特許 6930722 磁性材料、電子部品及び磁性材料の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6930722

(24)【登録日】2021年8月16日

(45)【発行日】2021年9月1日

(54)【発明の名称】磁性材料、電子部品及び磁性材料の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/20 20060101AFI20210823BHJP

   H01F 1/24 20060101ALI20210823BHJP

   B22F 1/02 20060101ALI20210823BHJP

   B22F 1/00 20060101ALI20210823BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20210823BHJP

【ＦＩ】

   H01F1/20

   H01F1/24

   B22F1/02 G

   B22F1/00 G

   B22F1/00 F

   C22C38/00 303S

【請求項の数】18

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2017-124346(P2017-124346)

(22)【出願日】2017年6月26日

(65)【公開番号】特開2019-9307(P2019-9307A)

(43)【公開日】2019年1月17日

【審査請求日】2020年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000204284

【氏名又は名称】太陽誘電株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(72)【発明者】

【氏名】織茂 洋子

(72)【発明者】

【氏名】李 新宇

(72)【発明者】

【氏名】竹岡 伸介

【審査官】 木下 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０７２３６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ １／２０

Ｈ０１Ｆ １／２４

Ｂ２２Ｆ １／００

Ｂ２２Ｆ １／０２

Ｃ２２Ｃ ３８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子と、
ＦｅのＸ線強度比が５０％以上で、Ｆｅが代表成分である結晶質の第１の酸化物層、ＳｉのＸ線強度比が５０％以上で、Ｓｉが代表成分である非晶質の第２の酸化物層、及び、ＦｅとＳｉのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＳｉが代表成分である非晶質の第３の酸化物層を有し、前記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜とを備え、
前記第１の酸化物層は、前記軟磁性金属粒子の表面と前記第２の酸化物層との間に介在し、
前記第３の酸化物層は、前記第２の酸化物層を被覆する
磁性材料。

【請求項2】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子と、
ＦｅのＸ線強度比が５０％以上で、Ｆｅが代表成分である結晶質の第１の酸化物層、ＳｉのＸ線強度比が５０％以上で、Ｓｉが代表成分である非晶質の第２の酸化物層、ＦｅとＳｉのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＳｉが代表成分である非晶質の第３の酸化物層、及び、ＦｅとＯのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＯが代表成分である結晶質の第４の酸化物層を有し、前記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜とを備え、
前記第１の酸化物層は、前記軟磁性金属粒子の表面と前記第２の酸化物層との間に介在し、
前記第３の酸化物層は、前記第２の酸化物層を被覆し、
前記第４の酸化物層は、前記第３の酸化物層を被覆する
磁性材料。

【請求項3】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子と、
ＦｅのＸ線強度比が５０％以上で、Ｆｅが代表成分である結晶質の第１の酸化物層、及び、ＦｅとＳｉのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＳｉが代表成分である非晶質の第２の酸化物層を有し、前記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜とを備え、
前記第２の酸化物層は、前記軟磁性金属粒子の表面と前記第１の酸化物層との間に介在する
磁性材料。

【請求項4】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子と、
ＦｅのＸ線強度比が５０％以上で、Ｆｅが代表成分である結晶質の第１の酸化物層、ＦｅとＳｉのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＳｉが代表成分である非晶質の第２の酸化物層、ＦｅとＣｒのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＣｒが代表成分である結晶質の第３の酸化物層、及び、ＦｅとＳｉのＸ線強度比の総和が５０％以上で、ＦｅとＳｉが代表成分である非晶質の第４の酸化物層、を有し、前記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜とを備え、
前記第４の酸化物層は、前記軟磁性金属粒子の表面と前記第３の酸化物層との間に介在し、
前記第２の酸化物層は、前記第３の酸化物層を被覆し、
前記第１の酸化物層は、前記第２の酸化物層を被覆する
磁性材料。

【請求項5】

請求項１又は２に記載の磁性材料であって、
前記軟磁性金属粒子は、純鉄粉である
磁性材料。

【請求項6】

請求項３又は４に記載の磁性材料であって、
前記軟磁性金属粒子は、Ｆｅ、元素Ｌ（但し、元素ＬはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかである。）及び元素Ｍ（但し、元素ＭはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であってＦｅより酸化し易い元素である。）を含む軟磁性合金粒子である
磁性材料。

【請求項7】

請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁性材料の集合体で構成された磁心
を具備する電子部品。

【請求項8】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、前記軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成し、
前記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気で９００℃以下の第１の温度に加熱することで、前記シリコン酸化膜の表面に前記Ｆｅが拡散した酸化物層を形成する
磁性材料の製造方法。

【請求項9】

請求項８に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気で７００℃以下の第２の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。

【請求項10】

請求項８に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を酸化性雰囲気で７００℃以下の第２の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。

【請求項11】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、前記軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成し、
前記軟磁性金属粒子を酸化性雰囲気で４００℃以下の第３の温度に加熱することで、前記シリコン酸化膜の表面に前記Ｆｅが拡散した酸化物層を形成する
磁性材料の製造方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気で７００℃以下の第２の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。

【請求項13】

請求項１１に記載の磁性材料の製造方法であって、さらに、
前記軟磁性金属粒子を酸化性雰囲気で７００℃以下の第２の温度に加熱する
磁性材料の製造方法。

【請求項14】

請求項８〜１３のいずれか１つに記載の磁性材料の製造方法であって、
前記シリコン酸化膜の厚みは、２５ｎｍ以下である
磁性材料の製造方法。

【請求項15】

請求項８〜１４のいずれか１つに記載の磁性材料の製造方法であって、
前記シリコン酸化膜の形成は、
前記軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合し、
前記軟磁性金属粒子を乾燥させる
ことを含む
磁性材料の製造方法。

【請求項16】

請求項８〜１５に記載の磁性材料の製造方法であって、
前記軟磁性金属粒子は、純鉄である
磁性材料の製造方法。

【請求項17】

請求項８〜１５に記載の磁性材料の製造方法であって、
前記軟磁性金属粒子は、Ｆｅ、元素Ｌ（但し、元素ＬはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかである。）及び元素Ｍ（但し、元素ＭはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であってＦｅより酸化し易い元素である。）を含む軟磁性合金粒子である
磁性材料の製造方法。

【請求項18】

Ｆｅを含む軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、前記軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成する
磁性材料の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばインダクタ等の電子部品を構成する磁性材料及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

インダクタ、チョークコイル、トランス等といった電子部品は、磁心としての磁性体と、この磁性体の内部または表面に形成されたコイルとを有する。磁性体の材料としては、例えば、ＮｉＣｕＺｎ系フェライト等のフェライト材料が一般に用いられている。

