JPH0457628B2 - - Google Patents
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- JPH0457628B2 JPH0457628B2 JP62152439A JP15243987A JPH0457628B2 JP H0457628 B2 JPH0457628 B2 JP H0457628B2 JP 62152439 A JP62152439 A JP 62152439A JP 15243987 A JP15243987 A JP 15243987A JP H0457628 B2 JPH0457628 B2 JP H0457628B2
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- oxide
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- loss
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- Magnetic Ceramics (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は低損失酸化物磁性材料に関し、特に主
成分として30〜37モル％の一酸化マンガン
（MnO）、10〜15モル％の酸化亜鉛（ZnO）及び
残部酸化第二鉄（Fe2O3）を含み、副成分とし
て、0.02〜0.10重量％の酸化カルシウム（CaO）
と0.005〜0.100重量％の二酸化ケイ素（SiO2）を
含み低損失酸化物磁性材料の改良に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 マンガン−亜鉛系フエライトは各種通信機器、
民生用機器などのトランス材料として多用されて
いるが、従来スイツチング電源用の変圧器におい
ては、スイツチング周波数として専ら10〜100k
Hz程度のものが使用されており、これに対応すべ
き低損失酸化物磁性材料として、上述した成分の
ものがすでに開発されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、近年、スイツチング電源を小型・軽
量化するためにスイツチング周波数が100kHz以
上の高周波で使用する傾向があり、その目的にあ
うトランス材料としての性能が要求されている。 ところが従来の成分を有する低損失酸化物磁性
材料を、スイツチング周波数が100kHz以上のス
イツチング電源用の変圧器の磁芯材料として使用
すると、その鉄損が大きく、発熱するという欠点
があつた。 そこで、本発明の技術的課題は周波数が100k
Hz以上の高い周波数において使用しても、鉄損を
小さくできる低損失酸化物磁性材料を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明にすれば、主成分として、30〜37モル％
の一酸化マンガン（MnO）、10〜15モル％の酸化
亜鉛（ZnO）及び残部酸化第二鉄（Fe2O3）を含
み、副成分として、0.02〜0.10重量％の酸化カル
シウム（CaO）と、0.005〜0.100重量％の二酸化
ケイ素（SiO2）とを含む低損失酸化物磁性材料
において、0.121重量％以下の二酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）と、0.060重量％以下の三酸化アルミ
ニウム（Al2O3）を添加したことを特徴とする低
損失酸化物磁性材料が得られる。 〔実施例〕 以下本発明の実施例について図面を参照して説
明する。 ＜実施例 １＞ 第１図は主成分として、52.0モル％の酸化第二
鉄34.5モル％の一酸化マンガン（MnO）及び13.5
モル％の酸化亜鉛（ZnO）を含有し、副成分とし
て、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウム
（CaO）と二酸化ジルコニウム（ZrO2）と三酸化
アルミニウム（Al2O3）とを混合し、造粒し、成
形プレスした後、酸素分圧1.3at％温度1310℃に
おいて焼結し、得られた酸化物磁性材料の電力損
失PB〔kW／m3〕の最小値を示した図である。た
だし、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウム
（CaO）と二酸化ジルコニウム（ZrO2）と三酸化
アルミニウム（Al2O3）との総添加量を0.151重量
％として、第１図に示す比率で添加量を規定し、
さらに、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウ
ム（CaO）との添加量の比率は１：2.4とした。 なお、第１図は周波数が100kHz、最大磁束密
度Bnが2000Gの場合の電力損の最小値である。 ＜実施例 ２＞ Fe2O3（52.0モル％）、MnO（34.5モル％）、ZnO
