阅读说明：本技术 软磁性体组合物、磁芯和线圈型电子部件 (Soft magnetic composition, magnetic core, and coil-type electronic component ) 是由 松野谦一郎 伊藤守 涩谷好孝 三浦隆之 伊东直树 于 2019-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明的目的在于提供一种能够实现高密度的软磁性体组合物、磁芯和线圈型电子部件。本发明的软磁性体组合物具有多个软磁性合金颗粒,软磁性合金颗粒含有元素M和铁,元素M的离子化倾向比硅强,元素M梯度在300以下。(The invention aims to provide a soft magnetic material composition, a magnetic core and a coil type electronic component which can realize high density. The soft magnetic composition of the present invention has a plurality of soft magnetic alloy particles, the soft magnetic alloy particles containing an element M and iron, the element M having a stronger ionization tendency than silicon, and the gradient of the element M being 300 or less.)

软磁性体组合物、磁芯和线圈型电子部件

技术领域

本发明涉及软磁性体组合物、磁芯和线圈型电子部件。

背景技术

金属磁性体与铁氧体相比，具有能够得到高饱和磁通密度的优点。作为这种金属磁性体，已知有Fe－Si－Al系合金和Fe－Si－Cr系合金等。

在专利文献1中，提出了使用含有铬、铝和硅且提高了磁导率的磁性体的线圈型电子部件。

作为线圈型电子部件，例如可以举出电感器、EMC用线圈、变压器等。

近年来，用于这些线圈型电子部件的、由磁性体构成的磁芯越来越要求密度的进一步提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－249774号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够实现高密度的软磁性体组合物、磁芯和线圈型电子部件。

用于解决技术问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明的软磁性体组合物的特征在于：

具有多个软磁性合金颗粒，

上述软磁性合金颗粒含有元素M和铁，

上述元素M的离子化倾向比硅强，

在将上述软磁性合金颗粒之间的区域内的元素M的质量相对于硅、元素M和铁的合计质量的比率设为RM、将上述RM的最大值的部位与上述RM的最小值的部位的距离设为d、并将(上述RM的最大值/上述RM的最小值)/上述d设为元素M梯度时，上述元素M梯度在300以下。

在本发明的软磁性体组合物中，元素M梯度在300以下。由此，能够提高由本发明的软磁性体组合物构成的磁芯的密度，能够降低粘接剂向磁芯的渗入。因此，例如在利用粘接剂将框架端子电极固定于磁芯时，在确保剥离强度方面是有效的。并且，能够提高磁芯的密度，从而提高磁芯表面的印字性，例如，在直接在部件表面记载线圈型电子部件的名称或部件特性以进行标识的情况下是有效的。

优选上述元素M梯度超过10.0且在300以下。

通过元素M梯度超过10.0且在300以下，能够提高由本发明的软磁性体组合物构成的磁芯的密度，并且能够抑制磁芯的电阻不良。

优选在上述软磁性合金颗粒之间的区域存在非晶层。

通过在软磁性合金颗粒之间存在非晶层，能够进一步提高由本发明的软磁性体组合物构成的磁芯的密度，并且能够降低磁芯损耗。

优选从上述软磁性合金颗粒起直至上述RM的最小值的部位，上述RM随着远离上述软磁性合金颗粒而减少。

通过RM随着远离软磁性合金颗粒而减少，能够进一步提高由本发明的软磁性体组合物构成的磁芯的密度。

优选在上述软磁性合金颗粒之间的区域内元素M连续存在。

通过在软磁性合金颗粒之间的区域内元素M连续存在，能够进一步提高由本发明的软磁性体组合物构成的磁芯的密度。

另外，本发明的磁芯由上述任一项所述的软磁性体组合物构成。

优选在上述磁芯的表面的至少一部分形成有覆盖层。

本发明的线圈型电子部件具有上述磁芯。作为线圈型电子部件，没有特别限定，可以例示电感器、EMC用线圈、变压器等电子部件。特别适合于能够实现在电路板上面安装的小型化的线圈型电子部件。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的磁芯。

