(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】
(24)【登録日】2022-08-29
(45)【発行日】2022-09-06
(54)【発明の名称】圧粉磁心の製造方法、圧粉磁心及びインダクタ
(51)【国際特許分類】
H01F 41/02 20060101AFI20220830BHJP
H01F 27/255 20060101ALI20220830BHJP
H01F 1/153 20060101ALI20220830BHJP
H01F 17/04 20060101ALI20220830BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20220830BHJP
B22F 3/00 20210101ALI20220830BHJP
B22F 3/24 20060101ALI20220830BHJP
C22C 38/00 20060101ALI20220830BHJP
【ＦＩ】
H01F41/02 C
H01F27/255
H01F1/153 108
H01F1/153 133
H01F17/04 F
H01F1/153 141
B22F1/00 Y
B22F3/00 B
B22F3/24 B
C22C38/00 303S
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2019545063
(86)(22)【出願日】2018-09-21
(86)【国際出願番号】 JP2018035066
(87)【国際公開番号】W WO2019065500
(87)【国際公開日】2019-04-04
【審査請求日】2021-03-24
(31)【優先権主張番号】P 2017190682
(32)【優先日】2017-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000134257
【氏名又は名称】株式会社トーキン
(74)【代理人】
【識別番号】100117341
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 拓哉
(74)【代理人】
【識別番号】100148840
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 健志
(74)【代理人】
【識別番号】100191673
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 久典
(72)【発明者】
【氏名】千葉 美帆
(72)【発明者】
【氏名】浦田 顕理
【審査官】五貫 昭一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１０３２６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／０２２２２７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－９４６５２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ ４１／０２
Ｈ０１Ｆ ２７／２５５
Ｈ０１Ｆ １／１５３
Ｈ０１Ｆ １７／０４
Ｂ２２Ｆ １／００
Ｂ２２Ｆ ３／００
Ｂ２２Ｆ ３／２４
Ｃ２２Ｃ ３８／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
非晶質軟磁性合金粉末を熱処理してナノ結晶粉末を得る工程と、前記ナノ結晶粉末と展性粉末と結合材とから造粒粉末を得る工程と、
前記造粒粉末を加圧成型して圧粉体を得る工程と、
前記結合材の硬化開始温度以上かつ前記非晶質軟磁性合金粉末の結晶化開始温度未満の温度で前記圧粉体を熱処理し、前記結合材を硬化させる工程と、を備え、
前記ナノ結晶粉末のナノ結晶化度は３０％以上である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項2】
請求項１に記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記展性粉末のビッカース硬度は４５０Ｈｖ未満であり、
前記ナノ結晶粉末に対する前記展性粉末の粒径比は１以下である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記展性粉末の添加量は１０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項4】
請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の圧粉磁心の製造方法であって、ナノ結晶粒径は４５ｎｍ未満である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項5】
請求項１から請求項４までのいずれか一つに記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記展性粉末のビッカース硬度は２５０Ｈｖ未満である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項6】
請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記展性粉末の添加量は２０ｗｔ％以上８０ｗｔ％以下である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項7】
請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記ナノ結晶粉末のナノ結晶化度は４５％以上であり、
前記ナノ結晶粉末におけるナノ結晶粒径は３５ｎｍ以下である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項8】
請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記ナノ結晶粉末に対する前記展性粉末の粒径比は０．２５以下である
圧粉磁心の製造方法。
【請求項9】
請求項１から請求項８までのいずれか一つに記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記非晶質軟磁性合金粉末は、組成式Ｆｅ（１００－ａ－ｂ－ｃ－ｘ－ｙ－ｚ）ＳｉａＢｂＰｃＣｒｘＮｂｙＣｕｚで表され、０≦ａ≦１７ａｔ％、２≦ｂ≦１５ａｔ％、０≦ｃ≦１５ａｔ％、０≦ｘ＋ｙ≦５ａｔ％、及び０．２≦ｚ≦２ａｔ％を満たすものであり、
前記展性粉末は、カルボニル鉄粉、Ｆｅ－Ｎｉ合金粉末，Ｆｅ－Ｓｉ合金粉末，Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金粉末、Ｆｅ－Ｃｒ合金粉末及び純鉄粉の中から選択された一つである
圧粉磁心の製造方法。
【請求項10】
請求項９に記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記非晶質軟磁性合金粉末に含まれるＦｅの３ａｔ％以下をＣｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｓ，Ｃ，Ｏ，Ｎ，Ｂｉ及び希土類元素の中から選ばれる１種類以上の元素で置換した
圧粉磁心の製造方法。
【請求項11】
請求項９に記載の圧粉磁心の製造方法であって、前記組成式は、０≦ａ≦８ａｔ％、４≦ｂ≦１３ａｔ％、１≦ｃ≦１１ａｔ％、０≦ｘ≦３ａｔ％、ｙ＝０ａｔ％及び０．２≦ｚ≦１．４ａｔ％を満たすものである
圧粉磁心の製造方法。
【請求項12】
請求項１から請求項１１までのうちのいずれか一つに記載された圧粉磁心の製造方法により製造された圧粉磁心であって、圧粉磁心を二等分する断面を想定したとき、その断面は１０ｍｍ２以上の断面積を有し、
前記断面において、前記圧粉磁心の表面から０．１ｍｍ深さに位置するナノ結晶に対する中心に位置するナノ結晶の結晶粒径比は１．３未満である
圧粉磁心。
【請求項13】
請求項１２に記載の圧粉磁心と、前記圧粉磁心に内蔵されたコイルと、を備える
インダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧粉磁心の製造方法、圧粉磁心及びインダクタに関する。
【背景技術】
【0002】
近年の電気機器や電子機器の小型、軽量、高速化への対応はめざましく、それに伴い電気機器や電子機器に用いられる磁性材料には、より高い飽和磁束密度と、より高い透磁率が求められている。そこで、高飽和磁束密度及び高透磁率を有する軟磁性合金粉末や、それを用いた圧粉磁心等を得るために、多様な技術が知られている。
【0003】
例えば、特許文献１には、非晶質合金磁粉と鉄粉とからなる複合圧粉磁心材料が開示されている。また、特許文献２には、軟磁性鉄基合金粉及び純鉄粉からなる圧縮成形用の軟磁性混合粉末が開示されている。また、特許文献３には、軟磁性材料粉末の間にＣｕが分散している圧粉磁心が開示されている。また、特許文献４には、第１の軟磁性合金粉末材料（非晶質粉末）と第２の軟磁性合金粉末材料（非晶質粉末，結晶性磁性粉末又はナノ結晶化済み粉末）とを使用して圧粉磁心を製造する方法が開示されている。さらに、特許文献５には、軟磁性金属粉末と純鉄粉末とを含む磁心用粉末が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平０７－０３４１８３号公報
【文献】特許６０８８２８４号公報
【文献】特開２０１４－１７５５８０号公報
【文献】特許６１０１０３４号公報
【文献】特開２０１７－０４３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１から特許文献５に記載された複合圧粉磁心材料等は、いずれも、加圧成型により圧粉体とした後にナノ結晶化を生じさせる比較的高い温度での熱処理を受ける必要がある。このような熱処理では、圧粉体の内部に熱がこもりやすく、ナノ結晶の析出状態が不均一になったり、結晶粒子が粗大化したりし、さらには熱暴走によって化合物が多量に析出したりする。その結果、圧粉磁心の磁気特性は劣化する。また、このような熱処理は、圧粉磁心の作製に使用できる結合材を制限したり、圧粉磁心と一体化されるコイル線材を劣化させたりするという問題点もある。
【0006】
そこで、本発明は、加圧成型後に比較的高い温度で熱処理を行わなくても所望の磁気特性を得ることができる圧粉磁心の製造方法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】
本発明の一の側面は、第１の圧粉磁心の製造方法として、
非晶質軟磁性合金粉末を熱処理してナノ結晶粉末を得る工程と、
前記ナノ結晶粉末と展性粉末と結合材とから造粒粉末を得る工程と、
前記造粒粉末を加圧成型して圧粉体を得る工程と、
前記結合材の硬化開始温度以上かつ前記非晶質軟磁性合金粉末の結晶化開始温度未満の温度で前記圧粉体を熱処理し、前記結合材を硬化させる工程と、を備える
圧粉磁心の製造方法
を提供する。
非晶質軟磁性合金粉末を熱処理してナノ結晶粉末を得る工程と、
前記ナノ結晶粉末と展性粉末と結合材とから造粒粉末を得る工程と、
