專利名稱：：軟磁性合金粉末、壓粉體以及電感元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及軟磁性合金粉末、壓粉體以及電感元件。
背景技術(shù)：
：目前，作為在電感元件等中所具有的磁芯的一種，一般采用壓粉磁芯。作為該壓粉磁芯的材料，多采用軟磁性材料即Fe系軟磁性金屬粉末。Fe系軟磁性金屬粉末由于材料本身的電阻低，因而即使提高顆粒間的絕緣性，磁芯損耗(coreloss)也比較高。近年來(lái)，伴隨著電感元件等的小型化的要求，對(duì)于壓粉磁芯，希望提高電阻，減小磁芯損耗。因此，需要對(duì)如上所述的現(xiàn)有的軟磁性材料進(jìn)行進(jìn)一步的改良。于是，為了提高Fe系軟磁性金屬粉的電阻，有人提出向金屬粉末中添加Si(硅)的方法。然而，由于Si的添加使Fe系軟磁性金屬粉的硬度升高，因而，作為壓粉磁芯的成形性不足，無(wú)法實(shí)用。除了Fe系軟磁性金屬粉末以外的壓粉磁芯的材料，多采用Fe-Ni系軟磁性合金(所謂的坡莫合金)粉。然而，F(xiàn)e-Ni系軟磁性合金粉不能充分地抑制高頻中的磁芯損耗。于是，為了減小Fe-Ni系軟磁性合金粉的磁芯損耗，有人提出添加14族元素即Si、Ge或Sn的方法(參照專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，通過(guò)向Fe-Ni系軟磁性合金粉添加規(guī)定量的Si等14族元素，可增大材料本身的電阻。另外，專利文獻(xiàn)2中同樣地公開了，向坡莫合金添加Si的方法。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，通過(guò)添加Si作為脫氧劑，能夠減小氧對(duì)磁性能的影響。然而，在專利文獻(xiàn)2中說(shuō)明了，由于Si的過(guò)度添加對(duì)軟磁性能有害，因而Si被限定在lwt。/。以下。并且，在該專利文獻(xiàn)2中記載了，為了提高磁通量密度，可以向坡莫合金添加Co。另外，在專利文獻(xiàn)3中，雖然公開了使用Cr、Si、Cu、Co作為向PC坡莫合金添加的元素的內(nèi)容，但是沒(méi)有任何關(guān)于其添加量的記載。專利文獻(xiàn)l:日本國(guó)特開2001-23811號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本國(guó)特開2002-173745號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本國(guó)特開昭63-114108號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明者們對(duì)上述專利文獻(xiàn)中記載的現(xiàn)有的Fe-Ni系軟磁性合金粉進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果如專利文獻(xiàn)1中的提案所述，向Fe-Ni系軟磁性合金粉僅添加規(guī)定量的Si，則居里溫度(Tc)以及飽和磁通量密度(Bs)顯著降低。這種軟磁性材料即使作為壓粉磁芯被用于電感元件等中，在元件的實(shí)際工作溫度下的磁性能也下降，因而，沒(méi)有足夠的實(shí)用性。再者，專利文獻(xiàn)2中公開的坡莫合金由于磁芯損耗的抑制不充分，因而還有進(jìn)一步改善的余地。因此，本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于，提供一種既能夠充分地減小壓粉磁芯的磁芯損耗、在元件的實(shí)際工作溫度下的磁性能(以下又稱"高溫特性")又十分優(yōu)良的、含有Fe-Ni系粒子的軟磁性合金粉末和含有該粉末的壓粉體，以及使用該壓粉體的電感元件。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種軟磁性合金粉末，其含有Fe-Ni系粒子，該Fe-Ni系粒子中，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量％的Fe和4555質(zhì)量％的Ni;相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量％的Co和1.26.5質(zhì)量％的Si。根據(jù)本發(fā)明，首先通過(guò)向具有上述Fe-Ni組成的坡莫合金系的結(jié)晶粒子中摻入1.26.5質(zhì)量％的Si以提高顆粒內(nèi)電阻，從而能夠充分地減小在低頻區(qū)域以及高頻區(qū)域的磁芯損耗。具有將Si添加到該程度的組成的坡莫系合金粉末，如果是僅添加Si的狀態(tài)，則高溫特性不佳。本發(fā)明者通過(guò)深入的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向?qū)i添加到上述規(guī)定量的坡莫合金系結(jié)晶粒子中進(jìn)一步添加規(guī)定量的Co，能夠?qū)崿F(xiàn)非常良好的高溫特性，從而完成了本發(fā)明。g卩，本發(fā)明的軟磁性合金粉末從實(shí)用面看，在具有足夠高的飽和磁化的同時(shí)，居里溫度(Tc)也足夠高。因此，該軟磁性合金粉末即使在電子儀器所工作的高溫區(qū)域也顯示出十分優(yōu)良的磁性能。并且，通過(guò)Co的添加，本發(fā)明的軟磁性合金粉末能夠進(jìn)一步降低磁芯損耗。本發(fā)明的軟磁性合金粉末，在結(jié)晶內(nèi)含有1.2質(zhì)量。/。以上的Si。