(57)【要約】  高い透磁率を有するフェライト材料、複合磁性体、コイル部品および電源装置を提供する。フェライト（１）は、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δ（０＜ｘ＜１、ｙ＞０、ｚ＞０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、δ≦０．５）という構成で表され、強磁性を示すフェライトである。
2017154864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δ（０＜ｘ＜１、ｙ＞０、ｚ＞０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、δ≦０．５）という構成で表され、強磁性を示す
フェライト材料。
【請求項２】
前記ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいて、ｙは０＜ｙ≦０．８を満たす
請求項１に記載のフェライト材料。
【請求項３】
前記フェライト材料の質量磁化σｓ［ｅｍｕ／ｇ］の値の範囲は、σｓ≧４０である
請求項１または２に記載のフェライト材料。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフェライト材料と、金属粉とを含む
複合磁性体。
【請求項５】
前記金属粉は、Ｓｉを含む
請求項４に記載の複合磁性体。
【請求項６】
請求項４または５に記載の複合磁性体を用いた
コイル部品。
【請求項７】
請求項６に記載のコイル部品を備えた
電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フェライト材料、複合磁性体、コイル部品および電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータや変圧器の磁心向けの磁性材料として、フェライトをはじめとする酸化物磁性体材料が用いられている。例えば、鉄粉を加圧成形した圧粉磁心は、金型成形が可能なため製品形状の自由度が高く、また、複雑な磁心形状でも高精度で簡便な工程で製造可能なことから、その有用性が注目されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１では、圧粉磁心用の鉄粉が開示されている。特許文献１に記載の圧粉磁心用の鉄粉は、鉄粉の表面に、Ｓｉ系酸化物からなる酸化膜とＳｉ樹脂等からなる絶縁層を被膜した圧粉磁心用鉄粉である。この圧粉磁心用鉄粉を結着性樹脂と混合して加圧成形することにより、機械的強度の低下を招くことなしに、比抵抗が高く鉄損特性に優れた圧粉磁心を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００９／０７８４５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した圧粉磁心では、鉄粉の周囲には酸化膜および絶縁層が形成されている。ここで使用されている酸化膜は、例えば非磁性材料であるＦｅ２ＳｉＯ４等であり、絶縁層は、例えば非磁性材料であるＳｉ系樹脂であり、結着性樹脂は非磁性材料である。従って、加圧成形された圧粉磁心において、鉄粉同士の間には非磁性材料が存在することになる。したがって、圧粉磁心用鉄粉単体での透磁率は高い場合であっても、圧粉磁心全体としての透磁率は低いといった問題がある。【０００６】
上述した課題に鑑み、本開示は、高い透磁率を有するフェライト材料および複合磁性体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】
本開示の一態様に係るフェライト材料は、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δ（０＜ｘ＜１、ｙ＞０、ｚ＞０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、δ≦０．５）という構成で表され、強磁性を示す。【０００８】
また、本開示の一態様に係る複合磁性体は、上述した特徴を有するフェライト材料と、金属粉とを含む。【０００９】
また、本開示の一態様に係るコイル部品は、上述した特徴を有する複合磁性体を用いている。【００１０】
また、本開示の一態様に係る電源装置は、上述した特徴を有するコイル部品を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、高い透磁率を有するフェライト材料及び複合磁性体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係るフェライトの製造工程を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施の形態１に係るフェライトの各製造工程における条件を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るフェライトの実施例に示したフェライトのＸ線回折パターンを示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るフェライトの実施例に示したフェライトの強磁性特性を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る複合磁性体の構成の一例を示す模式図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る複合磁性体の製造工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１４】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、接続形態、ステップ及びステップの順序等は一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１５】