（13.5モル％）を主成分とし、副成分としてZrO2
0.076wt％を一定として、他の副成分を表−１に
示すように含有するように添加し、この場合の電
力損失の最小値を表−１に示し、温度Ｔ〔℃〕と
電力損失の関係を第２図に示す。 電力損失は周波数100kHz、最大磁束密度Bn
2000Gの条件下での測定結果である。 表１及び第２図の結果より、Al2O3を０〜
0.06wt％（０を含まず）添加することにより、電
力損失が向上することがわかる。
成分として30〜37モル％の一酸化マンガン
（MnO）、10〜15モル％の酸化亜鉛（ZnO）及び
残部酸化第二鉄（Fe2O3）を含み、副成分とし
て、0.02〜0.10重量％の酸化カルシウム（CaO）
と0.005〜0.100重量％の二酸化ケイ素（SiO2）を
含み低損失酸化物磁性材料の改良に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 マンガン−亜鉛系フエライトは各種通信機器、
民生用機器などのトランス材料として多用されて
いるが、従来スイツチング電源用の変圧器におい
ては、スイツチング周波数として専ら10〜100k
Hz程度のものが使用されており、これに対応すべ
き低損失酸化物磁性材料として、上述した成分の
ものがすでに開発されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、近年、スイツチング電源を小型・軽
量化するためにスイツチング周波数が100kHz以
上の高周波で使用する傾向があり、その目的にあ
うトランス材料としての性能が要求されている。 ところが従来の成分を有する低損失酸化物磁性
材料を、スイツチング周波数が100kHz以上のス
イツチング電源用の変圧器の磁芯材料として使用
すると、その鉄損が大きく、発熱するという欠点
があつた。 そこで、本発明の技術的課題は周波数が100k
Hz以上の高い周波数において使用しても、鉄損を
小さくできる低損失酸化物磁性材料を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明にすれば、主成分として、30〜37モル％
の一酸化マンガン（MnO）、10〜15モル％の酸化
亜鉛（ZnO）及び残部酸化第二鉄（Fe2O3）を含
み、副成分として、0.02〜0.10重量％の酸化カル
シウム（CaO）と、0.005〜0.100重量％の二酸化
ケイ素（SiO2）とを含む低損失酸化物磁性材料
において、0.121重量％以下の二酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）と、0.060重量％以下の三酸化アルミ
ニウム（Al2O3）を添加したことを特徴とする低
損失酸化物磁性材料が得られる。 〔実施例〕 以下本発明の実施例について図面を参照して説
明する。 ＜実施例 １＞ 第１図は主成分として、52.0モル％の酸化第二
鉄34.5モル％の一酸化マンガン（MnO）及び13.5
モル％の酸化亜鉛（ZnO）を含有し、副成分とし
て、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウム
（CaO）と二酸化ジルコニウム（ZrO2）と三酸化
アルミニウム（Al2O3）とを混合し、造粒し、成
形プレスした後、酸素分圧1.3at％温度1310℃に
おいて焼結し、得られた酸化物磁性材料の電力損
失PB〔kW／m3〕の最小値を示した図である。た
だし、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウム
（CaO）と二酸化ジルコニウム（ZrO2）と三酸化
アルミニウム（Al2O3）との総添加量を0.151重量
％として、第１図に示す比率で添加量を規定し、
さらに、二酸化ケイ素（SiO2）と酸化カルシウ
ム（CaO）との添加量の比率は１：2.4とした。 なお、第１図は周波数が100kHz、最大磁束密
度Bnが2000Gの場合の電力損の最小値である。 ＜実施例 ２＞ Fe2O3（52.0モル％）、MnO（34.5モル％）、ZnO
（13.5モル％）を主成分とし、副成分としてZrO2
0.076wt％を一定として、他の副成分を表−１に
示すように含有するように添加し、この場合の電
力損失の最小値を表−１に示し、温度Ｔ〔℃〕と
電力損失の関係を第２図に示す。 電力損失は周波数100kHz、最大磁束密度Bn
2000Gの条件下での測定結果である。 表１及び第２図の結果より、Al2O3を０〜
0.06wt％（０を含まず）添加することにより、電
力損失が向上することがわかる。
【表】
＜実施例 ３＞
Fe2O3（52.0モル％）、MnO（34.5モル％）、ZnO
（13.5モル％）を主成分とし、Al2O30.030wt％を
一定として他の副成分を表２のように含有するよ
うに添加した時の電力損失の最小値を表２に、ま
た、温度Ｔ〔℃〕と電力損失の関係を第３図に示
す。測定条件は実施例２と同様とする。 表２及び第３図の結果よりZrO2の添加により
