专利名称：：软磁性材料、压粉铁心、软磁性材料的制造方法以及压粉铁心的制造方法
技术领域：
：本发明涉及软磁性材料、压粉铁心、软磁性材料的制造方法和压粉铁心的制造方法。
背景技术：
：在具有电磁阀、电机或电源电路的电气装置中使用电磁钢板作为软磁性部件。在软磁性部件中，需要具有这样的磁性特征通过施加小的磁场可以获得大的磁通密度，以及对于外部对磁场所产生的变化能够做出灵敏的反应。当在交流磁场中使用这种软磁性部件时，产生称为铁耗的能量损耗。这种铁耗可由磁滞损耗和涡流损耗之和来表示。磁滞损耗等于改变软磁性部件的磁通密度所需的能量。由于磁滞损耗与工作频率成正比，因此其主要在小于或等于lkHz的低频范围内占主导地位。另外，本文中所称的涡流损耗是主要在软磁性部件中由涡流流动所产生的能量损耗。由于涡流损耗与工作频率的平方成正比，因此其主要在大于或等于1kHz的髙频范围内占主导地位。对于软磁性部件来说，需要具有使这种铁耗的产生得以减少的磁性特征。为了实现这一目的，需要使磁导率p、饱和磁通密度Bs和电阻率p变大，并使软磁性部件的矫顽磁力Hc变小。近年来由于装置向高输出和高效率的方向制造，随之工作频率也向更高的频率发展，所以其涡流损耗比电磁钢板的涡流损耗要小的压粉铁心引起了人们的关注。这种压粉铁心由多个复合磁性颗粒制成，并且所述复合磁性颗粒包含金属磁性颗粒和涂敷在该金属磁性颗粒表面上的绝缘膜。为了降低压粉铁心的铁耗中的磁滞损耗，可以通过除去金属磁性颗粒中的畸变和位错并使磁畴壁容易移动来使压粉铁心的矫顽磁力HC变小。为了充分地除去金属磁性颗粒中的畸变和位错，需要在400匸或更高的高温下、优选在55(TC或更高的高温下、更优选在650°C或更高的高温下，对模制成型的压粉铁心进行热处理。但是，绝缘膜是由对粉末(该粉末是通过磷化处理等而获得的)具有高附着性的、并富有弹性的磷酸铁非晶体化合物制成的，由于需要其对于模制成型时的粉末变形具有跟随性，所以不能获得充分的高温稳定性。换言之，当在高温(例如40(TC或更高)下对压粉铁心进行热处理时，由于金属磁性颗粒的构成金属元素扩散并侵入到(例如)非晶体部分中，因此破坏了绝缘性。因此，在欲通过高温热处理来降低磁滞损耗时，压粉铁心的电阻率p减小，并存在涡流损耗变大的问题。近年来，人们要求使电气装置小型化且高效化以及要求电气装置具有高输出性，为了满足这些要求，需要在更高的频率范围内使用电气装置。如果在高频率范围内涡流损耗变大，这将阻碍使电气装置小型化和高效化以及使电气装置具有高输出性。因此，一种可以提高绝缘膜的高温稳定性的技术在(例如)日本专利公开No.2003-272911(专利文献1)中有所批露。在上述专利文献1中，批露了由具有磷酸铝绝缘膜(其具有高温稳定性)的复合磁性颗粒制成的软磁性材料。在上述专利文献1中，软磁性材料是通过下述方法制造的。首先，将含有磷酸盐(包括磷酸铝)和重铬酸盐(包括重铬酸钾)的绝缘涂料溶液喷到铁粉上。然后，将喷有绝缘涂料溶液的铁粉在300"C下保持30分钟，随后在IO(TC下保持60分钟。通过所述操作使在铁粉上所形成的绝缘膜干燥。然后，将其上形成有绝缘膜的铁粉压制成型，在压制成型后进行热处理，由此制得软磁性材料。专利文献l:日本专利公开No.2003-27291
发明内容本发明所要解决的问题然而，在上述专利文献1所批露的技术中，绝缘膜具有磷酸盐非晶体结构(-O-P-O-)和铬酸盐非晶体结构(-O-Cr-O-)作为基础结构，并且通过阳离子元素(例如铝或钾)键合。在这种非晶体材料中，阳离子元素的键数(氧化数、共价键的价数)越多，就可以使基础结构(例如富有弹性的磷酸盐)的密度越高。但是，在上述专利文献l所批露的技术(其中阳离子元素为铝(三价)和钾(一价))中，价数相对较低，并且该技术存在着绝缘膜的弹性不高的缺点。结果，涡流损耗增加，并存在铁耗增加的问题。因此，为了解决上述问题提出本发明。本发明的目的是提供能够降低铁耗的软磁性材料和压粉铁心，以及该软磁性材料的制造方法和该压粉铁心的制造方法。解决问题的手段根据本发明的软磁性材料包含多个复合磁性颗粒，所述复合磁性颗粒具有金属磁性颗粒和包围该金属磁性颗粒表面的绝缘膜。所述金属磁性颗粒含有铁作为主要成分。所述绝缘膜含有铝(Al)、硅(Si)、磷(P)和氧(0)。在绝缘膜中所含有的铝的摩尔数以Ma,表示、绝缘膜中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜中所含有的硅的摩尔数之和以(M^+Msi)表示、绝缘膜中所含有的磷的摩尔数以Mp表示的情况下，满足下列关系0.4《MA1/(MA1+MSi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0。根据本发明的软磁性材料，对于磷酸盐非晶体基础结构来说，在绝缘膜中含有赋予绝缘膜耐热性的效果较大的铝和使磷酸盐结构的密度得以提高的效果较大的硅。具体而言，由于铝与氧具有高亲和性，因此铝具有高温稳定性。因此，即使在高温下进行热处理，软磁性材料也很难被破坏。另外，铝起到这样的作用防止在与金属磁性颗粒相接触的绝缘膜的接触表面上所形成的层发生分解。因此，通过含有铝可以提高绝缘膜的耐热性，并且可以在不使涡流损耗劣化的条件下，使通过对这种软磁性材料进行压制成型而制得的压粉铁心的磁滞损耗降低。