（実施の形態）
［１．フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの構成］
本実施の形態に係るフェライト材料は、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｍｎを含む酸化物であり、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δという構成で表されるフェライトである。
【００１６】
スピネル型フェライトは、一般にＡＢ２Ｏ４（Ａ、Ｂは任意の金属元素）で表される。従来使用されていたフェライトＦｅ２ＳｉＯ４は、通常はオリビン型の構造を有するが、高圧環境下においてスピネル型の構造を有する非磁性体材料であり、ＳｉイオンがＡサイト、ＦｅイオンがＢサイトに配置された構造である。
【００１７】
これに対し、本実施の形態に係るフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δは、Ｆｅ２ＳｉＯ４にＭｎイオンが添加されたＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δであり、ＭｎイオンがＡサイト、ＳｉイオンおよびＦｅイオンがＢサイトに配置された構造である。フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δは、スピネル型の構造を有しており、Ｍｎが加わることにより、Ｆｅ２ＳｉＯ４とは異なり強磁性を示す強磁性体材料となる。フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δは、強磁性を示す新組成のフェライトである。
【００１８】
なお、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいて、ｘ、ｙ、ｚ、δは、０＜ｘ＜１、ｙ＞０、ｚ＞０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、δ≦０．５を満たす。
【００１９】
ここで、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δが強磁性を示すメカニズムについて、スピネル型の構造より説明する。スピネル型の構造とは、一般式ＡＢ２Ｏ４で表される構造である。
【００２０】
スピネル型の構造を有するフェライトＦｅ２ＳｉＯ４において、ＳｉイオンがＡサイト、ＦｅイオンがＢサイトに配置されると仮定すると、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４ではＦｅイオンの磁気モーメントを反平行に向ける交換作用が働く。そのため、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４では、反平行の磁気モーメントが互いに打ち消し合うことによって、全体として磁化は発現しない。したがって、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４は、非磁性を示す。
【００２１】
これに対し、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４にＭｎイオンが添加されたフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δでは、ＭｎイオンがＡサイト、ＳｉイオンおよびＦｅイオンがＢサイトに配置されると仮定すると、Ｍｎイオンの磁気モーメントとＦｅイオンの磁気モーメントとの大きさに差分が生じる。この磁気モーメントの差分により、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δでは、全体として磁化が発現する。このようなメカニズムにより、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δは強磁性を示す。
【００２２】
［２．フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの製造方法］
以下、本実施の形態にかかるフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの製造方法について説明する。図１は、本実施の形態に係るフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの製造工程を示すフローチャートである。
【００２３】
本実施の形態にかかるフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの製造方法は、後述する材料を用いて固相法により行う。
【００２４】
固相法とは、出発原料となる複数種類の原料粉体を所定量に秤量し混合した後、仮焼を経て本焼を行うことにより目的物質を合成する材料製造方法をいう。なお、固相法は、固相反応法とも呼ばれる。本実施の形態では、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの出発原料として、ＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３を用いる。
