粉磁心の発錆を防止するためには、圧粉磁心内部および圧粉磁心表面をアルカリ性にすることが有効と考えられる。この観点から、磁性粒子表面をMgOで被覆する特許文献3の教示は、有望と考えられる。しかし、上記のとおり、特許文献3の方法では、磁性粒子とMgO被覆層の接合性が低いため、圧粉磁心の成形時に被覆層が剥落し、耐食性が低下する問題があった。 Since rusting tends to proceed in an acidic or neutral environment, it is considered effective to make the inside of the dust core and the surface of the dust core alkaline in order to prevent rusting of the dust core. From this point of view, the teaching of Patent Document 3 in which the surface of magnetic particles is coated with MgO is considered to be promising. However, as described above, in the method of Patent Document 3, since the bondability between the magnetic particles and the MgO coating layer is low, there is a problem that the coating layer is peeled off during molding of the dust core and the corrosion resistance is lowered.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、耐食性、耐久性の良好な圧粉磁心を提供することである。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is to provide a dust core having good corrosion resistance and durability.

本発明者らは、圧粉磁心を構成する金属磁性粒子の耐食性、特に防錆性について検討した結果、錆は酸性または中性環境において進行しやすいことに着目し、圧粉磁心を構成する金属磁性粒子の表面をアルカリ性とするために、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜で被覆することに検討した。また、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜と金属磁性粒子の間に、Fe系酸化物中間膜を設けることによって、アルカリ土類金属を含有するセラミック層と金属磁性粒子の接合性を向上させた。このことにより、圧粉体成形時におけるアルカリ土類金属を含有するセラミック層の剥落が抑制され、圧粉磁心のクラックも低減され、圧粉磁心が良好な耐食性、耐久性を示すことを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of examining the corrosion resistance, especially the rust prevention property, of the metal magnetic particles constituting the dust core, the present inventors have focused on the fact that rust easily progresses in an acidic or neutral environment, and the metals constituting the dust core. In order to make the surface of the magnetic particles alkaline, it was examined to coat them with a ceramic film containing an alkaline earth metal. Further, by providing an Fe-based oxide interlayer film between the ceramic film containing the alkaline earth metal and the metal magnetic particles, the bondability between the ceramic layer containing the alkaline earth metal and the metal magnetic particles was improved. .. As a result, it was found that the peeling of the ceramic layer containing an alkaline earth metal during compaction molding is suppressed, cracks in the dust core are also reduced, and the dust core exhibits good corrosion resistance and durability. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下の要旨を含む。
(1)アルカリ土類金属を含むセラミックス膜で被覆された金属磁性材料を含む圧粉磁心であって、前記アルカリ土類金属を含む膜が10〜500nmの平均厚みを有し、
前記アルカリ土類金属を含む膜と前記金属磁性材料との間に、Fe系酸化物中間膜が存在していることを特徴とする圧粉磁心。
(2)前記Fe系酸化物中間膜が1〜50nmの平均厚みを有する(1)に記載の圧粉磁心。
(3)前記アルカリ土類金属を含む膜と前記Fe系酸化物中間膜との間にSi系酸化膜が存在している(1)または(2)に記載の圧粉磁心。
(4)前記Si系酸化膜が5〜30nmの平均厚みを有する(3)に記載の圧粉磁心。
(5)前記金属磁性粒子が、Feを含む(1)〜(4)のいずれかに記載の圧粉磁心。
(6)前記金属磁性粒子が、Feに加え、さらにSiを含む(5)に記載の圧粉磁心。
That is, the present invention includes the following gist.
(1) A dust core containing a metallic magnetic material coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal, wherein the film containing the alkaline earth metal has an average thickness of 10 to 500 nm.
A dust core characterized in that an Fe-based oxide interlayer film is present between the film containing an alkaline earth metal and the metal magnetic material.
(2) The dust core according to (1), wherein the Fe-based oxide interlayer film has an average thickness of 1 to 50 nm.
(3) The dust core according to (1) or (2), wherein a Si-based oxide film is present between the film containing the alkaline earth metal and the Fe-based oxide intermediate film.
(4) The dust core according to (3), wherein the Si-based oxide film has an average thickness of 5 to 30 nm.
(5) The dust core according to any one of (1) to (4), wherein the metal magnetic particles contain Fe.
(6) The dust core according to (5), wherein the metal magnetic particles further contain Si in addition to Fe.

本発明では、金属磁性材料とアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜がFe系酸化物中間層を介して接合しているため、圧縮成形を行なってもアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜が剥落せず、得られる圧粉磁心は良好な耐食性、耐久性を示す。 In the present invention, since the ceramic film containing the metallic magnetic material and the alkaline earth metal is bonded via the Fe-based oxide intermediate layer, the ceramic film containing the alkaline earth metal is peeled off even if compression molding is performed. The obtained dust core shows good corrosion resistance and durability.

また、Fe系酸化物中間膜の厚みを50nm以下とすることで、透磁率の低下も抑制される。 Further, by setting the thickness of the Fe-based oxide interlayer film to 50 nm or less, a decrease in magnetic permeability can be suppressed.

さらに、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜とFe系酸化物中間膜との間にSi系酸化膜を介在させることで、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜とFe系酸化物中間膜との間に生じているわずかな空間が補填されるため、耐食性がより向上する。Si系酸化物膜の厚みを30nm以下とすることで、透磁率の低下も抑制される。 Further, by interposing a Si-based oxide film between the ceramic film containing an alkaline earth metal and the Fe-based oxide intermediate film, the ceramic film containing the alkaline earth metal and the Fe-based oxide intermediate film can be separated from each other. Corrosion resistance is further improved because the small space created between them is filled. By setting the thickness of the Si-based oxide film to 30 nm or less, a decrease in magnetic permeability can be suppressed.

以下、本発明を、具体的な実施形態に基づき説明するが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変は許容される。 Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments, but various modifications are permitted without departing from the gist of the present invention.

(圧粉磁心)
本実施形態に係る圧粉磁心は、絶縁性の防錆被覆を有する金属磁性材料を含み、通常は結合剤として少量の樹脂を含む。金属磁性材料を構成する複数の金属磁性粒子同士が樹脂を介して結合することにより所定の形状に成形されてなる。
(Powder magnetic core)
The dust core according to the present embodiment contains a metallic magnetic material having an insulating rust preventive coating, and usually contains a small amount of resin as a binder. A plurality of metallic magnetic particles constituting the metallic magnetic material are bonded to each other via a resin to be formed into a predetermined shape.

