(57)【要約】【課題】磁性部品や圧粉磁芯の使用に適している新たな軟磁性粉末であって製造コストを低減可能な軟磁性粉末を提供すること。【解決手段】軟磁性粉末は、複数の金属粒子からなる。金属粒子の夫々は、非晶質相を含んでおり、金属粒子の少なくとも１つは、結晶相を含んでいる。軟磁性粉末における結晶相の体積比率は、３０％以下である。軟磁性粉末において、結晶相に含まれる結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の金属粒子からなる軟磁性粉末であって、
前記金属粒子の夫々は、非晶質相を含んでおり、
前記金属粒子の少なくとも１つは、結晶相を含んでおり、
前記軟磁性粉末における前記結晶相の体積比率は、３０％以下であり、
前記軟磁性粉末において、前記結晶相に含まれる結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である
軟磁性粉末。
【請求項２】
請求項１記載の軟磁性粉末であって、
前記金属粒子の夫々は、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表わされ、７９≦ａ≦８６ａｔ％、５≦ｂ≦１３ａｔ％、０≦ｃ≦８ａｔ％、１≦ｘ≦１０ａｔ％、０≦ｙ≦５ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０を満たす
軟磁性粉末。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の軟磁性粉末であって、
所定の熱処理を施すことで、ナノ結晶相を有する軟磁性粉末を作製でき、
前記ナノ結晶相を有する軟磁性粉末において、前記結晶相及び前記ナノ結晶相に含まれる結晶のうち、２００ｎｍより小さな粒径を有する前記結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以下である
軟磁性粉末。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の軟磁性粉末を出発材料として得られるナノ結晶相を有する軟磁性粉末であって、
前記ナノ結晶相を有する軟磁性粉末において、前記結晶相及び前記ナノ結晶相に含まれる結晶のうち、２００ｎｍより小さな粒径を有する前記結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以下である
軟磁性粉末。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の軟磁性粉末を備える磁性部品。
【請求項６】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の軟磁性粉末を備える圧粉磁芯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性シートなどの磁性部品や圧粉磁芯の使用に適している軟磁性粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの軟磁性粉末は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、Ｆｅ，Ｂ，Ｓｉ，Ｐ，Ｃ及びＣｕからなる軟磁性合金粉末（軟磁性粉末）が開示されている。特許文献１の軟磁性合金粉末は、初期結晶が析出した結晶相を主相とする結晶相部と、非晶質相を主相とする非晶質相部とを有している。特許文献１の軟磁性合金粉末に所定の熱処理条件による熱処理（ナノ結晶化熱処理）を施すと、粉末外周部では４０ｎｍ以下、粉末中心部では６０ｎｍ以下のナノ結晶が析出する。このように熱処理した軟磁性合金粉末を使用することで、優れた磁気特性を有する磁性部品が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−７５５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱処理後のナノ結晶の粒径から理解されるように、特許文献１の軟磁性合金粉末の初期結晶は、例えば１０ｎｍに満たないような微細な粒径を有している。特許文献１に示唆されているように、従来の技術常識によれば、ナノ結晶化熱処理によって優れた磁気特性を得るためには、軟磁性粉末における初期結晶の粒径を微細化するか、又は、軟磁性粉末を非晶質単相とする必要がある。しかしながら、粒径の微細化や非晶質単相化を行う場合、高額な装置や複雑な製造工程が必要になり、これにより製造コストが増大する。
