本發(fā)明涉及用于各種的電子器件的噪聲抑制用磁片所用的軟磁性扁平粉末及其制造方法。

背景技術(shù)：

歷來(lái)，含有軟磁性扁平粉末的磁片，能夠作為電磁波吸收體、rfid(radiofrequencyidentification：射頻識(shí)別)用天線使用。另外，近年來(lái)，也被用于稱(chēng)為數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位置檢測(cè)裝置。在該數(shù)字轉(zhuǎn)換器中，例如有日本特開(kāi)2011－22661號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)這樣電磁感應(yīng)型的，通過(guò)內(nèi)置于板狀的位置檢測(cè)器的環(huán)形線圈，讀取從內(nèi)置于鋼筆狀的位置指示器的尖端的線圈發(fā)射的高頻信號(hào)，從而檢測(cè)指示位置。

在此，以提高檢測(cè)靈敏度為目的，在環(huán)形線圈的背面配置有作為高頻信號(hào)的磁路的片材。作為構(gòu)成該磁路的片材，適用的是使軟磁性扁平粉末在樹(shù)脂和橡膠中定向的磁片，和使軟磁性非晶合金箔貼在一起的磁片等。使用磁片時(shí)，因?yàn)閷z測(cè)板整體做成一張片材，所以不存在像非晶箔這樣的在貼合部的檢測(cè)不良等，而是能夠得到優(yōu)異的均勻性。

一直以來(lái)，能夠利用磨碎機(jī)(碾磨機(jī))等，使fe－si－al合金、fe－si合金、fe－ni合金、fe－al合金、fe－cr合金等所構(gòu)成的粉末扁平化并添加在磁片中。這是由于，為了得到高導(dǎo)磁率的磁片，由所謂的“ollendorff的算式”可知，重要的是使用導(dǎo)磁率高的軟磁性粉末，使用為了降低去磁場(chǎng)而在磁化方向擁有高長(zhǎng)寬比的扁平粉末，在磁片中將軟磁性粉末進(jìn)行高填充。特別是考慮到高長(zhǎng)寬比是重要的因素，很多情況下，會(huì)采用能夠得到最大的長(zhǎng)寬比的磨碎機(jī)加工條件。

例如，日本專(zhuān)利第4636113號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)所公開(kāi)的，作為增大軟磁性扁平粉末的長(zhǎng)徑，制作長(zhǎng)寬比高的扁平狀的粉末的方法，提出有使用有機(jī)溶劑為碳數(shù)2～4的一價(jià)醇而實(shí)施扁平加工的方法。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專(zhuān)利文獻(xiàn)】

【專(zhuān)利文獻(xiàn)1】日本特開(kāi)2011－22661號(hào)公報(bào)

【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】日本專(zhuān)利第4636113號(hào)公報(bào)

如上述，專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，作為磁特性的指標(biāo)，使用矯頑力，作為長(zhǎng)寬比的指標(biāo)，使用扁平狀軟磁性合金粉末的50％粒徑d50(μm)、矯頑力hc(a/m)和嵩密度bd(mg/m³)，式d50/(hc+bd)≥1.5的一定水平的粉末，認(rèn)為能夠得到高導(dǎo)磁率。但是，這些數(shù)值均是會(huì)根據(jù)加工狀態(tài)而劇烈變動(dòng)的數(shù)值。鐵硅鋁粉因?yàn)榇罅亢衧i、al成分，所以與純fe相比，是非常脆的粉末。因此若加工過(guò)度進(jìn)行，則d50處于降低的傾向。反之扁平粉的d50越大，則為了薄片化越花費(fèi)時(shí)間，因此若不進(jìn)行加工，則嵩密度無(wú)法降低。

