(57)【要約】【課題】耐食性の良好な圧粉磁心を提供すること。【解決手段】本発明に係る圧粉磁心は、絶縁被膜によって被覆された金属磁性材料を含む圧粉磁心であって、前記絶縁被膜は金属磁性材料の近傍に存在する非晶質部位と、該非晶質部位に接触する結晶質部位とによって構成されていることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被膜によって被覆された金属磁性材料を含む圧粉磁心であって、前記絶縁被膜は金属磁性材料の近傍に存在する非晶質部位と、該非晶質部位に接触する結晶質部位とによって構成されていることを特徴とする圧粉磁心。
【請求項２】
前記絶縁被膜の断面における全面積に対する前記結晶質部位の面積比率が、２０〜９５％である、請求項１に記載の圧粉磁心。
【請求項３】
前記結晶質部位がアルカリ土類金属を含むセラミックスによって構成されている、請求項１または２に記載の圧粉磁心。
【請求項４】
前記非晶質部位がＳｉおよびＯを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の圧粉磁心。
【請求項５】
前記絶縁被膜の全体厚みが３０〜１００nmである、請求項１〜４にいずれかの記載の圧粉磁心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧粉磁心に関し、さらに詳しくは絶縁性の防錆被覆を有する金属磁性材料を含む圧粉磁心に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インダクタ、チョークコイル、トランス等といったコイル部品やモーターなどの小型化が求められていることから、フェライトと比較して飽和磁束密度が大きく、直流重畳特性が高磁界まで保たれる金属磁性材料が広く用いられるようになった。金属磁性材料の多くは、Ｆｅ系合金で構成されており、金属磁性材料を圧縮成形して得られる圧粉磁心（コア）として広く用いられている。
【０００３】
圧粉磁心は、様々な環境下で使用され、海浜、海上などの湿潤な環境においても、十分な信頼性、耐久性が求められる。かかる環境下においては、とりわけ高い耐食性、防錆性が要望される。
【０００４】
現在、実用化されている圧粉磁心の大部分は、上記のとおりＦｅ系合金で構成されており、水分による浸食を受けやすい。このため、Ｆｅ系合金を含む金属磁性材料を用いた機器では、常に錆の発生が危惧される。
【０００５】
特許文献１には、耐食性を向上させるＣｒを含む金属磁性粒子が開示され、さらに金属磁性体粒子の表面にＳｉＯ２等を含むガラス被膜を形成し、耐食性の向上を図っていることが記載されている。しかし、耐食性を向上させる目的でＣｒを金属組成に取り込むなどの処置が必須となっており、材料選択の幅を狭めている。また、ガラス被膜は耐食性が低いという問題がある。十分な耐食性を発現させるためには、ガラス被膜の厚みを大きくする必要がある。その結果、金属磁性粒子間の間隔が広がってしまい、圧粉磁心としての透磁率μが低下してしまうと考えられる。
【０００６】
また、特許文献２では、内部にコイルが形成された磁性部品をセラミックスおよび樹脂でコーティングすることによって、耐食性を向上させることが記載されている。しかしながら、このようなコーティングを施すには、圧粉磁心を８００℃以上の高温で熱処理することが必要となる。圧粉磁心中に絶縁処理した銅の巻き線などを含む場合には、高温に曝されることで巻き線の絶縁性が破壊されてしまうという問題があった。
【０００７】
特許文献３では、磁性粒子間の電気的な絶縁を目的として、磁性粒子の表面にＭｇＯを含む層を形成する方法が記載されている。しかしながら、特許文献３に記載の方法では、磁性粒子とＭｇＯとの接合性が弱く、圧粉磁心を成形する際の金型での成形時に、ＭｇＯが剥離してしまうことがある。この結果、磁性金属が露出してしまうため、耐食性が著しく低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−６２４２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１８５８７号公報
【特許文献３】特表２００３−５２２２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
発錆防止のためには、金属磁性材料を被覆層で被覆することは有望と考えられる。しかし、ガラス被膜は耐食性が不十分であり、十分な耐食性を得る上ではガラス被膜を厚くする必要がある。被覆層の厚みを厚くすると透磁率は低下する。
【００１０】
