JPH05267038A - 酸化物磁性材料の製造方法 - Google Patents

酸化物磁性材料の製造方法

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JPH05267038A
JPH05267038A JP4060102A JP6010292A JPH05267038A JP H05267038 A JPH05267038 A JP H05267038A JP 4060102 A JP4060102 A JP 4060102A JP 6010292 A JP6010292 A JP 6010292A JP H05267038 A JPH05267038 A JP H05267038A
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JP
Japan
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oxide
vanadium
powder
weight
magnetic material
Prior art date
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Withdrawn
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JP4060102A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Oyanagi
浩 大柳
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単に低損失の酸化物磁性材料を得る。 【構成】 30〜40モル%のMnO、5〜15モル%
のZnO、残部Fe2 3 を含むとともに0.01〜
0.15wt%のCaOと0.005〜0.10wt%のS
iO2 を含む酸化物粉末を準備し、この酸化物粉末に0
〜1.0wt%(0wt%は含まず)のバナジウム成分を添
加して、600〜1100℃の温度で予備焼成した後、
粉末冶金法によって酸化物磁性材料を得る。このように
予備焼成することによって、高周波で損失の少ない酸化
物磁性材料を簡単に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源等に
搭載されるスピネル型Mn−Zn系フェライトに関し、
特に、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、Mn−Zn系フェライトが搭載さ
れたスイッチング電源では、その駆動周波数が高々20
0kHz 程度であったが、近年、その小型、軽量化の要求
に伴い、その駆動周波数は増加傾向にある。
【0003】ところが、高周波数帯域で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て大きくなり、その機能を十分
に果たすことができない。このため、従来、二酸化ケイ
素、酸化カルシウムをはじめとする各種元素を添加、混
合することにより低損失化を図ってきている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Mn−Zn系フェライ
トを製造する際には、通常マンガン酸化物、酸化亜鉛、
酸化第二鉄の粉末原料を秤量、混合の後、予備焼成、粉
砕、結合剤との混合を行い、さらに、プレス成形、焼成
して完成品を得ている。
【0005】ところで、焼成工程によって、組成の均一
化及び緻密化の促進を図ろうとすると、異常粒成長を伴
った結晶粒の成長が起こり、均一に組織制御を行うこと
が極めて困難である。また、原料の熱分解に伴う重量減
少、ガスの発生に伴う体積の膨張、微粒子原料の焼結に
伴う著しい収縮等が起こり、製品にひび割れや変形等の
不具合が生じる。このため、焼成の前段階において、一
度予備焼成して組成の均質化及び粉末粒子径の制御を行
うことによって、上述した問題点を解決する方法がとら
れている。
【0006】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、700〜1200℃の
温度範囲で、大気中あるいは不活性雰囲気中で行われて
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。
【0007】しかしながら、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焼結体の組織制御が
困難なため、結晶粒径の均一化が図れず、フェライトの
損失の増大を招いてしまう。
【0008】焼成条件によりある程度の組織制御は可能
であるが、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ことはできない。また、焼成
条件の複雑化は、焼成炉の選定に十分な配慮が要求され
る上、高コストの原因にもなっている。
【0009】本発明の目的は、簡単に低損失の酸化物磁
性材料を得ることのできる製造方法を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、焼成工
程の前工程である予備焼成の前にバナジウム又はバナジ
ウム酸化物を添加して酸化物磁性材料に0〜1.0重量