如上所述，已知Fe系軟磁性金屬粉末中添加Si后其硬度提高。然而，本發(fā)明中，盡管含有上述規(guī)定量的Si，但是硬度被抑制得較低。因此，金屬粉末具有優(yōu)良的成形為壓粉磁芯的性能，實(shí)用性高。另外，該軟磁性合金粉末主要由于含有1.2質(zhì)量％以上的Si，因而能夠具有高導(dǎo)磁率。而且，該軟磁性合金粉末主要由于含有Co，因而顯示了優(yōu)良的直流疊加特性。本發(fā)明的軟磁性合金粉末中，優(yōu)選Fe-Ni系粒子的平均粒徑大于10(im小于lOO(im。如此，本發(fā)明的軟磁性合金粉末作為軟磁性材料能夠同時(shí)具有優(yōu)良的低矯頑力和高導(dǎo)磁率，處理的簡(jiǎn)便性，以及渦流損耗減少的效果。再者，本發(fā)明提供了一種壓粉體，其含有Fe-Ni系粒子，該Fe-Ni系粒子的表面的一部分或全部被絕緣材料覆蓋，并且，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量n/。的Fe和4555質(zhì)量n/。的Ni;相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量％的Co和1.26.5質(zhì)量。/。的Si。該壓粉體由于含有本發(fā)明涉及的Fe-Ni粒子，在從低頻區(qū)域到高頻區(qū)域的范圍內(nèi)磁芯損耗充分地被降低，而且，在電子儀器所工作的高溫區(qū)域也顯示十分優(yōu)良的磁性能。本發(fā)明提供了一種電感元件，其包括由壓粉體構(gòu)成的壓粉磁芯，上述壓粉體含有Fe-Ni系粒子，該Fe-Ni系粒子的表面的一部分或全部被絕緣材料覆蓋，并且，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量％的Fe和4555質(zhì)量％的Ni;相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量％的Co和1.26.5質(zhì)量％的Si。再者，本發(fā)明提供了一種電感元件，其包括由壓粉體構(gòu)成的壓粉磁芯和埋設(shè)在該壓粉磁芯內(nèi)的線圈，上述壓粉體含有Fe-Ni系粒子，該Fe-Ni系粒子的表面的一部分或全部被絕緣材料覆蓋，并且，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量°/。的Fe和4555質(zhì)量％的Ni;相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量/。的Co和1.26.5質(zhì)量％的Si。該電感元件由于能夠盡量地減小元件內(nèi)的空間，所以能夠滿足進(jìn)一步小型化的要求。根據(jù)本發(fā)明能夠提供一種既能夠充分地減小壓粉磁芯的磁芯損耗、又能夠使在元件的實(shí)際工作溫度下的磁性十分優(yōu)良的、含有Fe-Ni系粒子的軟磁性合金粉末，和含有該粉末的壓粉體，以及使用該壓粉體的電感元件。圖1是本發(fā)明涉及的電感元件的模式立體示意圖。圖2是表示實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的顆粒內(nèi)電阻的圖表。圖3是表示實(shí)施例中的壓粉磁芯的磁芯損耗的圖表。圖4是表示實(shí)施例中的壓粉磁芯的導(dǎo)磁率以及直流疊加特性的圖表。圖5是表示實(shí)施例中的壓粉磁芯的維氏硬度的圖表。圖6是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的居里溫度的等高線示意圖。圖7是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末在室溫下的飽和磁化的等高線示意圖。圖8是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的居里溫度的示意圖表。圖9是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末在室溫下的飽和磁化的等高線示意圖。圖IO是實(shí)施例中的壓粉磁芯的維氏硬度的示意圖表。圖11是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖12是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖13是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖14是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖15是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖16是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖17是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖18是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的飽和磁化的溫度特性的示意圖。圖19是實(shí)施例中的軟磁性合金粉末的XRD譜的示意圖。圖20是比較例中的軟磁性合金粉末的XRD譜的示意圖。符號(hào)的說(shuō)明100…電感元件，110…磁芯，120…線圈。具體實(shí)施例方式下面，一邊在必要的時(shí)候參照附圖，一邊詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。