磁性片材
阅读：264发布：2020-05-23
专利汇可以提供磁性片材专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 磁性 片材，其含有扁平状磁性体颗粒。扁平状磁性体颗粒由Fe‑Si‑Cr系 合金 构成。在扁平状磁性体颗粒的表面上存在 氧 膜。在将氧膜的厚度定义为从最表面到通过 俄歇 电子 能谱测定的氧强度相对于最大值减半的部位的距离的情况下，氧膜的平均厚度为3.5～6.0nm。，下面是磁性片材专利的具体信息内容。
磁性片材
技术领域
[0001] 本发明涉及例如作为磁屏蔽使用的磁性片材。
背景技术
[0002] 为了使磁化物体等磁场产生源不对其它物体或电路等造成影响，可使用磁屏蔽材料。从屏蔽特性的方面来看，优选使用高磁导率的金属板作为磁屏蔽材料。但是，金属板因性质·成本等方面而用途显著受到限制。
[0003] 另一方面，还已知使用磁性片材作为磁屏蔽材料。磁性片材可以通过例如将使磁性粉末材料分散于有机粘接剂中而得到的涂料涂布于需要磁屏蔽的地方而形成。另外，磁性片材可以形成于各种各样的场所。例如，也可以在弹性支承体等难以使用金属板的部位涂布上述涂料而形成磁性片材。磁性片材具有上述特性，因此，可以在各种用途中利用。
[0005] 但是，现有的技术中，由于在扁平的磁性颗粒的表面上附着无机绝缘物，磁特性可能劣化。另外，现有的技术中，为了在扁平的磁性颗粒的表面上附着无机绝缘物的工序烦杂，并且由于使用玻璃(非晶)作为无机绝缘物，因此，还存在扁平处理的长时间化及设备或装置的磨损的问题。
[0006] 专利文献1：日本专利第5384711号公报
发明内容
[0007] 本发明是鉴于这种实际情况而完成的，其目的在于，提供一种Q值及片材表面电阻较高的磁性片材。
[0008] 用于解决技术问题的手段
[0009] 为了达成上述目的，本发明所涉及的磁性片材含有扁平状磁性体颗粒，其特征在于，
[0010] 上述扁平状磁性体颗粒由Fe-Si-Cr系合金构成，
[0013] 本发明的磁性片材中，通过将在磁性片材所含的扁平状磁性体颗粒的表面上存在的氧膜的平均厚度控制成3.5～6.0nm，可以提供Q值及片材表面电阻较高的磁性片材。
[0015] 图1是本发明一个实施方式的磁性片材的放大截面图；
[0016] 图2是图1所示的II部的主要部分放大截面图；
[0018] 图4是热处理后的俄歇电子能谱结果的示意图；
[0019] 图5是表示实验例1中的氧膜的厚度和Q的关系的图表；
[0020] 图6是表示实验例1中的氧膜的厚度和IR的关系的图表；
[0021] 图7是表示实验例2中的氧膜的厚度和Q的关系的图表；
[0022] 图8是表示实验例2中的氧膜的厚度和IR的关系的图表。
[0023] 符号说明
[0024] 2…磁性片材
[0025] 4…(扁平状)磁性体颗粒
[0027] 8…氧膜
具体实施方式
[0028] 以下，基于附图所示的实施方式说明本发明。
[0029] 如图1及图2所示，本发明一个实施方式的磁性片材2是扁平状磁性体颗粒4分散于合成树脂6中的磁性片材。以下，有时将扁平状磁性体颗粒4简称为磁性体颗粒4。磁性体颗粒4在片材2中以磁性体颗粒4的长边方向与片材2的面方向大致一致的方式取向。
[0031] 磁性体颗粒4是Fe-Si-Cr系合金磁性体。磁性片材2中的磁性体颗粒4的填充率没有特别限定，但优选为60～95wt％。
[0032] Fe-Si-Cr系合金磁性体的组成没有特别限定。在将Fe-Si-Cr系合金磁性体的组成表示为Fea1Sib1Crc1Xd1的情况下，优选a1＝53～85，b1＝15～35，c1＝0～6，d1＝0～6。另外，Cr的含量为0或较小，因此即使是通常认为是Fe-Si系合金的合金，也包含于本实施方式的Fe-Si-Cr系合金。
