率ya的变化大的压粉磁芯C，初期为100kW/m3左右的磁滞损耗^随 着时间经过增加至128kW/m3左右，也就是说，变成约1. 3倍。另一方面，对于有效导磁率ya 的变化为1 %左右的压粉磁芯A和B，初期的磁滞损耗Wh分别为119kW/m3、110kW/m3,虽然比 压粉磁芯C更高，但即使时间经过磁滞损耗^也不增加，最终成为比压粉磁芯C更低的值。
[0067] 关于压粉磁芯A~C的涡流损耗I，如图5所示，任一个不管时间经过均显示稳定 的值。
[0068] 根据上述的磁滞损耗Wh和涡流损耗We的结果，关于铁损W，可知以下情况。即，如 图6所示，有效导磁率y/变化大的压粉磁芯C随着时间的经过铁损W增加，但有效导磁率 y3的变化为1 %左右的压粉磁芯A和B，虽然初期的铁损W比压粉磁芯C更高，但即使时 间经过铁损W也不会增加，最终成为比压粉磁芯C更低的值。由以上可知，在将压粉磁芯适 用于未进行灌封的电抗器的芯的情况下，通过适用由加热引起的导磁率的经时变化比例为 1 %左右的压粉磁芯，能够抑制由时间的经过引起的铁损W的增加。
[0069] 将使用扫描型电子显微镜观察压粉磁芯A和压粉磁芯C的截面的结果示于图7 中。关于不含成型润滑剂的压粉磁芯A，在相邻2个绝缘被覆铁基软磁性粉末间几乎观察 不到空隙，由3个以上的绝缘被覆铁基软磁性粉末形成的空隙（气孔）为闭气孔。因此压 粉磁芯A的内部与外部空气隔绝，铁基软磁性粉末的氧化不易进行。另一方面，关于使用了 由成型润滑剂被覆了表面的绝缘被覆铁基软磁性粉末的压粉磁芯C，相邻2个绝缘被覆铁 基软磁性粉末间明显形成了空隙，由3个以上的绝缘被覆铁基软磁性粉末形成的空隙（气 孔）为开气孔。因此，关于压粉磁芯C，在相邻2个绝缘被覆铁基软磁性粉末间形成的空隙 为连通孔，外部空气到达压粉磁芯的内部，处于铁基软磁性粉末的氧化容易进行的状态。由 此认为，铁基软磁性粉末的氧化进行带来了上述有效导磁率ya的经时变化。
[0070][第2实施例]
[0071] 作为原料粉末，准备第1实施例的压粉磁芯A的制作所用的市售粉末MH20D(株式 会社神户制钢所制），将作为成型润滑剂准备的硬脂酸锌粉末溶解在乙醇中，调制成型润滑 剂溶液。按照成型润滑剂相对于原料粉末的比例为表1所记载的比例的方式将原料粉末浸 渍在成型润滑剂溶液中，一边进行搅拌一边使乙醇挥发，由成型润滑剂被覆原料粉末的表 面。使用所得的原料粉末，与第1实施例的压粉磁芯A同样地进行压粉成型，制作试样编号 A1~A7的压粉磁芯，测定2个粉末粒子间的空隙量。进一步，将制作的压粉磁芯作为芯，在 与第1实施例相同的条件下，经时地测定有效导磁率ya、涡流损耗I和磁滞损耗Wh，计算 铁损W，研究加热气氛中经过时间与各值的关系。对于各个试样编号A1~A7的压粉磁芯， 将空隙量、初期和经过528小时后的有效导磁率ya和其间的有效导磁率y3的变化率[= 100X(528小时后的值-初期值）/初期值、（％ )]示于表1中，将涡流损耗I、磁滞损耗Wh 和铁损W的初期和经过528小时后的值示于表2中。另外，由第1实施例制作的压粉磁芯 A、压粉磁芯B和压粉磁芯C的测定值也作为试样编号A、试样编号B和试样编号C一起记载 在表1和表2中。
[0072][表1]
[0073]
[0074] [表 2]
[0075]
[0076] 试样编号A1~A7的压粉磁芯包含成型润滑剂。根据表1和表2的结果，对于成型 润滑剂量为〇. 05质量％微量的试样编号A3的压粉磁芯，有效导磁率ya的变化率为-1 % 的小值，因此，磁滞损耗wh的增加非常小，铁损W的增加也极小。另一方面，对于成型润滑剂 量超过0. 05质量％的试样编号A4~A7的压粉磁芯，随着成型润滑剂量的增加，有效导磁 率1^的降低率[=变化率/-I]超过1%，急速增大，磁滞损耗Wh和铁损W增加。也就是 说，对于2个粉末粒子间的空隙量少至2面积％的试样编号A3,有效导磁率ya的降低小， 对于2个粉末粒子间的空隙量多的试样编号A4~A7,有效导磁率1^的降低大。由这些结 果可知以下2点：成型润滑剂的配合量与2个粉末粒子间的空隙量具有相关性，以及由于2 个粉末粒子间的空隙量增加引起有效导磁率ya的降低增大，可以说由于2个粉末间的空 隙量增加引起压粉磁芯内部的铁基软磁性粉末的变质（氧化）容易进行，是有效导磁率ya 降低的主要原因。