電力損失が向上することがわかる。
（13.5モル％）を主成分とし、Al2O30.030wt％を
一定として他の副成分を表２のように含有するよ
うに添加した時の電力損失の最小値を表２に、ま
た、温度Ｔ〔℃〕と電力損失の関係を第３図に示
す。測定条件は実施例２と同様とする。 表２及び第３図の結果よりZrO2の添加により
電力損失が向上することがわかる。
【表】
＜実施例 ４＞
Fe2O3（52.0モル％）、MnO（34.5モル％）、ZnO
（13，５モル％）を主成分とし、SiO20.013wt％、
CaO0.032wt％を一定として、他の副成分を表−
３のように含有するように添加した時の電力損失
の最小値を表−３に、また、温度Ｔ〔℃〕と電力
損失の関係は第４図に示す。 測定条件は実施例１と同様とする。 表−３及び第４図の結果より、ZrO2とAl2O3を
複合添加することにより、電力損失が向上するこ
とがわかる。 第２〜第４図より、周波数が100kHzの場合、
電力損失はZrO2とAl2O3とを添加するか否かに無
関係に、温度が約70〜90℃のとき、最小値を有す
るが、ZrO2とAl2O3とを添加した方が、それらを
添加しないものより小さく、特に温度約100℃で
は約35％小さくなつている。 以上のことから、電力損失はSiO20.013wt％、
CaO0.032wt％、ZrO20.076wt％、Al2O30.030wt
％の時に最小となるということがわかる。 従つて、100kHz以上の周波数ではZrO20.121wt
％以下及びAl2O3を0.060wt％以下添加した方が
それらを添加しないものより、電力損失が小さく
なることがわかる。 表−４に、本発明により得られた酸化物磁性材
料No.１（副成分としてSiO20.013wt％、
CaO0.032wt％、ZrO20.076wt％、Al2O30.030wt
％）と従来の酸化物磁性材料No.２（副成分として
SiO20.013wt％、CaO0.032wt％、ZrO2とAl2O3は
添加しない）の諸特性（初透磁率μi飽和磁束密度
B15〔Ｇ〕残留磁束密度Br〔Ｇ〕、比抵抗ρ〔Ω・
cm〕）を示す。 なお、主成分は、いずれもFe2O3（52.0モル％）、
MnO（34.5モル％）、ZnO（13.5モル％）を含有し
ている。 表−４より明らかな如く、本発明のNo.１は、ス
イツチング電源用磁芯材料として求められる諸特
性、例えば初透磁率μiが2000以上、飽和磁束密度
B15が5000G以上という特性を十分に満たしてい
る。 また、比抵抗ρに関しては、本発明のNo.１の方
が従来のNo.２の約８倍も向上している。 これは、添加物ZrO2が粒界に析出することに
起因するものであり、比抵抗ρを向上し、過電流
損失を改善し、電力損失を減少させていることが
わかる。
（13，５モル％）を主成分とし、SiO20.013wt％、
CaO0.032wt％を一定として、他の副成分を表−
３のように含有するように添加した時の電力損失
の最小値を表−３に、また、温度Ｔ〔℃〕と電力
損失の関係は第４図に示す。 測定条件は実施例１と同様とする。 表−３及び第４図の結果より、ZrO2とAl2O3を
複合添加することにより、電力損失が向上するこ
とがわかる。 第２〜第４図より、周波数が100kHzの場合、
電力損失はZrO2とAl2O3とを添加するか否かに無
関係に、温度が約70〜90℃のとき、最小値を有す
るが、ZrO2とAl2O3とを添加した方が、それらを
添加しないものより小さく、特に温度約100℃で
は約35％小さくなつている。 以上のことから、電力損失はSiO20.013wt％、
CaO0.032wt％、ZrO20.076wt％、Al2O30.030wt
％の時に最小となるということがわかる。 従つて、100kHz以上の周波数ではZrO20.121wt
％以下及びAl2O3を0.060wt％以下添加した方が
それらを添加しないものより、電力損失が小さく
なることがわかる。 表−４に、本発明により得られた酸化物磁性材
料No.１（副成分としてSiO20.013wt％、
CaO0.032wt％、ZrO20.076wt％、Al2O30.030wt
％）と従来の酸化物磁性材料No.２（副成分として
SiO20.013wt％、CaO0.032wt％、ZrO2とAl2O3は
添加しない）の諸特性（初透磁率μi飽和磁束密度
B15〔Ｇ〕残留磁束密度Br〔Ｇ〕、比抵抗ρ〔Ω・
cm〕）を示す。 なお、主成分は、いずれもFe2O3（52.0モル％）、
MnO（34.5モル％）、ZnO（13.5モル％）を含有し
ている。 表−４より明らかな如く、本発明のNo.１は、ス
イツチング電源用磁芯材料として求められる諸特
性、例えば初透磁率μiが2000以上、飽和磁束密度
B15が5000G以上という特性を十分に満たしてい
る。 また、比抵抗ρに関しては、本発明のNo.１の方
が従来のNo.２の約８倍も向上している。 これは、添加物ZrO2が粒界に析出することに
起因するものであり、比抵抗ρを向上し、過電流