图2是图1所示的磁芯的主要部分放大截面图。

图3是表示进行EDS分析时的观测点的磁芯的主要部分放大截面图。

图4是晶格的选区衍射图案(selected area diffraction pattern)。

图5是非晶层的选区衍射图案。

图6是本发明的实施例涉及的实施例6的EDS分析结果。

图7是本发明的比较例涉及的比较例2的EDS分析结果。

附图标记说明

21、22：软磁性合金颗粒

30、31：软磁性合金颗粒之间的区域

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。

本实施方式的线圈型电子部件的磁芯是通过压粉成型而成型的磁芯(压粉磁芯)。压粉成型是通过在冲压机械的模具内填充含有软磁性合金粉末的材料，在规定的压力下加压实施压缩成型而得到成型体的方法。

作为本实施方式的磁芯(core)的形状，除图1所示的环型以外，还可以例示FT型、ET型、EI型、UU型、EE型、EER型、UI型、鼓型、壶型、杯型等。通过在该磁芯的周围卷绕一根或多根导线，能够得到所期望的线圈型电子部件。

本实施方式的线圈型电子部件用的磁芯由软磁性体组合物构成。

如图2所示，本实施方式的软磁性体组合物具有多个软磁性合金颗粒21、22。另外，在本实施方式中，将从相邻的一个软磁性合金颗粒21到另一个软磁性合金颗粒22的区域作为软磁性合金颗粒之间的区域30、31。

本实施方式的软磁性合金颗粒21、22含有元素M和铁(Fe)。本实施方式的软磁性合金颗粒21、22除此以外还可以含有硅(Si)、碳(C)或锌(Zn)，但没有特别限定。

元素M的离子化倾向比硅(Si)强。另外，元素M具有在软磁性合金颗粒21、22的表面形成氧化覆膜的倾向。作为元素M，例如可以举出铬(Cr)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、锆(Zr)、锰(Mn)、锌(Zn)，但从在铁合金颗粒上形成均匀的氧化覆膜的观点来看，优选铬(Cr)或铝(Al)。另外，作为元素M，并不限于一种，也可以使用多种元素。

本实施方式的软磁性合金颗粒21、22中，例如在元素M为铬(Cr)的情况下，含有以Cr换算计为1～9质量％的铬(Cr)、以Si换算计为0～9质量％的硅(Si)，剩余部分由铁(Fe)构成。

另外，本实施方式的软磁性合金颗粒21、22中，例如在元素M为铝(Al)的情况下，含有以Al换算计为1～9质量％的铝(Al)、以Si换算计为0～14质量％的硅(Si)，剩余部分由铁(Fe)构成。

本实施方式的软磁性合金颗粒21、22中的铬(Cr)的含量以Cr换算计优选为1～9质量％。由此，容易使元素M梯度在规定值以下。从上述观点来看，软磁性合金颗粒21、22中的铬(Cr)的含量以Cr换算计更优选为3～7质量％。

本实施方式的软磁性合金颗粒21、22中的铝(Al)的含量以Al换算计优选为1～9质量％。由此，容易使元素M梯度在规定值以下。从上述观点来看，软磁性合金颗粒21、22中的铝(Al)的含量以Al换算计更优选为3～7质量％。

本实施方式的软磁性合金颗粒21、22中的硅(Si)的含量以Si换算计优选为0～9质量％，更优选为2～8.5质量％。

在本实施方式的软磁性合金颗粒21、22中，剩余部分可以仅由铁(Fe)构成。

本实施方式的软磁性体组合物有时除了含有上述软磁性合金颗粒21、22的构成成分以外，还含有碳(C)和锌(Zn)等成分。

本实施方式的软磁性体组合物中的碳(C)的含量优选低于0.05质量％，更优选为0.01～0.04质量％。

本实施方式的软磁性体组合物中的锌(Zn)的含量优选为0.004～0.2质量％，更优选为0.01～0.2质量％。

此外，在本实施方式的软磁性体组合物中，除了含有上述成分以外，还可以含有不可避免的杂质。

本实施方式的软磁性合金颗粒21、22的平均结晶粒径优选为4～60μm。通过将平均结晶粒径设为上述范围，能够容易地实现磁芯的薄层化。

以下，将“软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31内的硅(Si)、元素M或铁(Fe)的质量相对于硅(Si)、元素M和铁(Fe)的合计质量的比率”设为“三元素质量比率”。