另外，由于硅具有4个键(四价)，因此可以增加绝缘膜中的磷酸盐非晶体结构的密度，并提高绝缘膜的弹性。另外，尽管硅的耐热性赋予效果不如铝的耐热性赋予效果高，但是硅也具有高的耐热性赋予效果。因此，通过含有硅可以提高绝缘膜的变形跟随性，降低涡流损耗，同时可以提高强度。另外，由于绝缘膜中所含有的磷和氧对铁具有高附着性，因此可以提高绝缘膜与含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒的附着性。因此，通过含有磷和氧，在压制成型中绝缘膜难以被破坏，并且可以抑制涡流损耗的增大。因此，由于绝缘膜可以同时兼具磷酸铝非晶体化合物和磷酸硅非晶体化合物的优点，因此可以得到能够降低铁耗的软磁性材料。另外，通过使M^/(M^+Msi)大于或等于0.4，进一步提高了铝的耐热性赋予效果。因此，通过降低磁滞损耗可以进一步降低铁耗。通过使MA!/(M^+Msi)小于或等于0.9，可以有效地抑制磷酸铝中容易产生裂纹的特性。因此，通过降低涡流损耗可以进一步降低铁耗。另外，通过使(M^+Msi)/Mp大于或等于0.25，进一步提高了铝的耐热性赋予效果和硅的变形跟随性赋予效果。因此，通过降低磁滞损耗和降低涡流损耗可以进一步降低铁耗。通过使(MA,+M&)/Mp小于或等于1.0，进一步增强了金属磁性颗粒与绝缘膜的附着性。因此，通过降低涡流损耗和降低电阻率可以进一步降低铁耗。本文中，"含有铁作为主要成分"是指铁的比率为50质量％或更高。优选的是，上述软磁性材料进一步满足下列关系0.5《MA1/(MA1+MSi)《0.8且0.5《(MA1+MSi)/MP《0.75。通过使M^/OV^+Msi)大于或等于0.5，进一步提高了铝的耐热性赋予效果。因此，通过进一步降低磁滞损耗可以进一步降低铁耗。通过使M^/(M^+Msi)小于或等于0.8，可进一步有效地抑制磷酸铝中容易产生裂纹的特性。因此，通过进一步降低涡流损耗可以进一步降低铁耗。另外，通过使(MA,+Msi)/Mp大于或等于0.5，进一步提高了铝的耐热性赋予效果和硅的变形跟随性赋予效果。因此，通过进一步降低磁滞损耗和涡流损耗可以进一步降低铁耗。通过使(M;u+Msi)/Mp小于或等于0.75，进一步增强了金属磁性颗粒与绝缘膜的附着性。因此，通过进一步降低涡流损耗和降低电阻率可以进一步降低铁耗。在上述软磁性材料中，绝缘膜的平均膜厚度优选为不小于10nm至不大于1pm。通过使绝缘膜的平均膜厚度大于或等于10nm，可以有效地抑制由涡流引起的能量损耗。另外，通过使绝缘膜的平均膜厚度为小于或等于1(im，使得绝缘膜在软磁性材料中所占的比率不会太大。因此，可防止通过对这种软磁性材料进行压制成型而获得的压粉铁心的磁通密度发生显著地降低。上述软磁性材料中，绝缘膜的表面上优选附着有或涂敷有选自硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂和聚酰胺树脂中的至少一种树脂。通过具有这种结构，在通过对这种软磁性材料进行压制成型而制得的压粉铁心中，可以进一步提高彼此相邻的复合磁性颗粒之间的结合力。上述软磁性材料优选含有相对于金属磁性颗粒而言不低于0.01质量％至不高于1.0质量％的树脂。通过使树脂的含量大于或等于0.01质量％，可以进一步提高彼此相邻的复合磁性颗粒之间的结合力。另一方面，通过使树脂的含量小于或等于1.0质量％，使得树脂在软磁性材料中所占的比率不会变得太大。因此，可以防止通过对这种软磁性材料进行压制成型而获得的压粉铁心的磁通密度发生显著地降低。可以使用上述任意一种软磁性材料来制造本发明的压粉铁心。根据按照这种方式所构成的压粉铁心，可以通过降低涡流损耗而得到铁耗小的磁性特征。在制造压粉铁心的情况中，从强度方面考虑，可以添加其他的有机物质。即使在存在有这种有机物质的情况下，仍可以获得本发明的效果。在上述压粉铁心中，在最大激励磁通密度为1T、频率为1000Hz的条件下，涡流损耗优选为35W/kg或更小。由于具有本发明的绝缘膜使得涡流损耗大幅降低，因此可以制造具有较小铁耗的压粉铁心。本发明的软磁性材料的制造方法包括制造金属磁性颗粒的步骤，该金属磁性颗粒含有铁作为主要成分；以及形成绝缘膜的步骤，该绝缘膜包围所述金属磁性颗粒的表面。形成所述绝缘膜的步骤包括将金属磁性颗粒、垸醇铝、垸醇硅和磷酸进行混合并搅拌的步骤。通过该步骤可形成这样的绝缘膜，该绝缘膜具有磷酸盐非晶体结构(其具有弹性并且对粉末具有强附着性)作为基础结构，并且该绝缘膜含有具有很强的耐热性赋予效果的铝，并含有具有耐热性赋予效果且可以有效地提高磷酸盐结构的密度的硅。通过使绝缘膜含有铝，可以提高绝缘膜的耐热性，并且可以在不使涡流损耗劣化的条件下，使通过对这种软磁性材料进行压制成型而制得的压粉铁心的磁滞损耗降低。另外，通过使绝缘膜中含有硅，可以提高绝缘膜的变形跟随性，并且可以降低涡流损耗。因此，可以制造能够降低铁耗的优异的软磁性材料。本发明的压粉铁心的制造方法包括制造上述软磁性材料的步骤；以及对该软磁性材料进行压制成型的步骤。使用该方法可以制造能够降低铁耗的优异的压粉铁心。