前記造粒粉末を加圧成型して圧粉体を得る工程と、
前記結合材の硬化開始温度以上かつ前記非晶質軟磁性合金粉末の結晶化開始温度未満の温度で前記圧粉体を熱処理し、前記結合材を硬化させる工程と、を備える
圧粉磁心の製造方法
を提供する。
【0008】
また、本発明の他の側面によれば、第１の圧粉磁心として、第１の圧粉磁心の製造方法により製造された圧粉磁心であって、
圧粉磁心を二等分する断面を想定したとき、その断面は１０ｍｍ２以上の断面積を有し、
前記断面において、前記圧粉磁心の表面から０．１ｍｍ深さに位置するナノ結晶に対する中心に位置するナノ結晶の結晶粒径比は１．３未満である
圧粉磁心
が得られる。
圧粉磁心を二等分する断面を想定したとき、その断面は１０ｍｍ２以上の断面積を有し、
前記断面において、前記圧粉磁心の表面から０．１ｍｍ深さに位置するナノ結晶に対する中心に位置するナノ結晶の結晶粒径比は１．３未満である
圧粉磁心
が得られる。
【0009】
また、本発明のさらに他の側面によれば、
前記第１の圧粉磁心と、
前記第１の圧粉磁心に内蔵されたコイルと、を備える
インダクタが得られる。
前記第１の圧粉磁心と、
前記第１の圧粉磁心に内蔵されたコイルと、を備える
インダクタが得られる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の圧粉磁心の製造方法では、圧粉体に対して結合材を硬化させるのに必要な比較的低い温度での熱処理を行うだけでよい。これにより、比較的高い温度での熱処理による磁気特性の劣化やコイル線材の劣化を抑制することができ、所望の特性を有する圧粉磁心及びそれを含むインダクタを得ることができる。また、圧粉磁心の作製に使用可能な結合材の選択肢が増加する。
【0011】
添付の図面を参照しながら下記の最良の実施の形態の説明を検討することにより、本発明の目的が正しく理解され、且つその構成についてより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施の形態による圧粉磁心の製造方法に用いられる非晶質軟磁性合金粉末のＤＳＣ測定結果を示すグラフである。
【図2】本発明の一実施の形態による圧粉磁心の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図3】従来の圧粉磁心の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明の一実施の形態による圧粉磁心の製造方法を用いて製造されるインダクタを示す斜視透視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明については多様な変形や様々な形態にて実現することが可能であるが、その一例として、図面に示すような特定の実施の形態について、以下に詳細に説明する。図面及び実施の形態は、本発明をここに開示した特定の形態に限定するものではなく、添付の請求の範囲に明示されている範囲内においてなされる全ての変形例、均等物、代替例をその対象に含むものとする。
【0014】
図１を参照して、まず、本発明の一実施の形態による圧粉磁心の製造方法に使用される非晶質軟磁性合金粉末（以下、非晶質性粉末という）の特性について説明する。図１は、本実施の形態において使用される非晶質性粉末を、所定の昇温速度となるように加熱し続けた場合に得られるＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry：示差走査熱量測定）曲線１０を示している。図１のＤＳＣ曲線１０は、２つの発熱ピーク１１，１５を持っている。これらの発熱ピークのうち、低温側のピークはｂｃｃＦｅ結晶（ナノ結晶）の析出に伴うものである。高温側のピークは不純物となる化合物（Ｆｅ－Ｂ系化合物やＦｅ－Ｐ系化合物等）の析出に伴うものである。ここで、ベースライン２０と第１上昇接線３２（第１立ち上がり部１２のうちの最も正の傾きの大きい点を通る接線）との交点にて定まる温度を第１結晶化開始温度Ｔｘ１という。また、ベースライン２１と第２上昇接線４２（第２立ち上がり部１６のうちの最も正の傾きの大きい点を通る接線）との交点にて定まる温度を第２結晶化開始温度Ｔｘ２という。
【0015】
図１から理解されるように、非晶質性粉末を比較的高い温度で熱処理すると、化合物が析出する。析出した化合物（不純物）は、微量であれば圧粉磁心の磁気特性を劣化させないが、多量になると磁気特性を劣化させる。したがって、非晶質性粉末の熱処理において、化合物の析出はできるだけ避けなければならない。換言すると、非晶質性粉末の熱処理温度はできるだけ低いことが望ましい。なお、第１結晶化開始温度Ｔｘ１及び第２結晶化開始温度Ｔｘ２は、非晶質性粉末の組成等に依存する。高い飽和磁束密度Ｂｓを実現するために選択される軟磁性材料は、通常Ｆｅを主成分とする。Ｆｅを主成分とする軟磁性材料（非晶質性粉末）の第１結晶化開始温度Ｔｘ１は、一般に３００℃以上となる。
【0016】
【0017】
まず、粉末熱処理工程Ｐ１のステップＳ２１において、所定の温度条件で熱処理し、ナノサイズの微結晶（ナノ結晶）が析出したナノ結晶（化）粉末を得る。ナノ結晶の析出には加熱時間等も関係するため、ナノ結晶の析出は結晶化開始温度（Ｔｘ１）よりも低い温度でも生じる。通常、この熱処理は、ナノ結晶の適切な析出と化合物の析出抑制とを両立させるため、「第一結晶化開始温度Ｔｘ１－５０℃」以上、「第二結晶化開始温度Ｔｘ２」未満で行われる。熱処理においては、抵抗加熱、誘導加熱、レーザー加熱、赤外線加熱などの電気式や燃焼式など一般的な加熱設備を使用することが可能である。処理形式としても、バッチ式、ローラーやコンベアを用いた連続式、回転式など一般的な設備を使用することが可能である。また、熱処理する際の雰囲気は、粉末の表面酸化を抑制するためには不活性雰囲気が望ましい。しかしながら、特定の目的のために大気等の酸化雰囲気や水素等の還元雰囲気を用いることも可能である。
【0018】
次に、磁心作製工程Ｐ２に進み、ステップＳ２２において、ステップＳ２１で得られたナノ結晶粉末に展性粉末を添加し、十分に混合して混合粉末を得る。次いで、ステップＳ２３において、混合粉末と結合材とを混合し、得られた混合物に対して粒度調整を行い、造粒粉末を得る。次に、ステップＳ２４において、金型を用いて造粒粉末を加圧成型し、圧粉体を得る。最後に、ステップＳ２５において、圧粉体を熱処理し、結合材を硬化させる。この熱処理は、結合材の硬化開始温度以上で行うが、ナノ結晶粉末のさらなる結晶化（結晶化の進行）を生じさせないように、出来るだけ低い温度で行う。こうして、圧粉磁心が製造される。なお、熱処理する際の雰囲気は、粉末の表面酸化を抑制するためには不活性雰囲気が望ましい。しかしながら、結合材の硬化反応の制御など、特定の目的のために大気等の酸化雰囲気を用いてもよい。
【0019】
ここで比較のため、従来の圧粉磁心の製造方法を、図３を参照して説明する。まず、ステップＳ３１において、非晶質性粉末に展性粉末を添加し、十分に混合し、混合粉末を得る。次いで、ステップＳ３２において、混合粉末と結合材とを混合し、さらに粒度調整して造粒粉末を得る。使用する結合材は、成形後の熱処理温度を考慮して、シリコーン系などの耐熱性が高く絶縁性が良好な結合材を使用する。その後、ステップＳ３３において、金型を用いて造粒粉末を加圧成型して圧粉体を作製する。最後に、ステップＳ３４において、圧粉体を不活性雰囲気にて熱処理し、結合材の硬化と非晶質性粉末のナノ結晶化とを行い、圧粉磁心を得る。
【0020】
上述したように、図３に示す従来の方法では、加圧成型後にナノ結晶化のために比較的高い温度での熱処理を行う。ナノ結晶が析出する温度は、先述した通り一般に３００℃以上である。そのため、この方法では、耐熱性の低い結合材を使用することはできない。また、ナノ結晶化反応は発熱反応であるため、成形体（磁心）の内部に熱がこもりやすい。そのため、ナノ結晶の析出状態が不均一になったり、粒子が粗大化したり、さらには熱暴走によって化合物が多量に析出する。その結果、磁気特性が劣化する。このような磁気特性の劣化は、断面積が１０ｍｍ２以上の圧粉磁心を作製した場合に顕著となる。特に、圧粉磁心の断面において、断面中心に位置するナノ結晶の粒径と磁心の表面から０．１ｍｍの位置に位置するナノ結晶の粒径との比（結晶粒径比（中心／表面））が１．３を超える場合には、磁気特性の劣化が大きい。なお、圧粉磁心の断面におけるナノ結晶粒径は、電子顕微鏡による組織観察において求めることができる。圧粉磁心の断面は、圧粉磁心を冷間樹脂中に埋め込み硬化し、研磨することで作製することができる。本実施の形態では、断面として圧粉磁心を二等分する面を想定している。結晶粒径は、圧粉磁心断面の組織写真において、所定位置における結晶粒を３０個以上ランダムに選択し、各粒子の長径と短径を測定して算出した平均値とすることができる。所定位置は、断面の中心及びその近傍と、表面から０．１ｍｍの距離にある線上とする。
【0021】
本実施の形態による圧粉磁心の製造方法においては、予めナノ結晶化した軟磁性粉末を展性粉末とともに用いる。粉末状態で熱処理を行うので、圧粉体を熱処理するときのような熱分布の不均衡や熱暴走が生じにくい。また、展性粉末を添加するので、加圧成型時にナノ結晶粉末に生じる応力を低減し、ナノ結晶粉末の磁気特性の劣化を抑えることができる。さらに、圧縮成型後の熱処理を、結合材を硬化させるのに必要な温度で、結晶化を生じさせないようあるいは進行させないように行うことで、比較的高い温度での熱処理によって生じる問題を解決する。具体的には、高温の熱処理によって生じ得る磁心内部のナノ結晶構造の不均一化を抑え、熱暴走の発生も抑える。これにより、発熱量の大きな材料（高Ｆｅ含有率）を用いることを可能にし、高い磁束飽和密度Ｂｓを実現することができる。また、より大型の圧粉磁心の作製が可能になり、またはより高い充填率の（小型の）圧粉磁心の作製が可能になる。こうして、本実施の形態によれば、高い飽和磁束密度を持ち、コアロスの少ない優れた磁気特性を有する圧粉磁心を作製することができる。さらに、熱処理温度が低いことから、結合材の選択肢が増えるとともに、コイル線材の劣化を防止することができる。
【0022】
以下、図２を参照しつつ、実施の形態による圧粉磁心の製造方法についてより詳細に説明する。
【0023】
まず、ステップＳ２１において、非晶質性粉末に熱処理を行い、ナノ結晶を析出させる。使用する非晶質性粉末は、組成式Ｆｅ（１００－ａ－ｂ－ｃ－ｘ－ｙ－ｚ）ＳｉａＢｂＰｃＣｒｘＮｂｙＣｕｚで表され、０≦ａ≦１７ａｔ％、２≦ｂ≦１５ａｔ％、０≦ｃ≦１５ａｔ％、０≦ｘ＋ｙ≦５ａｔ％、及び０．２≦ｚ≦２ａｔ％を満たす合金粉末である。非晶質性粉末は、公知の方法で製造することができる。たとえば、非晶質性粉末は、アトマイズ法で製造することができる。また、非晶質性粉末は、合金薄帯を粉砕して製造してもよい。
【0024】
非晶質性粉末において、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。
【0025】