このような圧粉磁心は、コイル型電子部品の磁心として好適に用いられる。たとえば、所定形状の圧粉磁心内部に、ワイヤが巻回された空芯コイルが埋設されたコイル型電子部品であってもよいし、所定形状の圧粉磁心の表面にワイヤが所定の巻き数だけ巻回されてなるコイル型電子部品であってもよい。ワイヤが巻回される磁心の形状としては、FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、ドラム型、トロイダル型、ポット型、カップ型等を例示することができる。 Such a dust core is preferably used as a magnetic core of a coil type electronic component. For example, it may be a coil-type electronic component in which an air-core coil around which a wire is wound is embedded inside a dust core having a predetermined shape, or a wire may be wound on the surface of a dust core having a predetermined shape. It may be a coil-type electronic component that is simply wound. Examples of the shape of the magnetic core around which the wire is wound include an FT type, an ET type, an EI type, a UU type, an EE type, an ER type, a UI type, a drum type, a toroidal type, a pot type, and a cup type. can.

(金属磁性材料)
本実施形態に係る圧粉磁心を構成する金属磁性材料は、形状は特に限定はされないが、通常は粒子状である。本実施形態では、金属磁性材料の粒子径には特に制限はないが、粒子径の中央値(D50)は1μm〜100μmであると、透磁率が高いという点で好ましい。なお、上記の粒子径は、後述するセラミックス膜等の被膜を有する粒子について粒子径を意味する。
(Metallic magnetic material)
The metal magnetic material constituting the dust core according to the present embodiment is not particularly limited in shape, but is usually in the form of particles. In the present embodiment, the particle size of the metal magnetic material is not particularly limited, but the median particle size (D50) of 1 μm to 100 μm is preferable in that the magnetic permeability is high. The above particle size means the particle size of particles having a film such as a ceramic film described later.

金属磁性材料は、特に限定はされないが、好ましくは軟磁性粒子であり、また耐食性、防錆性の向上が求められるFe系軟磁性粒子であれば、本発明の効果が特に有効に作用する。Fe系磁性粒子は、具体的には、純鉄、Fe系合金、Fe−Si系合金、Fe−Al系合金、Fe−Ni系合金、Fe−Si−Al系合金、Fe−Co系合金、Fe系アモルファス合金、Fe系ナノ結晶合金等が例示され、純鉄またはFe−Si系合金であることがより好ましい。 The metal magnetic material is not particularly limited, but is preferably soft magnetic particles, and the effect of the present invention works particularly effectively as long as it is Fe-based soft magnetic particles that are required to have improved corrosion resistance and rust prevention. Specifically, the Fe-based magnetic particles include pure iron, Fe-based alloys, Fe-Si-based alloys, Fe-Al-based alloys, Fe-Ni-based alloys, Fe-Si-Al-based alloys, and Fe-Co-based alloys. Examples thereof include Fe-based amorphous alloys and Fe-based nanocrystalline alloys, and pure iron or Fe—Si based alloys are more preferable.

好ましい金属磁性材料であるFe−Si系合金では、FeおよびSiの含有量が合計80重量%以上である。また、FeとSiとの比率には特に制限はないが、重量比でSi/Fe=0/100〜10/90であると、飽和磁荷が高くなり好ましい。 In the Fe—Si based alloy, which is a preferable metallic magnetic material, the total content of Fe and Si is 80% by weight or more. Further, the ratio of Fe and Si is not particularly limited, but when the weight ratio is Si / Fe = 0/100 to 10/90, the saturated magnetic charge becomes high, which is preferable.

本実施形態では、金属磁性材料は、材質が同じ金属磁性粒子から構成されていてもよいし、材質が異なる複数種の金属磁性粒子が混在して構成されていてもよい。たとえば、金属磁性材料は、Fe系合金粒子と、Fe−Si系合金粒子との混合物であってもよい。 In the present embodiment, the metal magnetic material may be composed of metal magnetic particles of the same material, or may be composed of a mixture of a plurality of types of metal magnetic particles having different materials. For example, the metal magnetic material may be a mixture of Fe-based alloy particles and Fe—Si-based alloy particles.

金属磁性材料の作製方法には特に制限はないが、例えばガスアトマイズ法、水アトマイズ法などが挙げられる。 The method for producing the metallic magnetic material is not particularly limited, and examples thereof include a gas atomizing method and a water atomizing method.

(被覆部およびその形成法)
本実施形態では、金属磁性材料は、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜で被覆されてなり、該アルカリ土類金属を含むセラミックス膜と、金属磁性粒子とがFe系酸化物中間層を介して接合していることを特徴とする。
(Coating part and its forming method)
In the present embodiment, the metallic magnetic material is coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal, and the ceramic film containing the alkaline earth metal and the metal magnetic particles are bonded via an Fe-based oxide intermediate layer. It is characterized by doing.

本実施形態では、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜は、アルカリ土類金属を含む無機化合物からなり、具体的には、アルカリ土類金属の酸化物または複合酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のリン酸塩等が例示される。中でも、アルカリ土類金属の酸化物が好ましい。 In the present embodiment, the ceramic film containing an alkaline earth metal is composed of an inorganic compound containing an alkaline earth metal, specifically, an oxide or composite oxide of the alkaline earth metal, or a hydroxide of the alkaline earth metal. Examples thereof include objects, carbonates of alkaline earth metals, halides of alkaline earth metals, and phosphates of alkaline earth metals. Of these, oxides of alkaline earth metals are preferable.

また、アルカリ土類金属としては、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)およびBa(バリウム)が例示され、本実施形態では、Mgが特に好ましい。 Further, examples of the alkaline earth metal include Mg (magnesium), Ca (calcium) and Ba (barium), and Mg is particularly preferable in this embodiment.

アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜は、アルカリ土類金属を含む無機化合物のみから構成されていてもよいし、アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物を含んでいても良い。アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物は、無機化合物であってもよいし、有機化合物であってもよい。本実施形態では、アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物として、リン酸塩、Alを含有する酸化物、Siを含有する酸化物等が例示され、Alを含有する酸化物(アルミナ)が特に好ましい。アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物は、膜中に30質量%未満の割合で含まれていても良い。 The ceramic film containing the alkaline earth metal may be composed of only the inorganic compound containing the alkaline earth metal, or may contain a compound other than the inorganic compound containing the alkaline earth metal. The compound other than the inorganic compound containing an alkaline earth metal may be an inorganic compound or an organic compound. In the present embodiment, as compounds other than the inorganic compound containing an alkaline earth metal, phosphates, oxides containing Al, oxides containing Si and the like are exemplified, and oxides containing Al (alumina) are used. Especially preferable. Compounds other than inorganic compounds containing alkaline earth metals may be contained in the film in a proportion of less than 30% by mass.

