(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭをＡｌまたはＳｉのうちの１種または２種とすると、原子％で、Ｍ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する軟磁性偏平粉末であって、この軟磁性偏平粉末は、平均粒径：０．１〜２μｍの微細結晶粒が集合した結晶粒組織を有し、前記微細結晶粒の粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出した組織を有することを特徴とする軟磁性偏平粉末。
【請求項２】
平均厚さｄ：０．０３〜０．６μｍ、粒度分布計によって求められた粒径の小さい方から重量を累計して５０％になったときの粒径をＤ50とするとＤ50：３〜６０μｍであり、アスペクト比（Ｄ50／ｄ）：２０〜５００である形状、並びにＭをＡｌまたはＳｉのうちの１種または２種とすると、原子％で、Ｍ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する軟磁性偏平粉末であって、この軟磁性偏平粉末は、平均粒径：０．１〜２μｍの微細結晶粒が集合した結晶粒組織を有し、前記微細結晶粒の粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出した組織を有することを特徴とする軟磁性偏平粉末。
【請求項３】
前記ＦｅとＳｎの金属間化合物は、ＦｅＳｎ化合物およびＦｅＳｎ2 化合物の内の少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または２記載の軟磁性偏平粉末。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の軟磁性偏平粉末は、粉末全体の５０容量％以上占めることを特徴とする軟磁性偏平粉末。
【請求項５】
ＭをＡｌまたはＳｉのうちの１種または２種とすると、原子％で、Ｍ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する合金原料を高周波溶解して得られた溶湯からアトマイズ粉末を作製し、このアトマイズ粉末を分級して粒径：１０〜５０μｍの粒子が粉末全体の５０容量％以上占める原料粉末とし、この原料粉末を湿式アトライターボールミルにて偏平化し、ついで熱処理することを特徴とする軟磁性偏平粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、塗料とともに塗布して磁気を遮蔽するために用いる軟磁性偏平粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の磁気記録装置、電子機器などは、高密度化、小型化が進むにつれて外部磁場の影響を受けやすくなってきており、同時に磁場発生源として周辺機器に悪影響を与える可能性も高い。これら装置の保護および外部への磁場の漏洩を防止するために磁気シールドを設ける場合が増えている。磁気シールド材としては、板、箔、線、繊維など種々の形状のものが使用されているが、偏平状の軟磁性体粉末を塗布する方法が提案されている（特開昭５８−５９２６８号公報参照）。
【０００３】
この方法は、偏平状の軟磁性体粉末を含む塗料を塗布するだけで粉末が配向し、薄いシールド層が得られるので小型軽量化に適している。このための軟磁性偏平粉末の材料として、フェライトなどの酸化物、パーマロイ、センダストなどが知られているが、最近は、大量に使用される軟磁性偏平粉末として比較的安価なＦｅ−Ｃｒ系合金粉末が用いられるようになり、例えば、特開平１−２２３６２７号公報には、Ｃｒ：０．５〜２０重量％、Ｓｉ：０．５〜９重量％、Ａｌ：０．５〜１５重量％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する軟磁性偏平粉末が記載されており、また特開平３−２９５２０６号公報には、Ｓｉ：１８〜３０原子％、Ｃｒ：１９原子％以下を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、平均厚さｄ：１μｍ以下、粒度分布計によって求められた粒径の小さい方から重量を累計して５０％になったときの粒径（以下、Ｄ50で示す）が５〜３０μｍであり、アスペクト比（Ｄ50／ｄ）：１０〜３０００であるＦｅ−Ｃｒ系合金軟磁性偏平粉末が記載されており、特に前記特開平３−２９５２０６号公報記載のＦｅ−Ｃｒ系合金からなる軟磁性偏平粉末は、価格が安く、耐蝕性および磁気シールド性にも優れているので注目されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来よりも安価でしかも磁気シールド性能の優れた磁気シールド粉末は常に求められており、従来のＦｅ−Ｃｒ系合金からなる軟磁性偏平状粉末の磁気シールド性能の一層の改善が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、従来よりも保磁力が低く磁気シールド特性に優れたＦｅ−Ｃｒ系合金からなる軟磁性偏平粉末を開発すべく研究を行った結果、