[0033] 此外，X是Fe、Si、Cr以外的1个以上的其它元素，a1、b1、c1、d1是各个元素的原子％比，a1+b1+c1+d1＝100。作为其它元素X，只要是Fe、Si、Cr以外的元素其它没有特别限定，可以根据需要从例如过渡金属元素等各种金属元素或半金属元素等中选择。此外，其它元素X只要不会对磁特性造成不良影响，可以含有N、S等不可避免的杂质。
[0034] 磁性体颗粒4的长径比是磁性体颗粒4的短边方向的长度L1除以长边方向的长度L0而算出的值。本实施方式中，磁性体颗粒4的长径比的上限没有特别限定，但优选为0.3以下。磁性体颗粒4的长径比的下限没有特别限定，但优选为0.002以上。在磁性体颗粒4的长径比为0.3以下的情况下，可以提供即使减薄磁性片材2的厚度，也易于片材化，并且磁特性优异，而且片材表面电阻较高的磁性片材2。在磁性体颗粒4的长径比为0.002以上的情况下，可以抑制粗大颗粒的存在引起的片材密度的降低。
[0035] 另外，磁性体颗粒4的长边方向的长度L0没有特别限定，但优选为5～60μm。在L0为5～60μm的情况下，可以得到优异的磁特性。
[0036] 另外，磁性片材2的厚度没有特别限定，但优选为50～100μm。在磁性片材2的厚度为50～100μm的情况下，适当进行片材涂布后的干燥，因此，提高片材密度。
[0037] 另外，在本实施方式的磁性片材2所含的磁性体颗粒4的表面上存在规定厚度的氧膜8。氧膜8处于磁性体颗粒4的最表面附近，是氧浓度比氧膜8的外部高的部分。另外，对于氧膜8，认为磁性体颗粒4所含的各元素的氧化物偏在。此外，氧膜8不一定需要存在于磁性体颗粒4的所有的表面上，也可以仅存在于一部分的表面上。具体而言，也可以在磁性体颗粒4的总表面积的20％以上存在氧膜8。
[0038] 在磁性体颗粒4的表面上存在有规定厚度的氧膜8，因此，不需要在磁性体颗粒之外另准备来附着无机绝缘物，制造容易，并且可以提供磁特性优异，而且片材表面电阻较高的磁性片材2。具体而言，可以容易地得到片材的Q值为100以上，且片材的表面电阻为1.0E+06(1.0×106)Ω以上的磁性片材2。
[0039] 以下，对氧膜8的厚度的测定方法进行叙述。
[0040] 氧膜8的厚度可以通过俄歇(Auger)电子能谱进行测定。俄歇电子能谱作为可以从表面向深度方向进行高精细的元素分析的表面分析方法而广为人知。当向试样表面入射电子束时，通过电子和试样表面的元素的相互作用，释放各种电子或电磁波。作为其中之一的俄歇电子具有相当于元素的外层能级和内层能级的能量差的能量。俄歇电子具有的能量的大小按照元素种类为不同的固有的大小，因此，通过能谱的解析，可以对物质表面的元素进行高精度的定性分析。俄歇电子能谱可用于纳米级的试样最表层的分析，但通过并用俄歇电子能谱和使用了Ar+等的离子蚀刻，可以进行距表面的深度方向的定性分析。即，可以一边以一定速度蚀刻磁性体颗粒4的表面，一边进行俄歇电子能谱，并观察磁性体颗粒4所含的各元素的光谱强度的变化，由此，可以进行磁性体颗粒4的距表面的深度方向的定性分析。
[0041] 本实施方式中，将从磁性体颗粒4的最表面直到通过俄歇电子能谱测定的氧强度(氧光谱的强度)从最大值减半的距离定义为氧膜的厚度。而且，本实施方式的磁性体颗粒4中，氧膜8的平均厚度为3.5～6.0nm，优选为3.8～4.8nm。
[0042] 为了测定氧膜8的平均厚度，通过俄歇电子能谱测定氧膜8的厚度的磁性体颗粒4的个数至少为5个以上。在要更准确地算出平均值的情况下，对10个以上的磁性体颗粒4测定氧膜8的厚度。
[0043] 本实施方式的磁性片材2具有不需要在磁性体颗粒之外另外准备并附着无机绝缘物，制造容易，并且Q值及片材表面电阻较高等的优异特征。