[0077] 在表1中，观察成型润滑剂量与2个粉末粒子间的空隙量的关系，大致为线形关 系。与此相对，观察2个粉末粒子间的空隙量与有效导磁率1^的变化率的关系，在空隙量 小于或等于2面积％的范围内，有效导磁率ya的变化率为约-1 %且稳定，如果空隙量超过 2面积％，则有效导磁率1^的降低急速增大。由此可以理解，如果空隙量超过2面积％，则 空隙的连通变得显著。这点也可以从成型润滑剂量与有效导磁率ya的关系观察到，如果成 型润滑剂量超过0.05质量％，则有效导磁率ya的降低变得特别显著。即可以理解为：如 果成型润滑剂量超过0. 05质量％，则由成型润滑剂引起的空隙的连通变得显著，内部氧化 引起的有效导磁率的降低进行。因此，在使用成型润滑剂的情况下，为了使2个粉末粒子间 的空隙量小于或等于2面积％，优选将添加量限制为小于或等于0. 05质量％。
[0078]由以上确认：使用在未被灌封而暴露于空气的状态下适合作为电抗器的芯的压粉 磁芯时，为了抑制伴随使用时间经过的铁损增加，按照有效导磁率ya的降低率小于或等于 1%的方式构成压粉磁芯是关键。另外，为了使有效导磁率1^的降低率为小于或等于1%， 将压粉体中的相邻2个绝缘被覆铁基软磁性粉末粒子间的空隙量设为小于或等于2体积％ 是有效的，这可以近似为将截面的2个粉末粒子间的空隙量设为小于或等于2面积％。如 果原料粉末中含有成型润滑剂，则容易在压粉磁芯中形成连通孔，因此优选使用原料粉末 中不含成型润滑剂的粉末，在使用成型润滑剂的情况下，将成型润滑剂的量设为小于或等 于0. 05质量％。这样构成的压粉磁芯为能够不灌封而直接使用的电抗器用压粉磁芯，在暴 露于空气的状态下适合作为电抗器的芯起作用。
[0079] 工业实用性
[0080] 能够提供在高频区域中显示良好的磁特性的压粉磁芯，在用作电抗器、点火线圈 等升压电路、扼流圈、噪声滤波器等在高磁场、高频区域中使用的电路的铁芯时，发挥优异 的性能，有助于高频用各种产品的性能提高，并且在电装部件、汽车用或者一般工业用发动 机芯等那样的商用频率~中频率区域中也适合使用，能够供给通用性高的产品。
【主权项】
1. 一种电抗器用压粉磁芯，其为适用于在未被灌封而露出芯的状态下使用的电抗器的 电抗器用压粉磁芯，实质上包含压粉体，所述压粉体由在铁基软磁性粉末的表面形成有绝 缘被膜的绝缘被覆铁基软磁性粉末构成，且在180°C、500小时的经时变化以有效导磁率的 降低率计为小于或等于1%。2. -种电抗器用压粉磁芯，其为适用于在未被灌封而露出芯的状态下使用的电抗器的 电抗器用压粉磁芯，实质上包含压粉体，所述压粉体由在铁基软磁性粉末的表面形成有绝 缘被膜的绝缘被覆铁基软磁性粉末构成，且相邻的2个绝缘被覆铁基软磁性粉末粒子间的 空隙量小于或等于2体积％。3. 根据权利要求1或者2所述的电抗器用压粉磁芯，所述绝缘被膜为具有内侧的磷酸 系化成被膜和外侧的硅树脂被膜的多层膜，所述磷酸系化成被膜含有选自由Co、Na、S、Si 和W组成的组中的至少1种元素。4. 根据权利要求1或者2所述的电抗器用压粉磁芯，所述绝缘被膜具有包含粒子状金 属氧化物和磷酸钙的绝缘层，该绝缘层被硅树脂被覆。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的电抗器用压粉磁芯，所述绝缘被膜的膜厚至少 为大于或等于50nm。6. 根据权利要求1~5中任一项所述的电抗器用压粉磁芯，所述压粉体为润滑剂粉 末的含量小于或等于〇. 05质量％的所述绝缘被覆铁基软磁性粉末的压缩成型体的热处理 物，由于所述润滑剂粉末的分解而仅包含所述绝缘被覆铁基软磁性粉末。7. 根据权利要求1~5中任一项所述的电抗器用压粉磁芯，所述压粉体为不含润滑剂 粉末的所述绝缘被覆铁基软磁性粉末的压缩成型体的热处理物，仅包含所述绝缘被覆铁基 软磁性粉末。
【专利摘要】本发明提供一种即使适用于在未被灌封而露出芯的状态下使用的电抗器，电磁性质也不易经时变化的电抗器用压粉磁芯。电抗器用压粉磁芯实质上包含压粉体，所述压粉体由在铁基软磁性粉末的表面形成有绝缘被膜的绝缘被覆铁基软磁性粉末构成，且在180℃、500小时的经时变化以有效导磁率的降低率计为小于或等于1％。压粉体中，相邻2个绝缘被覆铁基软磁性粉末粒子间的空隙量小于或等于2体积％。
【IPC分类】H01F1/24, H01F27/24, H01F37/00, H01F1/14
【公开号】CN105051839
【申请号】CN201480018463
【发明人】稻垣孝, 石原千生, 中山纪行
【申请人】日立化成株式会社
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月27日
【公告号】DE112014001651T5, WO2014157517A1