特開 2024-143808 複合磁性材料、圧粉磁心、及びパワーチョークコイル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143808

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】複合磁性材料、圧粉磁心、及びパワーチョークコイル

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/33 20060101AFI20241003BHJP

   H01F 1/26 20060101ALI20241003BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20241003BHJP

   H01F 37/00 20060101ALI20241003BHJP

   H01F 27/255 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H01F1/33

H01F1/26

H01F17/04 F

H01F37/00 A

H01F27/255

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056700

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 悠馬

(72)【発明者】

【氏名】小谷 淳一

【テーマコード（参考）】

5E041

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E041AA02

5E041AA03

5E041AA05

5E041AA06

5E041AA07

5E041AA11

5E041BB05

5E041BD12

5E041CA02

5E041NN04

5E041NN05

5E070AA01

5E070AB08

5E070BB03

(57)【要約】

【課題】比透磁率の低下を抑制しつつ、耐電圧が向上しうる複合磁性材料を提供する。
【解決手段】複合磁性材料は、鉄系軟磁性合金粒子と、無機絶縁粒子と、熱硬化性樹脂と、を含有する。各無機絶縁粒子の表面は、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されている。疎水基は、炭化水素鎖を備え、親水基は、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄系軟磁性合金粒子と、無機絶縁粒子と、熱硬化性樹脂と、を含有する複合磁性材料であり、
前記各無機絶縁粒子の表面は、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されており、
前記疎水基は、炭化水素鎖を備え、
前記親水基は、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える、
複合磁性材料。

【請求項2】

前記無機絶縁粒子の平均粒子径と前記鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径とは、式（１）の関係を満たす、
０．０９≦無機絶縁粒子の平均粒子径／鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径≦０．５ ・・・（１）
請求項１に記載の複合磁性材料。

【請求項3】

前記無機絶縁粒子の平均粒子径は、０．８μｍ以上４μｍ以下である、
請求項１又は２に記載の複合磁性材料。

【請求項4】

前記鉄系軟磁性合金粒子全体積に対する前記無機絶縁粒子の体積割合は、１．３体積％以上４．０体積％である、
請求項１又は２に記載の複合磁性材料。

【請求項5】

前記無機絶縁粒子全質量に対する前記両親媒性分子の割合は、１０質量％以上１００質量％以下である、
請求項１又は２に記載の複合磁性材料。

【請求項6】

前記無機絶縁粒子は、前記無機絶縁粒子１００質量％に対して、前記両親媒性分子を１０質量％以上１００質量％以下の割合で添加することで得られる被覆粒子を含む、
請求項１又は２に記載の複合磁性材料。

【請求項7】

請求項１又は２に記載の複合磁性材料の硬化物を含む、
圧粉磁心。

【請求項8】

請求項１又は２に記載の複合磁性材料の硬化物と、コイル導体部と、を備え、
前記コイル導体部は、前記複合磁性材料の硬化物で被覆されている、
パワーチョークコイル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複合磁性材料、圧粉磁心、及びパワーチョークコイルに関し、より詳細には複合磁性材料、複合磁性材料の硬化物を含む圧粉磁心及びパワーチョークコイルに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、例えば金属磁性粉末と熱硬化性樹脂とを含み、金属磁性粉末の充填率が６５体積％以上９０体積％以下である複合磁性体が開示されている。この複合磁性体には、更に熱硬化性樹脂以外の電気絶縁性材料を含みうること、電気絶縁性材料は、板状又は針状の粒子であることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－３０５１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の目的は、比透磁率の低下を抑制しつつ、耐電圧が向上しうる複合磁性材料を提供することにある。

【0005】

本開示の他の目的は、比透磁率の低下を抑制しつつ、耐電圧が向上しうる圧粉磁心、並びにパワーチョークコイルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る複合磁性材料は、鉄系軟磁性合金粒子と、無機絶縁粒子と、熱硬化性樹脂と、を含有する。前記各無機絶縁粒子の表面には、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されている。前記疎水基は、炭化水素鎖を有する。前記親水基は、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える。

【0007】

本開示の圧粉磁心は、前記複合磁性材料の硬化物を含む。

【0008】

本開示のパワーチョークコイルは、前記複合磁性材料の硬化物と、コイル導体部と、を備える。前記コイル導体部は、前記複合磁性材料の硬化物に被覆されている。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、比透磁率の低下を抑制しつつ、耐電圧が向上しうる、という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係る複合磁性材料を含む成形体の概略断面図である。

【図2】図２Ａは、実施形態に係る圧粉磁心を含む磁性素子の一例を示す概略の分解斜視図である。図２Ｂは、図２Ａにおける圧粉磁心を含む磁性素子の一例を示す概略の斜視図である。

【図3】図３Ａは、実施形態に係るパワーチョークコイルの一例を示すＸ－Ｘ線断面図である。図３Ｂは、同上の実施形態のパワーチョークコイルの概略を示す斜視図である。

【図4】図４は、同上の実施形態のパワーチョークコイルの変形例を示す断面図である。

【図5】図５は、比較例１、比較例２及び実施例１における磁場と比透磁率との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、比較例１、比較例３及び実施例２における磁場と比透磁率との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、比較例１、比較例４、実施例３及び実施例４における磁場と比透磁率との関係を示すグラフである。

【図8】図８は、比較例１、比較例５及び実施例５における磁場と比透磁率との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

１．概要
以下、本開示の一実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。以下の実施形態は、本開示の目的を達成できれば設計に応じて種々の変更が可能である。

【0012】

本実施形態の複合磁性材料は、鉄系軟磁性合金粒子と、無機絶縁粒子と、熱硬化性樹脂と、を含有する。各無機絶縁粒子の表面には、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されている。疎水基は、炭化水素鎖を有する。親水基は、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える。

【0013】

本実施形態の複合磁性材料によれば、電気絶縁性の成分である無機絶縁粒子が複合磁性材料中に含まれていても、比透磁率の低下を抑制しつつ耐電圧を向上させることができる。その理由は、下記のとおりであると推察される。ただし、本実施形態は、下記の理由の説明には拘束されない。