[0044] 本实施方式的磁性片材2可用于例如磁屏蔽的用途，但作为其它用途，可示例噪声滤波器、电波吸收体等。
[0046] 在对合金熔融金属进行骤冷的情况下，不进行粉碎工序，就可得到期望粒径的合金颗粒，生产力高，因此，优选使用水雾化法。水雾化法是对合金熔融金属喷射高压水而凝固·粉末化之后，在水中冷却的方法，其详情记载于例如日本特愿平1-12267号中。
[0047] 另外，除了水雾化法之外，也可以使用使熔融金属与冷却基体碰撞，得到薄带状或薄片状、或粒状的合金的方法。作为这种方法，可举出单辊法或双辊法、或雾化法。这些方法中，只要将得到的骤冷合金根据需要进行粉碎，制成期望粒径的合金颗粒即可。
[0048] 在通过合金锭的粉碎制造合金颗粒的情况下，优选对锭实施固溶处理后进行粉碎。
[0049] 合金颗粒的平均粒径只要根据目的的扁平状磁性体颗粒的粒径或长径比适当决定即可，通常可以做成以重量平均粒径D50计为5～30μm，优选可做成7～20μm。
[0050] 此外，优选对合金颗粒实施用于调整晶体结构的热处理。对扁平化前的合金颗粒实施的热处理时的保持温度及温度保持时间优选设为在100～600℃下保持10分钟～10小时。更优选的热处理条件为在300～500℃下为30分钟～2小时。
[0051] 接下来，将合金颗粒扁平化，得到扁平状的磁性体颗粒4。将合金颗粒扁平化的手段没有特别限制，只要可以进行期望的扁平化，就可以使用任何手段。
[0052] 本实施方式中，主要通过劈开进行合金颗粒的扁平化，因此，优选使用可高效地进行劈开的手段。
[0053] 作为这种手段，可举出介质搅拌磨、滚磨机等，这些，特别优选使用介质搅拌磨。
[0055] 为了在这样得到的扁平状磁性体颗粒上形成规定厚度的氧膜而实施热处理。通过实施热处理，在扁平状磁性体颗粒的最表面附近，主要将Fe、Si、Cr的各元素的一部分氧化。其结果，在从扁平状磁性体颗粒的最表面起以规定的厚度偏析各元素的氧化物。此外，在实施热处理之前的扁平状磁性体颗粒上也存在通过扁平状磁性体颗粒的表面被自然氧化而产生的氧膜(自然氧膜)。
[0056] 热处理时的保持温度及保持时间没有特别地限制。例如优选在390～550℃下设为20分钟～4小时。另外，更优选的热处理的保持温度为390～500℃。更优选的保持时间为30分钟～3小时。保持温度越高，保持时间越长，氧膜的厚度越大。
[0057] 上述热处理中的升温速度和降温速度没有特别限制。从100℃的升温速度优选为5～50℃/分钟，进一步优选为10～50℃/分钟。另外，直到100℃的降温速度优选为2～20℃/分钟，进一步优选为5～20℃/分钟。
[0058] 另外，上述热处理工序中，优选一旦真空度低于0.1Pa，则导入惰性气体，使氧浓度成为1×10-8～0.01Pa，然后，在维持上述氧浓度的状态下进行热处理(升温，保持以及降温的总行程)。作为惰性气体，可示例氮、氩、氦、二氧化碳等。另外，上述热处理也可以在磁场中进行。
[0059] 以下，大致叙述图3、图4中表示的上述热处理工序的前后的各元素的光谱强度的变化，但以下的记载不限定本发明的光谱强度变化的方式。
[0060] 首先，各元素的光谱强度一般与各元素的含量成比例。
[0061] 本实施方式中的氧膜中，在氧膜的内部存在氧强度的峰。氧强度呈现峰的位置和最表面的位置也可以一致。
[0062] 实际的扁平状磁性体颗粒中，越接近最表面，氧的含量越多，通常认为氧的含量在最表面最多。在此，最表面成为扁平状磁性体颗粒和颗粒外的部分的界限。另外，俄歇电子能谱的测定点存在一定的大小。即，在最表面测定各元素的光谱强度的情况下，在测定点也包含界限外侧的部分即颗粒外的部分。因此，氧强度的峰通常不仅存在于扁平状磁性体颗粒的最表面上，而且还存在于从最表面稍微进入扁平状磁性体颗粒内部的部分。