而且，附圖中，用相同符號(hào)標(biāo)記相同的要素，省略重復(fù)的說(shuō)明。另外，上下左右等的位置關(guān)系，只要沒(méi)有特別說(shuō)明，就基于附圖所示的位置關(guān)系。而且，附圖的尺寸比率并不限于圖示的比率。圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式涉及的電感元件的模式立體示意圖。如圖1所示，電感元件IOO，包括磁芯IIO，呈各面互相以直角相連的六面體狀，且成形為一體；線圈120，被埋設(shè)在磁芯110內(nèi)，僅露出兩端部。線圈120由截面為長(zhǎng)方形的扁平狀的平角金屬線在保持其長(zhǎng)方形的一條短邊朝向中心側(cè)的前提下，纏繞成螺旋狀而成。線圈120的兩端部從纏繞的部分引出。另外，線圈120被絕緣層覆蓋其外周。線圈120的兩端部，從磁芯110的互相平行的2個(gè)側(cè)面的高度方向中間部向外突出。該兩端部從纏繞的部分，先沿著磁芯110的上述側(cè)面彎曲，然后前端部分沿著磁芯110的背面彎曲。線圈120的兩端部作為端子而起作用，因此沒(méi)有被上述絕緣層所覆蓋。線圈120以及覆蓋其的絕緣層的材料，只要使用作為與目前的電感元件相對(duì)應(yīng)的線圈以及絕緣層的材料而使用的材料，就沒(méi)有特別的限定。該電感元件100的磁芯110由本發(fā)明涉及的壓粉體構(gòu)成。磁芯110是使用無(wú)圖示的加壓成形裝置即加壓機(jī)械的金屬模(成形模)進(jìn)行加壓成型而成的壓粉體(加壓成形體)。在磁芯110成型之前，線圈120定位地配置在金屬模內(nèi)，伴隨著磁芯110的加壓成形而被一體地埋設(shè)在磁芯110內(nèi)。磁芯110是通過(guò)向本發(fā)明的軟磁性合金粉末中添加絕緣材料，進(jìn)行混合，之后在規(guī)定的條件進(jìn)行加壓而制成。因此，磁芯110中，軟磁性合金粉末被絕緣材料覆蓋。而且，優(yōu)選對(duì)添加了絕緣材料的軟磁性合金粉末實(shí)施干燥后，向干燥后的軟磁性粉末添加潤(rùn)滑劑，并進(jìn)行混合。軟磁性合金粉末含有Fe-Ni系粒子，該粒子相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量％的Fe，4555質(zhì)量％的Ni，相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量。/。的Co，1.26.5質(zhì)量％的Si。該Fe-Ni系粒子是具有面心立方格子的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的粒子。Fe-Ni系粒子中的Fe以及Ni的組成比為，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，F(xiàn)e為4555質(zhì)量。/。，Ni為4555質(zhì)量％。如果Ni的含有量低于45質(zhì)量％(Fe的含有量超過(guò)55質(zhì)量n/。)，則與位于4555質(zhì)量%的范圍內(nèi)的情況相比，飽和磁通量密度將變得過(guò)小，同時(shí)居里溫度將變得過(guò)低。另外，如果Ni的含有量超過(guò)55質(zhì)量％(Fe的含有量低于45質(zhì)量％)，則與位于4555質(zhì)量％的范圍內(nèi)的情況相比，粉體自身的電阻和飽和磁化將變得過(guò)小。另外，如果Ni的含有量位于4555質(zhì)量％的范圍內(nèi)，則由于軟磁性合金粉末的硬度降低到能夠確保足夠的成形性的程度，所以能夠用于壓粉磁芯。相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)量，優(yōu)選Ni的含有量為4550質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為4748質(zhì)量％。由此，能夠在Si以及Co的含有量較少的組成中進(jìn)一步提高壓粉磁芯的高溫特性的同時(shí)，能夠進(jìn)一步提高居里溫度。Co的含有量相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量為112質(zhì)量%。如果Co的含有量不滿1質(zhì)量％，則與位于112質(zhì)量％的范圍內(nèi)的情況相比，居里溫度降低，同時(shí)軟磁性合金粉末的飽和磁化在Si的含有量較少的區(qū)域明顯減少。因此，電子儀器的工作溫度下的軟磁性合金粉末的磁性能將變得不足。而且，壓粉磁芯的直流疊加特性下降。另一方面，如果Co的含有量超過(guò)12質(zhì)量％，那么矯頑力變大，軟磁性合金粉末的軟磁性能下降，同時(shí)很難降低磁滯損耗。另外，由于Co的添加效果見不到進(jìn)一步的提高，所以不適合作為實(shí)用的壓粉磁芯。從同樣的觀點(diǎn)看，優(yōu)選Co的含有量相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量為36質(zhì)量％。Si的含有量相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量為1.26.5質(zhì)量％。如果Si的含有量不滿1.2質(zhì)量％，那么與位于1.26.5質(zhì)量％的范圍內(nèi)的情況相比，磁芯損耗的降低不足，其影響在高頻范圍內(nèi)尤其明顯。并且，軟磁性合金粉末的導(dǎo)磁率下降。