一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

压粉材料及旋转电机的制作方法

2022-03-04 22:50:32 来源:中国专利 TAG:

压粉材料及旋转电机
1.关联申请的引用
2.本技术以日本专利申请2020-148734(申请日:2020年9月4日)作为基础,由该申请享有优先权。本技术通过参照该申请而包含该申请的全部内容。
技术领域
3.本发明的实施方式涉及包含多个扁平磁性金属粒子的压粉材料及旋转电机。


背景技术:

4.目前,软磁性材料被应用于旋转电机(例如电动机、发电机等)、变压器、感应器、变换器、磁性油墨、天线装置等各种系统、设备的部件,是非常重要的材料。在这些部件中,由于利用软磁性材料所具有的导磁率实部(相对导磁率实部)μ’,所以在实际使用的情况下,优选对照利用频带来控制μ’。另外,为了实现高效率的系统,优选制成尽可能低损耗的材料。即,优选尽可能减小导磁率虚部(相对导磁率虚部)μ”(相当于损耗)。关于损耗,损耗系数tanδ(=μ”/μ
’×
100(%))成为一个标准,μ”相对于μ’越小,则损耗系数tanδ变得越小,从而优选。因此,优选减小实际的动作条件下的铁损,即,优选尽可能减小涡流损耗、磁滞损耗、强磁性共振损耗、剩余损耗(其他的损耗)。为了减小涡流损耗,增大电阻、或减小金属部的尺寸、或将磁畴结构细分化是有效的。为了减小磁滞损耗,减小顽磁力或增大饱和磁化是有效的。为了减小强磁性共振损耗,通过增大材料的各向异性磁场而将强磁性共振频率高频化是有效的。另外,近年来,由于处理大功率的电力的需求提高,所以特别是要求在高电流、高电压等对材料施加的有效的磁场大的动作条件下损耗小。因此,为了不引起磁饱和,软磁性材料的饱和磁化优选尽可能大。进而,近年来,由于通过高频化而能够实现仪器的小型化,所以系统、设备仪器的利用频带的高频带化进展,开发在高频下具备高导磁率和低损耗、特性优异的磁性材料成为当务之急。
5.另外,近年来,由于相对于节能问题、环境问题的意识提高,所以要求尽可能提高系统的效率。特别是电动机系统由于承担着社会上大部分的电力消耗,所以电动机的高效率化是非常重要的。其中,构成电动机的芯等由软磁性材料构成,要求尽可能增大软磁性材料的导磁率或饱和磁化、或尽可能减小损耗。另外,在电动机的一部分中使用的磁性楔(磁性楔)中要求尽可能减小损耗。需要说明的是,在使用了变换器的系统中也有同样的要求。在电动机或变换器等中,在要求高效率化的同时对小型化的要求也大。为了实现小型化,尽可能增大软磁性材料的导磁率、饱和磁化是重要的。另外,为了防止磁饱和,尽可能增大饱和磁化也是重要的。进而,想要将系统的动作频率高频化的需求也大,要求开发在高频带下低损耗的材料。
6.另外,具有高导磁率和低损耗的软磁性材料还被用于电感元件或天线装置等中,其中,特别是近年来,关于在功率半导体中使用的功率电感元件中的应用受到关注。近年来,正在积极地倡导节能、环境保护的重要性,要求削减co2排放量和降低对化石燃料的依赖度。其结果是,正在极力开展代替汽油汽车的电动汽车或混合动力汽车的开发。另外,太
阳能发电和风力发电这样的自然能的利用技术被称为节能社会的关键技术,先进各国正在积极地开展自然能的利用技术的开发。进而,作为对环境友好的省电系统,正在积极地提倡构筑用智能电网控制通过太阳能发电、风力发电等发电的电力、并对家庭内或办公室、工厂以高效率供需的家庭能源管理系统(hems,home energy management system)、建筑和能源管理系统(bems,buildingand energy management system)的重要性。在这样的节能化的潮流中,功率半导体承担着重要的作用。功率半导体是以高效率控制高电力、能量的半导体,除了绝缘栅双极型晶体管(igbt,insulated gate bipolar transistor)、mosfet、功率双极型晶体管、功率二极管等功率个别半导体以外,还包含线性稳压器、开关稳压器等的电源电路、进而用于控制它们的功率管理用逻辑lsi等。功率半导体被广泛地用于家电、电脑、汽车、铁道等所有的仪器中,由于能够期待这些应用仪器的普及扩大、进而功率半导体在这些仪器中的搭载比率扩大,所以今后的功率半导体被预测大的市场成长。例如在许多家电中搭载的逆变器中,可以说基本上都使用功率半导体,由此能够实现大幅的节能。关于功率半导体,目前,si是主流,但为了进一步的高效率化、仪器的小型化,认为利用sic、gan是有效的。sic、gan与si相比,由于带隙、绝缘击穿电场大,能够提高耐压,所以能够减薄元件。因此,能够降低半导体的通态电阻,对低损耗化、高效率化是有效的。另外,sic、gan由于载流子迁移率高,所以能够将开关频率高频化,对元件的小型化变得有效。进而,特别是就sic而言,由于与si相比热导率高,所以放热能力高,能够进行高温动作,能够将冷却机构简化,对小型化变得有效。从以上的观点出发,正在极力进行sic、gan功率半导体的开发。但是,为了实现其开发,与功率半导体一起使用的功率感应器元件的开发、即高导磁率软磁性材料(高导磁率和低损耗)的开发是不可或缺的。此时,作为对磁性材料要求的特性,驱动频带下的高导磁率、低磁损耗当然优选,还优选能够应对大电流的高饱和磁化。在饱和磁化高的情况下,即使施加高磁场,也不易引起磁饱和,能够抑制有效的电感值的降低。由此,设备的直流重叠特性提高,系统的效率提高。
7.另外,在高频下具有高导磁率和低损耗的磁性材料还被期待在天线装置等高频通信仪器的设备中的应用。作为天线的小型化、省电化的方法,有以高导磁率(高导磁率和低损耗)的绝缘基板作为天线基板、并将从天线到达至通信仪器内的电子部件或基板的电波卷入而使电波不到达至电子部件或基板地进行收发信号的方法。由此,变得能够实现天线的小型化和省电化,同时还能够将天线的共振频率宽频带化,从而优选。
8.需要说明的是,作为在组装入上述各个系统、设备中时要求的其他特性,还可列举出高的热稳定性、高强度、高韧性等。另外,为了适用于复杂的形状,与板或带的形状相比,更优选压粉体。然而,已知一般若制成压粉体,则在饱和磁化、导磁率、损耗、强度、韧性等方面特性劣化,优选特性的提高。
9.接着,对于现有的软磁性材料,对其种类和问题进行说明。
10.作为10kh以下的系统用的现有的软磁性材料,可列举出硅钢板(fesi)。硅钢板历史悠久,是大部分处理大电力的旋转电机、变换器的芯材料中采用的材料。从无取向硅钢板向取向性硅钢板谋求高特性化,与发现当初相比正在进步,但是近年来特性改善成为最大限度。作为特性,同时满足高饱和磁化、高导磁率、低损耗是特别重要的。社会上,超过硅钢板的材料的研究以无定型系、纳米晶系的组成为中心正在积极地进行,在所有方面超过硅钢板的材料组成尚未被找到。另外还进行了能够适用于复杂形状的压粉体的研究,关于压
粉体,与板或带相比,具有特性差的缺点。
11.作为10khz~100khz的系统用的现有的软磁性材料,可列举出铁硅铝磁合金(fe-si-al)、纳米晶系finemet(fe-si-b-cu-nb)、fe基或co基无定型/玻璃的带/压粉体、或mnzn系铁素体材料。然而,均不完全满足高导磁率、低损耗、高饱和磁化、高热稳定性、高强度、高韧性,不充分。
12.作为100khz以上(mhz频带以上)的现有的软磁性材料,可列举出nizn系铁素体、六方晶铁素体等,但高频下的磁特性不充分。
13.由于以上的情况,优选开发具有高饱和磁化、高导磁率、低损耗、高热稳定性、优异的机械特性的磁性材料。


技术实现要素:

14.本发明所要解决的课题在于提供具有优异的磁特性的包含多个扁平磁性金属粒子的压粉材料及旋转电机。
15.实施方式的压粉材料是具备多个扁平磁性金属粒子和夹杂相的压粉材料,上述多个扁平磁性金属粒子平均厚度为10nm~100μm,具有扁平面和包含选自由fe、co及ni构成的组中的至少1个第一元素的磁性金属相,上述扁平面内的平均长度相对于上述厚度之比的平均值为5~10000,上述夹杂相存在于上述多个扁平磁性金属粒子间,且包含选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素,在上述压粉材料中,上述扁平面相对于上述压粉材料所具有的平面平行地取向,具有上述平面内的因方向而产生的顽磁力差,其中,上述夹杂相包含氧化物和树脂,上述氧化物的软化温度比上述树脂的软化温度高,在上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物。
16.根据上述构成,可提供具有优异的磁特性的包含多个扁平磁性金属粒子的压粉材料及旋转电机。
附图说明
17.图1是表示第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的厚度的求法的一个例子的概念图。
18.图2a-c是用于说明第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的扁平面内的最大长度、最小长度的求法的概念图。
19.图3是用于说明第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的扁平面内的最大长度、最小长度的另一个例子中的求法的概念图。
20.图4是表示第1实施方式的压粉材料中相对于扁平磁性金属粒子的扁平面内的360度的角度每隔22.5度改变方向而测定顽磁力时的方向的示意图。
21.图5是第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的立体示意图。
22.图6是从上方观察第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的情况的示意图。
23.图7a-b是第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的示意图。
24.图8是第1实施方式的压粉材料的示意图。
25.图9是表示第1实施方式的压粉材料中与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的面与压粉材料所具有的平面所成的角度的示意图。
26.图10是第1实施方式的压粉材料的扫描型电子显微镜照片的例子。
27.图11是第1实施方式的压粉材料中在特定的条件下添加树脂和氧化物的情况的特异性效果的例子。
28.图12是第2实施方式的电动机系统的概念图。
29.图13是第2实施方式的电动机的概念图。
30.图14是第2实施方式的电动机芯(定子)的概念图。
31.图15是第2实施方式的电动机芯(转子)的概念图。
32.图16是第2实施方式的变压器/变换器的概念图。
33.图17是第2实施方式的感应器(环状感应器、棒状感应器)的概念图。
34.图18是第2实施方式的感应器(芯片感应器、平面感应器)的概念图。
35.图19是第2实施方式的发电机的概念图。
36.图20是表示磁通的方向与压粉材料的配置方向的关系的概念图。
37.符号的说明
38.2a 凹部
39.2b 凸部
[0040]6ꢀꢀ
扁平面
[0041]9ꢀꢀ
被覆层
[0042]
10 扁平磁性金属粒子
[0043]
20 夹杂相
[0044]
22 规定的截面
[0045]
100 压粉材料
[0046]
102 平面
[0047]
200 电动机
[0048]
300 电动机芯
[0049]
400 变压器/变换器
[0050]
500 感应器
具体实施方式
[0051]
(第1实施方式)
[0052]
本实施方式的压粉材料是具备多个扁平磁性金属粒子和夹杂相的压粉材料,其中,上述多个扁平磁性金属粒子平均厚度为10nm~100μm,具有扁平面和包含选自由fe、co及ni构成的组中的至少1个第一元素的磁性金属相,上述扁平面内的平均长度相对于上述厚度之比的平均值为5~10000,上述夹杂相存在于上述多个扁平磁性金属粒子间,且包含选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素,在上述压粉材料中,上述扁平面相对于上述压粉材料所具有的平面平行地取向,具有上述平面内的因方向而产生的顽磁力差,上述夹杂相包含氧化物和树脂,上述氧化物的软化温度比上述树脂的软化温度高,在上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物。
