JP4917355B2 - 圧粉磁心 - Google Patents

Description

本発明は、一般的には軟磁性材料および圧粉磁心に関し、より特定的には絶縁被膜によって覆われた複数の金属粒子を備える軟磁性材料および圧粉磁心に関する。

近年、世界的な環境規制の強化に伴い、各自動車メーカーでは、排気ガスの低公害化、および低燃費化に関する開発が活発に進められている。そのため、従来のエンジンの機械的制御機構が電子制御機構に移行しつつあり、これに伴い、制御機構の中枢部品である磁性材料の高性能化および小型化が要求されている。特に、より精密な制御を小電力で行なうことができるように、中高周波数領域での高い磁気特性を有する材料の開発が進められている。中高周波数領域で高い磁気特性を有するためには、材料が、高い飽和磁束密度と、高い透磁率と、高い電気抵抗率とを併せ持つ必要がある。一般に、金属磁性材料は、高い飽和磁束密度と透磁率とを有するが、電気抵抗率が低い（１０^-6〜１０^-4Ωｃｍ）ため、中高周波数領域で渦電流損失が大きい。そのため、磁気特性が劣化し、単体では使用が困難である。また、金属酸化物磁性材料は金属磁性材料に比べて電気抵抗率が高い（１〜１０⁸Ωｃｍ）ため、中高周波数領域では渦電流損失が小さく、磁気特性の劣化は少ない。しかしながら、飽和磁束密度が金属磁性材料の１／３〜１／２であるため、用途に制限がある。かかる実情に鑑み、金属磁性材料と金属酸化物磁性材料とを複合化することにより、両者の欠点を補うような、高い飽和磁束密度と、高い透磁率と、高い電気抵抗率とを有する複合磁性材料が提案されている。

上記のような複合磁性材料として、たとえば特表平１０−５０３８０７号公報（特許文献１）では、鉄粉の表面にリン酸鉄の被膜が形成された複数の複合磁性粒子を、ポリフェニレンエーテルまたはポリエーテルイミドおよびアミド型オリゴマー等の有機物で接合して複合磁性材料を形成する方法が開示されている。
特表平１０−５０３８０７号公報

自動車のエンジンの制御機構で複合磁性材料を用いる場合には、上述の磁気特性だけでなく、エンジンが高温となるため、複合磁性材料に耐熱性が要求されるが、前記特許文献１に開示の軟磁性材料においては、高温下での機械的強度が十分でないという問題がある。

それゆえ本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、高温下においても抗折強度の優れた軟磁性材料および圧粉磁心を提供することを目的とする。

本発明にしたがった軟磁性材料は、金属磁性粒子と絶縁被膜とを含む複数の複合磁性粒子と、芳香族ポリエーテルケトン樹脂と、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を備える。絶縁被膜は、金属磁性粒子の表面を取り囲み、リン酸塩を含む。

上記軟磁性材料において、芳香族ポリエーテルケトン樹脂と、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を備えた場合に、特に高温下における抗折強度の劣化が抑制されることを見い出した。４００℃以上絶縁被膜の熱分解温度未満の温度で行なう熱処理工程の際に、芳香族ポリエーテルケトンは一度融解し冷却時に再固化（結晶化）するが、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の無機潤滑剤はその際に核剤として働き、結晶化を促進したものと考えられる。金属石鹸については熱処理工程で有機の脂肪鎖部分が分解脱離するが、亜鉛あるいは酸化亜鉛等の無機亜鉛化合物として残るので、それが核剤になり得たものと考えられる。芳香族ポリエーテルケトン樹脂は、結晶化によって構造が緻密化し、分子間力の増大による耐熱性および機械物性の向上が発現する。それにより、芳香族ポリエーテルケトン樹脂が結着剤として機能する圧粉磁心の耐熱性および機械的強度も向上させるものと考えられる。

上記軟磁性材料において好ましくは、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の重量平均分子量は１万以上１０万以下である。１０万以下とすることで、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の溶融粘度を低くすることができる。その結果、熱処理工程時に芳香族ポリエーテルケトン樹脂が溶融した際に、芳香族ポリエーテルケトン樹脂が複合磁性粒子間に拡がりやすくなるとともに、核剤となる金属石鹸残渣および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を芳香族ポリエーテルケトン樹脂内部に取り込みやすくなる。その結果、軟磁性材料の機械的特性を向上させることができる。また重量平均分子量を１万以上とすることにより、芳香族ポリエーテルケトン樹脂自体の強度低下を抑えることができる。

