フェライトめっきを用いた高周波用途向け軟磁性材料の開発

摘要

近年、地球温暖化やエネルギー資源枯渴の問題から、家電製品·電子機器の省エネルギー化、ハイプリッドカーや電気自動車の開発、スマートグリッドによる電力の効率的な利用、再生エネルギーによる発電など、省エネルギー化に向けた様々な技術が生み出されている。これら技術の進展には、モータやコイルに使用される軟磁性材料の特性向上が不可欠であり、低損失化や軽量小型化に向けた開発が行われている。代表的な軟磁性材料である電磁鋼板は、高い飽和磁束密度を有しており大電流から発生する磁束も吸収できるものの、高周波帯域での使用において渦電流の発生が問題となってしまう。一方、フェライト材料では電気抵抗が大きく高周波帯域での損失は小さいものの、飽和磁束密度が小さいため磁気飽和しやすく小型化に限界がある。これらの課題から、鉄系金属粒子の表面を絶縁膜で被覆し、プレス成型によって目的の形状に成形される圧粉磁心材料が注目を集めている。金属粒子表面への絶縁処理にはリン酸による化成処理や、有機樹脂との混合による被覆が用いられている。それらは非磁性の物質であるため、絶縁性を高めようと添加量を多くした場合、磁気特性が低下する問題がある。また、プレス時の残留応力を除去するため高温で熱処理が行われるが、それが原因となり樹脂成分が分解し、絶縁破壊につながってしまうなど解決すベき課題も多い。