【００２５】
具体的な製造方法は、以下のとおりである。
【００２６】
図１に示すように、はじめにＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３をそれぞれ秤量する（ステップＳ１１）。秤量したＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３の質量は、例えば、ＭｎＯが５．１［ｇ］、ＳｉＯ２が１．１［ｇ］、Ｆｅ２Ｏ３が１０［ｇ］である。なお、ＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３の質量および混合割合については、後の実施例において詳述する。
【００２７】
次に、秤量したＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３を混合する（ステップＳ１２）。ＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３の混合は、秤量したＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３を容器に入れ、純水を添加し、回転ボールミルで混合分散することにより行う。なお、ＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３の混合は、回転ボールミルを用いた混合分散に限らず、他の混合方法であってもよい。
【００２８】
次に、混合分散したＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３を仮焼する（ステップＳ１３）。具体的には、まず、混合分散したＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３を、成形金型に入れて圧縮し、成形体を作製する。このとき、例えば一定圧力９８［ＭＰａ］で一軸成形を行う。その後、例えばＮ２ガス等の不活性ガス雰囲気中において、９００〜１１００［℃］の温度で２時間成形体の仮焼を行う。
【００２９】
以上の工程により、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４の一部がＭｎに置換された構成である、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの粉体が得られる。
【００３０】
その後、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの粉体を焼結する（ステップＳ１４）。なお、焼結の方法については、仮焼した粉体を再度一軸金型成形した後、常圧雰囲気熱処理するか、ホットプレス法等を用いる。ここで、ホットプレス法とは、粉体或いは予め成形した原料を型に入れ、高温で加熱しながら加圧焼結させる方法をいう。ホットプレス法では、理論密度に近い緻密焼結体が得られるほか、焼結体の微細構造を制御できるので、高強度焼結体等機械的性質、物理的性質の優れた焼結体を形成することが可能である。さらに、異種材料間の界面接触がよくなるほか、結晶同士或いは異種材料を結合できる等の特長を有している。これらの方法に限らず、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δ粉体を焼結できる他の方法を用いてもよい。
【００３１】
フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δのｘ、ｙ、ｚの値を変化させて、上述の製造方法により複数種類のフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの粉体の成形を行った。ｘ、ｙ、ｚの値の組み合わせについては、以下の実施例に示す。また、仮焼して合成したフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの粉体について、結晶構造および磁気特性の評価を行った。
【００３２】
［３−１．実施例］
次に、実施例について説明する。図２は、本実施の形態に係るフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの各製造工程における条件を示す図である。
【００３３】
図２に示すように、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δのｘ、ｙ、ｚの組成比が異なるフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δを、上述した製造方法により作製した。なお、以下の実施例では、ｙ、ｚの組成比の組み合わせの変化は０．２５とした。
【００３４】
（実施例１）
実施例１として、図２のサンプル（ｂ）に示すフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの作製を行った。サンプル（ｂ）において、ｘ、ｙ、ｚ、の組成比は（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，０．２５，１．７５）とした。すなわち、サンプル（ｂ）として、フェライトＭｎＳｉ０．２５Ｆｅ１．７５Ｏ４を作製した。
【００３５】
まず、サンプル（ｂ）の出発原料として、ＭｎＯを５．１［ｇ］、ＳｉＯ２を１．１［ｇ］、Ｆｅ２Ｏ３を１０［ｇ］用意した。これらの出発原料を混合し、純水を加えて回転ボールミルにより混合分散した。さらに、仮焼を行い、結晶化したサンプル（ｂ）を得た。