発錆は酸性または中性環境において進行しやすいため、圧粉磁心の発錆を防止するためには、圧粉磁心内部および圧粉磁心表面をアルカリ性にすることが有効と考えられる。この観点から、磁性粒子表面をＭｇＯで被覆する特許文献３の教示は、有望と考えられる。しかし、上記のとおり、特許文献３の方法では、圧粉磁心の成形時にＭｇＯ被覆層が剥落しやすく、圧粉磁心の耐食性の向上には限界があった。
【００１１】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、耐食性の良好な圧粉磁心を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、圧粉磁心を構成する金属磁性粒子の耐食性、特に防錆性の向上を目指し、結晶質の絶縁被膜を、非晶質の絶縁被膜を介して金属磁性粒子に接合することを検討した。ここで、結晶質の絶縁被膜はその結晶性の高さにより、被膜の均一性および緻密性が確保されている。このことは、酸素分子の侵入抑制に効果的であり、耐食性の向上に寄与する。また、靱性の高い非晶質の絶縁被膜が金属磁性粒子と結晶質の絶縁被膜の間に存在することにより、両者の接合性が向上する。このことによって、金型成形時における被膜の剥落が抑制され、防錆効果が維持される。
【００１３】
すなわち、本発明は以下の要旨を含む。
（１）絶縁被膜によって被覆された金属磁性材料を含む圧粉磁心であって、前記絶縁被膜は金属磁性材料の近傍に存在する非晶質部位と、該非晶質部位に接触する結晶質部位とによって構成されていることを特徴とする圧粉磁心。
（２）前記絶縁被膜の断面における全面積に対する前記結晶質部位の面積比率が、２０〜９５％である、（１）に記載の圧粉磁心。
（３）前記結晶質部位がアルカリ土類金属を含むセラミックスによって構成されている、（１）または（２）に記載の圧粉磁心。
（４）前記非晶質部位がＳｉおよびＯを含む、（１）〜（３）のいずれかに記載の圧粉磁心。
（５）前記絶縁被膜の全体厚みが３０〜１００nmである、（１）〜（４）にいずれかの記載の圧粉磁心。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、金属磁性材料を、絶縁被膜が被覆しており、絶縁被膜は金属磁性材料の近傍に存在する非晶質部位と、該非晶質部位に接触する結晶質部位とによって構成されている。結晶質部位は、その結晶性の高さにより、被膜の均一性および緻密性が確保されており、酸素分子の侵入抑制に効果を発揮する。このことは、耐食性の向上に寄与する。また被膜に存在する非晶質部位は靱性が高く、圧粉磁心の成形時における擦れや剪断力に対する耐性が向上し、被覆膜の剥落が防止される。これら二つの部位の相乗的作用により優れた耐食性が達成される。
【００１５】
また、絶縁被膜における結晶質部位の面積割合を２０〜９５％とすることで、さらに上記の相乗的作用が良好に働き、耐食性がさらに向上する。
【００１６】
結晶質部位を、アルカリ土類金属を含むセラミックスにより構成することが好ましい。絶縁被膜にアルカリ土類金属を導入することで、圧粉磁心内部および圧粉磁心表面がアルカリ性に維持されると考えられる。発錆は酸性または中性環境において進行しやすいため、圧粉磁心内部および圧粉磁心表面をアルカリ性に保つことで、発錆をさらに効果的に防止できる。
【００１７】
非晶質部位を、Ｓｉ（ケイ素）およびＯ（酸素）を含む材質、たとえばＳｉ系酸化物で構成することで、非晶質部位を簡便に形成でき、また結晶質部位を、金属磁性材料に強固に接合できる。
【００１８】
絶縁被膜の全厚を３０〜１００ｎｍとすることで、さらに耐食性が向上し、またこの範囲の厚みであれば透磁率の低下も抑制される。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、具体的な実施形態に基づき説明するが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変は許容される。
【００２０】
（圧粉磁心）
本実施形態に係る圧粉磁心は、絶縁性の防錆被覆を有する金属磁性材料を含み、通常は結合剤として少量の樹脂を含む。金属磁性材料を構成する複数の金属磁性粒子同士が樹脂を介して結合することにより所定の形状に成形されてなる。
【００２１】
このような圧粉磁心は、コイル型電子部品の磁心として好適に用いられる。たとえば、所定形状の圧粉磁心内部に、ワイヤが巻回された空芯コイルが埋設されたコイル型電子部品であってもよいし、所定形状の圧粉磁心の表面にワイヤが所定の巻き数だけ巻回されてなるコイル型電子部品であってもよい。ワイヤが巻回される磁心の形状としては、ＦＴ型、ＥＴ型、ＥＩ型、ＵＵ型、ＥＥ型、ＥＥＲ型、ＵＩ型、ドラム型、トロイダル型、ポット型、カップ型等を例示することができる。
