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1、(10)申请公布号 CN 102969105 A(43)申请公布日 2013.03.13CN102969105A*CN102969105A*(21)申请号 201210320275.4(22)申请日 2012.08.31189070/2011 2011.08.31 JPH01F 1/01(2006.01)B22F 1/02(2006.01)(71)申请人株式会社东芝地址日本东京都(72)发明人末纲伦浩 末永诚一 高桥利英江口朋子 原田耕一 堀田康之(74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002代理人周欣 陈建全(54) 发明名称磁性材料、磁性材料的制造方法及感应器元件(57) 摘要本。
2、发明的实施方式的磁性材料具备:含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子;将上述磁性粒子的至少一部分被覆的第1氧化物的第1被覆层;存在于上述磁性粒子间且与第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子;及存在于上述磁性粒子间且具有第1氧化物与第2氧化物的共晶组织的氧化物相。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要求书4页 说明书41页 附图9页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 4 页 说明书 41 页 附图 9 页1/4页21。
3、.一种磁性材料,其特征在于,具备:含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子;将所述磁性粒子的至少一部分被覆的第1氧化物的第1被覆层;存在于所述磁性粒子间且与所述第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子;及存在于所述磁性粒子间且具有所述第1氧化物与所述第2氧化物的共晶组织的氧化物相。2.根据权利要求1所述的磁性材料,其特征在于,所述磁性粒子具有平均粒径为1nm以上且100nm以下且含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属的金属纳米粒子,是平均短尺。
4、寸为10nm以上1m以下、平均纵横尺寸比为5以上的形状的粒子集合体。3.根据权利要求2所述的磁性材料,其特征在于,所述磁性材料含有夹杂相,所述夹杂相存在于所述金属纳米粒子间且包含选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属、和氧(O)、氮(N)或碳(C)中的任一种。4.根据权利要求1所述的磁性材料,其特征在于,在所述磁性粒子与所述第1被覆层之间具备将所述磁性粒子的至少一部分被覆且包含所述非磁性金属中的至少1种的第3氧化物的第2被覆层。5.根据权利要求1所述的磁性材料,其。
5、特征在于,所述磁性粒子的平均纵横尺寸比为5以上。6.根据权利要求1所述的磁性材料,其特征在于,所述磁性粒子包含与所述非磁性金属不同的选自B、Si、C、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Cr、Cu、W中的至少1种添加金属,所述添加金属相对于所述磁性金属和所述非磁性金属和所述添加金属的合计量为0.001原子以上且25原子以下,所述磁性金属、所述非磁性金属、或所述添加金属中的至少2种互相固溶。7.根据权利要求1所述的磁性材料,其特征在于,所述磁性粒子的晶体结构为六方晶结构。8.根据权利要求2所述的磁性材料,其特征在于,所述金属纳米粒子含有与所述非磁性金属不同的选自B、Si、C、Ti、Zr、Hf、N。
6、b、Ta、Mo、Cr、Cu、W中的至少1种添加金属,所述添加金属相对于所述磁性金属和所述非磁性金属和所述添加金属的合计量为0.001原子以上且25原子以下,所述磁性金属、所述非磁性金属、或所述添加金属中的至少2种互相固溶。9.根据权利要求2所述的磁性材料,其特征在于,所述金属纳米粒子的晶体结构为六方晶结构。10.根据权利要求1所述的磁性材料,其特征在于,所述第1氧化物与所述第2氧化物的组合即第1氧化物第2氧化物或第2氧化物第1氧化物包含B2O3SiO2、B2O3Cr2O3、B2O3MoO3、B2O3Nb2O5、B2O3Li2O3、B2O3BaO、B2O3ZnO、B2O3La2O3、B2O3P2。