%(0含まず)の次いで600℃〜1100℃で予備焼
成した後、粉砕し、バインダー混合、プレス成形、焼成
するようにしたことを特徴とする製造方法が得られる。
【0011】
【作用】本発明により予備焼成した酸化物粉末では、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。その結果、焼結組織の制
御が容易に行え、焼成条件の簡略化が図れ、この工程の
簡略化は、コスト低減の上からも非常に有効となる。
【0012】また、本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、2
00kHz 以上の高い周波数で使用しても鉄損の小さな低
損失磁性材料を提供できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明について実施例によって説明す
る。
【0014】図1及び図2を参照して、試料1,2は、
それぞれ主成分として39.0モル%のMnO、8.0
モル%のZnO、残部Fe2 3 を含有し、副成分とし
て0.025重量%のSiO2 と、0.043重量%の
CaOとを含有するMn−Zn系フェライトである。
【0015】試料1では、上記組成の酸化物粉末にバナ
ジウム成分が0.1重量%含有されるよう酸化バナジウ
ム(V2 5 )を添加した後、900℃で予備焼成した
ものである。試料2は比較試料であり、V2 5 を添加
せずに900℃で予備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
形、焼成を行っている。
【0016】図1は、周波数1MHz 、最大磁束密度50
0Gでの電力損失PB の温度特性を示したグラフであ
る。図1から明らかなように、試料1は、全温度範囲で
電力損失が試料2のフェライトよりも優れていることが
わかる。
【0017】図2は、温度60℃、最大磁束密度500
G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。
【0018】図2から明らかなように、試料1は、全周
波数範囲で電力損失が比較試料試料2のフェライトより
も優れていることがわかる。
【0019】次に図3を参照して、試料3,4は、それ
ぞれ主成分として39.0モル%のMnO、8.0モル
%のZnO、残部Fe2 3 を含有し、副成分として
0.025重量%のSiO2 と、0.043重量%のC
aOを含有するMn−Zn系フェライトである。
【0020】試料3は、上記組成の酸化物粉末にバナジ
ウム成分として0.5重量%含有されるよう酸化バナジ
ウム(V2 5 )を添加した後、900℃で予備焼成し
たものである。
【0021】試料4は比較試料で、V2 5 を添加せず
に900℃で予備焼成した粉末である。
【0022】図3は、900℃で予備焼成した粉末の粒
度分布を示したグラフである。図3から、試料3は試料
4に比べ、粒度分布が明らかにシャープになっているこ
とがわかる。
【0023】図3を参照して、各試料は、それぞれ主成
分として39.0モル%のMnO、8.0モル%のZn
O、残部Fe2 3 を含有し、副成分として0.025
重量%のSiO2 と、0.043重量%のCaOとを含
有するMn−Zn系フェライトである。各試料共に上記
組成の酸化物粉末にV2 5 を添加して900℃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
成形、焼成を行った。
【0024】図4は、温度60℃、周波数1MHz 、最大
磁束密度500Gでの電力損失PBとバナジウムの含有
量との関係を示している。図4から、バナジウムの含有
量が1.0重量%までは電力損失PB は低下する傾向に
あるが、1.0重量%を越えると電力損失PB は急激に
増大することがわかる。
【0025】電力損失PB のレベルが1.0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。
【0026】図5を参照して、各試料は、それぞれ主成
分として39.0モル%のMnO、8.0モル%のZn
O、残部はFe2 3 を含有し、副成分として0.02
5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。各試料共に上記
組成の酸化物粉末にバナジウム成分として0.5重量%
含有されるよう酸化バナジウム(V2 5 )を添加した
後、各種温度で予備焼成した後、ボールミル粉砕、バイ
ンダー混合、プレス成形、焼成を行った。
【0027】図5は、温度60℃、周波数1MHz 、最大
磁束密度500Gでの電力損失PBと予備焼成温度との
関係を示している。図5より、600℃〜1100℃の
温度範囲で予備焼成した試料のPB は低下する傾向にあ
るが、それ以外の温度で予備焼成を行うと電力損失PB
が増大することがわかる。
【0028】予備焼成温度が600℃以下の場合には、
粉末の粒度分布をシャープにすることができない。この
ため、焼結組織の制御が非常に困難で、均一な結晶粒径
を得ることかできず、フェライトのヒステリシス損失と
渦電流損失が共に増大するので、著しく電力損失PB
悪化する。一方、1100℃以上で予備焼成した場合に
