JPH04271102A - 低損失酸化物磁性材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えばスイッチング電源
などに搭載されるスピネル型Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＭｎ−Ｚｎ系フェライト
を搭載したスイッチング電源は、その駆動周波数がおお
よそ２００ＫＨｚ間で程度であったが、ここ数年の小型
、軽量化の要求に伴ないその駆動周波数は増加傾向にあ
る。しかし、高周波数帯域で従来のＭｎ−Ｚｎ系フェラ
イトを使用する場合には、フェライトのパワーロスの増
大による発熱が極めめて大きくなり、その機能を十分に
発揮するすることができないといった欠点を有している
。

【０００３】このため、従来は二酸化珪素、酸化カルシ
ウムを始めとする各種の元素を添加、混合することによ
り低損失化を図ってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ｍｎ−Ｚｎ系フェライ
トは通常マンガン酸化物、酸化亜鉛、酸化第２鉄の粉末
原料を秤量して混合した後、予備焼成、粉砕、結合材と
の混合、プレス成型、焼成という工程を経て完成品を得
ている。

【０００５】しかし、この場合、焼成工程によって組成
の均一か及び緻密化の促進を図ろうとすると、異常粒の
成長を伴なった結晶粒の成長が生じ、均一に組織制御を
行なうことが非常に困難である。また、原料の熱分解に
伴なう重量の減少、ガスの発生による体積の膨脹、微粒
子原料の燒結に伴なう著しい収縮が起こり、製品にひび
割れが生じたり、変形したりするなどと行った不具合が
生じる。

【０００６】このため、焼成の前段階において一度予備
焼成をして組成の均質化および粉末微粒子径の制御を行
なうことによって上述した問題点を解決する方法が提案
されている。

【０００７】ところで、この予備焼成は一般にトンネル
式電気炉あるいはロータリーキルン等により摂氏７００
〜１，２００度温度で大気中あるいは不活性雰囲気中で
行なわれているが、予備焼成した粉末の粒度分布は一般
に広いことが知られている。このような粒度分布の広い
予備焼成粉末は、後工程である焼成工程による燒結体の
組織制御が困難なため、結晶粒径の均一かが図れず、フ
ェライトの損失の増大を招くものである。

【０００８】ある程度の組織制御は焼成条件を変化させ
ることにより可能であるが、この場合でも焼成条件の複
雑化は避けられず、フェライトの損失を根本的に改善す
るには至らない。また、焼成条件の複雑化かは焼成炉の
選択に十分な配慮が要求される上、高コストの一因とな
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は原料である酸化
物粉末に０．２重量％以下の酸化モリブデンを添加し摂
氏７００〜１，１００度で予備焼成した後に、粉砕、バ
インダー混合、プレス成型、焼成することにより簡単に
低損失酸化物磁性材料が得られる。

【００１０】

【実施例】第１の実施例（図１及び図２）における試料
１及び試料２は、夫々主成分として３９．０モル％のＭ
ｎＯ、８．０モル％のＺｎＯ、残部はＦｅ２Ｏ３を含有
し、副成分として０．０２５重量％のＣａＯを含有する
Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトである。

【００１１】試料１は、上記組成の酸化物粉末に０．０
５重量％の酸化モリブデン（Ｍ０Ｏ３　　）を添加した
後、摂氏９００度で予備焼成したものである。また、試
料２は比較試料でＭ０Ｏ３を添加せずに摂氏９００度で
呼び焼成したものである。各試料は共にボールミルで粉
砕した後、バインダー混合、プレス成型、焼成を行なっ
たものである。

【００１２】図１は周波数１ＭＨｚ、最大磁束密度５０
０Ｇで電力損失ＰＢの温度特性を示したグラフである。 この第１の実施例は、図１からわかるように、発明品（
試料１）の方が比較試料（試料２）に比べ全温度範囲で
電力損失が優れていることがわかる。

【００１３】図２は摂氏６０度、最大磁束密度５００Ｇ
としたときの電力損失ＰＢの周波数依存性を示したグラ
フである。第２図からわかるように、第１実施例の発明
品（試料１）は全周波数の範囲で電力損失が比較試料（
試料２）のフェライトより優れていることがわかる。

【００１４】第２の実施例（図３）における試料３、及
び試料４は夫々主成分として３９．０モル％のＭｎＯ、
８．０モル％のＺｎＯ、残部はＦｅ２Ｏ３を含有し、副
成分として０．０２５重量％のＳｉＯ２と０．０４３重
量％のＣａＯを含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトである
。