7、O5、B2O3Al2O3、B2O3GeO2、B2O3WO3、Na2OSiO2、Na2OB2O3、Na2OP2O5、Na2ONb2O5、Na2OWO3、Na2OMoO3、Na2OGeO2、Na2OTiO2、Na2OAs2O5、Na2OTiO2、Li2O权 利 要 求 书CN 102969105 A2/4页3MoO3、Li2OSiO2、Li2OGeO2、Li2OWO3、Li2OV2O5、Li2OGeO2、CaOP2O5、CaOB2O3、CaOV2O5、ZnOV2O5、BaOV2O5、BaOWO3、Cr2O3V2O5、ZnOB2O3、MoO3WO3中的任一种组合。11.根据权利要求4所述的磁性材料,。
8、其特征在于,所述第1氧化物与所述第3氧化物、所述第2氧化物与所述第3氧化物分别不具有1000以下的共晶点。12.一种磁性材料的制造方法,其特征在于,具有如下工序:合成含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子的工序;形成将所述磁性粒子的至少一部分被覆的第1氧化物的第1被覆层的工序;将与所述第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子和所述磁性粒子混合的工序;及通过1000以下的热处理和冷却使所述第1被覆层与所述氧化物粒子进行共晶熔融凝固的工序。13.一种磁性材料,。
9、其特征在于,具备:含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子;将所述磁性粒子的至少一部分被覆的第1氧化物的第1被覆层;及存在于所述磁性粒子间且与所述第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子。14.一种磁性材料的制造方法,其特征在于,具有下述工序:合成含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子的工序;形成将所述磁性粒子的至少一部分被覆的第。
10、1氧化物的第1被覆层的工序;及将与所述第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子和所述磁性粒子混合的工序。15.一种磁性材料,其特征在于,具备:磁性粒子,其是含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属的磁性粒子,具有平均粒径为1nm以上100nm以下且含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属的多个金属纳米粒子,是平均短尺寸为10nm以上且1m以下、平均纵横尺寸比为5以上的形状的粒子集合体;存。
11、在于所述磁性粒子间且具有构成共晶反应体系的第1氧化物与第2氧化物的共晶组织的氧化物相。16.根据权利要求15所述的磁性材料,其特征在于,所述磁性材料含有夹杂相,所述夹杂相存在于所述金属纳米粒子间且包含选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属、和氧(O)、氮(N)、或碳(C)中的任一种。17.一种磁性材料,其特征在于,具有磁性粒子,所述磁性粒子含有:平均粒径为1nm以上且100nm以下且包含选自由Fe、Co、Ni组成的权 利 要 求 书CN 102969105 A3/。
12、4页4组中的至少1种磁性金属的金属纳米粒子、和存在于所述金属纳米粒子间且包含选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属和氧(O)、氮(N)、或碳(C)中的任一种的第1夹杂相,所述磁性粒子是平均短尺寸为10nm以上且1m以下、平均纵横尺寸比为5以上的形状的粒子集合体,所述金属纳米粒子的体积填充率相对于所述粒子集合体整体为40体积%以上80体积%以下。18.根据权利要求17所述的磁性材料,其特征在于,所述金属纳米粒子还含有选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn。
13、、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属、和与所述非磁性金属不同的选自B、Si、C、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Cr、Cu、W中的至少1种添加金属,相对于所述磁性金属和所述非磁性金属和所述添加金属的合计量均含有0.001原子以上且25原子以下,所述磁性金属、所述非磁性金属、或所述添加金属中的至少2种互相固溶。19.根据权利要求17所述的磁性材料,其特征在于,所述金属纳米粒子的晶体结构为六方晶结构。20.根据权利要求17所述的磁性材料,其特征在于,所述金属纳米粒子是平均具有2以上的纵横尺寸比的扁平状或棒状的粒。