非晶質性粉末において、Ｓｉは非晶質相形成を担う元素である。Ｓｉは、必ずしも含まれなくても良いが、添加することでΔＴを広くして、安定的な熱処理を可能にする。ここで、ΔＴは、第１結晶化開始温度Ｔｘ１と第２結晶化開始温度Ｔｘ２との差（図１参照）である。ただし、Ｓｉの割合が１７ａｔ％よりも多いとアモルファス形成能が低下し、非晶質を主相とする粉末が得られない。
【0026】
非晶質性粉末において、Ｂは非晶質相形成を担う必須元素である。Ｂの割合が２ａｔ％より少ないと急冷によるアモルファス相の形成が困難になり、熱処理後の軟磁気特性が低下する。また、Ｂの割合が１５ａｔ％より多いと、融点が高くなり製造上好ましくなく、アモルファス形成能も低下する。
【0027】
非晶質性粉末において、Ｐは非晶質相形成を担う元素である。Ｐを添加することで微細で均一なナノ結晶組織を形成しやすく、良好な磁気特性を得ることができる。Ｐの割合が１５ａｔ％より多いと、他のメタロイド元素とのバランスが悪くなりアモルファス形成能が低下すると同時に、飽和磁束密度Ｂｓが著しく低下する。
【0028】
非晶質性粉末において、Ｃｒ及びＮｂは必ずしも含まれていなくてもよい。しかしながら、Ｃｒを添加することで粉末表面に酸化膜が形成され、耐食性が向上する。また、Ｎｂを添加することでナノ結晶化の際にｂｃｃ結晶粒成長を抑制する効果があり、微細なナノ結晶構造を形成しやすくなる。ただし、Ｃｒ及びＮｂを添加することで相対的にＦｅ量が減少するので飽和磁束密度Ｂｓが低下し、また、アモルファス形成能が低下する。したがって、Ｃｒ及びＮｂは、両者を合わせて５ｗｔ％以下であることが好ましい。
【0029】
非晶質性粉末において、Ｃｕは微細結晶化に寄与する必須元素である。Ｃｕの割合が０．２ａｔ％より少ないと、ナノ結晶化熱処理時のクラスター析出が少なく均一なナノ結晶化が難しい。一方、Ｃｕの割合が２ａｔ％を超えるとアモルファス形成能が低下し、アモルファス性の高い粉末を得るのが難しい。
【0030】
非晶質性粉末において、Ｆｅ一部を、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｗ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｄ，Ｋ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｓ，Ｃ，Ｏ，Ｎ，Ｂｉ及び希土類元素から選ばれる１種類以上の元素と置換することが好ましい。このような元素が含まれることにより、熱処理後の均一なナノ結晶化が容易となる。但し、この置換において、Ｆｅのうち上記元素に置換される原子量（置換原子量）は、磁気特性、非晶質形性能、融点等の溶解条件および原料価格に悪影響のない範囲内とする必要がある。より具体的には、好ましい置換原子量は、Ｆｅの３ａｔ％以下である。
【0031】
なお、非晶質性粉末は、完全な非晶質でなくてもよい。たとえば、非晶質性粉末は、製造の過程で形成される初期結晶成分を含んでいてもよい。初期結晶成分は、Ｆｅ基ナノ結晶合金粉末の磁気特性が劣化する一因になる。詳しくは、初期析出物に起因して、Ｆｅ基ナノ結晶合金粉末において１００ｎｍを超える粒径を有するナノ結晶が析出する場合がある。１００ｎｍを超える粒径のナノ結晶は、少量析出しただけで磁壁の移動を阻害し、Ｆｅ基ナノ結晶合金粉末の磁気特性を劣化させる。このため、初期結晶成分の割合（初期結晶化度）は１０％未満が好ましく、特に、良好な磁気特性を得るためには、初期結晶化度は３％未満が好ましい。初期結晶化度は、Ｘ線回析（ＸＲＤ：X‐ray diffraction）による測定結果をＷＰＰＤ法（Whole-powder-pattern decomposition method）によって解析することで算出できる。尚、上記初期結晶化度は非晶質性粉末全体における初期結晶成分全体の体積比であり、該粉末を構成する個々の粒子における結晶化度を指すものではない。
【0032】
非晶質性粉末を熱処理して得られるナノ結晶粉末において、析出させた結晶相は、ｂｃｃＦｅ（αＦｅ（－Ｓｉ））に加えて化合物相（Ｆｅ－Ｂ、Ｆｅ－Ｐ、Ｆｅ－Ｂ－Ｐなど）を含んでいてもよい。ナノ結晶粉末の磁気特性が応力によって劣化するのを抑制するため、析出させるナノ結晶の結晶粒径（平均粒径）は４５ｎｍ未満が望ましく、ナノ結晶の析出割合（結晶化度）は３０％以上がよい。特に、得られたナノ結晶粉末を用いて圧粉磁心を作製した場合により良好な磁気特性を得るためには、ナノ結晶の平均粒径は３５ｎｍ以下が好ましく、結晶化度は４５％以上であることが好ましい。また、化合物相の結晶粒径（平均粒径）は３０ｎｍ未満が望ましく、より良好な磁気特性を得るためには２０ｎｍ以下が良い。すなわち、結晶化度と結晶粒径を上記範囲とすることによって、ナノ結晶粉末自身が応力によって磁気特性劣化するのを効果的に抑制できる。なお、結晶化度及び結晶粒径は、熱処理における保持温度・保持時間・昇温速度の調整により変更可能である。また、ナノ結晶の平均粒径及び結晶化度は、Ｘ線回析（ＸＲＤ：X‐ray diffraction）による測定結果をＷＰＰＤ法（Whole-powder-pattern decomposition method）によって解析することで算出できる。
【0033】
次に、ステップＳ２２において、ナノ結晶粉末に展性粉末を添加し、十分に混合して混合粉末を得る。展性粉末は、圧粉磁心を作製する際（加圧成型の際）に所望の展性を示し、ナノ結晶粉末への応力歪みを低減するように、そのビッカース硬度が４５０Ｈｖ未満であることが好ましい。加えて、磁気特性を向上させるためには、展性粉末のビッカース硬度は、２５０Ｈｖ未満であることが好ましい。また、ナノ結晶粉末に対する展性粉末の粒径比（展性粉末の平均粒径／ナノ結晶粉末の平均粒径）は優れた磁気特性を得るために１以下であればよく、好ましくは０．２５未満であればよい。また、展性粉末の含有率は、１０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下が好ましく、特に優れた磁気特性を得るためには２０～８０ｗｔ％がより好ましい。本実施の形態において使用する展性粉末は、カルボニル鉄粉、Ｆｅ－Ｎｉ合金粉末，Ｆｅ－Ｓｉ合金粉末，Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金粉末、Ｆｅ－Ｃｒ及び純鉄粉の中から選択された一つの合金粉末である。
【0034】
なお、ステップＳ２２で用いられるナノ結晶粉末として、組成や粒度分布の異なる２種類以上の粉末を用いてもよい。また、展性粉末として、組成や粒度分布の異なる２種類以上の粉末を用いてもよい。粒度分布の異なる粉末を組み合わせることで、充填率の向上が見込め、それにより磁気特性の向上が期待される。例えば、微細なカルボニル鉄粉と、カルボニル鉄粉とナノ結晶粉末の中間の粒度を有するＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ粉末の２種類を組み合わせなどである。さらには、特定の目的のため、ナノ結晶粉末とは異なる組成を持ち、４５０Ｈｖ以上のビッカース硬度を有する第三の粉末を混合してもよい。第三の粉末は磁性粉末であっても良い。また、第三の粉末は、例えば、圧粉磁心の絶縁抵抗（ＩＲ：Insulation resistance）を向上させるために、シリカやチタニアやアルミナなどのセラミックス粉末を用いることもできる。
【0035】
ステップＳ２２に先立ち、ナノ結晶粉末の表面に、樹脂、リン酸塩、シリカ、ＤＬＣ（Diamond like carbon）、低融点ガラス等の表面コーティングを施すようにしてもよい。同様に、展性粉末の表面にも、樹脂、リン酸塩、シリカ、ＤＬＣ、低融点ガラス等を用いて表面コーティングを施すようにしてもよい。なお、これらの表面コーティングは、ステップＳ２２ではなく、ステップＳ２１に先立って施してもよい。すなわち、非晶質粉末の表面にコーティングを施した後に、ナノ結晶化のための熱処理を行うことも可能である。
【0036】
次いで、ステップＳ２３において、混合粉末と絶縁性の良好な結合材とを十分に混合し、得られた混合物に対して粒度調整を行って造粒粉末を得る。ただし、本発明はこれに限られず、ナノ結晶粉末と絶縁性結合材とを混合した後に、展性粉末を混合するようにしてもよい。
【0037】
次に、ステップＳ２４において、金型を用いて造粒粉末を加圧成型し、圧粉体を作製する。前述のように、展性粉末として、ビッカース硬度が４５０Ｈｖ未満であり、ナノ結晶粉末に対する粒径比が１以下の粉末を用いることで、加圧成型時におけるナノ結晶粉末の応力歪みを低減することができる。即ち、このような展性粉末を用いることで、ナノ結晶粉末の磁気特性の劣化を抑えるとともに、歪を除去するための比較的高温の熱処理を不要にすることができる。
【0038】
最後に、ステップＳ２５において、圧粉体を熱処理する。この熱処理は、結合材を硬化させるのに必要な温度（硬化開始温度）以上の温度で行う。この温度は、第１結晶化開始温度Ｔｘ１より低い温度とする。すなわち、本実施の形態では、加圧成型後にはナノ結晶化を生じさせないように、あるいは進行させないようにしつつ、結合材の硬化を行う。こうして、圧粉磁心が製造される。なお、熱処理する際の雰囲気は、粉末の表面酸化を抑制するためには不活性雰囲気が望ましい。しかしながら、結合材の硬化反応の制御など、特定の目的のために大気等の酸化雰囲気を用いてもよい。
【0039】
以上のように、本実施の形態による圧粉磁心の製造方法においては、加圧成型後に比較的高い温度での熱処理を行なわない。本実施の形態では、適切にナノ結晶化した軟磁性粉末にビッカース硬度４５０Ｈｖ未満の展性粉末を添加していることから、結合材を硬化させる熱処理のみで、優れた磁気特性を有する圧粉磁心を作製することができる。また、従来の圧粉磁心の製造方法に比べると、本実施の形態による圧粉磁心の製造方法は、結合材の選択肢が多い。さらに、本実施の形態による圧粉磁心は、内部のナノ結晶構造が均一で、優れた軟磁気特性を有している。
【0040】
本実施の形態による圧粉磁心の製造方法は、図４に示されるようなコイルを内蔵する圧粉磁心、即ちインダクタ１の製造に利用することができる。図４のインダクタ１は、圧粉磁心３の内部にコイル２を内蔵した磁心一体型構造のインダクタである。このインダクタ１は、前述したステップＳ２４において、圧粉体を作製する際に、金型内にコイル２を配置しておくことで作製することができる。図４に示されるコイル２は、長さ方向に垂直な断面の形状が長方形の平角導体を用い、その断面の長辺が巻線の中心軸に対して垂直となるように、巻き回まわされているエッジワイズ巻きのコイルである。コイル２は、その両方の端子部４ａ，４ｂが圧粉磁心３の外側に突出するように、圧粉磁心３に内蔵されている。ただし、本発明はこれに限られず、他の形状のコイルを用いてもよい。
【実施例】
【0041】
（実施例１～５，比較例１～３）
実施例１～５及び比較例２，３は、ナノ結晶粉末に種々のビッカース硬度を有する展性粉末（添加粉末）を混合して作製した圧粉磁心である。比較例１はナノ結晶粉末のみから作製した圧粉磁心である。
実施例１～５及び比較例２，３は、ナノ結晶粉末に種々のビッカース硬度を有する展性粉末（添加粉末）を混合して作製した圧粉磁心である。比較例１はナノ結晶粉末のみから作製した圧粉磁心である。
【0042】