【0003】

近年、この種の電子部品には大電流化が求められており、その要求を満足するために、磁性体の材料を従前のフェライトから金属系の材料に切り替えることが検討されている。金属系の材料としては、ＦｅＳｉＣｒ合金、ＦｅＳｉＡｌ合金等が知られており、例えば特許文献１には、ＦｅＳｉＣｒ系軟磁性合金粉の合金相同士がＦｅ、Ｓｉ及びＣｒを含む酸化物相を介して結合された圧粉磁心が開示されている。

【0004】

一方、金属系の磁性材料は、材料自体の飽和磁束密度がフェライトに比べて高い反面、材料自体の体積抵抗率が従前のフェライトに比べて低いため、電気絶縁特性の更なる向上が求められている。例えば特許文献２には、Ｆｅを主成分とする軟磁性金属粒子の粒子間にガラス部が介在する軟磁性圧粉磁心が開示されている。ガラス部は、低融点ガラス材料を加圧状態で熱により軟化させることで形成される。低融点ガラス材料は、融点が低く、加熱により軟磁性金属粒子間で拡散反応が起こり、軟磁性金属粒子の表面を覆う酸化物部で埋めきれない大きさの空隙を埋めることができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−１２６０４７号公報

【特許文献2】特開２０１５−１４４２３８号公報

【特許文献3】特開２００７−９２１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、軟磁性金属粒子間の隙間をガラスで埋めることは難しく、絶縁の安定性に欠けるという問題がある。また、軟磁性金属粒子間の隙間をガラスで埋めることができたとしても、軟磁性金属粒子の酸化反応が不安定となり、かえって絶縁特性を低下させるおそれがある。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、絶縁特性を向上させることができる磁性材料及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る磁性材料は、Ｆｅを含む軟磁性金属粒子と、上記軟磁性金属粒子の表面を覆う多層酸化膜とを具備する。
上記多層酸化膜は、Ｆｅを含む結晶質の第１の酸化物層と、Ｓｉを含む非晶質の第２の酸化物層とを有する。

【0009】

これにより、絶縁特性に優れた磁性材料を得ることができる。

【0010】

上記第１の酸化物層は、上記軟磁性金属粒子の表面と上記第２の酸化物層との間に介在してもよい。
この場合、上記多層酸化膜は、ＦｅとＳｉを含み上記第２の酸化物層を被覆する第３の酸化物層をさらに有してもよい。
上記多層酸化膜は、ＦｅとＯを含み上記第３の酸化物層を被覆する第４の酸化物層をさらに有してもよい。
上記軟磁性金属粒子は、例えば、純鉄粉で構成される。

【0011】

一方、上記第２の酸化物層は、上記軟磁性金属粒子の表面と上記第１の酸化物層との間に介在してもよい。
この場合、上記第２の酸化物層は、Ｆｅをさらに含んでもよい。
上記構成の磁性材料において、上記軟磁性金属粒子は、例えば、Ｆｅ、元素Ｌ（但し、元素ＬはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかである。）及び元素Ｍ（但し、元素ＭはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であってＦｅより酸化し易い元素である。）を含む軟磁性合金粒子である。

【0012】

本発明の一形態に係る電子部品は、上記磁性材料の集合体で構成された磁心を具備する。

【0013】

本発明の一形態に係る磁性材料の製造方法は、Ｆｅを含む軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成することを含む。
上記軟磁性金属粒子は、還元性雰囲気で９００℃以下の第１の温度に加熱される。

【0014】

上記方法によれば、軟磁性金属粒子の表面に、Ｆｅを含む結晶質の酸化物層とＳｉを含む非晶質の酸化物層とを有する多層酸化膜を形成することができる。これにより、絶縁特性に優れた磁性材料を得ることができる。

【0015】

上記磁性材料の製造方法は、さらに、上記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気又は酸化性雰囲気で７００℃以下の第２の温度に加熱することを含んでもよい。

【0016】

本発明の他の形態に係る磁性材料の製造方法は、Ｆｅを含む軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成することを含む。
上記軟磁性金属粒子は、酸化性雰囲気で４００℃以下の第３の温度に加熱される。

【0017】

上記製造方法は、さらに、上記軟磁性金属粒子を還元性雰囲気、あるいは酸化性雰囲気で７００℃以下の第２の温度に加熱してもよい。

【0018】

上記シリコン酸化膜の形成は、上記軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合し、上記軟磁性金属粒子を乾燥させることを含んでもよい。
これにより、軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を均一な厚みで形成することができる。

【0019】

上記軟磁性金属粒子は特に限定されず、純鉄でもよいし、軟磁性合金粒子であってもよい。軟磁性合金粒子は、例えば、Ｆｅ、元素Ｌ（但し、元素ＬはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれかである。）及び元素Ｍ（但し、元素ＭはＳｉ、Ｚｒ、Ｔｉ以外であってＦｅより酸化し易い元素である。）を含む。

【0020】

本発明の他の形態に係る磁性材料の製造方法は、Ｆｅを含む軟磁性金属粒子、エタノール及びアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、エタノール及び水を含む処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、上記軟磁性金属粒子の表面に非晶質のシリコン酸化膜を形成することを含む。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、絶縁特性に優れた磁性材料を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る磁性材料の構造を模式的に示す断面図である。

【図2】上記磁性材料における多層酸化膜の構造を説明する模式図である。

【図3】上記磁性材料の集合体で構成された磁性部材の微細構造の一例を模式的に示す断面図である。

【図4】上記磁性材料の集合体で構成された磁性部材の微細構造の他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図5】図４の磁性材料における多層酸化膜の構造を説明する模式図である。

【図6】上記磁性部材の一適用例を示す概略構成図である。

【図7】軟磁性金属粒子の表面に形成されたＳｉＯ_２微粒子の状態を模式的に示す断面図である。

【図8】軟磁性金属粒子の表面に形成されたアモルファスＳｉＯ_２膜を模式的に示す粒子断面図である。

【図9】上記アモルファスＳｉＯ_２膜の厚みと磁性材料の透磁率との関係を示す一実験結果である。

【図10】上記アモルファスＳｉＯ_２膜の厚みと磁性材料の抵抗率との関係を示す一実験結果である。

【図11】温度負荷時における磁性材料の抵抗率の時間変化を示す一実験結果である。

【図12】本発明の第２の実施形態に係る磁性材料の構造を模式的に示す断面図である。

【図13】上記磁性材料における多層酸化膜の構造を説明する模式図である。

【図14】上記磁性材料の集合体で構成された磁性部材の微細構造の一例を模式的に示す断面図である。

【図15】上記磁性材料における多層酸化膜の構造を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0024】

＜第１の実施形態＞
［磁性材料］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁性材料の構造を模式的に示す断面図である。