另外，球狀粉的狀態(tài)達(dá)到最小，隨著加工進(jìn)行，矯頑力處于增加的傾向。作為矯頑力發(fā)生這一變遷的原因，被認(rèn)為是伴隨加工而來(lái)的晶粒直徑的畸變，和來(lái)自周邊的水分的氧化造成的含氧量的增加。前者可以通過(guò)熱處理加以改善，但后者因?yàn)榧词故菢O微量的水分，也會(huì)與粉末的表面組織反應(yīng)，所以防止加工中的含氧量的增大非常困難。根據(jù)以上的理由，以現(xiàn)有的扁平粉能夠得到的導(dǎo)磁率存在局限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，發(fā)明者們著眼于作為原料的球狀粉末的成分，發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)錳含量，矯頑力、進(jìn)而還有導(dǎo)磁率會(huì)發(fā)生變化。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種作為磁片使用時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)特別高的導(dǎo)磁率的軟磁性扁平粉末及其制造方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，可提供一種軟磁性扁平粉末，其是由fe－si－al系合金構(gòu)成的扁平粉末，其中，平均粒徑為43～60μm，在扁平粉末的縱長(zhǎng)方向外加磁場(chǎng)而測(cè)量出的矯頑力hc在106a/m以下，振實(shí)密度相對(duì)于真密度的比為0.17以下，氧含量在0.6質(zhì)量％以下，錳含量在0.1質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下的范圍，余量全部由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

通過(guò)使用滿(mǎn)足上述條件的軟磁性扁平粉末，能夠制作導(dǎo)磁率十分高的電磁波吸收體用磁片。在此，高頻的導(dǎo)磁率μ能夠借助實(shí)數(shù)部μ’和虛數(shù)部μ”以復(fù)導(dǎo)磁率(μ＝μ’―jμ”)表示，但μ的最大值越大，則μ”的值也有變得越大的傾向。

根據(jù)本發(fā)明的另一方式，可提供所述軟磁性扁平粉末的制造方法，其中，具備如下工序：

基于氣體霧化法或盤(pán)式霧化法的原料粉末制作工序；

使所述原料粉末扁平化的扁平加工工序；

在真空或氬氣氛中，以700～900℃對(duì)于所述經(jīng)過(guò)扁平加工的粉末進(jìn)行熱處理的工序。

具體實(shí)施方式

軟磁性扁平粉末

本發(fā)明的軟磁性扁平粉末，由fe－si－al系合金粉末構(gòu)成，其平均粒徑d50為43～60μm。平均粒徑低于43μm時(shí)，難以得到長(zhǎng)寬比高的扁平粉，實(shí)部導(dǎo)磁率μ’有變低的傾向。另外，若平均粒徑變得過(guò)大，則片材成型變得困難，因此不為優(yōu)選。平均粒徑d50優(yōu)選為50～60μm，特別優(yōu)選為51～58μm。

另外，本發(fā)明的軟磁性扁平粉末，在其縱長(zhǎng)方向外加磁場(chǎng)而測(cè)量到的矯頑力hc為106a/m以下。在此范圍內(nèi)，矯頑力的值越低，導(dǎo)磁率處于越變高的傾向。矯頑力hc優(yōu)選為90a/m以下，更優(yōu)選為80a/m以下。矯頑力的下限沒(méi)有特別限定，但代表性的是，優(yōu)選制造條件上比40a/m高的。

此外，本發(fā)明的軟磁性扁平粉末，其振實(shí)密度相對(duì)于真密度的比為0.17以下。振實(shí)密度相對(duì)于真密度的比優(yōu)選為0.14以下，更優(yōu)選為0.11以下。振實(shí)密度的下限沒(méi)有特別限定，但代表性的是0.07以上。振實(shí)密度隨著加工進(jìn)行而處于單調(diào)遞減的傾向，長(zhǎng)時(shí)間的加工會(huì)帶來(lái)平均粒徑的降低和矯頑力的上升。

本發(fā)明的軟磁性扁平粉末，其含氧濃度在0.6質(zhì)量％以下。軟磁性扁平粉末中的氧的存在形態(tài)，被認(rèn)為有像晶界析出氧化物和粉末表面氧化物這兩種形態(tài)，但考慮到無(wú)論哪個(gè)都會(huì)成為帶來(lái)矯頑力上升的原因，因此含氧濃度過(guò)高不為優(yōu)選。含氧濃度優(yōu)選為0.4質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.3質(zhì)量％以下。含氧濃度的下限沒(méi)有特別限定，但代表性的是0.1質(zhì)量％以上。

晶界析出氧化物量，能夠通過(guò)軟磁性扁平粉末制造時(shí)的原料軟磁性球狀粉的準(zhǔn)備工序、和抑制扁平加工工序中的氧化而降低。另外，粉末表面氧化物量能夠通過(guò)抑制扁平加工工序和熱處理工序中的氧化來(lái)降低。根據(jù)zener，在穩(wěn)態(tài)晶粒生長(zhǎng)的模型中，組織的晶粒的尺寸無(wú)法進(jìn)一步生長(zhǎng)時(shí)，晶粒成長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力與來(lái)自微細(xì)的二級(jí)粒子的釘扎力變得相等，晶粒半徑與(分散粒子的半徑/分散粒子的相體積分率)的比成正比。詳情雖然不明，但所謂含氧量少，考慮是因?yàn)樽璧K熱處理時(shí)的晶粒成長(zhǎng)的氧化物的釘扎效應(yīng)難以發(fā)生，所以矯頑力變低，在磁特性的方面有利。