【0014】

従来、複合磁性材料中に電気絶縁性を有する成分を配合すると、成形体において電気絶縁性を有する成分が凝集しやすく、これにより軟磁性合金粒子等の充填率が低下し、その結果、成形体の比透磁率を低下させる傾向があった。さらに、電気絶縁性を有する成分が凝集することで耐電圧を低下させる傾向があった。これに対し、本実施形態の無機絶縁粒子は、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されている。具体的には、無機絶縁粒子の表面には、無機絶縁粒子の表面の成分と、親水基であるリン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方とが酸塩基相互作用によって結合し、両親媒性分子が吸着している。そして、無機絶縁粒子の表面における吸着側（すなわち親水基が吸着した側）とは反対側には疎水基である炭化水素鎖が存在する。このため、無機絶縁粒子同士に凝集が生じにくくなる。複合磁性材料の成形体において無機絶縁粒子が凝集しにくく、かつ分散しやすいことで、複合磁性材料の硬化物中で鉄系軟磁性合金粒子の充填率を高めやすくすることができる。そして、鉄系軟磁性合金粒子の充填率が高まると、磁力に与える作用を有する鉄系軟磁性合金粒子の割合が相対的に増加するため比透磁率が向上しうる、と考えられる。さらに、両親媒性分子で被覆された無機絶縁粒子は、複合磁性材料の硬化物中で互いに凝集しにくくなった状態で、鉄系軟磁性合金粒子同士の粒子間に介在している。そのため、複合磁性材料の硬化物の電気抵抗率が上昇しうる。これにより、複合磁性材料から作製される成形体の絶縁耐性、すなわち耐電圧を向上させることができる、と考えられる。

【0015】

本実施形態の複合磁性材料は、硬化させることで硬化物とすることができ、上述のとおり比透磁率及び耐電圧に優れるため、圧粉磁心、及びパワーチョークコイル等の磁性素子等の電子部品を作製するために好適に用いることができる。

【0016】

２．詳細
以下、本実施形態に係る複合磁性材料、圧粉磁心、及びパワーチョークコイルについて、順に詳細に説明する。

【0017】

（１）複合磁性材料
本実施形態の複合磁性材料は、既に述べたとおり、鉄系軟磁性合金粒子と、無機絶縁粒子と、熱硬化性樹脂と、を含有する。複合磁性材料に含まれうる成分の詳細について説明する。

【0018】

（鉄系軟磁性合金粒子）
鉄系軟磁性合金粒子は、導電性を有する。鉄系軟磁性合金粒子は、複合磁性材料中において分散している。

【0019】

鉄系軟磁性合金粒子は、鉄（Ｆｅ）を主原子として含む軟磁性合金粒子である。ここで、主原子とは、軟磁性合金粒子中に含まれる原子のうち質量換算して最も質量割合の高い原子のことをいう。例えば、鉄系軟磁性合金粒子中に含まれる全原子の質量に対して鉄原子は、５０質量％以上であることが好ましい。

【0020】

鉄系軟磁性合金粒子を構成する鉄系軟磁性合金は、適宜の組成を有する合金を採用できるが、例えば鉄以外の原子として、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選択される少なくとも一種の原子を含みうる。ただし、鉄以外の原子は前記に限られない。

【0021】

軟磁性合金粒子とは、軟磁性を有する合金を粒子状にした粒子である。本開示において、軟磁性合金が粒子状であることには、粉末状であることも含まれる。軟磁性合金粒子において粒子状であることは、粒子径を測定し、その粒子径が１００μｍ以下であるかどうかを確認することにより判断できる。本開示における鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径は、メジアン径Ｄ５０（５０％粒子径）を意味する。鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により鉄系軟磁性合金粒子の粒度分布を測定し、粒度分布から得られる積算値５０％となる体積基準の粒径を算出して得られる。鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径は、例えば３μｍ以上４０μｍ以下である。鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径がこの範囲内であると、複合磁性材料の成形体中での鉄系軟磁性合金の粒子の高い充填率を実現しやすい。また、鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径が４０μｍ以下であると、複合磁性材料から作製した成形体を高周波帯で使用しても成形体（例えば磁心）中での損失を低減することができ、特に過電流損失を低減しうる。また、鉄系軟磁性合金粒子は、粒度分布がそれぞれ異なる複数の粒子群の合金粒子を含みうる。この場合、複合磁性材料の成形体における鉄系軟磁性合金の充填率をより高めやすい。一例として、鉄系軟磁性合金粒子は、平均粒子径が３μｍ以上２０μｍ以下である粒子群の合金粒子（Ａ１）と、平均粒子径が２０μｍ以上４０μｍ以下である粒子群の合金粒子（Ａ２）とを含んでもよい。ただし、鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径は、前記のものに限られない。

【0022】

鉄系軟磁性合金の具体的な例としては、軟磁性鉄－シリコン（Ｆｅ－Ｓｉ）系合金、軟磁性鉄－アルミニウム（Ｆｅ－Ａｌ）系合金、軟磁性鉄－アルミニウム－シリコン（Ｆｅ－Ａｌ－Ｓｉ）系合金、軟磁性鉄－シリコン－クロム（Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ）系合金、軟磁性鉄－クロム（Ｆｅ－Ｃｒ）系合金、軟磁性鉄－ニッケル（Ｆｅ－Ｎｉ）系合金、軟磁性鉄－シリコン－ホウ素（Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ）系合金、軟磁性鉄－窒素（Ｆｅ－Ｎ）系合金、軟磁性鉄－炭素（Ｆｅ－Ｃ）系合金、軟磁性鉄－ホウ素（Ｆｅ－Ｂ）系合金、軟磁性鉄－リン（Ｆｅ－Ｐ）系合金、パーメンジュール（Ｆｅ－Ｃｏ）、軟磁性鉄－コバルト－バナジウム（Ｆｅ－Ｃｏ－Ｖ）系合金、Ｆｅ基アモルファス合金、Ｆｅ基ナノ結晶合金等を挙げることができる。

【0023】

複合磁性材料の固形分全量に対する鉄系軟磁性合金粒子の割合は、８９質量％以上９９質量％以下であることが好ましい。８９質量％以上であると、複合磁性材料から成形体（例えば磁心）を作製した場合の飽和磁束密度を低下しにくくすることができる。また、９９質量％以下であると、鉄系軟磁性合金粒子同士を結着させやすく、磁心としての形状を保持しやすい。本開示において、複合磁性材料の固形分全量とは、複合性磁性材料に含まれうる成分のうち揮発する成分、例えば溶剤等を除いた成分の合計量をいう。

【0024】

鉄系軟磁性合金粒子は、適宜の方法、例えば機械的粉砕、溶湯粉化、物理的粉化、及び化学的粉化等の方法により作製可能である。機械的粉砕としては、スタンプミル法、ボールミル法、及びハンマーミル法等が挙げられる。溶湯粉化としては、高圧水噴霧法（水アトマイズ法）、超高圧水噴霧法、ガス噴霧法（ガスアトマイズ法）、回転電極法、及び真空噴霧法等が挙げられる。物理的粉化又は化学的粉化としては、電気分解法、ガス還元法、固体還元法、カルボニル法、水素化物分解法、蒸発凝縮法、及びアマルガム法等が挙げられる。ただし、鉄系軟磁性合金粒子の作製方法は前記の方法に限られない。なお、鉄系軟磁性合金粒子は、適宜の分散剤、改質剤等により予め表面処理が施されていてもよい。