另一方面，如果Si的含有量超過(guò)6.5質(zhì)量％，則與位于1.26.5質(zhì)量％范圍內(nèi)的情況相比，不僅磁芯損耗的降低效果達(dá)到飽和，而且飽和磁通量密度以及居里溫度也會(huì)下降。其結(jié)果，在電子儀器所工作的高溫下的磁性能不夠。另外，通過(guò)含有1.26.5質(zhì)量％的Si，本發(fā)明的軟磁性合金粉末，能夠抑制硬度低到可以完全適用于壓粉磁芯的程度。從同樣的觀點(diǎn)看，優(yōu)選Si的含有量為1.56.5質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選為1.53質(zhì)量％。而且，本發(fā)明涉及的Fe-Ni系粒子也可以含有不可避免的雜質(zhì)。雖然對(duì)軟磁性合金粉末的形狀沒(méi)有特別的限制，但是從將電感維持至高磁場(chǎng)區(qū)域的觀點(diǎn)看，優(yōu)選為球狀和橢圓體狀。其中，從增大壓粉磁芯強(qiáng)度的觀點(diǎn)看，優(yōu)選為橢圓體狀。另外，軟磁性合金粉末的平均粒徑，優(yōu)選大于10pm小于100jim，進(jìn)一步優(yōu)選為1575(xm。如果平均粒徑為10pm以下，則導(dǎo)磁率降低，作為軟磁性材料的磁性能有下降的傾向，并且，難以使用。另一方面，如果平均粒徑超過(guò)100pm，則渦流損耗變大，而且非正常損耗有增大的傾向。本發(fā)明的軟磁性合金粉末，能夠通過(guò)與已知的軟磁性合金粉末的調(diào)制方法相同的方法而得到。這時(shí)，可以使用氣體霧化法、水霧化法、旋轉(zhuǎn)圓盤法等進(jìn)行調(diào)制。其中，為了容易地制作具有期望磁性能的軟磁性合金粉末，優(yōu)選水霧化法。構(gòu)成磁芯110的軟磁性合金粉末，被絕緣材料覆蓋其表面的一部分或全部。絕緣材料按照必要的磁芯的特性進(jìn)行選擇。作為絕緣材料，例如可以列舉出各種有機(jī)高分子樹脂、硅樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂以及水玻璃等。可以單獨(dú)使用其中1種，或者將2種以上組合起來(lái)使用。另外，也可以將這些材料與成形助劑等無(wú)機(jī)材料組合而使用。根據(jù)必要的磁芯特性，絕緣材料的添加量有所不同，例如，相對(duì)于磁芯110的質(zhì)量，可以添加110質(zhì)量°/。左右。如果絕緣材料的添加量超過(guò)10質(zhì)量％，則導(dǎo)磁率降低，損耗有增大的傾向。另一方面，當(dāng)絕緣材料的添加量不滿1質(zhì)量。％，則存在難以確保絕緣的傾向。絕緣材料的進(jìn)一步優(yōu)選的添加量相對(duì)于磁芯110的質(zhì)量為1.55質(zhì)量％。潤(rùn)滑劑的添加量，相對(duì)于磁芯110的質(zhì)量能夠達(dá)到0.11質(zhì)量％左右，優(yōu)選的潤(rùn)滑劑的添加量相對(duì)于磁芯U0的質(zhì)量為0.20.8質(zhì)量％，進(jìn)一步優(yōu)選的潤(rùn)滑劑的添加量為0.30.8質(zhì)量％。如果潤(rùn)滑劑的添加量小于0.1質(zhì)量％,那么成形后的脫膜變難，存在易生成成形裂縫的傾向。另一方面，如果潤(rùn)滑劑的添加量超過(guò)1質(zhì)量％，則將導(dǎo)致成形密度下降，導(dǎo)磁率減小。作為潤(rùn)滑劑，例如可以列舉出硬脂酸鋁、硬脂酸鋇、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅以及硬脂酸鍶等?？梢詥为?dú)使用其中1種，或者將2種以上組合起來(lái)使用。其中，從所謂的彈性回復(fù)(springback)小的觀點(diǎn)看，優(yōu)選使用硬脂酸鋁作為潤(rùn)滑劑。另外，可以進(jìn)一步向軟磁性合金粉末中添加交聯(lián)劑。通過(guò)添加交聯(lián)劑，能夠在不惡化磁芯110的磁性能的情況下增大機(jī)械強(qiáng)度。交聯(lián)劑的優(yōu)選添加量是，相對(duì)于100份質(zhì)量的絕緣材料，為1040份質(zhì)量。交聯(lián)劑可以使用有機(jī)鈦系。除了使用本發(fā)明的軟磁性合金粉末作為磁芯110的材料之外，還可以通過(guò)目前已知的方法來(lái)制造電感元件100。例如，電感元件100可以經(jīng)由軟磁性合金粉末準(zhǔn)備工序、絕緣材料覆蓋工序、成形工序、熱處理工序而被制造出來(lái)。首先，在軟磁性合金粉末準(zhǔn)備工序中，準(zhǔn)備上述的軟磁性合金粉末。其次，在緣材料覆蓋工序中，先混合規(guī)定量的軟磁性合金粉末和絕緣材料。如果要添加交聯(lián)劑，那么混合軟磁性合金粉末、絕緣材料以及交聯(lián)劑。使用捏合機(jī)(kneader)進(jìn)行混合，優(yōu)選在室溫下混合2060分鐘。對(duì)所得到的混合物優(yōu)選在100300°C左右干燥2060分鐘。接著，壓碎已干燥的混合物，得到已被絕緣材料覆蓋的軟磁性合金粉末。然后，在必要的時(shí)候，向該軟磁性合金粉末添加潤(rùn)滑劑。優(yōu)選添加潤(rùn)滑劑后，混合1040分鐘。再次，在成形工序中，將線圈120配置在加壓機(jī)械的金屬模的規(guī)定位置的同時(shí)，向金屬模內(nèi)填充由被絕緣材料覆蓋的軟磁性合金粉末構(gòu)成的磁芯粉末，以掩埋該線圈120。接著，通過(guò)對(duì)磁性粉末加壓實(shí)施壓縮成形得到成形體。對(duì)壓縮成形的成形條件并沒(méi)有特別限定，根據(jù)軟磁性合金粉末的形狀以及尺寸、壓粉磁芯的形狀、尺寸以及密度而適當(dāng)決定即可。