【０００６】
そこで、本発明は、磁性部品や圧粉磁芯の使用に適している新たな軟磁性粉末であって製造コストを低減可能な軟磁性粉末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来の技術常識によれば、軟磁性粉末における初期結晶の粒径が、数十ｎｍ程度よりも大きくなると、熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性が大きく劣化する。一方、本発明の発明者による鋭意検討の結果、軟磁性粉末における初期結晶の粒径が更に大きくなり、２μｍ程度以上である場合、従来の技術常識に反して、熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性が向上するという新たな知見が得られた。この知見に基づき、本発明は、以下の軟磁性粉末を提供する。
【０００８】
本発明は、第１の軟磁性粉末として、
複数の金属粒子からなる軟磁性粉末であって、
前記金属粒子の夫々は、非晶質相を含んでおり、
前記金属粒子の少なくとも１つは、結晶相を含んでおり、
前記軟磁性粉末における前記結晶相の体積比率は、３０％以下であり、
前記軟磁性粉末において、前記結晶相に含まれる結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である
軟磁性粉末を提供する。
【０００９】
また、本発明は、第２の軟磁性粉末として、第１の軟磁性粉末であって、
前記金属粒子の夫々は、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表わされ、７９≦ａ≦８６ａｔ％、５≦ｂ≦１３ａｔ％、０≦ｃ≦８ａｔ％、１≦ｘ≦１０ａｔ％、０≦ｙ≦５ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０を満たす
軟磁性粉末を提供する。
【００１０】
また、本発明は、第３の軟磁性粉末として、第１又は第２の軟磁性粉末であって、
所定の熱処理を施すことで、ナノ結晶相を有する軟磁性粉末を作製でき、
前記ナノ結晶相を有する軟磁性粉末において、前記結晶相及び前記ナノ結晶相に含まれる結晶のうち、２００ｎｍより小さな粒径を有する前記結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以下である
軟磁性粉末を提供する。
【００１１】
また、本発明は、第４の軟磁性粉末として、
第１又は第２の軟磁性粉末を出発材料として得られるナノ結晶相を有する軟磁性粉末であって、
前記ナノ結晶相を有する軟磁性粉末において、前記結晶相及び前記ナノ結晶相に含まれる結晶のうち、２００ｎｍより小さな粒径を有する前記結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以下である
軟磁性粉末を提供する。
【００１２】
また、本発明は、第１の磁性部品として、
第１から第４までのいずれかの軟磁性粉末を備える磁性部品を提供する。
【００１３】
また、本発明は、第１の圧粉磁芯として、
第１から第４までのいずれかの軟磁性粉末を備える圧粉磁芯を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の軟磁性粉末における初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である。即ち、本発明の軟磁性粉末における初期結晶の多くは、従来の技術常識において熱処理後の磁気性能を劣化させると考えられていた数十ｎｍ程度の値を大きく超える２μｍ以上の粒径を有している。このように、初期結晶の粒径を敢えて大きくすることによって、熱処理後の磁気性能が向上する。加えて、本発明の軟磁性粉末は、粒径の微細化や非晶質相単相化が不要であるため、一般的な装置を使用して簡単に作製できる。即ち、本発明によれば、磁性部品や圧粉磁芯の使用に適している新たな軟磁性粉末であって製造コストを低減可能な軟磁性粉末を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態の軟磁性粉末を使用して作製した圧粉磁芯について、軟磁性粉末に含まれる初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）及び軟磁性粉末の結晶化度と、圧粉磁芯の鉄損との関係を示す図である。図中の数字は、圧粉磁心の鉄損Ｐｃｖ（２０ｋＨｚ、１００ｍＴ）の値（ｋＷ／ｍ３）を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施の形態による軟磁性粉末は、複数の金属粒子からなり、磁性シートなどの磁性部品や、圧粉磁芯の材料として使用される。本実施の形態によれば、金属粒子の夫々は、非晶質相を含んでおり、且つ、金属粒子の少なくとも１つは、初期結晶が析出した結晶相を含んでいる。軟磁性粉末における結晶相の体積比率は、３０％以下である。軟磁性粉末において、結晶相に含まれる初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である。