は、顕著な粉末の粒成長が起こり、そのままでは緻密な
焼結体を得ることができない。
【0029】後工程の粉砕によって焼結性の向上を図る
ことは可能であるが、粉末の粒度分布が広くなるため組
織制御が困難となり、600℃以下で予備焼成した場合
と同様の問題が生じる。
【0030】図6を参照して、試料5,6は、それぞれ
主成分として39.0モル%のMnO、8.0モル%の
ZnO、残部はFe2 3 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。
【0031】試料5は、上記組成の酸化物粉末にバナジ
ウム成分として0.1重量%含有されるよう酸化バナジ
ウム(V2 5 )を添加した後900℃で予備焼成し、
次いで粉砕、バインダー混合、プレス成形、焼成を行っ
た。
【0032】試料6は比較試料で、上記組成の酸化物粉
末を900℃で予備焼成した後、粉砕時においてバナジ
ウム成分として0.1重量%含有されるよう酸化バナジ
ウム(V2 5 )を添加し、次いでバインダー混合、プ
レス成形、焼成を行った。
【0033】図6は、周波数1MHz 、最大磁束密度50
0Gでの電力損失PB の温度特性を示したグラフであ
る。図6、試料5は、全温度範囲で電力損失が試料6の
フェライトよりも優れていることがわかる。
【0034】上記の各実施例の説明から明らかなよう
に、予備焼成の前段階に0〜1.0重量%(0含まず)
のバナジウム成分が含有されるよう、バナジウム又はバ
ナジウム化合物を添加した後、600℃〜1100℃で
予備焼成することにより、低い電力損失PB を得ること
ができる。
【0035】又、本発明では、V2 5 添加による低損
失磁性材料の製造について説明したが、本発明が対象と
するバナジウム化合物は種類を限定するものではなく、
フェライトの磁気特性を劣化させるような元素を含まな
ければよい。つまり、バナジウム成分を0〜1.0重量
%含有するようにすればよい。
【0036】
【発明の効果】以上の実施例で明らかな様に、本発明に
よれば、予備焼成の前段階に0〜1.0重量%のバナジ
ウム成分が含有されるよう、バナジウム又はバナジウム
化合物を添加し、次いで600℃〜1100℃で予備焼
成することにより、粒度分布のシャープな粉末が得られ
る。
【0037】即ち、本発明によれば、焼結組織の制御が
容易に行え、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。また、スイッチング電源用材
料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P
B が従来のものよりも著しく低減できた低損失酸化物磁
性材料を提供できる。従って、高周波磁芯用材料とし
て、スイッチング電源の小型、軽量化に十分適した材料
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】周波数1MHz 、最大磁束密度500Gでの電力
損失PB の温度特性を示す図である。
【図2】温度60℃、最大磁束密度500Gでの電力損
失PB の周波数依存性を示す図である。
【図3】900℃で予備焼成した粉末の粒度分布を示す
図である。
【図4】温度60℃、周波数1MHz 、最大磁束密度50
0Gでの電力損失PB とバナジウムの含有量との関係を
示す図である。
【図5】温度60℃、周波数1MHz 、最大磁束密度50
0Gでの電力損失PB と予備焼成温度との関係を示す図
である。
【図6】周波数1MHz 、最大磁束密度500Gでの電力
損失PB の温度特性を示す図である。

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)、5〜15モル%の酸化亜鉛(Zn
    O)及び残部酸化第二鉄(Fe2 3 )を含み、副成分
    として0.01〜0.15重量%の酸化カルシウム(C
    aO)と0.005〜0.10重量%の二酸化ケイ素
    (SiO2 )とを含む磁性粉末に0〜1.0重量%(0
    %を除く)のバナジウム成分が含有されるよう、バナジ
    ウム又はバナジウム化合物を添加して添加粉末体とする
    第1の工程と、該添加粉末体を600℃〜1100℃の
    温度で予備焼成して予備焼成体を得る第2の工程とを有
    し、該予備焼成体から粉末冶金法によって酸化物磁性材
    料を生成することを特徴とする酸化物磁性材料の製造方
    法。
JP4060102A 1992-03-17 1992-03-17 酸化物磁性材料の製造方法 Withdrawn JPH05267038A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117700220A (zh) * 2023-12-14 2024-03-15 上海华源磁业股份有限公司 一种高频铁氧体材料制备工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117700220A (zh) * 2023-12-14 2024-03-15 上海华源磁业股份有限公司 一种高频铁氧体材料制备工艺

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Effective date: 19990518