【0025】

本実施形態の磁性材料は、図１に示す磁性粒子１１で構成される。磁性粒子１１は、軟磁性金属粒子Ｐ１と、軟磁性金属粒子Ｐ１の表面を覆う多層酸化膜Ｆ１とを備える。

【0026】

軟磁性金属粒子Ｐ１は、少なくともＦｅを含む金属粒子であって、本実施形態では、カルボニル鉄粉等の純鉄粉末で構成される。軟磁性金属粒子Ｐ１の平均粒子径は特に限定されず、本実施形態では、体積基準の粒子径とした見た場合の平均粒径ｄ５０（メディアン径）が、例えば、２μｍ〜３０μｍである。軟磁性金属粒子Ｐ１のｄ５０は、例えば、レーザ回折散乱法を利用した粒子径・粒度分布測定装置（例えば、日機装社製のマイクロトラック）を用いて測定される。

【0027】

図２は、多層酸化膜Ｆ１の層構造を説明する模式図である。

【0028】

多層酸化膜Ｆ１は、第１〜第３の酸化物層Ｆ１１〜Ｆ１３を含む３層構造の酸化膜で構成され、軟磁性金属粒子Ｐ１により近い層（すなわち内側）から順に、第１の酸化物層Ｆ１１、第２の酸化物層Ｆ１２および第３の酸化物層Ｆ１３がそれぞれ形成される。

【0029】

第１の酸化物層Ｆ１１は、軟磁性金属粒子Ｐ１と第２の酸化物層Ｆ１２との間に介在する。第１の酸化物層Ｆ１１は、Ｆｅ（鉄）が代表成分（ＦｅのＸ線強度比が５０％以上）である結晶質の酸化物（Ｆｅ_ｘＯ_ｙ）で構成される。Ｆｅの酸化物は、典型的には、磁性体に属するＦｅ_３Ｏ_４、又は非磁性体に属するＦｅ_２Ｏ_３等である。第１の酸化物層Ｆ１は、典型的には、軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成された自然酸化膜である。第１の酸化物層Ｆ１１は、典型的には、第２の酸化物層Ｆ１２よりも小さい厚みを有する。第１の酸化物層Ｆ１１の厚みは特に限定されず、例えば、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである。

【0030】

第２の酸化物層Ｆ１２は、Ｓｉが代表成分（ＳｉのＸ線強度比が５０％以上）である非晶質の酸化物（Ｓｉ_ｘＯ_ｙ）で構成される。Ｓｉの酸化物は、典型的には、ＳｉＯ_２である。第２の酸化物層Ｆ１２は、Ｓｉや酸素（Ｏ）以外の他の元素（例えばＦｅ）を含有してもよい。第２の酸化物層Ｆ１２の厚みは、１ｎｍ〜３０ｎｍ、好ましくは、１０ｎｍ〜２５ｎｍである。

【0031】

第３の酸化物層Ｆ１３は、第２の酸化物層Ｆ１２を被覆する。第３の酸化物層Ｆ１３は、ＦｅとＳｉが代表成分（ＦｅとＳｉのＸ線強度比の総和が５０％以上）である酸化物で構成される。第３の酸化物層Ｆ１３は、典型的には、非晶質のＳｉＯ_２中に軟磁性金属粒子Ｐ１の組成成分であるＦｅが拡散し、析出した相で構成される。第３の酸化物層Ｆ１３は、ＦｅやＳｉ、Ｏ以外の他の元素を含有してもよい。第３の酸化物層Ｆ１３に含まれるＦｅ、Ｓｉ、Ｏは、例えば、Ｆｅ_２ＳｉＯ_４の形で存在することができる。第３の酸化物層Ｆ１３は、典型的には、第２の酸化物層Ｆ１２より厚く形成されるが、これに限られず、第２の酸化物層Ｆ１２と同等以下の厚みで形成されてもよい。

【0032】

第１〜第３の酸化物層Ｆ１１〜Ｆ１３の界面には、ＦｅやＳｉの成分比が低い酸化物層が介在してもよい。例えば、第１の酸化物層Ｆ１１と第２の酸化物層Ｆ１２との界面、あるいは、第２の酸化物層Ｆ１２と第３の酸化物層Ｆ１３との界面に、Ｆｅ及びＳｉ、あるいはこれらの総和のＸ線強度比が５０％未満である領域が存在してもよい。

【0033】

また、第１〜第３の酸化物層Ｆ１１〜Ｆ１３の界面は、明確に現れる場合に限られない。第２の酸化物層Ｆ１２および第３の酸化物層Ｆ１３の間には、ＦｅあるいはＳｉの濃度分布が存在していてもよい。たとえば、第３の酸化物層Ｆ１３の成分元素であるＦｅは、軟磁性金属粒子Ｐ１からの拡散元素であるため、第３の酸化物層Ｆ１３にはその表面に向かってＦｅ濃度が徐々に上昇する濃度勾配がある。同様に、第２の酸化物層Ｆ１２には第３の酸化物層Ｆ１３に向かってＳｉ濃度が徐々に減少する濃度勾配があってもよい。

【0034】

多層酸化膜Ｆ１の化学組成を測定する方法としては、例えば、以下のとおりである。まず、磁性材料１００を破断するなどしてその断面を露出させる。次いで、イオンミリング等により平滑面を出し、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影する。そして、多層酸化膜Ｆ１の部分をエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）によりＺＡＦ法で算出する。

【0035】

磁性粒子１１は、例えば、コイルやインダクタ等における磁心を構成する磁性部材を製造するための原料粉末として用いられる。図３及び図４は、磁性粒子１１の集合体で構成された磁性部材１００，１００'の微細構造の一例を模式的に示す断面図である。

【0036】

後述するように、図３に示す磁性部材１００は、磁性粒子１１を還元性雰囲気で熱処理することで作製され、図４に示す磁性部材１００'は、磁性粒子１１を酸化性雰囲気で熱処理することで作製される。磁性部材１００'の多層酸化膜Ｆ１'は、磁性部材１００の多層酸化膜Ｆ１と層構造が異なり、第３の酸化物層Ｆ１３を被覆する第４の酸化物層Ｆ１４をさらに有する。第４の酸化物層Ｆ１４は、ＦｅとＯが代表成分（ＦｅとＯのＸ線強度比の総和が５０％以上）である酸化物で構成される。図５は、多層酸化膜Ｆ１'の層構造を説明する模式図である。

【0037】

図３及び図４に示すように、磁性部材１００，１００'は、全体としては、もともとは独立していた多数の磁性粒子１１どうしが結合してなる集合体、あるいは多数の磁性粒子１１からなる圧粉体で構成される。図３及び図４には、３つの磁性粒子１１の界面付近が拡大して描写されている。

【0038】

隣接する磁性粒子１１どうしは、主として、それぞれの軟磁性金属粒子Ｐ１の周囲にある多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介して結合し、結果として、一定の形状を有する磁性部材１００，１００'が構成される。部分的には、隣接する軟磁性金属粒子Ｐ１が、金属部分どうしで結合していてもよい。多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介して結合する場合、及び金属部分どうしで結合する場合のいずれにおいても、有機樹脂からなるマトリクスを実質的に含まないことが、磁性粒子１１の充填率を高くし、透磁率を向上するためには、好ましい。