本發(fā)明的軟磁性扁平粉末，其含錳濃度為0.1質(zhì)量％以上且1.0質(zhì)量％以下。如上述，軟磁性扁平粉末中的氧的存在形態(tài)，認(rèn)為有晶界析出氧化物和粉末表面氧化物這2種形態(tài)。詳情雖不清楚，但關(guān)于錳的作用，我們有如下觀點(diǎn)。即，在含錳濃度小的現(xiàn)有的鐵硅鋁扁平粉中，存在無(wú)數(shù)fe、si、al系的微細(xì)的氧化物。相對(duì)而言，含有適當(dāng)濃度的錳的扁平粉，優(yōu)先吸附本來(lái)就在鐵硅鋁粉中含有的氧，錳作為錳氧化物存在。因?yàn)獒斣Чy以發(fā)生，所以認(rèn)為矯頑力變低，在磁特性方面有利。含錳濃度優(yōu)選為0.3質(zhì)量％以上且0.7質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.4質(zhì)量％以上且0.6質(zhì)量％以下。

軟磁性扁平粉末的制造方法

接下來(lái)，對(duì)于本發(fā)明的軟磁性扁平粉末的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。

＜軟磁性合金粉末(原料粉末)準(zhǔn)備工序＞

本發(fā)明的軟磁性扁平粉末，能夠通過(guò)對(duì)于軟磁性合金粉末(原料粉末)進(jìn)行扁平化處理來(lái)制作。軟磁性合金粉末，優(yōu)選是矯頑力的值低的粉末，更優(yōu)選是飽和磁化的值高的粉末。一般來(lái)說(shuō)，矯頑力和飽和磁化的值優(yōu)異的是fe－si－al系合金。

軟磁性合金粉末可通過(guò)氣體霧化法、水霧化法這樣的各種霧化法制作。因?yàn)楦鼉?yōu)選軟磁性合金粉末的含氧量少這一方，所以?xún)?yōu)選利用氣體霧化法進(jìn)行制造，此外更優(yōu)選使用不活潑氣體的制造。以基于盤(pán)式霧化法的方法進(jìn)行制造雖然也沒(méi)有問(wèn)題，但從量產(chǎn)性的觀點(diǎn)出發(fā)，還是氣體霧化法優(yōu)異。用于本發(fā)明的軟磁性合金粉末的粒度沒(méi)有特別限定，但也可以根據(jù)調(diào)整扁平加工后的平均粒徑的目的或除去含氧量多的粉末的目的、其他的制造上的目的進(jìn)行分級(jí)。

＜扁平加工處理工序＞、

接著，使上述軟磁性合金粉末(原料粉末)扁平化。扁平加工方法沒(méi)有特別限制，例如，能夠使用磨碎機(jī)、球磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)等進(jìn)行。其中，優(yōu)選使用扁平加工能力比較優(yōu)異的磨碎機(jī)。另外，以干式進(jìn)行加工時(shí)，優(yōu)選使用不活潑氣體。濕式加工時(shí)，優(yōu)選使用有機(jī)溶劑。關(guān)于有機(jī)溶劑的種類(lèi)則沒(méi)有特別限定。

有機(jī)溶劑的添加量，相對(duì)于軟磁性合金粉末100質(zhì)量份，優(yōu)選為100質(zhì)量份以上，更優(yōu)選為200質(zhì)量份以上。有機(jī)溶劑的上限未特別限定，可以根據(jù)要求的扁平粉的大小·形狀，和生產(chǎn)率的平衡適宜調(diào)整。但代表性的是500質(zhì)量份以下。為了降低氧，優(yōu)選為有機(jī)溶劑中的水分濃度，以相對(duì)于有機(jī)溶劑100質(zhì)量份，在0.002質(zhì)量份以下的加工。也可以與有機(jī)溶劑一起使用扁平化助劑，但為了抑制氧化，優(yōu)選相對(duì)于軟磁性合金粉末100質(zhì)量份為5質(zhì)量份以下。下限沒(méi)有特別限定，但代表性的是0.1質(zhì)量份以上。