本実施形態で「被覆されている」とは、金属磁性材料表面にアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜が形成されている態様を示す。アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜は、後述するFe系酸化物中間膜を介して金属磁性材料上に形成されてなる。なお、Fe系酸化物中間膜は、金属磁性材料上の全面に形成されていてもよく、部分的に形成されていてもよい。アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜は、金属磁性材料の表面が露出しないように、全面を覆っていることが好ましい。さらに、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜は粒子の表面を連続的に覆っていてもよいし、断続的に覆っていてもよい。 In the present embodiment, "coated" means an embodiment in which a ceramic film containing an alkaline earth metal is formed on the surface of a metallic magnetic material. The ceramic film containing an alkaline earth metal is formed on the metal magnetic material via an Fe-based oxide interlayer film described later. The Fe-based oxide interlayer film may be formed on the entire surface of the metal magnetic material, or may be partially formed. The ceramic film containing an alkaline earth metal preferably covers the entire surface so that the surface of the metallic magnetic material is not exposed. Further, the ceramic film containing an alkaline earth metal may continuously cover the surface of the particles or may intermittently cover the surface of the particles.

アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜の平均厚みは、10〜500nm、好ましくは10〜100nm、さらに好ましくは30〜90nmの範囲にある。アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜の厚みが薄過ぎると十分な耐食性が得られない。また厚過ぎると圧粉磁心の強度が低下してしまう。このことは、圧粉磁心におけるクラックの発生要因となり、耐久性が低下することがある。さらにアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜が厚いと金属磁性材料間の間隔が広がってしまい、圧粉磁心としての透磁率μが低下することがある。 The average thickness of the ceramic film containing an alkaline earth metal is in the range of 10 to 500 nm, preferably 10 to 100 nm, and more preferably 30 to 90 nm. If the thickness of the ceramic film containing an alkaline earth metal is too thin, sufficient corrosion resistance cannot be obtained. If it is too thick, the strength of the dust core will decrease. This causes cracks in the dust core and may reduce durability. Further, if the ceramic film containing the alkaline earth metal is thick, the distance between the metal magnetic materials may be widened, and the magnetic permeability μ as the dust core may decrease.

本実施形態に係る圧粉磁心が良好な耐食性を有する理由は、必ずしも明らかではないが、たとえば、以下のように推測される。すなわち、金属磁性材料を被覆するアルカリ土類金属を含むセラミックス膜により、金属磁性材料の表面近傍の環境が適度にアルカリ性に制御されると考えられる。その結果、圧粉磁心の表面または内部に水分、特に塩分を含む水分が存在している場合であっても、金属磁性粒子の酸化(錆の進行)が抑制され、良好な耐食性、特に防錆性を示す。 The reason why the dust core according to the present embodiment has good corrosion resistance is not necessarily clear, but it is presumed as follows, for example. That is, it is considered that the environment near the surface of the metallic magnetic material is appropriately controlled to be alkaline by the ceramic film containing the alkaline earth metal that coats the metallic magnetic material. As a result, even when water, especially water containing salt, is present on or inside the dust core, oxidation of the metal magnetic particles (progression of rust) is suppressed, and good corrosion resistance, especially rust prevention. Show sex.

金属磁性粒子の表面が、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜により被覆されていることを判断する方法としては、被覆部に含まれる金属元素の量を定量的に測定できる方法を用いることが好ましい。本実施形態では、圧粉磁心の断面を掘削加工し、薄片を切り出し、TEM−EDS観察によって、元素マッピングを行う。得られた元素マッピングのうち、アルカリ土類金属の組成マッピング画像より、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜の存在および厚みを確認する。具体的方法は、後述する。 As a method for determining that the surface of the metal magnetic particles is covered with a ceramic film containing an alkaline earth metal, it is preferable to use a method capable of quantitatively measuring the amount of metal elements contained in the coated portion. In the present embodiment, the cross section of the dust core is excavated, flakes are cut out, and element mapping is performed by TEM-EDS observation. Among the obtained element mappings, the presence and thickness of the ceramic film containing the alkaline earth metal is confirmed from the composition mapping image of the alkaline earth metal. The specific method will be described later.

アルカリ土類金属を含むセラミックス膜は、Fe系酸化物中間膜を介して金属磁性材料上に形成されてなる。すなわち、金属磁性材料表面にFe系酸化物中間膜を形成した後に、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜が形成されていることが好ましい。Fe系酸化物中間膜は、金属磁性材料上の全面に形成されていてもよく、部分的に形成されていてもよい。 The ceramic film containing the alkaline earth metal is formed on the metal magnetic material via the Fe-based oxide interlayer film. That is, it is preferable that a ceramic film containing an alkaline earth metal is formed after the Fe-based oxide interlayer film is formed on the surface of the metal magnetic material. The Fe-based oxide interlayer film may be formed on the entire surface of the metal magnetic material, or may be partially formed.

Fe系酸化物中間膜は、Feを含有する酸化物膜であり、たとえばFe、FeO等の酸化鉄により形成されている。Fe系酸化物中間膜の平均厚みは、好ましくは1〜50nm、さらに好ましくは10〜30nm、特に好ましくは15〜25nmの範囲にある。 The Fe-based oxide interlayer film is an oxide film containing Fe, and is formed of, for example, iron oxide such as Fe 2 O 3 and Fe O. The average thickness of the Fe-based oxide interlayer film is preferably in the range of 1 to 50 nm, more preferably 10 to 30 nm, and particularly preferably 15 to 25 nm.

アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜と金属磁性材料との間に、Fe系酸化物中間膜を介在させることで、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜がFe系酸化物中間膜を介して金属磁性材料に強固に接合され、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜が剥がれづらくなり、圧粉磁心の耐食性が向上する。またFe系酸化物中間膜の厚みが50nm以下であれば、金属磁性材料間の間隔が過度に離間しないため、圧粉磁心としての透磁率μの低下も抑制される。 By interposing an Fe-based oxide interlayer film between the ceramic film containing an alkaline earth metal and the metal magnetic material, the ceramic film containing an alkaline earth metal is made of a metal via the Fe-based oxide interlayer film. It is firmly bonded to the magnetic material, the ceramic film containing the alkaline earth metal is hard to peel off, and the corrosion resistance of the dust core is improved. Further, when the thickness of the Fe-based oxide interlayer film is 50 nm or less, the distance between the metal magnetic materials is not excessively separated, so that the decrease in the magnetic permeability μ as the dust core is suppressed.