【0039】

このようにして有機樹脂からなるマトリクスを実質的に含まずに結合された磁性粒子１１どうしの間に残存するわずかな空隙には、結合に関与しない有機樹脂を含ませる事が出来る。これによって、磁性粒子１１の絶縁特性を向上させ、磁性部材１００，１００'の磁気的な高周波特性を向上することができ、さらに好ましい。通常の有機樹脂の場合、多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介した結合を生成するための高い温度に耐えられない。磁性粒子１１どうしの間に残存するわずかな空隙に結合に関与しない有機樹脂を含ませる事は、多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介した結合を生成したのちに、適宜冷却を行ない、その後結合に関与しない有機樹脂を含ませることで実現できる。

【0040】

また図３及び図４の例のような多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介しての結合ではなく、図１のような磁性粒子１１単独もしくは、若干個の磁性粒子１１がその金属部分で結合したものを、有機樹脂からなるマトリックスにて結合させてもよい。有機樹脂からなるマトリックスを結合に用いる場合、この有機樹脂が、図３及び図４に示された多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介した結合を生成するための高い温度に耐えられないことから、多層酸化膜Ｆ１，Ｆ１'を介した結合とは異なる。このようにして得られた磁性粒子１１の集合体で構成された磁性部材１００，１００'は、充填率はあまり高くできない代わりに良好な絶縁性を持ち、製造工程に高温を要しないことから安価に製造できる。

【0041】

磁性部材１００，１００'は、図３及び図４に示すように、磁性粒子１１（軟磁性金属粒子Ｐ１）どうしを結合する結合部Ｖ１を有する。結合部Ｖ１は、図３においては第３の酸化物層Ｆ１３の一部で構成され、図４においては第４の酸化物層Ｆ１４の一部で構成される。結合部Ｖ１の存在により、磁性部材１００，１００'の機械的強度と絶縁性の向上が図られる。

【0042】

磁性部材１００，１００'は、その全体にわたり、結合部Ｖ１を介して磁性粒子１１どうしが結合していることが好ましいが、部分的に結合部Ｖ１を介さずに、磁性粒子１１どうしが結合されている領域が存在していてもよい。さらに、磁性部材１００，１００'は、結合部Ｖ１も、結合部Ｖ１以外の結合部（軟磁性金属粒子Ｐ１間の結合部）もいずれも存在せず、磁性粒子１１どうしが単に物理的に接触又は接近するに過ぎない形態が部分的に含まれてもよい。さらに、磁性部材１００，１００'は部分的に空隙を有していてもよい。さらに磁性部材１００，１００'はこの部分的な空隙に有機樹脂が充填されていてもよい。磁性粒子１１間の結合部の存在は、例えば、約３０００倍に拡大したＳＥＭ観察像（断面写真）において視認することができる。なお、軟磁性金属粒子Ｐ１間の結合部の存在により、透磁率の向上が図られる。

【0043】

図６は、磁性部材１００，１００'の一適用例を示す概略構成図である。図６に示すように磁性部材１００，１００'は、巻線型チップインダクタ１の磁心として構成される。磁性部材１００，１００'は、コイル２が巻回される軸状の巻き芯部１０１と、コイル２の両端に電気的に接続された一対の鍔部１０２とを有する。磁性材料１００，１００'の形状は図６に示す例に限られず、コイル部品の形態や仕様等に応じて適宜変更することが可能である。

【0044】

［磁性粒子の製造方法］
続いて、磁性粒子１１の製造方法について説明する。

【0045】

図１及び図２に示す磁性粒子１１の多層酸化膜Ｆ１は、磁性部材１００，１００'を形成する前の原料粒子の段階で、軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成される。多層酸化膜Ｆ１は、第２の酸化物層Ｆ１２を構成する非晶質シリコン酸化膜を軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成する前処理と、上記非晶質シリコン酸化膜が表面に形成された軟磁性金属粒子Ｐ１を還元性雰囲気で９００℃以下の温度に加熱する処理（第１の熱処理）とによって、形成される。

【0046】

（前処理）
前処理工程では、軟磁性金属粒子Ｐ１（第１の酸化物層Ｆ１１）の表面に、第２の酸化物層Ｆ１２を構成する非晶質シリコン酸化膜（アモルファスＳｉＯ_２膜）が形成される。前処理の方法は特に限定されず、本実施系形態では、ゾルゲル法を用いたコートプロセスが用いられる。

【0047】

ゾルゲル法においては、典型的には、原料粒子（軟磁性金属粒子）、エタノールおよびアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、エタノールおよび水を含む処理液を混合、撹拌した後、原料粒子をろ過・分離し、乾燥させることで、原料粒子の表面にＳｉＯ_２膜からなるコート層を形成することができる。

【0048】

しかしながら、上記混合液に上記処理液を一度に混合すると、均一核形成が優勢となる。この場合、溶液中でＳｉＯ_２粒子が核形成・粒成長して凝集体を形成し、その凝集体が原料粒子の表面に付着するため、コート層を安定に形成することができない。

【0049】

図７は、軟磁性金属粒子、エタノール、アンモニア水、ＴＥＯＳおよび水を一度に混合した場合の金属粒子の表面に形成されたＳｉＯ_２微粒子の状態を模式的に示す断面図である。上記混合液の調製によりＳｉＯ_２微粒子の形成を行った場合、均一核形成および粒成長により得られるＳｉＯ_２粒子は、５万倍程度の倍率で高分解能ＴＥＭ観察すると、例えば縞状に見える干渉模様が観察される。この干渉模様は結晶の格子縞であり、これが観察されることから当該処理方法で得られる凝集体は、結晶性である。

【0050】

そこで本実施形態では、前処理として、上記混合液に上記処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、ＳｉＯ_２粒子の均一核形成を抑制する。これにより、原料粒子表面での不均一核形成が優勢となり、原料粒子の表面にコート層（アモルファスＳｉＯ_２膜）をほぼ均一な厚みで安定に形成することができる。

【0051】

図８は、本実施形態の方法により軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成されたコート層Ｇを模式的に示す粒子断面図である。コート層Ｇを５万倍程度の倍率で高分解能ＴＥＭ観察すると、例えば縞状に見える干渉模様が観察されない。この干渉模様が観察されないことから、コート層Ｇは非晶質である。一般的に非晶質のＳｉＯ_２の絶縁抵抗値は結晶性のＳｉＯ_２の抵抗値より２〜３桁程度高い。したがって、コートしたＳｉＯ_２の膜厚が例えば１ｎｍの厚みであっても、高い絶縁耐圧特性を有することができる。

【0052】

なお、コート層Ｇの厚みは、軟磁性金属粒子Ｐ１を含む混合液に滴下されるＴＥＯＳを含む処理液の最終的な濃度によって、例えば１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲において、任意に調整することができる。

【0053】

このようにコート層Ｇが軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成された磁性粉末１０（図８参照）に対して、上述の熱処理（第１の熱処理）を施すことにより、コート層Ｇ（第２の酸化物層Ｆ１２）の表面に第３の酸化物層Ｆ１３が形成される。