本发明的效果如上所述，本发明的软磁性材料具有含有铝(其具有非常高的耐热性赋予效果)和硅(其具有高的变形跟随性赋予效果)的绝缘膜，因此，可以制造能够降低铁耗的软磁性材料。附图简要说明图1是示意性示出本发明的实施方案中的软磁性材料的图。图2是本发明实施方案中的压粉铁心的放大剖视图。图3(A)是在对含有由磷酸铁所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之前的示意图，图3(B)是对含有由磷酸铁所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之后的示意图。图4(A)是在对含有由磷酸铝所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之前的示意图，图4(B)是对含有由磷酸铝所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之后的示意图。图5是在对含有由磷酸硅所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理时的示意图。图6是在对含有本发明实施方案的绝缘膜的软磁性材料进行热处理时的示意图。图7是按照步骤的顺序示出本发明实施方案的压粉铁心的制造方法的流程图。参考标号说明10金属磁性颗粒，20绝缘膜，30复合磁性颗粒，40树脂，50有机物质实施本发明的最佳方式以下将参照附图对本发明的实施方案进行描述。相同的参考标号表示相同或相当的部分，不重复说明。(实施方案)图1是示意性示出本发明的实施方案的软磁性材料的图。如图1所示，本实施方案的软磁性材料包含多个复合磁性颗粒30和树脂40，所述复合磁性颗粒30具有金属磁性颗粒10和包围金属磁性颗粒10表面的绝缘膜20。金属磁性颗粒IO含有铁作为主要成分。绝缘膜20含有铝、硅、磷和氧。在绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数以M^表示、绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜20中所含有的硅的摩尔数之和以MA,+Msi表示、绝缘膜20中所含有的磷的摩尔数以Mp表示的情况下，满足下列关系0.4《MA1/(MA1+Msi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0。图2是本发明实施方案的压粉铁心的放大剖视图。图2中的压粉铁心是通过对图1中的软磁性材料进行压制成型、并进行热处理而制得的。如图2所示，多个复合磁性颗粒30中的每一个都通过树脂40而接合，或者通过复合磁性颗粒30所具有的凹凸部分相互啮合而接合。有机物质50是软磁性材料中所包含的树脂40等在热处理时转变成的物质。在本发明的软磁性材料和压粉铁心中，金属磁性颗粒10由下列材料制成，所述材料例如有铁(Fe)、铁(Fe)-硅(Si)合金、铁(Fe)-铝(Al)合金、铁(Fe)-氮(N)合金、铁(Fe)-镍(Ni)合金、铁(Fe)-碳(C)合金、铁(Fe)-硼(B)合金、铁(Fe)-钴(Co)合金、铁(Fe)-磷(P)合金、铁(Fe)-镍(Ni)-钴(Co)合金、铁(Fe)-铝(Al)-硅(Si)合金等。金属磁性颗粒10可以是单一一种金属或者是合金。金属磁性颗粒10的平均粒径优选为不小于30iam至不大于500pm。通过使金属磁性颗粒10的平均粒径为大于或等于30pm，可以降低矫顽磁力。通过使平均粒径为小于或等于500pm，可以降低涡流损耗。另外，在压制成型过程中，可以防止混合后的粉末的压縮性降低。因此，通过压制成型而获得的模制成型体的密度不会减小，并可防止变得难于处理。金属磁性颗粒10的平均粒径是指在粒径直方图中，从颗粒粒径小的一侧开始的累积质量达到颗粒总质量的50%时所对应的粒径，即50%粒径。绝缘膜20起到金属磁性颗粒10之间的绝缘层的作用。绝缘膜20中含有铝、硅、磷和氧。绝缘膜20(例如)由一层构成，或者可以使用掺杂有三价铝和四价硅这两种阳离子的复合磷酸盐。即，可以使用由(例如)磷酸铝和磷酸硅制成的绝缘膜20。下面，参照图3至6和表1对本发明实施方案的绝缘膜20进行详细说明。图3(A)是在对含有由磷酸铁所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之前的示意图，图3(B)是在对含有由磷酸铁所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之后的示意图。图4(A)是在对含有由磷酸铝所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之前的示意图，图4(B)是在对含有由磷酸铝制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理之后的示意图。图5是在对含有由磷酸硅所制成的绝缘膜的软磁性材料进行热处理时的示意图。图6是在对含有本发明的绝缘膜的软磁性材料进行热处理时的示意图。另外，表1示出了在绝缘膜分别含有铁(Fe)、铝(Al)、硅(Si)以及铝和硅(Al+Si)作为阳离子时的特性。