ＭをＡｌまたはＳｉのうちの１種または２種とすると（以下同じ）、原子％で、Ｍ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有し、さらに平均厚さｄ：０．０３〜０．６μｍ、Ｄ50：３〜６０μｍであり、アスペクト比（Ｄ50／ｄ）：２０〜５００を有する軟磁性偏平粉末において、その組織を平均粒径：０．１〜２μｍの微細結晶粒が集合した結晶粒組織とし、この結晶粒組織の微細結晶粒の粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物（主としてＦｅＳｎ化合物およびＦｅＳｎ2 化合物の内の少なくとも１種）が点状に析出した組織を有するようにすると、従来よりも一層保磁力が低減し、磁気シールド性能が向上する、
という研究結果が得られたのである。
【０００６】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）原子％で、Ｍ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する軟磁性偏平粉末であって、この軟磁性偏平粉末は、平均粒径：０．１〜２μｍの微細結晶粒が集合した結晶粒組織を有し、前記微細結晶粒の粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出した組織を有する軟磁性偏平粉末、
（２）平均厚さｄ：０．０３〜０．６μｍ、Ｄ50：３〜６０μｍ、アスペクト比（Ｄ50／ｄ）：２０〜５００を有する形状、並びにＭ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する軟磁性偏平粉末であって、この軟磁性偏平粉末は、平均粒径：０．１〜２μｍの微細結晶粒が集合した結晶粒組織を有し、前記微細結晶粒の粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出した組織を有する軟磁性偏平粉末、に特徴を有するものである。
【０００７】
前記軟磁性偏平粉末の微細結晶粒界に沿って点状に析出するＦｅとＳｎの金属間化合物は、ＦｅＳｎ化合物およびＦｅＳｎ2 化合物の内の少なくとも１種であることが好ましい。したがって、この発明は、
（３）前記軟磁性偏平粉末の微細結晶粒界に沿って点状に析出するＦｅとＳｎの金属間化合物は、ＦｅＳｎ化合物およびＦｅＳｎ2 化合物の内の少なくとも１種である（１）または（２）記載の軟磁性偏平粉末、
に特徴を有するものである。
【０００８】
前記（１）、（２）または（３）記載の軟磁性偏平粉末は、粉末全体の５０容量％以上占めることが必要であり、前記軟磁性偏平粉末が粉末全体の占める割合が５０容量％未満では十分な効果を発揮しない。
したがって、この発明は、
（４）前記（１）、（２）または（３）記載の軟磁性偏平粉末は、粉末全体の５０容量％以上占める軟磁性偏平粉末、に特徴を有するものである。
【０００９】
この発明の軟磁性偏平粉末は、原子％で、Ｍ：１５〜３０％、Ｃｒ：３〜１５％、Ｓｎ：０．５〜５％を含有し、残部：Ｆｅおよび不可避不純物からなる成分組成を有する合金原料を高周波溶解して得られた溶湯からアトマイズ粉末を作製し、このアトマイズ粉末を分級して粒径を１０〜５０μｍに揃えて原料粉末とし、この原料粉末を湿式アトライターボールミルにて偏平化し、ついで熱処理することにより得られる。粒径が１０μｍ未満のアトマイズ粉末を原料粉末として使用すると、粒径：１０μｍ未満のアトマイズ粉末はＳｎがマトリックス中に強制固溶されていて微細結晶粒界に沿って点状にＦｅとＳｎの金属間化合物が十分に析出していないために、保磁力低減の効果が小さくなり、一方、アトマイズ粉末の粒径が５０μｍを越えるアトマイズ粉末は粉砕・偏平化工程で結晶粒内で破断が起こる割合が増え、保磁力低減の効果が小さくなる。したがって、この発明の軟磁性偏平粉末を製造するための原料粉末は粒径が１０〜５０μｍの範囲内にあるアトマイズ粉末を使用することが望ましい。原料粉末は前記アトマイズ粉末を分級して粒径：１０〜５０μｍの粒子が原料粉末全体の５０容量％以上占めるようにすることが重要である。この粒径：１０〜５０μｍの範囲にある粉末が粉末全体の５０容量％以上ある原料粉末を使用して軟磁性偏平粉末を作製すると、平均粒径：０．１〜２μｍの微細結晶粒が集合した結晶粒組織を有し粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出した組織を有する軟磁性偏平粉末が５０％以上占めるこの発明の軟磁性偏平粉末が得られる。