[0053]
扁平磁性金属粒子为呈扁平状(flaky、flattened)的形状(flaky shape、flattened shape)的扁平粒子(flaky particle、flattened particle)。
[0054]
所谓厚度是指1个扁平磁性金属粒子中的平均厚度。作为求出厚度的方法,只要是可以求出1个扁平磁性金属粒子中的平均厚度的方法,则其方法不限。例如也可以采用下述方法:用透射电子显微镜(tem:transmission electron microscopy)或扫描电子显微镜(sem:scanning electron microscopy)或光学显微镜等对与扁平磁性金属粒子的扁平面垂直的截面进行观察,在所观察的扁平磁性金属粒子的截面中,在扁平面内的方向上选择任意的10个部位以上,测定所选择的各部位中的厚度,采用其平均值。另外,也可以采用下述方法:在所观察的扁平磁性金属粒子的截面中,在扁平面内的方向上,从端部朝向另一端部以等间隔选择10个部位以上(此时,端部及另一端部由于为特殊的部位,所以优选不选择),测定所选择的各部位中的厚度,采用其平均值。图1是表示第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的厚度的求法的一个例子的概念图。图1中具体地示出该情况的厚度的求法。在任一情况下,测定尽可能多的部位均由于能够取得平均的信息,所以优选。需要说明的是,在截面的轮廓线具有凹凸剧烈或表面粗糙的轮廓线、在原来的状态下难以求出平均厚度的情况下,优选将轮廓线用平均的直线或曲线根据情况适当平滑化后进行上述的方法。
[0055]
另外,所谓平均厚度是指多个扁平磁性金属粒子中的厚度的平均值,与上述的单纯的“厚度”相区别。在求出平均厚度时,优选采用相对于20个以上的扁平磁性金属粒子进行平均而得到的值。另外,以尽可能多的扁平磁性金属粒子作为对象来求出能够取得平均的信息,所以优选。另外,在无法对20个以上的扁平磁性金属粒子进行观察的情况下,优选采用进行尽可能多的扁平磁性金属粒子观察并相对于它们平均而得到的值。扁平磁性金属粒子的平均厚度优选为10nm~100μm。更优选为10nm~1μm,进一步优选为10nm~100nm。另外,扁平磁性金属粒子优选包含厚度为10nm~100μm、更优选为10nm~1μm、进一步优选为10nm~100nm的粒子。由此在沿与扁平面平行的方向施加磁场时,能够充分减小涡流损耗,从而优选。另外,厚度小时,磁矩被封入与扁平面平行的方向,变得容易通过旋转磁化进行磁化,从而优选。在通过旋转磁化进行磁化的情况下,由于磁化容易可逆地进行,所以顽磁力变小,由此能够降低磁滞损耗,从而优选。
[0056]
扁平磁性金属粒子的平均长度使用扁平面内的最大长度a、最小长度b以(a b)/2来定义。关于最大长度a及最小长度b,可以如下那样求出。例如考虑与扁平面外切的长方形中面积最小的长方形。而且,将该长方形的长边的长度设为最大长度a,将短边的长度设为最小长度b。图2a-c是用于说明第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的扁平面内的最大长度、最小长度的求法的概念图。图2a-c是表示以几个扁平磁性金属粒子为例并通过上述方法求出的最大长度a和最小长度b的示意图。最大长度a及最小长度b与平均厚度同样地可以通过用tem或sem或光学显微镜等对扁平磁性金属粒子进行观察来求出。另外,也可以在计算机上进行显微镜照片的图像解析,求出最大长度a及最小长度b。在任一情况下,均优选以20个以上的扁平磁性金属粒子作为对象来求出。另外,以尽可能多的扁平磁性金属粒子作为对象来求出由于能够取得平均的信息,所以优选。另外,在无法对20个以上的扁平磁性金属粒子进行观察的情况下,优选采用进行尽可能多的扁平磁性金属粒子观察并相对于它们平均而得到的值。另外,由于此时优选作为尽可能平均的值而求出,所以优选以将扁平磁性金属粒子均匀分散的状态(以最大长度、最小长度不同的多个扁平磁性金属粒子尽可能随机地分散的状态)进行观察或图像解析。例如优选通过以将多个扁平磁性金属粒子
充分混合的状态贴附于胶带上、或使多个扁平磁性金属粒子从上落下并落到下面而贴附于胶带上来进行观察或图像解析。
[0057]
但是,根据扁平磁性金属粒子,在通过上述的方法求出了最大长度a、最小长度b的情况下,也有成为未掌握本质的求法的情况。图3是用于说明在第1实施方式的压粉材料中扁平磁性金属粒子的扁平面内的最大长度、最小长度的另一个例子中的求法的概念图。例如,在图3那样的情况下,扁平磁性金属粒子成为细长且弯曲的状态,但这种情况下,在本质上,扁平磁性金属粒子的最大长度、最小长度为图2a-c中所示的a、b的长度。像这样,作为最大长度a、b的求法,并非完全一概地决定,基本上通过“考虑与扁平面外切的长方形中面积最小的长方形,将该长方形的长边的长度设为最大长度a,将短边的长度设为最小长度b”方法没有问题,但根据粒子的形状,在通过该方法无法掌握本质的情况下,临机应变地作为掌握本质的最大长度a、最小长度b求出。厚度t由与扁平面垂直方向的长度来定义。扁平面内的平均长度相对于厚度之比a使用最大长度a、最小长度b、厚度t以a=((a b)/2)/t来定义。
[0058]
扁平磁性金属粒子的扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值优选为5~10000。这是由于,由此导磁率变大。另外,由于能够提高强磁性共振频率,所以能够减小强磁性共振损耗。
[0059]
扁平面内的平均长度相对于厚度之比采用平均值。优选采用相对于20个以上的扁平磁性金属粒子进行平均而得到的值。另外,以尽可能多的扁平磁性金属粒子作为对象而求出由于能够取得平均的信息,所以优选。另外,在无法对20个以上的扁平磁性金属粒子进行观察的情况下,优选采用进行尽可能多的扁平磁性金属粒子观察并相对于它们进行平均而得到的值。需要说明的是,例如有粒子pa、粒子pb、粒子pc,在设为各自的厚度ta、tb、tc、扁平面内的平均长度la、lb、lc的情况下,平均厚度以(ta tb tc)/3来计算,扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值以(la/ta lb/tb lc/tc)/3来计算。
[0060]
上述扁平磁性金属粒子优选在上述扁平面内具有因方向而引起的顽磁力差。因方向而引起的顽磁力差的比例越大越优选,优选为1%以上。更优选顽磁力差的比例为10%以上,进一步优选顽磁力差的比例为50%以上,更进一步优选顽磁力差的比例为100%以上。这里所谓的顽磁力差的比例,在扁平面内,使用成为最大的顽磁力hc(max)和成为最小的顽磁力hc(min),以(hc(max)-hc(min))/hc(min)
×
100(%)来定义。需要说明的是,顽磁力可以使用振动试样型磁力计(vsm:vibrating sample magnetometer)等来评价。在顽磁力低的情况下,通过使用低磁场单元,还可以测定0.1oe以下的顽磁力。相对于测定磁场的方向,改变扁平面内的方向而进行测定。
[0061]
需要说明的是,所谓“具有顽磁力差”表示在扁平面内的360度方向上施加磁场而测定顽磁力时,存在顽磁力成为最大的方向和顽磁力成为最小的方向。例如在相对于扁平面内的360度的角度每隔22.5度改变方向而测定顽磁力时,表现出顽磁力差、即表现出顽磁力变得较大的角度和顽磁力变得较小的角度的情况下,设定为“具有顽磁力差”。图4是表示在第1实施方式的压粉材料中相对于扁平磁性金属粒子的扁平面内的360度的角度每隔22.5度改变方向而测定顽磁力时的方向的示意图。通过在扁平面内具有顽磁力差,与基本没有顽磁力差的各向同性的情况相比,成为最小的顽磁力值变小,从而优选。就在扁平面内具有磁各向异性的材料而言,根据扁平面内的方向而具有顽磁力差,与磁各向同性的材料相比,成为最小的顽磁力值变小。由此磁滞损耗降低,导磁率提高,从而优选。
[0062]
顽磁力与晶体磁各向异性相关联,有时以hc=αha-nms(hc:顽磁力、ha:晶体磁各向异性、ms:饱和磁化、α、n:根据组成、组织、形状等而变化的值)这样的近似式来议论。即,一般而言,晶体磁各向异性越大则顽磁力越容易变大,晶体磁各向异性越小,则存在顽磁力越容易变小的倾向。然而,上述近似式的α值、n值为根据材料的组成、组织、形状而发生较大变化的值,即使晶体磁各向异性大,顽磁力也成为比较小的值(α值小或n值大的情况),或即使晶体磁各向异性小(α值大或n值小的情况)顽磁力也成为比较大的值。即,晶体磁各向异性是取决于材料的组成的物质固有的特性,顽磁力是不仅取决于材料的组成而且根据组织、形状等可发生较大改变的特性。另外,晶体磁各向异性不是对磁滞损耗直接造成影响的因子而是间接造成影响的因子,但顽磁力由于是对于直流磁化曲线的环面积(该面积相当于磁滞损耗的大小)直接造成影响的因子,所以是几乎直接决定磁滞损耗的大小的因子。即,顽磁力与晶体磁各向异性不同,可以说是对磁滞损耗直接造成较大影响的非常重要的因子。
[0063]
另外,说起来扁平磁性金属粒子由于具有包括晶体磁各向异性的磁各向异性,所以未必根据扁平磁性金属粒子的扁平面的方向而表现出顽磁力差。如上所述,顽磁力不是一概取决于晶体磁各向异性的值,而是根据材料的组成、组织、形状怎样变化都行的特性。而且,如上所述,对磁滞损耗直接造成较大影响的因子不是磁各向异性,而是顽磁力。根据以上内容,对于高特性化非常优选的条件是“根据扁平面内的方向具有顽磁力差”。由此,磁滞损耗降低,导磁率也变大,从而优选。
[0064]
扁平面内的最大长度a相对于最小长度b之比a/b平均优选为2以上,进一步优选为3以上,更进一步优选为5以上,再进一步优选为10以上。优选包含扁平面内的最大长度a相对于最小长度b之比a/b为2以上的粒子,优选包含进一步优选为3以上、更进一步优选为5以上、再进一步优选为10以上的粒子。由此,变得容易赋予磁各向异性,从而优选。若被赋予磁各向异性,则在扁平面内产生顽磁力差,与磁各向同性的材料相比,成为最小的顽磁力值变小。由此,磁滞损耗降低,导磁率提高,从而优选。进一步优选在上述扁平磁性金属粒子中,后述的多个凹部和多个凸部中的一者或两者的第一方向优选沿最大长度方向排列。另外,在将扁平磁性金属粒子进行压粉化的情况下,由于扁平磁性金属粒子的a/b大,所以各个扁平磁性金属粒子的扁平面重叠的面积(或面积比例)变大,作为压粉体的强度变高,从而优选。另外,最大长度相对于最小长度之比大时,磁矩被封入与扁平面平行的方向,变得容易通过旋转磁化进行磁化,从而优选。在通过旋转磁化进行磁化的情况下,由于磁化容易可逆地进行,所以顽磁力变小,由此能够降低磁滞损耗,从而优选。另一方面,从高强度化的观点出发,扁平面内的最大长度a相对于最小长度b之比a/b平均优选为1以上且小于2,进一步优选为1以上且小于1.5。由此,粒子的流动性、填充性提高,从而优选。另外,与a/b大的情况相比,相对于与扁平面内垂直的方向的强度变高,从扁平磁性金属粒子的高强度化的观点出发优选。进而,在将粒子压粉化时压曲而被压粉化的情况变少,对粒子的应力容易降低。即,由于应变降低,顽磁力、磁滞损耗降低,并且应力降低,所以热稳定性、强度、韧性等机械特性变得容易提高。
[0065]
另外,优选使用在扁平面的轮廓形状的至少一部分具有角的粒子。例如优选为正方形或长方形那样的轮廓形状,若换而言之则角的角度为大致90度。由于通过这些,在角部原子排列的对称性降低,电子轨道被拘束,所以在扁平面内变得容易赋予磁各向异性,从而
优选。
[0066]
另一方面,从低损耗化、高强度化的观点出发,扁平面的轮廓形状优选通过带有圆感的曲线来形成。作为极端的例子,优选呈圆或椭圆那样的圆滑的轮廓形状的粒子。通过这些,粒子的耐磨性提高,从而优选。另外,在轮廓形状周边应力不易集中,扁平磁性金属粒子的磁应变降低,顽磁力降低,磁滞损耗降低,从而优选。由于应力集中降低,所以热稳定性、强度、韧性等机械特性也变得容易提高,从而优选。
[0067]