【0025】

（無機絶縁粒子）
無機絶縁粒子は、電気絶縁性を有する。具体的には、無機絶縁粒子は、電気絶縁性を有する無機系材料を粒子状にした粒子である。本実施形態では、無機絶縁粒子は、その表面に、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されている。なお、ここでいう無機系材料には、上述の鉄系軟磁性合金は含まれない。

【0026】

両親媒性分子は、疎水基と親水基とを有する化合物である。本実施形態では、疎水基は炭化水素鎖を備える。親水基は、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える。
親水基における炭化水素鎖とは、直鎖状、又は分岐状に炭化水素が連結する炭化水素基である。なお、両親媒性分子は、疎水基として、前記の炭化水素基以外の基を更に有していてもよく、また親水基としてリン酸基及びリン酸塩以外の基を更に有していてもよい。

【0027】

また、本実施形態では、無機絶縁粒子は、複合磁性材料の硬化物中で、鉄系軟磁性合金粒子の粒子間に介在しうる。すなわち、複合磁性材料の硬化物中において無機絶縁粒子は、複数の鉄系軟磁性合金粒子同士が接触しにくくなるように分散して存在しうる。このため、複合磁性材料の硬化物において、無機絶縁粒子は、耐電圧を向上させることに寄与しうる。

【0028】

本開示において、無機絶縁粒子が粒子状であることには、粉末状（粉体）であることも含まれる。また、本開示における無機絶縁粒子の平均粒子径とは、鉄系軟磁性合金粒子と同様、メジアン径Ｄ５０（５０％粒子径）を意味する。無機絶縁粒子の平均粒子径は、具体的には、レーザー回折・散乱法により、無機絶縁粒子の粒度分布を測定し、粒度分布から得られる積算値５０％となる体積基準の粒径を算出して得られる。無機絶縁粒子の平均粒子径は、０．８μｍ以上４μｍ以下であることが好ましい。この場合、成形体の比透磁率及び耐電圧がより向上しうる。

【0029】

無機絶縁粒子の平均粒子径と鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径とは、以下の関係を満たすことが好ましい。すなわち、無機絶縁粒子の平均粒子径をＤ_Ins、鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径をＤ_Condと表した場合に、Ｄ_Ins／Ｄ_Condで表される比が下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。

【0030】

０．０９≦Ｄ_Ins／Ｄ_Cond≦０．５ ・・・（１）
前記の比Ｄ_Ins／Ｄ_Condが０．０９以上であれば、複合磁性材料の硬化物において無機絶縁粒子が鉄系軟磁性合金粒子同士の粒子間により入り込んで介在しやすくなり、鉄系軟磁性合金粒子の充填率を更に高めやすい。このため、硬化物の比透磁率を更に高めやすい。また、前記の比Ｄ_Ins／Ｄ_Condが０．５以下であれば、複合磁性材料の硬化物における鉄系軟磁性合金粒子の充填率を高く維持しながら、耐電圧をより向上させることができる。Ｄ_Ins／Ｄ_Condは、０．２以上であればより好ましい。

【0031】

複合磁性材料中において、鉄系軟磁性合金粒子の体積を１００（体積％）とした場合に、鉄系軟磁性合金粒子全体積に対する無機絶縁粒子の割合は、１．３体積％以上４．０体積％以下であることが好ましい。無機絶縁粒子の割合が上記範囲内であると、複合磁性材料中の鉄系軟磁性合金粒子の充填性をより良好に高めることができる。このため、複合磁性材料の成形体の比透磁率をより向上させることができ、また耐電圧もより向上させることができる。

【0032】

無機絶縁粒子を構成する無機系材料は、適宜の絶縁性を有する無機系の成分を採用できる。無機系材料は、例えばタルク（含水ケイ酸マグネシウム）、シリカ（酸化ケイ素）、アルミナ（酸化アルミニウム）、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、及びマイカ（雲母）からなる群から選択される少なくとも一種を含む。窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素（ｈ－ＢＮ）を含むことが好ましい。

【0033】

本開示における、表面が両親媒性分子で被覆された無機絶縁粒子は、例えば以下のようにして作製可能である。ただし、表面が両親媒性分子で被覆された無機絶縁粒子の作製方法は以下の方法に限られない。

【0034】

無機絶縁粒子として絶縁性を有する粒子状の無機系材料と、分散剤と、を用意する。

【0035】

分散剤は、上述の両親媒性分子を含有する。このため、無機絶縁粒子の表面を両親媒性分子で特に被覆しやすい。分散剤は、例えばリン酸エステル系分散剤であることが好ましい。リン酸エステル系分散剤は、両親媒性分子を有し、疎水基は炭化水素鎖を備え、親水基はリン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える。より具体的には、分散剤は、例えばリン酸エステル系湿潤分散剤である。

【0036】

続いて、無機絶縁粒子と、分散剤と、必要により有機溶剤等の溶剤とを混合し、無機絶縁粒子を混合物中で分散させる。この場合において、無機絶縁粒子１００質量％に対する両親媒性分子の割合は、１０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。両親媒性分子の割合が１０質量％以上であると、複合磁性材料の成形体が高い比透磁率を維持でき、かつ耐電圧を向上させることできる。また、両親媒性分子の割合が１００質量％以下であれば、無機絶縁粒子の表面に十分な量の両親媒性分子で被覆することができるため、特に優れた比透磁率及び耐電圧が実現しやすい。前記の両親媒性分子の割合は、３０質量％以上であればより好ましい。前記の両親媒性分子の割合の上限は特に制限されず、例えば１００質量％である。

【0037】

これにより、両親媒性分子で被覆された無機絶縁粒子が得られる。

【0038】

（熱硬化性樹脂）
熱硬化性樹脂は、複合磁性材料の硬化物において、いわゆるバインダー（結着剤）として機能する。すなわち、熱硬化性樹脂は、複合磁性材料の硬化物において鉄系軟磁性合金粒子同士を結着させうる機能を有する。ただし、本実施形態においては、上述のとおり、複合磁性材料の硬化物中で鉄系軟磁性合金粒子同士の間には無機絶縁粒子が介在しているため、結着とは、鉄系軟磁性合金粒子同士すべてが結着されることには限られない。

【0039】

熱硬化性樹脂は、電気絶縁性を有しうる、そのため、複合磁性材料を硬化すると、熱硬化性樹脂は、軟磁性合金粒子同士の隙間を埋めるように入り込みうるため、複合磁性材料の成形体の電気絶縁性を高めうる。また、熱硬化性樹脂は、複合磁性材料を成形して硬化物を作製するにあたって成形性を確保しうる。

【0040】

熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド、有機リン酸化合物等を挙げることができるがこれに限られない。