＜熱處理工序＞

接著，對(duì)于上述軟磁性扁平粉末進(jìn)行熱處理。關(guān)于熱處理裝置沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選以熱處理溫度為700℃～900℃的條件進(jìn)行熱處理。通過(guò)以該溫度進(jìn)行熱處理，矯頑力降低，會(huì)成為高導(dǎo)磁率的軟磁性扁平粉末。另外，關(guān)于熱處理時(shí)間沒(méi)有特別限制，根據(jù)處理量和生產(chǎn)率適宜選擇即可。如果是長(zhǎng)時(shí)間的熱處理，則生產(chǎn)率降低，因此以5小時(shí)以?xún)?nèi)為宜。

在用于本發(fā)明的軟磁性扁平粉末中，為了抑制氧化，優(yōu)選在真空中或不活潑氣體中進(jìn)行熱處理。從表面處理的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以在氮?dú)庵羞M(jìn)行熱處理，但這種情況下，矯頑力的值上升，導(dǎo)磁率相比在真空中進(jìn)行熱處理時(shí)有降低的傾向。

另外，在提高片材成型后的絕緣性等的觀點(diǎn)中，存在經(jīng)過(guò)表面處理的粉末為適合的情況，對(duì)于以本發(fā)明的扁平加工方法制造的粉末，在熱處理工序中或熱處理工序的前后，也可以根據(jù)需要施加表面處理工序。譬如為了表面處理，也可以在微量含有活性氣體的氣氛下進(jìn)行熱處理。

另外，經(jīng)由過(guò)去提出的氰系偶聯(lián)劑所代表的表面處理，也可以改善耐腐蝕性和在橡膠中的分散性。

磁片的制造方法

磁片的制造方法也可以是過(guò)去提出的方法。例如，可以由如下方式制造，向在甲苯中溶解聚氯乙烯等而成的物質(zhì)中混合扁平粉末，將之涂布，并使之干燥，再對(duì)其經(jīng)由各種沖壓和滾軋進(jìn)行壓縮。

【實(shí)施例】

通過(guò)以下的例子更具體地說(shuō)明本發(fā)明。

no.1～21(實(shí)施例)

＜扁平粉末的制作＞

通過(guò)氣體霧化法或盤(pán)式霧化法制作既定成分的粉末，分級(jí)至150μm以下。氣體霧化其實(shí)施方式如下，將氧化鋁制坩堝用于熔化，從坩堝下的直徑5mm的噴嘴流出合金熔液，對(duì)其噴霧高壓氬氣而實(shí)施。對(duì)于所得到的原料粉末，通過(guò)磨碎機(jī)進(jìn)行扁平加工。磨碎機(jī)使用suj2制的直徑4.8mm的磨球，將原料粉末與工業(yè)乙醇一起投入攪拌容器，使葉片的轉(zhuǎn)速為300rpm而實(shí)施扁平加工。工業(yè)乙醇的添加量，相對(duì)于原料粉末100質(zhì)量份為200～500質(zhì)量份。扁平化助劑可以不添加，或者相對(duì)于原料粉末100質(zhì)量份為1～5質(zhì)量份。將扁平加工后從攪拌容器中取出的扁平粉末和工業(yè)乙醇移至不銹鋼制的盤(pán)子中，以80℃使之干燥24小時(shí)。對(duì)于如此得到的扁平粉末在真空中或氬氣中，以700～900℃熱處理2小時(shí)，用于各種的評(píng)價(jià)。還有，表1中顯示扁平粉制作時(shí)的詳細(xì)的條件。

＜扁平粉末的評(píng)價(jià)＞

評(píng)價(jià)所得到的扁平粉末的平均粒徑、真密度、振實(shí)密度、氧含量、氮含量、矯頑力。平均粒徑以激光衍射法評(píng)價(jià)，真密度以氣體置換法評(píng)價(jià)。振實(shí)密度，是將大約20g的扁平粉末填充到容積100cm³的圓筒中，以落下高度10mm、夯擊次數(shù)200次之時(shí)的充填密度進(jìn)行評(píng)價(jià)。關(guān)于矯頑力，是在直徑6mm、高8mm的樹(shù)脂制容器中填充扁平粉末，測(cè)量在該容器的高度方向磁化時(shí)，和在直徑方向磁化時(shí)的值。還有，填充扁平粉末的圓柱的高度方向?yàn)楹穸确较?，因此在容器的高度方向磁化時(shí)，為扁平粉末的厚度方向的矯頑力，在容器的直徑方向磁化時(shí)，為扁平粉末的縱長(zhǎng)方向的矯頑力。外加磁場(chǎng)以144ka/m實(shí)施。