例如，最大壓力通常為1001000MPa左右，優(yōu)選為100600MPa左右，保持最大壓力的時(shí)間為0.1秒1分鐘左右。如果成形壓力過(guò)低，那么很難得到足夠的特性以及機(jī)械強(qiáng)度。另一方面，如果成形壓力過(guò)高，那么線圈120容易短路。然后，在熱處理工序中，在15030(fC的溫度下，保持如上所述得到的成形體1545分鐘。由此，成形體中含有的作為絕緣體的樹脂發(fā)生固化，得到由壓粉磁芯(壓粉體)即磁芯110以及線圈120形成的電感元件100。而且，必要的時(shí)候，可以在熱處理工序之后進(jìn)行防銹處理工序，對(duì)電感元件100實(shí)施防銹處理。防銹處理通過(guò)向如上所述得到的電感元件100噴涂環(huán)氧樹脂等而進(jìn)行。噴涂的膜厚是15nm左右。優(yōu)選實(shí)施防銹處理后，在120200°C下進(jìn)行1545分鐘的熱處理。根據(jù)上述說(shuō)明的本實(shí)施方式，磁芯110以含有上述規(guī)定量的Si的軟磁性合金粉末為主成分。因此，該粉末的顆粒內(nèi)電阻較高，尤其能夠充分降低高頻區(qū)域的磁芯110的磁芯損耗。而且，軟磁性合金粉末含有規(guī)定量的Si有利于磁芯110的軟磁性能的促進(jìn)和維持。而且，對(duì)于磁芯110來(lái)說(shuō)，盡管軟磁性合金粉末里含有Si，但是其硬度被維持得較低，這是磁芯的成形性良好的主因。另外，磁芯110的主成分即軟磁性合金粉末含有上述規(guī)定量的Co。于是，即使含有上述規(guī)定量的Si，也可以充分地抑制飽和磁通量密度以及居里溫度的下降。所以，磁芯IIO能夠?qū)崿F(xiàn)尤其在電感元件IOO所工作的高溫區(qū)(例如，100200°C)下的足夠高的磁性能，以及足夠低的磁芯損耗(磁滯損耗以及渦流損耗)。再者，對(duì)于磁芯110而言，主要由于軟磁性合金粉末含有規(guī)定量的Si而能夠提高導(dǎo)磁率，主要由于含有規(guī)定量的Co而能夠提高直流疊加特性。所以，磁芯110具有優(yōu)良的軟磁性能。于是，包括具有上述特性的磁芯IIO的電感元件100，在電子儀器實(shí)際工作的溫度下，能夠具有充分的低損耗以及高電感密度。這種電感元件IOO，與目前的技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的小型化，如果在例如筆記本型個(gè)人電腦、搭載于以汽車為首的溫度環(huán)境嚴(yán)酷的移動(dòng)體上的電子儀器和電源部、使用以SiC為首的工作在高溫的半導(dǎo)體的電子電路、基板、芯片組等各種部件上安裝，則能夠有效地發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。本發(fā)明能夠在不脫離其要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行多種變形。例如，本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，具備本發(fā)明涉及的壓粉磁芯的元件并不限定于電感元件，也可以是各種變壓器、磁屏蔽件。如果是這些元件，則除了使用本發(fā)明的軟磁性合金粉末之外，其他可以是已知的樣態(tài)。另外，本發(fā)明的電感元件中，線圈可以不用埋設(shè)在壓粉磁芯內(nèi)。這種電感元件的構(gòu)成可以為，例如，壓粉磁芯具有例如圓柱狀的磁芯(中腳)部、在其磁芯部的外周側(cè)隔開空間設(shè)置的筒(外腳)部、以及連接磁芯部和筒部的連接部，線圈纏繞在磁芯部的外周。而且，本發(fā)明的電感元件，只要是使用本發(fā)明的壓粉磁芯，就不限定于如上所述的線圈并纏繞而成的所謂的繞線型。例如，本發(fā)明的電感元件可以為，作為繞線型的線圈的替代，以通道連接印刷的導(dǎo)體圖案的，所謂疊層型的電感元件。或者，本發(fā)明的電感元件可以為，作為繞線型的線圈的替代，具備平面螺旋形的導(dǎo)體的，所謂薄膜型的電感元件。下面，通過(guò)實(shí)施例更加詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。而且，下面的實(shí)施方式中，F(xiàn)e以及Ni的含有量以Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量為基準(zhǔn)，Co以及Si的含有量以Fe、Ni、Co以及Si的含有量為基準(zhǔn)。(軟磁性合金粉末的調(diào)制)首先，準(zhǔn)備Fe-Ni合金、Fe單質(zhì)、Ni單質(zhì)、Co單質(zhì)以及Si單質(zhì)的鑄錠、塊體、或顆粒。接著，按照表l、表2所示的組成混合它們，收容于配置在水霧化裝置內(nèi)的坩堝內(nèi)。然后，在惰性氛圍中，使用設(shè)置在坩堝外部的工作線圈，利用高頻感應(yīng)將坩堝加熱到1500°C以上，使柑堝中的鑄錠、塊體、或顆粒熔融、混合，得到熔融體。其次，從設(shè)置在坩堝的噴嘴噴出坩堝內(nèi)的熔融體，同時(shí)通過(guò)使噴出的熔融體與高壓(50MPa)水流相沖突實(shí)施淬火，從而制作出由Fe-Ni系粒子構(gòu)成的軟磁性合金粉末。另外，利用激光衍射式粒度測(cè)量裝置-HELOS系統(tǒng)(JEOL公司制)測(cè)量平均粒徑的數(shù)值。