実施例１～５及び比較例２，３は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１は、ステップＳ２２を除いて、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。非晶質性粉末（母粉末）としては、水アトマイズ法にて作製した平均粒径４０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。
【0043】
ステップＳ２１において、赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で加熱した。母粉末を毎分３０℃の昇温速度で４５０℃まで加熱して２０分間保持し、その後、空冷した。熱処理後の粉末（ナノ結晶粉末）をＸＲＤにより解析したところ、その結晶化度は５１％、結晶粒径は３５ｎｍであった。
【0044】
ステップＳ２２において、ナノ結晶粉末に添加粉末を２５ｗｔ％の割合で混合した。さらに、ステップＳ２３において、ナノ結晶粉末と添加粉末からなる混合粉末に対して、重量比で２％となるように結合材を加え、攪拌混合した。ここでは、結合材として、フェノール樹脂を使用した。続いて、目開き５００μｍのメッシュを用いて、結合材を混合した混合粉末の粒度調整を行い、造粒粉末を得た。
【0045】
ステップＳ２４において、造粒粉末から４．５ｇを秤量し、秤量した造粒粉末を金型に入れた。油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて金型内の造粒粉末を成型し、外径２０ｍｍ、内径１３ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。
【0046】
ステップＳ２５において、圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１５０℃にして２時間保持した。こうして、圧粉体に含まれる結合材を硬化させた。
【0047】
作製した圧粉磁心の磁気特性評価として、インピーダンスアナライザを用いて、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。表１に、実施例１～５及び比較例１～３の評価結果を示す。
【0048】
【表1】
【0049】
表１より、比較例１のナノ結晶粉末のみから作製した圧粉磁心に比べて、添加粉末を混合した圧粉磁心は、初透磁率μが増加し、コアロスＰｃｖが低下しており、磁気特性が改善していることがわかる。特に、本発明の実施例であるビッカース硬度４５０Ｈｖ以下の粉末を添加した場合には、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｍＷ／ｋｍ３以下となり、優れた磁気特性が得られている。特に、ビッカース硬度２５０未満の粉末を添加した場合には、初透磁率μが３５以上かつコアロスＰｃｖが２０００ｋＷ／ｍ３以下であり、より優れた磁気特性が得られている。
【0050】
（実施例６～１５、比較例１，４）
実施例６～１５は、添加粉末としてカルボニル鉄を用い、添加量を変更して作製した圧粉磁心である。比較例１は、ナノ結晶粉末のみから作製した圧粉磁心（前述したものと同じ）である。比較例４はカルボニル鉄粉のみから作製した圧粉磁心である。
実施例６～１５は、添加粉末としてカルボニル鉄を用い、添加量を変更して作製した圧粉磁心である。比較例１は、ナノ結晶粉末のみから作製した圧粉磁心（前述したものと同じ）である。比較例４はカルボニル鉄粉のみから作製した圧粉磁心である。
【0051】
実施例６～１５の製造は、添加粉末をカルボニル鉄粉とし、その添加量を変更した点を除いて、実施例１～５と同様に行った。比較例１，４の製造も、原料粉末が異なる点を除いて、実施例１～５と同様に行った。また、実施例６～１５及び比較例１，４の磁気特性評価を、実施例１～５の評価と同様の方法で行った。表２に、実施例６～１５及び比較例１，４の評価結果を示す。
【0052】
【表2】
【0053】
表２より、ナノ結晶粉末にカルボニル鉄粉を添加することで、比較例１，４に示される単独粉末から作製した圧粉磁心に比べて、初透磁率μが増加し、コアロスＰｃｖが低下していることがわかる。具体的には、カルボニル鉄粉の添加割合が１０～９０ｗｔ％の範囲において、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となっており、優れた磁気特性が得られている。特に、カルボニル鉄粉の添加割合が２０ｗｔ％以上の場合、コアロスＰｃｖが２０００ｋＷ／ｍ３以下であり、さらに８０ｗｔ％未満においては、初透磁率μが３５以上であり、より優れた磁気特性が得られている。
【0054】
（実施例１６～２０、比較例５，６）
実施例１６～２０及び比較例５，６は、ナノ結晶粉末と添加粉末の粒径比を変更して作製した圧粉磁心である。実施例１６～２０及び比較例５，６は、図２に示される圧粉磁心の製造方法により製造した。非晶質性粉末（母粉末）として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径６０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。実施例１～５と同様に粉末熱処理工程Ｐ１を行い、その後、ふるい分級を行うことで、ナノ結晶粉末の粒径調整を行った。実施例１６～２０及び比較例５，６に使用される添加粉末の種類、粒径、添加量は、表３に示すとおりである。磁心作製工程Ｐ２におけるその他の条件は、実施例１～５と同様である。また、実施例１６～２０及び比較例５，６の磁気特性評価も、実施例１～５の場合と同様に行った。表３に、実施例１６～２０及び比較例５，６の評価結果を示す。
実施例１６～２０及び比較例５，６は、ナノ結晶粉末と添加粉末の粒径比を変更して作製した圧粉磁心である。実施例１６～２０及び比較例５，６は、図２に示される圧粉磁心の製造方法により製造した。非晶質性粉末（母粉末）として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径６０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。実施例１～５と同様に粉末熱処理工程Ｐ１を行い、その後、ふるい分級を行うことで、ナノ結晶粉末の粒径調整を行った。実施例１６～２０及び比較例５，６に使用される添加粉末の種類、粒径、添加量は、表３に示すとおりである。磁心作製工程Ｐ２におけるその他の条件は、実施例１～５と同様である。また、実施例１６～２０及び比較例５，６の磁気特性評価も、実施例１～５の場合と同様に行った。表３に、実施例１６～２０及び比較例５，６の評価結果を示す。
【0055】
【表3】
【0056】
表３より、ナノ結晶粉末と添加粉末の粒径比（添加粉末／ナノ結晶粉末）が１以下の場合には、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となっており、優れた磁気特性が得られていることがわかる。特に、粒径比が０．２５未満においては、初透磁率μが３５以上かつコアロスＰｃｖが２０００ｋＷ／ｍ３以下であり、より優れた磁気特性が得られている。
【0057】
（実施例２１～２６、比較例７）
実施例２１～２６及び比較例７は、ナノ結晶粉末の結晶化度及び平均結晶粒径を変更して作製した圧粉磁心である。実施例２１～２６及び比較例７は、図２に示される圧粉磁心の製造方法により製造した。母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５０μｍのＦｅ８２．９Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６．５Ｃｕ０．６粉末を使用した。粉末熱処理工程Ｐ１において、赤外線加熱装置を用い、母粉末を不活性雰囲気中で毎分１０～５０℃の昇温速度で４００～４５０℃まで加熱し、２０分保持した後、空冷することで、結晶化度及び平均結晶粒径の異なるナノ結晶粉末を得た。ナノ結晶粉末の結晶化度及び平均結晶粒径は、ＸＲＤ結果から算出した。磁心作製工程Ｐ２は、添加粉末をカルボニル鉄粉、その添加量を２５ｗｔ％として、実施例１～５と同様に行った。また、実施例２１～２６及び比較例７の夫々について、実施例１～５と同様に磁気特性評価を行った。表４に、実施例２１～２６及び比較例７の評価結果を示す。
実施例２１～２６及び比較例７は、ナノ結晶粉末の結晶化度及び平均結晶粒径を変更して作製した圧粉磁心である。実施例２１～２６及び比較例７は、図２に示される圧粉磁心の製造方法により製造した。母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５０μｍのＦｅ８２．９Ｓｉ４Ｂ６Ｐ６．５Ｃｕ０．６粉末を使用した。粉末熱処理工程Ｐ１において、赤外線加熱装置を用い、母粉末を不活性雰囲気中で毎分１０～５０℃の昇温速度で４００～４５０℃まで加熱し、２０分保持した後、空冷することで、結晶化度及び平均結晶粒径の異なるナノ結晶粉末を得た。ナノ結晶粉末の結晶化度及び平均結晶粒径は、ＸＲＤ結果から算出した。磁心作製工程Ｐ２は、添加粉末をカルボニル鉄粉、その添加量を２５ｗｔ％として、実施例１～５と同様に行った。また、実施例２１～２６及び比較例７の夫々について、実施例１～５と同様に磁気特性評価を行った。表４に、実施例２１～２６及び比較例７の評価結果を示す。
【0058】
【表4】
【0059】
表４より、結晶化度が３０％以上かつ結晶粒径が４５ｎｍ未満では、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となり、優れた磁気特性が得られていることがわかる。また、結晶化度が４５％以上かつ結晶粒径が３５ｎｍ以下では、初透磁率μが３５以上かつコアロスＰｃｖが２０００ｋＷ／ｍ３未満であって、特に優れた磁気特性が得られており、ナノ結晶粉末自身が応力によって磁気特性劣化するのを効果的に抑制できている。
【0060】
（実施例２７，２８、比較例８、参考例１，２）
参考例１及び比較例８は図３に示される従来の圧粉磁心の製造方法で作製した圧粉磁心である。参考例２及び実施例２７，２８は、図２に示される本発明の圧粉磁心の製造方法で作製した圧粉磁心である。
参考例１及び比較例８は図３に示される従来の圧粉磁心の製造方法で作製した圧粉磁心である。参考例２及び実施例２７，２８は、図２に示される本発明の圧粉磁心の製造方法で作製した圧粉磁心である。
【0061】
参考例１及び比較例８では、母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径４０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。添加粉末として、カルボニル鉄粉を使用し、添加量は２０ｗｔ％とした。結合材として、固体シリコーンレジンを使用した。結合材を、ナノ結晶粉末とカルボニル鉄粉の混合粉末に対して重量比で２％となるように秤量し、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に攪拌溶解してから使用した。結合材を混合した後の粒度調整は、５００μｍのメッシュを通すことで行った。所定重量の造粒粉末を秤量して金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型することで、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状で、異なる高さの圧粉体を作製した。圧粉体の熱処理は、赤外線加熱装置を用いて、不活性雰囲気中で毎分４０℃の昇温速度で４５０℃まで加熱し、２０分間保持した後、空冷することで行った。