【0054】

（第１の熱処理）
第１の熱処理では、磁性粉末１０が還元性雰囲気において９００℃以下の温度に所定時間加熱される。コート層Ｇは、第２の酸化物層Ｆ１２として軟磁性金属粒子Ｐ１（第１の酸化物層Ｆ１１）の表面に残留する。第３の酸化物層Ｆ１３は、軟磁性金属粒子Ｐ１の成分元素であるＦｅが第１の酸化物層Ｆ１１および第２の酸化物層Ｆ１２を介して第２の酸化物層Ｆ１２の表面に拡散することで形成される。

【0055】

第１の熱処理における還元ガスには、水素（Ｈ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）などが挙げられるが、水素が好適である。熱処理炉も特に限定されず、ロータリーキルン等のような連続操業が可能な炉が好適であるが、これ以外にも、ロータリーハース、電気炉等も適用可能である。ロータリーキルン等を用いた第１の熱処理においては、磁性粉末を流動させることで、磁性粉末どうしの結合部を実質的に生成しないようにできる。熱処理温度は、第３の酸化物層Ｆ１３の形成に必要な温度であれば特に限定されず、典型的には、９００℃以下であり、好適には、６００℃〜８００℃である。処理時間は、熱処理温度に応じて適宜設定可能であり、熱処理温度が６００〜８００℃の場合は、例えば、１時間である。

【0056】

第１の熱処理が還元性雰囲気で実施されることにより、第３の酸化物層Ｆ１３内のＦｅは酸化によるスピネル形成が抑制され、第３の酸化物層Ｆ１３の結晶化が阻止される。このため、第３の酸化物層Ｆ１３は、第２の酸化物層Ｆ１２と同様にアモルファス状態（非晶質）が維持される。また、還元性雰囲気での熱処理により、第３の酸化物層Ｆ１３の厚みは３０〜５０ｎｍにとどまり、酸化性雰囲気での熱処理で形成される１００ｎｍ以上に達する第３の酸化物層Ｆ１３と比較して、高い透磁率が確保されるとともに、アモルファス状態の第２、第３の酸化膜層Ｆ１２，Ｆ１３により絶縁耐圧の向上も図ることができる。

【0057】

本発明者らは、コート層Ｇ（第２の酸化物層Ｆ１２）の厚みが異なる複数の磁性粉末サンプルを作製し、各磁性粉末サンプルについて、水素雰囲気（還元性雰囲気）下において８００℃で熱処理したときの透磁率と、大気雰囲気（酸化性雰囲気）下において８００℃で熱処理したときの透磁率とをそれぞれ同一の手法で測定した。その結果を図９に示す。図中、横軸は、第２の酸化物層Ｆ１２（アモルファスＳｉＯ_２膜）の厚みを示し、縦軸は、熱処理前の各磁性粉末サンプルの透磁率を１００％としたときの各磁性粉末サンプルの透磁率の値を示している。

【0058】

図９に示すように、第２の酸化物層Ｆ１２の厚みが大きくなるにつれて、熱処理前と比較したときの磁性粉末（磁性粒子）の透磁率の低下が大きくなる傾向にあるが、酸化性雰囲気での熱処理時と比較して、還元性雰囲気での熱処理時の方が、第２の酸化物層Ｆ１２の厚みがいずれの値の場合においても透磁率の低下率が低い。その理由は、酸化性雰囲気での熱処理では、第２の酸化膜を取り込みながら磁性粒子そのものの酸化が顕著に進行し、第３の酸化物層Ｆ１３の厚みが１００ｎｍ以上に及び、酸化物層全体の厚みが大きくなるためである。

【0059】

続いて本発明者らは、上記各磁性粉末サンプルについて、同一の手法で抵抗率を測定した。その結果を図１０に示す。図中、横軸は、第２の酸化物層Ｆ１２（アモルファスＳｉＯ_２膜）の厚みを示し、縦軸は、前処理実施前（第２の酸化物層Ｆ１２の形成前）における軟磁性金属粒子Ｐ１（第１の酸化物層Ｆ１１を含む）の抵抗率を１としたときの各磁性粉末サンプルの抵抗率の値を示している。

【0060】

図１０に示すように、還元性雰囲気で熱処理された磁性粉末サンプルは、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚が大きくなるほど抵抗率が向上し、膜厚１０ｎｍ以上で抵抗率が１００００倍（測定限界）にまで向上する。これに対して、酸化性雰囲気で熱処理された磁性粉末サンプルは、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚が大きくなるに従い、緩やかに上昇するものの、還元性雰囲気での熱処理には及ばない。その理由は、酸化性雰囲気での熱処理では、第２の酸化物層Ｆ１２が、磁性粒子の酸化時に取り込まれながら結晶性のＦｅとＳｉの酸化膜層を形成するのに対し、還元性雰囲気での熱処理では、第２、第３の酸化物層Ｆ１２，Ｆ１３がアモルファス状態を維持するためである。また、第２の酸化物層Ｆ１２の厚みの増加に伴い、抵抗率がさらに上昇するためである。

【0061】

図１１は、還元性雰囲気で熱処理した各磁性粉末サンプルを恒温槽内で２００℃に保持しながら、その抵抗率の時間変化を測定したときの一実験結果である。図中、横軸は、保持時間を示し、縦軸は、前処理実施前（第２の酸化物層Ｆ１２の形成前）における軟磁性金属粒子Ｐ１（第１の酸化物層Ｆ１１を含む）の抵抗率を１としたときの各磁性粉末サンプルの抵抗率の割合を示している。

【0062】

図１１に示すように、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚が２．５ｎｍ及び５ｎｍである磁性粉末サンプルについては、保持時間の経過とともに抵抗率が劣化し、膜厚が２．５ｎｍである磁性粉末サンプルでは膜厚が０ｎｍの磁性粉末サンプルの抵抗率にまで低下する。これに対して、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚が１０ｎｍである磁性粉末サンプルについては、抵抗率の劣化は認められなかった。このことから、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚が１０ｎｍ以上の場合に抵抗率の劣化は起こらないことが確認された。

【0063】

以上の結果から、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚を５ｎｍ以上２５ｎｍ以下とすることで、磁性粒子１１の透磁率低下を前処理前の４割以下（図９参照）に抑えることができるともに、抵抗率の劣化を抑えることができる。また、第２の酸化物層Ｆ１２の膜厚を１０ｎｍ以上２５ｎｍ以下とすることで、酸化性雰囲気で第１の熱処理を実施したときの磁性粉末の透磁率以上の透磁率を確保できるとともに（図９参照）、抵抗率の劣化のない安定した絶縁特性を確保することができる。

【0064】

（成形工程）
磁性部材１００，１００'は、磁性粒子１１の集合体を所定形状に成形後、加熱処理を施すことで作製される。成形体を得る方法については特に限定なく、加圧成形法や積層法などの適宜の成形方法が適用可能である。