【0041】

エポキシ樹脂としては、例えばフェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のアルキルフェノールノボラック型エポキシ樹脂；ナフトールノボラック型エポキシ樹脂；フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂；ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂；フェニレン骨格、ビフェニレン骨格等を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の多官能型エポキシ樹脂；トリフェニルメタン型エポキシ樹脂；テトラキスフェノールエタン型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；スチルベン型エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂；ビスフェノールＡ型ブロム含有エポキシ樹脂等のブロム含有エポキシ樹脂；ジアミノジフェニルメタンやイソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂；並びにフタル酸やダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンとの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種以上の成分が挙げられる。

【0042】

熱硬化性樹脂は、例えば液状であってもよいし、固体状であってもよい。

【0043】

複合磁性材料は、熱硬化性樹脂以外の硬化性を有する成分を含有してもよい。例えば、複合磁性材料は、光硬化性の成分を含有してもよい。

【0044】

鉄系軟磁性合金粒子全量に対する熱硬化性樹脂の割合は、複合磁性材料の形状、熱硬化性樹脂の種類、成形体に必要な特性に応じて適宜調整すればよいが、例えば１質量％以上１０質量％以下である。この範囲内であると、複合磁性材料の成形体の電気絶縁性を良好に維持しやすい。

【0045】

本開示の目的を逸脱しない限りにおいて、複合磁性材料は、上記以外の成分を含有してもよい。例えば、複合磁性材料は、上記以外の成分として、添加剤を含有しうる。添加剤としては、例えば改質剤、潤滑剤、硬化剤等が挙げられる。

【0046】

改質剤、又は潤滑剤は、複合磁性材料の硬化物中の鉄系軟磁性合金粒子の分散性を向上させたり、鉄系軟磁性合金粒子の表面を改質したりしうる。改質剤としては、例えばカップリング剤、及び界面活性剤等を挙げることができる。カップリング剤としては、シランカップリング剤、チタン系カップリング剤、チタンアルコキシド、及びチタンキレートからなる群から選択される少なくとも一種の成分を挙げることができる。界面活性剤としては、例えばイオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤を挙げることができる。

【0047】

また、潤滑剤としては、例えば有機金属石鹸等を挙げることができ、有機金属石鹸は、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、及びステアリン酸バリウムからなる群から選択される少なくとも一種の成分を挙げることができる。なお、改質剤及び潤滑剤は前記の成分に限られない。

【0048】

硬化剤としては、熱硬化性樹脂を硬化させうる成分であれば特に制限されない。なお、本開示においては、硬化剤には、硬化促進剤、硬化触媒、硬化助剤も含まれる。硬化剤としては、具体的には、例えばフェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、脂肪族アミン系硬化剤、及び芳香族アミン系硬化剤、並びにイミダゾール系硬化促進剤、第３級アミン類、及びリン化合物等を挙げることができる。

【0049】

（２）複合磁性材料の調製、及び成形体
本実施形態の複合磁性材料は、例えば以下のようにして調製することができる。

【0050】

まず、鉄系軟磁性合金粒子と、表面に両親媒性分子を有するように被覆処理が施された無機絶縁粒子（以下、「被覆無機絶縁粒子」ということがある。）と、熱硬化性樹脂と、を用意する。鉄系軟磁性合金粒子は、必要により、適宜の分散剤、改質剤、及び潤滑剤などにより予め表面処理等が施されていてもよい。

【0051】

そして、例えば混練可能な容器に鉄系軟磁性合金粒子と被覆無機絶縁粒子とを加え混合し、均一になるように分散させる。

【0052】

続いて、鉄系軟磁性合金粒子と被覆無機絶縁粒子とを混合させてから、熱硬化性樹脂を更に添加し、必要により更に添加剤、溶剤等を加え、これらの混合物を混練する。熱硬化性樹脂を添加するにあたっては、熱硬化性樹脂を予め溶剤に溶解させた状態で鉄系軟磁性合金粒子と被覆無機絶縁粒子とに添加してもよい。また、混練するにあたっては適宜の混練装置を採用可能である。混練する際の条件は、熱硬化性樹脂の種類、溶融開始温度等に応じて適宜調整すればよいが、例えば加熱温度は、熱硬化性樹脂が硬化を開始するよりも低い温度とすることができる。これにより、複合磁性材料が得られる。

【0053】

また、混練された複合磁性材料を適宜の温度で加熱することで、複合磁性材料を乾燥させてもよい。混練するにあたって有機溶剤等の溶剤を添加する場合には、溶剤が揮発しうる温度で加熱して乾燥することが好ましい。

【0054】

また、乾燥させた複合磁性材料を適宜の粉砕装置等により粉砕することで、複合磁性材料を粉末状にしてもよい。粉砕には、スタンプミル法、ボールミル法、及びハンマーミル法等を採用すればよい。また、粉砕してから更に分級することで、適宜の粒子径を有する複合磁性材料を作製してもよい。複合磁性材料の粒子径は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下とすることができるが、これに限られない。

【0055】

このように、複合磁性材料の形状又は性状は特に制限されない。複合磁性材料を粉末状（粉体）にすると、成形性を高めやすい。そのため、複合磁性材料の粉体は、例えば成形体を作製するための材料として特に好適に用いることができる。成形体を作製するには、まず、粉体の複合磁性材料を、金型に投入し、適宜の形状に加圧成形する。加圧時の条件は、適宜調整すればよいが、例えば１ｔｏｎ／ｃｍ²以上１０ｔｏｎ／ｃｍ²以上とすることができる。

【0056】

続いて、加圧成形後の複合磁性材料を加熱することで、熱硬化性樹脂を硬化させる。加熱温度及び加熱時間などの条件は、熱硬化性樹脂の種類等に応じて適宜調整すればよいが、加熱温度は、例えば１５０℃以上３００℃以下、加熱時間は１分以上１０時間以下である。

【0057】

これにより、複合磁性材料の硬化物が得られる。なお、本開示において、複合磁性材料の成形体は、複合磁性材料の硬化物を含む。

【0058】

図１には、本実施形態の複合磁性材料から作製される成形体１の概略の断面図を示している。図１に示されるように、成形体１は、鉄系軟磁性合金粒子２と、無機絶縁粒子３と、熱硬化性樹脂の硬化物４と、を含有している。すなわち、成形体１は、上記で説明した複合磁性材料を含んでいる。そして、鉄系軟磁性合金粒子２の粒子間には、無機絶縁粒子３が介在している。また、各無機絶縁粒子３の表面は、炭化水素鎖を有する疎水基と、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方の親水基と、を有する両親媒性分子で被覆されている。このため、複合磁性材料を含む成形体は、比透磁率の低下を抑制しつつ耐電圧の向上を実現しうる。

【0059】

（成形体及び硬化物の特性）
複合磁性材料の硬化物の初比透磁率とは、磁場を印加していない場合（すなわち、磁場０ｋＡ／ｍ）における比透磁率である。本開示における複合磁性材料の初比透磁率、及び磁場を印加した際の比透磁率は、後掲の実施例『（２－１）評価１：初比透磁率及び比透磁率』に記載の方法で測定し、算出可能である。