アルカリ土類金属を含むセラミックス膜は、Fe系酸化物中間膜の表面に直接形成されていてもよいが、Si系酸化物膜を介してFe系酸化物中間膜上に形成されていてもよい。すなわち、Fe系酸化物中間膜上にさらにSi系酸化物膜を形成した後に、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜が形成されていてもよい。 The ceramic film containing an alkaline earth metal may be formed directly on the surface of the Fe-based oxide interlayer film, or may be formed on the Fe-based oxide interlayer film via the Si-based oxide film. .. That is, a ceramic film containing an alkaline earth metal may be formed after the Si-based oxide film is further formed on the Fe-based oxide intermediate film.

Si系酸化物膜は、Siを含有する酸化物膜であり、たとえばSiO等の酸化ケイ素により形成されている。Si系酸化物膜の平均厚みは、好ましくは5〜30nm、さらに好ましくは8〜20nmの範囲にある。 The Si-based oxide film is an oxide film containing Si, and is formed of, for example, silicon oxide such as SiO 2. The average thickness of the Si-based oxide film is preferably in the range of 5 to 30 nm, more preferably 8 to 20 nm.

Fe系酸化物中間膜は、その形成法にもよるが、通常は表面に微小な凹凸が形成される。表面粗度の高いFe系酸化物中間膜上にアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜を形成すると、Fe系酸化物中間膜とアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜との間に空隙が生じることがある。この空隙に水分が浸入すると発錆要因となる。したがって、Fe系酸化物中間膜上にSi系酸化物膜を形成することで、空隙が充填され、水分の進入および発錆が防止される。またSi系酸化物膜の厚みが30nm以下であれば、金属磁性材料間の間隔が過度に離間しないため、圧粉磁心としての透磁率μの低下も抑制される。 Although it depends on the forming method of the Fe-based oxide interlayer film, minute irregularities are usually formed on the surface of the Fe-based oxide interlayer film. When a ceramic film containing an alkaline earth metal is formed on an Fe-based oxide interlayer film having a high surface roughness, a void is generated between the Fe-based oxide intermediate film and the ceramic film containing an alkaline earth metal. There is. If water enters this void, it causes rust. Therefore, by forming the Si-based oxide film on the Fe-based oxide interlayer film, the voids are filled and the ingress of moisture and rusting are prevented. Further, when the thickness of the Si-based oxide film is 30 nm or less, the distance between the metal magnetic materials is not excessively separated, so that the decrease in the magnetic permeability μ as the dust core is suppressed.

本実施形態では、金属磁性材料は、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜およびFe系酸化物中間膜、さらに好ましくはSi系酸化物膜により被覆され、金属材料は実質的に露出しない。すなわち、金属磁性材料は、実質的に全表面が被膜により被覆されてなることが好ましい。しかしながら、製法上の制限などにより、一部の金属表面が露出することは不可避的に生じ得る。したがって、本実施形態においては、金属磁性材料の全表面のうち、10%以下の面積で金属表面が露出していることは許容される。 In the present embodiment, the metallic magnetic material is coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal and an Fe-based oxide interlayer film, more preferably a Si-based oxide film, and the metal material is substantially not exposed. That is, it is preferable that substantially the entire surface of the metallic magnetic material is covered with a coating film. However, it is unavoidable that a part of the metal surface is exposed due to restrictions on the manufacturing method or the like. Therefore, in the present embodiment, it is permissible that the metal surface is exposed in an area of 10% or less of the entire surface of the metal magnetic material.

また、本実施形態では、圧粉磁心を構成する金属磁性材料のうち、個数割合で90%以上の粒子がアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜により被覆されていることが好ましく、全て(100%)の粒子がアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜により被覆されていることがより好ましい。すなわち、圧粉磁心を構成する金属磁性材料は、10%未満の割合で、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜で被覆されていないか、あるいは被覆が不十分な粒子を含んでいても良い。なお、被覆が不十分な粒子とは、粒子の全表面のうち、50%以上の面積で金属表面が露出している粒子を意味する。 Further, in the present embodiment, it is preferable that 90% or more of the metal magnetic materials constituting the dust core are covered with a ceramic film containing an alkaline earth metal, and all (100%). ) Is more preferably covered with a ceramic film containing an alkaline earth metal. That is, the metal magnetic material constituting the dust core may contain particles that are not coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal or are insufficiently coated at a ratio of less than 10%. The particles with insufficient coating mean particles in which the metal surface is exposed in an area of 50% or more of the entire surface of the particles.

また、金属磁性材料は、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜、Fe系酸化物中間膜、必要に応じ形成されるSi系酸化物膜により被覆されるが、被膜の合計厚み(アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜+Fe系酸化物中間膜+Si系酸化物膜)は、平均で、好ましくは5〜90nm、さらに好ましくは10〜70nmの範囲にある。被膜の厚みが厚過ぎると、金属磁性材料間の間隔が離間し、圧粉磁心としての透磁率μが低下することがあり、被膜の厚みが薄過ぎると、十分な耐食性が得られないことがある。 The metallic magnetic material is covered with a ceramic film containing an alkaline earth metal, an Fe-based oxide interlayer film, and a Si-based oxide film formed as needed, and the total thickness of the film (alkali earth metal). The ceramic film containing the above (Fe-based oxide intermediate film + Si-based oxide film) is preferably in the range of 5 to 90 nm, more preferably 10 to 70 nm on average. If the thickness of the coating film is too thick, the distance between the metal magnetic materials may be increased, and the magnetic permeability μ as the dust core may decrease. If the thickness of the coating film is too thin, sufficient corrosion resistance may not be obtained. be.

金属磁性材料がFe系磁性材料の場合には、粉体の表面酸化によりFe系酸化物中間膜を形成できる。酸化膜の形成は、弱い酸化雰囲気中で熱処理することで行われる。熱処理条件は特に限定はされないが、たとえば大気中、約800℃で行うことができる。熱処理時間を調整することで、Fe系酸化物中間膜の厚みを制御できる。金属磁性材料の表面にFe系酸化物中間膜を形成した後に、後述の方法によりアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜を形成することで、Fe系酸化膜を介して、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜を金属磁性材料上に形成できる。 When the metal magnetic material is an Fe-based magnetic material, an Fe-based oxide interlayer film can be formed by surface oxidation of the powder. The oxide film is formed by heat treatment in a weak oxidizing atmosphere. The heat treatment conditions are not particularly limited, but can be performed, for example, in the air at about 800 ° C. By adjusting the heat treatment time, the thickness of the Fe-based oxide interlayer film can be controlled. After forming an Fe-based oxide interlayer film on the surface of the metal magnetic material, a ceramic film containing an alkaline earth metal is formed by the method described later, so that the alkaline earth metal is contained through the Fe-based oxide film. A ceramic film can be formed on a metallic magnetic material.