上記軟磁性材料において好ましくは、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の平均粒径は、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の平均粒径の１０倍以上であり、かつ、金属磁性粒子の平均粒径の２倍以下である。平均粒径を金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の１０倍以上とすることにより、金属磁性粒子の流動性低下を抑制できるとともに、金属石鹸および／または無機潤滑剤の金属粒子表面への被覆の妨げとなることを抑えることができる。金属磁性粒子の平均粒径の２倍以下とすることにより、複合磁性粒子間への芳香族ポリエーテルケトン樹脂の分散を維持できる。

上記軟磁性材料において好ましくは、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤は、複数の複合磁性粒子に対して、０．００１質量％以上０．１質量％以下含まれる。０．００１質量％以上とすることで、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤から絶縁被膜の損傷を抑える潤滑性をより得ることができる。一方、０．１質量％以下とすることで、軟磁性材料において磁束密度および強度の低下をより防止できる。

本発明にしたがった圧粉磁心は、上述のいずれかに記載の軟磁性材料を用いて作製される。このように構成された圧粉磁心によれば、鉄損の小さい磁気的特性を実現しつつ、高温下においても抗折強度に優れた圧粉磁心とすることができる。

以上説明したように、本発明の軟磁性材料によれば、鉄損の小さい磁気的特性を実現しつつ、高温下においても抗折強度に優れた圧粉磁心とすることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における軟磁性材料を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施の形態における軟磁性材料は、金属磁性粒子１０と、金属磁性粒子１０の表面を取り囲む絶縁被膜２０とを有する複数の複合磁性粒子３０と、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０と、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０とを備えている。絶縁被膜２０は、リン酸塩を含んでいる。

図２は、本発明の実施の形態における圧粉磁心の拡大断面図である。なお、図２の圧粉磁心は、図１の軟磁性材料に加圧成形および熱処理を施すことによって製造されたものである。図２に示すように、本実施の形態における圧粉磁心において、複数の複合磁性粒子３０の各々は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０によって接合されていたり、複合磁性粒子３０が有する凹凸の噛み合わせなどによって接合されていたりする。絶縁物６０は、軟磁性材料に含まれていた芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０や金属石鹸および／または無機潤滑剤５０などが熱処理の際に変化したものである。

本発明の軟磁性材料および圧粉磁心において、金属磁性粒子１０は、たとえば、鉄（Ｆｅ）、鉄（Ｆｅ）−アルミニウム（Ａｌ）系合金、鉄（Ｆｅ）−シリコン（Ｓｉ）系合金、鉄（Ｆｅ）−窒素（Ｎ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）系合金、鉄（Ｆｅ）−炭素（Ｃ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ホウ素（Ｂ）系合金、鉄（Ｆｅ）−コバルト（Ｃｏ）系合金、鉄（Ｆｅ）−リン（Ｐ）系合金、鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）−コバルト（Ｃｏ）系合金および鉄（Ｆｅ）−アルミニウム（Ａｌ）−シリコン（Ｓｉ）系合金などから形成されている。金属磁性粒子１０は、金属単体でも合金でもよい。

金属磁性粒子１０の平均粒径は、３０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。金属磁性粒子１０の平均粒径を３０μｍ以上とすることにより、保磁力を低減することができる。平均粒径を５００μｍ以下とすることにより、渦電流損を低減することができる。また、加圧成形時において混合粉末の圧縮性が低下することを抑止できる。これにより、加圧成形によって得られた成形体の密度が低下せず、取り扱いが困難になることを防ぐことができる。

なお、金属磁性粒子１０の平均粒径とは、粒径のヒストグラム中、粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径をいう。

絶縁被膜２０は、金属磁性粒子１０間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子１０を絶縁被膜２０で覆うことによって、この軟磁性材料を加圧成形して得られる圧粉磁心の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、金属磁性粒子１０間に渦電流が流れるのを抑制して、圧粉磁心の渦電流損を低減させることができる。

また、絶縁被膜２０は、リン酸塩からなるものを用いる。絶縁被膜２０にリン酸塩を含む金属酸化物を使用することにより、金属磁性粒子の表面を覆う被覆層をより薄くすることができる。これにより、複合磁性粒子３０の磁束密度を大きくすることができ、磁気特性が向上するからである。