【００１０】
以下にこの軟磁性偏平粉末の成分組成、平均厚さｄ、Ｄ50、アスペクト比（Ｄ50／ｄ）を上記の如く限定した理由について説明する。
（ａ）  Ｍ（ＡｌまたはＳｉのうちの１種または２種）
Ｍの含有量が１５原子％未満では粉末の保磁力が高くなり過ぎるとともに磁気シールド性能も低下するので好ましくなく、一方、３０原子％を越えて含有すると、粉末の飽和磁化が下がるので磁気シールド性能が低下するためにシールド層を薄肉化および軽量化できない。したがって、Ｍの含有量は１５〜３０原子％に定めた。Ｍの含有量の一層好ましい範囲は２０〜２５原子％である。
【００１１】
（ｂ）  Ｃｒ
Ｃｒの含有量は３原子％未満であると耐蝕性が低下し、錆の発生や変色が起きやすくなるので好ましくなく、一方、１５原子％を越えて含有すると、飽和磁化が下がるので十分な磁気シールド性能が得られないため、シールド層を薄肉化および軽量化できない。したがって、Ｃｒの含有量は３〜１５原子％に定めた。Ｃｒの含有量の一層好ましい範囲は４〜１０原子％である。
【００１２】
（ｃ）  Ｓｎ
Ｓｎは、粉末の結晶粒界にＦｅとの金属間化合物（ＦｅＳｎ化合物および／またはＦｅＳｎ2 化合物）を点状に析出させ、さらに偏平化処理時間を短縮し、加工歪みを減少させるため、保磁力を低減して磁気シールド性能を向上させる作用を有するが、その含有量が０．５％未満では十分な磁気シールド性能向上効果が得られず、一方、５％を越えて含有すると飽和磁化が下がるので磁気シールド性能が低下するためにシールド層を薄肉化および軽量化することができない。したがって、Ｓｎの含有量は０．５〜５％の範囲内になるように定めた。Ｓｎの含有量の一層好ましい範囲は１〜２％である。
【００１３】
（ｄ）  平均厚さｄ
軟磁性偏平粉末の平均厚さｄを０．０３μｍ未満にすると塗膜中の粉末間に存在する有機バインダー部の厚さが相対的に増えるため、磁気シールド特性が低下する。一方、平均厚さｄが０．６μｍを越えると、塗膜中に含まれる粉末の枚数が少なくなり、やはり磁気シールド効果が低下するので好ましくない。したがって、軟磁性偏平粉末の平均厚さｄは、０．０３〜０．６μｍに定めた。平均厚さｄの一層好ましい範囲は０．０５〜０．３μｍである。
【００１４】
（ｅ）  Ｄ50
Ｄ50を３μｍ未満まで小さくすると、塗膜中の粉末間の空隙部が相対的に大きくなり、磁気シールド効果が低下するので好ましくない。一方、Ｄ50が６０μｍを越えると、有機バインダー中での分散性が悪くなり、塗布時にむらを生じ均一な塗膜が得られないので好ましくない。したがって、Ｄ50：３〜６０μｍと定めた。Ｄ50の一層好ましい範囲は５〜３０μｍである。
【００１５】
（ｆ）  アスペクト比（Ｄ50／ｄ）
アスペクト比が２０未満であると、粉末の接触面積が減り、塗膜の磁気抵抗が増加するので好ましくなく、一方、アスペクト比が、５００を越えると均一な塗膜を得ることが難しくなる。したがって、アスペクト比は２０〜５００に定めた。アスペクト比の一層好ましい範囲は８０〜２００である。
【００１６】
（ｇ）  軟磁性偏平粉末の粒子内結晶粒の平均粒径
軟磁性偏平粉末の粉末粒子内結晶粒の平均粒径が０．１μｍ未満ではＳｎがマトリックス中に強制固溶され、粉末の結晶粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出せず、保磁力低減の効果が小さくなるので好ましくなく、一方、２μｍを越えても保磁力低減の効果が小さくなるので好ましくない。したがって、粉末粒子内結晶粒の平均粒径は０．１〜２μｍに定めた。軟磁性偏平粉末粒子内結晶粒の平均粒径の一層好ましい範囲は０．５〜１μｍである。
【００１７】
（ｈ）  原料粉末
この発明の軟磁性偏平粉末を製造するための原料粉末は、粒径：１０〜５０μｍの粒子が粉末全体の５０容量％以上占めるアトマイズ粉末を用いることが重要である。その理由は、１０〜５０μｍの範囲を外れる粒径の原料粉末を用いて軟磁性偏平粉末を製造しても所望の特性が得られず、また、粒径が１０〜５０μｍの範囲内にあっても粒径：１０〜５０μｍの粒子が粉末全体の５０容量％未満を占めるアトマイズ粉末を原料粉末として用いても所望の特性を有する軟磁性偏平粉末が得られないことによるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
合金原料を高周波溶解して表１に示される成分組成の溶湯を作製し、これら溶湯をアトマイズしてアトマイズ粉末を作製し、そのアトマイズ粉末を分級処理して粒径：１０〜５０μｍの粉末が表１に示される割合に調整することによりアトマイズ原料粉末Ａ〜Ｅを作製した。さらに、比較のために表１に示されるアトマイズ原料粉末Ａ〜Ｃの作製時に使用した溶湯からインゴットを作製し、このインゴットを粉砕した後、分級処理を行って粒径：１０〜５０μｍの粉末が表１に示される割合に調整した粉砕原料粉末Ｆ〜Ｈを作製した。