【0062】
参考例２及び実施例２７，２８では、母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径４０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を毎分４０℃の昇温速度で４５０℃まで加熱し、２０分間保持した後、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。結合材として、固体シリコーンレジンを使用した。結合材を、ナノ結晶粉末とカルボニル鉄粉の混合粉末に対して重量比で２％となるように秤量し、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に攪拌溶解してから使用した。ステップＳ２３における粒度調整は、５００μｍのメッシュを通すことで行った。所定重量の造粒粉を秤量して金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型することで、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状で、異なる高さの圧粉体を作製した。ステップＳ２４における結合材の硬化処理は、圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１５０℃にして２時間保持することで行った。
【0063】
実施例２７，２８、参考例１，２及び比較例８の磁気特性評価を実施例１～５と同様の方法で行った。圧粉磁心内部の結晶粒径は、電子顕微鏡による圧粉磁心断面の組織観察から求めた。表５に、実施例２７，２８、参考例１，２及び比較例８の評価結果を示す。
【0064】
【表5】
【0065】
表５より、参考例１及び参考例２のように、圧粉磁心の高さが低く、断面積が小さい場合には、従来の製造方法においても本発明においても、表面近傍における結晶粒径と断面中央における結晶粒径との間にはほとんど差はなく、優れた磁気特性が得られていることがわかる。しかしながら、比較例８のように、圧粉磁心の断面積が１０ｍｍ２以上になると、圧粉磁心の表面近傍の結晶粒径に対して、断面中心付近における結晶粒径が大きくなっている。その結果、比較例８は、実施例２７と比較して、初透磁率μが低下し、コアロスＰｃｖが増加している。一方、本発明においては、実施例２８のように、圧粉磁心の断面積がより大きくなった場合にも、表面近傍と断面中心近傍における結晶粒径に差はない。そして、実施例２８は、均一な微細構造により、優れた磁気特性が得られている。
【0066】
（実施例２９，３０、比較例９，１０）
実施例２９，３０は、図２に示される圧粉磁心の製造方法を用いて製造した磁心一体型インダクタである。比較例９，１０は、図３に示される圧粉磁心の製造方法を用いて製造した磁心一体型インダクタである。
実施例２９，３０は、図２に示される圧粉磁心の製造方法を用いて製造した磁心一体型インダクタである。比較例９，１０は、図３に示される圧粉磁心の製造方法を用いて製造した磁心一体型インダクタである。
【0067】
比較例９、１０は、以下のように製造した。母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径２０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。また、添加粉末として、カルボニル鉄粉を使用し、添加量は５０ｗｔ％とした。結合材にはシリコーン樹脂（比較例９）もしくはフェノール樹脂（比較例１０）を使用した。母粉末と添加粉末の混合粉末に対して重量比で２％となるように結合材を加えた後、攪拌混合し、粒度調整を行った。結合材混合後の粒度調整は、５００μｍのメッシュを通すことで行った。コイルとして、絶縁被覆銅線である平角線（断面寸法が縦０．７５ｍｍ×横２．０ｍｍ）を、内径４．０ｍｍの２．５層にエッジワイズ巻きした２．５ターンの空芯コイルを用いた。空心コイルを金型にセットし、空芯コイルが埋設された状態になるように造粒粉末を金型に充填し、油圧式自動プレス機により圧力４９０ＭＰａにて成型した。金型から成型体を取り出し、赤外線加熱装置を用いて、不活性雰囲気中で毎分４０℃の昇温速度で４５０℃まで加熱し、２０分間保持した後、空冷した。こうして、比較例９，１０として、外形１０．０ｍｍ×１０．０ｍｍ×４．０ｍｍの磁心一体型インダクタを作製した。
【0068】
実施例２９，３０は、以下のように製造した。母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径２０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ４Ｂ７Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．６粉末を使用した。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で毎分４０℃の昇温速度で４５０℃まで加熱し、２０分間保持した後、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度は５３％、結晶粒径は３３ｎｍであった。ナノ結晶粉末にカルボニル鉄粉を添加量５０ｗｔ％となるように混合した。混合粉末に対して重量比で２％となるように結合材であるシリコーン樹脂（実施例２９）もしくはフェノール樹脂（実施例３０）を添加し、攪拌混合し、流動調節を行って造粒粉末を得た。結合材混合後の粒度調整は、５００μｍのメッシュを通すことで行った。コイルとして、絶縁被覆銅線である平角線（断面寸法が縦０．７５ｍｍ×横２．０ｍｍ）を、内径４．０ｍｍの２．５層にエッジワイズ巻きした２．５ターンの空芯コイルを用いた。空心コイルを金型にセットして、空芯コイルが埋設された状態になるように造粒粉末を金型に充填し、油圧式自動プレス機により圧力４９０ＭＰａにて成型した。金型から成型体を取り出した後、成型体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１５０℃にして２時間保持した。これにより成型体の結合材を硬化させ、外形１０．０ｍｍ×１０．０ｍｍ×４．０ｍｍの磁心一体型インダクタを作製した。
【0069】
比較例９，１０及び実施例２９，３０の評価を行った。この評価としては、目視による外観観察と、印加電圧５０Ｖにおける磁心－コイル間の絶縁抵抗測定を実施した。表６に、比較例９，１０及び実施例２９，３０の評価結果を示す。
【0070】
【表6】
【0071】
比較例９，１０の外観は、コイル部分がいずれも変色していた。また、比較例１０においては、磁心部分についても黒く変色していることが確認された。一方、実施例２９，３０においては、その外観に変色等は確認されなかった。また、絶縁抵抗については、実施例２９，３０は、測定上限の５０００ＭΩ以上であった。一方、比較例９は１ＭΩ、比較例１０は測定下限の０．０５ＭΩ未満であった。比較例９と比較例１０の違いは結合材にある。高耐熱のシリコーン樹脂を用いた比較例９では、フェノール樹脂を用いた比較例１０より絶縁抵抗が高くなっている。それでも、比較例９では、コイル部分の絶縁被膜が劣化したため、実施例２９，３０に比べて絶縁抵抗が低下している。本発明は、加圧成形後の熱処理温度が比較的低いため結合材の選択肢が多い。それゆえ、本発明では、構成部品の劣化がない磁心一体型インダクタを得ることができる。
【0072】
（実施例３１～３６、比較例１１～１６）
実施例３１～３６は、ナノ結晶粉末と添加粉末を種々に組み合わせて作製した圧粉磁心である。比較例１１～１６は、添加粉末を混合せずに種々のナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。実施例３１～３６は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１１～１６は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例３１～３６と同様に製作した。表７に、実施例３１～３６の各種作製条件及び磁気特性評価結果を示す。
実施例３１～３６は、ナノ結晶粉末と添加粉末を種々に組み合わせて作製した圧粉磁心である。比較例１１～１６は、添加粉末を混合せずに種々のナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。実施例３１～３６は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１１～１６は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例３１～３６と同様に製作した。表７に、実施例３１～３６の各種作製条件及び磁気特性評価結果を示す。
【0073】
【表7】
【0074】
実施例３１～３６、比較例１１～１６では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５０μｍの粉末を用いた。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で加熱し、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。母粉末の組成及び母粉末に対する熱処理工程における昇温速度、保持温度、保持時間は表７に記載したとおりである。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度及び結晶粒径についても表７に記載したとおりである。
【0075】
実施例３１～３６については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表７に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。添加粉末のうち、Ｆｅ－Ｃｒはビッカース硬度２００Ｈｖである。Ｆｅ－Ｎｉ、Ｆｅ－３Ｓｉ、カルボニル鉄粉、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ、Ｆｅ－６．５Ｓｉについては表１に記載した実施例１～５のものと同じである。比較例１１～１６は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。混合粉末（実施例３１～３６）またはナノ結晶粉末（比較例１１～１６）に結合材を重量比で３％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0076】
実施例３１～３６及び比較例１１～１６の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0077】