【0060】

複合磁性材料の硬化物の耐電圧は、７０Ｖ／ｍｍ以上であることが好ましい。この場合、複合磁性材料から作製される硬化物をインダクタ部品の磁心として用いると、磁心のリーク電流が良好に低減されうる。本開示における硬化物の耐電圧は、後掲の実施例『（２－２）評価２：耐電圧』に記載の方法で測定し、算出可能である。

【0061】

本実施形態の複合磁性材料は、上述のとおり、電気絶縁性の成分が含まれていても、成形体の比透磁率及び耐電圧の向上が両立できるものである。このため、本実施形態の複合磁性材料は、例えば加圧して、所望の形状に成形することで磁性素子、及び磁性素子に備えられる磁心を製造するために、好適に用いることができる。

【0062】

例えば、複合磁性材料は、磁気応答性の電子部品、例えば磁性素子であるインダクタ部品等を製造するために用いることができる。インダクタ部品としては、例えばインダクタ、ノイズフィルタ、リアクトル、及びトランス等が挙げられる。また、磁性素子の用途としては、特に限定されないが、例えば、ノイズフィルタの部品、及びインピーダンスマッチング回路の部品等が挙げられる。インダクタ部品は、例えばコイル線状の導体部と、コイル線状の導体部を被覆する被覆層とを備える。そのため、複合磁性材料から作製される成形体を、被覆層として用いることでインダクタ部品を作製しうる。特に、本実施形態の複合磁性材料の成形体１は、圧粉磁心１０及びパワーチョークコイル１１０等に好適に用いることができる。ただし、複合磁性材料の用途が前記に限られるという趣旨ではない。

【0063】

本実施形態の圧粉磁心１０及びパワーチョークコイル１１０の好ましい態様について、図面（図２Ａ～図４）を参照して説明する。

【0064】

（３）圧粉磁心
圧粉磁心１０は、例えば磁心を備える磁性素子に用いられる。圧粉磁心１０は、ダストコアと称されることもある。

【0065】

圧粉磁心１０は、上記の複合磁性材料の成形体１（硬化物）を含む。本実施形態の圧粉磁心１０は、例えば上記の複合磁性材料を加圧成形し、加熱することで得られる成形体である。

【0066】

圧粉磁心１０の形状は、磁性素子等の電子部品に用いるにあたっての適宜の形状に応じて設定すればよく、特に制限されないが、例えば円柱形状、多角柱形状、トロイダル形状、円盤形状等とすることができる。

【0067】

具体的には、図２Ａに一例として示す圧粉磁心１０は、空芯を有するように銅線が巻回されたコイル導体部２０に対し、コイル導体部２０の空芯を通る凸部１０２を有し、かつコイル導体部２０の巻回部分の周囲を覆うように本体部１０１を有して成形されている。図２Ａでは、コイル導体部２０は、例えば平角銅線を巻回して形成されたエッジワイズコイルであるが、これに限られない。

【0068】

図２Ａでは、同様の形状を有する２つの圧粉磁心１０（１１，１２）で、コイル導体部２０が、コイル導体部２０の空芯を通るように凸部１０２を配置して、空芯の上下方向から挟まれているチョークコイル１００の分解斜視図を示している。すなわち、コイル導体部２０と、圧粉磁心１０（１１，１２）とからチョークコイル１００が作製される（図２Ｂ参照）。圧粉磁心１１，１２に挟まれたコイル導体部２０のうち先端部２００（第１先端部２０１及び第２先端部２０２）は、圧粉磁心１１，１２を重ねた段階では各圧粉磁心１１，１２からはみ出しうるが、第１先端部２０１及び第２先端部２０２は、外部回路と接続しうる端子（接続端子）となりうる。また、接続端子は、圧粉磁心１１，１２にコイル導体部２０を挟んで重ねてから、コイル導体部２０の先端部２０１，２０２を互いに反対方向に折り曲げることにより、作製されうる。また、図２Ｂに示すように、圧粉磁心１１，１２にコイル導体部２０を挟んで重ねてから、圧粉磁心１０（１１，１２）の本体部１０１全体を覆うように樹脂でモールド成形を施すことで筐体５０が形成されてもよい。

【0069】

（４）パワーチョークコイル
パワーチョークコイルは、端子部間を流れる電気エネルギーを、磁気エネルギーとして蓄える受動素子である。具体的には、パワーチョークコイル１１０は、例えばコイル導体部２０を備える。コイル導体部２０は、２つの端子部（第１端２１１及び第２端２１２）を有する（図３Ａ参照）。パワーチョークコイル１１０は、コイル導体部２０における第１端子２１１と第２端子部２１２との間を流れる電流により磁気エネルギーを発生しうる。コイル導体部２０は、例えば平角銅線を巻回して形成されたエッジワイズコイルである。

【0070】

上述のとおり、複合磁性材料は、成形体１に高い比透磁率及び耐電圧を付与しうるため、パワーチョークコイル１１０を作製するために好適に用いることができる。本実施形態のパワーチョークコイル１１０は、複合磁性材料の硬化物と、コイル導体部２０と、を備えている。コイル導体部２０は、複合磁性材料の硬化物で被覆されている。なお、複合磁性材料の硬化物は、複合磁性材料の成形体１であるため、上述の圧粉磁心１０であってもよい。

【0071】

上述の図２Ｂのようなチョークコイル１００は、パワーチョークコイル１１０の一種といえるが、図３Ａ～図３Ｂに示すパワーチョークコイル１１０では、複合磁性材料とコイル導体部２０とが一体成形されている。具体的には、図３Ａの断面図で示されるように、パワーチョークコイル１１０において、コイル導体部２０は、複合磁性材料に被覆されて成形されることで、成形体１の内部に内蔵されている。すなわち、図２Ａ～図２Ｂに示すチョークコイル１００では、複合磁性材料の成形体（圧粉磁心１０）とコイル導体部２０とを別々に用意して組み立てるコイル組立型の磁性素子であるのに対し、図３Ａ～図３Ｂに示すパワーチョークコイル１１０は、コイル導体部２０を内包するように複合磁性材料とコイル導体部２０とが一体成形されたコイル埋設型の磁性素子といえる。

【0072】

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、パワーチョークコイル１１０は、成形体１の内部に空芯を有するコイル導体部２０を備えており、大きな電流が流れる用途にも適用でき、かつ小型化が可能である。

【0073】

コイル導体部２０は、第１端２１１及び第２端２１２を有する。第１端２１１及び第２端２１２は、各々の接続端子３０に接続されている。具体的には、第１端２１１は、第１の接続端子３１に接続されており、第２端２１２は、第２の接続端子３２に接続されている。また、コイル導体部２０の空芯部分は、複合磁性材料の硬化物（成形体１）で埋められており、このため、コイル導体部２０の空芯であった部分は、磁路となりうる。