【００２２】
（金属磁性材料）
本実施形態に係る圧粉磁心を構成する金属磁性材料は、形状は特に限定はされないが、通常は粒子状である。本実施形態では、金属磁性材料の粒子径には特に制限はないが、粒子径の中央値（Ｄ５０）は１μｍ〜１００μｍであると、透磁率が高いという点で好ましい。なお、上記の粒子径は、後述する絶縁被膜を有する粒子についての粒子径を意味する。
【００２３】
金属磁性材料は、特に限定はされないが、好ましくは軟磁性粒子であり、また耐食性、防錆性の向上が求められるＦｅ系軟磁性粒子であれば、本発明の効果が特に有効に作用する。Ｆｅ系磁性粒子は、具体的には、純鉄、Ｆｅ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ系アモルファス合金、Ｆｅ系ナノ結晶合金等が例示され、純鉄またはＦｅ−Ｓｉ系合金であることがより好ましい。
【００２４】
好ましい金属磁性材料であるＦｅ−Ｓｉ系合金では、ＦｅおよびＳｉの含有量が合計８０重量％以上である。また、ＦｅとＳｉとの比率には特に制限はないが、重量比でＳｉ／Ｆｅ＝０／１００〜１０／９０であると、飽和磁荷が高くなり好ましい。
【００２５】
本実施形態では、金属磁性材料は、材質が同じ金属磁性粒子から構成されていてもよいし、材質が異なる複数種の金属磁性粒子が混在して構成されていてもよい。たとえば、金属磁性材料は、Ｆｅ系合金粒子と、Ｆｅ−Ｓｉ系合金粒子との混合物であってもよい。
【００２６】
金属磁性材料の作製方法には特に制限はないが、例えばガスアトマイズ法、水アトマイズ法などが挙げられる。
【００２７】
（絶縁被膜およびその形成法）
本実施形態では、金属磁性材料は、絶縁被膜によって被覆されており、本絶縁被膜は金属磁性材料の近傍に存在する非晶質部位と、該非晶質部位に接触する結晶質部位とによって構成されている。
【００２８】
本実施形態で、「結晶質部位」とは、絶縁被膜のＴＥＭによる格子縞観察において、格子縞が確認される部位をいい、「非晶質部位」とはそれ以外の部位、すなわち格子縞が確認されない部位をいう。
【００２９】
本実施形態で「被覆されている」とは、金属磁性材料表面に上記絶縁被膜が直接形成されている態様、および金属磁性材料表面に形成された他の層を介して絶縁被膜が形成されている態様の両者を包含する。絶縁被膜は、金属磁性材料の表面が露出しないように、全面を覆っていることが好ましい。また、他の層が形成される場合には、粒子表面の少なくとも一部を絶縁被膜が覆っていればよいが、表面の全部を覆っていることが好ましい。さらに、絶縁被膜は粒子の表面を連続的に覆っていてもよいし、断続的に覆っていてもよい。
【００３０】
結晶質部位は、結晶化した材料により構成されていれば特に限定はされない。絶縁被膜が結晶質部位を含むことで、被膜の均一性および緻密性が確保されている。このことは、酸素分子の侵入抑制に効果的であり、耐食性の向上に寄与する。耐食性をさらに向上する観点から、結晶質部位は発錆を防止する材料により構成されていることが好ましい。発錆を防止する材料としては、雰囲気を塩基性とできる物質がより好ましく、具体的にはアルカリ土類金属を含むセラミックス、等が挙げられる。本実施形態では、防錆材料としては、結晶の生成が容易であり、防錆性に優れるアルカリ土類金属を含むセラミックスが特に好ましい。
【００３１】
本実施形態では、アルカリ土類金属を含むセラミックスは、アルカリ土類金属を含む無機化合物からなり、具体的には、アルカリ土類金属の酸化物または複合酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のリン酸塩等が例示される。中でも、アルカリ土類金属の酸化物が好ましい。
【００３２】
また、アルカリ土類金属としては、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）およびＢａ（バリウム）が例示され、本実施形態では、Ｍｇが特に好ましい。
【００３３】
該セラミックスは、アルカリ土類金属を含む無機化合物のみから構成されていてもよいし、アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物を含んでいても良い。アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物は、無機化合物であってもよいし、有機化合物であってもよい。本実施形態では、アルカリ土類金属を含む無機化合物以外の化合物として、リン酸塩、Ａｌを含有する酸化物、Ｓｉを含有する酸化物等が例示され、Ａｌを含有する酸化物（アルミナ）が特に好ましい。