【0065】

加圧成形法では、原料粒子（磁性粒子１１）に対して任意的にバインダ及び／又は潤滑剤を加えて撹拌した後に、例えば、１〜３０ｔ／ｃｍ^２の圧力をかけて所望の形状に成形する。この方法は、上述した巻線型チップインダクタの磁心（図６参照）などの作製に適用される。

【0066】

バインダとしては、熱分解温度が５００℃以下であるアクリル樹脂、ブチラール樹脂、ビニル樹脂などの有機樹脂を用いることができる。このような有機樹脂を用いることで、熱処理後に成形体に有機樹脂を残りにくくすることができる。潤滑剤としては、有機酸塩などが挙げられ、具体的には、ステアリン酸塩、ステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。潤滑剤の量は、原料粒子（磁性粒子１１）１００重量部に対して、例えば、０〜１．５重量部である。

【0067】

積層法では、原料粒子（磁性粒子１１）を含有する磁性体シートを複数積み重ねた後、熱圧着することにより積層体を作製する。この方法は、積層型インダクタなどの作製に用いられる。磁性体シートの作製に際しては、ドクターブレードやダイコータ等の塗工機を用いて、予め用意した磁性体ペースト（スラリー）がプラスチック製のベースフィルムの表面に塗工される。次に、そのベースフィルムを熱風乾燥機等の乾燥機を用いて、約８０℃、約５分の条件で乾燥させる。積層体は、ダイシング機やレーザ加工機等の切断機を用いて、部品本体サイズに切断される。

【0068】

（第２の熱処理）
第２の熱処理では、上述のようにして作製された成形体が、還元性雰囲気または酸化性雰囲気において７００℃以下の温度に所定時間加熱される。還元性雰囲気による第２の熱処理により、図３に示すように第３の酸化物層Ｆ１３に結合部Ｖ１が形成され、多数の磁性粒子１１が結合部Ｖ１を介して結合された磁性部材１００が作製される。さらに、第２の熱処理が還元性雰囲気で実施されることにより、第３の酸化物層Ｆ１３の結晶化を抑制することができる。これにより、絶縁耐圧に優れた磁性部材１００を製造することができる。

【0069】

一方、酸化性雰囲気による第２の熱処理では、図４に示すように、第３の酸化物層Ｆ１３の外周部に第４の酸化物層Ｆ１４が、主に第３の酸化物層Ｆ１３より拡散してくるＦｅと外部より供与されるＯにより形成される。第４の酸化物層Ｆ１４により結合部Ｖ１が形成され、多数の磁性粒子１１が結合部Ｖ１を介して結合された磁性部材１００'が作製される。酸化物雰囲気による第２の熱処理についても、この第４の酸化物層Ｆ１４が形成されるにことより第３の酸化物層Ｆ１３の結晶化をある程度抑制することが可能となる。これにより、ある程度の絶縁耐圧性を有し、第４の酸化物層Ｆ１４どうしで強固に結合した結合部Ｖ１を有する、強度に優れた磁性部材１００'を製造することができる。

【0070】

第２の熱処理における還元ガスには、水素（Ｈ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）などが挙げられるが、水素が好適である。第２の熱処理における酸化のためのガスには、大気（空気）が好適である。熱処理炉も特に限定されず、電気炉等の一般的な焼成炉が適用可能である。熱処理温度は、結合部Ｖ１の形成に必要な温度であれば特に限定されず、典型的には、７００℃以下である。処理時間は、熱処理温度に応じて適宜設定可能であり、熱処理温度が７００℃の場合は、例えば、５時間である。

【0071】

バインダや潤滑剤が添加された成形体においては、第２の熱処理前に、脱脂プロセスが行われてもよい。脱脂処理は、大気等の酸化性雰囲気中で、例えば５００℃、約１時間の条件で実施される。脱脂プロセスは、第２の熱処理と同一の炉で実施されてもよいし、異なる炉で実施されてもよい。脱脂プロセスが第２の熱処理と同一の炉で実施される場合は、雰囲気ガスや加熱温度を切り替えることで、脱脂プロセスと第２の熱処理とを連続して実施することができる。

【0072】

なお、上述の第１の熱処理および第２の熱処理は、一連の処理として実施されることで、より効果を発揮するが、何れか一方の熱処理のみが実施されてもよい。第１の熱処理の温度は第２の熱処理の温度より高いが、磁性粒子は流動しているために磁性粒子どうしの結合部を実質生成しない。このためＦｅの熱拡散により形成される第３の酸化膜Ｆ１３は、主としてより高温であり磁性粒子の流動している第１の熱処理によって安定的な一様な膜厚となるように形成される。これにより続けて行われる第２の熱処理において、還元性雰囲気の場合、予め形成された第３の酸化物層Ｆ１３を基礎として、強固な結合部Ｖ１を形成できる。また、酸化性雰囲気の場合、予め形成された第３の酸化膜Ｆ１３よりＦｅを供給されることでより均一な酸化物層Ｆ１４を形成することができ、この場合も強固な結合部Ｖ１を形成できる。

【0073】

第１の熱処理を行わない場合は、磁性体（磁性材料１００，１００'）を形成する前の原料粒子の段階で、第２の酸化物層Ｆ１２を軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成する前処理が施される。そして、第２の酸化物層Ｆ１２が表面に形成された軟磁性金属粒子Ｐ１を、磁性部材を成形するための加圧成形法もしくは積層法による成形工程にて成形した後、第２の熱処理温度（７００℃以下）で所定時間加熱する。この時必要に応じて、第２の熱処理の前に脱脂プロセスが行われてもよい。

【0074】

第２の熱処理では、その雰囲気が還元性雰囲気の場合は第３の酸化物層Ｆ１３が形成され、これが結合部Ｖ１を形成する。酸化性雰囲気の場合は第３の酸化物層Ｆ１３が形成され、その外周部にＦｅとＯを主成分とする酸化物層Ｆ１４が形成され、この酸化物層Ｆ１４が結合部Ｖ１を形成する。第３の酸化物層Ｆ１３を予め安定して一様に形成する効果は、第１の熱処理がされていないため得られない。第１の熱処理と第２の熱処理の両方を行う場合においては、第２の熱処理のみ行う場合に比べて強固な結合部Ｖ１を形成することができる。一方、第１の熱処理を省くことにより、安価な生産コストで一定水準の磁性部材を作製することができる。

【0075】

なおまた、第１の熱処理によって磁性粒子１１を作製した後、焼成工程（第２の熱処理）によって磁性部材を作製する場合に限られない。例えば、図１に示す磁性粒子１１を有機樹脂中に混合、分散させた複合材料によって磁性部材が構成されてもよい。この場合も、磁性体（磁性材料１００）を形成する前の原料粒子の段階で、第２の酸化物層Ｆ１２を軟磁性金属粒子Ｐ１の表面に形成する前処理が施される。そして、第２の酸化物層Ｆ１２が表面に形成された軟磁性金属粒子Ｐ１を還元性雰囲気において第１の熱処理温度（９００℃以下）で所定時間加熱した後、磁性部材を作成するための樹脂成型工程によって上述のように磁性部材が作製される。樹脂成型工程について、上述の方法によらず、既存の様々な方法を適宜援用しうる。このようにして、焼成工程を必要とすることなく所定形状の磁性部材を作製することができる。