【0074】

接続端子３０（第１の接続端子３１及び第２の接続端子３２）は、外部電極と接続されることにより、パワーチョークコイル１１０に電流を流すことができる。パワーチョークコイル１１０に電流が流れると、磁界が生じるが、磁路に複合磁性材料の成形体１を含むことで、比透磁率を低下させにくいことにより、パワーチョークコイル１１０は、良好に電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、磁気エネルギーを蓄えうる。また、パワーチョークコイル１１０は、耐電圧にも優れる。

【0075】

なお、図３Ｂに示すように、複合磁性材料の硬化物（成形体１）、コイル導体部２０の第１端２１１及び第２端２１２の外面を適宜の樹脂でモールド成形を施すことで筐体５１が形成されていてもよい。

【0076】

（変形例）
図４に示すパワーチョークコイル１１０も、図３Ａ及び図３Ｂと同様、複合磁性材料とコイル導体部２０とが一体成形されたコイル埋設型の磁性素子である。図４に示すパワーチョークコイル１１０では、コイル導体部２０として、例えばコイル線材、具体的には巻線コイル２０Ａが用いられている。パワーチョークコイル１１０では、巻線コイル２０Ａと複合磁性材料とが一体に成形されている。巻線コイル２０Ａは、第１端及び第２端（図示省略）を有し、巻線コイル２０Ａの第１端と第２端とのそれぞれが、各接続端子３０に接続されることで、パワーチョークコイル１１０に電流を流すことができる。本変形例のパワーチョークコイル１１０も、比透磁率が低下しにくく、耐電圧に優れる。

【0077】

（５）まとめ
上述の実施形態から明らかなように、本開示の下記の態様を含む。以下では、実施形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。

【0078】

第１の態様に係る複合磁性材料は、鉄系軟磁性合金粒子と、無機絶縁粒子と、熱硬化性樹脂と、を含有する。前記各無機絶縁粒子の表面は、疎水基と親水基とを有する両親媒性分子で被覆されている。前記疎水基は、炭化水素鎖を備え、前記親水基は、リン酸基とリン酸塩とのうち少なくとも一方を備える。

【0079】

この態様によれば、成形体の比透磁率を低下させにくくしつつ、耐電圧を向上できる。

【0080】

第２の態様に係る複合磁性材料は、第１の態様において、前記無機絶縁粒子の平均粒子径と前記鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径とは、式（１）の関係を満たす。

【0081】

０．０９≦無機絶縁粒子の平均粒子径／鉄系軟磁性合金粒子の平均粒子径≦０．５ ・・・（１）

【0082】

この態様によれば、成形体の比透磁率を更に高めやすく、また耐電圧をより向上させうる。

【0083】

第３の態様に係る複合磁性材料は、第１又は第２の態様において、前記無機絶縁粒子の平均粒子径は、０．８μｍ以上４μｍ以下である。

【0084】

この態様によれば、成形体の比透磁率及び耐電圧が更に向上しうる。

【0085】

第４の態様に係る複合磁性材料は、第１から第３のいずれか一の態様において、前記鉄系軟磁性合金粒子全体積に対する前記無機絶縁粒子の体積割合は、１．３体積％以上４．０体積％である。

【0086】

この態様によれば、成形体の高い比透磁率を維持でき、耐電圧をより向上させうる。

【0087】

第５の態様に係る複合磁性材料は、第１から第４のいずれか一の態様において、前記無機絶縁粒子全質量に対する前記両親媒性分子の割合は、１０質量％以上１００質量％以下である。

【0088】

この態様によれば、複合磁性材料の成形体が高い比透磁率を維持でき、かつ耐電圧を向上させることできる。また、両親媒性分子の割合が１００質量％以下であれば、無機絶縁粒子の表面に十分な量の両親媒性分子で被覆することができるため、特に優れた比透磁率及び耐電圧が実現しやすい。

【0089】

第６の態様に係る複合磁性材料は、第１から第５のいずれか一の態様において、前記無機絶縁粒子が、前記無機絶縁粒子１００質量％に対して、前記両親媒性分子を１０質量％以上１００質量％以下の割合で添加することで得られる被覆粒子を含む。

【0090】

この態様によれば、複合磁性材料の成形体が高い比透磁率を維持でき、かつ耐電圧を向上させることできる。また、両親媒性分子の割合が１００質量％以下であれば、無機絶縁粒子の表面に十分な量の両親媒性分子で被覆することができるため、特に優れた比透磁率及び耐電圧が実現しやすい。

【0091】

第７の態様に係る圧粉磁心（１０）は、第１から第６のいずれか一の態様の複合磁性材料の硬化物を含む。

【0092】

この態様によれば、比透磁率を低下させにくくしつつ、耐電圧の向上を両立して実現しうる圧粉磁心（１０）が得られる。

【0093】

第８の態様に係るパワーチョークコイル（１１０）は、第１から第６のいずれか一の態様の複合磁性材料の硬化物と、コイル導体部（２０）と、を備える。前記コイル導体部（２０）は、前記複合磁性材料の硬化物で被覆されている。

【0094】

この態様によれば、比透磁率を低下させにくくしつつ、耐電圧の向上を両立して実現しうるパワーチョークコイル（１１０）が得られる。

【実施例0095】

以下、本開示を実施例によって具体的に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されない。

【0096】

（１）実験１（複合磁性材料の調製）
［比較例１］
鉄系軟磁性合金粒子（以下、「合金粒子」ともいう。）として、平均粒子径Ｄ５０が９μｍであるＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系の金属粉末（ＦｅＳｉＣｒ系金属粉）を用意した。用意した合金粒子１００質量％に対し、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を４質量％、有機溶剤としてＭＥＫ（メチルエチルケトン）を混合した。比較例１では、無機絶縁粒子を添加していない。混合物を混練したのち、５０℃で３０分間乾燥することで溶剤を除去し、複合磁性材料（乾燥物）を調製した。

【0097】

乾燥物を粉砕機により粉砕し、続いて分級することで、１００μｍ～５００μｍの粒子径を有する複合磁性材料の粉体を得た。

【0098】

続いて、粉体を圧縮成形金型に添加し、加圧圧力２ｔ／ｃｍ²の条件で成形した。なお、後掲の評価のため、トロイダル形状を有する成形体と、円盤形状を有する成形体と、を準試験片として作製した。続いて、各準試験片の成形体を１７５℃で３時間加熱することにより硬化させ、複合磁性材料の硬化物を作製した。これにより、トロイダル形状の硬化物の試験片、及び円盤形状の硬化物の試験片を得た。硬化物の試験片の密度、及び合金粒子の充填率（体積％）は、表１にそれぞれ「密度（ｇ／ｃｍ³）」、及び「合金粒子充填率（体積％）」で示すとおりである。なお、硬化物の試験片の密度は、試験片の質量をマイクロメータで測長した試験片の体積で除して算出した。合金粒子の充填率は、下記式（２）から算出した。以下も同様である。下記式（２）において、試験片の密度をｄ_Mea、合金粒子の真密度をｄ_Met、無機絶縁粒子の真密度をｄ_Ins、熱硬化性樹脂の真密度をｄ_Res、合金粒子の充填率をａ_Met、複合磁性材料中における合金粒子１００質量％に対して、無機絶縁粒子質量％をＭ_Ins、熱硬化性樹脂の質量％をＭ_Res、両親媒性分子の質量％をＭ_Amp、とそれぞれ表した。