表1首先，参照图3(A)和3(B)以及表1，对由磷酸铁所制得的绝缘膜(其为传统的绝缘膜的一个例子)进行说明。如图3(A)所示，绝毅徵<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>缘膜在进行热处理前含有铁、磷和氧。如图3(B)所示，在对复合磁性颗粒进行热处理时，由于铁和氧的亲和性低(如表l所示)，因此铁与氧形成的键被解除。然后，绝缘膜中的磷和氧向金属磁性颗粒移动，而金属磁性颗粒中的铁向绝缘膜移动。即，绝缘膜发生了金属化，绝缘膜的电阻率减小，并存在涡流损耗增大的缺点。接下来，参照图4A和4B以及表1，对由磷酸铝所制得的绝缘膜(其为传统的绝缘膜的另一个例子)进行说明。如图4A所示，绝缘膜在进行热处理前含有铝、磷和氧。铝的键数为3(三价)。然后，如图4B所示，由于即使在对复合磁性颗粒进行热处理时铝与氧仍具有高的亲和性(如表1所示)，因此，铝与氧形成的键得以保持。因此，可以防止磷和氧的扩散，并使得金属磁性颗粒中的铁难以向绝缘膜移动。即，可以防止绝缘膜的金属化，并且可以抑制电阻率减小。另外，当磷酸盐含有与氧具有高亲和性的阳离子时，耐热性得到提高。因此，如表1所示，具有耐热性高的优点。但是，由于铝具有三个键，因此绝缘膜中磷和氧的比率较小。因此，由磷酸铝制得的绝缘膜较硬(挠性低)，因此，如图4A所示，存在着绝缘膜中容易产生裂纹的缺点。接下来，参照图5和表1，对由磷酸硅制得的绝缘膜(其为传统的绝缘膜的又一个例子)进行说明。如图5所示，由磷酸硅所制得的绝缘膜中含有硅、磷和氧。由于硅的键数为4，并且这是最多的键数，因此其可以与绝缘膜中的磷和氧形成许多个键。即，绝缘膜中存在大量的磷和氧，由此该绝缘膜成为软质(挠性高)的绝缘膜。因此，如表l所示，该绝缘膜具有变形跟随性良好的优点。但是，如表1所示，由于相对于铝与氧的亲和性，磷酸硅中的硅与氧的亲和性较弱，因此存在着耐热性稍低的缺点。当耐热性稍低时，难以在高温下进行热处理，并且难以充分地除去金属磁性颗粒中的畸变和位错。在不能去除畸变和位错的情况下，磁滞损耗增加。接下来，参照图6和表1，对含有铝、硅、磷和氧的本发明实施方案的绝缘膜20进行说明。如图6所示，绝缘膜20中含有铝和硅两种阳离子、磷以及氧。如表1所示，绝缘膜20是兼具上述铝和硅的优点并弥补了它们的缺点的复合磷酸盐。艮P，如表1所示，由于铝具有高温稳定性(耐热性)，因此即使在高温下对软磁性材料进行热处理时，其也难以被破坏。另外，铝起到这样的作用防止在与金属磁性颗粒IO相接触的绝缘膜20的接触表面上所形成的层发生分解。因此，通过含有铝可以提高绝缘膜20的耐热性。因此，如表1所示，可以使模制成型体(该模制成型体是对所述实施方案中的软磁性材料进行压制成型而形成的)的涡流损耗增大的起始温度变高。另外，由于硅的键数为4，因此即使在绝缘膜20中磷的比率较高的情况下，作为化合物也是稳定的。因此，如表1所示，通过含有硅可以提高绝缘膜20的变形跟随性。因此，可以提高强度，同时如表1所示，可以使模制成型体(该模制成型体是对所述实施方案的软磁性材料进行压制成型而形成的)的涡流损耗降低。另外，由于磷和氧对铁具有高附着性，因此可以提高含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒10与绝缘膜20的附着性。因此，通过在绝缘膜20中含有磷(例如磷酸盐)和氧，使得绝缘膜20在压制成型过程中难以被破坏，并且可以抑制涡流损耗的增加。此外，通过在绝缘膜20中含有具有磷和氧的磷酸盐，可以使覆盖金属磁性颗粒10的表面的涂层变薄。因此，可以使复合磁性颗粒30的磁通密度变大，并且可以改善磁性特征。因此，为了进一步提高三价的铝所具有的耐热性赋予效果和四价的硅所具有的变形跟随性赋予效果，在绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数以M^表示、绝缘膜20中铝的摩尔数与绝缘膜20中硅的摩尔数之和以(MA,+Msi)表示、绝缘膜20中磷的摩尔数以Mp表示的情况下，实施方案中的绝缘膜20满足下列关系0.4《MA1/(MA1+Msi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0。另外，优选满足下列关系0.5《MA1/(MA1+MSi)《0.8且0.5《(MA1+MSi)/MP《0.75。如附图所示，绝缘膜20可以形成一层，或者可形成多层(其中另一层绝缘膜形成在由本发明的绝缘膜20所制成的层上)。绝缘膜20的平均膜厚度优选不小于10nm至不大于lnm。绝缘膜20的平均膜厚度更优选不小于20nm至不大于0.3pm。通过使绝缘膜20的平均膜厚度为大于或等于10nm，可以抑制由涡流引起的能量损耗。通过使厚度为大于或等于20nm，可以有效地抑制由涡流引起的能量损耗。另一方面，通过使绝缘膜20的平均膜厚度为小于或等于lpm，可以抑制绝缘膜20在压制成型过程中发生剪切破裂。另外，由于绝缘膜20在软磁性材料中所占的比率不会太大，因此可以防止通过对这种软磁性材料进行压制成型而获得的压粉铁心的磁通密度发生显著地降低。通过使绝缘膜20的平均膜厚度为小于或等于0.3pm，可以进一步抑制磁通密度的降低。