【００３６】
（実施例２）
実施例２として、図２のサンプル（ｃ）に示すフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの作製を行った。サンプル（ｃ）において、ｘ、ｙ、ｚ、の組成比は（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，０．５，１．５）とした。すなわち、サンプル（ｃ）として、フェライトＭｎＳｉ０．５Ｆｅ１．５Ｏ４を作製した。
【００３７】
まず、サンプル（ｃ）の出発原料として、ＭｎＯを５．９［ｇ］、ＳｉＯ２を２．５［ｇ］、Ｆｅ２Ｏ３を１０［ｇ］用意した。これらの出発原料を混合し、純水を加えて回転ボールミルにより混合分散した。さらに、仮焼を行い、結晶化したサンプル（ｃ）を得た。
【００３８】
（実施例３）
実施例３として、図２のサンプル（ｄ）に示すフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの作製を行った。サンプル（ｄ）において、ｘ、ｙ、ｚ、の組成比は（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，０．７５，１．２５）とした。すなわち、サンプル（ｄ）として、フェライトＭｎＳｉ０．７５Ｆｅ１．２５Ｏ４を作製した。
【００３９】
まず、サンプル（ｄ）の出発原料として、ＭｎＯを７．１［ｇ］、ＳｉＯ２を４．５［ｇ］、Ｆｅ２Ｏ３を１０［ｇ］用意した。これらの出発原料を混合し、純水を加えて回転ボールミルにより混合分散した。さらに、仮焼を行い、結晶化したサンプル（ｄ）を得た。
【００４０】
（比較例１）
また、比較例１として、図２のサンプル（ａ）に示すフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの作製を行った。サンプル（ａ）において、ｘ、ｙ、ｚ、の組成比は（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０，１，２）とした。すなわち、サンプル（ａ）として、従来使用されていたフェライトＦｅ２ＳｉＯ４を作製した。なお、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４は非磁性体である。
【００４１】
まず、サンプル（ａ）の出発原料として、ＳｉＯ２を３．８［ｇ］、Ｆｅ２Ｏ３を１０［ｇ］用意した。これらの出発原料を混合し、純水を加えて回転ボールミルにより混合分散した。さらに、仮焼を行い、結晶化したサンプル（ａ）を得た。
【００４２】
（比較例２）
また、比較例２として、図２のサンプル（ｅ）に示すフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの作製を行った。サンプル（ｅ）において、ｘ、ｙ、ｚ、の組成比は（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，０，２）とした。すなわち、サンプル（ｅ）として、フェライトＭｎＦｅ２Ｏ４を作製した。なお、フェライトＭｎＦｅ２Ｏ４は公知の磁性体であり、本実施の形態に係るフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δとの比較のために作製した。
【００４３】
まず、サンプル（ｅ）の出発原料として、ＭｎＯを４．４［ｇ］、Ｆｅ２Ｏ３を１０［ｇ］用意した。これらの出発原料を混合し、純水を加えて回転ボールミルにより混合分散した。さらに、仮焼を行い、結晶化したサンプル（ｅ）を得た。
【００４４】
以下、上述したサンプル（ａ）〜（ｅ）の結晶構造および磁気特性について評価した。
【００４５】
［３−２．フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの結晶構造の評価］
上述したサンプル（ａ）〜（ｅ）について、はじめに結晶構造の評価を行った。具体的には、結晶構造の評価は、Ｘ線回折パターンを計測することにより行った。図３は、上述した実施例１〜５において示したサンプル（ａ）〜（ｅ）、および、サンプル（ｆ）のＸ線回折パターン（ＸＲＤパターン）を示す図である。
【００４６】
なお、サンプル（ｆ）については図２には示していないが、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいてｘ、ｙ、ｚ、の組成比を（ｘ，ｙ，ｚ）＝（０．７５，０．２５，２）とした場合のサンプルである。サンプル（ｆ）は、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいてｘの組成比を１以外とした場合の例として示している。
【００４７】
サンプル（ａ）として示したフェライトＦｅ２ＳｉＯ４は、オリビン型の構造をとることが知られている。なお、図３の（ａ）に示すフェライトＦｅ２ＳｉＯ４のＸＲＤ回折パターンでは、Ｆｅ２ＳｉＯ４はオリビン型の構造を示している。
【００４８】
また、サンプル（ｅ）として示したフェライトＭｎＦｅ２Ｏ４について、スピネル型の構造をとることが知られている。
【００４９】
また、図３に示すように、サンプル（ｂ）〜（ｄ）、（ｆ）については、スピネル型の構造のＸ線回折パターンにおけるピークパターンと一致するピークパターンが見られた。したがって、サンプル（ｂ）〜（ｄ）、（ｆ）についても、単一相のスピネル型の構造のフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δが生成していることが確認できた。