【００１７】
本実施の形態における平均粒径（Ｄ５０）は、一般的に用いられるメディアン径（５０％粒子径）であり、例えば、以下の方法によって得られる。まず、軟磁性粉末を液状の樹脂に混合する。次に、樹脂を硬化させて研磨する。研磨面を、１０％ナイタールでエッチングする。エッチングした研磨面を、電子顕微鏡にて組織観察し、結晶の粒径を求める。このとき、まず結晶の長径（Ｄ１）と短径（Ｄ２）とを測定し、長径及び短径の平均値である（Ｄ１＋Ｄ２）／２を、観察断面粒径Ｄ′とする。結晶の形状が球である場合の真の粒径Ｄを、Ｄ＝１．２２Ｄ′の計算式によって算定する。粒径Ｄから、体積累積分布曲線を作成し、累積５０％に対応する５０％粒子径を、平均粒径（Ｄ５０）とする。
【００１８】
本実施の形態の軟磁性粉末は、例えば、以下のようにして作製できる。まず、原料を溶解して様々な金属元素を含む合金溶湯を作製する。次に、合金溶湯を、ノズルから排出する。排出によって生じる合金溶湯の流れに冷却媒体を衝突させ、これにより合金溶湯を分断して微細化すると共に急冷する。合金溶湯の分断方法は、特に限定されず、例えば、ガスアトマイズ法や水アトマイズ法を採用できる。また、冷却媒体は、合金溶湯の分断方法に合わせて適宜選択すればよい。例えば、ガスアトマイズ法において、窒素やアルゴンなどの不活性ガスや空気などの各種気体を用いてもよいし、水アトマイズ法において、高圧の水を用いてもよい。更に、合金溶湯の分断と急冷とを、異なる媒体を用いて実施しても良い。
【００１９】
上述のように合金溶湯を処理する際に、例えば、微細化した合金溶湯の冷却速度が緩やかになるように、合金溶湯の排出速度や合金溶湯の排出から冷却媒体の衝突までの時間等の処理条件を調整することにより、本実施の形態の軟磁性粉末が得られる。また、例えば、微細化した合金溶湯の全てを一律に同じ速度で急冷しようとせず、冷却速度のばらつきを許容して合金溶湯の一部を緩やかに冷却することによっても、本実施の形態の軟磁性粉末が得られる。即ち、非晶質相を含み、且つ、２μｍ以上の粒径を有する初期結晶が析出した結晶相を含む金属粒子が作製される。
【００２０】
本実施の形態の軟磁性粉末は、主要元素として少なくともＦｅを含んでいる。より具体的には、本実施の形態の軟磁性粉末は、例えば、Ｆｅ基軟磁性粉末である。一般的に、Ｆｅ基軟磁性粉末をＡｒガス雰囲気のような不活性雰囲気中で熱処理した場合、２回以上結晶化される。最初に結晶化が開始する温度を第１結晶化開始温度（Ｔｘ１）といい、２回目の結晶化が開始する温度を第２結晶化開始温度（Ｔｘ２）という。また、第１結晶化開始温度（Ｔｘ１）と第２結晶化開始温度（Ｔｘ２）の間の温度差をΔＴ＝Ｔｘ２−Ｔｘ１という。第１結晶化開始温度（Ｔｘ１）は、ｂｃｃＦｅ（αＦｅやＦｅ−Ｓｉ）の結晶析出の発熱ピークであり、第２結晶化開始温度（Ｔｘ２）は、ＦｅＢやＦｅＰ等の化合物析出の発熱ピークである。これらの結晶化開始温度は、例えば、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）装置を使用して、４０℃／分程度の昇温速度で熱分析を行うことで評価可能である。
【００２１】
本実施の形態の軟磁性粉末に対して、化合物の析出を抑制可能な温度範囲での熱処理（以下、「ナノ結晶化熱処理」という。）を施すことにより、非晶質相から、数十ｎｍ以下の微細な粒径を有するナノ結晶が析出したナノ結晶相が形成され、これにより熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性が向上する。即ち、本実施の形態の軟磁性粉末に所定の熱処理（ナノ結晶化熱処理）を施すことで、ナノ結晶相を有し且つ優れた磁気特性を有する軟磁性粉末を作製できる。ナノ結晶化熱処理は、間接加熱、直接加熱、誘導加熱等の様々な方法で行うことができる。
【００２２】