【0099】

ａ_Met＝ｄ_Mea×（１００／ｄ_Met）／（１００＋Ｍ_Ins＋Ｍ_Res＋Ｍ_Amp）×１００・・・（２）

【0100】

［実施例１、比較例２］
実施例１では、合金粒子として、平均粒子径（Ｄ５０）が９μｍであるＦｅＳｉＣｒ系金属粉を用意した。また、無機絶縁粒子として平均粒子径Ｄ５０が２μｍであるタルクを用意し、無機絶縁粒子１００質量％に対し３３質量％のリン酸エステル系湿潤分散剤、及び有機溶剤としてＭＥＫを適量添加することで撹拌し、無機絶縁粒子に表面処理を施し、被覆無機絶縁粒子を調製した。

【0101】

続いて、合金粒子と、被覆無機絶縁粒子とを混合してから、合金粒子１００質量％に対し、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を４質量％、有機溶剤としてＭＥＫを混合した。そして、混合物を混練したのち、５０℃で３０分間乾燥することで溶剤を除去し、複合磁性材料（乾燥物）を調製した。乾燥物を粉砕機により粉砕し、続いて分級することで、１００μｍ～５００μｍの粒子径を有する複合磁性材料の粉体を得た。

【0102】

比較例２では、実施例１と無機絶縁粒子がタルクであることは同様であるが、無機絶縁粒子に対して表面処理を施さなかった。それ以外は、実施例１と同様に、混合し、混練、乾燥、粉砕、分級することで１００μｍ～５００μｍの粒子径を有する複合磁性材料の粉体を得た。

【0103】

続いて、実施例１及び比較例２の各複合磁性材料の粉体について、比較例１と同様の条件で、粉体を圧縮成形し、トロイダル形状を有する成形体と、円盤形状を有する成形体と、を準試験片として作製し、準試験片である成形体を１７５℃で３時間加熱することにより硬化させた。これにより、トロイダル形状の硬化物の試験片、及び円盤形状の硬化物の試験片を得た。硬化物の試験片の密度、合金粒子の充填率（体積％）は表１に示すとおりである。

【0104】

［実施例２、比較例３］
実施例２では、実施例１における無機絶縁粒子を平均粒子径Ｄ５０が４μｍであるシリカに変更し、無機絶縁粒子を表面処理するにあたりリン酸エステル系湿潤分散剤の量を３５質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0105】

比較例３では、比較例２における無機絶縁粒子を平均粒子径Ｄ５０が４μｍであるシリカに変更した以外は、比較例２と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0106】

続いて、実施例２及び比較例３の各複合磁性材料の粉体について、比較例１と同様の条件で、粉体を圧縮成形し、トロイダル形状を有する成形体と、円盤形状を有する成形体と、を準試験片として作製し、準試験片である成形体を１７５℃で３時間加熱することにより硬化させた。これにより、トロイダル形状の硬化物の試験片、及び円盤形状の硬化物の試験片を得た。硬化物の試験片の密度、合金粒子の充填率（体積％）は表１に示すとおりである。

【0107】

［実施例３－４、比較例４］
実施例３では、実施例１における無機絶縁粒子を平均粒子径Ｄ５０が３μｍであるアルミナに変更し、無機絶縁粒子を表面処理するにあたりリン酸エステル系湿潤分散剤の量を２３質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0108】

実施例４では、実施例３におけるリン酸エステル系湿潤分散剤の量を３５質量％に変更したこと以外は、実施例３と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0109】

比較例４では、比較例２における無機絶縁粒子を平均粒子径Ｄ５０が３μｍであるアルミナに変更した以外は、比較例２と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0110】

続いて、実施例３－４及び比較例４の各複合磁性材料の粉体について、比較例１と同様の条件で、粉体を圧縮成形し、トロイダル形状を有する成形体と、円盤形状を有する成形体と、を準試験片として作製し、準試験片である成形体を１７５℃で３時間加熱することにより硬化させた。これにより、トロイダル形状の硬化物の試験片、及び円盤形状の硬化物の試験片を得た。硬化物の試験片の密度、合金粒子の充填率（体積％）は表１に示すとおりである。

【0111】

［実施例５、比較例５］
実施例５では、実施例１における無機絶縁粒子を平均粒子径Ｄ５０が３μｍである窒化ホウ素（六方晶窒化ホウ素）に変更し、無機絶縁粒子を表面処理するにあたりリン酸エステル系湿潤分散剤の量を４１質量％に変更したこと以外は、実施例１と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0112】

比較例５では、比較例２における無機絶縁粒子を平均粒子径Ｄ５０が３μｍである窒化ホウ素（六方晶窒化ホウ素）に変更した以外は、比較例２と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0113】

続いて、実施例５及び比較例５の各複合磁性材料の粉体について、比較例１と同様の条件で、粉体を圧縮成形し、トロイダル形状を有する成形体と、円盤形状を有する成形体と、を準試験片として作製し、準試験片である成形体を１７５℃で３時間加熱することにより硬化させた。これにより、トロイダル形状の硬化物の試験片、及び円盤形状の硬化物の試験片を得た。硬化物の試験片の密度、合金粒子の充填率（体積％）は表１に示すとおりである。

【0114】

（２）実験１の評価
（２－１）評価１：初比透磁率及び比透磁率
各実施例及び比較例において、外径φ１４ｍｍ、内径φ１０ｍｍ、厚さ約２ｍｍの寸法を有するトロイダル形状の成形体の硬化物の試験片に対し、φ０．６ｍｍ、被覆厚さ０．１５ｍｍを有する銀メッキ軟銅線を３０回巻回してから、ＬＣＲメータに接続し、１０ｋＨｚ条件で電流０Ａでのインダクタンスを測定した。得られた結果から、下記式（３）に基づき、比透磁率を算出した。式（３）中、Ｌはインダクタンス[Ｈ]、μ０は真空の透磁率[Ｈ／ｍ]、μｉは比透磁率、ｌｅは磁路長［ｍ］、Ａｅは断面積[ｍ²]、及びｎはコイルの巻き数をそれぞれ示し、［］内に示す字句は単位である。これにより算出された数値を表１に示す。