リン酸塩としては、鉄のリン酸塩であるリン酸鉄のほか、たとえば、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウムおよびリン酸アルミニウムなどを用いることができる。また、リン酸塩は、少量のアルミニウムがドープされたリン酸鉄などのリン酸の複合金属塩であっても良い。酸化物としては、たとえば、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウムなどを用いることができる。

なお、絶縁被膜２０は、これらの金属の合金を用いても良い。絶縁被膜２０は、図中に示すように１層に形成されていても良いし、多層に形成されていても良い。

絶縁被膜２０の平均膜厚は、０．００５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、絶縁被膜２０の平均膜厚は、０．０５μｍ以上０．１μｍ以下である。絶縁被膜２０の平均膜厚を０．００５μｍ以上とすることによって、トンネル効果による通電を抑制することができる。０．０５μｍ以上とすることによって、トンネル効果による通電を効果的に抑制することができる。一方、絶縁被膜２０の平均膜厚を２０μｍ以下とすることによって、加圧成形時に絶縁被膜２０がせん断破壊することを防止できる。また、軟磁性材料に占める絶縁被膜２０の割合が大きくなりすぎないので、軟磁性材料を加圧成形して得られる圧粉磁心の磁束密度が著しく低下することを防止できる。絶縁被膜２０の平均膜厚を０．１μｍ以下とすることによって、磁束密度の低下をさらに防止できる。

芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン等を用いることができる。

また、複数の複合磁性粒子３０に対して、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０が０．０１質量％以上０．１質量％以下含まれることが好ましい。０．０１質量％以上含まれることによって、軟磁性材料および圧粉磁心の抗折強度を向上することができる。一方、０．１質量％以下含まれることによって、軟磁性材料および圧粉磁心に占める非磁性層の割合が制限されるため、その磁束密度の低下をより防止できるからである。

平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０について、金属石鹸としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、パルミチン酸リチウム、パルミチン酸カルシウム、オレイン酸リチウム、オレイン酸カルシウム等を用いることができる。また六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤としては、窒化ホウ素、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト等を用いることができる。

また、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０は、複数の複合磁性粒子に対して、０．００１質量％以上０．１質量％以下の割合で含まれていることが好ましい。０．００１質量％以上とすることで、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤から絶縁被膜の損傷を抑える良好な潤滑性を得ることができる。０．１質量％以下とすることで、軟磁性材料において磁束密度および強度の低下をより防止できる。また、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０の平均粒径は、０．８μｍ以下が好ましい。０．８μｍ以下とすることによって、圧密時の絶縁被膜２０の損傷をより低減できるので、コアロスをより低減することができる。

なお、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０の平均粒径とは、レーザー散乱回折法によって測定した粒径のヒストグラム中、粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径Ｄをいう。

軟磁性材料の平均粒径は、５μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましい。粒径を５μｍ以上とすることによって、粉末圧縮性が低下して磁束密度が低下するためである。一方、粒径を２００μｍ以下とすることによって、特に１ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの範囲内で使用する場合に、粒子内渦電流損失を抑えることができるためである。

次に、図１に示す軟磁性材料および図２に示す圧粉磁心を製造する方法について図１〜４を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態における圧粉磁心の製造方法を工程順に示すフローチャートである。

図３に示すように、まず、複合磁性粒子３０を作製する工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、具体的には、以下のことを行なう。金属磁性粒子１０を準備する。そして、金属磁性粒子１０をたとえば４００℃以上９００℃未満の温度で熱処理をする。そして、金属磁性粒子１０の各々の表面に絶縁被膜２０を形成する。絶縁被膜２０は、たとえば金属磁性粒子１０をリン酸塩化成処理することによって形成することができる。これにより、複数の複合磁性粒子３０が得られる。

なお、絶縁被膜２０は、たとえば金属磁性粒子１０をリン酸塩化成処理することによって形成することができる。リン酸塩化成処理によって、たとえばリンと鉄とを含むリン酸鉄の他、リン酸アルミニウム、リン酸シリコン、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸イットリウム、リン酸ジルコニウムなどよりなる絶縁被膜２０が形成される。これらのリン酸塩絶縁被膜の形成には、溶剤吹きつけや前駆体を用いたゾルゲル処理を利用することができる。また、シリコン系有機化合物よりなる絶縁被膜２０を形成してもよい。この絶縁被膜の形成には、有機溶剤を用いた湿式被覆処理や、ミキサーによる直接被覆処理などを利用することができる。