(表1)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>(壓粉磁芯的制作)向所得到的軟磁性合金粉末添加硅樹脂(DowComingSilicones(株)制SR2414LV)作為絕緣材料，添加三丁基錫(tributyjtin)作為固化催化劑，其添加量分別相對(duì)于全體量為2.4質(zhì)量％、0.4質(zhì)量％，并利用加壓捏合機(jī)在室溫下混合30分鐘。接著，對(duì)混合物在空氣中在110°C的溫度下干燥30分鐘。向干燥后的磁性粉末添加相對(duì)于其全體量的0.4質(zhì)量％的硬脂酸鋁(堺化學(xué)制SA-1000)作為潤(rùn)滑劑，然后利用V混合機(jī)混合15分鐘。接著，對(duì)得到的混合物進(jìn)行成形，制作了外徑17mm，內(nèi)徑10mm，厚度5mm的壓粉磁芯。而且，成形壓為490MPa。通過(guò)對(duì)加壓后的成形體在240°C下實(shí)施30分鐘熱處理，使作為絕緣材料的硅樹脂固化，得到壓粉磁芯。(顆粒內(nèi)電阻)采用范德華法(vanderPauw)，使用原子力顯微鏡，測(cè)量實(shí)施例10、13、15以及16、比較例6以及7的壓粉磁芯中的軟磁性合金粉末的顆粒內(nèi)電阻。結(jié)果如表3以及圖2所示。圖2中，橫軸表示Si的含(表3)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從該結(jié)果可以明顯地看出，如果Si的含有量為1.2質(zhì)量％以上，那么顆粒內(nèi)電阻急劇地升高。(磁芯損耗測(cè)量)關(guān)于所得到的實(shí)施例13、5、6、8、1012、14以及17、比較例1、2、4以及5的壓粉磁芯，在25mT的施加磁場(chǎng)中測(cè)量了磁芯損耗(Pcv)。結(jié)果如圖3所示。圖3的(a)顯示了高頻區(qū)域(1MHz)的磁芯損耗，(b)顯示了低頻區(qū)域(0.3MHz)的磁芯損耗，橫軸為Si的含有量。并且，(v)、(w)、(x)、(y)、(z)是Co含有量依次為0、3、4、6、8質(zhì)量％時(shí)的磁芯損耗?？梢源_認(rèn)的是，通過(guò)添加1.2質(zhì)量M以上的Si，壓粉磁芯的磁芯損耗下降，特別是在高頻區(qū)域有明顯下降。并且，將Co的含有量提高到1質(zhì)量％以上之后，可以明顯地確定磁芯損耗的維持或進(jìn)一步的下降。(導(dǎo)磁率以及直流疊加特性的測(cè)量)關(guān)于所得到的實(shí)施例13、5、6、8、1012、14以及17、比較例1、2、4以及5的壓粉磁芯，測(cè)量0.3MHz下的導(dǎo)磁率(^、0)以及施加6000A/m的偏置磁場(chǎng)時(shí)的直流疊加特性(pdc)。結(jié)果如圖4所示。圖4的(a)、(b)分別顯示了導(dǎo)磁率和直流疊加特性，橫軸是Si的含有量。并且，(v)、(w)、(x)、(y)、(z)顯示了Co含有量依次為O、3、4、6、8質(zhì)量％時(shí)的導(dǎo)磁率、直流疊加特性?？梢源_認(rèn)的是，通過(guò)添加1.2質(zhì)量％以上的Si可將導(dǎo)磁率提高到45。并且，可以確認(rèn)通過(guò)含有1質(zhì)量％以上的Co能夠提高直流疊加特性。(維氏硬度的測(cè)量)關(guān)于所得到的實(shí)施例13、5、10、12以及14、比較例1、2、4以及5的壓粉磁芯，使用已知的微型維氏硬度計(jì)測(cè)量維氏硬度(Hv)。結(jié)果如圖5所示。圖5中，(v)、(w)、(y)顯示了Co含有量依次為O、3、6質(zhì)量％時(shí)的維氏硬度，橫軸顯示了Si的含有量。由于無(wú)論哪一種壓粉磁芯，軟磁性合金粉末以外的材料的組成均相同，因此推測(cè)該維氏硬度的數(shù)值依賴于軟磁性合金粉末的硬度。所以，從圖5所示的結(jié)果可以確認(rèn)，盡管添加了Si，但是壓粉磁芯以及軟磁性合金粉末的硬度依然被抑制得較低。并且，關(guān)于實(shí)施例9、19以及21的壓粉磁芯，與上述同樣，測(cè)量維氏硬度(Hv)。結(jié)果如圖10所示。圖10中，橫軸是Ni的含有量。從該結(jié)果可以確認(rèn)，將Ni的含有量增加到47質(zhì)量％以上之后，雖然軟磁性合金粉末的硬度變大，但是在實(shí)用性上沒(méi)有任何問(wèn)題。(室溫下的飽和磁化的測(cè)量)關(guān)于所得到的實(shí)施例14、6、912、14、17、22以及23、比較例13、5以及9的軟磁性合金粉末，使用已知的振動(dòng)樣品型磁強(qiáng)計(jì)(VSM)，測(cè)量室溫下的飽和磁化(Is)。結(jié)果如表3、4以及圖7所示。圖7顯示了飽和磁化的等高線，橫軸是Si的含有量，縱軸是Co的含有量，以對(duì)應(yīng)于Co以及Si的含有量的飽和磁化數(shù)值進(jìn)行作圖。從這些結(jié)果可以確認(rèn)，添加Si后飽和磁化下降，尤其是Si的含有量超過(guò)2質(zhì)量％后該傾向更加明顯，但是，進(jìn)一步添加1質(zhì)量％以上的Co后飽和磁化升高，能夠充分抑制飽和磁化的下降。尤其是，當(dāng)Si的含有量較低時(shí)，添加1質(zhì)量％以上的Co所帶來(lái)的抑制飽和磁化下降的效果變大。(表4)<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>另外，關(guān)于實(shí)施例1820的軟磁性合金粉末，與上述同樣，測(cè)量室溫下的飽和磁化(Is)，結(jié)果如表4以及圖9所示。