14、子。21.根据权利要求17所述的磁性材料,其特征在于,所述金属纳米粒子的平均粒子间距离为0.1nm以上且5nm以下。22.根据权利要求17所述的磁性材料,其特征在于,所述磁性粒子的电阻率为100cm以上且100mcm以下。23.根据权利要求17所述的磁性材料,其特征在于,在所述磁性粒子间存在复合相,所述复合相是包含选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属的金属相、与包含选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属和氧(O)、氮(N)或碳(C)中的任一种的第2夹。
15、杂相的复合相。24.根据权利要求23所述的磁性材料,其特征在于,所述复合相是包含与所述金属相对应的磁性金属粒子和将所述磁性金属粒子的至少一部分的表面被覆的与所述第2夹杂相对应的被覆层的核壳型磁性粒子,所述磁性金属粒子包含选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属和选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属,所述被覆层包含所述非磁性金属中的至少1种。25.一种磁性材料的制造方法,其特征在于,具备下述工序:合成平均粒径为1nm以上且1m以下且含有选自由Fe、Co、。
16、Ni组成的组中的至少1种磁性金属的多个金属纳米粒子的工序;在所述金属纳米粒子的表面的至少一部分上形成包含选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、Ba、Sr、Cr、Mo、Ag、Ga、Sc、V、Y、Nb、Pb、Cu、In、Sn、稀土类元素中的至少1种非磁性金属和氧(O)、氮(N)或碳(C)中的任一种的夹杂相的工序;及通过将所述金属纳米粒子和所述夹杂相一体化,形成具有平均短尺寸为10nm以上且1m以下、平均纵横尺寸比为5以上的形状、且所述金属纳米粒子的体积填充率为40体权 利 要 求 书CN 102969105 A4/4页5积%以上且80体积%以下的粒子集合体的工序。26.根据权利。
17、要求25所述的制造方法,其特征在于,合成所述金属纳米粒子的工序通过热等离子体法来进行。27.一种感应器元件,其特征在于,具备权利要求1所述的磁性材料。权 利 要 求 书CN 102969105 A1/41页6磁性材料、 磁性材料的制造方法及感应器元件0001 本申请基于2011年8月31日提出的日本专利申请2011-189070并主张其优先权,将其所有的内容援引于此。技术领域0002 本发明主要涉及磁性材料、磁性材料的制造方法及感应器元件。背景技术0003 目前,磁性材料被应用于感应器元件、电磁波吸收体、磁性油墨、天线装置等各种设备的部件中,是非常重要的材料。这些部件根据目的利用磁性材料所具有。
18、的导磁率实部(相对导磁率实部)或导磁率虚部(相对导磁率虚部)”的特性。例如感应器元件或天线装置利用高(且低”),电磁波吸收体利用高”。因此,实际中作为设备使用的情况下,必须按照器材的利用频带来控制及”。0004 近年来,器材的利用频带不断高频带化,在高频下具备高和低”且特性优异的磁性材料的开发成为当务之急。发明内容0005 本发明的实施方式的磁性材料具备:含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子;将所述磁性粒子的至少一部分被覆的第1氧化物的第1被覆层;存在于所述磁性粒。
19、子间且与所述第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子;及存在于所述磁性粒子间且具有所述第1氧化物与所述第2氧化物的共晶组织的氧化物相。0006 近年,具有高和低”的磁性材料在用于功率半导体中的功率感应器元件中的应用受到关注。近年,一直在强烈倡导节能、环保的重要性,减少CO2排放量和降低对化石燃料的依赖度变得不可欠缺。0007 其结果是,代替汽油汽车的电动车和混合动力车的开发正在积极地进行。此外,太阳能发电和风力发电等利用自然能源的技术被称为节能社会的关键技术,各发达国家一直在积极开发自然能源的利用技术。进而,作为对环境温和的省电系统,一直强烈倡导构建将通过太阳能发电、风力发电等发出的。