【0115】

Ｌ＝（μｉ）×（μ０）×ｎ²×Ａｅ／ｌｅ・・・（３）
続いて、磁場を印加した場合のインダクタンスを測定するために、上述の試験片に同様の条件で銅線を巻回したものに対し、直流バイアス電流を印加して、初比透磁率と同様にＬＣＲメータを用いて１０ｋＨｚの条件でインダクタンスを測定した。

【0116】

なお、印加磁場に対して必要な直流電流は、下記式（４）に基づき、算出した。式（４）中、Ｈｘは印加磁場［Ａ／ｍ］、ｌｅは磁路長［ｍ］、Ｉｘは印加電流［Ａ］、及びｎはコイルの巻き数をそれぞれ示し、［］内に示す字句は単位である。

【0117】

Ｈｘ＝ｎ／ｌｅ×Ｉｘ・・・（４）
表１に、磁場を印加していない場合（０ｋＡ／ｍ）における比透磁率（初比透磁率ともいう）と磁場が１２．４ｋＡ／ｍにおける比透磁率を示す。そして、印加磁場と比透磁率との関係を示すグラフを図５～図８に示す。図５～図８において、横軸は磁場［ｋＡ／ｍ］、縦軸は比透磁率である。図５は、比較例１と比較例２及び実施例１との結果を示している。図６は、比較例１と比較例３及び実施例２との結果を示している。図７は、比較例１と比較例４、実施例３及び実施例４との結果を示している。図８は、比較例１と比較例５及び実施例５との結果を示している。

【0118】

（２－２）評価２：耐電圧
各実施例及び比較例において、直径φ１２ｍｍ、厚さ約１ｍｍの寸法を有する円盤形状の成形体の硬化物の試験片の中心付近の両面をプローブで挟み、超高抵抗／微小電流計により、直流電圧１０Ｖを段階的に印加した。ディスチャージ時間は１秒、チャージ時間は１０秒とした。これにより得られた「リーク電流が１０ｍＡ以上となった時点での電圧［Ｖ］」から、下記式（５）に基づき、耐電圧を算出した。式（５）中、Ｅｘは耐電圧［Ｖ／ｍｍ］、Ｅｚは「リーク電流が１０ｍＡ以上となった時点の電圧」［Ｖ］、ｄは試験片の厚さ［ｍｍ］を示し、［］内に示す字句は単位である。その結果を表１の「耐電圧（Ｖ／ｍｍ）」の欄に示す。

【0119】

Ｅｘ＝（Ｅｚ－１０）／ｄ・・・（５）

【0120】

【表1】

【0121】

上記結果から明らかなように、無機絶縁粒子を添加していない比較例１と、表面処理を施していない無機絶縁粒子を添加した比較例２－５とを対比すると、図５～図８及び表１から明らかなように、比較例２－５では、いずれの無機絶縁粒子を用いても、比較例１よりも比透磁率が低下することが示された。

【0122】

これに対し、無機絶縁粒子を添加していない比較例１と、被覆無機絶縁粒子を添加した実施例１－５と、を対比すると、図５～図８及び表１から明らかなように、被覆無機絶縁粒子を添加した実施例１－５は、合金粒子の充填率が低下するものの、いずれの無機絶縁粒子を用いても、比較例１と同程度の比透磁率が得られることがわかった。さらに、比較例１に比べて、実施例１－５では、非常に高い耐電圧を実現できることが示された。

【0123】

また、比較例２－５と実施例１－５とについて、同じ種類の無機絶縁粒子で対比すると、被覆無機絶縁粒子を配合することにより、高い比透磁率が実現できることが示された。

【0124】

さらに、被覆無機絶縁粒子を添加した実施例１－５では、同じ種類の無機絶縁粒子で対比すると、被覆無機絶縁粒子を配合することにより高い耐電圧を実現できることが示された。

【0125】

（３）実験２（複合磁性材料の調製）
次に、上記実験１との対比のため、以下の実験を行った。

【0126】

［実施例６－２１、比較例６－１０］
実施例６－２１では、表２又は表３に示すように、無機絶縁粒子の「種類」、平均粒子径「Ｄ５０（μｍ）」、「添加量（対合金粒子（体積％））」、及び無機絶縁粒子表面の被覆に用いる分散剤の「添加量（対無機絶縁粒子（質量％））」のうち１つ又は複数を、上述の実施例１から変更して、実施例１と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0127】

また、比較例６－１０では、表２又は表３に示すように、無機絶縁粒子の「種類」、平均粒子径「Ｄ５０（μｍ）」、及び「添加量（対合金粒子（体積％））」のうち１つ又は複数を、上述の比較例２から変更して、比較例２と同様の条件で、複合磁性材料の粉体を作製した。

【0128】

そして、実施例６－２１及び比較例６－１０の各複合磁性材料の粉体についても、比較例１と同様の条件で、粉体を圧縮成形し、トロイダル形状を有する成形体と、円盤形状を有する成形体と、を準試験片として作製し、準試験片である成形体を１７５℃で３時間加熱することにより硬化させ、トロイダル形状の硬化物の試験片、及び円盤形状の硬化物の試験片を得た。

【0129】

（４）実験２の評価
上記の『（２－１）評価１：初比透磁率及び比透磁率』と同様の条件で、実施例６－２１、及び比較例６－１０についても、インダクタンスを測定し、初比透磁率及び比透磁率を算出した。その結果を、表２及び表３に示す。

【0130】

また、上記の『評価２：耐電圧』と同様の条件で、実施例６－２１、及び比較例６－１０についても、リーク電流が１０ｍＡ以上となった時点での電圧［Ｖ］」を測定し、耐電圧を算出した。その結果を、表２及び表３に示す。なお、表２及び表３には、対比のため上述の実験１（実施例１－５、及び比較例１－５）における結果も記載している。

【0131】

【表2】

【0132】

【表3】

【0133】

実験２においても、無機絶縁粒子を添加していない比較例１、及び表面処理を施していない無機絶縁粒子を添加した比較例６－１０と、被覆無機絶縁粒子を添加した実施例６－２１と、を対比しても、上記実験１と同様の傾向があることがわかった。すなわち、実施例６－２１では、いずれの無機絶縁粒子を用いても、比較例１と同程度の高い比透磁率、及び比較例１よりも非常に高い耐電圧が実現できることが示された。また、実施例６－２２と同じ種類の無機絶縁粒子の比較例６－１０とを対比すると、実施例６－２１では、比較例６－１０よりも、高い比透磁率を有し、かつ高い耐電圧を有することが示された。

【符号の説明】

【0134】

１ 成形体
２ 鉄系軟磁性合金粒子
３ 無機絶縁粒子
４ 熱硬化性樹脂の硬化物
１０，１１，１２ 圧粉磁心
２０ コイル導体部
１１０ パワーチョークコイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】