表７より、ナノ結晶粉末の組成と添加粉末の種類及び量を種々に組み合わせた場合にも、初透磁率μが高く、コアロスＰｃｖが低い、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。すなわち、本発明においては、所定のナノ結晶化状態（結晶化度、結晶粒径）を有するナノ結晶粉末と所定の添加粉末（ビッカース硬度、添加量）を混合することで、優れた磁気特性を得ることができる。
【0078】
（実施例３７～４０、比較例１７，１８）
実施例３７～４０は、ナノ結晶粉末（と添加粉末）の表面にコーティングを施してから作製した圧粉磁心である。比較例１７，１８は、添加粉末を混合せずに、表面コーティングしたナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。ナノ結晶粉末および添加粉末への表面コーティングは、メカノフュージョン法を用いてガラスフリットを付着させることで実施した。添加したガラスフリットの量は粉末重量に対して１．０ｗｔ％である。実施例３７～４０は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１７，１８は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例３７～４０と同様に作製した。表８に、実施例３７～４０および比較例１７，１８の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例３７～４０は、ナノ結晶粉末（と添加粉末）の表面にコーティングを施してから作製した圧粉磁心である。比較例１７，１８は、添加粉末を混合せずに、表面コーティングしたナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。ナノ結晶粉末および添加粉末への表面コーティングは、メカノフュージョン法を用いてガラスフリットを付着させることで実施した。添加したガラスフリットの量は粉末重量に対して１．０ｗｔ％である。実施例３７～４０は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１７，１８は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例３７～４０と同様に作製した。表８に、実施例３７～４０および比較例１７，１８の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0079】
【表8】
【0080】
実施例３７～４０、比較例１７，１８では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径６５μｍの粉末を用いた。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で加熱し、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。母粉末の組成及び母粉末に対する熱処理工程における昇温速度、保持温度、保持時間は表８に記載したとおりである。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度及び結晶粒径についても表８に記載したとおりである。
【0081】
実施例３７～４０については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表８に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。添加粉末のうち、Ｆｅ－Ｃｒは表７に記載した実施例３６のものと同じである。Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒは表１に記載した実施例４のものと同じである。比較例１７，１８は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。混合粉末（実施例３７～４０）またはナノ結晶粉末（比較例１７，１８）に結合材を重量比で１．５％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力７８０ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0082】
実施例３７～４０及び比較例１７，１８の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0083】
表８より、ナノ結晶粉末（と添加粉末）の表面にコーティングを施した場合にも、展性粉末を添加することで、初透磁率μが高く、コアロスＰｃｖが低い、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。すなわち、本発明においては、所定のナノ結晶化状態（結晶化度、結晶粒径）を有するナノ結晶粉末と所定の添加粉末（ビッカース硬度、添加量）を混合することで、粉末表面にコーティングを施した場合にも優れた磁気特性を得ることができる。
【0084】
（実施例４１～４３、比較例１９，２０）
実施例４１～４３および比較例２０は、ナノ結晶粉末に含まれる化合物の結晶粒径を変更して作製した圧粉磁心である。比較例１９は、添加粉末を混合せずにナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。実施例４１～４３および比較例２０は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１９は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例４１～４３と同様に作製した。表９に、実施例４１～４３および比較例１９，２０の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例４１～４３および比較例２０は、ナノ結晶粉末に含まれる化合物の結晶粒径を変更して作製した圧粉磁心である。比較例１９は、添加粉末を混合せずにナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。実施例４１～４３および比較例２０は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例１９は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例４１～４３と同様に作製した。表９に、実施例４１～４３および比較例１９，２０の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0085】
【表9】
【0086】
実施例４１～４３、比較例１９，２０では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５０μｍのＦｅ８０．４Ｓｉ３Ｂ６Ｐ９Ｃｒ１．０Ｃｕ０．６粉末を用いた。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で加熱し、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。母粉末に対する熱処理工程における昇温速度、保持温度、保持時間は表９に記載したとおりである。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度及び結晶粒径についても表９に記載したとおりである。
【0087】
実施例４１～４３および比較例２０については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表９に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。添加粉末のＦｅ－Ｃｒは表７に記載した実施例３６のものと同じである。比較例１９は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。混合粉末（実施例４１～４３および比較例２０）またはナノ結晶粉末（比較例１９）に結合材を重量比で２．０％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末４．５ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力７８０ＭＰａにて成型し、外径２０ｍｍ、内径１３ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0088】
実施例４１～４３及び比較例１９，２０の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0089】
表９より、ナノ結晶粉末に含まれる化合物の結晶粒径が３０ｎｍ未満の場合は、展性粉末を添加することで、初透磁率μが高く、コアロスＰｃｖが低い、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。また、化合物の結晶粒径が２０ｎｍ以下の場合には、初透磁率μが３５以上かつコアロスＰｃｖが２０００ｋＷ／ｍ３未満であって、特に優れた磁気特性が得られており、ナノ結晶粉末自身が応力によって磁気特性劣化するのを抑制できている。一方で、ナノ結晶粉末に含まれる化合物の結晶粒径が３０ｎｍ以上の場合（比較例２０）では、展性粉末を添加しても、コアロスＰｃｖは２５００ｋＷ／ｍ３以上であって、ナノ結晶粉末自身が応力によって磁気特性劣化するのを十分に抑制できていない。
【0090】
（実施例４４～４８、比較例２１～２５）
実施例４４～４８は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例２１～２５は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例４４～４８と同様に作製した。表１０に、実施例４４～４８および比較例２１～２５の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例４４～４８は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例２１～２５は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例４４～４８と同様に作製した。表１０に、実施例４４～４８および比較例２１～２５の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0091】
【表10】
【0092】
実施例４４～４８、比較例２１～２５では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径４０μｍの粉末を用いた。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で加熱し、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。母粉末の組成及び母粉末に対する熱処理工程における昇温速度、保持温度、保持時間は表１０に記載したとおりである。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度及び結晶粒径についても表１０に記載したとおりである。