20、电力通过智能电网(smart grid)进行控制、从而高效地对家庭内或办公室、工厂进行供求的HEMS(Home Energy Management System,家庭能源管理系统)、BEMS(Building and Energy Management System,楼宇能源管理系统)的重要性。0008 在这样的节能化的潮流中,担负重要作用的是功率半导体。功率半导体是高效地控制高电力和能源的半导体,除了IGBT(insulated gate bipolar transistor,绝缘栅双极晶体管)、MOSFET、功率双极晶体管、功率二极管等分立功率半导体之外,还包括线性调节器、开关调节器等电源。
21、电路、以及用于控制它们的功率管理用Logic LSI等。0009 功率半导体在家电、计算机、汽车、铁路等所有的器材中被广泛使用,可期待这些说 明 书CN 102969105 A2/41页7应用器材的普及扩大、以及在这些器材中搭载功率半导体的比率的扩大,因此,可以预计到今后功率半导体的市场会大幅增长。例如,在多数家电所搭载的变换器中,可以说基本上都使用了功率半导体,由此能大幅地节能。0010 目前,功率半导体中,Si是主流,但是,为了进一步的高效率化和器材的小型化,认为利用SiC、GaN是有效的。SiC和GaN与Si相比,带隙和绝缘破坏电场大,能使耐压增高,因此能减薄元件。因而,能降低半导体的导。
22、通电阻,对于低损耗化、高效率化是有效的。此外,SiC和GaN的载流子迁移率高,因此,能使开关频率高频化,对于元件的小型化是有效的。进而,特别是SiC与Si相比导热率高,因此放热能力高,能进行高温工作,能简化冷却机构,对于小型化是有效的。0011 从以上的观点出发,一直在积极地进行SiC、GaN功率半导体的开发。但是,为了使其实现,与功率半导体一起使用的功率感应器元件的开发、即高导磁率磁性材料(高和低”)的开发是不可欠缺的。此时,作为磁性材料所要求的特性,驱动频带下的高导磁率、低磁损耗当然不用说,能应对大电流的高饱和磁化也是必需的。当饱和磁化高时,即使施加高磁场也难以发生磁饱和,能抑制实效的电感。
23、值的降低。由此,设备的直流重叠特性提高,系统的效率提高。0012 作为10kHz100kHz的数kW级系统用的磁性材料,可举出铝硅铁粉(FeSiAl)、Nanocrystals系Finemet(FeSiBCuNb)、Fe基Co基非晶/玻璃的带/压粉体、或者MnZn系铁素体材料。但是,均未完全满足高导磁率、低损耗、高饱和磁化、高热稳定性、高耐氧化性,是不充分的。0013 此外,系统的驱动频率看起来在今后伴随着SiC、GaN半导体的普及,会进一步高频化,在100kHz以上的MHz频带中为高导磁率、低损耗是必要的,但是,不存在这样的磁性材料。因此,满足高饱和磁化、高热稳定性、高耐氧化性、并且在100。
24、kHz以上的MHz频带中满足高导磁率、低损耗的磁性材料的开发是不可欠缺的。0014 此外,在高频下具有高和低”的磁性材料也期待应用到天线装置等高频通信器材的设备中。作为天线的小型化、省电化的方法,有如下方法:将高导磁率(高、低”)的绝缘基板作为天线基板,将从天线到达通信器材内的电子部件或基板的电波卷入,按照使电波不到达电子部件或基板的方式进行信号收发。由此,虽然能实现天线的小型化和省电化,但是,同时也有可能使天线的共振频率发生宽频带化,是不优选的。0015 在这样的应用中,在上述功率感应器元件用磁性材料被开发出来时,存在能适用的可能性,是优选的。0016 进而,在电磁波吸收体中,利用高”,将从。
25、电子器材产生的噪音吸收,使电子器材的错误动作等不良情况减少。作为电子器材,可举出IC芯片等半导体元件或各种通信器材等。这样的电子器材可在各种频带中使用,通过规定的频带求出高。通常,磁性材料在强磁性共振频率附近取得高”。但是,如果能抑制除强磁性共振损耗以外的各种磁损耗、例如涡流损耗或磁畴壁共振损耗等,则在比强磁性共振频率充分低的频带中,”小且能使并使增大。0017 即,即使是一种材料,通过改变使用频带,能作为高导磁率部件使用,也能作为电磁波吸收体使用。因此,在开发出上述功率感应器用磁性材料时,即使作为利用”的电波吸收体使用,通过使强磁性共振频率与利用频带相适应,也存在能够应用的可能性。说 明 书。
26、CN 102969105 A3/41页80018 另一方面,通常,作为电磁波吸收体而开发的材料按照将包括强磁性共振损耗、涡流损耗、磁畴壁共振损耗等各种磁损耗的所有损耗加和而使尽量大的方式设计。因此,作为电磁波吸收体开发的材料在无论哪一种频带中作为上述感应器元件或天线装置用的高导磁率部件(高且低”)使用都是困难的。0019 另外,电磁波吸收体以往通过将铁素体粒子、羰基铁粒子、FeAlSi薄片、FeCrAl薄片等与树脂混合的粘合剂成形法来制造。但是,这些材料在高频区域中、”均极低,未必能得到满足的特性。此外,通过机械合金化法等合成的材料中,存在长时间的热稳定性欠缺、合格率低的问题。0020 以上,。