另外,上述磁性金属相优选包含具有体心立方结构(bcc)的晶体结构的部分。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。另外,即使是部分地具有面心立方结构(fcc)的晶体结构的“bcc与fcc的混相的晶体结构”,磁各向异性也适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。
[0068]
另外,上述扁平磁性金属粒子的扁平面优选在晶体学上大概取向。作为取向方向,优选(110)面取向。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。作为进一步优选的取向方向,为(110)[111]方向。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。上述扁平磁性金属粒子的扁平面的晶体面以(110)(220)以外的其他的晶体面(例如(200)、(211)、(310)、(222)等)相对于(110)通过xrd(x射线衍射法)测定的峰强度比计优选为10%以下,更优选为5%以下,进一步优选为3%以下。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。
[0069]
另外,扁平磁性金属粒子具有包含选自由fe、co及ni构成的组中的至少1个第一元素的磁性金属相。需要说明的是,扁平磁性金属粒子含有fe、co,且co的量相对于fe和co的合计量优选为10原子%~60原子%,进一步优选包含10原子%~40原子%。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,因此优选。另外,fe-co系由于容易实现高饱和磁化,所以优选。进而,通过fe和co的组成范围进入上述的范围,能够实现更高的饱和磁化,从而优选。另外,扁平磁性金属粒子与附着金属的组成同等时,热稳定性、强度、硬度等机械特性容易提高,从而优选。
[0070]
扁平磁性金属粒子优选包含选自由mg、al、si、ca、zr、ti、hf、zn、mn、ba、sr、cr、mo、ag、ga、sc、v、y、nb、pb、cu、in、sn、稀土类元素构成的组中的至少1种非磁性金属。由此,能够提高上述扁平磁性金属粒子的热稳定性、耐氧化性。其中,al、si由于容易与扁平磁性金属粒子的主成分即fe、co、ni固溶,有助于热稳定性、耐氧化性的提高,因此特别优选。
[0071]
需要说明的是,为了感应磁各向异性,还有使扁平磁性金属粒子的晶体性尽可能非晶质化、根据磁场或应变在面内一方向上感应磁各向异性的方法。这种情况下,优选设定为容易使扁平磁性金属粒子尽可能非晶质化的组成。在这样的观点中,扁平磁性金属粒子中所含的磁性金属优选包含选自b(硼)、si(硅)、al(铝)、c(碳)、ti(钛)、zr(锆)、hf(铪)、nb(铌)、ta(钽)、mo(钼)、cr(铬)、cu(铜)、w(钨)、p(磷)、n(氮)、ga(镓)、y(钇)中的至少1种添加元素。优选与选自由fe、co、ni构成的组中的至少1个第一元素的原子半径之差大的添加元素。另外,优选选自由fe、co、ni构成的组中的至少1个第一元素与添加元素的混合焓变大为负那样的添加元素。另外,优选为包含第一元素和添加元素、且合计包含3种以上的元素的多元系。另外,b、si等半金属的添加元素由于晶体化速度慢,容易非晶质化,因此有利于混合到体系中。从以上那样的观点出发,优选b、si、p、ti、zr、hf、nb、y、cu等,其中,上述添加元素更优选包含b、si、zr、hf、y中的任一种。作为例子,优选包含fe和co作为上述磁性金属
相的第一元素,包含si和b作为上述添加元素。另外,上述添加元素的合计量优选相对于上述第一元素与上述添加元素的合计量均包含0.001原子%~80原子%。更优选为5原子%~80原子%,进一步优选为10原子%~40原子%。需要说明的是,上述添加元素的合计量越多,则非晶质化越进行,变得越容易赋予磁各向异性,因此优选(即,从低损耗、高导磁率的观点出发优选),另一方面,由于磁性金属相的比例变少,因此饱和磁化变小,从这点来看不优选。但是,根据用途(例如电动机的磁性楔等),即使在饱和磁化比较小的情况下也能够充分使用,也有宁可优选特殊化为低损耗、高导磁率的情况。需要说明的是,所谓电动机的磁性楔是加有线圈的槽部的盖那样的楔,通常使用非磁性的楔,但通过采用磁性的楔,从而磁通密度的疏密得以缓和,高频损耗降低,电动机效率提高。此时,磁性楔的饱和磁化优选较大,即使是比较小的饱和磁化(例如0.5~1t左右),也发挥充分的效果。因而,根据用途来选定组成及添加元素量是重要的。
[0072]
扁平磁性金属粒子优选饱和磁化较高,优选为1t以上,更优选为1.5t以上,进一步优选为1.8t以上,更进一步优选为2.0t以上。由此磁饱和得以抑制,在系统上能够充分地发挥磁特性,从而优选。但是,根据用途(例如电动机的磁性楔等),即使在饱和磁化比较小的情况下也能够充分使用,也有宁可优选特殊化为低损耗的情况。需要说明的是,所谓电动机的磁性楔是加有线圈的槽部的盖那样的楔,通常使用非磁性的楔,但通过采用磁性的楔,从而磁通密度的疏密得以缓和,高频损耗降低,电动机效率提高。此时,磁性楔的饱和磁化优选较大,即使是比较小的饱和磁化,也发挥充分的效果。因而,根据用途来选定组成是重要的。
[0073]
上述磁性金属相的平均晶体粒径优选为1μm以上,更优选为10μm以上,进一步优选为50μm以上,更进一步优选为100μm以上。若上述磁性金属相的平均晶体粒径变大,则由于上述磁性金属相的表面的比例变小,所以钉扎位点降低,由此顽磁力降低,磁滞损耗降低,从而优选。另外,若上述磁性金属相的平均晶体粒径在上述的范围内变大,则磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,因此优选。
[0074]
另外,上述磁性金属相的平均晶体粒径也优选为100nm以下,更优选为50nm以下,进一步优选为20nm以下,更进一步优选为10nm以下。越小越优选,更优选为5nm以下,进一步优选为2nm以下。由此,变得容易赋予各向异性,上述的磁特性提高,所以优选。另外,由于所谓平均晶体粒径小是指接近无定型,因此与高晶体性的粒子相比,电阻变高,由此涡流损耗变得容易降低,从而优选。另外,与高晶体性的粒子相比,在耐蚀性、耐氧化性的方面优异,所以优选。
[0075]
需要说明的是,100nm以下的平均晶体粒径可以通过利用xrd测定的scherrer的式子而简单地算出,另外,也可以通过利用tem(transmission electron microscope、透射型电子显微镜)观察对许多磁性金属相进行观察并将其粒径平均化而求出。在平均晶体粒径小的情况下,优选通过xrd测定而求出,在平均晶体粒径大的情况下,优选通过tem观察而求出,优选根据情况来选择测定方法、或将两者的方法并用而综合地进行判断。
[0076]
扁平磁性金属粒子的晶格应变优选为0.01%~10%,更优选为0.01%~5%,进一步优选为0.01%~1%,更进一步优选为0.01%~0.5%。由此,磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。
[0077]
需要说明的是,晶格应变可以通过对由x射线衍射法(xrd:x-ray diffraction)得
到的线宽进行详细地解析而算出。即,通过进行halder-wagner绘制、hall-williamson绘制,能够将线宽的扩展的有用成分分离成晶体粒径和晶格应变。由此可以算出晶格应变。从可靠性的观点出发优选halder-wagner绘制。关于halder-wagner绘制,例如想要参照n.c.halder、c.n.j.wagner、acta cryst.20(1966)312-313.等。其中,halder-wagner绘制由以下的式子表示。
[0078]
(β:积分宽度、k:常数、λ:波长、d:晶体粒径、晶格应变(二次方平均平方根))
[0079][0080]
即,纵轴取β2/tan2θ,横轴取β/tanθsinθ进行绘制,由该近似直线的斜率算出晶体粒径d,另外由纵轴切片算出晶格应变ε。若由上述式的halder-wagner绘制得到的晶格应变(晶格应变(二次方平均平方根))为0.01%~10%、更优选为0.01%~5%、进一步优选为0.01%~1%、更进一步优选为0.01%~0.5%,则磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。
[0081]
上述的晶格应变解析是在能够检测xrd中的多个峰的情况下有效的方法,另一方面,在xrd中的峰强度弱而能够检测的峰少的情况(例如仅可检测1个的情况)下,解析困难。这样的情况下,优选通过下面的步骤来算出晶格应变。首先,通过高频电感耦合等离子体(icp:inductively coupled plasma)发光分析、能量色散型x射线分光法(edx:energy dispersive x-ray spectroscopy)等求出组成,算出磁性金属元素fe、co、ni这3个的组成比(在仅有两个磁性金属元素的情况下,为两个的组成比。在仅有1个磁性金属元素的情况下,为1个的组成比(=100%))。接着,由fe-co-ni的组成算出理想的晶面间距d0(参照文献值等。根据情况,制作该组成的合金,通过测定而算出晶面间距)。之后,通过求出测定试样的峰的晶面间距d与理想的晶面间距d0之差,可以求出应变量。即,该情况下,作为应变量,作为(d-d0)/d0×
100(%)而算出。综上,晶格应变的解析根据峰强度的状态而分开使用上述的两种方法,另外根据情况优选将两者并用来进行评价。
[0082]
扁平面内的晶面间距根据方向而具有差异,优选最大晶面间距d
max
与最小晶面间距d
min
之差的比例(=(d
max-d
min
)/d
min
×
100(%))优选为0.01%~10%,更优选为0.01%~5%,进一步优选为0.01%~1%,更进一步优选为0.01%~0.5%。由此,磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。需要说明的是,晶面间距可以通过xrd测定而简单地求出。通过一边在面内改变方向一边进行该xrd测定,可以求出由方向引起的晶格常数的差异。
[0083]
扁平磁性金属粒子的微晶优选在扁平面内沿一个方向成为念珠连接、或微晶为棒状且在扁平面内沿一个方向取向中的任一者。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。
[0084]
扁平磁性金属粒子的扁平面优选具有沿第一方向排列、且宽度为0.1μm以上、长度为1μm以上且长宽比为2以上的多个凹部和多个凸部中的一者或两者。由此,磁各向异性容易沿上述第一方向被诱发,在扁平面内,因方向而引起的顽磁力差变大,从而优选。在该观点上,进一步优选宽度为1μm以上,长度优选为10μm以上。长宽比优选为5以上,进一步优选
为10以上。另外,通过具备这样的凹部或凸部,将扁平磁性金属粒子压粉化而合成压粉材料时的扁平磁性金属粒子彼此的密合性提高(凹部或凸部带来将粒子彼此粘接的锚环的效果),由此,强度、硬度等机械特性、热稳定性提高,所以优选。
[0085]
图5是第1实施方式的压粉材料中的扁平磁性金属粒子的立体示意图。需要说明的是,在图5的上图中仅设置有凹部,在图5的中央的图中仅设置有凸部,但也可以如图5的下图那样一个扁平磁性金属粒子具有凹部和凸部这两者。图6是从上方观察第1实施方式的扁平磁性金属粒子的情况的示意图。示出凹部或凸部的宽度和长度及凹部或凸部间的距离。一个扁平磁性金属粒子也可以具有凹部和凸部这两者。需要说明的是,所谓凹部或凸部的长宽比是长轴的长度/短轴的长度。即,在凹部或凸部的长度大于(长于)宽度的情况下,长宽比由长度/宽度定义,在宽度大于(长于)长度的情况下,长宽比由宽度/长度定义。长宽比较大时,变得容易具有磁单轴各向异性(各向异性),更优选。图6中,示出了凹部2a、凸部2b、扁平面6、扁平磁性金属粒子10。
[0086]
另外,所谓“沿第一方向排列”是指凹部或凸部的长度及宽度中的较长的一者与第一方向平行地排列。需要说明的是,若凹部或凸部的长度及宽度中的较长的一者排列在与第一方向平行的方向