将“软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31内的氧(O)、硅(Si)、元素M或铁(Fe)的质量相对于氧(O)、硅(Si)、元素M和铁(Fe)的合计质量的比率”设为“四元素质量比率”。

另外，将软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31内的、元素M的三元素质量比率设为RM。

并且，将RM的最大值的部位与RM的最小值的部位的距离设为d。

在本实施方式中，将(RM的最大值/RM的最小值)/d设为元素M梯度时，元素M梯度在300以下。由此，能够提高由本实施方式的软磁性体组合物构成的磁芯的密度，能够减少粘接剂向磁芯的渗入，提高磁芯表面的印字性。

另外，通过元素M梯度超过10.0，能够抑制电阻不良。

从上述观点来看，元素M梯度优选为10～300，更优选为20～100。

在本实施方式中，在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31存在非晶层。由此，能够进一步提高磁芯的密度，并且能够降低磁芯损耗。

从上述观点来看，优选在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31存在作为非晶层的Si－M氧化物或Si－M复合氧化物。

从上述观点来看，优选非晶层存在于RM的最小值的部位。

其中，Si－M氧化物是主要由硅(Si)、元素M和氧(O)构成的氧化物。另外，Si－M复合氧化物是含有硅(Si)、元素M和氧(O)，并且还含有这三种成分(Si、M和O)以外的元素的氧化物。

作为Si－M复合氧化物所含的三种成分(Si、元素M和O)以外的元素，可以举出钒(V)、镍(Ni)或铜(Cu)。

在Si－M氧化物中，相对于硅(Si)、元素M和氧(O)的合计质量100质量％，含有合计低于0.1质量％的除硅(Si)、元素M和氧(O)以外的元素。

作为Si－M氧化物所含的三种成分(Si、元素M和O)以外的元素，可以举出钒(V)、镍(Ni)或铜(Cu)。

在本实施方式中，可以认为在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31含有非来源于软磁性合金颗粒21、22所含的元素的硅(Si)。非来源于软磁性合金颗粒21、22所含的元素的硅(Si)没有特别限定，例如可以认为来源于有机硅树脂所含的硅(Si)。

在本实施方式中，作为计算元素M梯度的方法，以下表示具体方法，但没有特别限定。

首先，通过使用扫描透射型电子显微镜(STEM)观察磁芯的截面，来判别软磁性合金颗粒21、22和软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31。具体而言，利用STEM拍摄磁芯的截面，得到明视野(BF)像。在该明视野像中，将存在于软磁性合金颗粒21、22和软磁性合金颗粒21、22之间且具有与该软磁性合金颗粒21、22不同的对比度的区域作为软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31。是否具有不同对比度的判断可以通过目测来进行，也可以利用进行图像处理的软件等来判断。

关于软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31的组成，如图3所示，在任意选择的观测线X上，使用STEM所附带的分辨率足够高的EDS装置，进行EDS分析。图6表示本实施方式的EDS分析的结果。图6的纵轴表示三元素质量比率，横轴表示距起点的距离。这里，“起点”是软磁性合金颗粒21内的任意点。

在图6中，用实线表示硅(Si)的三元素质量比率，用虚线表示铬(Cr)的三元素质量比率，用点划线表示铁(Fe)的三元素质量比率。

在图6中，在距起点的距离为0～0.35μm的区间，铁(Fe)的三元素质量比率在95wt％附近基本恒定。该区间是一个软磁性合金颗粒21。

在图6中，在距起点的距离为0.35μm～0.66μm的区间，铁(Fe)的三元素质量比率下降，在0wt％附近基本恒定，之后上升。该区间是软磁性合金颗粒21、22之间的区域31。