【００３４】
アルカリ土類金属を含むセラミックスにより結晶質部位を形成することで圧粉磁心が良好な耐食性を有する理由は必ずしも明らかではないが、たとえば、以下のように推測される。すなわち、金属磁性材料の絶縁被膜がアルカリ土類金属を含むセラミックスを結晶質部位として含むことで、金属磁性材料の表面近傍の環境が適度にアルカリ性に制御されると考えられる。その結果、圧粉磁心の表面または内部に水分、特に塩分を含む水分が存在している場合であっても、金属磁性粒子の酸化（錆の進行）が抑制され、良好な耐食性、特に防錆性を示す。
【００３５】
また、別の態様では、結晶性部位は、Ａｌを含有する酸化物、Ｓｉを含有する酸化物あるいはＣｒを含有する酸化物から構成されていてもよい。このような酸化物としては、たとえばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３などが挙げられる。
【００３６】
結晶質部位は、ＴＥＭ観察により確認できる。絶縁被膜のＴＥＭの格子縞観察により、格子縞が確認される部位とされない部位とが確認される。ここで、格子縞が確認された場所を結晶質部位、確認されない部位を非晶質部位と判断する。各部分の元素マッピングにより各部位の組成は確認される。
【００３７】
金属磁性粒子の絶縁被膜の組成を確認する方法としては、絶縁被膜に含まれる金属元素の量を定量的に測定できる方法を用いることが好ましい。本実施形態では、圧粉磁心の断面を掘削加工し、薄片を切り出し、ＴＥＭ−ＥＤＳ観察によって、元素マッピングを行う。得られた元素マッピングにより絶縁被膜の組成を確認する。これらの具体的方法は、後述する。
【００３８】
非晶質部位は、非結晶の材料により構成されていれば特に限定はされないが、金属磁性材料と絶縁被膜との接合性を向上する観点から、靱性が高い材料により構成されていることがより好ましい。好ましい非晶質材料としては、Ｓｉ（ケイ素）およびＯ（酸素）を含む材料、Ｂ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３等が挙げられる。本実施形態では、非晶質部位は、ＳｉおよびＯを含む材料、すなわち、Ｓｉ系酸化物からなることが特に好ましい。Ｓｉ系酸化物は、Ｓｉを含有する酸化物であり、たとえばＳｉＯ２等の酸化ケイ素により形成されている。
【００３９】
絶縁被膜が非晶質部位を含むことで、圧粉磁心の成形時における擦れや剪断力に対する耐性が向上し、絶縁被膜の剥落が防止される。
【００４０】
絶縁被膜における結晶質部位の割合は、絶縁被膜の全面積に対する結晶質部位の面積比率で、好ましくは２０〜９５％、さらに好ましくは４０〜８０％、特に好ましくは６０〜８０％の範囲ある。結晶質部位の面積比率は、絶縁被膜の断面のＴＥＭ観察により確認できる。結晶質部位の面積比率が高くなり過ぎると、非晶質部位による機能（剥落防止）が損なわれ、耐食性が低下することがある。
【００４１】
結晶質部位の面積比率を上記範囲に制御することで、結晶質部位による機能（耐食性の向上）と、非晶質部位による機能（剥落防止）との相乗効果により、優れた耐食性が達成される。
【００４２】
絶縁被膜の厚みは、好ましくは５〜１６０ｎｍ、さらに好ましくは３０〜１００ｎｍ、特に好ましくは５０〜９５ｎｍの範囲にある。絶縁被膜の厚みが薄過ぎると十分な耐食性が得られず、また厚過ぎると金属磁性材料間の間隔が広がってしまい、圧粉磁心としての透磁率μが低下することがある。また、別の好ましい態様では、絶縁被膜の厚みは５〜５０ｎｍであってもよい。絶縁被膜が薄いと透磁率は向上する。また別の好ましい態様では、絶縁被膜の厚みは、９５〜１６０ｎｍであってもよい。絶縁被膜の厚みが厚いと、耐食性は向上する。
【００４３】
また、本実施形態では、結晶質部位と非晶質部位とは、絶縁被膜中で偏在している。すなわち、絶縁被膜の厚み方向において、金属磁性材料に近い領域に非晶質部位が多く偏在し、絶縁被膜の表面近傍に結晶質部位が多く偏在する。具体的には、絶縁被膜の全厚に対し、金属磁性材料の表面から３０％以下の領域に、非晶質部位の８０％以上が偏在し、絶縁被膜の表面から７０％以下の領域に、結晶質部位の８０％以上が偏在していることが好ましい。
【００４４】