【００５０】
［３−３．フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの磁気特性の評価］
次に、上述したサンプル（ａ）〜（ｅ）について、磁気特性の評価を行った。具体的には、フェライトの磁気特性の評価は、サンプル（ａ）〜（ｅ）の質量磁化を計測することにより行った。図４は、上述した実施例１〜５において示したサンプル（ａ）〜（ｆ）の磁気特性（強磁性特性）を示す図である。
【００５１】
なお、質量磁化σｓ［ｅｍｕ／ｇ］とは、単位質量当たりの磁気モーメント［ｅｍｕ］のことをいう。質量磁化は、磁化の強さを示すパラメータである。
【００５２】
質量磁化の計測は、３［ｋＯｅ］の強さの磁場環境において行った。図４に示すように、サンプル（ａ）〜（ｅ）の質量磁化σｓは、それぞれ０．５［ｅｍｕ／ｇ］、６６［ｅｍｕ／ｇ］、５５［ｅｍｕ／ｇ］、４４［ｅｍｕ／ｇ］、７８［ｅｍｕ／ｇ］という値が得られた。
【００５３】
ここで、図４に示したサンプル（ａ）および（ｄ）を比較すると分かるように、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいて、Ｍｎが含まれない組成（サンプル（ａ））に比べてＭｎが含まれる組成（サンプル（ｄ））のほうが質量磁化は大きかった。詳細には、ＭｎとＳｉとＦｅの組成比が（ｘ、ｙ、ｚ）＝（１，１，１）の状態から、最も小さい変化量である（ｘ、ｙ、ｚ）＝（１，０．７５，０．２５）に組成比を変化させた場合、質量磁化σｓは、サンプル（ａ）の０．５［ｅｍｕ／ｇ］からサンプル（ｄ）の４４［ｅｍｕ／ｇ］に急激に増加していることが分かった。これにより、多少の計測誤差等を考慮しても、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δの質量磁化σｓ［ｅｍｕ／ｇ］の値の範囲は、σｓ≧４０を満たすと考えられる。
【００５４】
また、ｘの組成比を１以外とした場合の例であるサンプル（ｆ）では、７９［ｅｍｕ／ｇ］という値の質量磁化σｓが得られた。
【００５５】
また、図４に示したサンプル（ｂ）〜（ｅ）を比較すると分かるように、Ｍｎの組成比ｘが一定の場合、Ｓｉの組成比ｙが減少しＦｅの組成比ｚが増加するにつれて、質量磁化はほぼ一定の割合で増加した。また、ＳｉがＭｎに完全に置き換わった組成（すなわち、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，０，２））の場合に質量磁化は最も大きく、７８［ｅｍｕ／ｇ］という値が得られた。また、サンプル（ｄ）に示すように、Ｓｉの組成比が最も大きい場合（（ｘ，ｙ，ｚ）＝（１，０．７５，１．２５））には、質量磁化σｓは最も小さい値が得られた。これにより、組成比の誤差等を考慮しても、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいて、ｙの値は０＜ｙ≦０．８であればよいといえる。
【００５６】
［４．効果等］
以上、本実施の形態にかかるフェライト材料は、ＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δ（０＜ｘ＜１、ｙ＞０、ｚ＞０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝３、δ≦０．５）という構成で表され、強磁性を示す材料である。
【００５７】
この構成によれば、フェライトＦｅ２ＳｉＯ４にＭｎを添加した組成であるフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δは、強磁性を示す新組成のフェライトである。したがって、高い磁気特性を有する磁性材料である本実施の形態にかかるフェライト材料を用いて、透磁率の高い磁心等を形成することができる。
【００５８】
また、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおいて、ｙは０＜ｙ≦０．８を満たしてもよい。
【００５９】
この構成によれば、高い磁気特性を有する磁性材料であるフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δを提供することができる。
【００６０】
また、フェライト材料の質量磁化σｓ［ｅｍｕ／ｇ］の値の範囲は、σｓ≧４０であってもよい。
【００６１】
この構成によれば、質量磁化σｓが４０［ｅｍｕ／ｇ］以上の高い磁気特性を有する磁性材料であるフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δを提供することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１に示したフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δを用いた複合磁性体および複合磁性体の製造方法について説明する。図５は、本実施の形態に係る複合磁性体１０の構成の一例を示す模式図である。
【００６３】
本実施の形態にかかる複合磁性体１０は、図５に示すように、上述したＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δで示されるフェライト１と、金属粉５とを含む。具体的には、金属粉５の周りにフェライト１が充填された構成である。
【００６４】
金属粉５は、例えばＦｅＳｉＡｌ、Ｆｅ基金属粉にＳｉを添加したもの、ＦｅまたはＮｉにＳｉを添加したものであってもよい。
【００６５】