而且，在图6中，在距起点的距离为0.66μm～1.0μm的区间，铁(Fe)的三元素质量比率再次在95～98wt％附近基本恒定。该区间是另一个软磁性合金颗粒22。

接着，确定软磁性合金颗粒21、22之间的区域31中的RM的最大值的部位和RM的最小值的部位。将RM的最大值的部位与RM的最小值的部位的距离设为d。并且，将(RM的最大值/RM的最小值)/d设为元素M梯度。

例如在本实施方式中，在相同位置上的氧(O)的四元素质量比率为8～65质量％、硅(Si)的四元素质量比率为8～65质量％、并且元素M的四元素质量比率为8～65质量％的情况下，判断该位置是Si－M氧化物或Si－M复合氧化物，但没有特别限定。

此外，对氧(O)的映射图像、硅(Si)的映射图像、元素M的映射图像进行比较，如果在相同位置存在氧(O)、硅(Si)和元素M，则也可以判断该位置是Si－M氧化物或Si－M复合氧化物。

在本实施方式中，作为判断在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31是否存在非晶层的方法，没有特定限定，例如，可以通过对扫描透射型电子显微镜(TEM)的倒易晶格空间的选区衍射图案(SADP)进行分析来判断。在选区衍射图案中，在具有规则的结晶结构的情况下，如图4所示，观察到反映结晶结构的各衍射斑点。另一方面，在不具有规则的结晶结构的非晶层的情况下，如图5所示，观察到以中心的斑点为中心的同心圆。另外，在非晶层的情况下，没有观察到除中心斑点以外的明显的衍射斑点。

在本实施方式中，如图6所示，RM随着远离软磁性合金颗粒21、22而减少，直至RM的最小值的部位。由此，能够进一步提高磁芯的密度。此外，RM只要随着远离软磁性合金颗粒21、22而大致上减少即可，也可以存在局部增加的部位。

在本实施方式中，如图6所示，优选在包含RM的最小值的部位在内的规定范围内，元素M连续存在。由此，能够进一步提高磁芯的密度。

从上述观点来看，优选在包含RM的最小值的部位在内的规定范围内，硅(Si)连续存在。

这里，规定范围优选为相邻的软磁性合金颗粒21、22之间的距离的50％以上的范围。

此外，在规定范围内元素M连续是指在规定范围内元素M的三元素质量比率优选为8质量％以上、更优选为10质量％以上。

另外，在规定范围内硅(Si)连续是指在规定范围内硅(Si)的三元素质量比率优选为5质量％以上、更优选为8质量％以上。

规定范围的长度优选为0.01～0.4μm，更优选为0.01～0.1μm。

本实施方式的磁芯的表面的至少一部分可以形成有覆盖层。由此，能够提高磁芯表面的印字性，并且能够提高磁芯的初始磁导率。。

作为覆盖层的材质，没有特别限制，例如可以例示玻璃组合物、SiO₂、B₂O₃、ZrO₂或树脂。此外，覆盖层也可以由多种材质构成，还可以具有由多层构成的层叠结构。

覆盖层例如可以形成在磁芯表面的至少一部分。相对于磁芯的表面积的形成覆盖层的比例(覆盖率)优选为50～100％。覆盖率越高，作为防止磁芯的缺陷等的保护层的作用也越大。从上述观点来看，覆盖率更优选为90～100％。