【0076】

＜第２の実施形態＞
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態に係る磁性粒子２１の構造を模式的に示す断面図、図１３は、磁性粒子２１の多層酸化膜の層構造を説明する模式図である。

【0077】

本実施形態の磁性材料は、図１２に示す磁性粒子２１で構成される。磁性粒子２１は、軟磁性金属粒子Ｐ２と、軟磁性金属粒子Ｐ２の表面を覆う多層酸化膜Ｆ２とを備える。

【0078】

軟磁性金属粒子Ｐ２は、少なくともＦｅ（鉄）を含む軟磁性合金粒子で構成される。軟磁性合金粒子としては、Ｆｅと、Ｆｅより酸化しやすい２種の元素（元素Ｌ及びＭ）とを少なくとも含む合金である。元素Ｌと元素Ｍとは相異なり、いずれも、金属元素又はＳｉである。元素Ｌ及びＭが金属元素である場合は、典型的には、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｔｉ（チタン）などが挙げられ、好ましくは、ＣｒまたはＡｌであり、さらにＳｉ又はＺｒを含むことが好ましい。Ｆｅおよび元素Ｌ及びＭ以外に含まれていてもよい元素としてはＭｎ（マンガン）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）Ｐ（リン）、Ｓ（硫黄）、Ｃ（炭素）などが挙げられる。

【0079】

本実施形態において軟磁性金属粒子Ｐ２は、ＦｅＣｒＳｉ合金粒子で構成される。軟磁性金属粒子Ｐ２の組成は、典型的には、Ｃｒが１〜５ｗｔ％、Ｓｉが２〜１０ｗｔ％であり、不純物を除き、残りをＦｅとし全体で１００ｗｔ％である。

【0080】

多層酸化膜Ｆ２は、Ｆｅを含む結晶質の第１の酸化物層Ｆ２１と、Ｓｉを含む非晶質の第２の酸化物層Ｆ２２とを有する。第２の酸化物層Ｆ２２は、軟磁性金属粒子Ｐ２の表面と第１の酸化物層Ｆ２１の間に介在する。

【0081】

多層酸化膜Ｆ２は、軟磁性金属粒子Ｐ２に対して、第１の実施形態と同様な前処理及び加熱処理（第３の熱処理）を施すことにより形成される。

【0082】

前処理工程では、軟磁性金属粒子Ｐ２の表面に、第２の酸化物層Ｆ２２を構成する非晶質シリコン酸化膜（アモルファスＳｉＯ_２膜）が形成される。前処理の方法は特に限定されず、本実施系形態では、ゾルゲル法を用いたコートプロセスが用いられる。ゾルゲル法においては、典型的には、原料粒子（軟磁性金属粒子）、エタノールおよびアンモニア水を含む混合液中に、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）、エタノールおよび水を含む処理液を混合、撹拌した後、原料粒子をろ過・分離し、乾燥させることで、原料粒子の表面にＳｉＯ_２膜からなるコート層を形成することができる。

【0083】

本実施形態では、第１の実施形態と同様に、上記混合液に上記処理液を複数回に分けて滴下しながら混合することで、ＳｉＯ_２粒子の均一核形成を抑制しながら、軟磁性金属粒子Ｐ２の表面に第２の酸化物層Ｆ２２を構成するコート層（アモルファスＳｉＯ_２膜）を形成する。

【0084】

第３の熱処理工程では、第２の酸化物層Ｆ２２が形成された軟磁性金属粒子Ｐ２を酸化性雰囲気において４００℃以下の温度に所定時間加熱する。これにより、軟磁性金属粒子Ｐ２の成分元素であるＦｅの一部が第２の酸化物層Ｆ２２の表面に向けて拡散し、結晶質の第１の酸化物層Ｆ２１が形成される。熱処理温度を４００℃以下とすることで、軟磁性金属粒子Ｐ２の他の成分元素であるＳｉ，Ｃｒの拡散を抑制し、Ｆｅのみを選択的に拡散させることができる。

【0085】

以上のようにして、多層酸化膜Ｆ２を有する磁性粒子２１が作製される。このようにして作製された磁性粒子２１は、成形工程および第２の熱処理工程を経て、磁性粒子２１の集合体（焼成体）で構成された磁性部材が作製される。第２の熱処理工程では、磁性粒子２１の成形体が酸化性雰囲気において７００℃以下の温度で所定時間、熱処理される。

【0086】

図１４は、磁性粒子２１の集合体で構成された磁性部材２００の微細構造の一例を模式的に示す断面図である。図１５は、磁性材料２００における多層酸化膜Ｆ２０の構造を説明する模式図である。

【0087】

図１４に示すように、磁性部材２００は、全体としては、もともとは独立していた多数の磁性粒子２１どうしが結合してなる集合体、あるいは多数の磁性粒子２１からなる圧粉体で構成される。図１４には、３つの磁性粒子２１の界面付近が拡大して描写されている。

【0088】

隣接する磁性粒子２１どうしは、主として、それぞれの軟磁性金属粒子Ｐ２の周囲にある多層酸化膜Ｆ２０を介して結合し、結果として、一定の形状を有する磁性部材２００が構成される。部分的には、隣接する軟磁性金属粒子Ｐ２が、金属部分どうしで結合していてもよい。多層酸化膜Ｆ２を介して結合する場合、及び金属部分どうしで結合する場合のいずれにおいても、有機樹脂からなるマトリクスを実質的に含まないことが好ましい。

【0089】

多層酸化膜Ｆ２０は、第１〜第４の酸化物層Ｆ２１〜Ｆ２４を含む４層構造の酸化膜で構成され、軟磁性金属粒子Ｐ２により近い層（すなわち内側）から順に、第４の酸化物層Ｆ２４、第３の酸化物層Ｆ２３、第２の酸化物層Ｆ２２および第１の酸化物層Ｆ２１がそれぞれ形成される。

【0090】

多層酸化膜Ｆ２０における第１及び第２の酸化物層Ｆ２１，Ｆ２２は、磁性粉末２１の多層酸化膜Ｆ２における第１及び第２の酸化物層Ｆ２１，Ｆ２２にそれぞれ相当する。第３及び第４の酸化物層Ｆ２３，Ｆ２４は、第２の熱処理によって生成された酸化物層であり、軟磁性金属粒子Ｐ２の表面と第２の酸化物層Ｆ２２との間にそれぞれ形成される。