次に、複数の複合磁性粒子３０に芳香族ポリエーテルケトン樹脂を混合する工程（Ｓ２０）を実施する。この工程（Ｓ２０）において、混合方法に特に制限はなく、たとえばメカニカルアロイング法、振動ボールミル、遊星ボールミル、メカノフュージョン、共沈法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ法）、物理気相蒸着法（ＰＶＤ法）、めっき法、スパッタリング法、蒸着法またはゾル−ゲル法などのいずれを使用することも可能である。

次に、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０を添加する工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）では、複合磁性粒子３０に所定の割合で金属石鹸および／または無機潤滑剤５０を添加し、Ｖ型混合機を用いて混合することによって、本実施の形態における軟磁性材料を完成させる。なお、混合方法に特に制限はない。

以上の工程（Ｓ１０〜Ｓ３０）により、図１に示される本実施の形態の軟磁性材料が得られる。なお、図２に示される圧粉磁心を製造する場合には、さらに以下の工程が行なわれる。

得られた軟磁性材料を加圧成形する工程（Ｓ４０）を実施する。この工程（Ｓ４０）では、得られた軟磁性材料を金型に入れ、たとえば、７００ＭＰａから１５００ＭＰａまでの圧力で加圧成形する。これにより、軟磁性材料が圧縮されて成形体が得られる。加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましい。この場合、大気中の酸素によって複合磁性粒子３０が酸化されるのを抑制できる。

この加圧成形時、隣り合う複合磁性粒子３０間に平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０を介在することによって、複合磁性粒子３０同士が強く擦れ合うことを防止する。この際、金属石鹸および／または無機潤滑剤５０は優れた潤滑性を示すため、複合磁性粒子３０の外表面に設けられた絶縁被膜２０は破壊されない。これにより、絶縁被膜２０が金属磁性粒子１０の表面を覆う形態を維持することができ、絶縁被膜２０を金属磁性粒子１０間の絶縁層として確実に機能させることができる。

次に、熱処理を行なう工程（Ｓ５０）を実施する。この工程（Ｓ５０）では、加圧成形によって得られた成形体に、４００℃以上絶縁被膜２０の熱分解温度未満の温度で熱処理を行なう。これにより、成形体の内部に存在する歪みや転位を取り除く。この際、熱処理は、絶縁被膜２０の熱分解温度未満の温度で実施されているため、この熱処理によって絶縁被膜２０が劣化するということがない。また、熱処理によって、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０および平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０は、絶縁物６０となる。

熱処理後、成形体に押出し加工や切削加工など適当な加工を施すことによって、図２中に示す圧粉磁心が完成する。

以上の工程（Ｓ１０〜Ｓ５０）により作製された図２中に示す圧粉磁心は、好ましくは、９５％以上の充填率を有する。圧粉磁心の充填率は、絶縁被膜２０、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０、および複合磁性粒子３０間の空孔を含んで測定された圧粉磁心の実測密度を、金属磁性粒子１０の理論密度で割った値で求められる。金属磁性粒子１０の理論密度には、絶縁被膜２０、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０、および平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０が考慮されていないが、これらの全体に占める割合は非常に小さいため、上述の方法により実際の充填率に近似する値を得ることができる。また、金属磁性粒子１０が合金からなる場合は、たとえば金属磁性粒子１０が鉄−コバルト合金から形成されている場合を想定すると、金属磁性粒子１０の理論密度は、（鉄の理論密度×金属磁性粒子１０に占める鉄の体積率）＋（コバルトの理論密度×金属磁性粒子１０に占めるコバルトの体積率）によって求めることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態における軟磁性材料によれば、金属磁性粒子１０と、金属磁性粒子１０の表面を取り囲み、リン酸塩を含む絶縁被膜２０とを含む複数の複合磁性粒子３０と、芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０と、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０とを備える。結合樹脂として芳香族ポリエーテルケトン樹脂４０を備えることにより、熱処理を行なうと、軟磁性材料は、機械的特性を向上することができる。

また、優れた潤滑性を示す平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤５０を備えているので、熱処理によって無機潤滑剤が劣化したり軟化したりすることを防止できる。よって、渦電流損が十分に低減されるため、コアロスの悪化を防止することができる。