平均膜厚度是通过下述方法确定的获得等效厚度、由TEM图像直接观察薄膜、并确认之前所得到的等效厚度的数量级为合适的值，其中等效厚度是考虑了由组成分析(TEM-EDX:透射电子显微镜-能量色散型X射线光谱法)而得到的膜的组成，以及由电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)而得到的元素的量后而获得的。复合磁性颗粒30的平均粒径优选不小于30|im至不大于500pm。这是因为通过使平均粒径为大于或等于30nm，粉末的压縮性降低并且磁通密度降低。另一方面，是因为通过使平均粒径为小于或等于500pm，使得当颗粒特别是在1kHz至10kHz的范围内使用时，可以抑制颗粒内的涡流损耗。树脂40为选自硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂和聚酰胺树脂中的至少一种树脂，其优选附着在或涂敷在绝缘膜20的表面上。加入这种树脂40以提高压粉铁心中的彼此相邻的复合磁性颗粒之间的结合力。另外，相对于金属磁性颗粒10，优选含有不小于0.01质量％至不大于1.0质量％的树脂40。这是因为通过含有大于或等于0.01质量％的树脂40，可以进一步抑制高温下软磁性材料和压粉铁心的抗弯强度的降低。另一方面，是因为通过含有小于或等于1.0质量％的树脂40，在软磁性材料和压粉铁心中非磁性层所占的比率受到限制，并可以进一步抑制磁通密度的降低。接下来，参照图1、图2和图7来说明制造图1所示的软磁性材料和图2所示的压粉铁心的方法。图7是按照步骤的顺序示出本发明实施方案的压粉铁心的制造方法的流程图。如图7所示，首先，进行制备金属磁性颗粒10的步骤(S10)。具体而言，在该步骤(S10)中，制备含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒IO(金属磁性颗粒粉末，其为待处理的颗粒粉末)。接下来，进行制备绝缘膜20的步骤(S20)。具体而言，在该步骤(S20)中，制备将垸醇铝分散或溶解于有机溶剂中而形成的溶液、还要制备烷醇硅、以及制备磷酸溶液，以形成含有铝、硅、磷和氧的绝缘膜20。对构成烷醇铝的醇盐的种类没有特别限定。但是，可以使用(例如)甲醇盐、乙醇盐、丙醇盐、异丙醇盐、氧代异丙醇盐(oxyisopropoxide)、丁醇盐等。考虑到处理的均匀性和处理效果，优选使用三异丙醇铝、三丁氧基铝等作为垸醇铝。对有机溶剂没有特别限定，只要其是通常使用的有机溶剂即可。但是有机溶剂优选为水溶性有机溶剂。可优选使用的溶剂的具体实例包括醇类溶剂(例如乙醇、丙醇和丁醇)、酮类溶剂(例如丙酮和甲乙酮)、乙二醇醚类溶剂(例如乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一丙醚和乙二醇一丁醚)、环氧乙烷类(例如一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、聚乙二醇、一縮二丙二醇、二縮三丙二醇和聚丙二醇)、环氧丙垸加成聚合物、亚烷基二醇类(例如乙二醇、丙二醇和1,2,6-己三醇)、甘油和2-吡咯垸酮。更优选的是醇类溶剂(例如乙醇、丙醇和丁醇)和酮类溶剂(例如丙酮和甲乙酮)。可以使用的构成烷醇硅的醇盐种类的实例包括甲醇盐、乙醇盐、丙醇盐、异丙醇盐、氧代异丙醇盐和丁醇盐。此外，可以使用通过将四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷部分水解并縮合而获得的硅酸乙酯和硅酸甲酯。考虑到处理的均匀性和处理效果，优选使用四乙氧基硅烷、四甲氧基硅垸、硅酸甲酯等作为垸醇硅。另外，优选的是，在垸醇硅和烷醇铝为固体的情况下，预先将它们分散或溶解于上述有机溶剂中，以便进行更均匀的处理。另外，为了使较细的无机化合物附着在或涂敷在金属磁性颗粒的表面上，在垸醇硅和垸醇铝的水解过程中不必特别加入水。水解优选使用有机溶剂中的水分和软磁性颗粒中的水分来进行。烷醇铝的加入量随着金属磁性颗粒粉末的比表面积的不同而变化。每IOO重量份的金属磁性颗粒粉末中，加入的烷醇铝换算成铝为8.8X10—6重量份至0.38重量份，优选为1.8X10—5重量份至0.11重量份。通过使烷醇铝的加入量在该范围内，可以形成具有本发明的目标组成的绝缘膜。烷醇硅的加入量随着金属磁性颗粒粉末的比表面积的不同而变化。每IOO重量份的金属磁性颗粒粉末中，加入的垸醇硅换算成硅为2.4X10-6重量份至0.26重量份，优选为4.8X10-6重量份至0.078重量份。通过使烷醇硅的加入量在该范围内，可以形成具有本发明的目标组成的绝缘膜。磷酸是通过将五氧化二磷水合后而制得的酸，例如可以使用偏磷酸、焦磷酸、正磷酸、三磷酸和四磷酸。磷酸的加入量随着金属磁性颗粒粉末的比表面积的不同而变化。每IOO重量份的金属磁性颗粒粉末中，通常加入的磷酸换算成磷为6.5Xl(rs重量份至0.87重量份，优选为1.3Xl()4重量份至0.26重量份。通过使磷酸的加入量在该范围内，可以形成具有本发明的目标组成的绝缘膜。接下来，实施对金属磁性颗粒10、烷醇铝、垸醇硅和磷酸进行混合和搅拌的步骤(S30)。