非晶質部位が金属磁性材料の表面近傍に偏在することで、非晶質部位が金属磁性材料に密着しやすくなり、絶縁被膜と金属磁性材料との接合強度が高くなり、圧粉磁心の成形時における擦れや剪断力に対する耐性が向上し、絶縁被膜の剥落が防止される。結晶質部位が絶縁被膜の表面近傍に偏在することで、絶縁被膜の表面の均一性および緻密性が確保される。この結果、金属磁性材料内部への酸素分子の侵入が抑制され、耐食性が向上する。周囲に水分が存在している場合であっても、金属磁性粒子の酸化（錆の進行）が抑制され、良好な耐食性、特に防錆性を示す。
【００４５】
絶縁被膜は、金属磁性材料の表面に直接形成されていてもよいが、Ｆｅ系酸化物膜を介して金属磁性材料上に形成されていてもよい。Ｆｅ系酸化物膜は、Ｆｅを含有する酸化物膜であり、たとえばＦｅ２Ｏ３、ＦｅＯ等の酸化鉄により形成されている。Ｆｅ系酸化物膜を設ける場合、その平均厚みは、好ましくは１〜５０ｎｍ、さらに好ましくは１０〜３０ｎｍ、特に好ましくは１５〜２５ｎｍの範囲にある。
【００４６】
絶縁被膜と金属磁性材料との間に、Ｆｅ系酸化物膜を介在させることで、絶縁被膜がＦｅ系酸化物膜を介して金属磁性材料に強固に接合され、絶縁被膜が剥がれづらくなり、圧粉磁心の耐食性はさらに向上する。またＦｅ系酸化物膜の厚みが５０ｎｍ以下であれば、金属磁性材料間の間隔が過度に離間しないため、圧粉磁心としての透磁率μの低下も抑制される。
【００４７】
本実施形態では、金属磁性材料は、絶縁被膜により被覆され、金属材料は実質的に露出しない。すなわち、金属磁性材料は、実質的に全表面が絶縁被膜により被覆されてなることが好ましい。しかしながら、製法上の制限などにより、一部の金属表面が露出することは不可避的に生じ得る。したがって、本実施形態においては、金属磁性材料の全表面のうち、１０％以下の面積で金属表面が露出していることは許容される。
【００４８】
また、本実施形態では、圧粉磁心を構成する金属磁性材料のうち、個数割合で９０％以上の粒子が絶縁被膜により被覆されていることが好ましく、全て（１００％）の粒子が絶縁被膜により被覆されていることがより好ましい。すなわち、圧粉磁心を構成する金属磁性材料は、１０％未満の割合で、絶縁被膜で被覆されていないか、あるいは被覆が不十分な粒子を含んでいても良い。なお、被覆が不十分な粒子とは、粒子の全表面のうち、５０％以上の面積で金属表面が露出している粒子を意味する。
【００４９】
結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜で被覆された金属磁性材料の製法は特に限定はされない。たとえば非晶質部位の前駆体材料で金属磁性材料を被覆し、前駆体材料により被覆された金属磁性材料を熱処理し、非晶質部位を形成する。また、結晶質部位の前駆体材料で金属磁性材料を被覆し、前駆体材料により被覆された金属磁性材料を熱処理し、結晶質部位を形成する。
【００５０】
結晶質部位の形成と非晶質部位の形成とは、同時に行っても良く、逐次的に行っても良い。好ましくは非晶質部位を形成した後に、結晶質部位を形成する。この順で各部位を形成することで、非晶質部位が金属磁性材料側に偏在した絶縁被膜が得られる。以下、非晶質部位がＳｉおよびＯを含むＳｉ系酸化物であり、結晶質部位がアルカリ土類金属を含むセラミックスからなる場合を例にとり、絶縁被膜の形成法を説明する。
【００５１】
Ｓｉ系酸化物からなる非晶質部位は、アルコキシシランなどのＳｉ源を金属磁性材料に噴霧、乾燥し、熱処理することで形成できる。熱処理条件はたとえばアルゴン雰囲気中で約４００〜５５０℃、１０時間程度であればよい。熱処理温度が高過ぎると、結晶化することがある。非晶質部位の面積比率は、アルコキシシランの湿式塗布量により制御でき、また、アルコキシシランのコーティングおよび熱処理を複数回行うことで非晶質部位（Ｓｉ系酸化物）の面積比率を制御することもできる。
【００５２】
金属磁性材料に、Ｓｉ系酸化物を形成した後に、結晶質部位（アルカリ土類金属含有セラミックス）の前駆体物質の溶液を噴霧、乾燥し、熱処理することで、結晶質部位を形成できる。前駆体物質の溶液は、たとえば、所定のイオン結晶（Ｍｇ（ＮＯ３）２等）をアセトン等の溶媒に溶解して得られる。熱処理条件はたとえば大気中で約６００〜１２００℃、１０時間程度であればよい。なお、結晶質部位の形成時に、熱処理温度が高過ぎると、非晶質部位が結晶化することがあるため、結晶質部位の構成材料の結晶化温度と、非晶質部位の構成材料の結晶化温度を勘案して、各部位の構成材料および熱処理温度を決定することが好ましい。結晶質部位の面積比率は、被膜原料の塗工量により制御でき、また、被膜原料溶液のコーティングおよび熱処理を複数回行うことで結晶質部位の面積比率を制御することもできる。
【００５３】