ナノ結晶相を有する軟磁性粉末（即ち、熱処理後の軟磁性粉末）は、非晶質相とナノ結晶相とからなる金属粒子、及び、非晶質相とナノ結晶相と結晶相（初期結晶）とからなる金属粒子を含んでいる。ナノ結晶相を有する軟磁性粉末において、結晶相及びナノ結晶相に含まれる結晶（初期結晶及びナノ結晶）のうち、２００ｎｍより小さな粒径を有する結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、５０ｎｍ以下である。
【００２３】
上述のように、本実施の形態によれば、熱処理前の軟磁性粉末を出発材料として、ナノ結晶相を有する熱処理後の軟磁性粉末が得られる。また、熱処理後の軟磁性粉末は、熱処理前の軟磁性粉末と同様に、磁性シートなどの磁性部品や、圧粉磁芯の材料として使用できる。即ち、本実施の形態によれば、熱処理前の軟磁性粉末や熱処理後の軟磁性粉末を備える磁性部品及び圧粉磁芯が得られる。本実施の形態による磁性部品や圧粉磁芯を作製する場合、ナノ結晶化熱処理は成形前に行っても良く、成形後に行っても良い。また、ナノ結晶化熱処理と成形とを同時に行ってもよい。
【００２４】
以下、本実施の形態による軟磁性粉末の特徴について更に詳しく説明する。
【００２５】
前述したように、本実施の形態による熱処理前の軟磁性粉末において、結晶相に含まれる初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である。従来の技術常識によれば、このような大きな平均粒径（Ｄ５０）を有する初期結晶は、熱処理後の軟磁性粉末の磁気性能を劣化させるはずである。
【００２６】
詳しくは、従来の技術常識によれば、熱処理前の軟磁性粉末に含まれる初期結晶の粒径が数十ｎｍ程度よりも大きくなると、熱処理後の軟磁性粉末の磁気性能が劣化する。このため、熱処理前の軟磁性粉末を非晶質単相に形成するか、又は、熱処理前の軟磁性粉末に含まれる初期結晶の粒径を数ｎｍ程度の微細な値にする必要がある。例えば、水アトマイズ法によって軟磁性粉末を作製する場合、合金溶湯を粉砕して得た合金溶滴を急冷して金属粒子を作製し、これにより金属粒子に含まれる結晶を微小化する必要がある。しかしながら、全ての合金溶滴を必要な速度で急冷することは容易ではない。
【００２７】
一方、本実施の形態において、熱処理前の軟磁性粉末における初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）は、２μｍ以上である。この平均粒径（Ｄ５０）から理解されるように、本実施の形態の軟磁性粉末における初期結晶の多くは、従来の技術常識において熱処理後の磁気性能を劣化させると考えられていた数十ｎｍを大きく超える２μｍ以上の粒径を有している。本発明の発明者が得た知見によれば、軟磁性粉末における初期結晶の粒径が、このように大きくなると、従来の技術常識に反して、熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性が向上する。即ち、初期結晶の粒径を敢えて大きくすることによって、熱処理後の磁気性能が向上する。加えて、粒径の微細化や非晶質相単相化が不要であるため、一般的な装置を使用して簡単に作製できる。より具体的には、全ての合金溶滴を必要な速度で急冷するといった厳しい製造条件を満たす必要がなくなる。即ち、本発明によれば、磁性部品や圧粉磁芯の使用に適している新たな軟磁性粉末であって製造コストを低減可能な軟磁性粉末を提供できる。
【００２８】
本実施の形態によれば、熱処理前の軟磁性粉末における初期結晶の体積比率（以下、「結晶化度」という。）と、軟磁性粉末における初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）との２つのパラメータが、熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性に大きな影響を与える。具体的には、結晶化度が３０％よりも大きい場合、磁気特性が劣化する。この劣化は、熱処理時にナノ結晶化する対象体積が減少するためだと考えられる。また、平均粒径（Ｄ５０）が数十ｎｍ以上であって且つ２μｍよりも小さい場合、磁気特性が劣化する。この劣化は、磁壁移動のピニングサイト数の増加に起因すると考えられる。
【００２９】