【0091】

第３の酸化物層Ｆ２３は、軟磁性金属粒子Ｐ２の成分元素であるＦｅとＣｒを含む結晶質の酸化物層であり、典型的には、Ｃｒ_２Ｏ_３が代表成分である。第４の酸化物層Ｆ２４は、軟磁性金属粒子Ｐ２の成分元素であるＦｅとＳｉを含む非晶質の酸化物層であり、典型的には、ＳｉＯ_２が代表成分である。第３の酸化物層Ｆ２３に含まれるＣｒおよび第４の酸化物層Ｆ２４に含まれるＳｉは、いずれも軟磁性合金粒子Ｐ２の組成成分であるＣｒおよびＳｉが拡散、析出したものに相当する。

【0092】

多層酸化膜Ｆ２０の存在により磁性部材２００全体としての絶縁性が担保される。多層酸化膜Ｆ２０の存在については、倍率約５０００倍の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の組成マッピングによって確認することができる。多層酸化膜Ｆ２０を構成する第１〜第４の酸化物層Ｆ２１〜Ｆ２４の存在については、倍率約２００００倍の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の組成マッピングによって確認することができる。第１〜第４の酸化物層Ｆ２１〜Ｆ２４の厚みについては、倍率約８０００００倍のＴＥＭのエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＳ）によって確認することができる。

【0093】

磁性部材２００は、図１４に示すように、軟磁性合金粒子Ｐ２どうしを結合する結合部Ｖ２を有する。結合部Ｖ２は、第１の酸化物層Ｆ２１の一部で構成され、複数の軟磁性合金粒子Ｐ２を相互に結合する。結合部Ｖ２の存在は、例えば、約５０００倍に拡大したＳＥＭ観察像などから視認することができる。結合部Ｖ２の存在により、機械的強度と絶縁性の向上が図られる。

【0094】

磁性部材２００は、その全体にわたり、隣接する軟磁性合金粒子Ｐ２が結合部Ｖ２を介して結合していることが好ましいが、部分的に多層酸化膜Ｆ２０を介さずに、軟磁性合金粒子Ｐ２どうしが結合されている領域が存在していてもよい。さらに、磁性部材２００は、結合部Ｖ２も、結合部Ｖ２以外の結合部（軟磁性合金粒子Ｐ２どうしの結合部）もいずれも存在せず単に物理的に接触又は接近するに過ぎない形態が部分的に含まれてもよい。さらに、磁性部材２００は部分的に空隙を有していてもよい。

【0095】

磁性部材２００は以上のように作製されるが、第３の熱処理を省略することも可能である。この場合、前処理により第２の酸化物層Ｆ２２が形成された軟磁性金属粒子Ｐ２の成形体を加圧成形法もしくは積層法の成形工程にて作製した後、酸化性雰囲気下において７００℃以下の温度で熱処理する。これにより、第１の酸化物層Ｆ２１、第３の酸化物層Ｆ２３、第４の酸化物層Ｆ２４および結合部Ｖ２が形成された磁性部材２００を作製することができる。

【0096】

第２の酸化物層Ｆ２２（コート層）の厚みは、処理液に含まれるＴＥＯＳの量で調整することができ、ＴＥＯＳの量が多いほど厚い膜を得ることができる。第２の酸化物層Ｆ２２の厚みは特に限定されないが、好ましくは、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。厚みが１ｎｍ未満の場合、第２の酸化物層Ｆ２２のカバレッジ性が悪くなり、絶縁特性の向上を図ることが困難になる。また、厚みが２０ｎｍを超えると、軟磁性合金粒子Ｐ２の充填率の低下により磁性部材２００の磁気特性が低下する傾向にある。

【0097】

また、第２の酸化物層Ｆ２２の厚みは、第４の酸化物層Ｆ２４の厚みと同等以上でもよいし、第４の酸化物層Ｆ２４の厚みよりも小さくてもよい。第２の酸化物層Ｆ２２の厚みを第４の酸化物層Ｆ２４の厚みと同等以上にすることで、第２の酸化物層Ｆ２２が存在しない場合と比較して、絶縁特性を効果的に高めることができる。一方、第２の酸化物層Ｆ２２の厚みを第４の酸化物層Ｆ２４の厚みよりも小さくすることで、第２の酸化物層Ｆ２２の存在による磁気特性（比透磁率など）の低下を抑えることができる。

【0098】

特に、第４の酸化物層Ｆ２４が、軟磁性合金粒子Ｐ２の表面全体を覆うように形成されるため、磁性体全体において、元素Ｍ（Ｃｒ）より元素Ｌ（Ｓｉ）の含有率が高いことが好ましい。第４の酸化物層Ｆ２４が存在することで、安定した絶縁性を得ることができる。また、元素Ｍの含有率を１．５〜４．５ｗｔ％とすることで、過剰な酸化を抑えつつ、第２及び第４の酸化物層Ｆ２２，Ｆ２４の厚みを薄くできる。また、ここで得られた第１、第２、第３および第４の酸化物層Ｆ２１〜Ｆ２４は、それぞれ結晶質、非晶質、結晶質および非晶質である。それぞれは、性質の異なる膜を交互に形成することで、絶縁性と酸化抑制とを併せ持つ酸化膜となり、必要以上の厚みを持たないことで、比透磁率を高くしつつ、絶縁性を併せ持つ磁性体を得ることになる。

【0099】

なおまた、第３の熱処理によって磁性粒子２１を作製した後、焼成工程（第２の熱処理）によって磁性部材を作製する場合に限られない。例えば、図１２に示す磁性粒子２１を有機樹脂中に混合、分散させた複合材料によって磁性部材が構成されてもよい。この場合も、磁性体（磁性材料２００）を形成する前の原料粒子の段階で、第２の酸化物層Ｆ２２を軟磁性金属粒子Ｐ２の表面に形成する前処理が施される。そして、第２の酸化物層Ｆ２２が表面に形成された軟磁性金属粒子Ｐ２を酸化性雰囲気において第３の熱処理温度（４００℃以下）で所定時間加熱した後、磁性部材を作成するための樹脂成型工程によって上述のように磁性部材が作製される。樹脂成型工程については、既存の様々な方法を適宜援用しうる。このようにして、焼成工程を必要とすることなく所定形状の磁性部材を作製することができる。

【0100】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

【0101】

例えば以上の実施形態では、磁性部材としてコイル部品あるいは積層インダクタの磁心を構成する磁性体を例に挙げて説明したが、これに限られず、モータ、アクチュエータ、ジェネレータ、リアクトル、チョークコイル等の電磁気部品に使用される磁性体にも、本発明は適用可能である。

【符号の説明】

【0102】

１０…磁性粉末
１１，２１…磁性粒子
１００，１００'，２００…磁性部材
Ｆ１，Ｆ１'，Ｆ２，Ｆ２０…多層酸化膜
Ｆ１１，Ｆ２１…第１の酸化物層
Ｆ１２，Ｆ２２…第２の酸化物層
Ｆ１３，Ｆ２３…第３の酸化物層
Ｆ１４，Ｆ２４…第４の酸化物層
Ｐ１，Ｐ２…軟磁性金属粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】