＜磁片的制作和評(píng)價(jià)＞

在甲苯中溶解聚氯乙烯，其中混合分散所得到的扁平粉末。將此分散液以100μm左右的厚度涂布在聚酯樹(shù)脂上，以常溫常濕使之干燥。其后，以130℃、15mpa的壓力進(jìn)行沖壓加工，得到磁片。磁片的尺寸為150mm見(jiàn)方，厚度為50μm。還有，磁片中的扁平粉末的體積充填率均為約50％。接著，將該磁片切割成外徑7mm、內(nèi)徑3mm的圓環(huán)狀，利用阻抗測(cè)量器，在室溫下測(cè)量1mhz的阻抗特性，據(jù)此結(jié)果計(jì)算導(dǎo)磁率(復(fù)導(dǎo)磁率的實(shí)數(shù)部：μ’)。此外，對(duì)于所得到的磁片的斷面進(jìn)行樹(shù)脂包埋并研磨，由其光學(xué)顯微鏡像，隨機(jī)測(cè)量50個(gè)粉末的縱長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度和厚度，將其縱長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度和厚度的比進(jìn)行平均而作為長(zhǎng)寬比。

no.22～40(比較例)

除了將扁平粉制作時(shí)的條件顯示在表2中以外，與no.1～21同樣地進(jìn)行扁平粉的制作和評(píng)價(jià)，以及磁片的制作和評(píng)價(jià)。

以上，基于實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明不受此實(shí)施例特別限定。表1和2中顯示評(píng)價(jià)結(jié)果。

【表1】

【表2】

表2所示的比較例no.22是通過(guò)水霧化制作原料粉。因此扁平粉的含氧量變高，所以導(dǎo)磁率的值沒(méi)有提高。比較例no.23中，在扁平化助劑過(guò)剩添加的影響下，加工時(shí)間延長(zhǎng)，結(jié)果是含氧量變高，因此導(dǎo)磁率的值沒(méi)有提高。比較例no.24中，在大氣氣氛下進(jìn)行熱處理，含氧量變高，因此導(dǎo)磁率的值沒(méi)有提高。比較例no.25其含氧量高，導(dǎo)磁率的值沒(méi)有提高。

比較例no.26～28與實(shí)施例比較，原料粉量/溶劑量比高。因此平均粒徑未提高，導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。比較例no.29由于長(zhǎng)時(shí)間的加工導(dǎo)致平均粒徑降低，而且含氧量增大，因此導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。比較例no.30中平均粒徑未提高，導(dǎo)磁率沒(méi)有增大。比較例no.31未進(jìn)行熱處理，矯頑力沒(méi)有降低，因此導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。

比較例no.32～33與實(shí)施例比較，熱處理溫度低，矯頑力沒(méi)有降低，因此導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。比較例no.34與實(shí)施例比較，熱處理溫度高，由于粉末的凝集達(dá)成的振實(shí)密度比和矯頑力的增大，導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。比較例no.35與實(shí)施例比較，加工時(shí)間短，沒(méi)有充分地扁平化，因此導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。比較例no.36在氮?dú)夥障逻M(jìn)行熱處理，矯頑力高，因此導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。

比較例no.37與實(shí)施例比較，含錳量少，矯頑力未降低，導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。另外，比較例no.38與實(shí)施例比較，含錳量過(guò)剩，矯頑力未降低，導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。比較例no.39與實(shí)施例比較，矯頑力高，導(dǎo)磁率沒(méi)有提高。

比較例no.40與實(shí)施例比較，平均粒徑d50大。因此片材形成困難，扁平粉末的定向性降低，導(dǎo)磁率變低。相對(duì)于此，實(shí)施例no.1～21，是滿(mǎn)足本發(fā)明的條件的軟磁性扁平粉末，可知通過(guò)使用該軟磁性扁平粉末，會(huì)起到能夠制造導(dǎo)磁率十分高的電磁波吸收體用磁片這樣極優(yōu)異的效果。