本実施の形態の軟磁性粉末は、結晶化度が３０％以下であり、且つ、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以上であるため、熱処理後の軟磁性粉末は、良好な磁気特性を有する。結晶化度が３０％以下であり、且つ、平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以上という条件を満たしている場合、熱処理によって、ピニングサイト数の増加を抑制しつつ十分なナノ結晶が析出すると考えられる。熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性を向上させるためには、結晶化度が１０％以下であり、且つ、平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ以上であることが更に好ましい。
【００３０】
熱処理前の軟磁性粉末においては、結晶化度及び平均粒径（Ｄ５０）に加えて、２μｍ未満の粒径を有する初期結晶からなる結晶相の体積比率（以下、「小粒子結晶化度」という。）も、熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性に影響を与える。より具体的には、小粒子結晶化度は、熱処理後の軟磁性粉末の磁気特性を向上させるために、１０％以下である必要があり、５％以下であることが好ましい。
【００３１】
一般的に、熱処理によって非晶質相からナノ結晶を析出する際には、発熱（結晶化発熱）が生じる。結晶化発熱に起因して、磁気特性の劣化をもたらす化合物が析出するおそれがある。一方、本実施の形態によれば、既に比較的大きな体積の初期結晶が析出しているため、結晶化発熱の量が低下する。このため、結晶化発熱による化合物の析出を抑制でき、軟磁性粉末からなる大型磁芯を容易に熱処理できる。また、良好な磁気特性を得られる粒径の範囲が広いため、熱処理前の軟磁性粉末を作製する際に初期結晶の粒径がばらついたとしても良好な磁気特性が得られる。
【００３２】
本実施の形態によれば、軟磁性粉末における結晶の体積比率が３０％以下であり且つ軟磁性粉末における初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以上である限り、軟磁性粉末の金属粒子は、どのような組成を有していてもよい。金属粒子は、全て同じ組成を有していてもよいし、夫々異なる組成を有していてもよい。換言すれば、本実施の形態による軟磁性粉末は、様々な組成式を有する金属粒子の集合体であってもよい。
【００３３】
例えば、金属粒子がＦｅ基の合金であり、αＦｅの初期結晶が析出している場合、非晶質単相の金属粒子のみからなる軟磁性粉末を熱処理した場合に比べても、所定の熱処理によって、高い飽和磁束密度Ｂｓが得られる。また、熱処理後の軟磁性粉末を備えた圧粉磁芯は、磁束密度が飽和しにくくなるため、直流電流を重畳させても透磁率が低下しにくい。即ち、透磁率の直流重畳特性が良好である。
【００３４】
より具体的には、軟磁性粉末を構成する金属粒子の夫々は、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表わされる合金粒子であってもよい。換言すれば、本実施の形態の軟磁性粉末は、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚで表わされる軟磁性合金粉末であってもよい。この場合、７９≦ａ≦８６ａｔ％、５≦ｂ≦１３ａｔ％、０≦ｃ≦８ａｔ％、１≦ｘ≦１０ａｔ％、０≦ｙ≦５ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０を満たしていてもよい。
【００３５】
上記の軟磁性合金粉末によれば、熱処理後の軟磁性合金粉末の磁気特性は、結晶相に含まれる初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）に応じて変化する。より具体的には、平均粒径（Ｄ５０）が５０ｎｍ以下である場合、良好な飽和磁束密度が得られ、平均粒径（Ｄ５０）が５０ｎｍよりも大きく且つ２μｍよりも小さい場合、飽和磁束密度が劣化する。平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以上である場合、良好な飽和磁束密度が得られる。
【００３６】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｆｅは主元素であり、磁性を担う必須元素である。飽和磁束密度の向上及び原料価格の低減のため、Ｆｅの割合が多いことが基本的には好ましい。Ｆｅの割合が７９ａｔ％より少ないと、望ましいＢｓが得られない。Ｆｅの割合が８６ａｔ％より多いと、液体急冷条件下における非晶質相の形成が困難になる。また、１．６０Ｔ以上の飽和磁束密度を有する圧粉磁芯を得るためには、Ｆｅの割合は、８０ａｔ％以上であることが望ましい。