接着，对本实施方式的磁芯的制造方法的一例进行说明。

本实施方式的磁芯能够通过对含有软磁性合金粉末和粘合剂(粘合树脂)的成型体进行烧制来制作。下面，对本实施方式的磁芯的优选的制造方法进行详细描述。

本实施方式的制造方法优选具有如下工序：

将软磁性合金粉末和粘合剂混合，得到混合物的工序；

使混合物干燥，形成造粒粉的工序；

将混合物或造粒粉成型为要制作的磁芯的形状，得到成型体的工序；和

通过将所得到的成型体加热，得到磁芯的工序。

另外，也可以在磁芯上形成覆盖层。

由本实施方式的制造方法得到的磁芯由上述本实施方式的软磁性体组合物构成。

作为软磁性合金粉末，可以使用含有合金颗粒的粉末，该合金颗粒含有以Cr换算计为1～9质量％的铬(Cr)、以Si换算计为0～9质量％的硅(Si)，剩余部分由铁(Fe)构成。

软磁性合金粉末的形状没有特别限制，从维持电感直到高磁场区域的观点来看，优选制成球状或椭圆体状。其中，从进一步增大磁芯的强度的观点来看，优选为椭圆体状。

另外，软磁性合金粉末的平均粒径优选为3～80μm。当软磁性合金粉末的平均粒径在上述范围内时，磁导率良好，并且难以产生涡流损耗，形成异常损耗降低的倾向。另外，处理变得容易。从上述观点来看，软磁性合金粉末的平均粒径更优选为5～20μm。

软磁性合金粉末能够通过与公知的软磁性合金粉末的制备方法同样的方法来得到。此时，能够利用气体雾化法、水雾化法、旋转盘法等来制备。其中，优选水雾化法，这是因为容易制作具有所期望的磁特性的软磁性合金粉末。

作为粘合剂，可以使用含有有机硅树脂的粘合剂。通过使用有机硅树脂作为粘合剂，在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31能够有效地含有非来源于软磁性合金颗粒21、22所含的元素的硅(Si)。结果，容易在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31形成非晶层。

此外，在不妨碍本发明效果的范围内，也可以含有其他的粘合剂。作为其他的粘合剂，例如可以举出各种有机高分子树脂、酚醛树脂、环氧树脂和水玻璃等。

粘合剂能够单独使用有机硅树脂，或者与其他的粘合剂组合使用。此外，因为优选将软磁性体组合物中的碳(C)的含量限制在低于0.05质量％，所以粘合剂优选主要使用有机硅树脂。通过软磁性体组合物中的碳(C)的含量在上述范围内，能够使所得到的磁芯的强度良好。

粘合剂的添加量根据所需的磁芯特性而有所不同，优选相对于软磁性合金粉末100质量％添加0.2～10质量％。通过粘合剂的添加量在上述范围内，容易在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31形成非晶层。从上述观点来看，粘合剂的添加量更优选相对于软磁性合金粉末100质量％为0.5～6质量％。

有机硅树脂的添加量优选相对于软磁性合金粉末100质量％为0.2～8质量％。通过有机硅树脂的添加量在上述范围内，容易在软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31形成非晶层。从上述观点来看，有机硅树脂的添加量更优选相对于软磁性合金粉末100质量％为0.5～5质量％。

另外，在不妨碍本发明效果的范围内，也可以根据需要在上述混合物或造粒粉中添加有机溶剂。

作为有机溶剂，只要是能够溶解粘合剂的有机溶剂，就没有特别限定，例如可以举出甲苯、异丙醇、丙酮、甲乙酮、氯仿、乙酸乙酯等的各种溶剂。

另外，在不妨碍本发明效果的范围内，也可以根据需要在上述混合物或造粒粉中添加各种添加剂、润滑剂、增塑剂、触变剂等。

作为润滑剂，例如可以举出硬脂酸铝、硬脂酸钡、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌和硬脂酸锶等。这些润滑剂可以单独使用一种，或者组合使用两种以上。其中，从所谓的回弹小的观点来看，优选使用硬脂酸锌作为润滑剂。

在使用润滑剂的情况下，其添加量优选相对于软磁性合金粉末100质量％为0.1～0.9质量％。

特别是在使用硬脂酸锌作为润滑剂的情况下，优选调整添加量，使所得到的软磁性体组合物中的锌(Zn)的含量达到0.004～0.2质量％的范围内。由此，存在磁芯的强度变得更好的倾向。