27、作为在功率感应器元件、天线、电波吸收体中使用的磁性材料,提出了至今为止各种各样的材料,但是均无法满足所要求的材料特性。附图说明0021 图1是第1实施方式的磁性材料的示意图。0022 图2是第1实施方式的第1变形例的磁性材料的示意图。0023 图3是第1实施方式的第2变形例的磁性材料的示意图。0024 图4是第2实施方式的磁性材料的示意图。0025 图5是第5实施方式的磁性材料的示意图。0026 图6是第6实施方式的磁性材料的示意图。0027 图7是第7实施方式的磁性材料的示意图。0028 图8是第7实施方式的第1变形例的磁性材料的示意图。0029 图9是第7实施方式的第2变形例的磁性材料的示。
28、意图。0030 图10是第8实施方式的磁性材料的示意图。0031 图11是第8实施方式的变形例的磁性材料的示意图。0032 图12A、12B是第10实施方式的设备的概念图。0033 图13A、13B是第10实施方式的感应器元件的概念图。0034 图14是第10实施方式的感应器元件的概念图。0035 图15是表示实施例3的导磁率(、”)的频率特性的图。具体实施方式0036 下面用附图对实施方式进行说明。另外,在附图中,对于相同或类似的部位赋予相同或类似的符号。0037 (第1实施方式)0038 本实施方式的磁性材料具备:含有选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si。
29、、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属的磁性粒子;将该磁性粒子的至少一部分被覆的第1氧化物的第1被覆层;存在于磁性粒子间且与第1氧化物构成共晶反应体系的第2氧化物的氧化物粒子;及存在于磁性粒子间且含有第1氧化物与第2氧化物的共晶组织的氧化物相。0039 本实施方式的磁性材料通过具备上述构成,在100kHz以上的MHz频带中实现高导磁率、低损耗。进而,还能实现高饱和磁化、高的热稳定性、高的耐氧化性。说 明 书CN 102969105 A4/41页90040 图1是本实施方式的磁性材料的示意图。本实施方式的磁性材料由磁性粒子10、将该磁性粒子10被覆的第。
30、1氧化物的第1被覆层12、存在于磁性粒子10间的第2氧化物的氧化物粒子14、由第1氧化物与第2氧化物的共晶组织形成的氧化物相16构成。0041 磁性粒子10含有选自由Fe(铁)、Co(钴)、Ni(镍)组成的组中的至少1种磁性金属、选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种非磁性金属。磁性粒子10例如为含有Fe、Co及Al(铝)的合金、或含有Fe、Ni、Si(硅)的合金。0042 第1氧化物与第2氧化物构成共晶反应体系。即,第1氧化物与第2氧化物生成共晶。第1氧化物例如为Si(硅)的氧化物,第2氧化物例如为B(硼)的氧化物。0043 将磁性粒子1。
31、0的至少一部分被覆的第1被覆层12由第1氧化物形成。此外,存在于磁性粒子10间的氧化物粒子14由第2氧化物形成。0044 存在于磁性粒子10间的氧化物相16由第1氧化物和第2氧化物形成,具备第1氧化物与第2氧化物的共晶组织。这里所说的共晶组织是通过共晶反应生成的凝固组织,为2种晶体层状交替排列而成的层状(片状)共晶组织、或以棒状排列而成的棒状共晶组织、以螺旋状排列而成的螺旋状共晶组织等。此时,例如层状组织、棒状组织、螺旋状组织的各个层(或棒)的间隔取决于共晶组成、和凝固速度等凝固条件。0045 根据本实施方式,磁性粒子10被共晶组织的氧化物相16包围,从而抑制磁性粒子10的凝集,可实现热稳定且。
32、耐氧化性也高的磁性材料。因此,能抑制磁特性变差。0046 此外,共晶组织的氧化物相16的力学强度也高。因此,在热循环时或施加负荷时难以发生龟裂或破损,能提高磁性材料的热稳定性和耐氧化性。0047 此外,通过第1氧化物与第2氧化物的共晶反应能形成氧化物相16,因此在较低温度下能形成强度高的氧化物相16。因此,本实施方式的磁性材料能通过较低温的工艺来制造。因而,根据本实施方式,能抑制制造中的磁性粒子10的氧化或变质等。0048 在本实施方式中,在磁性粒子10间,除了氧化物相16,单独地将熔点高的第1氧化物作为第1被覆层12、并单独地将熔点高的第2氧化物作为氧化物粒子残留,从而能使热稳定性、耐氧化性。