金属磁性材料がＦｅ系磁性材料の場合には、粉体の表面酸化によりＦｅ系酸化物膜を形成できる。酸化膜の形成は、弱い酸化雰囲気中で熱処理することで行われる。熱処理条件は特に限定はされないが、たとえば大気中、約８００℃で行うことができる。熱処理時間を調整することで、Ｆｅ系酸化物膜の厚みを制御できる。金属磁性材料の表面にＦｅ系酸化物膜を形成した後に、上記方法により絶縁被膜を形成することで、Ｆｅ系酸化膜を介して、絶縁被膜を金属磁性材料上に形成できる。
【００５４】
また金属磁性材料が非Ｆｅ系磁性材料の場合には、Ｆｅを含有する溶液を金属磁性材料に噴霧し、熱処理することで、Ｆｅ系酸化物膜を形成できる。
【００５５】
上記には、絶縁被膜の形成法の一例を示したが、本発明ではこれらの形成法に限定されることはなく、他の湿式法、乾式法であってもよい。また、結晶質部位と非晶質部位との間には、相互の成分が一部固溶した固溶層が形成されていてもよい。
【００５６】
（樹脂）
圧粉磁心を構成する樹脂としては、公知の樹脂を用いることができる。具体的には、各種有機高分子樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂および水ガラス等が例示される。金属磁性材料および樹脂の含有量には特に制限はない。圧粉磁心全体に占める金属磁性材料の含有量は９０重量％〜９８重量％であることが好ましく、樹脂の含有量は２重量％〜１０重量％であることが好ましい。
【００５７】
（圧粉磁心の製造方法）
圧粉磁心の製造方法としては、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。まず、絶縁被膜で被覆された金属磁性材料と、結合剤としての公知の樹脂とを混合し、混合物を得る。また、必要に応じて、得られた混合物を造粒粉としてもよい。そして、混合物または造粒粉を金型内に充填して圧縮成形し、作製すべき磁性体（圧粉磁心）の形状を有する成形体を得る。得られた成形体に対して、熱処理を行うことにより、金属磁性粒子が固定された所定形状の圧粉磁心が得られる。熱硬化処理の条件に特に制限はなく、例えば１５０〜２２０℃で１〜１０時間、熱処理を行う。また、熱処理時の雰囲気にも特に制限はなく、大気中で熱処理をしてもよい。得られた圧粉磁心に、ワイヤを所定回数だけ巻回することにより、インダクタ等のコイル型電子部品が得られる。
【００５８】
また、上記の混合物または造粒粉と、ワイヤを所定回数だけ巻回して形成された空心コイルとを、金型内に充填して圧縮成形しコイルが内部に埋設された成形体を得てもよい。得られた成形体に対して、熱処理を行うことにより、コイルが埋設された所定形状の圧粉磁心が得られる。このような圧粉磁心は、その内部にコイルが埋設されているので、インダクタ等のコイル型電子部品として機能する。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様で改変しても良い。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例を用いて、発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６１】
金属磁性材料として、重量比でＳｉ／Ｆｅ＝４．５／９５．５のＦｅ−Ｓｉ系合金粒子をガスアトマイズ法で作製した。なお、当該Ｆｅ−Ｓｉ系合金粒子の粒子径の中央値（Ｄ５０）は５μｍであった。
【００６２】
（非晶質部位の形成）
（試料１〜１５、１７〜２４、２８〜４１）
金属磁性材料に、アルコキシシラン溶液を湿式噴霧した。アルコキシシラン溶液としてトリメトキシシランの５０質量％溶液を用いた。ここで湿式塗布は５ｍＬ／分で行い、湿式塗布の時間を調整することで、塗布量を調整し、非晶質部位の形成量を制御した。湿式噴霧後の粉体をアルゴン雰囲気中４００℃で１０時間、加熱処理を行い、Ｓｉ系酸化物からなる非晶質部位を形成した。
【００６３】
（試料２５）
金属磁性材料に、Ａｌ（ＮＯ３）３のアセトン溶液を湿式噴霧した。溶液中でのＡｌ（ＮＯ３）３の濃度は5wt%とした。ここで、湿式塗布は５ｍＬ／分で塗布を行い、湿式塗布の時間を調整することで、塗布量を調整し、非晶質部位の形成量を制御した。湿式噴霧後の粉体をアルゴン雰囲気中５５０℃で１０時間、加熱処理を行い、Ａｌ２Ｏ３からなる非晶質部位を形成した。
【００６４】
（試料２６）
金属磁性材料に、トリエトキシボランのアセトン溶液を湿式噴霧した。溶液中でのトリエトキシボランの濃度は５０質量%とした。ここで、湿式塗布は５ｍＬ／分で塗布を行い、湿式塗布の時間を調整することで、塗布量を調整し、非晶質部位の形成量を制御した。湿式噴霧後の粉体をアルゴン雰囲気中５００℃で１０時間、加熱処理を行い、Ｂ２Ｏ３からなる非晶質部位を形成した。