【００３７】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｂは非晶質相形成を担う必須元素である。Ｂの割合が５ａｔ％より少ないと、液体急冷条件下における非晶質相の形成が困難になる。１３ａｔ％より多いと、αＦｅの結晶が析出する温度である第１結晶化開始温度と化合物が析出する温度である第２結晶化開始温度との温度差であるΔＴが減少し、均質なナノ結晶相を得ることができない。特に、原料を溶湯とする際に融点を低くし量産化を容易にするためには、Ｂの割合は、１０ａｔ％以下であることが望ましい。
【００３８】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｓｉは非晶質相形成を担う元素であり、必ずしも含まれなくても良いが、ナノ結晶が析出する際にナノ結晶相の安定化に寄与する。Ｓｉの割合が８ａｔ％よりも多いと非晶質形成能が低下する。特に、合金溶湯を急冷する際に容易に非晶質の形成が行われることを考慮すると、Ｓｉの割合は、５ａｔ％以下であることが望ましい。
【００３９】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｐは非晶質相形成を担う必須元素である。Ｐの割合が１ａｔ％より少ないと、液体急冷条件下における非晶質相の形成が困難になる。Ｐの割合が１０ａｔ％より多いと、Ｂｓが低下する。特に、本実施の形態においては、Ｂ、Ｓｉ及びＰの組み合わせを用いることで、いずれか一つしか用いない場合と比較して、非晶質相形成能やナノ結晶相の安定性を高めることができる。
【００４０】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｃは非晶質形成を担う元素であり、必ずしも含まれなくても良い。Ｃは安価であるため、Ｃの添加により他の半金属量が低減され、総材料コストが低減される。ただし、Ｃの割合が５ａｔ％を超えると、軟磁性合金粉末が脆化する。特に、原料の溶湯時におけるＣの蒸発に起因した組成のばらつきを抑えるためには、Ｃの割合は３ａｔ％以下であることが望ましい。また、本実施の形態においては、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃの組み合わせを用いることで、いずれか一つしか用いない場合と比較して、非晶質相形成能やナノ結晶相の安定性を高めることができる。
【００４１】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｃｕはナノ結晶相の形成に寄与する必須元素である。Ｃｕの割合が０．４ａｔ％より少ないと、ナノ結晶相の形成が困難になる。Ｃｕの割合が１．４ａｔ％より多いと、非晶質相が不均質になり、熱処理によって均質なナノ結晶相が得られないことに加え、材料コストが嵩む。特に、軟磁性合金粉末の酸化及びナノ結晶への粒成長を考慮すると、Ｃｕの割合は、０．５ａｔ％以上、１．３ａｔ％以下であることが好ましい。
【００４２】
ＰとＣｕとの間には、強い原子間引力がある。従って、上記の軟磁性合金粉末が特定の比率のＰとＣｕとを含んでいると、１０ｎｍ以下のサイズのクラスターが形成され、この微細なクラスターによってナノ結晶の形成の際にαＦｅの結晶は微細構造を有するようになる。詳しくは、Ｐの割合（ｘ）とＣｕの割合（ｚ）との特定の比率（ｚ／ｘ）は０．０６以上、１．２以下である。特に、軟磁性合金粉末の脆化及び酸化を考慮すると、特定の比率（ｚ／ｘ）は、０．０８以上、０．８以下であることが望ましい。
【００４３】
上記の軟磁性合金粉末において、Ｆｅの３ａｔ％以下をＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｓ、Ｓｎ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｙ、Ｎ、Ｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｖ及び希土類元素のうち１種類以上の元素で置換することにより良好な磁気特性が得られる。これらの元素は、基本的に不純物元素であり、製造過程において軟磁性合金粉末に含有される可能性がある。不純物元素を多く含有した場合には、磁気特性が劣化すると考えられる。一方、Ｆｅの置換量が３ａｔ％以下であれば、耐食性の改善や電気抵抗の調整などのため、飽和磁束密度の著しい低下が生じない範囲で置換可能で、良好な磁気特性を維持できる。