また金属磁性材料が非Fe系磁性材料の場合には、Feを含有する溶液を金属磁性材料に噴霧し、熱処理することで、Fe系酸化物中間膜を形成できる。 When the metal magnetic material is a non-Fe-based magnetic material, an Fe-based oxide interlayer film can be formed by spraying a solution containing Fe on the metal magnetic material and heat-treating the metal magnetic material.

アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜で被覆された金属磁性材料の製法は特に限定はされない。アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜は、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜を構成するアルカリ土類金属元素を含有するイオン結晶を用いて形成できる。たとえば、所定のイオン結晶(Mg(NO等)をアセトン等の溶媒に溶解し、Fe系酸化膜を形成した金属磁性材料に噴霧して表面にセラミックス前駆体膜をコートし、得られた粉体を約600℃で約10時間熱処理することで、セラミックス被膜を有する金属磁性材料が得られる。セラミックス膜の厚みは、セラミックス前駆体膜の厚みにより制御でき、また、セラミックス前駆体膜のコーティングおよび熱処理を複数回行うことでセラミックス膜の厚みを制御することもできる。 The method for producing a metallic magnetic material coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal is not particularly limited. The ceramic film containing an alkaline earth metal can be formed by using an ionic crystal containing an alkaline earth metal element constituting the ceramic film containing an alkaline earth metal. For example, a predetermined ionic crystal (Mg (NO 3 ) 2, etc.) is dissolved in a solvent such as acetone, sprayed onto a metallic magnetic material on which an Fe-based oxide film is formed, and the surface is coated with a ceramic precursor film. By heat-treating the powder at about 600 ° C. for about 10 hours, a metallic magnetic material having a ceramic film is obtained. The thickness of the ceramic film can be controlled by the thickness of the ceramic precursor film, and the thickness of the ceramic film can also be controlled by performing the coating and heat treatment of the ceramic precursor film a plurality of times.

Fe系酸化物中間膜を形成した後に、得られた粉体にアルコキシシランなどのSi源を噴霧、乾燥し、熱処理することで、Si系酸化物膜を形成できる。熱処理条件はたとえば大気中で約800℃、10時間程度であればよい。Si系酸化物膜の厚みは、アルコキシシランのコート厚により制御でき、また、アルコキシシランのコーティングおよび熱処理を複数回行うことでSi系酸化物膜の厚みを制御することもできる。Si系酸化物膜を形成した後に、上記方法によりアルカリ土類金属を含有するセラミックス膜を形成することで、Si系酸化膜を介して、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜をFe系酸化物中間膜上に形成できる。
Fe系酸化物中間膜およびSi系酸化物膜の確認は、上記のTEM−EDS観察に基づく元素マッピングにより行うことができる。
After forming the Fe-based oxide interlayer film, a Si-based oxide film can be formed by spraying, drying, and heat-treating a Si source such as alkoxysilane on the obtained powder. The heat treatment conditions may be, for example, about 800 ° C. for about 10 hours in the atmosphere. The thickness of the Si-based oxide film can be controlled by the coating thickness of the alkoxysilane, and the thickness of the Si-based oxide film can also be controlled by performing the alkoxysilane coating and heat treatment a plurality of times. After forming the Si-based oxide film, by forming the ceramic film containing the alkaline earth metal by the above method, the ceramic film containing the alkaline earth metal is formed into the Fe-based oxide via the Si-based oxide film. It can be formed on the interlayer film.
The Fe-based oxide interlayer film and the Si-based oxide film can be confirmed by element mapping based on the above TEM-EDS observation.

上記には、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜、Fe系酸化物中間膜およびSi系酸化物膜の形成法の一例を示したが、本発明ではこれらの形成法に限定されることはなく、他の湿式法、乾式法であってもよい。また、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜とFe系酸化物中間膜との間、アルカリ土類金属を含有するセラミックス膜とSi系酸化物膜との間、Fe系酸化物中間膜とSi系酸化物膜との間には、相互の成分が一部固溶した固溶層が形成されていてもよい。 The above shows an example of a method for forming a ceramic film containing an alkaline earth metal, an Fe-based oxide intermediate film, and a Si-based oxide film, but the present invention is not limited to these forming methods. , Other wet method or dry method may be used. Further, between the ceramic film containing an alkaline earth metal and the Fe-based oxide intermediate film, between the ceramic film containing an alkaline earth metal and the Si-based oxide film, and between the Fe-based oxide intermediate film and the Si-based oxide film. A solid-dissolved layer in which mutual components are partially dissolved may be formed between the oxide film and the oxide film.

(樹脂)
圧粉磁心を構成する樹脂としては、公知の樹脂を用いることができる。具体的には、各種有機高分子樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂および水ガラス等が例示される。金属磁性材料および樹脂の含有量には特に制限はない。圧粉磁心全体に占める金属磁性材料の含有量は90重量%〜98重量%であることが好ましく、樹脂の含有量は2重量%〜10重量%であることが好ましい。
(resin)
A known resin can be used as the resin constituting the dust core. Specifically, various organic polymer resins, silicone resins, phenol resins, epoxy resins, water glasses and the like are exemplified. The contents of the metallic magnetic material and the resin are not particularly limited. The content of the metal magnetic material in the entire dust core is preferably 90% by weight to 98% by weight, and the content of the resin is preferably 2% by weight to 10% by weight.

(圧粉磁心の製造方法)
圧粉磁心の製造方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。まず、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜で被覆された金属磁性材料と、結合剤としての公知の樹脂とを混合し、混合物を得る。また、必要に応じて、得られた混合物を造粒粉としてもよい。そして、混合物または造粒粉を金型内に充填して圧縮成形し、作製すべき磁性体(圧粉磁心)の形状を有する成形体を得る。得られた成形体に対して、熱処理を行うことにより、金属磁性粒子が固定された所定形状の圧粉磁心が得られる。熱硬化処理の条件に特に制限はなく、例えば150〜220℃で1〜10時間、熱処理を行う。また、熱処理時の雰囲気にも特に制限はなく、大気中で熱処理をしてもよい。得られた圧粉磁心に、ワイヤを所定回数だけ巻回することにより、インダクタ等のコイル型電子部品が得られる。
(Manufacturing method of dust core)
The method for producing the dust core is not particularly limited, and a known method can be adopted. First, a metallic magnetic material coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal and a known resin as a binder are mixed to obtain a mixture. Further, if necessary, the obtained mixture may be used as a granulated powder. Then, the mixture or granulated powder is filled in a mold and compression molded to obtain a molded product having the shape of a magnetic material (compact magnetic core) to be produced. By heat-treating the obtained molded product, a dust core having a predetermined shape in which metal magnetic particles are fixed can be obtained. The conditions of the thermosetting treatment are not particularly limited, and heat treatment is performed at 150 to 220 ° C. for 1 to 10 hours, for example. Further, the atmosphere at the time of heat treatment is not particularly limited, and the heat treatment may be performed in the atmosphere. A coil-type electronic component such as an inductor can be obtained by winding a wire around the obtained dust core a predetermined number of times.