作为得到混合物的方法，没有特别限定，可以通过现有公知的方法将软磁性合金粉末、粘合剂和有机溶剂混合而得到。此外，也可以根据需要添加各种添加材料。

在混合时，例如可以使用加压捏合机、搅拌球磨机、振动磨机、球磨机、V型混合机等混合机、或者流动造粒机、滚动造粒机等造粒机。

另外，作为混合处理的温度和时间，优选在室温下进行1～30分钟左右。

作为得到造粒粉的方法，没有特定限定，可以通过公知的方法将混合物干燥而得到。

作为干燥处理的温度和时间，优选在室温～200℃左右下进行1～60分钟。

可以根据需要在造粒粉中添加润滑剂。优选在造粒粉中添加润滑剂之后混合1～60分钟。

作为得到成型体的方法，没有特定限定，优选通过公知的方法，使用具有所期望的形状的模腔的成型模具，在该模腔内填充混合物或造粒粉，以规定的成型温度和规定的成型压力将该混合物压缩成型。

压缩成型时的成型条件没有特定限定，可以根据软磁性合金粉末的形状和尺寸、以及压粉磁芯的形状、尺寸和密度等适当确定。例如，通常最大压力设为100～1000MPa左右、优选设为400～800MPa左右，保持为最大压力的时间设为0.5秒～1分钟左右。

在本实施方式的制造方法中，通过粘合剂含有有机硅树脂，容易在构成磁芯的软磁性合金颗粒21、22之间的区域30、31形成非晶层。

成型温度没有特别限定，通常优选为室温～200℃左右。由此，成型体的密度提高，并且所得到的磁芯的性能更好。

接着，对成型后得到的成型体进行烧制，得到磁芯(烧制工序)。

烧制工序的保持温度没有特别限定，优选为600℃以上且低于940℃。由此，容易使元素M梯度达到规定值以下。从上述观点来看，烧制时的保持温度优选为700～850℃。

烧制工序的升温速度没有特别限定，优选在加热开始后在短时间内使成型体达到保持温度。这样，通过在短时间内加热，容易使元素M梯度达到规定值以下。

作为烧制工序的上述加热法，没有特别限定，例如，准备薄且小面积的传热好的容器，在该容器中以较少的数量(1～10个)且以充分离开的方式载置成型体。具体而言，以相邻的成型体离开10～100mm的方式载置。接着，可以举出将成型体连同容器一起直接放入达到了保持温度的炉内的方法。此外，也可以举出将达到了保持温度的加热体从成型体的上下夹着，然后直接放入炉内的方法。

烧制工序的气氛没有特定限定，可以在含氧气氛下进行。这里，含氧气氛没有特别限定，可以举出大气气氛(通常含有20.95％的氧)、或者与氩或氮等不活泼气体的混合气氛等。另外，也可以在氩或氮等不活泼气体下进行。

烧制工序的保持时间没有特定限定，例如为10分钟～5小时。

接着，根据需要对于所得到的磁芯，在磁芯的表面形成由玻璃组合物、粘合树脂等构成的热处理前的覆盖层。

热处理后，在磁芯的表面形成覆盖层。

可以使用这样得到的磁芯作为磁芯。

本实施方式的元素M梯度可以通过软磁性合金粉末的组成、磁芯的制造方法中的粘合剂的种类或其添加量、其他的添加成分、或者烧制工序的升温速度、保持温度或气氛等来控制。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明完全不限定于这样的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，当然可以以各种形态来实施。

例如，在上述的实施方式中，通过对混合物或造粒粉进行压粉成型来制造磁芯(压粉磁芯)，但也可以通过将上述混合物成型为片状并将其层叠来制造磁芯。另外，除干式成型以外，还可以通过湿式成型、挤出成型等来得到成型体。

在上述的实施方式中，为了在软磁性体组合物的晶界形成含有硅(Si)的层，使用有机硅树脂作为粘合剂，但也可以使用硅胶或二氧化硅颗粒等含硅(Si)成分代替有机硅树脂来作为添加剂。