【００１９】
【表１】
0004196392.tif 000002
【００２０】
実施例および比較例
表１に示されるアトマイズ原料粉末をさらに湿式アトライターボールミルにて偏平化し、熱処理炉に入れ、Ａｒガスを導入してＡｒガス雰囲気に保持し、このＡｒガス雰囲気中にて温度：４００℃で１時間熱処理することにより表２に示されるＤ50、ｄおよびアスペクト比（Ｄ50／ｄ）を有する本発明軟磁性偏平粉末（以下、本発明粉末という）１〜３および比較軟磁性偏平粉末（以下、比較粉末という）１〜２を作製した。これら本発明平粉末１〜３および比較粉末１〜２の飽和磁化（σs ）および保磁力（Ｈc ）を測定し、それらの測定値を表２に示した。
【００２１】
さらに、前記熱処理された本発明粉末１〜３および比較粉末１〜２をそれぞれ有機バインダー（エポキシ樹脂）と５：１の重量比になるように塗料化し、基板上に厚さ：０．１ｍｍの塗布膜を形成し、これを１０枚重ね合わせ、磁気シールド板を作製した。この磁気シールド板をフェライト磁石上に設置し、磁気シールド板から０．５ｃｍの上方での漏れ磁束密度Ｂを測定し、これと磁気シールド板がない場合の磁束密度Ｂ0 を測定し、シールド比（Ｂ／Ｂ0 ）を算出し、これらの結果を表２に示した。
【００２２】
従来例
表１に示される粉砕原料粉末Ｆ〜Ｈをさらに湿式アトライターボールミルにて偏平化し、表２に示されるＤ50、ｄおよびアスペクト比（Ｄ50／ｄ）を有する従来軟磁性偏平粉末（以下、従来粉末という）１〜３を作製し、これら従来粉末１〜３の飽和磁化（σs ）および保磁力（Ｈc ）を測定し、それらの測定値を表２に示した。さらに、前記従来粉末１〜３をそれぞれ有機バインダー（エポキシ樹脂）と５：１の重量比になるように塗料化し、基板上に厚さ：０．１ｍｍの塗布膜を形成し、これを１０枚重ね合わせ、磁気シールド板を作製し、この磁気シールド板をフェライト磁石上に設置し、磁気シールド板から０．５ｃｍの上方での漏れ磁束密度Ｂを測定し、これと磁気シールド板がない場合の磁束密度Ｂ0 を測定し、シールド比（Ｂ／Ｂ0 ）を算出し、これらの結果を表２に示した。
【００２３】
さらに本発明粉末１〜３、比較粉末１〜２および従来粉末１〜３の組織を走査型電子顕微鏡により観察し、ＦｅとＳｎの金属間化合物が微細結晶粒の粒界に沿って点状に析出しこれが素地中に網目状に分散しているか否かを観察し、その結果を表２に示した。この発明の組織を理解しやすくするために本発明粉末１の金属組織写真を図１に示し、その写生図を図２に示した。図２の写生図に示されるように、ＦｅとＳｎの金属間化合物１が微細結晶粒の粒界２に沿って点状に析出し、これが素地中に網目状に分散していることが分かる。
【００２４】
【表２】
0004196392.tif 000003
【００２５】
表２に示される結果から、本発明粉末１と従来粉末１、本発明粉末２と従来粉末２、本発明粉末３と従来粉末３とはそれぞれ成分組成が同じであるにもかかわらず、アトマイズ粉末を原料粉末としＦｅとＳｎの金属間化合物が粒界に沿って点状に析出した組織を有する本発明粉末１〜３で作製した磁気シールド板を設置したときシールド比：Ｂ／Ｂ0 は、粉砕粉末を原料粉末としＦｅとＳｎの金属間化合物が粒界に沿って点状に析出した組織を有しない従来粉末１〜３で作製した磁気シールド板を設置したときのシールド比：Ｂ／Ｂ0 に比べて格段に小さな値を示すところから、本発明粉末１〜３は従来平粉末１〜３に比べて優れた磁気シールド性能を示すことが分かる。しかし、この発明の条件から外れた方法で作製した粒界に沿ってＦｅとＳｎの金属間化合物が点状に析出しこれが素地中に網目状に分散している粉末が粉末全体に対して５０容量％未満の比較平粉末１〜２は、いずれも十分な磁気シールド性能が得られないことが分かる。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によると、従来よりも磁気シールド性能に優れた軟磁性偏平粉末を提供することができ、電気および電子産業において優れた効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明粉末１の粉末粒子内金属組織の電子顕微鏡写真である。
【図２】本発明粉末１の粉末粒子内金属組織の電子顕微鏡による写生図である。
【図１】
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【図２】
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