また、上記の混合物または造粒粉と、ワイヤを所定回数だけ巻回して形成された空心コイルとを、金型内に充填して圧縮成形しコイルが内部に埋設された成形体を得てもよい。得られた成形体に対して、熱処理を行うことにより、コイルが埋設された所定形状の圧粉磁心が得られる。このような圧粉磁心は、その内部にコイルが埋設されているので、インダクタ等のコイル型電子部品として機能する。 Further, even if the above mixture or granulated powder and an air-core coil formed by winding a wire a predetermined number of times are filled in a mold and compression-molded to obtain a molded body in which the coil is embedded inside. good. By heat-treating the obtained molded product, a dust core having a predetermined shape in which a coil is embedded can be obtained. Since a coil is embedded in such a dust core, it functions as a coil-type electronic component such as an inductor.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様で改変しても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and may be modified in various ways within the scope of the present invention.

以下、実施例を用いて、発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(実験例1)試料1〜37
金属磁性材料として、重量比でSi/Fe=4.5/95.5のFe−Si系合金粒子をガスアトマイズ法で作製した。なお、当該Fe−Si系合金粒子の粒子径の中央値(D50)は5μmであった。
(Experimental Example 1) Samples 1-37
As a metallic magnetic material, Fe—Si alloy particles having a weight ratio of Si / Fe = 4.5 / 95.5 were produced by a gas atomization method. The median particle size (D50) of the Fe—Si alloy particles was 5 μm.

試料1(比較例)では、上記金属磁性材料の酸化処理をせずに、後述する方法で、金属磁性材料上に直接MgO膜を形成し、MgO膜を有する金属磁性材料を得た。この金属磁性材料を用いて、後述する方法で圧粉磁心を製作した。 In Sample 1 (Comparative Example), an MgO film was directly formed on the metal magnetic material by a method described later without oxidizing the metal magnetic material to obtain a metal magnetic material having the MgO film. Using this metallic magnetic material, a dust core was produced by the method described later.

試料2〜37では、金属磁性材料を大気中800℃で表1に示す時間熱処理して、表面にFe系酸化物膜を形成した。熱処理時間を調整することで、Fe系酸化物膜の厚みを制御した。 In Samples 2-37, the metallic magnetic material was heat-treated in the air at 800 ° C. for the time shown in Table 1 to form an Fe-based oxide film on the surface. The thickness of the Fe-based oxide film was controlled by adjusting the heat treatment time.

試料1〜18、24〜37では、Mg(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表1に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を600℃で10時間、加熱処理を行い、Fe系酸化物中間膜上にMgOからなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。セラミックス膜の厚みは湿式噴霧時間を表1に示すように調整することで制御した。 In Samples 1 to 18 and 24 to 37, Mg (NO 3 ) 2 was dissolved or dispersed in acetone to prepare an alkaline earth metal compound solution having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. Here, the wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 1. The powder after wet spraying was heat-treated at 600 ° C. for 10 hours to obtain a metallic magnetic material having a ceramic film made of MgO on an Fe-based oxide interlayer film. The thickness of the ceramic film was controlled by adjusting the wet spraying time as shown in Table 1.

試料19ではMg(NOとAl(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物とアルミ金属化合物の溶液を調製した。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表1に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を700℃で5時間、加熱処理を行い、Fe系酸化物中間膜上にMg−Alからなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。 In Sample 19, Mg (NO 3 ) 2 and Al (NO 3 ) 3 were dissolved or dispersed in acetone to prepare a solution of an alkaline earth metal compound and an aluminum metal compound having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. Here, the wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 1. 5 hours the powder after the wet spray at 700 ° C., subjected to a heat treatment to obtain a metallic magnetic material having a ceramic film made of Mg-Al 2 O 3 on the Fe-based oxide intermediate layer.

試料20ではMg(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表1に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を600℃で10時間、加熱処理を行い、さらに85℃85%RHの湿度環境下に24時間保管した。本操作によりFe系酸化物中間膜上にMg(OH)からなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。 In Sample 20, Mg (NO 3 ) 2 was dissolved or dispersed in acetone to prepare an alkaline earth metal compound solution having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. Here, the wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 1. The powder after wet spraying was heat-treated at 600 ° C. for 10 hours, and further stored in a humidity environment of 85 ° C. and 85% RH for 24 hours. By this operation, a metallic magnetic material having a ceramic film made of Mg (OH) 2 on an Fe-based oxide interlayer film was obtained.

試料21では、Ba(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表1に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を700℃で10時間、加熱処理を行い、Fe系酸化物中間膜上にBaOからなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。 In Sample 21, Ba (NO 3 ) 2 was dissolved or dispersed in acetone to prepare an alkaline earth metal compound solution having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. Here, the wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 1. The powder after wet spraying was heat-treated at 700 ° C. for 10 hours to obtain a metallic magnetic material having a ceramic film made of BaO on an Fe-based oxide interlayer film.

試料22では、Ca(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表1に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を750℃で10時間、加熱処理を行い、Fe系酸化物中間膜上にCaOからなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。 In Sample 22, Ca (NO 3 ) 2 was dissolved or dispersed in acetone to prepare an alkaline earth metal compound solution having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. Here, the wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 1. The powder after wet spraying was heat-treated at 750 ° C. for 10 hours to obtain a metallic magnetic material having a ceramic film made of CaO on an Fe-based oxide interlayer film.

試料23では、Sr(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表1に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を800℃で10時間、加熱処理を行い、Fe系酸化物中間膜上にSrOからなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。 In Sample 23, Sr (NO 3 ) 2 was dissolved or dispersed in acetone to prepare an alkaline earth metal compound solution having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. Here, the wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 1. The powder after wet spraying was heat-treated at 800 ° C. for 10 hours to obtain a metallic magnetic material having a ceramic film made of SrO on an Fe-based oxide interlayer film.