在上述的实施方式中，表示了由软磁性体组合物构成的环型磁芯，但除此以外，本实施方式的软磁性体组合物也能够构成埋有线圈的磁芯。具体而言，埋有线圈的磁芯是包围线圈的周围且含有软磁性体组合物和树脂的磁芯。

另外，本实施方式的磁芯的用途没有特定限定，例如也适合用作线圈型电子部件、开关电源、DC－DC转换器、变压器、扼流圈等各种电子部件的磁芯。

实施例

下面，通过实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限定于这些实施例。

(实施例1)

[软磁性合金粉末的制备]

准备铁(Fe)单质、铬(Cr)单质和硅(Si)单质的锭、块(chunk)、或丸粒(shot)(颗粒)。接着，将它们混合成铬(Cr)4质量％、硅(Si)5质量％和剩余部分铁(Fe)的组成，收纳在配置于水雾化装置内的坩埚中。接下来，在不活泼气氛中，使用设置于坩埚外部的工作线圈，通过高频感应将坩埚加热到1600℃以上，使坩埚中的锭、块或丸粒熔融混合，得到熔液。

接下来，从坩埚所设置的喷嘴喷出坩埚内的熔液，同时使高压(50MPa)水流冲击所喷出的熔液进行急冷，由此制作由Fe－Si－Cr系颗粒构成的软磁性合金粉末(平均粒径：9μm)。

通过荧光X射线分析法，对所得到的软磁性合金粉末进行组成分析，结果可以确认与进料组成一致。

[磁芯的制作]

相对于所得到的软磁性合金粉末100质量％，添加有机硅树脂(Dow CorningToray Silicone Co.,Ltd.生产：SR2414LV)4质量％，利用加压捏合机将它们在室温下混合30分钟。接下来，在空气中使混合物在150℃下干燥20分钟。在干燥后的软磁性合金粉末中添加硬脂酸锌(日东化成生产：zincstearate)作为润滑剂，利用V型混合机混合10分钟。硬脂酸锌的添加量相对于软磁性合金粉末100质量％为0.5质量％。

接下来，将所得到的混合物成型为外径20mm×内径10mm×厚度5mm的环形试样和10mm×5mm×(厚度)1mm的方形试样，制作成型体。其中，成型压设为600MPa。

将达到了保持温度的加热体从成型体的上下夹着，放入炉内。其中，在表1和表2中，在利用这种方法使成型体升温的情况下，在“烧制条件”一栏内记载为“短时间升温”。通过对成型体在保持温度650℃下且在大气中进行60分钟的烧制，得到磁芯。

(实施例2～6和比较例3)

除了如表1所述改变成型体的保持温度以外，与实施例1同样操作，得到磁芯。

(比较例1和2)

在比较例1中，将成型体放入炉内，耗时5.5小时升温至保持温度；在比较例2中，将成型体放入炉内，耗时1.5小时升温至保持温度，除此以外，与实施例1同样操作，得到磁芯。此外，在比较例1和2中，不将加热体从成型体的上下夹着。

(实施例11～15和比较例13)

使用Al单质代替Cr单质，进行混合使得成为铁(Fe)91质量％、铝(Al)5质量％和硅(Si)4质量％的组成，制作由Fe－Si－Al系颗粒构成的软磁性合金粉末(平均粒径：9μm)，除了如表2所述改变成型体的保持温度以外，与实施例1同样操作，得到磁芯。

(比较例11和12)

在比较例11中，将成型体放入炉内，耗时5.5小时升温至保持温度；在比较例12中，将成型体放入炉内，耗时1.5小时升温至保持温度，除此以外，与实施例11同样操作，得到磁芯。此外，在比较例11和12中，不将加热体从成型体的上下夹着。

[各种评价]