フェライト１は、上述したフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δであり、金属粉５と同様、Ｓｉを含む構成である。フェライト１と金属粉５とはいずれもＳｉを含むので、金属粉５の周囲に形成されるＳｉＯ２の被膜とフェライト１とは、焼結により一体となりやすいと考えられる。したがって、金属粉５とフェライト１との密着度が高く、より透磁率の高い複合磁性体１０を提供することができる。
【００６６】
この複合磁性体１０によれば、金属粉５の周りに強磁性体であるフェライト１が充填されているので、透磁率の高い複合磁性体１０を提供することができる。
【００６７】
なお、図５に示した複合磁性体１０では、一例として金属粉５が最も密に充填された六方細密構造の場合を示しているが、複合磁性体１０は、金属粉５が規則的に配置された構成に限らず、ランダムに配置された構成であってもよい。
【００６８】
図６は、本実施の形態に係る複合磁性体１０の製造工程を示すフローチャートである。
【００６９】
図６に示すように、本実施の形態に係る複合磁性体１０の製造工程では、はじめに、金属粉５とフェライト１とを混合および造粒する（ステップＳ２１）。次に、金属粉５とフェライト１との混合物に、さらに結着性樹脂を混合する。その後、金属粉５とフェライト１と結着性樹脂とを混合した材料を成形する（ステップＳ２２）。さらに、結着性樹脂を除去させるために脱脂を行う（ステップＳ２３）。続けて、脱脂を行った混合物を焼結する（ステップＳ２４）。これにより、本実施の形態にかかる複合磁性体１０を得ることができる。
【００７０】
詳細には、以下のとおりである。
【００７１】
金属粉５とフェライト１とを混合および造粒する工程において、金属粉５としては、例えばＦｅ−５Ｓｉを用いた。また、フェライト１としては上述したフェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δを用いた。フェライト１と金属粉５との混合割合は、一例として、金属粉５の重量を１００［ｗｔ％］としたときフェライト１の重量を金属粉５の重量の５［ｗｔ％］とした。なお、金属粉５の材料としては、ＦｅＳｉＡｌ、Ｆｅ基金属粉にＳｉを添加したもの、ＦｅまたはＮｉにＳｉを添加したもの、および、これらの混合物等であってもよい。
【００７２】
次に、金属粉５およびフェライト１の混合物に、さらに結着性樹脂を混合した。結着性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂を用いた。また、金属粉５、フェライト１およびブチラール樹脂を加えた混合物に、さらに有機溶剤を混合し、回転ボールミルにより混合分散した。
【００７３】
次に、上述した混合物を７８４［ＭＰａ］で加圧成形して、所定形状の成形体を作製した。この成形体を２００〜４００［℃］程度の温度で加熱し、脱脂を行った。これにより、結着性樹脂であるブチラール樹脂は除去され、金属粉５の周囲にフェライト１が充填された成形体が得られた。
【００７４】
さらに、電気炉により成形体を焼結した。焼結の温度は、例えば、１０００［℃］のＮ２雰囲気中で５時間熱処理を施した。これにより、焼結した複合磁性体が得られた。なお、焼結の温度は、１０００〜１２００［℃］であってもよい。
【００７５】
なお、電気炉による焼結に代えて、放電プラズマにより焼結してもよい。このときの焼結温度は、例えば８００〜１０００［℃］としてもよい。放電プラズマを用いることにより、電気炉による焼結に比べて低い温度で焼結することができる。
【００７６】
以上、本実施の形態に係る複合磁性体によると、透磁率の高い複合磁性体を提供することができる。したがって、本実施の形態に係る複合磁性体を用いることにより、透磁率の高い磁心等を形成することができる。
【００７７】
（変形例等）
以上、本開示の実施の形態に係るフェライトおよび複合磁性体について説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００７８】
例えば、上述した複合磁性体を用いたコイル部品についても、本開示に含まれる。コイル部品としては、例えば、高周波用のインダクタ、トランス等が挙げられる。また、上述したコイル部品を備えた電源装置についても、本開示に含まれる。
【００７９】
また、フェライトＭｎｘＳｉｙＦｅｚＯ４−δにおけるＭｎ、Ｓｉ、Ｆｅの組成比ｘ、ｙ、ｚの組み合わせは、上述した組み合わせに限らず、適宜変更してもよい。
【００８０】
また、ＭｎＯ、ＳｉＯ２およびＦｅ２Ｏ３の混合方法、金属粉、フェライトおよびブチラール樹脂、有機溶剤等の混合物は、上述した回転ボールミルによる混合分散に限らず、他の混合方法を用いてもよい。
【００８１】
また、仮焼および焼結の方法については、上述した方法に限らず、ホットプレス法等の他の方法を用いてもよい。また、上述した各ステップにおける圧力、温度および時間は一例であって、他の圧力、温度および時間を採用してもよい。
【００８２】
また、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本開示にかかる磁性材料は、高周波用のインダクタ、トランスの磁芯の材料等に適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１  フェライト（フェライト材料）
５  金属粉
１０  複合磁性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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