本発明の実施の形態における圧粉磁心によれば、軟磁性材料を用いて加圧成形されている。そのため、１２０００Ａ／ｍ以上の磁場を印加した場合の磁束密度が１６ｋＧ以上であり、かつ電気抵抗率が１０^-3Ωｃｍ以上１０²Ωｃｍ以下であり、かつ励起磁束密度２．５ｋＧ、測定周波数を５ｋＨｚにてフルループ（ＢＨ曲線）を描いたときのコアロス値が１５００ｋＷ／ｍ³以下であり、かつ２００℃での抗折強度が１００ＭＰａ以上である、優れた特性の圧粉磁心を実現することができる。なお、抗折強度（曲げ強度）は、ＪＩＳ（日本工業規格）Ｚ２２３８の金属材料共通試験方法に基づいて測定される値である。

本実施例では、本発明による軟磁性材料および圧粉磁心の効果を調べた。始めに、下記の表１および表２を参照して、本発明例１〜１２および比較例１〜５の各々の圧粉磁心を以下の方法により製造した。

（本発明例１における圧粉磁心の作製）
金属磁性粒子としての純鉄粉（ヘガネスジャパン社製の商品名「ＡＢＣ１００．３０」、平均粒径１００μｍ）を準備した。そして、当該粉末の表面についてボンデ処理を実施して、平均膜厚が１００ｎｍのリン酸鉄からなる絶縁被膜を形成した。そして、芳香族ポリエーテルケトン樹脂として、ＰＥＥＫ（ビクトレックス・エムシー株式会社製、平均粒径１００μｍ、重量平均分子量４３０００）を、０．０５質量％、添加した。そして、平均粒径が２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤として、平均粒径が０．８μｍのステアリン酸亜鉛（日本油脂株式会社製、平均粒径０．８μｍ）を、０．００５質量％、添加した。そして、Ｖ型混合機を用いて、１時間これらを混合して、本発明例１における軟磁性材料を準備した。その後、軟磁性材料を１２７５ＭＰａの圧力を印加して、成形体を作製した。そして、４２０℃で窒素気流雰囲気において１時間、成形体を熱処理した。これにより、圧粉磁心を作製した。

（本発明例２における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例２は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤として、六方晶系窒化ホウ素（ｈＢＮ，水島合金鉄株式会社製、平均粒径２μｍ）を用いた点においてのみ異なる。

（本発明例３における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例３は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤として、二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂、住鉱潤滑剤株式会社製、平均粒径１μｍ）を用いた点においてのみ異なる。

（本発明例４における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例４は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤として、グラファイト（黒鉛）を用いた点においてのみ異なる。

（本発明例５における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例５は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を０．００１質量％添加した点においてのみ異なる。

（本発明例６における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例６は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を０．０５０質量％添加した点においてのみ異なる。

（本発明例７における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例７は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂として、重量平均分子量が１０９０００のＰＥＥＫ（ビクトレックス・エムシー株式会社製）を用いた点においてのみ異なる。

（本発明例８における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例８は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂として、平均粒径が３００μｍであるＰＥＥＫ（ビクトレックス・エムシー株式会社製）を用いた点においてのみ異なる。

（本発明例９における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例９は、重量平均分子量が１００００のＰＥＥＫを用いた点においてのみ異なる。

（本発明例１０における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例１０は、重量平均分子量が１０００００のＰＥＥＫを用いた点においてのみ異なる。

（本発明例１１における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例１１は、無機潤滑剤の平均粒径の１０倍以上であって、かつ、金属磁性粒子の平均粒径の２倍であるＰＥＥＫを用いた点においてのみ異なる。

（本発明例１２における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、本発明例１２は、複数の複合磁性粒子に対して、０．１質量％含まれている無機潤滑剤を用いた点においてのみ異なる。

（比較例１における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、比較例１は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の代わりにポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、出光石油化学株式会社製）を用いた点においてのみ異なる。

（比較例２における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、比較例２は、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の代わりに非結晶性樹脂であるポリエーテルイミド（ＰＥＩ、ＧＥプラスチックス株式会社製）を用いた点においてのみ異なる。

（比較例３における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、比較例３は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の代わりに平均粒径が７．５μｍのステアリン酸亜鉛（日本油脂株式会社製）を用いた点においてのみ異なる。

（比較例４における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、比較例４は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の代わりにエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製）を用いた点においてのみ異なる。

（比較例５における圧粉磁心の作製）
基本的には本発明例１と同様であるが、比較例５は、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を添加しなかった点においてのみ異なる。