【００６５】
（試料２７）
金属磁性材料に、トリエトキシボランおよびトリメトキシシランを混合し、アセトンに溶かした溶液を湿式噴霧した。溶液中のトリエトキシボランおよびトリメトキシシランの合計量を５０質量％とし、両者の比率を１０質量％：４０質量％とした。ここで、湿式塗布は５ｍＬ／分で塗布を行い、湿式塗布の時間を調整することで、塗布量を調整し、非晶質部位の形成量を制御した。湿式噴霧後の粉体をアルゴン雰囲気中４５０℃で１０時間、加熱処理を行い、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２からなる非晶質部位を形成した。
【００６６】
（試料１６）
試料１６では、非晶質部位の生成を行わずに、後述の結晶質部位の生成を行った。
【００６７】
（結晶質部位の形成）
（試料２〜１６、２５〜４１）
Ｍｇ（ＮＯ３）２を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料（ただし、試料１６では金属磁性材料のみ）に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を７００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。ここで湿式塗布量を５ｍＬ／分とし、湿式塗布の時間を調整することで、塗布量を調整し、結晶質部位の形成量を制御した。
【００６８】
（試料１７）
Ｍｇ（ＮＯ３）２およびＡｌ（ＮＯ３）３を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％の溶液を調製した。ここで、溶液中のＭｇ（ＮＯ３）２およびＡｌ（ＮＯ３）３について、両者の比率を４．５重量％：０．５重量％とした。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、上記溶液を湿式塗布した。ここで、湿式塗布は５ｍＬ／分で塗布を行い、湿式塗布の時間を調整することで、塗布量を調整し、結晶質部位の形成量を制御した。湿式塗布後の粉体を９００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００６９】
（試料１８）
Ｍｇ（ＮＯ３）２を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を６００℃で１０時間、加熱処理を行った。その後、８５℃８５％ＲＨの湿度環境下に24時間保管することにより、ＭｇＯをＭｇ（ＯＨ）２とし、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７０】
（試料１９）
Ｂａ（ＮＯ３）２を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を７５０℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７１】
（試料２０）
Ｃａ（ＮＯ３）２を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を８００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７２】
（試料２１）
Ｓｒ（ＮＯ３）２を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％のアルカリ土類金属化合物溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、アルカリ土類金属化合物溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を９００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７３】
（試料２２）
トリメトキシシランを、アセトンに溶解し、濃度５０質量％の溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、本溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を１０００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７４】
（試料２３）