±
30度以内,则设定为“沿第一方向排列”。通过这些,扁平磁性金属粒子通过形状磁各向异性的效果而变得容易在第一方向上具有磁单轴各向异性,从而优选。需要说明的是,扁平磁性金属粒子优选在扁平面内在一个方向上具有磁各向异性,对其进行详细说明。首先,在扁平磁性金属粒子的磁畴结构为多磁畴结构的情况下,磁化过程通过磁畴壁移动来进行,该情况下,扁平面内的容易轴方向与困难轴方向相比顽磁力变小,损耗(磁滞损耗)变小。另外,容易轴方向与困难轴方向相比导磁率变大。需要说明的是,若与各向同性的扁平磁性金属粒子的情况相比,则具有磁各向异性的扁平磁性金属粒子的情况特别是在容易轴方向上顽磁力变小,由此损耗变小,从而优选。另外,导磁率也变大,从而优选。即,通过在扁平面内方向上具有磁各向异性,与各向同性的材料相比磁特性提高。特别是扁平面内的容易轴方向与困难轴方向相比磁特性优异,从而优选。其次,在扁平磁性金属粒子的磁畴结构为单磁畴结构的情况下,磁化过程通过旋转磁化来进行,在该情况下,扁平面内的困难轴方向与容易轴方向相比顽磁力变小,损耗变小。在磁化完全通过旋转磁化来进行的情况下,顽磁力变成零,磁滞损耗变成零,从而优选。需要说明的是,磁化是通过磁畴壁移动来进行(磁畴壁移动型)还是通过旋转磁化来进行(旋转磁化型),取决于磁畴结构是成为多磁畴结构还是成为单磁畴结构。此时,是成为多磁畴结构还是成为单磁畴结构取决于扁平磁性金属粒子的尺寸(厚度、长宽比)、组成、粒子彼此的相互作用的情况等。例如扁平磁性金属粒子的厚度t越小,则越容易成为单磁畴结构,在厚度为10nm~1μm时、特别是10nm~100nm时,容易成为单磁畴结构。作为组成,在晶体磁各向异性大的组成中,即使厚度大,也容易维持单磁畴结构,在晶体磁各向异性小的组成中,若厚度不小,则存在难以维持单磁畴结构的倾向。即,是成为单磁畴结构还是成为多磁畴结构的分界线的厚度也根据组成而改变。另外,扁平磁性金属粒子彼此进行磁结合而磁畴结构稳定化时,容易成为单磁畴结构。需要说明的是,磁化行为是磁畴壁移动型还是旋转磁化型的判断可以如下那样简单地进行判别。首先,在材料面内(与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的面),改变施加磁场的方向而进行磁化测定,找到磁化曲线的差异变得最大的两个方向(此时两个方向为彼此倾斜90度的方向)。接着,通过对这两个方向的曲线进行比较,可以判别是磁畴壁移动型还是
旋转磁化型。
[0087]
如以上那样,扁平磁性金属粒子优选在扁平面内在一个方向上具有磁各向异性,更优选扁平磁性金属粒子通过具有沿第一方向排列、宽度为0.1μm以上且长度为1μm以上且长宽比为2以上的多个凹部和多个凸部中的一者或两者,从而磁各向异性变得容易在上述第一方向上被诱发,更优选。在该观点上,进一步优选宽度为1μm以上、长度为10μm以上。长宽比优选为5以上,进一步优选为10以上。另外,通过具备这样的凹部或凸部,从而将扁平磁性金属粒子压粉化而合成压粉材料时的扁平磁性金属粒子彼此的密合性提高(凹部或凸部带来将粒子彼此粘接的锚环的效果),由此,强度、硬度等机械特性、热稳定性提高,所以优选。
[0088]
另外,在上述扁平磁性金属粒子中,优选在易磁化轴方向上排列有最多的多个凹部和多个凸部中的一者或两者的第一方向。即,在扁平磁性金属粒子的扁平面内存在许多的排列方向(=第一方向)的情况下,优选多数的排列方向(=第一方向)中数目最多的排列方向(=第一方向)与扁平磁性金属粒子的容易轴方向一致。由于排列有凹部或凸部的长度方向即第一方向通过形状磁各向异性的效果容易成为易磁化轴,所以使该方向一致成为易磁化轴时,变得容易赋予磁各向异性,从而优选。
[0089]
多个凹部和多个凸部中的一者或两者优选在1个扁平磁性金属粒子中平均包含5个以上。其中,可以包含5个以上的凹部,也可以包含5个以上的凸部,也可以凹部的个数和凸部的个数之和为5个以上。需要说明的是,进一步优选包含10个以上。另外,各个凹部或凸部间的宽度方向的平均距离优选为0.1μm~100μm。进一步优选包含选自由fe、co及ni构成的组中的至少1个上述第一元素、且平均大小为1nm~1μm的多个附着金属沿着凹部或凸部而排列。需要说明的是,附着金属的平均大小的求法通过基于利用tem或sem或光学显微镜等的观察,将沿着凹部或凸部而排列的多个附着金属的大小进行平均而算出。若满足这些条件,则磁各向异性容易在一个方向上被诱发,从而优选。另外,将扁平磁性金属粒子压粉化而合成压粉材料时的扁平磁性金属粒子彼此的密合性提高(凹部或凸部带来将粒子彼此粘接的锚环的效果),由此,强度、硬度等机械特性、热稳定性提高,所以优选。
[0090]
扁平磁性金属粒子优选在扁平面上进一步具备平均5个以上的多个磁性金属小粒子。磁性金属小粒子包含选自由fe、co及ni构成的组中的至少1个第一元素,平均粒径为10nm~1μm。更优选磁性金属小粒子具有与扁平磁性金属粒子同等的组成。通过将磁性金属小粒子设置于扁平面的表面、或使磁性金属小粒子与扁平磁性金属粒子一体化,从而扁平磁性金属粒子的表面成为疑似稍微粗糙的状态,由此,将扁平磁性金属粒子与后述的夹杂相一起进行压粉化时的密合性大大提高。由此,热稳定性、强度、韧性等机械特性变得容易提高。为了最大限度地发挥这样的效果,优选将磁性金属小粒子的平均粒径设定为10nm~1μm,使平均5个以上的磁性金属小粒子与扁平磁性金属粒子的表面即扁平面一体化。需要说明的是,若磁性金属小粒子沿扁平面内的一方向排列,则在扁平面内容易被赋予磁各向异性,容易实现高导磁率和低损耗,因此更优选。磁性金属小粒子的平均粒径可以通过用tem或sem或光学显微镜等进行观察而求出。
[0091]
扁平磁性金属粒子的粒度分布不均可以由变动系数(cv值)定义。即,cv值(%)=[粒度分布的标准偏差(μm)/平均粒径(μm)]
×
100。可以说cv值越小,则粒度分布不均越小而成为越尖锐的粒度分布。若上述定义的cv值为0.1%~60%,则能够实现低顽磁力、低磁
滞损耗、高导磁率、高热稳定性,从而优选。另外,由于不均少,所以还容易实现高的成品率。更优选的cv值的范围为0.1%~40%。
[0092]
在扁平磁性金属粒子的扁平面内赋予因方向而引起的顽磁力差的1个有效的方法是在磁场中实施热处理的方法。优选一边沿扁平面内的一方向施加磁场一边进行热处理。在进行磁场中热处理之前,优选找到扁平面内的容易轴方向(找到顽磁力最小的方向),一边沿该方向施加磁场一边进行热处理。施加的磁场越大越优选,优选施加1koe以上,进一步优选施加10koe以上。由此能够使扁平磁性金属粒子的扁平面内表现出磁各向异性,另外,能够赋予因方向而引起的顽磁力差,能够实现优异的磁特性,因此优选。热处理优选以50℃~800℃的温度进行。需要说明的是,热处理的气氛优选低氧浓度的真空气氛下、不活泼气氛下、还原性气氛下,进一步优选为h2(氢)、co(一氧化碳)、ch4(甲烷)等还原气氛下。作为其理由,是由于即使扁平磁性金属粒子氧化,通过在还原气氛中实施热处理,也能够将氧化后的金属还原而恢复成金属。由此,还能够将氧化而饱和磁化减少的扁平磁性金属粒子还原,恢复饱和磁化。需要说明的是,由于若通过热处理而扁平磁性金属粒子的晶体化显著进行,则特性劣化(顽磁力增加、导磁率降低),所以优选按照抑制过度的晶体化的方式选定条件。
[0093]
另外,在合成扁平磁性金属粒子时,在通过辊骤冷法等而合成带、并将该带粉碎而得到扁平磁性金属粒子的情况下,在带合成时,多个凹部和多个凸部中的一者或两者容易沿第一方向排列(容易沿辊的旋转方向带有凹部、凸部),由此,在扁平面内,变得容易具有因方向而引起的顽磁力差,从而优选。即,扁平面内的多个凹部和多个凸部中的一者或两者沿第一方向排列的方向变得容易成为易磁化轴方向,在扁平面内,可有效地赋予因方向而引起的顽磁力差,从而优选。
[0094]
扁平磁性金属粒子优选扁平磁性金属粒子的表面的至少一部分被厚度为0.1nm~1μm、且含有选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素的被覆层覆盖。
[0095]
图7a-b是第1实施方式的压粉材料中的扁平磁性金属粒子的示意图。示出了被覆层9。
[0096]
被覆层更优选包含选自由mg、al、si、ca、zr、ti、hf、zn、mn、ba、sr、cr、mo、ag、ga、sc、v、y、nb、pb、cu、in、sn、稀土类元素构成的组中的至少1个非磁性金属,并且,包含选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素。作为非磁性金属,从热稳定性的观点出发特别优选al、si。在扁平磁性金属粒子包含选自由mg、al、si、ca、zr、ti、hf、zn、mn、ba、sr、cr、mo、ag、ga、sc、v、y、nb、pb、cu、in、sn、稀土类元素构成的组中的至少1个非磁性金属的情况下,被覆层更优选包含至少1个与作为扁平磁性金属粒子的构成成分之一的非磁性金属相同的非磁性金属。氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)中,优选包含氧(o),优选为氧化物、复合氧化物。以上是从被覆层形成的容易性、耐氧化性、热稳定性的观点出发。通过以上内容,能够提高扁平磁性金属粒子与被覆层的密合性,能够提高后述的压粉材料的热稳定性及耐氧化性。被覆层不仅能够提高扁平磁性金属粒子的热稳定性、耐氧化性,而且能够提高扁平磁性金属粒子的电阻。通过提高电阻,能够抑制涡流损耗,提高导磁率的频率特性。因此,被覆层14优选为电气高电阻,例如优选具有1mω
·
cm以上的电阻值。
[0097]
另外,被覆层的存在从磁气的观点出发也优选。扁平磁性金属粒子由于厚度的尺寸相对于扁平面的尺寸较小,所以可以视为疑似的薄膜。此时,在扁平磁性金属粒子的表面
形成被覆层并一体化而得到的结构可以视为疑似的层叠薄膜结构,磁畴结构在能量上稳定化。由此,变得能够使顽磁力降低(由此磁滞损耗降低),从而优选。此时,导磁率也变大,从而优选。在这样的观点中,被覆层更优选为非磁性(磁畴结构变得容易稳定化)。
[0098]
被覆层的厚度从热稳定性/耐氧化性/电阻的观点出发,越厚越优选。然而,若被覆层的厚度变得过厚,则由于饱和磁化变小,所以导磁率也变小,不优选。另外,从磁气的观点出发,也若厚度变得过厚,则“磁畴结构稳定化而低顽磁力化/低损耗化/高导磁率化的效果”降低。考虑以上内容,优选的被覆层的厚度为0.1nm~1μm,更优选为0.1nm~100m。
[0099]
压粉材料的饱和磁化优选较高,优选为0.2t以上,更优选为0.5t以上,更优选为1.0t以上,进一步优选为1.8t以上,更进一步优选为2.0t以上。由此磁饱和得以抑制,在系统上能够充分发挥磁特性,从而优选。但是,根据用途(例如电动机的磁性楔等),即使是饱和磁化比较小的情况下也能够充分地使用,也有宁可优选特殊化为低损耗的情况。因而,根据用途来选定组成是重要的。
[0100]
图8是第1实施方式的压粉材料的示意图。示出了夹杂相20、压粉材料100、压粉材料的平面102。需要说明的是,图8右中所示的图是从图8左中所示的图中为了容易观察夹杂相而除去了影线的示意图。
[0101]
定义为:与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的面与压粉材料所具有的平面所成的角度越接近0度越进行取向。图9是表示第1实施方式中与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的面与压粉材料所具有的平面所成的角度的示意图。关于10个以上的多数的扁平磁性金属粒子,求出上述的角度,其平均值优选为0度~45度,更优选为0度~30度,进一步优选为0度~10度。即,在压粉材料中,上述多个扁平磁性金属粒子的上述扁平面优选彼此平行、或按照变得彼此接近平行的方式以层状取向。由此,能够降低压粉材料的涡流损耗,从而优选。另外,由于能够减小反磁场,所以能够增大压粉材料的导磁率,从而优选。另外,由于能够提高强磁性共振频率,因此能够减小强磁性共振损耗,从而优选。进而,在这样的层叠结构中,磁畴结构稳定化,能够实现低的磁损耗,所以优选。