【００４４】
本実施の形態は、既に説明した変形例に加えて、更に様々に変形可能である。
【００４５】
例えば、本実施の形態の軟磁性粉末に含まれる金属粒子は、ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ系やＦｅアモルファスであってもよい。本実施の形態の軟磁性粉末は、非晶質単相の軟磁性粉末を熱処理して、２μｍ以上の粒径の初期結晶を析出させて作製してもよい。本実施の形態において、初期結晶の組成は、特に限定されない。例えば、本実施の形態の軟磁性粉末がＦｅ基の合金からなる場合、初期結晶は、αＦｅの結晶であることが好ましいが、化合物の結晶であってもよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明について実施例を使用して更に具体的に説明する。
【００４７】
実施例１の軟磁性粉末の原料として、工業純鉄、フェロシリコン、フェロリン、フェロボロン、及び電解銅を準備した。原料をＦｅ８２.９Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６.５Ｃｕ０.６の合金組成となるように秤量し、アルゴン雰囲気中で高周波溶解によって溶解して合金溶湯を作製した。合金溶湯を、ガスアトマイズ法によって処理した。詳しくは、合金溶湯を、ノズルから排出して、高圧のガスを使用して合金溶滴に分断し、分断後の合金溶滴を冷却用の水に接触させることで冷却した。以上の分断処理及び分断処理から少し時間を置いた冷却処理により、平均粒径（Ｄ５０）が１０〜７０μｍの金属粒子からなる軟磁性粉末が得られた。金属粒子の析出相（析出物）を、Ｘ線回析（ＸＲＤ：X‐ray diffraction）によって評価し、初期結晶が析出した結晶相であることを確認した。また、軟磁性粉末における初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）及び結晶化度を測定した。
【００４８】
上述のように得られた軟磁性粉末を使用して圧粉磁芯を作製した。詳しくは、軟磁性粉末を、２ｗｔ％のシリコーン樹脂を使用して造粒し、外径１３ｍｍ且つ内径８ｍｍの金型を使用して１０ｔｏｎ／ｃｍ２の成形圧力によって常温環境下で成形して硬化処理を施した。このようにして作製した圧粉磁芯に対して、電気炉を使用して、所定の熱処理条件によりアルゴン雰囲気中で熱処理を施した。熱処理を施した後の圧粉磁芯の鉄損を測定した。
【００４９】
図１を参照すると、初期結晶の平均粒径（Ｄ５０）が２μｍ以上かつ結晶化度が３０％以下の場合の鉄損は、２４０ｋＷ／ｍ３以下であり、概ね２５０ｋＷ／ｍ３の鉄損を有するＦｅ−Ｓｉコアと比較しても良好な磁気特性が得られる。更に、結晶の平均粒径（Ｄ５０）が５μｍ以上かつ結晶化度が１０％以下の場合の鉄損は、１５０ｋＷ／ｍ３以下であり、概ね１６０ｋＷ／ｍ３の鉄損を有するＦｅアモルファスコアと比較しても良好な磁気特性が得られる。
【００５０】
上述のように、本実施例の金属粒子は、Ｆｅ８２.９Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６.５Ｃｕ０.６である。但し、組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚ（７９≦ａ≦８６ａｔ％、５≦ｂ≦１３ａｔ％、０≦ｃ≦８ａｔ％、１≦ｘ≦１０ａｔ％、０≦ｙ≦５ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０６≦ｚ／ｘ≦１．２０）を有する軟磁性粉末においては、Ｆｅ８１.４Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ５Ｃｕ０.６，Ｆｅ８１.３Ｓｉ５Ｂ９Ｐ４Ｃｕ０.７，Ｆｅ８０.３Ｓｉ５Ｂ１０Ｐ４Ｃｕ０.７，Ｆｅ８１.４Ｓｉ５Ｂ６Ｐ７Ｃｕ０.６，Ｆｅ８２.４Ｓｉ１Ｂ１１Ｐ５Ｃｕ０.６，Ｆｅ８３.３Ｓｉ４Ｂ８Ｐ４Ｃｕ０.７，Ｆｅ８３.４Ｂ１０Ｐ６Ｃｕ０.６，Ｆｅ８２.４Ｂ１０Ｐ６Ｃ１Ｃｕ０.６，Ｆｅ８２.３Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ３Ｃ１Ｃｕ０.７等の様々な組成においても本実施例と同様な磁気特性が得られる。
【図１】
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