結合剤として、熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂および硬化剤であるイミド樹脂を準備した。上記で得られたセラミックス膜含有金属磁性材料100質量%に対して、結合剤4質量%およびアセトンを加え、溶液を噴霧乾燥し、顆粒を得た。得られた顆粒を、355μmのメッシュで整粒した。整粒後の粉末を外径17.5mm、内径11.0mmのトロイダル形状の金型内に充填し、成形圧980MPaで加圧し圧粉磁心の成形体を得た。成形体重量は5gとした。作製した圧粉磁心の成形体を200℃で5時間、大気中での熱硬化処理を行い、試料1〜37の圧粉磁心を得た。 As a binder, an epoxy resin as a thermosetting resin and an imide resin as a curing agent were prepared. To 100% by mass of the ceramic film-containing metal magnetic material obtained above, 4% by mass of a binder and acetone were added, and the solution was spray-dried to obtain granules. The obtained granules were sized with a 355 μm mesh. The powder after sizing was filled in a toroidal mold having an outer diameter of 17.5 mm and an inner diameter of 11.0 mm, and pressed at a molding pressure of 980 MPa to obtain a compact magnetic core molded body. The weight of the molded product was 5 g. The prepared compact magnetic core was heat-cured in the air at 200 ° C. for 5 hours to obtain dust cores of Samples 1-37.

(実験例2)試料38〜49
金属磁性材料を大気中800℃で表2に示す時間熱処理して、Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料を得た。Fe系酸化物膜を有する金属磁性材料に、アルコキシシラン溶液を湿式噴霧した。アルコキシシラン溶液としてトリメトキシシランの50質量%水溶液を用いた。湿式噴霧量は5mL/分とし、表2に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を800℃で10時間、加熱処理を行い、Fe系酸化物膜上にSi系酸化物膜を形成した。Si系酸化物膜の厚みは湿式噴霧時間を調整することで制御した。
(Experimental Example 2) Samples 38 to 49
The metallic magnetic material was heat-treated in the air at 800 ° C. for the time shown in Table 2 to obtain a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. An alkoxysilane solution was wet-sprayed onto a metallic magnetic material having an Fe-based oxide film. A 50% by mass aqueous solution of trimethoxysilane was used as the alkoxysilane solution. The wet spray amount was 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 2. The powder after wet spraying was heat-treated at 800 ° C. for 10 hours to form a Si-based oxide film on the Fe-based oxide film. The thickness of the Si-based oxide film was controlled by adjusting the wet spraying time.

Mg(NOを、アセトンに溶解または分散し、濃度5重量%のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。Si系酸化物膜を形成した金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式噴霧した。ここで湿式噴霧量は5mL/分とし、表2に示す時間噴霧した。湿式噴霧後の粉体を600℃で10時間、加熱処理を行い、Si系酸化物膜上にMgOからなるセラミックス膜を有する金属磁性材料を得た。セラミックス膜の厚みは湿式噴霧時間を表1に示すように調整することで制御した。次いで、実験例1と同様にして、試料38〜49の圧粉磁心を作成した。 Mg (NO 3 ) 2 was dissolved or dispersed in acetone to prepare an alkaline earth metal compound solution having a concentration of 5% by weight. An alkaline earth metal compound solution was wet-sprayed on the metallic magnetic material on which the Si-based oxide film was formed. Here, the wet spray amount was set to 5 mL / min, and spraying was performed for the time shown in Table 2. The powder after wet spraying was heat-treated at 600 ° C. for 10 hours to obtain a metallic magnetic material having a ceramic film made of MgO on a Si-based oxide film. The thickness of the ceramic film was controlled by adjusting the wet spraying time as shown in Table 1. Next, the dust cores of Samples 38 to 49 were prepared in the same manner as in Experimental Example 1.

<被覆膜の確認>
得られた圧粉磁心を切断し、研磨を行うことによって、圧粉磁心の断面を露出させた。露出させた断面を集束イオンビーム(FIB:Focused Ion Beam)によって掘削加工し、面積1μm×1μm、厚み100nmの薄片を切り出した。得られた薄片をTEMにより観察し、500nm×500nmの視野で画像解析を行った。
<Confirmation of coating film>
The obtained dust core was cut and polished to expose the cross section of the dust core. The exposed cross section was excavated by a focused ion beam (FIB), and a thin piece having an area of 1 μm × 1 μm and a thickness of 100 nm was cut out. The obtained flakes were observed by TEM, and image analysis was performed in a field of view of 500 nm × 500 nm.

TEM−EDS観察によって、金属磁性材料上のFeおよびOを含む膜を確認し、Fe系酸化物中間膜と判断した。次に最外層において、アルカリ土類金属および酸素を含む膜を確認し、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜であると判断した。最後に、Fe系酸化物中間膜およびアルカリ土類金属を含むセラミックス膜の中間に存在するSiおよびO含む膜を確認し、Si系酸化物膜と判断した。 By TEM-EDS observation, a film containing Fe and O on the metallic magnetic material was confirmed, and it was judged to be an Fe-based oxide intermediate film. Next, in the outermost layer, a film containing an alkaline earth metal and oxygen was confirmed, and it was determined that the film was a ceramic film containing an alkaline earth metal. Finally, a film containing Si and O existing between the Fe-based oxide interlayer film and the ceramic film containing an alkaline earth metal was confirmed, and it was determined to be a Si-based oxide film.

<膜厚測定>
「アルカリ土類金属を含むセラミックス膜」、「Fe系酸化物中間膜」、「Si系酸化物膜」についてTEM観察による厚みの計測を行った。金属磁性材料の表面から「アルカリ土類金属を含むセラミックス膜」、「Fe系酸化物中間膜」、「Si系酸化物膜」に垂線を作図し、「アルカリ土類金属を含むセラミックス膜」、「Fe系酸化物中間膜」、「Si系酸化物膜」に接触している線分の長さをそれぞれ計測した。計測は10か所で行い、線分の長さの平均値をそれぞれ「アルカリ土類金属を含むセラミックス膜」、「Fe系酸化物中間膜」、「Si系酸化物膜」の平均厚みとした。
<Film thickness measurement>
The thickness of the "ceramic film containing alkaline earth metal", "Fe-based oxide intermediate film", and "Si-based oxide film" was measured by TEM observation. Draw a perpendicular line from the surface of the metallic magnetic material to the "ceramic film containing alkaline earth metal", "Fe-based oxide interlayer film", and "Si-based oxide film", and "ceramic film containing alkaline earth metal", The lengths of the lines in contact with the "Fe-based oxide interlayer film" and the "Si-based oxide film" were measured, respectively. The measurement was performed at 10 locations, and the average value of the length of the line segment was taken as the average thickness of the "ceramic film containing alkaline earth metal", "Fe-based oxide intermediate film", and "Si-based oxide film", respectively. ..