損失を改善し、電力損失を減少させていることが
わかる。
【表】
以上の説明から分かるとおり、本発明によれ
ば、添加物ZrO2とAl2O3とは、スイツチング電源
用磁芯材料として求められる諸特性を十分に満足
するとともに100kHz以上の周波数においても、
電力損失をそれらを添加しない場合に比較して、
大幅に低減できることがわかる。
ば、添加物ZrO2とAl2O3とは、スイツチング電源
用磁芯材料として求められる諸特性を十分に満足
するとともに100kHz以上の周波数においても、
電力損失をそれらを添加しない場合に比較して、
大幅に低減できることがわかる。
第１図は、本発明の第１の実施例に係る主成分
に添加される副成分の各々の混合比における、周
波数が100kHz、最大磁束密度Bnが2000Gの場合
の電力損失（PB）の最少値を示す図、第２図は
本発明の第２の実施例に係る酸化物磁性材料にお
ける温度Ｔ（℃）と電力損失（PB）との相関図、
第３図に本発明の第３の実施例に係る酸化物磁性
材料における温度Ｔ（℃）と電力損失（PB）との
相関図、第４図は本発明の第４の実施例に係る酸
化物磁性材料における温度Ｔ（℃）と電力損失
（PB）との相関図である。
に添加される副成分の各々の混合比における、周
波数が100kHz、最大磁束密度Bnが2000Gの場合
の電力損失（PB）の最少値を示す図、第２図は
本発明の第２の実施例に係る酸化物磁性材料にお
ける温度Ｔ（℃）と電力損失（PB）との相関図、
第３図に本発明の第３の実施例に係る酸化物磁性
材料における温度Ｔ（℃）と電力損失（PB）との
相関図、第４図は本発明の第４の実施例に係る酸
化物磁性材料における温度Ｔ（℃）と電力損失
（PB）との相関図である。
Claims (1)
- １ 主成分として、30〜37モル％の一酸化マンガ
ン（MnO）、10〜15モル％の酸化亜鉛（ZnO）及
び残部、酸化第二鉄（Fe2O3）を含み、副成分と
して、0.02〜0.10重量％の酸化カルシウム
（CaO）と、0.005〜0.100重量％の二酸化ケイ素
（SiO2）を含み低損失酸化物磁性材料において、
0.121重量％以下（０％を含まず）の二酸化ジル
コニウム（ZrO2）と、0.060重量％以下（０％を
含まず）の三酸化アルミニウム（Al2O3）を添加
したことを特徴とする低損失酸化物磁性材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152439A JPS63319254A (ja) | 1987-06-20 | 1987-06-20 | 低損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152439A JPS63319254A (ja) | 1987-06-20 | 1987-06-20 | 低損失酸化物磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63319254A JPS63319254A (ja) | 1988-12-27 |
| JPH0457628B2 true JPH0457628B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=15540560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62152439A Granted JPS63319254A (ja) | 1987-06-20 | 1987-06-20 | 低損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63319254A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3928792A1 (de) * | 1989-08-31 | 1991-03-07 | Philips Patentverwaltung | Transformatoren fuer mit einer taktfrequenz intermittierenden betrieb |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61256967A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-14 | 住友特殊金属株式会社 | Ｍｎ−Ｚｎ系フエライトの製造方法 |
-
1987
- 1987-06-20 JP JP62152439A patent/JPS63319254A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63319254A (ja) | 1988-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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