Ａｌ（ＮＯ３）３を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％の溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、本溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を１２００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７５】
（試料２４）
Ｃｒ（ＮＯ３）３を、アセトンに溶解または分散し、濃度５重量％の溶液を調製した。非晶質部位を形成した金属磁性材料に、本溶液を湿式塗布した。湿式塗布後の粉体を７００℃で１０時間、加熱処理を行い、結晶質部位と非晶質部位とを含む絶縁被膜を有する金属磁性材料を得た。
【００７６】
（試料１）
試料１では、非晶質部位のみを形成し、結晶質部位の生成を行わなかった。
【００７７】
結晶質部位と非晶質部位の面積比率は、被膜原料の塗布量の比率（「非晶質部を形成する時の塗布時間」と「結晶質部を形成する時の塗布時間」の比率）を調整することで制御した。
【００７８】
（圧粉磁心の製造）
結合剤として、熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂および硬化剤であるイミド樹脂を準備した。上記で得られた絶縁被膜を形成した金属磁性材料１００質量％に対して、結合剤４質量％およびアセトンを加え、溶液を噴霧乾燥し、顆粒を得た。得られた顆粒を、３５５μｍのメッシュで整粒した。整粒後の粉末を外径１７．５ｍｍ、内径１１．０ｍｍのトロイダル形状の金型内に充填し、成形圧９８０ＭＰａで加圧し圧粉磁心の成形体を得た。成形体重量は５ｇとした。作製した圧粉磁心の成形体を２００℃で５時間、大気中での熱硬化処理を行い、試料１〜４１の圧粉磁心を得た。
【００７９】
＜絶縁被膜の確認＞
得られた圧粉磁心を切断し、研磨を行うことによって、圧粉磁心の断面を露出させた。露出させた断面を集束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）によって掘削加工し、面積１μｍ×１μｍ、厚み１００ｎｍの薄片を切り出した。得られた薄片をＴＥＭにより観察し、５００ｎｍ×５００ｎｍの視野で画像解析を行った。
【００８０】
金属磁性材料を除く部分（絶縁被膜）で、ＴＥＭの格子縞観察を行い、格子縞が確認される部位と確認されない部位で二値化を行った。格子縞が確認された部位を結晶質部位、確認されない部位を非晶質部位と判断した。全視野の面積に対する結晶質部位の面積から、結晶質部位の面積比率を算出した。
【００８１】
ＴＥＭ−ＥＤＳ観察によって、結晶質部位、非晶質部位の組成を確認した。結晶質部位および非晶質部位が、表１に記載の材質からなることを確認した。
【００８２】
＜膜厚測定＞
絶縁被膜の膜厚をＴＥＭ観察により計測した。金属磁性材料の表面から絶縁被膜に垂線を作図し、絶縁被膜に接触している線分の長さを計測した。計測は１０か所で行い、線分の長さの平均値を絶縁被膜の厚みとした。
【００８３】
＜耐食性＞
作製した圧粉磁心の成形体に対し、５％食塩水溶液を噴霧して、３５℃で２４時間保持する試験を行った。試験後の圧粉磁心をイオン交換水で洗浄し、乾燥させた後、発錆状況を光学顕微鏡（５０倍）で観察し、３ｍｍ×３ｍｍの視野内において錆が占める面積率を算出した。測定点は１サンプルにつき１０点とし、平均の錆面積率を算出した。結果を表１に示す。
【００８４】
＜透磁率＞
得られた圧粉磁心について、初透磁率を測定した。初透磁率は、圧粉磁心にワイヤを巻きつけ巻き数を５０ｔｕｒｎとして、ＬＣＲメーター（ＨＰ社ＬＣＲ４２８Ａ）によって測定した。
【００８５】
以上の結果を下表にまとめる。表中、※を付した試料番号は、比較実験例を示す。
【００８６】
【表１】
2018152383.tif 000002
【００８７】
試料１および試料１６より、結晶質部位あるいは非晶質部位のいずれか一方が含まれていない絶縁被膜では、十分な耐食性が得られないことが分かる。試料２〜１５より、結晶質部位と非晶質部位との面積比率を適切な範囲に制御することで、耐食性が改善されることが分かる。試料１７〜２４より、結晶質部位が、ＭｇＯ以外のアルカリ土類金属化合物やシリカ、アルミナ、酸化クロムであっても、良好な耐食性が達成されることが分かる。試料２５〜２７より、非晶質部位がＡｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３あるいはこれらの複合物であっても、ＳｉＯ２と同様に、良好な耐食性が達成されることが分かる。試料２８〜４１より、絶縁被膜の厚みが厚くなると、耐食性は良好ではあるが、初透磁率が低下することが分かる。