在圖9中，以上述實(shí)施例和實(shí)施例2、9以及14的結(jié)果進(jìn)行作圖，(p)顯示了Ni的含有量為45質(zhì)量％時(shí)，(q)顯示了Ni的含有量為47.5質(zhì)量％時(shí)的飽和磁化(Is)。圖9顯示了從0)的含有量為3質(zhì)量％、Si的含有量為2質(zhì)量％的組成變化到Co的含有量為6質(zhì)量％、Si的含有量為3質(zhì)量%的組成時(shí)，在室溫下的飽和磁化(Is)的變化。從該結(jié)果可以確認(rèn)，尤其當(dāng)Si以及Co的含量少時(shí)，通過(guò)使Ni的含有量在47質(zhì)量％以上而產(chǎn)生的提高飽和磁化的效果。(飽和磁化的溫度特性以及居里溫度的測(cè)量)關(guān)于實(shí)施例l、3、7、912以及23、比較例13以及8的軟磁性合金粉末，使用已知的振動(dòng)樣品型磁強(qiáng)計(jì)(VSM)進(jìn)行熱磁性能的測(cè)量，測(cè)量飽和磁化(Is)的溫度特性，同時(shí)求出居里溫度(Tc)。升溫速度為20(TC/h。居里溫度(Tc)的結(jié)果表示在表3、4以及圖6中。圖6顯示了居里溫度的等高線，橫軸是Si的含有量，縱軸是Co的含有量，以對(duì)應(yīng)于Co以及Si的含有量的居里溫度的數(shù)值進(jìn)行作圖。從這些結(jié)果可以確認(rèn)，雖然添加Si后居里溫度有下降的傾向，但是進(jìn)一步添加1質(zhì)量％以上的Co之后居里溫度上升，從而能夠抑制居里溫度的下降。另外，可知在本發(fā)明的范圍內(nèi)，能夠得到與目前的不含有Co以及Si的坡莫合金B(yǎng)相同甚至更好的居里溫度。另外，關(guān)于實(shí)施例2、14、1820的軟磁性合金粉末，與上述同樣地求出居里溫度(Tc)。結(jié)果如圖8所示。圖8中，以上述實(shí)施例和實(shí)施例9的結(jié)果進(jìn)行作圖，(p)顯示了Ni的含有量為45質(zhì)量％時(shí)，(q)顯示了Ni的含有量為47.5質(zhì)量％時(shí)的居里溫度(Tc)。圖8顯示了從Co的含有量為3質(zhì)量％、Si的含有量為2質(zhì)量％的組成變化到Co的含有量為6質(zhì)量％、Si的含有量為3質(zhì)量％的組成時(shí)的居里溫度(Tc)的變化。從該結(jié)果確認(rèn)，使Ni的含有量在47質(zhì)量％以上而產(chǎn)生的提高飽和磁化的效果。而且，關(guān)于實(shí)施例1821的軟磁性合金粉末，與上述同樣地測(cè)量飽和磁化(Is)的溫度特性，同時(shí)求出居里溫度(Tc)。居里溫度的結(jié)果如表4所示。另外，實(shí)施例1、3、7、912以及1821、比較例13以及8的飽和磁化(Is)的溫度特性如圖1118所示。各曲線的符號(hào)中，(el)、(e3)…表示實(shí)施例，(cl)、(c2)…表示比較例，e或c后面所接的數(shù)字表示實(shí)施例或比較例的號(hào)碼。而且，圖1113在同一幅圖內(nèi)顯示了只有Si的含有量不同的各種情況。并且，圖1417在同一幅圖內(nèi)顯示了只有Co的含有量不同的各種情況。關(guān)于上述實(shí)施例1820、實(shí)施例24、25、和比較例10、11的壓粉磁芯或軟磁性合金粉末，與上述相同地測(cè)量了居里溫度、飽和磁化、維氏硬度、導(dǎo)磁率、直流疊加特性以及磁芯損耗。結(jié)果如表5所示。(表5)<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表5顯示了Ni的含有量為47.5質(zhì)量％(Fe的含有量為52.5質(zhì)量%)，Si以及Co的含有量發(fā)生變化時(shí)的上述各個(gè)磁性能。Si的含有量從3質(zhì)量％到6質(zhì)量％增加3質(zhì)量％時(shí)，居里溫度下降約50。C。與此相對(duì)的是，通過(guò)比較實(shí)施例25和比較例11可以明確，Si的含有量從6質(zhì)量％到7質(zhì)量％僅增加1質(zhì)量％時(shí)，居里溫度下降約35°C。并且，這些實(shí)施例25以及比較例11的壓粉磁芯之間，導(dǎo)磁率下降，另一方面磁芯損耗大幅增加。從這可以判斷，即使Si的含有量高達(dá)6.5質(zhì)量%，也能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。另外，比較比較例10和實(shí)施例24發(fā)現(xiàn)，如果Co的含有量從0.5質(zhì)量％增加到1.5質(zhì)量％，則磁芯損耗減少30kw/m3。而且，可以斷定，由于導(dǎo)磁率以及居里溫度得到了進(jìn)一步改善，所以即使Co的含有量低到1質(zhì)量％，也能夠達(dá)到本發(fā)明的目的。為了批量生產(chǎn)電感元件等的元件，從壓粉磁芯的成形容易性的觀點(diǎn)看，維氏硬度優(yōu)選較低，優(yōu)選250附近為上限。因此，如果維氏硬度變大，則不僅成形困難，而且在同時(shí)成形線圈導(dǎo)線的時(shí)候，容易給更軟的導(dǎo)線造成損傷。比較實(shí)施例25和比較例11發(fā)現(xiàn)，Si的含有量從6質(zhì)量％到7質(zhì)量％僅增加1質(zhì)量％時(shí)，維氏硬度從245急劇地上升到287。從該結(jié)果判斷出，Si以及Co的含有量即使分別高達(dá)6.5質(zhì)量%、12質(zhì)量％，也能夠維持成形性優(yōu)良的硬度。而且，對(duì)于飽和磁化而言，在實(shí)施例25中保持1T以上，而在比較例11中不滿1T，結(jié)果缺乏實(shí)用性。