[0063] 图3所示的热处理工序前的扁平状磁性体颗粒中，氧强度从最表面向内部一直上升并得到最大值。氧强度成为最大值之后大致单调地下降。该氧强度的变化表示自然氧膜的存在。而且，从最表面到氧强度相对于最大值减半的部位的部分为氧膜(自然氧膜)。硅强度、铬强度在氧膜(自然氧膜)的内外几乎没有变化。铁强度从最表面向内部大致单调地增加。
[0064] 图4所示的热处理工序后的扁平状磁性体颗粒中，氧强度从最表面向内部一直上升并得到最大值，之后大致单调地下降。该氧强度的变化表示氧膜的存在。氧强度的峰的高度(最大值的大小)没有特别限制，但优选为氧膜外的氧强度的平均的2～1000倍。铬强度在氧膜的内外几乎没有变化。铁强度从最表面向内部大致单调地增加。
[0065] 而且，与图3所示的热处理工序前的扁平状磁性体颗粒不同，图4所示的热处理工序后的扁平状磁性体颗粒中，硅强度与氧强度一样，从最表面向内部一直上升并得到最大值，然后大致单调下降，最终在氧膜外大致成为一定。
[0066] 图3所示的热处理工序前的扁平状磁性体颗粒中，在自然氧膜中和在自然氧膜外，硅强度都几乎没有变化。与之相对，图4所示的热处理工序后的扁平状磁性体颗粒中，氧膜内的硅强度倾向于比氧膜外的硅强度高。即，认为通过热处理，硅向磁性体颗粒表面移动，形成硅含量比自然氧膜多的氧膜。还认为通过以规定的厚度形成硅含量较多的氧膜，从而最终得到的磁性片材的Q值及表面电阻显著提高，但具体不清楚。另外，优选氧膜内的硅强度的平均为氧膜外的硅强度的平均的1.2倍以上。还优选氧膜内的硅强度的峰(最大值)为氧膜外的硅浓度的平均的2倍以上。此外，图3所示的自然氧膜的平均厚度通常低于3.0nm，不会成为3.5nm以上。
[0068] 此外，片材化之前的磁性片材用膏体中，除了由软磁性粉末构成的磁性体颗粒4及合成树脂6以外，也可以含有：固化剂、分散剂、稳定剂、耦合剂等。这样的膏体通常成型成期望的形状，或使用必要的溶剂制成涂布用组成物(涂料)后进行涂布，接着，可根据需要进行加热固化从而片材化。加热固化一般只要在加热炉中以50～80℃加热6～100小时左右即可。
[0069] 本发明不限定于上述实施方式，可以在本发明的范围内进行各种改变。另外，本发明的磁性片材不仅包含完成的片材，而且还包含在部材表面上涂布上述涂布用组成物(涂料)并进行片材化的片材。
[0070] 实施例
[0071] 以下，基于更详细的实施例说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。
[0072] 实验例1
[0073] 通过水雾化法制作合金颗粒，接着，利用介质搅拌磨将合金颗粒扁平化，进一步实施热处理，得到由扁平状磁性体颗粒构成的软磁性粉末。
[0074] 扁平状磁性体颗粒的组成是Fe-Si-Cr系合金磁性体，在表示为即Fea1Sib1Crc1Xd1的情况下，a1＝70，b1＝28，c1＝2，d1＝0。
[0075] 进行热处理时，一旦真空度低于0.1Pa，则导入作为惰性气体的氮气，使氧浓度成为1×10-8～0.01Pa，进行热处理(升温，保持及降温的总行程)。通过改变热处理条件，改变氧膜的厚度，得到表1所示的实施例及比较例的扁平状磁性体颗粒。另外，作为不实施热处理的比较例，准备了比较例1。
[0076] 在热处理时，将从100℃的升温速度设为20℃/min，将直到100℃的降温速度设为10℃/min，将保持时间设为2小时且一定，并使保持温度在350～600℃之间变化。
[0077] 接着，将在各实施例及比较例中得到的扁平状磁性体颗粒与以聚氨酯为主成分的粘合剂溶液进行混合，制作磁性体膏体。膏体中的磁性体颗粒的填充率做成80wt％。
