[发明专利]软磁性复合材料

说明书

本发明涉及将软铁氧体构成的磁体粉末分散在聚合物中的软磁性复合材料，更详细地说，本发明涉及具有适度导磁率，同时显示高电绝缘性且耐电压优越的软磁性复合材料。

一般来说，氧化铁与二价金属氧化物的化合物(MO.Fe₂O₃)是导磁率μ高的软磁材料，称为软铁氧体。软铁氧体用粉末冶金方法制造，硬且轻。在软铁氧体中Ni-Zn系铁氧体、Mg-Zn系铁氧体和Cu系铁氧体电阻率高，并具有在高频区高导磁率的特征。软铁氧体是铁磁性氧化物，主要具有尖晶石型的结晶构造，其它还具有六角晶格型和石榴石型结晶构造。以前，软铁氧体用作致偏衔铁材料、高频变压器、磁头材料等。

软铁氧体具有脆的缺点，为发挥其电阻率高的特征，将其粉末分散在聚合物中的软磁性复合材料，作为扼流圈、旋转变压器、线路滤波器、电磁波屏蔽材料(EMI屏蔽材料)等新用途正在展开。由于使用聚合物作为粘合剂，按照喷射成形，挤压成形、压缩成形等各种成形法，可将软磁性复合材料成形为希望形状的成形体。但是，将电阻高的软铁氧体粉末分散在电绝缘性高的聚合物中的软磁性复合材料不呈现从两者电特性可预期程度的高电阻，且具有耐电压差的问题。

一般，通过(i)Fe₂O₃、CuO、NiO、MgO、ZnO等原料的混合，(ii)焙烧，(iii)粉碎，(iv)造粒，(v)成形和(vi)烧结各工序，将软铁氧体制成烧结磁体(干式法)。还有通过共沉淀和喷雾分解法制造微颗粒状氧化物粉末的方法，无论哪种方法，都用氧化物粉末通过造粒、成形和烧结各工序制造烧结磁体。软铁氧体在烧结磁体状态显示高电阻(电绝缘性)，但粉碎烧结磁体得到的磁体粉末与聚合物混合成复合材料(树脂组合物)的情况下，呈现电绝缘性显著降低的倾向。

为此，将软铁氧体构成的磁体粉末分散在聚合物中的复合材料成形而得到的成形体不能用于要求高电绝缘性的用途。特别是用作在要求耐电压1500V以上的线路滤波器等电仪器零件的场合，在使用中或试验中发热，存在不能使用的问题。软铁氧体中Mg-Zn系铁氧体、Ni-Zn系铁氧体和Cu系铁氧体，在烧结磁体的状态呈现高电阻，将烧结磁体粉碎，磁体粉末分散在聚合物中的场合，呈现出电阻显著降低的倾向。

本发明的目的是提供具有适度导磁率，同时呈现高电绝缘性，且耐电压优越的软磁性复合材料。

本发明人为克服上述现有技术的问题专心研究，结果发现，在将烧结状态的软铁氧体粉碎制造磁体粉末时，按照该磁体粉末的平均粒径为烧结磁体的平均晶体粒径的2倍以上来粉碎，将该磁体粉末分散在聚合物中制成复合材料的场合，呈现高电阻，可得到耐电压显著优越的软磁性复合材料。

为使烧结磁体平均晶体粒径变小而进行造粒和烧结等条件的控制，使磁体粉末的平均粒径比较小，可达到高耐电压。从而，在聚合物中的粒度分布可使粒径都比较小的磁体粉末均匀地分散，从而，可得到高质量的软磁性复合材料。在作为软铁氧体使用Mg-Zn系铁氧体的场合，本发明可得到具有特别优越的耐电压与适度导磁率的软磁性复合材料。

在这些知识的基础上完成了本发明。

这样，根据本发明，提供一种软磁性复合材料，其特征在于，在软铁氧体构成的磁体粉末(A)分散在聚合物(B)中的软磁性复合材料中，磁体粉末(A)是将烧结磁体粉碎得到的无规则形状的磁体粉末，而且，磁体粉末(A)的平均粒径(d₂)是烧结磁体平均晶体粒径(d₁)的2倍以上。

软铁氧体构成的磁体粉末(A)优选为Mg-Zn系铁氧体构成的磁体粉末。

本发明使用的软铁氧体为氧化铁(Fe₂O₃)与二价的金属氧化物(MO)的化合物(MO.Fe₂O₃)。一般来说，按照干式法，以原料混合、焙烧、粉碎、造粒、成形、烧结工序制造烧结体。在制造高质量铁氧体的场合，使用共沉淀与喷雾热分解法。代表的原料为Fe₂O₃、MnO₂、MnCO₃、CuO、NiO、MgO、ZnO等。