[0102]
在压粉材料所具有的上述平面内(与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的平面内)测定因方向而产生的顽磁力的情况下,例如相对于上述平面内的360度的角度,每隔22.5度改变方向而测定顽磁力。
[0103]
通过在压粉材料的上述平面内具有顽磁力差,与几乎没有顽磁力差的各向同性的情况相比,成为最小的顽磁力值变小,从而优选。在平面内具有磁各向异性的材料中,根据平面内的方向而具有顽磁力差,与磁各向同性的材料相比,成为最小的顽磁力值变小。由此磁滞损耗降低,导磁率提高,从而优选。
[0104]
在压粉材料所具有的上述平面内(与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的平面内),因方向而引起的顽磁力差的比例越大越优选,优选为1%以上。更优选顽磁力差的比例为10%以上,进一步优选顽磁力差的比例为50%以上,更进一步优选顽磁力差的比例为100%以上。这里所谓的顽磁力差的比例,使用在扁平面内成为最大的顽磁力hc(max)和成为最小的顽磁力hc(min),以(hc(max)-hc(min))/hc(min)
×
100(%)来定义。
[0105]
需要说明的是,顽磁力可以使用振动试样型磁力计(vsm:vibrating sample magnetometer)等进行简单评价。在顽磁力低的情况下,通过使用低磁场单元,还可以测定0.1oe以下的顽磁力。相对于测定磁场的方向,在压粉材料的上述平面内(与扁平磁性金属
粒子的扁平面平行的平面内)改变方向而进行测定。
[0106]
在算出顽磁力时,可以采用与横轴相交的2个点(磁化成为零的磁场h1、h2)的磁场的差量除以2而得到的值(即可以由顽磁力=|h2-h1|/2算出)。
[0107]
从赋予磁各向异性的观点出发,优选使磁性金属粒子最大长度方向一致地排列。关于最大长度方向是否一致,对压粉材料中包含的磁性金属粒子用tem或sem或光学显微镜等进行观察,求出最大长度方向与任意决定的基准线所成的角,通过其不均程度来判断。优选相对于20个以上的扁平磁性金属粒子来判断平均的不均程度,在无法对20个以上的扁平磁性金属粒子进行观察的情况下,优选进行尽可能多的扁平磁性金属粒子观察并相对于它们来判断平均的不均程度。本说明书中,在不均程度进入
±
30
°
的范围时,称为最大长度方向一致。不均程度更优选为
±
20
°
的范围内,进一步优选为
±
10
°
的范围内。由此,变得容易赋予压粉材料的磁各向异性,从而优选。进一步优选处于扁平面中的多个凹部和多个凸部中的一者或两者的第一方向沿最大长度方向排列。由此,能够较大地赋予磁各向异性,从而优选。
[0108]
在压粉材料中,近似的第一方向沿第二方向排列的“排列比例”优选为30%以上。更优选为50%以上,进一步优选为75%以上。由此,磁各向异性适度变大,如上所述磁特性提高,从而优选。首先,对于事先评价的全部扁平磁性金属粒子,将各扁平磁性金属粒子所具有的凹部或凸部的排列方向占最多数的方向分别定义为第一方向,将各扁平磁性金属粒子的第一方向作为压粉材料整体最多排列的方向定义为第二方向。接着,相对于第二方向,决定将360度的角度以每隔45度的角度分割而得到的方向。接着,对各扁平磁性金属粒子的第一方向在何种角度的方向上最近地排列进行分类,将该方向定义为“近似的第一方向”。即,分类为0度的方向、45度的方向、90度的方向、135度的方向这4个中的任一个。将近似的第一方向相对于第二方向以相同方向排列的比例定义为“排列比例”。在评价该“排列比例”时,依次选择4个相邻的扁平磁性金属粒子,对这4个进行评价。通过将其进行至少3次以上的多次(多较好,例如优选为5次以上,进一步优选为10次以上),采用其平均值作为排列比例。需要说明的是,无法判别凹部或凸部的方向的扁平磁性金属粒子从评价中除外,进行其紧邻的扁平磁性金属粒子的评价。例如在将通过单辊骤冷装置合成的带进行粉碎而得到的扁平磁性金属粒子中,大多在仅一侧的扁平面带有凹部或凸部,另一侧的扁平面不带有凹部或凸部。在用sem对这样的扁平磁性金属粒子进行观察的情况下,未带有凹部或凸部的扁平面在观察的画面上可见的情况也可在概率上引起一半左右(该情况下,实际背侧的扁平面也应该带有凹部或凸部,但在上述评价中除外)。
[0109]
另外,优选最多的近似的第一方向排列在压粉材料的易磁化轴方向上。即,压粉材料的易磁化轴优选与第二方向平行。排列有凹部或凸部的长度方向通过形状磁各向异性的效果而容易成为易磁化轴,所以使该方向一致成为易磁化轴时,变得容易赋予磁各向异性,从而优选。
[0110]
优选上述夹杂相的一部分沿着第一方向附着。若换而言之,则优选夹杂相的一部分沿着扁平磁性金属粒子的处于扁平面上的凹部或凸部的方向附着。由此,磁各向异性变得容易在一个方向上被诱发,从而优选。另外,这样的夹杂相的附着会提高扁平磁性金属粒子彼此的密合性,由此,强度、硬度等机械特性、热稳定性提高,所以优选。另外,夹杂相优选包含粒子状的相。由此,容易适度地将扁平磁性金属粒子彼此的密合性保持在适度的状态,
减轻应变(通过在扁平磁性金属粒子之间具有粒子状的夹杂相,从而对扁平磁性金属粒子施加的应力得以缓和),降低顽磁力(磁滞损耗降低,导磁率增加),从而优选。
[0111]
夹杂相相对于压粉材料整体优选包含0.01重量%~80重量%、更优选为0.1重量%~60wt%、进一步优选为0.1重量%~40重量%的量。若夹杂相的比例过大,则由于承担磁性的扁平磁性金属粒子的比例变小,因此由此压粉材料的饱和磁化、导磁率变小,不优选。相反,若夹杂相的比例过小,则扁平磁性金属粒子与夹杂相的接合变弱,从热稳定性、强度/韧性等机械特性的观点出发不优选。从饱和磁化、导磁率等磁特性和热稳定性、机械特性的观点出发最佳的夹杂相的比例相对于压粉材料整体为0.01重量%~80重量%,更优选为0.1重量%~60wt%,进一步优选为0.1重量%~40重量%。
[0112]
另外,夹杂相与扁平磁性金属粒子的晶格失配比例优选为0.1%~50%。由此磁各向异性适度大且容易被赋予,上述的磁特性提高,所以优选。为了将晶格失配设定为上述的范围,可以通过选择夹杂相的组成与扁平磁性金属粒子10的组成的组合来实现。例如fcc结构的ni的晶格常数为nacl型结构的mgo的晶格常数为两者的晶格失配成为(4.21-3.52)/3.52
×
100=20%。即,通过将扁平磁性金属粒子的主组成设定为fcc结构的ni、将夹杂相20设定为mgo,能够将晶格失配设定为20%。通过像这样选择扁平磁性金属粒子的主组成与夹杂相的主组成的组合,能够将晶格失配设定为上述的范围。
[0113]
夹杂相包含选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素。由此,能够提高电阻。夹杂相的电阻率优选高于扁平磁性金属粒子的电阻率。由此能够降低扁平磁性金属粒子的涡流损耗。夹杂相由于将扁平磁性金属粒子包围而存在,所以能够提高扁平磁性金属粒子的耐氧化性、热稳定性,从而优选。其中,含有氧的夹杂相从高的耐氧化性、高的热稳定性的观点出发更优选。夹杂相由于还承担着将扁平磁性金属粒子彼此机械粘接的作用,所以从高强度的观点出发也优选。
[0114]
另外,夹杂相优选包含氧化物和树脂,上述氧化物的软化温度比上述树脂的软化温度高,在上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物。需要说明的是,软化温度以利用差示扫描量热测定(dsc:differential scanning calorimetry)得到的软化时的吸热峰温度来定义。需要说明的是,代替dsc,也可以是差示热分析(dta:differential thermal analysis)等可求出吸热峰温度的其他分析方法。另外,在有多个吸热峰的情况下,以最低温侧的吸热峰温度来定义(以下,全部软化温度按照该定义)。需要说明的是,在评价氧化物、树脂的吸热峰的情况下,在氧化物、树脂包含水分、溶剂等的情况下,有时观测到起因于其的宽幅或尖锐的峰。然而,由于这样的峰并非伴随氧化物、树脂的软化的吸热峰,因此适当忽视,坚决看清氧化物、树脂其本身软化时的吸热峰,将该峰作为评价对象。由于使上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固上述氧化物非常重要,因此作为制造方法,优选按照如下顺序来制造:首先通过将扁平磁性金属粒子与氧化物充分混合并施加热处理,从而使上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固上述氧化物,之后,混合树脂而进行成型。更优选在热处理时加热至氧化物的软化温度或其以上,由此上述氧化物的粘固进一步进行。另外,热压等同时施加压力和热的方法、施加压力后进行热处理的方法、或进行热处理后施加压力的方法等也是有效的。需要说明的是,在氧化物和扁平磁性金属粒子固结的情况下,优选适当进行粉碎,造粒,之后,混合树脂并进行成型。通过按照以上的步骤,变得能够使上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上有效地粘固上述氧化物。图10中示出第
1实施方式的压粉材料的扫描型电子显微镜(sem)照片的例子。获知氧化物粘固于扁平磁性金属粒子的至少一部分上。
[0115]
另外,上述氧化物相对于上述树脂之比以面积比计优选为0.1~10。由此,变得能够兼顾低顽磁力(及低磁滞损耗、高导磁率)与高强度。需要说明的是,关于面积比,在以sem、光学显微镜等观察而得到的二维的照片中,求出氧化物的面积和树脂的面积,采用其比率。例如,优选在包含至少10个以上扁平磁性金属粒子的范围内求出面积,或者即使是包含少数的扁平磁性金属粒子的范围(或包含1个扁平磁性金属粒子的一部分的范围)也将多个(例如10个部位以上的)范围的场所的面积平均化而求出。无论如何,优选按照抽出压粉材料整体中的平均信息的方式求出面积。
[0116]
另外,上述氧化物的软化温度优选比上述树脂的软化温度高10℃以上,更优选高20℃以上,进一步优选高50℃以上,更进一步优选高80℃以上。作为氧化物的软化温度,优选为300℃~600℃,进一步优选为450℃~600℃,更进一步优选为450℃~550℃,再进一步优选为450℃~500℃。若软化温度过低,则未牢固地固结,作为压粉材料的强度变低,不优选。相反若软化温度过高,则磁性金属相的晶体化进行,顽磁力增加(劣化),不优选。通过将软化温度设定为上述的适宜范围,变得能够兼顾低顽磁力(及低磁滞损耗、高导磁率)与高强度。
[0117]
另外,树脂的软化温度优选为200℃~500℃,更优选为300℃~460℃,进一步优选为300℃~400℃。若软化温度过低,则未牢固地固结,作为压粉材料的强度变低,不优选。相反若软化温度过高,则磁性金属相的晶体化进行,顽磁力增加(劣化),不优选。通过将软化温度设定为上述的适宜范围,变得能够兼顾低顽磁力(及低磁滞损耗、高导磁率)与高强度。
[0118]
另外,上述氧化物的软化温度优选比上述磁性金属相的晶化温度低50℃以上。这里的晶化温度不是晶体化峰温度(发热峰温度),而以晶体化开始温度(例如,作为将低温侧的基线向高温侧延长而得到的直线与晶体化峰的低温侧的曲线上由梯度变得最大的点所画出的切线的交点的温度而求出)来定义。在有多个晶体化峰(发热峰)的情况下,以最低温侧的晶体化峰(发热峰)的开始温度来定义。但是,在晶体化的峰描绘出宽幅且平缓的曲线而难以判别晶体化开始温度的情况下,也可以用晶体化峰温度来代替。以晶体化开始温度求出还是以晶体化峰温度求出根据峰来适当判断。需要说明的是,由于上述树脂的软化温度优选比上述氧化物的软化温度低,因此上述氧化物及上述树脂的软化温度变得优选比上述磁性金属相的晶化温度低50℃以上。在上述磁性金属相为无定型类似的相的情况下,若晶体化进行则顽磁力增加(劣化)而不优选,因此不优选暴露于比上述磁性金属相的晶化温度高的温度的热中。即,在合成压粉材料时,需要暴露于上述氧化物、树脂的软化温度附近或稍高的温度的热中,但需要将此时的温度设定为比上述磁性金属相的晶化温度低。优选将上述氧化物及上述树脂的软化温度设定为比上述磁性金属相的晶化温度低50℃以上。由此,变得能够实现低顽磁力(及低磁滞损耗、高导磁率)。另外,通过进行这样的温度设定,上述磁性金属相成为热稳定的状态,能够实现高耐热性及优异的磁特性(低顽磁力、高导磁率等),从而优选。