【0093】
実施例４４～４８については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表１０に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。添加粉末のうち、純鉄粉はビッカース硬度８５Ｈｖである。Ｆｅ－Ｃｒは表７に記載した実施例３６のものと同じである。Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒおよびカルボニル鉄粉は表１に記載した実施例４および実施例２のものと夫々同じである。比較例２１～２５は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。混合粉末（実施例４４～４８）またはナノ結晶粉末（比較例２１～２５）に結合材を重量比で２．５％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0094】
実施例４４～４８及び比較例２１～２５の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0095】
表１０より、ナノ結晶粉末の組成と添加粉末の種類及び量を種々に組み合わせた場合にも、初透磁率μが高く、コアロスＰｃｖが低い、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。すなわち、本発明においては、所定のナノ結晶化状態（結晶化度、結晶粒径）を有するナノ結晶粉末と所定の添加粉末（ビッカース硬度、添加量）を混合することで、優れた磁気特性を得ることができる。
【0096】
（実施例４９～５５、比較例２６～３２）
実施例４９～５５および比較例２６～３２は、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部を置換して作製した圧粉磁心である。実施例４９～５５は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例２６～３２は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例４９～５５と同様に作製した。表１１に、実施例４９～５５および比較例２６～３２の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例４９～５５および比較例２６～３２は、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部を置換して作製した圧粉磁心である。実施例４９～５５は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例２６～３２は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例４９～５５と同様に作製した。表１１に、実施例４９～５５および比較例２６～３２の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0097】
【表11】
【0098】
実施例４９～５５、比較例２６～３２では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径３５μｍの粉末を用いた。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で加熱し、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。母粉末に対する熱処理工程における昇温速度、保持温度、保持時間は表１１に記載したとおりである。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度及び結晶粒径についても表１１に記載したとおりである。
【0099】
実施例４９～５５および比較例２６～３２については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表１１に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。添加粉末のＦｅ－Ｃｒは表７に記載した実施例３６のものと同じである。Ｆｅ－Ｎｉ、Ｆｅ－３Ｓｉ、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ、Ｆｅ－６．５Ｓｉは表１に記載した実施例１および実施例３～５と同じものである。比較例２６～３２は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。結合材として、固体シリコーンレジンを使用した。結合材を、混合粉末（実施例４９～５５）またはナノ結晶粉末（比較例２６～３２）に対して重量比で３．０％となるように秤量し、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に攪拌溶解してから使用した。結合材を混合した後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末４．５ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力７８０ＭＰａにて成型し、外径２０ｍｍ、内径１３ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１５０℃として２時間保持した。
【0100】
実施例４９～５５及び比較例２６～３２の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0101】
表１１より、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部を種々の元素で置換した場合にも、展性粉末を添加することで、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となり、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。
【0102】
（実施例５６，５７、比較例３３）
実施例５６および比較例３３は、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部をＯ元素に置換して作製した圧粉磁心である。実施例５７はＦｅ元素をＯ元素に置換する工程を行わずに作製した圧粉磁心である。実施例５６，５７は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例３３は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例５６と同様に作製した。表１２に、実施例５６，５７および比較例３３の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例５６および比較例３３は、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部をＯ元素に置換して作製した圧粉磁心である。実施例５７はＦｅ元素をＯ元素に置換する工程を行わずに作製した圧粉磁心である。実施例５６，５７は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例３３は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例５６と同様に作製した。表１２に、実施例５６，５７および比較例３３の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0103】
実施例５６，５７、比較例３３では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径３０μｍのＦｅ８０．９Ｓｉ３Ｂ７Ｐ８．５Ｃｕ０．６粉末を用いた。実施例５６および比較例３３については、赤外線加熱装置を用いて、母粉末を大気雰囲気中で加熱し、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。実施例５７については、不活性雰囲気中で加熱して、ナノ結晶粉末を得た。母粉末に対する熱処理工程における昇温速度はいずれも１０℃／分、保持温度は４２５℃、保持時間は３０分である。実施例５６および比較例３３においては、大気雰囲気中で加熱することで、ナノ結晶粉末の表面に酸化膜を形成させることが可能である。酸素・窒素分析装置により測定したところ、上記ナノ結晶粉末の酸素含有量は４８００ｐｐｍであった。酸素以外の元素割合が変化していないとすると、ナノ結晶化後の粉末の組成（ａｔ％）はＦｅ７９．７０Ｓｉ２．９６Ｂ６．９０Ｐ８．３７Ｃｕ０．５９Ｏ１．４８である。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度はいずれも４８％であり、結晶粒径はいずれも２７ｎｍであった。
【0104】
【表12】
【0105】
実施例５６，５７については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表１２に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。カルボニル鉄粉は表１に記載した実施例２のものと同じである。比較例３３は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。混合粉末（実施例５６，５７）またはナノ結晶粉末（比較例３３）に結合材を重量比で２．５％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0106】
実施例５６，５７及び比較例３３の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0107】
表１２より、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部をＯ元素で置換した場合にも、展性粉末を添加することで、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となり、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。また、実施例５６と実施例５７を比べると、実施例５６では、粉末表面に酸化膜を形成させることにより、すなわち、Ｆｅ元素の一部をＯ元素で置換することで、コアロスＰｃｖを低減できたといえる。
【0108】
（実施例５８、比較例３４）