<耐食性>
作製した圧粉磁心の成形体に対し、5%食塩水溶液を噴霧して、35℃で24時間保持する試験を行った。試験後の圧粉磁心をイオン交換水で洗浄し、乾燥させた後、発錆状況を光学顕微鏡(50倍)で観察し、3mm×3mmの視野内において錆が占める面積率を算出した。測定点は1サンプルにつき10点とし、平均の錆面積率を算出した。結果を表1に示す。
<Corrosion resistance>
A test was conducted in which a 5% aqueous salt solution was sprayed onto the prepared compact magnetic core molded product and kept at 35 ° C. for 24 hours. After the powder magnetic core after the test was washed with ion-exchanged water and dried, the rusting condition was observed with an optical microscope (50 times), and the area ratio occupied by rust in a field of view of 3 mm × 3 mm was calculated. The number of measurement points was 10 per sample, and the average rust area ratio was calculated. The results are shown in Table 1.

<圧粉磁心のクラック>
光学顕微鏡(50倍)で作製した圧粉磁心の表面を観察した。100μm以上の筋をクラックと判断した。
<Crack of dust core>
The surface of the dust core prepared with an optical microscope (50 times) was observed. A streak of 100 μm or more was judged to be a crack.

<透磁率>
得られた圧粉磁心について、初透磁率を測定した。初透磁率は、圧粉磁心にワイヤを巻きつけ巻き数を50turnとして、LCRメーター(HP社LCR428A)によって測定した。
<Permeability>
The initial magnetic permeability of the obtained dust core was measured. The initial magnetic permeability was measured by an LCR meter (HP LCR428A) with a wire wound around a dust core and the number of turns set to 50 turns.

以上の結果を下表1、2にまとめる。表中、※を付した試料番号は、比較実験例を示す。 The above results are summarized in Tables 1 and 2 below. In the table, sample numbers marked with * indicate comparative experimental examples.

Figure 0006911401
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表1中の試料1より、Fe系酸化物膜を形成せずに、金属磁性材料上に直接MgO膜を形成した金属磁性材料を用いた場合には、得られる圧粉磁心の耐食性に劣ることが分かる。試料2、3より、Fe系酸化物中間膜を形成した場合であっても、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜の厚みが10nm未満であると、耐食性に劣ることが分かる。試料17、18より、アルカリ土類金属を含むセラミックス膜の厚みが500nmを超えると、圧粉磁心にクラックが生じることが分かる。また、表2のように、Fe系酸化物中間膜と金属磁性材料の間にSi系酸化物膜が形成された試料38〜49ではさらに耐食性が向上した。ここで、Fe系酸化物中間膜の厚みが厚過ぎる場合(試料36)およびSi系酸化物膜の厚みが厚過ぎる場合(試料48、49)では初透磁率が低下することが分かる。 From Sample 1 in Table 1, when a metal magnetic material in which an MgO film is directly formed on a metal magnetic material without forming an Fe-based oxide film is used, the corrosion resistance of the obtained dust core is inferior. I understand. From Samples 2 and 3, it can be seen that even when the Fe-based oxide interlayer film is formed, the corrosion resistance is inferior when the thickness of the ceramic film containing the alkaline earth metal is less than 10 nm. From the samples 17 and 18, it can be seen that when the thickness of the ceramic film containing the alkaline earth metal exceeds 500 nm, cracks occur in the dust core. Further, as shown in Table 2, the corrosion resistance was further improved in the samples 38 to 49 in which the Si-based oxide film was formed between the Fe-based oxide interlayer film and the metal magnetic material. Here, it can be seen that the initial magnetic permeability decreases when the thickness of the Fe-based oxide interlayer film is too thick (Sample 36) and when the thickness of the Si-based oxide film is too thick (Samples 48 and 49).

Claims (5)

アルカリ土類金属を含むセラミックス膜で被覆された金属磁性材料を含む圧粉磁心であって、前記アルカリ土類金属を含む膜が10〜500nmの厚みを有し、
前記アルカリ土類金属を含む膜と前記金属磁性材料との間に、Fe系酸化物中間膜が存在し
前記アルカリ土類金属を含む膜と前記Fe系酸化物中間膜との間にSi系酸化膜が存在していることを特徴とする圧粉磁心。
A dust core containing a metallic magnetic material coated with a ceramic film containing an alkaline earth metal, wherein the film containing the alkaline earth metal has a thickness of 10 to 500 nm.
An Fe-based oxide interlayer film exists between the film containing the alkaline earth metal and the metal magnetic material .
A dust core characterized in that a Si-based oxide film is present between the film containing an alkaline earth metal and the Fe-based oxide intermediate film.
前記Fe系酸化物中間膜が1〜50nmの厚みを有する請求項1に記載の圧粉磁心。 The dust core according to claim 1, wherein the Fe-based oxide interlayer film has a thickness of 1 to 50 nm. 前記Si系酸化膜が5〜30nmの厚みを有する請求項1または2に記載の圧粉磁心。 The dust core according to claim 1 or 2 , wherein the Si-based oxide film has a thickness of 5 to 30 nm. 前記金属磁性材料が、Feを含む請求項1〜のいずれかに記載の圧粉磁心。 The dust core according to any one of claims 1 to 3 , wherein the metal magnetic material contains Fe. 前記金属磁性材料が、Feに加え、さらにSiを含む請求項に記載の圧粉磁心。 The dust core according to claim 4 , wherein the metal magnetic material further contains Si in addition to Fe.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006024869A (en) * 2004-07-09 2006-01-26 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Powder magnetic core and manufacturing method thereof
JP2006324612A (en) * 2005-04-20 2006-11-30 Mitsubishi Materials Pmg Corp Composite soft magnetic material consisting of deposited oxide film-coated iron/silicon powder and sintered green compact of its powder
JP4483624B2 (en) * 2005-02-25 2010-06-16 Jfeスチール株式会社 Soft magnetic metal powder for dust core and dust core
JP2007013069A (en) * 2005-05-31 2007-01-18 Mitsubishi Materials Pmg Corp METHOD FOR PRODUCING SOFT MAGNETIC POWDER COATED WITH OXIDE CONTAINING Mg AND Si
JP2007194273A (en) * 2006-01-17 2007-08-02 Jfe Steel Kk Soft magnetic metal powder for dust core and dust core
JP5227756B2 (en) * 2008-01-31 2013-07-03 本田技研工業株式会社 Method for producing soft magnetic material

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