＜元素M梯度的确认＞

利用扫描透射型电子显微镜(STEM)，对磁芯的截面进行观察，进行“软磁性合金颗粒”和“软磁性合金颗粒之间的区域”的判別。

接着，如图3所示，在任意选择的观测线X中，使用STEM所附带的分辨率足够高的EDS装置，进行EDS分析。基于所得到的数值，求出元素M梯度。将结果表示在表1和表2中。特别将实施例6的结果表示在图6中，将比较例2的结果表示在图7中。其中，图6和图7的纵轴表示三元素质量比率，横轴表示距起点的距离。

＜非晶层的确认＞

通过对扫描透射型电子显微镜(TEM)的倒易晶格空间的选区衍射图案(SADP)进行分析，来判断非晶层的存在。

＜密度＞

通过阿基米德法，对环型磁芯试样测定密度。在元素M为铬(Cr)的情况下，优选密度为6.00g/cm³以上。另外，在元素M为铝(Al)的情况下，优选密度为5.40g/cm³以上。将结果表示在表1和表2中。

＜电阻＞

作为电阻的测定器，使用4339B(Agilent Technologies制)，对于厚度1mm的方形磁芯试样，用两个端子夹入，测定电阻。将结果表示在表1和表2中。

【表1】

在表1中，元素M为Cr。

d是RM的最大值的部位与RM的最小值的部位的距离。

【表2】

在表2中，元素M为Al。

d是RM的最大值的部位与RM的最小值的部位的距离。

由STEM观察和EDS分析可以确认，元素M梯度低于519.6的实施例1～6与元素M梯度在519.6以上的比较例1～3相比，磁芯的密度高。另外，可以确认元素M梯度超过9.5且低于519.6的实施例1～4和6的电阻良好。

由TEM观察可以确认，实施例1～4和6中，在软磁性合金颗粒之间的区域存在非晶层。

由STEM观察和EDS分析可以确认，元素M梯度低于502.6的实施例11～15与元素M梯度在502.6以上的比较例11～13相比，磁芯的密度高。另外，可以确认元素M梯度超过9.8且低于502.6的实施例11～14的电阻良好。

由TEM观察可以确认，实施例11～14中，在软磁性合金颗粒之间的区域存在非晶层。

由图6可以确认，实施例6的在包含RM的最小值的部位在内的规定范围内，铬(Cr)和硅(Si)连续存在。

另外，对于实施例6，通过下述方法，确认在磁芯的软磁性合金颗粒之间的区域是否含有非来源于软磁性合金颗粒所含的元素的硅(Si)。

在图6(实施例6)中，铬(Cr)大部分都存在于软磁性合金颗粒之间的区域，软磁性合金颗粒中几乎不含。另一方面，铁(Fe)大部分都存在于软磁性合金颗粒中，软磁性合金颗粒之间的区域几乎不含。

因此，可以认为在磁芯的制造过程中，软磁性合金粉末的铬(Cr)移动到软磁性合金颗粒之间的区域，软磁性合金粉末的铁(Fe)滞留在软磁性合金颗粒中。

因此，如果上述的软磁性合金粉末的原料的铁(Fe)和硅(Si)的质量比率与图6的软磁性合金颗粒的部分的铁(Fe)和硅(Si)的质量比率基本一致，则可以说软磁性合金粉末的原料的硅(Si)直接变成了软磁性合金颗粒的硅(Si)。结果，可以说存在于软磁性合金颗粒之间的区域的硅(Si)不是来源于软磁性合金粉末的原料的硅(Si)，而是来源于有机硅树脂的硅(Si)。

于是进行计算，上述的软磁性合金粉末的原料的铁(Fe)和硅(Si)的质量比率与图6的软磁性合金颗粒的部分的铁(Fe)和硅(Si)的质量比率基本一致。因此，可以说存在于软磁性合金颗粒之间的区域的硅(Si)不是来源于软磁性合金粉末的原料的硅(Si)，而是来源于有机硅树脂的硅(Si)。

产业上的可利用性

由本发明的软磁性体组合物构成的磁芯的密度高。结果，能够降低粘接剂向磁芯的渗入，提高磁芯表面的印字性。