[0119]
在夹杂相为树脂单独的情况下,由于树脂自身大多为高强度,因此具有能够将扁平磁性金属粒子牢固地固结而容易成为高强度的优点,但另一方面,具有以下缺点:由于高强度地固结,因此在与扁平磁性金属粒子的界面容易施加应变,顽磁力容易增加。与此相
对,在夹杂相为氧化物单独的情况下,由于氧化物自身大多强度略低,因此具有将扁平磁性金属粒子牢固地固结稍微困难而难以成为高强度的缺点,但另一方面,具有以下优点:由于以高强度固结稍微困难,因此在与扁平磁性金属粒子的界面中难以施加应变,顽磁力容易降低。即,在夹杂相为树脂单独、或氧化物单独的情况下,难以兼顾高强度与低顽磁力。与此相对,若在某个特定的条件下加入树脂和氧化物,则变得能够特异性满足高强度和低顽磁力这两者。即,作为氧化物,选择软化温度高的稳定的氧化物,通过在与扁平磁性金属粒子的界面形成粘固的状态来缓和对扁平磁性金属粒子的应变并使顽磁力降低,并且通过在氧化物和扁平磁性金属粒子的周围配置树脂,变得能够牢固地固结而实现高强度。
[0120]
图11中示出在特定的条件下加入树脂和氧化物的情况的特异性效果的例子。图11的上图示出了标准的不优选的例子。就该例子而言,是树脂的软化温度比氧化物的软化温度高的情况,作为具体例子,示出软化温度为450℃的树脂a、软化温度为400℃的氧化物a的情况。获知与树脂a单独相比,在使用树脂a和氧化物a这两者的情况下,顽磁力大大增加。另外,关于强度,也获知:与树脂a单独相比,在使用树脂a和氧化物a这两者的情况下,大大降低。即,获知与树脂a单独相比,在使用树脂a和氧化物a这两者的情况下,无论从顽磁力的观点出发还是从强度的观点出发都不优选。需要说明的是,顽磁力大是指磁滞损耗大,另外一般而言还指导磁率小,因此从低磁滞损耗的观点及高导磁率的观点出发也不优选。与此相对,图11的下图中作为特异性优选的例子,示出氧化物的软化温度比树脂的软化温度高的情况。作为具体例子,示出软化温度为450℃的树脂a、软化温度为460℃的氧化物b的情况及软化温度为370℃的树脂b、软化温度为460℃的氧化物b的情况。获知与树脂a单独相比,在使用树脂a和氧化物b这两者的情况下,顽磁力没有增加反而大大降低。另外,关于强度,也获知:与树脂a单独相比,在使用树脂a和氧化物b这两者的情况下,大致同等。即,获知与树脂a单独相比,在使用树脂a和氧化物b这两者的情况下,无论从顽磁力的观点出发还是从强度的观点出发都优选。进一步优选使用树脂b和氧化物b这两者的情况。获知与树脂b单独相比,在使用树脂b和氧化物b这两者的情况下,顽磁力进一步大大降低。另外,关于强度,也获知:与树脂b单独相比,在使用树脂b和氧化物b这两者的情况下,大致同等。即,获知与树脂b单独相比,在使用树脂b和氧化物b这两者的情况下,无论从顽磁力的观点出发还是从强度的观点出发都进一步优选。以上的特异性效果在氧化物的软化温度比树脂的软化温度高的情况下开始引起,在氧化物的软化温度比树脂的软化温度进一步高的(在图11下图的例子中高80℃以上)情况下显著引起。这是由于:作为氧化物选择软化温度高的稳定的氧化物,通过在与扁平磁性金属粒子的界面形成粘固的状态来缓和对扁平磁性金属粒子的应变并使顽磁力降低,并且通过在氧化物和扁平磁性金属粒子的周围配置树脂,变得能够牢固地固结而实现高强度。另一方面,若选择氧化物的软化温度比树脂的软化温度低的氧化物,则在成型时氧化物的流动性变高,在与扁平磁性金属粒子的界面变得难以形成粘固的状态,无法缓和对扁平磁性金属粒子的应变,反而顽磁力增加(劣化)。另外,强度低的氧化物成为妨碍而使强度大大降低(劣化)。由于以上的情况,为了低顽磁力(及低磁滞损耗、高导磁率)和高强度,优选选定氧化物的软化温度比树脂的软化温度高的组合。需要说明的是,为了显著地发挥该特异性效果,优选使上述的氧化物相对于树脂之比以面积比计为0.1~10,另外,氧化物的软化温度优选比树脂的软化温度高10℃以上,更优选高20℃以上,进一步优选高50℃以上,更进一步优选高80℃以上。作为氧化物的软化温度,优选为300℃~600℃,进
一步优选为450℃~600℃,更进一步优选为450℃~550℃,再进一步优选为450℃~500℃。另外,树脂的软化温度优选为200℃~500℃,更优选为300℃~460℃,进一步优选为300℃~400℃。另外,氧化物的软化温度优选比上述磁性金属相的晶化温度低50℃以上。
[0121]
作为氧化物,包含含有选自由b(硼)、si(硅)、cr(铬)、mo(钼)、nb(铌)、li(锂)、ba(钡)、zn(锌)、la(镧)、p(磷)、al(铝)、ge(锗)、w(钨)、na(钠)、ti(钛)、as(砷)、v(钒)、ca(钙)、bi(铋)、pb(铅)、te(碲)、sn(锡)构成的组中的至少1个元素的氧化物。特别优选含有b。更优选氧化物以氧化硼的形式包含。
[0122]
作为树脂,可使用聚酯系树脂、聚乙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚氯乙烯系树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇树脂、聚丁二烯系树脂、特氟隆系树脂、聚氨酯树脂、纤维素系树脂、abs树脂、腈-丁二烯系橡胶、苯乙烯-丁二烯系橡胶、有机硅树脂、其他的合成橡胶、天然橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、烯丙基树脂、聚苯并咪唑树脂、酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚酰胺酰亚胺树脂或它们的共聚物。特别是为了实现高的热稳定性,优选包含耐热性高的有机硅树脂、聚酰亚胺树脂。由此,扁平磁性金属粒子与夹杂相的接合变得牢固,热稳定性、强度、韧性等机械特性变得容易提高。
[0123]
作为氧化物与树脂的组合,更优选“包含氧化硼的氧化物”与“包含聚酰亚胺树脂的树脂”的组合。此时,作为聚酰亚胺树脂,优选包含下述化学式(1)所表示的重复单元。
[0124][0125]
化学式(1)中,r优选包含联苯、三苯基、四苯基中的任一种结构。r’优选表示在结构内具有至少1个以上的芳香环的结构。
[0126]
另外,作为聚酰亚胺树脂,更优选具有下述(2)或(3)的结构式。
[0127][0128]
通过采取这样的构成,氧化物(包含氧化硼的氧化物)的软化温度成为460℃左右,落入上述的450℃~500℃的范围。另外,树脂(包含聚酰亚胺树脂的树脂)的软化温度成为450℃左右(例如(2)的情况)、370℃左右(例如(3)的情况),落入300℃~460℃的范围。另外,氧化物的软化温度变得比树脂的软化温度高10℃以上。
[0129]
另外,在这样的氧化物与树脂的组合时,作为磁性金属相,优选包含fe和co作为上
述第一元素,包含si和b作为上述添加元素,例如优选fe
70
co
30b25
(原子%)-4重量%si组成等。顺便提一下,fe
70
co
30b25
(原子%)-4重量%si组成时的磁性金属相的晶化温度成为555℃左右,氧化物及树脂的软化温度变得比磁性金属相的晶化温度低50℃以上。通过满足这些组合,并且使氧化物相对于树脂之比以面积比计满足0.1~10,变得能够使软化温度高的稳定的氧化物在与扁平磁性金属粒子的界面形成粘固的状态,变得能够缓和对扁平磁性金属粒子的应变而使顽磁力降低。另外,通过在氧化物和扁平磁性金属粒子的周围配置树脂,变得能够牢固地固结而实现高强度。即,变得能够发挥低顽磁力(及低磁滞损耗、高导磁率)和高强度的特异性效果,从而优选。
[0130]
树脂在大气气氛中在180℃下加热3000小时后的重量减少率优选为5%以下,进一步优选为3%以下,更进一步优选为1%以下,再进一步优选为0.1%以下。另外,关于在大气气氛中在220℃下加热200小时后的重量减少率,优选为5%以下,进一步优选为3%以下,更进一步优选为1%以下,再进一步优选为0.1%以下。另外,关于在大气气氛中在250℃下加热200小时后的重量减少率,优选为5%以下,进一步优选为3%以下,更进一步优选为1%以下,再进一步优选为0.1%以下。需要说明的是,这些重量减少率的评价使用未使用的状态的材料来进行。所谓未使用的状态是处于成型而可使用的状态,没有从该状态暴露于热(例如40度以上的温度的热)、化学试剂、太阳光(紫外线)等的状态。重量减少率设定为由加热前后的质量通过下式而计算的值:重量减少率(%)=[加热前的质量(g)-加热后的质量(g)]/加热前的质量(g)
×
100。另外,优选在大气气氛中在180℃下加热20000小时后的强度优选为加热前的强度的一半以上。进一步优选在大气气氛中在220℃下加热20000小时后的强度优选为加热前的强度的一半以上。另外,优选满足日本工业标准(jis)中规定的h种。特别优选满足可耐受最高温度180℃的耐热性。进一步优选满足国铁标准(jre)中规定的h种。特别优选满足相对于周围温度(标准:25℃、最高:40℃)可耐受180℃的温度上升的耐热性。其所优选的树脂有聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酮、芳香族聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺酰亚胺、聚苯并噁唑、氟树脂、有机硅树脂、液晶聚合物等。这些树脂由于分子间凝聚力大,所以耐热性变高,从而优选。其中,芳香族聚酰亚胺、聚苯并噁唑由于刚直单元在分子内所占的比例高,所以耐热性更高,从而优选。另外,优选为热塑性树脂。以上的加热重量减少率的规定、强度的规定、树脂种类的规定分别对于提高树脂的耐热性是有效的。另外,通过这些,在形成由多个扁平磁性金属粒子和夹杂相(这里为树脂)制成的压粉材料时,作为压粉材料的耐热性提高(热稳定性提高),暴露于高温(例如上述的200℃、250℃)后、或高温(例如上述的200℃、250℃)下的强度、韧性等机械特性变得容易提高,从而优选。另外,由于即使是加热后也存在许多的夹杂相将扁平磁性粒子的周围包围,所以耐氧化性优异,也不易因扁平磁性金属粒子的氧化而引起磁特性的劣化,从而优选。
[0131]
另外,压粉材料在180℃下加热3000小时后的重量减少率优选为5%以下,进一步优选为3%以下,更进一步优选为1%以下,再进一步优选为0.1%以下。另外,压粉材料在220℃下加热3000小时后的重量减少率优选为5%以下,进一步优选为3%以下,更进一步优选为1%以下,再进一步优选为0.1%以下。另外,关于在大气气氛中在250℃下加热200小时后的压粉材料的重量减少率,优选为5%以下,进一步优选为3%以下,更进一步优选为1%以下,再进一步优选为0.1%以下。需要说明的是,重量减少率的评价与上述的树脂的情况同样。另外,优选在大气气氛中在180℃下加热20000小时后的压粉材料的强度优选为加热
前的强度的一半以上。进一步优选在大气气氛中在220℃下加热20000小时后的压粉材料的强度优选为加热前的强度的一半以上。另外优选满足日本工业标准(jis)中规定的h种。特别优选满足可耐受最高温度180℃的耐热性。进一步优选满足国铁标准(jre)中规定的h种。特别优选满足相对于周围温度(标准:25℃、最高:40℃)可耐受180℃的温度上升的耐热性。以上的加热重量减少率的规定、强度的规定、上述的树脂种类的规定分别对于提高压粉材料的耐热性是有效的,能够实现高可靠性的材料。另外,作为压粉材料的耐热性提高(热稳定性提高),暴露于高温(例如上述的200℃、250℃)后、或高温(例如上述的200℃、250℃)下的强度、韧性等机械特性变得容易提高,从而优选。另外,由于即使是加热后也存在许多的夹杂相将扁平磁性粒子的周围包围,所以耐氧化性优异,也不易因扁平磁性金属粒子的氧化而引起磁特性的劣化,从而优选。
[0132]