[0078] 将磁性体膏体在厚度75μm的长条PET基板上涂布成25μm厚，并卷成辊状，然后以60℃加热固化60分钟。将该制品切割成片材状，得到了磁性片材的样品。作为磁性片材的样品的磁特性，测定磁性片材的Q值。Q值的测定中使用Agilent Technology株式会社制造Agilent E4991A射频阻抗/材料分析仪，作为固定装置，使用了HP16454A。将结果示于表1及图3中。Q值为100以上的为良好。
[0079] 另外，以使两个端子与厚度为100μm以下的片材的表面和背面接触的方式测定磁性片材的表面电阻(IR)。IR的测定中使用Agilent Technology制HIGH RESISTANCE METER 4339B。将结果表示于表1及图4中。IR为1.0E+06Ω以上的为良好。
[0080] 而且，磁性片材所含的扁平状磁性体颗粒中的氧膜的厚度通过俄歇电子能谱进行测定。测定中使用了ULVAC-PHI株式会社制造的SAM680型Auger。另外，对于每一个磁性片材，测定氧膜的厚度的扁平状磁性体颗粒的个数为5个，算出平均厚度。
[0081] 另外，在俄歇电子能谱中未进行热处理的比较例1中，在氧膜内及氧膜外硅强度大致一定。与之相对，进行了热处理的各实施例中，氧膜内的硅强度比氧膜外的硅强度高。
[0082] 此外，就铬强度而言，在实施例、比较例中，不管氧膜的内外均大致一定。
[0083] 另外，将各实施例中的磁性片材的样品在与片材面垂直的截面上切断，通过EPMA观察其切断面，结果确认到，扁平状磁性体颗粒分散于合成树脂中。
[0084] 另外，在各实施例中确认到，在10μm×10μm的视野内观察的扁平状磁性体颗粒的长径比的平均为0.002以上且0.3以下。
[0085] 【表1】
[0086]
[0087]
[0088] 根据表1、图5及图6，氧膜的厚度为3.5～6.0nm的实施例1～5中，Q及IR成为良好的值。与之相对，氧膜的厚度过小的比较例1～3及氧膜的厚度过大的比较例4中，Q及IR比实施例差。
[0089] 实验例2
[0090] 在将扁平状磁性体颗粒的组成表示为Fea1Sib1Crc1Xd1的情况下，除了做成a1＝72，b1＝28，c1＝d1＝0以外，其它与实验例1一样，制作各实施例及比较例，评价了特性。将结果表示于表2、图7及图8中。
[0091] 【表2】
[0092]
[0093] 根据表2、图7及图8，即使在扁平状磁性体颗粒不含有Cr的情况下，也呈现与含有Cr的情况一样的倾向。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种超短电子脉冲脉宽测量装置及方法 | 2020-05-15 | 749 |
| 一种超短电子脉冲脉宽测量装置及方法 | 2020-05-15 | 446 |
| 通过俄歇电子能谱测量纳米薄膜厚度的方法 | 2020-05-13 | 476 |
| 表面特性优良的电子材料用的铜合金及其制法 | 2020-05-27 | 707 |
| 基于俄歇电子注入的超低电压OLED器件 | 2020-05-12 | 275 |
| 肽类 | 2020-05-18 | 929 |
| 电气电子部件用复合材料以及使用其的电气电子部件 | 2020-05-26 | 756 |
| 俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法 | 2020-05-13 | 492 |
| 电气电子部件用复合材料以及使用其的电气电子部件 | 2020-05-27 | 237 |
| 俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法 | 2020-05-12 | 111 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