【００１５】試料３は上記組成の酸化物粉末に０．１重
量％の酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を添加した後、摂氏
９００度で予備焼成したものであり、試料４は比較材料
で酸化モリブデンを添加せずに摂氏９００度で予備焼成
した粉末である。

【００１６】図３は上記した摂氏９００度で予備焼成し
た粉末の粒度分布を示しやグラフである。この第２実施
例は図３から分かる様に発明品（試料３）は比較試料（
試料４）のものに比べ粒度分布がシャープになっている
のがはっきりと分かる。

【００１７】次に第３実施例について説明する。図４は
第３実施例の低損失磁性材料の特性を示したものである
。各試料は夫々主成分として３９．０モル％のＭｎＯと
８．０％のＺｎＯ、残部はＦｅ２Ｏ３を含有し、副成分
として０．０２５重量％のＳｉＯ２と０．０４３重量％
のＣａＯを含有するＭｎ−Ｚｎ系フェライトである。 各試料はとも二畳紀組成の酸化物粉末にＭｏＯ３を添加
して摂氏９００度で予備焼成した後、ボールミル粉砕、
バインダー混合、プレス成型、焼成を行なったものであ
る。

【００１８】図４は摂氏６０度の温度、周波数１ＭＨｚ
、最大磁束密度５００Ｇの時の電力損失ＰＢとＭｏＯ３
の添加量との関係を示している。この図４よりＭｏＯ３
の添加量が０．２重量％間では電力損失ＰＢは急激に増
大することが分かる。電力損失ＰＢのレベルが０．２重
量％を越えると増大するのは空孔の数の増加に起因する
ヒステリシス損失の増加と結晶粒肥大に起因する渦電流
損失の増加によるためと考えられる。このことからＭｏ
Ｏ３を０．２重量％の範囲で添加した後、予備焼成する
ことにより無添加のものに比べ低い電力損失ＰＢを得る
ことができる。

【００１９】

【発明の効果】上記した各実施例の説明から明らかなよ
うに、本発明により予備焼成した酸化物粉末は処理する
粉末の量にかかわらず均一な粒子径で粒度分布のシャー
プな粉末が得られる。即ち、本発明によれば、酸化モリ
ブデンを０．２重量％以下になるように添加して予備焼
成することにより粒度分布のシャープな粉末を得ること
ができ、燒結組織の制御が容易に行なえ、焼成条件の簡
略化が図れ、コストの大幅な低減を図ることができる。

【００２０】また、この発明により予備焼成した酸化物
粉末は駆動周波数毎に好適な結晶粒子径の設定が可能で
あり、結晶粒径を微細かつ均一に制御することにより、
２００ＫＨＺ以上の高周波で使用しても鉄損の小さな低
損失材料を得ることができる。したがって、この発明の
方法によって得られた製品はスイッチング電源溶剤量と
して求められる特性を十分に満足すると共に、周波数が
２００ＫＨｚ以上の高周波数においても電力損失ＰＢが
従来のものに比べ著しく低減した低損失酸化物磁性材料
を提供することができ、高周波磁芯用材料としてスイッ
チング電源の小型・軽量化に適した材料を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　第１実施例における各種材料（試料）の電
力損失ＰＢの温度特性を示したグラフ。

【図２】　　第１実施例における各種材料（試料）の電
力損失ＰＢの周波数依存性を示したグラフ。

【図３】　　第２実施例における各種予備焼成粉末の粒
度分布を示したグラフ。

【図４】第３実施例における電力損失ＰＢとＭｏＯ３の
添加量との関係を示したグラフ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　主成分として３０〜４０モル％の酸化
   マンガン（Ｍｎｏ）と５〜１５モル％の酸化亜鉛（Ｚｎ
   Ｏ）及び残部として酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を含んで
   なり、副成分として０．０４〜０．１５重量％の酸化カ
   ルシウム（Ｃａｏ）と、０．０１〜０．１０重量％の二
   酸化珪素（ＳｉＯ２）とを含む低損失酸化物磁性材料に
   おいて、０．２重量％以下（０％を除く）の酸化モリブ
   デンを添加し、摂氏７００〜１，１００度で予備焼成す
   ることを特徴とする低損失酸化物磁性材料の製造方法。