[发明专利]软磁性合金粉末、压粉体、压粉磁芯以及磁性元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种软磁性合金粉末、压粉体、用于扼流圈或感应器等的高性能压粉磁芯以及利用该压粉磁芯的磁性元件。

背景技术

目前，作为设置在电感元件等中的磁芯的一种，一般采用压粉磁芯。作为该压粉磁芯的材料大多采用软磁性材料即Fe系软磁性金属粉。Fe系软磁性金属粉末由于材料本身的电阻较低，因而即使提高颗粒之间的绝缘性，磁芯损耗(core loss)也比较高。近年来，随着人们对电感元件等的小型化的要求，对于压粉磁芯，希望提高电阻以减小磁芯损耗。因此，对如上所述的现有的软磁性材料需要进行进一步的改良。于是，为了提高Fe系软磁性金属粉的电阻，有人提出向金属粉末中添加Si的方法。然而，由于Si的添加使Fe系软磁性金属粉的硬度提高，使作为压粉磁芯的成形性变差，无法实用。

除了Fe系软磁性金属粉以外的压粉磁芯的材料，大多采用Fe-Ni系列软磁性合金(所谓的坡莫合金)粉。然而，Fe-Ni系软磁性合金粉不能充分地抑制高频中的磁芯损耗。于是，为了减小Fe-Ni系软磁性合金粉的磁芯损耗，日本公开专利特开2001-23811号公报(以下简称专利文献1)提出添加14族元素即Si、Ge或Sn的方法。根据专利文献1，通过向Fe-Ni系软磁性合金粉添加规定量的Si等的14族元素，可增大材料本身的电阻。

另外，在日本公开专利特开2002-173745号公报(以下简称专利文献2)中同样地公开了添加Si的坡莫合金。根据专利文献2，通过添加Si作为脱氧剂，能够减小氧对磁性能所带来的影响。然而，在专利文献2中说明了过多添加Si对软磁性能有害，因而Si被限定在小于或等于1wt%。并且，在该专利文献2中记载了为了提高磁通量密度，可以向坡莫合金添加Co。

另外，在日本公开专利特开昭63-114108号公报(以下简称专利文献3)中，虽然公开了使用Cr、Si、Cu、Co作为向PC坡莫合金添加的元素的内容，但是没有任何关于其添加量的记载。

在日本公开专利特开2008-135674号公报(以下简称专利文献4)中记载了一种改善了专利文献1和2中所述的有关Fe-Ni系软磁性合金粉的缺点的Fe-Ni类合金粉末，该Fe-Ni系软磁性合金粉末相对于Fe、Ni、Co以及Si的合计质量，含有1～6质量%的Co和1.2～4.5质量%的Si。

如专利文献1所提出的方法，若向Fe-Ni系软磁性合金粉仅添加规定量的Si，则居里温度(Tc)以及饱和磁通量密度(Bs)会明显降低，这种软磁性材料即使作为压粉磁芯被用于电感元件等中，在实际的工作温度下的元件的磁性能也会下降，因此仍没有足够的实用性。在专利文献2中公开的坡莫合金由于对磁芯损耗的抑制不充分，因而还有进一步改善的余地。在专利文献4中记载了利用相对于Fe、Ni、Co以及Si的合计质量，含有1～12质量%的Co和1.2～6.5质量%的Si的Fe-Ni系合金粉末来改善有关专利文献1和2所记载的Fe-Ni系软磁性合金的缺点。然而，近几年，随着电子仪器的小型化以及电源的高频化，要求在几MHz左右的高频区域中具有良好性能的电感元件。本发明者们对上述专利文献中所记载的现有的Fe-Ni系合金粉进行了详细研究，结果发现，在几MHz左右的高频区域中Fe-Ni系合金粉在用途上得不到足够的性能。并且，压粉磁芯因腐蚀造成磁性能下降，因此需要具有较高的耐蚀性。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种Fe-Ni合金粉末以及使用该Fe-Ni合金粉末的压粉磁芯，该Fe-Ni合金粉末即使在几MHz左右的高频区域中也具有低损耗、高导磁率，且耐蚀性强，生产性以及经济性优良，并适合于制造压粉磁芯。

本发明者们通过反复进行锐意研究的结果发现，当采用含有Fe-Ni系粒子的软磁性合金粉末，所述Fe-Ni系粒子相对于Fe、Ni、Co以及Si的合计质量，含有38～48质量%的所述Ni、1.0～15质量%的Co以及1.2～10质量%的Si，剩余部分为所述Fe，平均粒径大于1μm小于10μm时，由所述软磁性合金粉末组成的压粉体在几MHz区域的高频性能特别良好并且可以得到很强的耐蚀性，由此完成了本发明。

根据本发明，通过使用含有合金组成以及平均粒径控制在如上所述的FeNi系粒子的软磁性合金粉末，可以得到具备在几MHz左右的高频区域中滞后损失以及涡流损失较低、导磁率较高的压粉体的压粉磁芯。