33、进一步提高。0049 磁性粒子10在球状的情况下,优选平均粒径为50nm以上且50m以下。若磁性粒子10的粒径增大,则顽磁力降低,是优选的,但是,另一方面,在磁性粒子10的阻抗小的情况下,若粒径过大,则涡流损耗增大,不优选。相反,若磁性粒子10的粒径过小,则涡流损耗减小,是优选的,但是,顽磁力增大,不优选。0050 另外,磁性材料的磁损耗主要由涡流损耗、磁滞损耗、强磁性共振损耗这三者构成,优选任一者均低。其中,磁滞损耗是由磁性材料的顽磁力引起的损耗,若顽磁力增大,则在使对磁性材料施加的磁场增大时磁滞损耗增大,不优选。上述的平均粒径的讨论是为了使涡流损耗和磁滞损耗的合计成为最小而对最适的粒径进行。
34、的讨论,但是最适粒径范围根据使用的频带而变化。在100kHz以上的MHz频带中,为了使涡流损耗、磁滞损耗的合计成为最小,最适的平均粒径为50nm以上且50m以下。0051 此外,磁性粒子10可以为球状,但是,更优选为具有大的纵横尺寸比的扁平状、棒状。棒状也包括旋转椭圆体。0052 这里,“纵横尺寸比”是指,粒子的长度成为最长的方向的粒子的尺寸(长尺寸)与在相对于上述方向垂直的方向上粒子的长度成为最短的方向的粒子的尺寸(短尺寸)的比、说 明 书CN 102969105 A5/41页10即“长尺寸短尺寸”。因此,通常,纵横尺寸比成为1以上。在完全的球状的情况下,长尺寸和短尺寸均与球的直径相等,因此。
35、,纵横尺寸比成为1。扁平状粒子的纵横尺寸比为直径(长尺寸)高度(短尺寸)。棒状的纵横尺寸比为棒的长度(长尺寸)棒的底面的直径(短尺寸)。但是,旋转椭圆体的纵横尺寸比为长轴(长尺寸)短轴(短尺寸)。若纵横尺寸比增大,则能赋予由形状带来的磁各向异性,通过将易磁化轴的方向统一到一个方向,从而能使导磁率与导磁率的高频特性提高。另外,对于大量的粒子,以将纵横尺寸比平均化而得到的值作为“平均纵横尺寸比”。此外,对于大量的粒子,以将长尺寸、短尺寸平均化而得到的值作为“平均长尺寸”、“平均短尺寸”。0053 另外,若纵横尺寸比大,则由于赋予由形状带来的磁各向异性,从而能在将磁性粒子10一体化而制作所希望的磁性。
36、材料时通过磁场容易地进行取向。此外,通过增大纵横尺寸比,在将磁性粒子10一体化而制作所希望的磁性材料时,与将球状磁性粒子一体化的情况相比,能使磁性粒子10的填充率增大,因此,能使磁性材料的每单位体积、每单位重量的饱和磁化增大,结果是也能使导磁率增大。0054 另外,在扁平状、棒状的粒子的情况下,优选平均高度(棒状的情况下为平均直径)为10nm以上且1m以下,更优选平均高度(棒状的情况下为平均直径)为10nm以上且100nm以下。平均纵横尺寸比越大越优选,优选为5以上。更优选为10以上。它们在100kHz以上的MHz频带中使涡流损耗、磁滞损耗的合计成为最小,因此是适当的尺寸。0055 磁性材料中。
37、的磁性粒子10的体积率相对于磁性材料整体优选占10以上且70以下的体积率。若体积率超过70,则有可能磁性材料的电阻减小,涡流损耗增加,高频磁特性变差。若使体积率小于10,则有可能由于磁性金属的体积分率降低,磁性材料的饱和磁化降低,并且由此使得导磁率降低。0056 磁性粒子10中所含的磁性金属包含选自由Fe、Co、Ni组成的组中的至少1种,特别是Fe基合金、Co基合金、FeCo基合金、FeNi基合金能实现高的饱和磁化,因此优选。Fe基合金可举出含有作为第2成分的Ni、Mn、Cu等的例如FeNi合金、FeMn合金、FeCu合金。Co基合金可举出含有作为第2成分的Ni、Mn、Cu等的例如CoNi合金。
38、、CoMn合金、CoCu合金。FeCo基合金可举出含有作为第2成分的Ni、Mn、Cu等的合金。0057 为了使磁性粒子10的高频磁特性提高,这些第2成分是有效的成分。FeNi基合金由于磁各向异性小,因此是对于得到高导磁率有利的材料。尤其是Fe为40原子以上且60原子以下的FeNi合金由于饱和磁化高且各向异性小,因此优选。0058 在磁性金属中,特别优选使用FeCo基合金。FeCo中的Co量从满足热稳定性及耐氧化性和2特斯拉以上的饱和磁化的方面出发,优选设为10原子以上且50原子以下。从进一步提高饱和磁化的观点出发,更优选的FeCo中的Co量为20原子以上且40原子以下的范围。0059 磁性粒子10如本实施方式所述优选含有非磁性金属。此时,优选磁性粒子10中所含的磁性金属与非磁性金属互相固溶。通过固溶,能提高机械强度和热稳定性、耐氧化性。0060 非磁性金属为选自Mg、Al、Si、Ca、Zr、Ti、Hf、Zn、Mn、稀土类元素、Ba及Sr中的至少1种金属。这些非磁性金属能使磁性粒子10的电阻提高,且能使热稳定性及耐氧化性提高。其中,Al、Si与作为金属纳米粒子的主成分的Fe、Co、Ni容易固溶,对于磁性粒子的热稳定性的提高有贡献,因此优选。说 明 书CN 102969105 A10。