在该步骤(S30)中，可以使用高速搅拌混合器作为用于混合的机器。具体而言，可以使用Henschel混合器、变速混合器、球形刀具、动力混合器、混合式混合器、锥形混合器等°在混合和搅拌步骤(S30)中，在以溶液的形式加入磷酸的情况下，为了防止水解的快速进行，优选每次加入极少量的磷酸。从良好地混合的角度考虑，混合和搅拌步骤(S30)优选在不低于室温至不高于所使用的有机溶剂的沸点的温度下进行。另外，从防止金属磁性颗粒IO发生氧化的角度考虑，所述反应优选在惰性气氛(例如氮气)中进行。在混合和搅拌步骤(S30)中，烷醇铝、烷醇硅和磷酸可以同时加入，也可以分别加入。接下来实施对所得的复合磁性颗粒30进行干燥的步骤(S40)。在该步骤(S40)中，将复合磁性颗粒30在室温下在气流中干燥3小时至24小时。此后，可以通过在6(TC至12(TC的温度范围内进行进一步的干燥，或者通过在3(TC至8(TC的温度范围内在减压下进行干燥，来获得复合磁性颗粒30。在温度超过上述温度范围的情况下，干燥步骤(S40)可以在空气中或者在惰性气氛(例如N2(氮气))中进行。从抑制金属磁性颗粒10发生氧化的角度考虑，该步骤优选在惰性气氛(例如N"氮气))中进行。通过实施上述步骤(S20和S30)，形成了包围金属磁性颗粒10的表面的绝缘膜20。通过上述步骤(S10至S30)，可以制造多个复合磁性颗粒30，所述复合磁性颗粒30具有绝缘膜20，该绝缘膜20包围含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒10的表面。接下来，优选进行将树脂40混合到多个复合磁性颗粒30中的步骤。在该步骤中，制备树脂40，该树脂40为选自硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂和聚酰胺树脂中的至少一种树脂。另外，在该步骤中，对混合方法没有特别限定，可以使用机械合金化法、振动球磨法、行星式球磨法、机械熔化法(mechanofusion)、共沉淀法、化学气相沉积法(CVD法)、物理气相沉积法(PVD法)、镀敷法、溅射法、气相沉积法、溶胶-凝胶法等。通过上述步骤(S10至S40)，可以获得如图1所示的本实施方案的软磁性材料，其具有满足下列关系的绝缘膜20:0.4《MA1/(MA1+Msi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0。在制造图2所示的压粉铁心的情况中，还实施了下列步骤。对所获得的软磁性材料进行压制成型的步骤(S50)。在该步骤(S50)中，将所获得的软磁性材料放置于模具中，在(例如)700MPa至1500MPa的压力下进行压制成型。通过这种操作，软磁性材料被压制，从而可以获得模制成型体。用于进行压制成型的气氛优选为惰性气体气氛或减压气氛。在这种情况中，可以防止复合磁性颗粒30被大气中的氧气氧化。接下来，进行热处理步骤(S60)。在该步骤(S60)中，在大于或等于400'C至低于绝缘膜20的热分解温度的温度下，对通过进行压制成型而获得的模制成型体进行热处理。通过该操作，除去了存在于模制成型体内部的畸变和位错。同时，由于在低于绝缘膜20的热分解温度的温度下进行热处理，因此绝缘膜20不会由于这种热处理而劣化。另外，通过所述的热处理，树脂40变为有机物质50。在热处理后，通过对模制成型体进行适当的处理(例如挤出处理或修整处理)，制得图2所示的压粉铁心。通过上述步骤(S10至S60)制得图2所示的压粉铁心。如上所述，本发明的实施方案的软磁性材料为包含多个复合磁性颗粒的软磁性材料，其中所述复合磁性颗粒具有含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒IO和包围该金属磁性颗粒10的表面的绝缘膜20，其中绝缘膜20中含有铝、硅、磷和氧，并且在绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数以M^表示、绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜20中所含有的硅的摩尔数之和以M^+Msi表示、绝缘膜20中所含有的磷的摩尔数以Mp表示的情况下，所述绝缘膜20满足下列关系0.4《MA1/(MA1+Msi)《0.9且0.25《(MA1+Msi)/MP《1.0。通过使绝缘膜20中含有上述范围内的铝，可以提高绝缘膜的耐热性，并且可以降低通过对该软磁性材料进行压制成型而制得的压粉铁心的磁滞损耗。另外，通过使绝缘膜20中含有上述范围内的硅，可以提高绝缘膜20的变形跟随性，并且可以降低涡流损耗。因此，可以制得能够降低铁耗的优异的软磁性材料。另外，本发明实施方案中的软磁性材料的制造方法包括制造含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒10的步骤(S10);以及形成包围该金属磁性颗粒10的表面的绝缘膜20的步骤(S20和S30)，其中所述形成绝缘膜的步骤(S20和S30)包括将金属磁性颗粒10、烷醇铝、烷醇硅和磷酸进行混合并搅拌的步骤(S30)。由此，可以形成绝缘膜20，该绝缘膜20含有耐热性高的铝、变形跟随性高的硅、磷和氧。