上述軟磁性合金粉末中，關(guān)于實(shí)施例24以及比較例11的軟磁性合金粉末，進(jìn)行X射線衍射，調(diào)査結(jié)晶結(jié)構(gòu)。作為結(jié)果的XRD譜在圖19、20中表示。圖19、圖20是分別是實(shí)施例24、比較例11的壓粉磁芯的XRD譜。圖中，以"A"標(biāo)記的峰是基于M(M-3d過(guò)渡金屬(Fe、Ni、Co))相的結(jié)晶面的峰，以"〇"標(biāo)記的峰是基于M3Si相的結(jié)晶面的峰。在實(shí)施例24涉及的XRD譜中，僅能確認(rèn)基于3d過(guò)渡金屬相的峰，與此相對(duì)的是，在比較例11涉及的XRD譜中，出現(xiàn)了在實(shí)施例24所涉及的XRD譜中無(wú)法確認(rèn)的基于M3Si相的(220)面的峰。由此推測(cè)，如果Si的含有量超過(guò)6.5質(zhì)量。/c)，則容易生成M相以外的異相，磁性能也因此出現(xiàn)大的變化。關(guān)于實(shí)施例2628的壓粉磁芯或軟磁性合金粉末，與上述相同，測(cè)量居里溫度、飽和磁化、維氏硬度、導(dǎo)磁率、直流疊加特性以及磁芯損耗。結(jié)果如表6所示。(表6)<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表6顯示了Ni的含有量為55質(zhì)量％(Fe的含有量為45質(zhì)量％)，Co的含有量為12質(zhì)量％，Si的含有量發(fā)生變化時(shí)的上述各個(gè)磁性能。從這些結(jié)果明顯可知，即使在Ni的含有量高達(dá)55質(zhì)量y。的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)高導(dǎo)磁率以及低磁芯損耗，而且可以獲得1.21.4T的高飽和磁化，維氏硬度也是成形性良好的低值。權(quán)利要求1.一種軟磁性合金粉末，其特征在于含有Fe-Ni系粒子，所述Fe-Ni系粒子中，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有45～55質(zhì)量％的所述Fe和45～55質(zhì)量％的所述Ni，相對(duì)于所述Fe、所述Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有1～12質(zhì)量％的所述Co和1.2～6.5質(zhì)量％的所述Si。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性合金粉末，其特征在于所述Fe-M系粒子的平均粒徑大于10μm小于100μm。3.—種壓粉體，其特征在于:含有表面的一部分或全部被絕緣材料覆蓋的Fe-Ni系粒子，所述Fe-Ni系粒子中，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量％的所述Fe和4555質(zhì)量％的所述Ni，相對(duì)于所述Fe、所述Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量％的所述Co和1.26.5質(zhì)量％的所述Si。4.一種電感元件，其特征在于包括由壓粉體構(gòu)成的壓粉磁芯，所述壓粉體含有表面的一部分或全部被絕緣材料覆蓋的Fe-Ni系粒子，所述Fe-Ni系粒子中，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量。/。的所述Fe和4555質(zhì)量。/。的所述Ni，相對(duì)于所述Fe、所述Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量°/。的所述Co和1.26.5質(zhì)量n/。的所述Si。5.—種電感元件，其特征在于包括由壓粉體構(gòu)成的壓粉磁芯和埋設(shè)在所述壓粉磁芯內(nèi)的線圈，所述壓粉體含有表面的一部分或全部被絕緣材料覆蓋的Fe-Ni系粒子，所述Fe-Ni系粒子中，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有4555質(zhì)量。/。的所述Fe和4555質(zhì)量。/。的所述Ni，相對(duì)于所述Fe、所述Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有112質(zhì)量％的所述Co和1.26.5質(zhì)量％的所述Si。全文摘要本發(fā)明提供了一種軟磁性合金粉末，其既能夠充分地減小壓粉磁芯的磁芯損耗，又能夠使元件在實(shí)際的在工作溫度下的磁性十分優(yōu)良，其含有Fe-Ni系粒子。本發(fā)明提供的軟磁性合金粉末含有Fe-Ni系結(jié)晶粒子，該結(jié)晶粒子中，相對(duì)于Fe以及Ni的合計(jì)質(zhì)量，含有45～55質(zhì)量％的Fe，45～55質(zhì)量％的Ni；相對(duì)于Fe、Ni、Co以及Si的合計(jì)質(zhì)量，含有1～12質(zhì)量％的Co，1.2～6.5質(zhì)量％的Si。文檔編號(hào)H01F1/20GK101202139SQ200710167050公開日2008年6月18日申請(qǐng)日期2007年10月31日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者富田宏,茂呂英治,遠(yuǎn)田孝友,高藤今朝春申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社