进而,优选包含在热分解温度以下不具有玻璃化转变温度的晶体性的树脂。另外,优选包含玻璃化转变温度为180℃以上的树脂,进一步优选包含玻璃化转变温度为220℃以上的树脂。更进一步优选包含玻璃化转变温度为250℃以上的树脂。需要说明的是,一般而言,热处理的温度变得越高则扁平磁性金属粒子的平均晶体粒径变得越大。因此,在有必要减小扁平磁性金属粒子的平均晶体粒径的情况下,使用的树脂的玻璃化转变温度优选不过高,具体而言优选为600℃以下。另外,优选在热分解温度以下不具有玻璃化转变温度的晶体性的树脂中包含玻璃化转变温度为180℃以上的树脂,进一步优选包含玻璃化转变温度为220℃以上的树脂。具体而言,优选包含具有180℃以上的玻璃化转变温度的聚酰亚胺,进一步优选包含具有220℃以上的玻璃化转变温度的聚酰亚胺,更进一步优选包含热塑性聚酰亚胺。由此,变得容易引起与磁性金属粒子的熔融粘合,特别可以适宜用于压粉成型。作为热塑性聚酰亚胺,优选热塑性芳香族聚酰亚胺、热塑性芳香族聚酰胺酰亚胺、热塑性芳香族聚醚酰亚胺、热塑性芳香族聚酯酰亚胺、热塑性芳香族聚酰亚胺硅氧烷等在高分子链中具有酰亚胺键的热塑性聚酰亚胺。其中,在玻璃化转变温度为250℃以上的情况下,耐热性变得更高,从而优选。
[0133]
芳香族聚酰亚胺、聚苯并噁唑通过芳香族环与杂环直接键合而采取平面结构,它们通过π-π堆积而固定化,由此表现出高耐热性。由此,能够提高玻璃化转变温度,能够提高热稳定性。另外,通过在分子结构内适度导入醚键等压曲单元,能够容易地调整为所期望的玻璃化转变温度,所以优选。其中,若构成酰亚胺聚合物的酸酐来源单元的苯环结构为联苯、三苯基、四苯基中的任一种结构,则从强度的观点出发优选。由于不会损害对耐热性造成影响的酰亚胺基间的对称结构,取向性也波及长距离,所以材料强度也提高。其所优选的芳香族聚酰亚胺的结构以上述化学式(1)表示。若换而言之,则本实施方式的聚酰亚胺树脂优选包含上述化学式(1)所表示的重复单元。
[0134]
在由压粉材料求出作为其构成成分的夹杂相(这里为树脂)的特性(重量减少率、树脂种类、玻璃化转变温度、分子结构等)时,从压粉材料中仅切出树脂的部分,进行各种特性评价。在通过目视无法判断是否为树脂的情况下,使用利用edx的元素分析等,将树脂与磁性金属粒子进行区别。
[0135]
树脂在压粉材料整体中所占的含量越多,则在润湿(覆盖)扁平磁性金属粒子的聚合物与润湿(覆盖)邻接的扁平磁性金属粒子的聚合物之间聚合物能够顺利地连接,强度等机械特性提高。另外,电阻率也变高,能够降低压粉材料的涡流损耗,从而优选。另一方面,
树脂的含量越多,则扁平磁性金属粒子的比例越减少,所以压粉材料的饱和磁化下降,导磁率也下降,不优选。为了综合地考虑强度等机械特性、电阻率/涡流损耗、饱和磁化、导磁率的特性而实现均衡的材料,优选将树脂在压粉材料整体中所占的含量设定为93重量%以下,进一步优选为86重量%以下,更进一步优选为2重量%~67重量%,再进一步优选为2重量%~43重量%。另外,扁平磁性金属粒子的含量优选为7重量%以上,进一步优选为14重量%以上,更进一步优选为33重量%~98重量%,再进一步优选为57重量%~98重量%。另外,扁平磁性金属粒子若粒径变小,则表面积变大,所需的树脂的量飞跃地增加,所以优选具有适度大的粒径。由此,能够将压粉材料高饱和磁化,能够增大导磁率,对系统的小型化/高输出化是有利的。
[0136]
在压粉材料中,上述多个扁平磁性金属粒子的上述扁平面优选按照彼此变得平行的方式以层状取向。由此,能够降低压粉材料的涡流损耗,从而优选。另外,由于能够减小反磁场,所以能够增大压粉材料的导磁率,从而优选。另外,由于能够提高强磁性共振频率,所以能够减小强磁性共振损耗,从而优选。进而,在这样的层叠结构中,磁畴结构稳定化,能够实现低的磁损耗,所以优选。其中,定义为:与扁平磁性金属粒子的扁平面平行的面与压粉材料所具有的平面所成的角度越接近0度则越进行取向。具体而言,关于10个以上的许多扁平磁性金属粒子10求出上述的角度的其平均值优选为0度~45度,更优选为0度~30度,进一步优选为0度~10度。
[0137]
压粉材料也可以具有包含含有上述扁平磁性金属粒子的磁性层和含有o、c、n中的任一者的中间层的层叠型的结构。在磁性层中,优选上述扁平磁性金属粒子进行取向(按照使彼此的扁平面平行的方式取向)。另外,优选使中间层的导磁率小于磁性层的导磁率。通过这些处置,能够实现疑似的薄膜层叠结构,能够提高层方向的导磁率,所以优选。另外,在这样的结构中,由于能够提高强磁性共振频率,所以能够减小强磁性共振损耗,从而优选。进而,在这样的层叠结构中,磁畴结构稳定化,能够实现低磁损耗,所以优选。需要说明的是,为了进一步提高这些效果,更优选使中间层的导磁率小于夹杂相(磁性层的中的夹杂相)的导磁率。由此,在疑似的薄膜层叠结构中,能够进一步提高层方向的导磁率,所以优选。另外,由于能够进一步提高强磁性共振频率,所以能够减小强磁性共振损耗,从而优选。
[0138]
以上,根据本实施方式,能够提供具有低的磁损耗等优异的磁特性及高强度等优异的机械特性的压粉材料。
[0139]
(第2实施方式)
[0140]
本实施方式的系统及设备装置具有第1实施方式的压粉材料。因此,关于与第1实施方式重复的内容省略记载。该系统、设备装置中包含的压粉材料的部件例如为各种电动机、发电机等旋转电机(例如电动机、发电机等)、变压器、感应器、变换器、扼流线圈、过滤器等的芯、旋转电机用的磁性楔(磁性楔)等。图12是第2实施方式的电动机系统的概念图。电动机系统是旋转电机系统的一个例子。电动机系统是包含控制电动机的转速、电力(输出功率)的控制系的系统。作为控制电动机的转速的方式,有基于利用桥式伺服电路的控制、比例电流控制、电压比较控制、频率同步控制、锁相环(pll,phase locked loop)控制等的控制方法。作为一个例子,关于利用pll的控制法在图12中有示出。利用pll控制电动机的转速的电动机系统具备电动机、将电动机的旋转的机械位移量转换成电信号而检测电动机的转速的回转式编码器、将通过某个命令而给与的电动机的转速与通过回转式编码器而检测的
电动机的转速进行比较而输出它们的转速差的位相比较器、和按照减小该转速差的方式来控制电动机的控制器。另一方面,作为控制电动机的电力的方法,有利用脉冲宽度调制(pwm,pulse width modulation)控制、脉冲电压振幅波形(pam,pulse amplitude modulation)控制、矢量控制、脉冲控制、双极型驱动、熄灭脉冲电平控制、电阻控制等的控制方法。另外,作为其他的控制方法,有微步驱动控制、多相驱动控制、逆变器控制、开关控制等控制方法。作为一个例子,关于利用逆变器的控制法在图12中有示出。利用逆变器来控制电动机的电力的电动机系统具备交流电源、将交流电源的输出转换成直流电流的整流器、将该直流电流转换成利用任意频率的交流的逆变器电路、和通过该交流而被控制的电动机。
[0141]
图13表示第2实施方式的电动机的概念图。电动机200是旋转电机的一个例子。在电动机200中,配置有第1定子(定子)和第2转子(转子)。图中,示出了转子配置于定子的内侧的内转子型,但也可以是转子配置于定子的外侧的外转子型。
[0142]
图14是第2实施方式的电动机芯(定子)的概念图。图15是第2实施方式的电动机芯(转子)的概念图。作为电动机芯300(电动机的芯),定子及转子的芯符合。以下对该点进行说明。图14是第1定子的截面概念图例。第1定子具有芯和绕组。绕组卷绕到设置于芯内侧的芯所具有的突起的一部分上。可以在该芯内配置第1实施方式的压粉材料。图15是第1转子的截面概念图例。第1转子具有芯和绕组。绕组卷绕到设置于芯外侧的芯所具有的突起的一部分上。可以在该芯内配置第2实施方式的压粉材料。
[0143]
需要说明的是,图14、图15到底是示出电动机的一个例子的图,作为压粉材料的适用对象,并不限定于此。作为用于容易导通磁通的芯,可以适用于所有种类的电动机。
[0144]
图16是第2实施方式的变压器/变换器的概念图。图17是第2实施方式的感应器(环状感应器、棒状感应器)的概念图。图18是第2实施方式的感应器(芯片感应器、平面感应器)概念图。它们也到底是作为一个例子示出的图。在变压器/变换器400、感应器500中也与电动机芯同样地,为了容易导通磁通、或为了利用高的导磁率,可以对所有种类的变压器/变换器、感应器适用压粉材料。
[0145]
图19是第2实施方式的发电机500的概念图。发电机500是旋转电机的一个例子。发电机500具备使用第1实施方式的压粉材料作为芯的第2定子(固定子)530、和使用第1实施方式的压粉材料作为芯的第2转子(转子)540中的任一者或其两者。图中,第2转子(转子)540配置于第2定子530的内侧,但也可以配置于外侧。第2转子540经由轴520与设置于发电机500的一端的涡轮510连接。涡轮510例如通过从未图示的外部供给的流体而旋转。需要说明的是,代替通过流体而旋转的涡轮,也可以通过传递汽车的再生能量等动态旋转来旋转轴。对于第2定子530及第2转子540,可以采用各种公知的构成。
[0146]
轴与配置于相对于第2转子与涡轮相反侧的未图示的整流子接触。通过第2转子的旋转而产生的电动势作为发电机的电力经由未图示的相分离母线及未图示的主变压器被升压至系统电压并被送电。需要说明的是,在第2转子中,因来自涡轮的静电或伴随发电的轴电流而产生带电。因此,发电机具备用于使第2转子的带电放电的刷子。
[0147]
另外,本实施方式的旋转电机可以优选用于铁道车辆。例如可以优选用于驱动铁道车辆的电动机200、或产生用于驱动铁道车辆的电的发电机500。
[0148]
另外,图20是表示磁通的方向与压粉材料的配置方向的关系的概念图。需要说明
的是,首先,在磁畴壁移动型、旋转磁化型中的任一者中,均优选相对于磁通的方向使压粉材料中包含的扁平磁性金属粒子的扁平面配置在尽可能彼此平行、并且一致为层状的方向上。这是由于,通过尽可能减小贯穿磁通的扁平磁性金属粒子的截面积,能够降低涡流损耗。此外,需要说明的是,并且在磁畴壁移动型中,优选将扁平磁性金属粒子的扁平面内的易磁化轴(箭头方向)与磁通的方向平行地配置。由此,由于能够以顽磁力更加降低的方向使用,所以能够降低磁滞损耗,从而优选。另外导磁率也能够变高,从而优选。相反,在旋转磁化型中,优选将扁平磁性金属粒子的扁平面内的易磁化轴(箭头方向)与磁通的方向垂直地配置。由此,由于能够以顽磁力更加降低的方向使用,所以能够降低磁滞损耗,从而优选。即,优选把握压粉材料的磁化特性,在弄清楚是磁畴壁移动型还是旋转磁化型(判别方法如上所述)的基础上,如图20那样配置。在磁通的方向复杂的情况下,可能难以完全如图20那样配置,但优选尽可能如图20那样配置。以上的配置方法优选在本实施方式的全部的系统及设备装置(例如各种电动机、发电机等旋转电机(例如电动机、发电机等)、变压器、感应器、变换器、扼流线圈、过滤器等的芯、旋转电机用的磁性楔(楔)等)中被适用。
[0149]
为了适用于该系统及设备装置,压粉材料容许实施各种加工。例如在烧结体的情况下,实施研磨或切削等机械加工,在粉末的情况下,实施与环氧树脂、聚丁二烯那样的树脂的混合。根据需要进一步实施表面处理。另外,根据需要实施绕组处理。
[0150]
根据本实施方式的系统及设备装置,能够实现具有优异的特性(高效率、低损耗)的电动机系统、电动机、变压器、变换器、感应器及发电机。
[0151]
(实施例)
[0152]
以下,将实施例1~11与比较例1~6对比并更详细地进行说明。对于通过以下所示的实施例及比较例而得到的压粉材料,将扁平磁性金属粒子的平均厚度、扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值、树脂的软化温度、氧化物的软化温度、磁性金属相的晶化温度、氧化物相对于树脂之比汇总而示于表1中。
[0153]
(实施例1)
[0154]
首先,使用单辊骤冷装置,制作fe-co-si-b(fe70co30b25(原子%)-4重量%si)的带。接着,将所得到的带在h2气氛中300℃下进行热处理。接着,将该带使用混合器装置粉碎成规定的尺寸,得到扁平磁性金属粒子。需要说明的是,所得到的扁平磁性金属粒子的晶化温度为555℃。之后,通过将所得到的扁平磁性金属粒子与氧化物(bi2o