因此，可以制得能够降低铁耗的优异的软磁性材料。在实施方案中，制造软磁性材料，使得在绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数以M^表示、绝缘膜20中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜20中所含有的硅的摩尔数之和以(M;u+Msi)表示、绝缘膜20中所含有的磷的摩尔数以Mp表示的情况下，所制得的软磁性材料满足下列关系0.4《MA1/(MA1+MSi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0。本发明实施方案中的压粉铁心是使用上述软磁性材料经压制成型而得到的。因此，可以得到涡流损耗特性优异的压粉铁心，在最大激励磁通密度为1T、频率为1000Hz的条件下所述涡流损耗为35W/kg或更小。实施例1在本实施例中，对本发明的软磁性材料和压粉铁心的效果进行了研究。首先，通过下述方法制造本发明实施例和对比例中的各个压粉铁心，使得各压粉铁心具有下表2所示的组成。(本发明实施例的压粉铁心的制造)根据实施方案中的制造方法来制造压粉铁心。具体而言，将铁的纯度为99.8%或者更高、平均粒径为80iam的ABC100.30(由H6gan化AB公司生产)制成金属磁性颗粒10。然后，制备烷醇铝的丙酮溶液、垸醇硅溶液和磷酸溶液，使得如表2所示的比率那样，在绝缘膜中所含有的铝的摩尔数以M^表示、绝缘膜中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜中所含有的硅的摩尔数之和以(MArt"Msi)表示、绝缘膜中所含有的磷的摩尔数以Mp表示的情况下，满足下列关系0.4《MA1/(MA1+MSi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0，通过将颗粒浸渍于所述溶液中，然后在减压、温度为45'C的条件下进行干燥，从而在金属磁性颗粒10的表面上形成平均厚度为150nm的含有铝、硅、磷和氧的绝缘膜20。通过这种操作，获得复合磁性颗粒30。在表2中，铝的摩尔数(MA1)以A1表示，铝的摩尔数和硅的摩尔数之和(MA1+MSi)以Me表示，磷的摩尔数(Mp)以P表示。然后，将0.2重量％的TSR116(由GEToshibaSilicone株式会社生产)和0.1重量％的XC96-B0446(由GEToshibaSilicone株式会社生产)作为硅树脂溶解并分散于二甲苯溶剂中，然后将上述复合磁性颗粒30投入该溶液中。此后，在室温下进行搅拌处理、蒸发和干燥处理。然后，通过在18(TC下热固化处理1小时，获得其中形成有树脂40的软磁性材料。接下来，在表面压力为1280MPa的条件下对该软磁性材料进行压制成型，制得环状模制成型体(外径为34mm，内径为20mm，厚度为5mm)。此后，在55(TC下、在氮气气氛中将模制成型体热处理1小时。由此制得本发明实施例的压粉铁心。(对比例1的压粉铁心的制造)对比例1基本上与本发明的实施例相同。但是，对比例1的区别仅在于这样一点在形成绝缘膜的步骤中，形成了不含铝和硅的绝缘膜。对比例1对应于表2中的Me/P=0。(对比例2的压粉铁心的制造)对比例2基本上与本发明的实施例相同。但是，对比例2的区别仅在于这样一点在形成绝缘膜的步骤中，形成了不含铝的绝缘膜。对比例2对应于表2中的Al/Me=0。(对比例3的压粉铁心的制造)对比例3基本上与本发明的实施例相同。但是，对比例3的区别仅在于这样一点在形成绝缘膜的步骤中，形成了不含硅的绝缘膜。对比例3对应于表2中的Al/Me=1.0。(对比例4的压粉铁心的制造)对比例4基本上与本发明的实施例相同。但是，对比例4的区别仅在于这样一点在形成绝缘膜的步骤中，形成了这样的绝缘膜，其中铝和硅在0.4《MA1/(MA1+Msi)《0.9的范围之外且在0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0的范围之外，并且该绝缘膜为对比例1至3的绝缘膜以外的绝缘膜。对比例4对应于表2中的在0.4《Al/Me《0.9且0.25《Me/P《1.0的范围之外的、并且除了对比例1至3的绝缘膜之外的那些绝缘膜。(涡流损耗的测定)接下来，通过在所制得的压粉铁心的外周上均匀地巻绕线圈(一次巻绕的圈数为300圈，二次巻绕的圈数为20圈)来对压粉铁心的铁耗特性进行评价。在评价中使用ACBH-100K型BH曲线示踪器(由RikenDenshi有限公司生产)，在激励磁通密度为1T(特斯拉)、测量频率为50Hz至1000Hz的条件下进行测定。通过最小二乘法，由测得的每千克各压粉铁心的铁耗值W1Q/f(W/kg)的频率特征来拟合关系式W1()fKhXf+KeXf2，算出磁滞损耗系数Kh和涡流损耗系数Ke。如表2所示，在激励磁通密度Bm^.OT、频率f为1kHz的情况下，涡流损耗We1G/1K(W/kg)=KeX10002。