（コアロスの測定）
上記の圧粉磁心の各々について、外径３４ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚み５ｍｍのリング状成形体（熱処理済）に関し、一次３００巻、二次２０巻の巻き線を施し、磁気特性測定用試料とした。これらの試料にて、ＢＨカーブトレーサ（理研電子株式会社製の商品名「ＢＨＳ−４０Ｓ１０Ｋ」）を用いて鉄損を測定した。具体的には、まず、１２０００Ａ／ｍ磁界印加時の磁束密度を測定した。そして、励起磁束密度を２．５ｋＧ（＝０．２５Ｔ（テスラ））、測定周波数を５ｋＨｚにて、フルループ（ＢＨ曲線）を描いた時のコアロスを測定した。測定結果は、単位体積当たりのコアロス値（Ｗ／ｍ³）とし、表２にその測定結果を示す。

（抗折強度の測定）
１０ｍｍ×１０ｍｍ×５５ｍｍの大きさを有する三点曲げ抗折強度試験用の試験片を製作した。三点曲げ抗折強度試験用の試験片を用いて、万能材料試験機オートグラフ（島津製作所株式会社製の商品名「ＴＧ−２５］）により、三点曲げ抗折強度試験を行なった。三点曲げ抗折強度試験は、常温および２００℃のもと、４０ｍｍのスパンで試験片を支持して行なった。その測定結果を表３に示す。

表２に示すように、芳香族ポリエーテルケトン樹脂と、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の少なくとも一方を備えた本発明例１〜１２における圧粉磁心は、低いコアロスを維持するとともに、高い抗折強度を示した。特に、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の重量平均分子量が１万以上１０万以下であり、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の平均粒径が、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の平均粒径の１０倍以上であって、かつ、金属磁性粒子の平均粒径の２倍以下であり、金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤は、複数の複合磁性粒子に対して、０．００１質量％以上０．１質量％以下含まれている、本発明例１〜６，９〜１２のうち、本発明例１〜６，９〜１１は、２００℃の高温下において非常に優れた抗折強度を示し、本発明例１２は非常に低いコアロスを示した。

一方、芳香族ポリエーテルケトン樹脂の代わりにＰＰＳを用いた比較例１、およびＰＥＩを用いた比較例２における圧粉磁心は、コアロスの悪化は防止できたが、室温および２００℃における抗折強度は低かった。

また、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の代わりに、平均粒径が７．５μｍの金属石鹸（日本油脂株式会社製）を用いた比較例３における圧粉磁心は、コアロスが悪化するとともに、室温および２００℃における抗折強度が低かった。

また、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の代わりに、エチレンビスステアリン酸アミドを用いた比較例４における圧粉磁心は、室温および２００℃における抗折強度が著しく低かった。

また、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を添加しなかった比較例５における圧粉磁心は、コアロスが著しく悪化した。

以上説明したように、実施例１によれば、芳香族ポリエーテルケトン樹脂と、平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の少なくとも一方を備えることにより、コアロスを上昇させず、抗折強度が向上することがわかった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の軟磁性材料および圧粉磁心は、たとえば、自動車のエンジン周辺機器、モーターコア、電磁弁、リアクトルもしくは電磁部品一般に利用される。

本発明の実施の形態における軟磁性材料を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態における圧粉磁心の拡大断面図である。 本発明の実施の形態における圧粉磁心の製造方法を工程順に示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 金属磁性粒子、２０ 絶縁被膜、３０ 複合磁性粒子、４０ 芳香族ポリエーテルケトン樹脂、５０ 平均粒径２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤、６０ 絶縁物。

Claims (1)

1. 純鉄よりなる金属磁性粒子と、前記金属磁性粒子の表面を取り囲み、リン酸塩を含む絶縁被膜とを含む複数の複合磁性粒子と、
   芳香族ポリエーテルエーテルケトン樹脂と、
   平均粒径が２．０μｍ以下の微粒子状の金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤を備え、
   前記金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤は、前記複数の複合磁性粒子に対して、０．００１質量％以上０．０５質量％以下含まれ、
   前記芳香族ポリエーテルエーテルケトン樹脂の重量平均分子量が１万以上１０万以下であり、
   前記芳香族ポリエーテルエーテルケトン樹脂の平均粒径が、前記金属石鹸および／または六方晶系の結晶構造を有する無機潤滑剤の平均粒径の１０倍以上であって、かつ、前記金属磁性粒子の平均粒径の２倍以下である軟磁性材料を用いて作製された、
   ２００℃での抗折強度が１０９．３ＭＰａ以上である、圧粉磁心。

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