実施例５８および比較例３４は、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部をＳｎ元素に置換して作製した圧粉磁心である。実施例５８は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例３４は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例５８と同様に作製した。表１３に、実施例５８および比較例３４の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例５８および比較例３４は、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部をＳｎ元素に置換して作製した圧粉磁心である。実施例５８は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例３４は、添加粉末を用いない点（ステップＳ２２）を除いて、実施例５８と同様に作製した。表１３に、実施例５８および比較例３４の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0109】
【表13】
【0110】
実施例５８、比較例３４では、いずれも母粉末として、単ロール液体急冷法にて作製した薄帯を粉砕して得られた平均粒径７０μｍのＦｅ８０．４Ｓｉ３Ｂ６Ｐ８．５Ｃｕ０．６Ｓｎ１．５粉末を用いた。具体的には、Ｆｅ、Ｆｅ－Ｓｉ、Ｆｅ－Ｂ、Ｆｅ－Ｐ、Ｃｕ、Ｓｎからなる原料を表１３に示す合金組成になるように秤量し、高周波溶解にて、溶解した。それから、溶解した合金組成物を、大気中において単ロール液体急冷法にて処理し、厚さ２５μｍ、幅５ｍｍ、長さ３０ｍの連続薄帯を作製した。得られた薄帯２０ｇをビニール袋に入れて手で荒粉砕した後、金属製のボールミルを用いて本粉砕を実施した。得られた粉砕粉末を１５０μｍのメッシュに通すことで非晶質性粉末を作製した。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で毎分５℃の昇温速度で４２５℃まで加熱し、３０分間保持した後、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度は４０％であり、結晶粒径は３０ｎｍであった。
【0111】
実施例５８および比較例３４については、ナノ結晶粉末と添加粉末（展性粉末）とを表１３に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。Ｆｅ－Ｎｉは表１に記載した実施例１のものと同じである。比較例３４は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。結合材として、固体シリコーンレジンを使用した。結合材を、混合粉末（実施例５８）またはナノ結晶粉末（比較例３４）に対して重量比で２．５％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0112】
実施例５８及び比較例３４の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0113】
表１３より、ナノ結晶粉末におけるＦｅ元素の一部をＳｎ元素で置換した場合にも、展性粉末を添加することで、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となり、優れた磁気特性を有する圧粉磁心が得られていることがわかる。また、ナノ結晶粉末として薄帯粉砕粉末を用いた場合にも、優れた磁気特性を得られていると言える。
【0114】
（実施例５９，６０、比較例３５）
実施例５９はステップＳ２２で用いられる展性粉末として、組成と粒度分布の異なる２種類の粉末を用いて作製した圧粉磁心である。実施例６０はナノ結晶粉末でも展性粉末でもない第三の粉末（添加粉末２）を混合して作製した圧粉磁心である。比較例３５は、添加粉末を混合せずにナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。実施例５９，６０は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例３５は、添加粉末を用いない点を除いて、実施例５９，６０と同様に作製した。表１４に、実施例５９，６０および比較例３５の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
実施例５９はステップＳ２２で用いられる展性粉末として、組成と粒度分布の異なる２種類の粉末を用いて作製した圧粉磁心である。実施例６０はナノ結晶粉末でも展性粉末でもない第三の粉末（添加粉末２）を混合して作製した圧粉磁心である。比較例３５は、添加粉末を混合せずにナノ結晶粉末のみで作製した圧粉磁心である。実施例５９，６０は、図２に示す圧粉磁心の製造方法により作製した。比較例３５は、添加粉末を用いない点を除いて、実施例５９，６０と同様に作製した。表１４に、実施例５９，６０および比較例３５の各種作製条件および磁気特性評価結果を示す。
【0115】
【表14】
【0116】
実施例５９，６０および比較例３５では、いずれも母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５５μｍのＦｅ８０．１５Ｓｉ４Ｂ８Ｐ６．５Ｃｒ１Ｃｕ０．３５粉末を用いた。赤外線加熱装置を用いて、母粉末を不活性雰囲気中で毎分３℃の昇温速度で４５０℃まで加熱し、３０分間保持した後、空冷し、ナノ結晶粉末を得た。ＸＲＤより解析したナノ結晶粉末の結晶化度は３８％であり、結晶粒径は４１ｎｍであった。
【0117】
実施例５９，６０については、ナノ結晶粉末と２種類の添加粉末とを表１４に記載された割合で混合し、混合粉末を得た。添加粉末のうち、シリカ粉末は粒径３０ｎｍであり、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒおよびカルボニル鉄粉は表１に記載した実施例４および実施例２のものと同じである。比較例３５は、添加粉末を添加せず、ナノ結晶粉末をそのまま用いた。混合粉末（実施例５９，６０）またはナノ結晶粉末（比較例３５）に結合材を重量比で２．５％となるように加えた後、攪拌混合した。結合材として、フェノール樹脂を使用した。結合材混合後の粒度調整は、目開き５００μｍのメッシュを通すことで行った。造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力９８０ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0118】
実施例５９，６０及び比較例３５の磁気特性評価を行うため、インピーダンスアナライザにより、周波数１ＭＨｚにおける初透磁率μを測定した。また、Ｂ－Ｈアナライザを用いて、周波数３００ｋＨｚ－磁束密度５０ｍＴにおけるコアロスＰｃｖについても測定した。
【0119】
表１４より、展性粉末として組成と粒度分布の異なる２種類の粉末を用いた場合にも（実施例５９）、ナノ結晶粉末と展性粉末に加えて第三の粉末を混合した場合にも（実施例６０）、初透磁率μが２５以上かつコアロスＰｃｖが２５００ｋＷ／ｍ３以下となり、優れた磁気特性が得られていることがわかる。
【0120】
（実施例６１～７５）
実施例６１～７５は、組成比の異なる母粉末を用いて作製した圧粉磁心である。実施例６１～７５は、図２に示される圧粉磁心の製造方法により製造した。母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５０μｍのＦｅ（１００－ａ－ｂ－ｃ－ｘ－ｙ－ｚ）ＳｉａＢｂＰｃＣｒｘＣｕｚ粉末を使用した。実施例６１～７５における、母粉末の組成比は表１５に示されるとおりである。なお、この粉末は、本発明の実施の形態における非晶質性粉末のうちＮｂを含まない（ｙ＝０）ものに相当する。
実施例６１～７５は、組成比の異なる母粉末を用いて作製した圧粉磁心である。実施例６１～７５は、図２に示される圧粉磁心の製造方法により製造した。母粉末として、水アトマイズ法にて作製した平均粒径５０μｍのＦｅ（１００－ａ－ｂ－ｃ－ｘ－ｙ－ｚ）ＳｉａＢｂＰｃＣｒｘＣｕｚ粉末を使用した。実施例６１～７５における、母粉末の組成比は表１５に示されるとおりである。なお、この粉末は、本発明の実施の形態における非晶質性粉末のうちＮｂを含まない（ｙ＝０）ものに相当する。
【0121】
実施例６１～７５の作製は以下のように行った。まず、粉末熱処理工程Ｐ１において、赤外線加熱装置を用い、母粉末を不活性雰囲気中で毎分３０℃の昇温速度で４００～４７５℃まで加熱し、１０分保持した後、空冷することでナノ結晶粉末を得た。磁心作製工程Ｐ２は、添加粉末の種類を表１５に示されるとおりとし、その添加量を２０ｗｔ％として、実施例１～５と同様に行った。その際、結合材としてフェノール樹脂を用いた。混合粉末に対する結合剤の割合は、重量比で２．５％とした。得られた造粒粉末２．０ｇを金型に入れ、油圧式自動プレス機により圧力２４５ＭＰａにて成型し、外径１３ｍｍ、内径８ｍｍの円筒形状の圧粉体を作製した。得られた圧粉体を恒温槽内に導入して不活性雰囲気中に置き、恒温槽内の温度を１６０℃として４時間保持した。
【0122】
実施例６１～７５の夫々について、Ｂ－Ｈアナライザを用いて飽和磁束密度Ｂｓを測定した。実施例６１～７５の測定結果を組成比とともに表１５に示す。
【0123】
【表15】
【0124】
表１５から理解されるように、実施例６１～６３，６５，６６，６９，７０，７２～７４は、１．２０Ｔ以上の高い飽和磁束密度Ｂｓを有している。換言すると、０≦ａ≦８ａｔ％、４≦ｂ≦１３ａｔ％、１≦ｃ≦１１ａｔ％、０≦ｘ≦３ａｔ％及び０．２≦ｚ≦１．４ａｔ％の組成範囲において、飽和磁束密度Ｂｓは１．２０Ｔ以上の高い数値を示している。このように、実施例６１～６３，６５，６６，６９，７０，７２～７４は優れた磁気特性を有している。
【0125】
以上、実施例を用いてこの発明の実施の形態を説明したが、この発明はこれらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然為し得るであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0126】
上述した実施の形態では、圧粉磁心および磁心一体型インダクタ、それらの作製方法について説明したが、本発明は、他の磁性部品（磁性シートなど）およびその作製方法に適用することもできる。
【0127】
本発明は２０１７年９月２９日に日本国特許庁に提出された日本特許出願第２０１７－１９０６８２号に基づいており、その内容は参照することにより本明細書の一部をなす。
【符号の説明】
【0128】
１ インダクタ
２ コイル
３ 圧粉磁心
４ａ，４ｂ 端子部
１０ ＤＳＣ曲線
１１ 第１ピーク
１２ 第１立ち上がり部
１５ 第２ピーク
１６ 第２立ち上がり部
２０，２１ ベースライン
３２ 第１上昇接線
４２ 第２上昇接線
２ コイル
３ 圧粉磁心
４ａ，４ｂ 端子部
１０ ＤＳＣ曲線
１１ 第１ピーク
１２ 第１立ち上がり部
１５ 第２ピーク
１６ 第２立ち上がり部
２０，２１ ベースライン
３２ 第１上昇接線
４２ 第２上昇接線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】