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>如表2所示，处于0.4《MAI/(MA1+Msi)《0.9且0.25《(MA1+MSi)/MP《1.0范围内的本发明实施例的压粉铁心，其涡流损耗为小于或等于35W/kg，高温热处理时的涡流损耗降低。另外，处于0.5《MA1/(MAI+MSi)《0.8且0.5《(MA1+MSi)/MP《0.75范围内的本发明实施例的压粉铁心，其涡流损耗为小于或等于24W/kg，高温热处理时的涡流损耗降低很多。另一方面，在具有不含铝和硅的绝缘膜的对比例1中，涡流损耗较高，为116W/kg。另外，在具有不含铝的绝缘膜的对比例2中，涡流损耗较高，为57W/kg至171W/kg。另外，在具有不含硅的绝缘膜的对比例3中，涡流损耗比本发明实施例的涡流损耗稍高，为36W/kg至79W/kg。另夕卜，铝、硅和磷的摩尔数在0.5《MA1/(MA1+MSi)《0.8且0.5《(MA1+Msi)/MP《0.75范围之外的对比例4中，涡流损耗比本发明实施例的涡流损耗稍高，为36W/kg至168W/kg。如上所述，由实施例1发现，在绝缘膜中所含有的铝的摩尔数以MA,表示、绝缘膜中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜中所含有的硅的摩尔数之和以(MA叶MsD表示、绝缘膜中所含有的磷的摩尔数以Mp表示的情况下，通过满足0.4《MA1/(MA1+MSi)《0.9且0.25《(MA1+Msi)/MP《1.0的关系，使得涡流损耗降低，从而降低了铁耗。在此公开的实施方案和例子在所有情况下都是示意性的，必须理解这些实施方案和例子不是限定性的。本发明的范围不是由上述实施方案示出的，而是由权利要求书的范围限定的，并且意欲包括等同于权利要求书范围的所有含义和该范围内的所有变体。权利要求1.一种软磁性材料，其包含多个复合磁性颗粒，该复合磁性颗粒包含含有铁作为主要成分的金属磁性颗粒；以及包围所述金属磁性颗粒表面的绝缘膜，其中所述绝缘膜含有铝、硅、磷和氧，并且在所述绝缘膜中所含有的铝的摩尔数以MAl表示、所述绝缘膜中所含有的铝的摩尔数和所述绝缘膜中所含有的硅的摩尔数之和以(MAl+MSi)表示、以及所述绝缘膜中所含有的磷的摩尔数以MP表示的情况下，所述绝缘膜满足下列关系式0.4≤MAl/(MAl+MSi)≤0.9，和0.25≤(MAl+MSi)/MP≤1.0。2.根据权利要求1所述的软磁性材料，所述绝缘膜进一步满足下列关系式0.5《MA1/(MA1+MSi)《0.8，禾口0,5《(MA1+Msi)/MP《0.75。3.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述绝缘膜的平均膜厚度为不小于10nm至不大于1pm。4.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中将选自硅树脂、环氧树脂、酚醛树脂、酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚乙烯树脂和聚酰胺树脂中的至少一种树脂附着在或涂敷在所述绝缘膜的表面上。5.根据权利要求4所述的软磁性材料，其中所述软磁性材料含有相对于所述金属磁性颗粒而言不小于0.01质量％至不大于1.0质量％的所述树脂。6.—种使用权利要求1所述的软磁性材料制造的压粉铁心。7.根据权利要求6所述的压粉铁心，其中在最大激励磁通密度为1T且频率为1000Hz的条件下，涡流损耗为小于或等于35W/kg。8.—种制造软磁性材料的方法，该方法包括下列步骤制备金属磁性颗粒的步骤，该金属磁性颗粒含有铁作为主要成以及形成绝缘膜的步骤，该绝缘膜包围所述金属磁性颗粒的表面，所述形成绝缘膜的步骤包括将所述金属磁性颗粒、烷醇铝、烷和磷酸混合并搅拌的步骤。9.一种制造压粉铁心的方法，该方法包括下列步骤根据权利要求8所述的制造软磁性材料的所述步骤；以及对所述软磁性材料进行压制成型的步骤。全文摘要本发明提供一种具有优异的抗弯强度并能够防止铁耗劣化的软磁性材料以及一种压粉铁心。所述软磁性材料包含多个复合磁性颗粒(30)，所述复合磁性颗粒(30)具有金属磁性颗粒(10)和包围金属磁性颗粒(10)的表面的绝缘膜(20)。金属磁性颗粒(10)含有铁作为主要成分。绝缘膜(20)含有铝、硅、磷和氧。另外，在绝缘膜(20)中所含有的铝的摩尔数以M<sub>Al</sub>表示、绝缘膜(20)中所含有的铝的摩尔数和绝缘膜(20)中所含有的硅的摩尔数之和以(M<sub>Al</sub>+M<sub>Si</sub>)表示、绝缘膜(20)中所含有的磷的摩尔数以M<sub>P</sub>表示的情况下，绝缘膜(20)满足下列关系式0.4≤M<sub>Al</sub>/(M<sub>Al</sub>+M<sub>Si</sub>)≤0.9且0.25≤(M<sub>Al</sub>+M<sub>Si</sub>)/M<sub>P</sub>≤1.0。文档编号H01F1/24GK101356593SQ200680050460公开日2009年1月28日申请日期2006年11月22日优先权日2006年1月4日发明者丰田晴久,五十岚直人,前田彻,林一之,森井弘子,石谷诚治申请人:住友电气工业株式会社;户田工业株式会社