3-zno-b2o3:软化温度455℃)一起混合,在软化温度下进行热处理并进行压制,从而使氧化物坚固地粘固于扁平磁性金属粒子上。之后,轻微地粉碎,与树脂(聚酰亚胺树脂:软化温度450℃)一起进行混合,进行磁场中成型(使扁平粒子取向化),通过热压装置进行热压成型。之后,通过实施磁场中热处理而得到压粉材料。在磁场中热处理中,沿易磁化轴方向施加磁场而进行热处理。需要说明的是,如上所述,作为夹杂相包含氧化物和树脂,氧化物相对于树脂之比为1。另外,氧化物的软化温度比树脂的软化温度高,在上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物。所得到的压粉材料根据平面内的方向具有1%以上的顽磁力差。
[0155]
(实施例2)
[0156]
除了将氧化物设定为软化温度460℃的氧化硼以外,与实施例1基本相同。
[0157]
(实施例3)
[0158]
除了将树脂设定为软化温度370℃的聚酰亚胺树脂以外,与实施例2基本相同。
[0159]
(实施例4)
[0160]
将fe-co-si-b的组成以b量进行调整,将扁平磁性金属粒子的晶化温度设定为510℃,除此以外,与实施例2基本相同。
[0161]
(实施例5)
[0162]
除了将氧化物相对于树脂之比设定为0.1以外,与实施例2基本相同。
[0163]
(实施例6)
[0164]
除了将氧化物相对于树脂之比设定为10以外,与实施例2基本相同。
[0165]
(实施例7)
[0166]
在实施例2中,将带使用混合器装置切断成适当的大小,之后将所切断的带片回收,利用使用了zro2球和zro2容器的珠磨机在ar气氛下进行约1000rpm的粉碎/压延化而扁平粉末化,得到扁平磁性金属粒子。通过反复进行上述的粉碎/压延化、热处理的作业,扁平磁性金属粒子的平均厚度为10nm,扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值为200,除此以外,与实施例2基本相同。
[0167]
(实施例8)
[0168]
除了扁平磁性金属粒子的平均厚度为1μm、扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值为100以外,与实施例7基本相同。
[0169]
(实施例9)
[0170]
除了扁平磁性金属粒子的平均厚度为100μm、扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值为5以外,与实施例7基本相同。
[0171]
(实施例10)
[0172]
除了扁平磁性金属粒子的平均厚度为10nm、扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值为1000以外,与实施例7基本相同。
[0173]
(实施例11)
[0174]
除了扁平磁性金属粒子的平均厚度为10nm、扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值为10000以外,与实施例7基本相同。
[0175]
(比较例1)
[0176]
不使用氧化物,仅使用树脂,除此以外,与实施例2基本相同(夹杂相仅为聚酰亚胺树脂)。
[0177]
(比较例2)
[0178]
不使用树脂,仅使用氧化物,除此以外,与实施例2基本相同(夹杂相仅为氧化物)。
[0179]
(比较例3)
[0180]
除了将氧化物设定为软化温度440℃的bi2o
3-zno-b2o3以外,与实施例2基本相同。
[0181]
(比较例4)
[0182]
除了将氧化物相对于树脂之比设定为0.08以外,与实施例2基本相同。
[0183]
(比较例5)
[0184]
除了将氧化物相对于树脂之比设定为12以外,与实施例2基本相同。
[0185]
(比较例6)
[0186]
将fe-co-si-b的组成以b量进行调整,将扁平磁性金属粒子的晶化温度设定为500℃,除此以外,与实施例2基本相同。
[0187]
接着,关于实施例1~11及比较例1~6的评价用材料,评价导磁率、tanδ、铁损、导磁率实部(μ’)的经时变化比例、强度比。导磁率、tanδ采用100hz下的值。关于铁损、导磁率实部(μ’)的经时变化比例、强度比,通过以下的方法进行评价。将评价结果示于表2中。
[0188]
(1)铁损:使用b-h分析仪测定100hz、1t的动作条件下的铁损。需要说明的是,在100hz、1t的条件下无法直接测定的情况下,测定铁损的频率依赖性、磁通密度依赖性,由该数据推定100hz、1t的铁损(而且采用该推定值)。
[0189]
(2)导磁率实部μ’的经时变化比例:使用阻抗分析仪,在100hz下测定环状的试样的导磁率实部μ’。之后,将评价用试样在温度100℃、大气中进行100小时加热后,再次测定导磁率实部μ’,求出经时变化(放置100小时后的导磁率实部μ’/放置前的导磁率实部μ’)。
[0190]
(3)强度比:测定评价用试样的室温下的抗折强度,以与比较例1的试样的室温下的抗折强度之比(=评价用试样的室温下的抗折强度/比较例1的试样的室温下的抗折强度)来表示。
[0191]
表1
[0192][0193]
表2
[0194][0195]
如由表1表明的那样,实施例1~11的压粉材料的扁平磁性金属粒子的平均厚度为10nm~100μm,扁平面内的平均长度相对于厚度之比的平均值为5~10000。另外,根据压粉材料的平面内的方向而具有顽磁力差。另外,作为夹杂相包含氧化物和树脂,氧化物的软化温度比树脂的软化温度高,在扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物。另外,氧化物的软化温度比磁性金属相的晶化温度低50℃以上。另外,氧化物相对于树脂之比以面积比计为0.1~10。实施例2是将实施例1的氧化物变更为氧化硼的例子。实施例3是树脂的软化温度落入300℃~400℃的范围的例子。与此相对,比较例1仅包含树脂(不含氧化物)作为夹杂相,比较例2仅包含氧化物(不含树脂)作为夹杂相。另外,比较例3虽然包含树脂和
氧化物作为夹杂相,但树脂的软化温度比氧化物的软化温度高。比较例4、5虽然包含树脂和氧化物作为夹杂相,且氧化物的软化温度比树脂的软化温度高,但氧化物相对于树脂之比以面积比计脱离0.1~10的范围。比较例6脱离“氧化物的软化温度比磁性金属相的晶化温度低50℃以上”这个条件。
[0196]
如由表2表明的那样获知:实施例1~11的压粉材料与比较例1~6的压粉材料相比,导磁率、铁损、μ’的经时变化比例、强度比优异。即,获知磁特性、热稳定性、机械特性(强度)优异。比较例1仅包含树脂作为夹杂相,虽然强度高,但磁特性低(导磁率低、铁损高、导磁率的经时变化比例低)。另外,比较例2仅包含氧化物作为夹杂相,磁特性低(导磁率低、铁损高、导磁率的经时变化比例低),强度也相当低。比较例3包含树脂和氧化物作为夹杂相,但树脂的软化温度比氧化物的软化温度高,与比较例2的特性相比没有多大变化,不充分。比较例4、5包含树脂和氧化物作为夹杂相,氧化物的软化温度比树脂的软化温度高,但氧化物相对于树脂之比以面积比计脱离0.1~10的范围,磁特性、强度都低。比较例6脱离“氧化物的软化温度比磁性金属相的晶化温度低50℃以上”这个条件,磁特性、强度都低。与此相对,实施例1~11的压粉材料与比较例1~6的压粉材料相比特性特异性优异。该特异性效果是通过以下方面带来的:作为夹杂相包含氧化物和树脂这两者,并且,氧化物的软化温度比树脂的软化温度高,在扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物,另外,氧化物的软化温度比磁性金属相的晶化温度低50℃以上,另外,氧化物相对于树脂之比以面积比计为0.1~10。特别是通过选择软化温度高的稳定的氧化物,在与扁平磁性金属粒子的界面形成粘固的状态,从而缓和对扁平磁性金属粒子的应变并使顽磁力降低(提高导磁率、降低磁滞损耗即铁损),并且,通过在氧化物和扁平磁性金属粒子的周围配置树脂,变得能够牢固地固结而实现高强度。另外获知:实施例2是将实施例1的氧化物变更为氧化硼的例子,由此,与实施例1相比,导磁率、铁损、μ’的经时变化比例、强度比提高。另外获知:实施例3是树脂的软化温度落入300℃~400℃的范围的例子,由此,与实施例2相比,导磁率、铁损、μ’的经时变化比例、强度比进一步提高。需要说明的是,由于实施例的材料为压粉材料,因此能够适用于复杂的形状。
[0197]
对本发明的几个实施方式及实施例进行了说明,但这些实施方式是作为例子提出的,并不意图限定发明的范围。这些实施方式可以以其他的各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形包含在发明的范围、主旨中,同样地包含在权利要求书中记载的发明和其同等的范围内。
[0198]
需要说明的是,可以将上述的实施方式汇总为以下的技术方案。
[0199]
技术方案1
[0200]
一种压粉材料,其是具备多个扁平磁性金属粒子和夹杂相的压粉材料,其中,
[0201]
上述多个扁平磁性金属粒子的平均厚度为10nm~100μm,具有扁平面和包含选自由fe、co及ni构成的组中的至少1个第一元素的磁性金属相,上述扁平面内的平均长度相对于上述厚度之比的平均值为5~10000,
[0202]
上述夹杂相存在于上述多个扁平磁性金属粒子间,且包含选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素,在上述压粉材料中,上述扁平面相对于上述压粉材料所具有的平面平行地取向,具有上述平面内的因方向而产生的顽磁力差,
[0203]
上述夹杂相包含氧化物和树脂,上述氧化物的软化温度比上述树脂的软化温度
高,在上述扁平磁性金属粒子的至少一部分上粘固有上述氧化物。
[0204]
技术方案2
[0205]
根据技术方案1所述的压粉材料,其中,上述氧化物的软化温度比上述树脂的软化温度高10℃以上。
[0206]
技术方案3
[0207]
根据技术方案1或技术方案2所述的压粉材料,其中,上述树脂的软化温度为300℃~400℃。
[0208]
技术方案4
[0209]
根据技术方案1~技术方案3中任一项所述的压粉材料,其中,上述氧化物的软化温度比上述磁性金属相的晶化温度低50℃以上。
[0210]
技术方案5
[0211]
根据技术方案1~技术方案4中任一项所述的压粉材料,其中,上述氧化物相对于上述树脂之比以面积比计为0.1~10。
[0212]
技术方案6
[0213]
根据技术方案1~5中任一项所述的压粉材料,其中,上述磁性金属相包含选自由b、si、al、c、ti、zr、hf、nb、ta、mo、cr、cu、w、p、n、ga、y构成的组中的至少1个添加元素。
[0214]
技术方案7
[0215]
根据技术方案6所述的压粉材料,其中,作为上述磁性金属相的第一元素包含fe和co,作为上述添加元素包含si和b。
[0216]
技术方案8
[0217]
根据技术方案1~技术方案7中任一项所述的压粉材料,其中,上述氧化物包含氧化硼。
[0218]
技术方案9
[0219]
根据技术方案1~技术方案8中任一项所述的压粉材料,其中,上述树脂包含聚酰亚胺树脂。
[0220]
技术方案10
[0221]
根据技术方案9所述的压粉材料,其中,上述聚酰亚胺树脂包含下述化学式(1)所表示的重复单元。
[0222][0223]
技术方案11
[0224]
根据技术方案1~技术方案10中任一项所述的压粉材料,其中,上述磁性金属相的平均晶体粒径为10nm以下。
[0225]
技术方案12
[0226]
根据技术方案1~技术方案11中任一项所述的压粉材料,其中,上述扁平磁性金属粒子的表面的至少一部分被厚度为0.1nm~1μm、且包含选自由氧(o)、碳(c)、氮(n)及氟(f)构成的组中的至少1个第二元素的被覆层覆盖。
[0227]
技术方案13
[0228]
根据技术方案1~技术方案12中任一项所述的压粉材料,其中,在上述压粉材料所具有的上述平面内,因方向而引起的顽磁力差的比例为1%以上。
[0229]
技术方案14
[0230]
一种旋转电机,其具备技术方案1~技术方案13中任一项所述的压粉材料。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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